r>'穿過(guò)環(huán)形 柱狀管路5所需的時(shí)間為
_ △。只有當(dāng)t1= 12時(shí)，由于離心力的作 用，氣溶膠粒子可以從出氣狹縫7流入，該出氣狹縫7設(shè)置在外殼的內(nèi)側(cè)壁上并連通樣氣流 出口 8。因此，從樣氣流出口 8流出的氣溶膠粒子粒徑為
在鞘氣樣氣流量和旋轉(zhuǎn)部件幾何尺寸固定的情況下，通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)角速度ω，即 可篩選出不同粒徑的氣溶膠粒子。
[0026] 粒徑篩選裝置旋轉(zhuǎn)部件的幾何尺寸和鞘氣樣氣流量可根據(jù)所要篩選的粒徑范圍 和輸出氣流的流量要求進(jìn)行選擇。作為例子，假定R = 3厘米，L = 20厘米，d = 1毫米，Qa= 0.4升每分鐘，Qs=2升每分鐘，圖2為篩選粒徑Dp與篩選部件轉(zhuǎn)速ω的關(guān)系。在這樣 的部件幾何尺寸和鞘氣樣氣流量下，轉(zhuǎn)速在60-12000轉(zhuǎn)每分鐘之間調(diào)整，可篩選的粒徑范 圍覆蓋2納米-10微米。
[0027] 圖3、圖4分別是實(shí)施例中的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備的流程示意圖和結(jié)構(gòu)示 意圖。該優(yōu)選實(shí)施例中，氣流導(dǎo)入導(dǎo)出部件11，用以引導(dǎo)氣流方向。它分為第一部件和第 二部件，該第一部件（圖中上方）設(shè)有鞘氣流入口 13、樣氣流入口 12,該第二部件（圖中下 方）設(shè)有鞘氣流出口 14、樣氣流出口 15。
[0028] 旋轉(zhuǎn)部件10,用以篩選氣溶膠顆粒物，它包括相互剛性連接的外殼、內(nèi)膽，外殼的 上端與內(nèi)膽的上端通過(guò)密封軸承固定，外殼的下端與內(nèi)膽的下端也通過(guò)密封軸承固定。
[0029] 該外殼、內(nèi)膽的上下兩端分別連通第一部件和第二部件，并且內(nèi)膽和外殼以相同 角速度繞中心軸旋轉(zhuǎn)，該外殼和內(nèi)膽的間隔形成管狀環(huán)路，該管狀環(huán)路一端連通鞘氣流入 口，另一端連通鞘氣流出口，該內(nèi)膽內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣狹縫，該進(jìn)氣狹縫的一端連通樣氣流入口， 另一端連通管狀環(huán)路，外殼的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有連通樣氣流出口的出氣狹縫。
[0030] 氣流導(dǎo)入導(dǎo)出部件11與旋轉(zhuǎn)部件10直接設(shè)有用于固定的軸承和密封部件。
[0031] 旋轉(zhuǎn)部件11的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速控制部件控制，它包括電動(dòng)機(jī)23,傳動(dòng)部件21和控制電 路22,通過(guò)控制電路可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)置粒徑篩選裝置篩選的粒徑大小。粒徑篩選裝 置的鞘氣為閉合回路循環(huán)，鞘氣維持部件包括送風(fēng)機(jī)17,散熱器18,過(guò)濾器19和流量監(jiān)測(cè) 器20,通過(guò)流量控制器可使鞘氣流量穩(wěn)定在設(shè)定值。樣氣提供部件包括流量監(jiān)測(cè)器16,可 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣氣流量。驅(qū)動(dòng)裝置采用數(shù)字化控制，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的可視化、無(wú)極調(diào)速、快速響應(yīng)，實(shí) 現(xiàn)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的可視化、精確化。通過(guò)調(diào)節(jié)容器的轉(zhuǎn)速、空氣的流速、容器的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，實(shí)現(xiàn)空 氣中粒子的全譜系篩選，提高篩選效率。通過(guò)轉(zhuǎn)速、圈數(shù)、流量的精確控制，實(shí)現(xiàn)篩選的精確 度與精密度。
[0032] 實(shí)際操作時(shí)，將待篩選的氣溶膠樣本以恒定流量通入樣氣流入口 12,樣氣流量由 流量監(jiān)測(cè)器16監(jiān)測(cè)。旋轉(zhuǎn)部件中的鞘氣由送風(fēng)機(jī)17從鞘氣流出口 14抽出，經(jīng)過(guò)散熱器 18、過(guò)濾器19將其中的氣溶膠粒子過(guò)濾，重新通入鞘氣流入口 13作為鞘氣，控制電路中的 PID控制器讀取流量監(jiān)測(cè)器20的測(cè)量的流量值，調(diào)整送風(fēng)機(jī)17的功率，使鞘氣流量穩(wěn)定在 設(shè)定值。通過(guò)控制電路22可以設(shè)定篩選粒徑值，控制電路22計(jì)算出對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)部件10的 轉(zhuǎn)速，調(diào)整電動(dòng)機(jī)23的轉(zhuǎn)速，由傳動(dòng)裝置21帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件10旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)篩選的單分散氣 溶膠經(jīng)過(guò)樣氣流出口 15流出，可通入下游儀器設(shè)備。
[0033] 當(dāng)然本發(fā)明所涉及的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備并不僅僅限定于上述實(shí)施例中 的結(jié)構(gòu)，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于，包括： 一氣流導(dǎo)入導(dǎo)出部件，用以引導(dǎo)氣流方向，包括第一部件和第二部件，所述第一部件設(shè) 有鞘氣流入口、樣氣流入口，所述第二部件設(shè)有鞘氣流出口、樣氣流出口； 一旋轉(zhuǎn)部件，用以篩選氣溶膠顆粒物，包括相互剛性連接的外殼、內(nèi)膽，所述外殼、內(nèi)膽 的上下兩端分別連通所述第一部件和第二部件，并且所述內(nèi)膽和外殼以相同角速度繞中心 軸旋轉(zhuǎn)，所述外殼和內(nèi)膽的間隔形成管狀環(huán)路，所述管狀環(huán)路一端連通鞘氣流入口，另一端 連通鞘氣流出口，所述內(nèi)膽內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣狹縫，所述進(jìn)氣狹縫的一端連通樣氣流入口，另一端 連通管狀環(huán)路，所述外殼的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有連通樣氣流出口的出氣狹縫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：所述進(jìn)氣狹縫連 通樣氣流入口的端口設(shè)置在內(nèi)膽端面的中心位置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：還包括電動(dòng)機(jī)、傳 動(dòng)部件、控制電路，所述控制電路連接電動(dòng)機(jī)并調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)連接傳動(dòng)部 件，所述傳動(dòng)部件連接旋轉(zhuǎn)部件并帶動(dòng)內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：所述鞘氣流出口 經(jīng)送風(fēng)機(jī)、散熱器和過(guò)濾器，最后連通鞘氣流入口并形成閉合循環(huán)回路。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：所述過(guò)濾器和鞘 氣流入口之間還設(shè)有流量監(jiān)測(cè)器，以監(jiān)控鞘氣流入流量。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：所述樣氣流入口 處外接有流量監(jiān)測(cè)器，以監(jiān)控樣氣流入流量。7. 據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：所述內(nèi)膽和外殼的 橫截面均是圓形。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：所 述外殼的上端與內(nèi)膽的上端通過(guò)密封軸承固定。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，其特征在于：所述外殼的下端 與內(nèi)膽的下端也通過(guò)密封軸承固定。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氣溶膠顆粒物粒徑篩選設(shè)備，具備這樣的特征，包括：一氣流導(dǎo)入導(dǎo)出部件，用以引導(dǎo)氣流方向，包括第一部件和第二部件，所述第一部件設(shè)有鞘氣流入口、樣氣流入口，所述第二部件設(shè)有鞘氣流出口、樣氣流出口；一旋轉(zhuǎn)部件，用以篩選氣溶膠顆粒物，包括相互剛性連接的外殼、內(nèi)膽，所述外殼、內(nèi)膽的上下兩端分別連通所述第一部件和第二部件，并且所述內(nèi)膽和外殼以相同角速度繞中心軸旋轉(zhuǎn)，所述外殼和內(nèi)膽的間隔形成管狀環(huán)路。本發(fā)明基于氣溶膠粒子離心力和空氣阻力平衡的原理篩選一定粒徑的粒子，粒徑篩選誤差遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的基于粒子電場(chǎng)力和空氣阻力平衡或電場(chǎng)力與離心力平衡的方法。
【IPC分類(lèi)】G01N15/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105181535
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510586486
【發(fā)明人】馬楠, 吳志軍, 吳志國(guó)
【申請(qǐng)人】上海友助機(jī)械有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日