一種pm10顆粒撞擊式單級採樣器的製作方法
2023-10-26 18:51:47 1
專利名稱：一種pm10顆粒撞擊式單級採樣器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及採樣裝置，具體地說是一種顆粒撞擊式單級採樣裝置，屬於分析 儀器領域中的一種採集PM10顆粒物質的裝置，可為多種分析儀器提供分析樣品。
背景技術：
隨著工業的發展，大氣中的顆粒汙染物程度不斷增加。這些顆粒汙染物會吸附空 氣中能損害神經系統和致癌的各種有害物質，在空氣中傳播。這些吸附有害物質的顆粒物 一旦進入我們的呼吸系統，或滲透到人的肺部，會引起多種呼吸道疾病，給環境和人類健康 帶來很多負面影響。相比較來說，直徑較大的粗顆粒在大氣中的漂浮壽命很短，而粒徑小於 lOum的小顆粒物(PM10)更容易進入人體，在環境中滯留時間更長，吸附的重金屬和有毒有 害物質更多，因而對人體的危害也較大。而小粒徑的顆粒物往往更難採集，因此開發研製小 顆粒物收集裝置十分急切。撞擊式採樣器的工作原理是載帶顆粒物的空氣流經進氣口噴嘴射出後，由於受 到碰撞板的阻擋將作曲線運動以繞開障礙物。當氣流發生轉彎時，氣流中所有大小的顆粒 物因其慣性作用，都有在原有方向上保持直線運動的趨勢。顆粒物直徑越大，其動量越大， 因而所具有的慣性也越大，前衝的距離也越長，即顆粒物的截止距離越長。截止距離大到一 定程度的顆粒物，即粒徑大到一定程度的顆粒物，有可能一直衝到衝擊板上，從而被衝擊板 捕集。而比較小的顆粒可以跟隨氣流到達濾紙收集極而被收集，作為檢測樣品進行分析。現有的PM10和PM2. 5碰撞採樣器的結構比較複雜，多採用多級，多孔道的機構，拆 卸安裝比較複雜，發生粒子反彈和粒子重返氣流現象比較嚴重。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種PM10顆粒撞擊式單級採樣器；其可以實現對小於 lOum的氣溶膠粒子進行採樣，可為多種分析儀器提供樣品；為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種PM10顆粒撞擊式單級採樣器，包括進氣口、連接件、底座，底座為上端開口的筒狀結構，在筒狀結構的側壁或底面上設置有出氣口 ；連接件 設置於底座的上方，進氣口設置於連接件的上方，進氣口、連接件、底座)間為可拆御連接；所述進氣口為兩端開口的筒狀結構，上端入口處的內部腔體為上端大下端小的、 錐臺形或喇叭形，中部的噴嘴為圓柱型或方形，下端出口處的內部腔體的徑向尺寸大於噴 嘴的徑向尺寸；在進氣口的入口處設置有進口濾網；連接件為環狀結構，在環狀的內側壁上設有託架或掛勾，託架或掛勾放置有碰撞 板，碰撞板處於噴嘴的正下方，碰撞板為上端中部帶有凹槽的盤狀結構；底座的上方設有內止口，內止口從下至上依次放置有密封墊圈、支撐濾網和濾紙 收集極，連接件壓合在底座的內止口上。所述進氣口的噴嘴的軸向與徑向尺寸之比應大於等於1 ；碰撞板的徑向尺寸與噴嘴的徑向尺寸之比為2-4 ；所述進氣口的噴嘴到碰撞板的距離與噴嘴的直徑之比應大於1 ； 通過進氣口的氣體流量應為10-25L/min。碰撞板的兩邊設有可調節高度的固定扣，其與噴嘴的高度可調；碰撞板上塗有粘 附性材料；所述的濾紙收集極採用透氣性較好，固體截留比好的濾膜材料製作，如Teflon 濾膜。進行採集時，在底座的出氣口處接上抽氣泵，載帶顆粒物的空氣流經進氣口噴嘴 射出後，由於受到碰撞板的阻擋將作曲線運動以繞開障礙物。當氣流發生轉彎時，氣流中所 有大小的顆粒物因其慣性作用，都有在原有方向上保持直線運動的趨勢。顆粒物直徑越大， 其動量越大，因而所具有的慣性也越大，前衝的距離也越長，即顆粒物的截止距離越長。截 止距離大到一定程度的顆粒物，即粒徑大到一定程度的顆粒物，有可能一直衝到衝擊板上， 從而被衝擊板捕集。而比較小的顆粒可以跟隨氣流到達濾紙收集極而被收集，作為檢測樣 品進行分析。本實用新型可以有效收集小於10um的氣溶膠顆粒，具有穩定的採集效率。本實用新型採用單級但噴嘴結構，結構簡單，易於拆卸。碰撞板上的粘附性材料能 夠有效降低粒子反彈現象。濾膜採用透氣性好截留比高的濾膜材料，有效避免粒子的氣流 重返現象。
圖1為本發明的結構示意圖；圖中1為進口濾網，2為進氣口，3為碰撞板，4為連接件，5為濾紙收集極，6為密封 墊圈，7為支撐濾網，8為底座。
具體實施方式
請參閱圖1所示。本實用新型一種PM10顆粒撞擊式單級採樣器，其主要結構從上 到下依次為進口濾網，進氣口，碰撞板，連接件，濾紙收集極，支撐濾網，密封墊圈，以及底 座構成。底座8為上端開口的筒狀結構，在筒狀結構的側壁或底面上設置有出氣口 ；連接 件4設置於底座8的上方，進氣口 2設置於連接件4的上方，進氣口 2、連接件4、底座8間 通過螺栓連接；所述進氣口 2為兩端開口的筒狀結構，上端入口處的內部腔體為上端大下端小 的、錐臺形或喇叭形，中部的噴嘴為圓柱型或方形，下端出口處的內部腔體的徑向尺寸大於 噴嘴的徑向尺寸；在進氣口 2的入口處設置有進口濾網1 ；連接件4為環狀結構，在環狀的內側壁上設有託架或掛勾，託架或掛勾放置有碰 撞板3，碰撞板3處於噴嘴的正下方，碰撞板3為上端中部帶有凹槽的盤狀結構；底座8的上方設有內止口，內止口從下至上依次放置有密封墊圈6、支撐濾網7和 濾紙收集極5，連接件4壓合在底座8的內止口上。所述進氣口的噴嘴的軸向與徑向尺寸之比為1.8 ；碰撞板3的徑向尺寸與噴嘴的 徑向尺寸之比為3 ；進氣口的噴嘴到碰撞板的距離與噴嘴的直徑之比應大於1. 5。通過進氣口的氣體流量應為10-25L/min。碰撞板3的兩邊設有可調節高度的固定扣，其與噴嘴的高度可調；碰撞板上塗有
4粘附性材料。濾紙收集極採用透氣性較好，固體截留比好的濾膜材料製作，如Teflon濾膜。載帶顆粒物的空氣通過障礙物時，粒子是跟隨流體的流線還是與流線分離主要由 斯託克斯數決定。當St <> 1時，粒子的軌跡線與流線分離，粒子會保持自己的跡線向前運動。
當帶電氣溶膠粒子通過噴嘴時，其斯託克斯數為:St= 4ppd2pUC /9πnDo其中，pp是帶電氣溶膠粒
子的密度，dp是粒子直徑，u為噴嘴處的氣體速度，n為氣體粘性，隊為小孔直徑。載帶顆粒物的空氣流經進氣口噴嘴射出後，由於受到碰撞板的阻擋將作曲線運動 以繞開障礙物。當氣流發生轉彎時，氣流中所有大小的顆粒物因其慣性作用，都有在原有方 向上保持直線運動的趨勢。顆粒物直徑越大，其動量越大，因而所具有的慣性也越大，前衝 的距離也越長，即顆粒物的截止距離越長。截止距離大到一定程度的顆粒物，即粒徑大到一 定程度的顆粒物，有可能一直衝到衝擊板上，從而被衝擊板捕集。而比較小的顆粒可以跟隨 氣流到達濾紙收集極而被收集，作為檢測樣品進行分析。
權利要求一種PM10顆粒撞擊式單級採樣器，其特徵在於包括進氣口(2)、連接件(4)、底座(8)，底座(8)為上端開口的筒狀結構，在筒狀結構的側壁或底面上設置有出氣口；連接件(4)設置於底座(8)的上方，進氣口(2)設置於連接件(4)的上方，進氣口(2)、連接件(4)、底座(8)間為可拆御連接；所述進氣口(2)為兩端開口的筒狀結構，上端入口處的內部腔體為上端大下端小的、錐臺形或喇叭形，中部的噴嘴為圓柱型或方形，下端出口處的內部腔體的徑向尺寸大於噴嘴的徑向尺寸；在進氣口(2)的入口處設置有進口濾網(1)；連接件(4)為環狀結構，在環狀的內側壁上設有託架或掛勾，託架或掛勾放置有碰撞板(3)，碰撞板(3)處於噴嘴的正下方，碰撞板(3)為上端中部帶有凹槽的盤狀結構；底座(8)的上方設有內止口，內止口從下至上依次放置有密封墊圈(6)、支撐濾網(7)和濾紙收集極(5)，連接件(4)壓合在底座(8)的內止口上。
2.如權利要求1所述的採樣器，其特徵在於所述進氣口的噴嘴的軸向與徑向尺寸之 比應大於等於1 ；碰撞板(3)的徑向尺寸與噴嘴的徑向尺寸之比為2-4。
3.如權利要求1所述的採樣器，其特徵在於所述進氣口的噴嘴到碰撞板的距離與噴 嘴的直徑之比應大於1。
4.如權利要求1所述的採樣器，其特徵在於通過進氣口的氣體流量應為10-25L/min。
5.如權利要求1所述的採樣器，其特徵在於碰撞板(3)的兩邊設有可調節高度的固 定扣，其與噴嘴的高度可調；碰撞板上塗有粘附性材料。
6.如權利要求1所述的採樣器，其特徵在於所述的濾紙收集極採用透氣性較好，固體 截留比好的濾膜材料製作。
專利摘要本實用新型公開了一種PM10顆粒撞擊式單級採樣器。其主要結構為進口濾網，進氣口，碰撞板，連接件，濾紙收集極，密封墊圈，支撐濾網，以及底座。進行採集時，在底座的出氣口處接上抽氣泵，載帶顆粒物的空氣流經進氣口噴嘴射出後，由於受到碰撞板的阻擋將作曲線運動以繞開障礙物。當氣流發生轉彎時，氣流中所有大小的顆粒物因其慣性作用，都有在原有方向上保持直線運動的趨勢。顆粒物直徑越大，其動量越大，因而所具有的慣性也越大，前衝的距離也越長，即顆粒物的截止距離越長。截止距離大到一定程度的顆粒物，即粒徑大到一定程度的顆粒物，有可能一直衝到衝擊板上，從而被衝擊板捕集。而比較小的顆粒可以跟隨氣流到達濾紙收集極而被收集，作為檢測樣品進行分析。本實用新型可以有效收集小於10um的氣溶膠顆粒，具有穩定的採集效率。
文檔編號G01N1/20GK201583435SQ20092035008
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者李林, 李海洋, 王衛國, 苗書一, 鞠幫玉, 韓豐磊 申請人:中國科學院大連化學物理研究所