專(zhuān)利名稱：撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣顆粒物切割裝置，尤其涉及一種適用于小流量大氣氣溶膠采樣儀器的撞擊式超細(xì)顆粒物(PM1. 0)切割裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)大氣顆粒物污染嚴(yán)重，已經(jīng)上升為環(huán)境空氣質(zhì)量的首要影響因素，尤其是空氣中的超細(xì)顆粒物越來(lái)越受到人們的關(guān)注。隨著城市汽車(chē)擁有量的增加和城市工業(yè)化加快，汽車(chē)排放尾氣及工業(yè)生產(chǎn)排放廢氣中大量的細(xì)顆粒物懸浮在空中，對(duì)人體健康形成巨大威脅。近年來(lái)大量的研究觀察表明，人體健康損害與暴露于其中的細(xì)顆粒物之間的相關(guān)程度顯著高于粗顆粒物。超細(xì)顆粒物(空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于IMffl的細(xì)小顆粒物)作為細(xì)顆粒物的主要組成成分，其物理化學(xué)特性對(duì)人體健康的負(fù)面影響重大，是空氣傳播性傳染病學(xué)研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。與粗顆粒物相比，細(xì)顆粒物在大氣中滯留的時(shí)間更長(zhǎng)、傳輸距離更遠(yuǎn)，因而其影響范圍更廣，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，被認(rèn)為是地區(qū)性甚至是跨邊界輸送的空氣污染物。為實(shí)現(xiàn)對(duì)超細(xì)顆粒物各種特性研究，需要在現(xiàn)行使用的大氣氣溶膠采樣器上安裝超細(xì)顆粒物切割器。國(guó)外的撞擊式超細(xì)顆粒切割器由切割頭(含噴射嘴、沖擊板)、濾紙夾具等連接而成。載有顆粒物的空氣流經(jīng)噴嘴射出后，由于受到?jīng)_擊板的阻擋將作曲線運(yùn)動(dòng)以繞開(kāi)障礙物。當(dāng)氣流發(fā)生轉(zhuǎn)彎后，氣流中的顆粒會(huì)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。顆粒物的這種直線運(yùn)動(dòng)一直要保持到出射速度為零時(shí)才停止，然后顆粒物才有可能跟隨氣流偏轉(zhuǎn)。從噴嘴射出的顆粒物繼續(xù)保持直線運(yùn)動(dòng)的最大距離是顆粒物的截止距離。在同樣的線速度下，顆粒物直徑越大，其動(dòng)量越大，因而所具有的慣性也越大，前沖的距離也越長(zhǎng)，即顆粒物的截止距離也越長(zhǎng)。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沖到?jīng)_擊板上， 從而被沖擊板捕集，而細(xì)小顆粒物則隨著氣流到達(dá)濾紙而被采集。然而國(guó)外的這種撞擊式超細(xì)顆粒切割器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作精度要求高，制作難度大， 不利于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作精度要求較低、制造容易的用于大氣氣溶膠采樣器上的撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置，包括噴嘴和沖擊板，其中所述沖擊板包括沖擊板主體和沖擊板底座，該沖擊板主體上設(shè)有用于截留顆粒物的沖擊面；所述噴嘴包括噴嘴主體， 該噴嘴主體上設(shè)有圓錐形沖擊槽，該沖擊槽的連接下端設(shè)有噴嘴孔，該噴嘴孔朝向該沖擊板主體的沖擊面。作為改進(jìn)之一所述噴嘴主體與沖擊板主體通過(guò)螺母連接，且噴嘴主體上設(shè)有第一膠圈槽，該第一膠圈槽上設(shè)有膠圈作為改進(jìn)之二 所述沖擊板主體柱上設(shè)有安裝孔，所述沖擊板底座設(shè)有與該安裝孔配合的安裝柱，該安裝柱上設(shè)有第二膠圈槽，該第二膠圈槽上設(shè)有膠圈。作為改進(jìn)之三所述噴嘴的噴嘴孔與所述沖擊板的沖擊面之間的距離為 3. 8-4. 2mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作精度要求較低、制造容易， 而且還便于維護(hù)，有利于推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置包括包括噴嘴1和沖擊板2。 該沖擊板2包括沖擊板主體21和與沖擊板主體21連接的沖擊板底座22。沖擊板主體21上設(shè)有安裝孔M，沖擊板底座22設(shè)有與該安裝孔M配合的安裝柱25，該安裝柱25上設(shè)有第二膠圈槽沈，該第二膠圈槽沈上設(shè)有膠圈或墊圈。沖擊板底座22的安裝柱25插入到?jīng)_擊板主體21的安裝孔M中實(shí)現(xiàn)兩者的固定連接。且該沖擊板主體21上設(shè)有用于截留顆粒物的沖擊面。噴嘴1包括噴嘴主體11，該噴嘴主體11上設(shè)有圓錐形沖擊槽12，該沖擊槽12的下端設(shè)有噴嘴孔13，該噴嘴孔13朝向該沖擊板主體21的沖擊面。此外，所述噴嘴主體11 上設(shè)有第一膠圈槽14，該第一膠圈槽14上設(shè)有膠圈。在將切割裝置裝配到小流量大氣氣溶膠采樣儀器上時(shí)，該第二膠圈槽沈中可以設(shè)置膠圈等填充物，使得切割裝置與采樣頭的內(nèi)壁面之間無(wú)空隙。噴嘴孔13直徑W、噴嘴孔13長(zhǎng)度T、噴嘴孔13和沖擊板(沖擊面)之間的距離S之間符合圓形沖擊采樣器的設(shè)計(jì)條件S/W ^ UT/ff ^ 1,500 ^ Re ^ 3000，使切割裝置的性能保持相對(duì)穩(wěn)定。此外，噴嘴主體11與沖擊板固定連接，具體是噴嘴主體11通過(guò)螺栓與噴嘴主體11 固定連接。而且，噴嘴1的噴嘴孔13與沖擊板的沖擊面之間的距離為3. 8-4. 2mm。此外，噴嘴孔13的直徑W、噴嘴孔13的長(zhǎng)度T，符合T/W ^ 1的設(shè)計(jì)要求。噴嘴孔 13直徑和長(zhǎng)度均需要滿足小流量空氣采樣要求。沖擊槽12為圓錐形，其尺寸滿足小流量采樣要求。本發(fā)明的原理是當(dāng)采樣器以恒定流量進(jìn)行采樣時(shí)，載有顆粒物的氣流進(jìn)入沖擊槽12并經(jīng)過(guò)噴嘴孔13 (或噴嘴口)噴射出來(lái)，高速氣流由于受到?jīng)_擊板的阻擋將作曲線運(yùn)動(dòng)繞開(kāi)障礙物。當(dāng)氣流發(fā)生轉(zhuǎn)彎時(shí)，氣流中的顆粒物會(huì)其慣性作用，都有在原方向上保持直線運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。這種直線運(yùn)動(dòng)一定要保持到出射速度為零時(shí)才停止，然后顆粒物才能隨氣流逆轉(zhuǎn)。在同樣線性速度下，顆粒物動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑越大，其動(dòng)量越大，因而所具有的慣性也愈大，超過(guò)臨界值時(shí)，顆粒物被阻擋板截留，小于臨界值的顆粒物隨氣流繞過(guò)沖擊板，被下一層濾膜捕集，從而實(shí)現(xiàn)大氣超細(xì)顆粒物采集過(guò)程。整個(gè)切割器裝置簡(jiǎn)單，便于組裝、加工和清洗維護(hù)。此外，還可以根據(jù)噴嘴主體11直徑、長(zhǎng)度、噴嘴孔13和沖擊板2之間距離的不同，分別制作成不同粒徑的顆粒物的切割器。將多種粒徑顆粒物切割器切割直徑由大到小、由上到下排列連接，組成多級(jí)粒徑顆粒物切割器。
權(quán)利要求
1.一種撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置，包括噴嘴(1)和沖擊板(2)，其特征在于所述沖擊板(2)包括沖擊板主體(21)和沖擊板底座(22)，該沖擊板主體(21)上設(shè)有用于截留顆粒物的沖擊面(23);所述噴嘴(1)包括噴嘴主體(11)，該噴嘴主體上設(shè)有圓錐形沖擊槽(12)，該沖擊槽的連接下端設(shè)有噴嘴孔(13)，該噴嘴孔朝向該沖擊板主體的沖擊面(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置，其特征在于所述噴嘴主體 (11)與沖擊板主體(21)通過(guò)螺母連接，且噴嘴主體(11)上上設(shè)有第一膠圈槽(14)，該第一膠圈槽(14)上設(shè)有膠圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2任一所述的撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置，其特征在于所述沖擊板主體(21)柱上設(shè)有安裝孔(24)，所述沖擊板底座設(shè)有與該安裝孔配合的安裝柱(25)， 該安裝柱上設(shè)有第二膠圈槽(26)，該第二膠圈槽上設(shè)有膠圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的撞擊式超細(xì)顆粒物切割裝置，其特征在于所述噴嘴(1)的噴嘴孔(13)與所述沖擊板(2)的沖擊面(21)之間的距離為3. 8-4. 2mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣顆粒物切割裝置，尤其涉及一種適用于小流量大氣氣溶膠采樣儀器的撞擊式超細(xì)顆粒物(PM1.0)切割裝置。該裝置包括噴嘴和沖擊板，其中所述沖擊板包括沖擊板主體和沖擊板底座，該沖擊板主體上設(shè)有用于截留顆粒物的沖擊面；所述噴嘴包括噴嘴主體，該噴嘴主體上設(shè)有圓錐形沖擊槽，該沖擊槽的下端上設(shè)有噴嘴孔，該噴嘴孔朝向該沖擊板主體的沖擊面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作精度要求較低、制造容易，而且還便于維護(hù)，有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01N1/14GK102243147SQ20111009917
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者劉平, 張智勝, 陳尊裕 申請(qǐng)人:中山大學(xué)