專利名稱：多級(jí)大氣顆粒物切割器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器，尤其涉及一種用于大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀或采樣器的多級(jí)大氣顆粒物切割器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和機(jī)動(dòng)車保有量的迅猛增加，我國(guó)環(huán)境空氣污染的特征發(fā)生了顯著變化，區(qū)域性大氣污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，發(fā)達(dá)地區(qū)大氣PM2. 5污染日趨嚴(yán)重，已經(jīng)成未來(lái)污染發(fā)展的趨勢(shì)，不但造成能見(jiàn)度降低，也導(dǎo)致居民循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)發(fā)病率和死亡率上升,對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。為改善環(huán)境空氣質(zhì)量、保護(hù)人體健康和生態(tài)環(huán)境，適應(yīng) 新時(shí)期空氣質(zhì)量管理的需要，環(huán)保部修訂了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)，將PM2. 5列入環(huán)境空氣污染物基本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。國(guó)外的安德森公司、BGI公司和URG公司等，自上世紀(jì)90年代開(kāi)始研制并投入生產(chǎn)PM2. 5采樣器，但是，這些PM2. 5采樣器的不足是機(jī)體體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝要求高、價(jià)格昂貴、操作和運(yùn)輸不便、易維護(hù)難度大、難以推廣。而目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)使用的采樣器大都是測(cè)量大氣總懸浮顆粒物(TSP)或PMlO的采樣器，而PM2. 5采樣器并沒(méi)有廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作工藝要求低的多級(jí)大氣顆粒物切割器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種多級(jí)大氣顆粒物切割器，包括依次密封串接的一初級(jí)噴嘴、一初級(jí)沖擊室、一次級(jí)噴嘴、一次級(jí)沖擊室和一出氣管；所述初級(jí)噴嘴緊密插入所述初級(jí)沖擊室的進(jìn)氣口，所述初級(jí)沖擊室的底部設(shè)有至少一個(gè)向上延伸的通氣管，該通氣管的進(jìn)氣口與初級(jí)沖擊室的出氣口連通；所述初級(jí)沖擊室的出氣口與次級(jí)噴嘴的進(jìn)氣口連接；所述次級(jí)噴嘴的出氣口與次級(jí)沖擊室的進(jìn)氣口連接，該次級(jí)噴嘴的出氣口處設(shè)有一濾膜；所述次級(jí)沖擊室的上方設(shè)有與次級(jí)沖擊室出氣口連通的通氣口 ；所述次級(jí)沖擊室的出氣口與出氣管連接。進(jìn)一步說(shuō)，所述次級(jí)沖擊室包括一桶底向四周延伸的桶體和一環(huán)狀蓋板，所述環(huán)狀蓋板蓋設(shè)在桶體的開(kāi)口，所述桶底的延伸部設(shè)有至少一個(gè)氣孔。進(jìn)一步說(shuō)，所述初級(jí)沖擊室包括依次通過(guò)螺紋連接的初級(jí)沖擊室上部、初級(jí)沖擊室下部和出氣接口。具體地說(shuō)，所述初級(jí)噴嘴的出氣口與初級(jí)沖擊室底部的距離為15毫米；所述次級(jí)噴嘴的出氣口與次級(jí)沖擊室底部的距離為13. 2毫米。進(jìn)一步說(shuō)，所述初級(jí)沖擊室的底部設(shè)有一通過(guò)接頭與外部干燥瓶連接的干燥孔。進(jìn)一步說(shuō)，所述初級(jí)沖擊室的上部與一底部呈倒圓錐形的圓柱筒的底部鉚接，所述圓柱筒的頂部蓋設(shè)有一頂蓋。進(jìn)一步說(shuō)，所述頂蓋包括通過(guò)螺釘從上向下順序固定連接的上外罩、圓柱形防蟲(chóng)網(wǎng)和下外罩。
具體地說(shuō)，所述初級(jí)噴嘴的表面粗糙度為I. 6微米。具體地說(shuō)，所述濾膜為涂覆有硅油的玻璃纖維濾膜。具體地說(shuō)，所述桶體與環(huán)狀蓋板通過(guò)0型密封圈緊密連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作工藝要求較低，所用材料為鋁合金，無(wú)特殊的加工和裝置要求，易于推廣應(yīng)用，維護(hù)方便，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖I為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的初級(jí)噴嘴剖面示意圖；圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的初級(jí)沖擊室下部剖面示意圖； 圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的初級(jí)沖擊室下部橫截面示意圖；圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的次級(jí)噴嘴剖面示意圖；圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的環(huán)狀蓋板剖面示意圖；圖7為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的環(huán)狀蓋板橫截面示意圖；圖8為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的桶體剖面示意圖；圖9為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的桶體橫截面示意圖；圖10為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的初級(jí)分離的切割曲線；圖11為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的切割曲線。
具體實(shí)施例方式為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說(shuō)明。實(shí)施例如圖I至圖9所示。圖I為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例為一種用于小流量(16. 67L/min)的PMlO和PM2. 5的多級(jí)大氣顆粒物切割器，使用鋁合金材料制造，包括用于分離大于10微米顆粒物的初級(jí)分離裝置和用于分離10 2. 5微米顆粒物的次級(jí)分離裝置。本實(shí)施例多級(jí)大氣顆粒物切割器的頂蓋由用十字槽盤頭螺釘I、小墊圈、彈簧墊圈及螺母順序固定的上罩蓋2、圓柱形防蟲(chóng)網(wǎng)5和下罩蓋3組成，并蓋設(shè)于初級(jí)分離裝置的上部，具有防雨、防蟲(chóng)、防止大顆粒物的作用。初級(jí)分離裝置的上部是一底部呈倒圓錐形的圓柱筒6，其倒圓錐形底部與初級(jí)沖擊室上部8鉚接，并且兩者間設(shè)有一內(nèi)徑為67毫米，線徑為2. 65毫米的0型密封圈。初級(jí)沖擊室上部8設(shè)有一 M64 X 8外螺紋的連接口與初級(jí)沖擊室下部9螺紋連接。圖2為本實(shí)施例的初級(jí)噴嘴7，呈圓柱形，其高度為47±0. 05毫米，初級(jí)噴嘴7的進(jìn)氣口 21內(nèi)徑為18. 5毫米，外徑為20+0. 015毫米，初級(jí)噴嘴7的出氣口 22內(nèi)徑是12. 8±0. 015毫米，外徑是16毫米，初級(jí)噴嘴7的表面粗糙度是I. 6微米。初級(jí)噴嘴7緊密插入初級(jí)沖擊室上部8的進(jìn)氣口內(nèi)，并使初級(jí)噴嘴7的出氣口 22與沖擊室底部9的距離是15毫米。圖3為本實(shí)施例的初級(jí)沖擊室下部9，呈圓柱形，其高度為133毫米，外徑為70毫米，內(nèi)徑為62毫米，初級(jí)沖擊室下部的出氣口處設(shè)有一高為20毫米，M64X8的內(nèi)螺紋，初級(jí)沖擊室下部9還設(shè)有一用于連接初級(jí)沖擊室上部8的高為10毫米，M64X8的內(nèi)螺紋。該初級(jí)沖擊室下部9設(shè)有向上凸起并均勻分布的三個(gè)通氣管10，其底部側(cè)面還設(shè)有一個(gè)帶有G1/2內(nèi)螺紋的干燥孔23，干燥孔通23過(guò)一與之配合的接頭11與轉(zhuǎn)接頭12連接，轉(zhuǎn)接頭12再與帶有R1/4內(nèi)螺紋接口的除濕瓶13連接，除濕瓶13內(nèi)填充硅膠起到干燥作用。初級(jí)沖擊室下部9的出氣口與出氣接口 14設(shè)有M64X8的外螺紋且外徑為70毫米的一端螺紋連接，該出氣接口 14的高度為75毫米，其另一端的內(nèi)徑為32毫米，并內(nèi)嵌有O型圈，用于連接次級(jí)分離裝置，也可以連接外徑為32毫米的采樣管，直接做PMlO切割器。次級(jí)分離裝置由次級(jí)噴嘴16、次級(jí)沖擊室和出氣管19組成。次級(jí)噴嘴16的高度為100毫米，其進(jìn)氣口 25的外徑為32毫米，可與出氣接口 14連接，其出氣口 26內(nèi)徑為3. 9±0. 01毫米。次級(jí)噴嘴的下端24設(shè)有規(guī)格為M68的內(nèi)螺紋，用于與出氣管19設(shè)有外螺紋的一端螺紋連接，并且兩者間設(shè)有一 60毫米的0型密封圈。次級(jí)沖擊室包括一桶底20向四周延伸的桶體18和環(huán)狀蓋板17，桶體18的內(nèi)徑 為38毫米，高度為15. 7毫米；桶底20的直徑為63. 5毫米，厚度為3. 8毫米，在桶底20的延伸部設(shè)有均勻分布的三個(gè)氣孔30，桶底20嵌插于次級(jí)噴嘴16與出氣管19的接口處，使次級(jí)噴嘴16的出氣口 26與桶底20之間的距離為13. 2毫米；環(huán)狀蓋板17的高度為11. 5毫米，外徑為46毫米，內(nèi)徑為27. 5毫米，并通過(guò)內(nèi)徑為37. 5毫米的0型密封圈將環(huán)狀蓋板17固定于筒體18的開(kāi)口處。在環(huán)狀蓋板17的下方設(shè)有一涂覆有硅油的玻璃纖維濾膜31。在切割器的工作點(diǎn)流量(16.67L/min)下，采用單分散相熒光素銨球形粒子(C20H15O5N)對(duì)初級(jí)分離裝置的粒子捕集效率進(jìn)行檢測(cè)，在5 17微米范圍內(nèi)產(chǎn)生7種不同粒徑的單分散相球形粒子，下表為利用本實(shí)施例的產(chǎn)品測(cè)試所得的捕集效率數(shù)據(jù)(參考圖10)
空氣動(dòng)力學(xué)粒徑da (微米)ri r~7 r~9 rid ri2 rn rn~
平均捕集效率(％)9L 9 8571 5871 49 8 38 6 23 3 9 3~捕集效率的回歸方程是" = 111.8 + 0.586t/, -1.01 Id + 0.037^7；回歸結(jié)果(^=10.3^,^= 1-5 ^ = 1.6
Am在切割器的工作點(diǎn)流量(16.67L/min)下，采用單分散相熒光素銨球形粒子(C2tlH15O5N)對(duì)多級(jí)大氣顆粒物切割器的粒子捕集效率進(jìn)行檢測(cè)，在I. 7 3. 0微米范圍內(nèi)產(chǎn)生6種不同粒徑的單分散相球形粒子，下表為測(cè)試所得的捕集效率數(shù)據(jù)(參考圖11)
空氣動(dòng)力學(xué)粒徑da (微米)1.7 I 2.0 I 2.3 I 2. 5 I 2.1 \ 3.0
平均捕集效率(％)8776 7178 6172 47 3 32 5 21.2捕集效率的回歸方程是
t] = -56.65 + 250.8da-127.8d2a； +17.58d3a回歸結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于包括依次密封串接的一初級(jí)噴嘴(7)、一初級(jí)沖擊室、一次級(jí)噴嘴(16)、一次級(jí)沖擊室和一出氣管(19);所述初級(jí)噴嘴(7)緊密插入所述初級(jí)沖擊室的進(jìn)氣口，所述初級(jí)沖擊室的底部(9)設(shè)有至少一個(gè)向上延伸的通氣管(10)，該通氣管(10)的進(jìn)氣口與初級(jí)沖擊室的出氣口連通；所述初級(jí)沖擊室的出氣口與次級(jí)噴嘴(16)的進(jìn)氣口(25)連接；所述次級(jí)噴嘴(16)的出氣口(26)與次級(jí)沖擊室的進(jìn)氣口連接，該次級(jí)噴嘴(16)的出氣口(26)處設(shè)有一濾膜(31);所述次級(jí)沖擊室的上方設(shè)有與次級(jí)沖擊室出氣口連通的通氣口 ；所述次級(jí)沖擊室的出氣口與出氣管(19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述次級(jí)沖擊室包括一桶底(20)向四周延伸的桶體(18)和一環(huán)狀蓋板(17)，所述環(huán)狀蓋板(17)蓋設(shè)在桶體(18)的開(kāi)口，所述桶底(20)的延伸部設(shè)有至少一個(gè)氣孔(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述初級(jí)沖擊室包括依次通過(guò)螺紋連接的初級(jí)沖擊室上部(8)、初級(jí)沖擊室下部和出氣接口( 14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述初級(jí)噴嘴(7)的出氣口( 22 )與初級(jí)沖擊室底部(9 )的距離為15毫米；所述次級(jí)噴嘴(16 )的出氣口( 26 )與次級(jí)沖擊室底部的距離為13. 2毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述初級(jí)沖擊室的底部(9 )設(shè)有一通過(guò)接頭(11)與外部干燥瓶連接的干燥孔(23 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述初級(jí)沖擊室的上部與一底部呈倒圓錐形的圓柱筒(6)的底部鉚接，所述圓柱筒(6)的頂部蓋設(shè)有一頂蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述頂蓋包括通過(guò)螺釘從上向下順序固定連接的上外罩(2)、圓柱形防蟲(chóng)網(wǎng)(5)和下外罩(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述初級(jí)噴嘴的表面粗糙度為I. 6微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述濾膜(31)為涂覆有硅油的玻璃纖維濾膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述多級(jí)大氣顆粒物切割器，其特征在于所述桶體(18)與環(huán)狀蓋板(17)通過(guò)O型密封圈緊密連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多級(jí)大氣顆粒物切割器，包括依次密封串接的一初級(jí)噴嘴、一初級(jí)沖擊室、一次級(jí)噴嘴、一次級(jí)沖擊室和一出氣管；所述初級(jí)噴嘴緊密插入所述初級(jí)沖擊室的進(jìn)氣口，所述初級(jí)沖擊室的底部設(shè)有至少一個(gè)向上延伸的通氣管，該通氣管的進(jìn)氣口與初級(jí)沖擊室的出氣口連通；所述初級(jí)沖擊室的出氣口與次級(jí)噴嘴的進(jìn)氣口連接；所述次級(jí)噴嘴的出氣口與次級(jí)沖擊室的進(jìn)氣口連接，該次級(jí)噴嘴的出氣口處設(shè)有一濾膜；所述次級(jí)沖擊室的上方設(shè)有與次級(jí)沖擊室出氣口連通的通氣口；所述次級(jí)沖擊室的出氣口與出氣管連接。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作工藝要求較低，無(wú)特殊的加工和裝置要求，易于推廣應(yīng)用，維護(hù)方便，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)G01N1/22GK102778369SQ20121028656
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者馬光明, 黃寶進(jìn) 申請(qǐng)人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司