压流式虚拟冲击器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种压流式虚拟冲击器，包括冲击器本体及从上往下依次设于冲击器本体内部的一级进气腔、一级分离腔、一级采集腔及二级采集室；所述一级进气腔设有用于供采样空气进入的一级进气通道及分别设于一级进气通道左右两侧的一级压流通道Ⅰ和一级压流通道Ⅱ，所述一级进气通道的出气口下方设有第一横流道，所述第一横流道的左右两端分别与一级压流通道Ⅰ及一级压流通道Ⅱ相连通；本实用新型专利技术可避免采样空气与冲击器本体内壁的直接接触，从而降低壁面损失，提高采集效率，同时能够提高采集粒子粒径的精度，达到对亚微米粒子进行高效分离。

【技术实现步骤摘要】
压流式虚拟冲击器
本技术涉及一种虚拟冲击器，尤其涉及一种压流式虚拟冲击器。
技术介绍
在大气和工业环境监测中，要确定颗粒物的来源、评价颗粒物对人类和环境的危害或潜在危害以前，就先需要了解气溶胶颗粒物成分、粒子浓度和粒径分布，因此我们需要事先对气溶胶进行采样、分级和检测分析，从而能够对环境中存在的有害颗粒进行预警。这一项要求的重要性，同样体现在处理应急事件时(如1995年东京地铁投毒事件、2001年美国anthrax袭击事件、2017年叙利亚生化战争和地震与火山爆发等自然灾害发生时)，为保证一线救援人员能够及时了解当前形势，做出准确判断，十分有必要掌握某种技术手段对环境威胁进行采集并分析处理。对粒子的采样和分级，在气溶胶
中使用的重要仪器是惯性冲击器(也称采集器)，它是基于惯性原理设计的；为了解决惯性冲击器的原理缺陷导致的粒子损失、分离特性较差等问题，虚拟冲击原理被提出，根据虚拟冲击原理设计的冲击器则称为虚拟冲击器。虚拟冲击器原理可总结为：利用采样流量中不同粒径粒子的惯性力不同，在经过切割点(流量分流处)时，惯性大的粗颗粒将维持原运动方向进入次流，细颗粒粒子由于惯性小，运动方向被改变进入主流。利用该原理可以实现根据粒径大小的不同来分离采集空气中的粒子的功能。然而，现有的虚拟冲击器对于粒子损失的控制不佳，主要表现为壁面损失大，导致采集效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种压流式虚拟冲击器，可避免采样空气与冲击器本体内壁的直接接触，从而降低壁面损失，提高采集效率，同时能够提高采集粒子粒径的精度，达到对亚微米粒子进行高效分离。本技术的压流式虚拟冲击器，包括冲击器本体及从上往下依次设于冲击器本体内部的一级进气腔、一级分离腔、一级采集腔及二级采集室；所述一级进气腔设有用于供采样空气进入的一级进气通道及分别设于一级进气通道左右两侧的一级压流通道Ⅰ和一级压流通道Ⅱ，所述一级进气通道的出气口下方设有第一横流道，所述第一横流道的左右两端分别与一级压流通道Ⅰ及一级压流通道Ⅱ相连通；所述一级分离腔设有一级加速通道及位于一级加速通道右侧的一级压流通道Ⅲ，所述一级加速通道与第一横流道相连通且其进气口设在一级进气通道的出气口的正下方，所述一级压流通道Ⅲ与第一横流道相连通且设在一级压流通道Ⅱ的正下方，所述一级加速通道的出气口下方设有第二横流道，所述第二横流道的右端与一级压流通道Ⅲ相连通；所述一级采集腔设有一级次流通道及位于一级次流通道左侧的一级主流通道，所述冲击器本体上对应一级次流通道的末端设有一级采集口；所述第二横流道的左端与一级主流通道相连通；环绕所述一级次流通道外侧形成二级进气通道，所述二级进气通道出气口下方设有第三横流道；所述二级采集室设有二级加速通道及分别位于二级加速通道左右两侧的二级压流通道Ⅰ和二级压流通道Ⅱ，所述二级加速通道与第三横流道相连通且其进气口设在二级进气通道的出气口的正下方，所述第三横流道的左右两端分别与二级压流通道Ⅰ及二级压流通道Ⅱ相连通；所述二级加速通道的出气口正下方还设有二级次流通道，所述二级加速通道与二级次流通道之间设有第四横流道，所述第四横流道的左端与二级主流道相连通、右端与二级压流通道Ⅱ相连通。通过对上述技术方案的进一步改进，所述冲击器本体包括从上往下依次连接的第一箱体、第二箱体、第三箱体及第四箱体，所述一级进气腔设于第一箱体，所述一级分离腔设于第二箱体，所述一级采集腔设于第三箱体，所述二级采集室设于第四箱体。通过对上述技术方案的进一步改进，所述第一箱体、第二箱体、第三箱体及第四箱体通过螺栓固定连接或者一体成型设置。通过对上述技术方案的进一步改进，所述第一箱体上对称安装有第一挡板Ⅰ和第一挡板Ⅱ，所述第一挡板Ⅰ与第一挡板Ⅱ之间形成一级进气通道，所述第一挡板Ⅰ和第一挡板Ⅱ的纵截面均呈“L”形且其横部均朝向内侧向下倾斜，使得所述一级进气通道呈漏斗状；所述第一挡板Ⅰ与第一箱体的左侧壁之间形成一级压流通道Ⅰ，所述第一挡板Ⅱ与第一箱体的右侧壁之间形成一级压流通道Ⅱ。通过对上述技术方案的进一步改进，所述第二箱体上安装有第二挡板Ⅰ及第二挡板Ⅱ，所述第二挡板Ⅰ与第二箱体的左侧壁密封连接，所述第二挡板Ⅰ与第二挡板Ⅱ之间形成竖直的一级加速通道，所述第二挡板Ⅱ与第二箱体的右侧壁之间形成一级压流通道Ⅲ。通过对上述技术方案的进一步改进，所述第三箱体上对称设置有第三挡板Ⅰ和第三挡板Ⅱ，所述第三挡板Ⅰ固定于第三箱体的左侧壁，所述第三挡板Ⅱ固定于第三箱体的右侧壁；所述第三挡板Ⅰ与第三挡板Ⅱ之间形成二级进气通道，所述第三挡板Ⅰ和第三挡板Ⅱ的纵截面均呈“L”形且其横部均朝向内侧向下倾斜，使得所述二级进气通道呈漏斗状。通过对上述技术方案的进一步改进，所述第三箱体上还安装有一纵截面呈“U”形的一级采集板，所述一级采集板的内腔形成一级次流通道；所述一级采集板的左侧壁沿水平方向朝外延伸并与第三挡板Ⅰ之间形成一级主流通道；所述一级采集板的右侧壁沿水平方向朝外延伸并与第三挡板Ⅱ密封连接。通过对上述技术方案的进一步改进，所述第四箱体上安装有第四挡板Ⅰ及第四挡板Ⅱ，所述第四挡板Ⅰ的下方设有分离隔块Ⅰ，所述第四挡板Ⅱ的下方设有分离隔块Ⅱ；所述第四挡板Ⅰ与第四箱体的左侧壁之间形成二级压流通道Ⅰ，所述第四挡板Ⅱ与第四箱体的右侧壁之间及分离隔块Ⅱ与第四箱体的右侧壁之间形成二级压流通道Ⅱ，所述第四挡板Ⅰ与第四挡板Ⅱ之间及形成竖直的二级加速通道，所述分离隔块Ⅰ与分离隔块Ⅱ之间形成二级次流通道，所述分离隔块Ⅰ与第四挡板Ⅰ之间形成二级主流道。通过上述公开内容可知，本技术的压流式虚拟冲击器，可避免采样空气与冲击器本体内壁的直接接触，从而有效降低壁面损失，提高了采集效率，同时能够提高采集粒子粒径的精度，达到对亚微米粒子进行高效分离。具体而言：在一级进气腔中，一级进气通道呈漏斗状，含有粗、细颗粒的混合采样空气通过一级进气通道加速进入系统；一级进气通道的左侧有一级压流通道Ⅰ，一级压流通道Ⅰ中的压流在末端与采样空气进行汇合；而一级进气通道右侧的一级压流通道Ⅱ为一个具有双出口的通道，其中位于上部的出口与一级压流通道Ⅰ保持水平，起到挤压采样空气流的作用，位于下部的出口则位于切割点处形成侧流，利用侧流的冲击力与颗粒的惯性力的作用，改变采样空气中细颗粒流动方向，从而分离采集空气中不同粒径的粒子。在一级分离腔中，进口空气受到侧流的侧向冲击力的作用，细颗粒(<2.5μm)的部分空气将转向进入一级主流通道，另外部分粗颗粒(2.5μm～10μm)惯性力的影响将继续沿着原方向在一级次流通道垂直下行；对采样空气的第一次分离在第一级分离腔中完成，采样空气将会被初步分离成粗颗粒与细颗粒。在一级采集腔中，一级主流通道部分气体将进入第二级采集器；一级次流通道部分气体将通过第三箱体的一级采集口被采集，排出系统。一级采集腔的部分及二级采集室形成了二级冲击系统，能够将一级主流通道部分气体再次进行分离，进一步分离出亚微米粒子(<1μm)，并继续利用压流来保证其高效率分离与采集。本技术的结构设计实现了虚拟冲击器的多级化，且结构简单，压流能够对采集空气流量起到很好地保护作用，避免与结构面壁直接接触，分离效率高；两级结构串联能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压流式虚拟冲击器，其特征在于：包括冲击器本体及从上往下依次设于冲击器本体内部的一级进气腔、一级分离腔、一级采集腔及二级采集室；所述一级进气腔设有用于供采样空气进入的一级进气通道及分别设于一级进气通道左右两侧的一级压流通道Ⅰ和一级压流通道Ⅱ，所述一级进气通道的出气口下方设有第一横流道，所述第一横流道的左右两端分别与一级压流通道Ⅰ及一级压流通道Ⅱ相连通；所述一级分离腔设有一级加速通道及位于一级加速通道右侧的一级压流通道Ⅲ，所述一级加速通道与第一横流道相连通且其进气口设在一级进气通道的出气口的正下方，所述一级压流通道Ⅲ的上端与第一横流道的右端相连通且设在一级压流通道Ⅱ的正下方，所述一级加速通道的出气口下方设有第二横流道，所述第二横流道的右端与一级压流通道Ⅲ相连通；所述一级采集腔设有一级次流通道及位于一级次流通道左侧的一级主流通道，所述冲击器本体上对应一级次流通道的末端设有一级采集口；所述第二横流道的左端与一级主流通道相连通；环绕所述一级次流通道外侧形成二级进气通道，所述二级进气通道出气口下方设有第三横流道；所述二级采集室设有二级加速通道及分别位于二级加速通道左右两侧的二级压流通道Ⅰ和二级压流通道Ⅱ，所述二级加速通道与第三横流道相连通且其进气口设在二级进气通道的出气口的正下方，所述第三横流道的左右两端分别与二级压流通道Ⅰ及二级压流通道Ⅱ相连通；所述二级加速通道的出气口正下方还设有二级次流通道，所述二级加速通道与二级次流通道之间设有第四横流道，所述第四横流道的左端与二级主流道相连通、右端与二级压流通道Ⅱ相连通。...

【技术特征摘要】
1.一种压流式虚拟冲击器，其特征在于：包括冲击器本体及从上往下依次设于冲击器本体内部的一级进气腔、一级分离腔、一级采集腔及二级采集室；所述一级进气腔设有用于供采样空气进入的一级进气通道及分别设于一级进气通道左右两侧的一级压流通道Ⅰ和一级压流通道Ⅱ，所述一级进气通道的出气口下方设有第一横流道，所述第一横流道的左右两端分别与一级压流通道Ⅰ及一级压流通道Ⅱ相连通；所述一级分离腔设有一级加速通道及位于一级加速通道右侧的一级压流通道Ⅲ，所述一级加速通道与第一横流道相连通且其进气口设在一级进气通道的出气口的正下方，所述一级压流通道Ⅲ的上端与第一横流道的右端相连通且设在一级压流通道Ⅱ的正下方，所述一级加速通道的出气口下方设有第二横流道，所述第二横流道的右端与一级压流通道Ⅲ相连通；所述一级采集腔设有一级次流通道及位于一级次流通道左侧的一级主流通道，所述冲击器本体上对应一级次流通道的末端设有一级采集口；所述第二横流道的左端与一级主流通道相连通；环绕所述一级次流通道外侧形成二级进气通道，所述二级进气通道出气口下方设有第三横流道；所述二级采集室设有二级加速通道及分别位于二级加速通道左右两侧的二级压流通道Ⅰ和二级压流通道Ⅱ，所述二级加速通道与第三横流道相连通且其进气口设在二级进气通道的出气口的正下方，所述第三横流道的左右两端分别与二级压流通道Ⅰ及二级压流通道Ⅱ相连通；所述二级加速通道的出气口正下方还设有二级次流通道，所述二级加速通道与二级次流通道之间设有第四横流道，所述第四横流道的左端与二级主流道相连通、右端与二级压流通道Ⅱ相连通。2.根据权利要求1所述的压流式虚拟冲击器，其特征在于：所述冲击器本体包括从上往下依次连接的第一箱体、第二箱体、第三箱体及第四箱体，所述一级进气腔设于第一箱体，所述一级分离腔设于第二箱体，所述一级采集腔设于第三箱体，所述二级采集室设于第四箱体。3.根据权利要求2所述的压流式虚拟冲击器，其特征在于：所述第一箱体、第二箱体、第三箱体及第四箱体通过螺栓固定连接或者一体成型设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泽银，黄春旭，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50