一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置

摘要

本发明提供一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置，包括一个密封压力舱，内部带宝石顶尖的顶轴杆驱动粉套筒向上定速移动，宽程电机和宽主动轮驱动粉套筒内固体结块快速旋转与固定切刀相对运动形成切削，压缩空气通过固定切刀与固体结块之间的缝隙将表面切削下来的细微粉尘吹送到碰撞溶离腔内，被碰撞球碰撞研磨漂浮到喷出口，较大尺寸的粉尘颗粒回落到下滤层被再次碰撞研磨直到可以向上透过上滤层输出到喷出口，在气流的驱动下高速通过中和混匀腔中和后由粉尘气扩散出口输出形成所要求均匀稳定持续精确控制浓度的粉尘气溶胶环境进行相关的科学研究应用，本发明的有益效果是满足了结节结成硬块的固体物质在空气中形成浓度精确控制的粉尘气溶胶的需要。

说明书

技术领域

本发明提供一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置。

背景技术

将固体物质变换成为微小粒径的粉尘然后再扩散到气体中形成一种稳定漂浮状态，并以一定速度持续稳定扩散到空气中后形成一定浓度的粉尘气溶胶后进行微粒径形态学、污染效果模拟、职业危害防护、大气环境研究、呼吸疾病防治、甚至航天军事科学等领域内研究有着广泛的应用和发展，虽然自然界有许许多多的不同物质是以固体形式存在，但它们各自有着不同的特殊物理和化学特性，比如粘滞性、比重、扩散能力、聚集能力、吸潮性、外表光滑度等等这些特性，都会影响其扩散到空气中的效果，尤其是容易结成硬块状态的固体物质没有办法直接雾化扩散，不太容易会形成稳定的的粉尘扩散状态，越是粘滞性大、比重大、聚集能力强的微粒径粉尘物质越容易结节成块状没有很好的扩散办法，更无法精确定量输送，目前定量控制微粒径粉尘扩散装置在实践的应用中对于结成硬块的固体物质不能在空气中形成稳定持续浓度精确控制的粉尘气溶胶环境，无法完成结块的固体粉尘扩散成气溶胶的任务，成为当前一大技术难题，影响和制约了此类科学研究的发展，所以开发一种能够满足适应粘滞性大、比重大、吸潮性强、聚集能力容易结节成块状的固体粉尘物质持续稳定和高浓度扩散并且在空气中形成稳定持续浓度精确控制的粉尘气溶胶环境的专用定量结块形固体粉尘扩散装置成为当前紧迫的需要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置，能够满足适应粘滞性大、比重大、吸潮性强、聚集能力容易结节成块状的固体粉尘物质持续稳定和高浓度扩散并且在空气中形成稳定持续浓度精确控制的粉尘气溶胶环境。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一个密封压力舱，内部带宝石顶尖的顶轴杆驱动粉套筒向上定速移动，宽程电机和宽主动轮驱动粉套筒内固体结块快速旋转与固定切刀相对运动形成切削，压缩空气通过固定切刀与固体结块之间的缝隙将表面切削下来的细微粉尘吹送到碰撞溶离腔内，被碰撞球碰撞研磨漂浮到喷出口，较大尺寸的粉尘颗粒回落到下滤层被再次碰撞研磨直到可以向上透过上滤层输出到喷出口，在气流的驱动下高速通过中和混匀腔中和后由粉尘气扩散出口输出形成所要求均匀稳定持续精确控制浓度的粉尘气溶胶环境进行相关的科学研究应用。

本发明的有益效果是开发了一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置解决了目前越是粘滞性大、比重大、聚集能力强的微粒径粉尘物质越容易结节成块状没有很好的扩散办法，更无法精确定量输送，无法完成结块的固体粉尘扩散成气溶胶的一大技术难题，满足适应粘滞性大、比重大、吸潮性强、聚集能力容易结节成块状的固体粉尘物质持续稳定和高浓度扩散并且在空气中形成稳定持续浓度精确控制的粉尘气溶胶环境的紧迫的需要。

附图说明

附图为本发明设备一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置的结构示意图

图中:

1.中和混匀腔     2.碰撞球         3.下滤层         4.固定切刀架          5.空气压缩机     

6.固定切刀       7.固体结块       8.粉套筒          9.粉套轮        10.顶尖轴套      

11.宝石顶尖      12.密封压力舱 13.顶轴主动轮   14.顶轴电机      15.顶轴齿轮      

16.顶轴杆           17.宽程电机     18.轴固定架      19.宽主动轮      20.宽被动轮

21.宽程齿轮      22.穿心轴套      23.穿心轴        24.密封胶圈           25.密封上盖      

26.碰撞容积腔    27.上滤层        28.喷出口         29.带电荷粉尘颗粒  30.粗滤网    

31.中和电极       32.中性粉尘颗粒  33.粉尘气扩散出口。

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置结构加以说明。

如附图1所示，本发明提供一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置，包括内部装有一个密封压力舱12，是一个密封性良好抗压力舱体，在密封压力舱12下部安装有带顶轴主动轮13的顶轴电机14驱动顶轴齿轮15使得顶轴杆16上下移动，旁边安装的带有宽主动轮19的宽程电机17和轴固定架18驱动宽被动轮20和宽程齿轮21带动粉套轮9旋转，密封压力舱12侧壁上有外接的压缩空气输入接口，由空气压缩机5提供压缩空气，在密封压力舱12上半部分有通过密封胶圈24隔离固定可以拆开的密封上盖25，在密封上盖25中间开孔处安装有碰撞溶离腔26，安装于密封压力舱12内的最底部中心垂直向上带有顶轴齿轮15的顶轴杆16在顶轴电机14和顶轴齿轮15的驱动下向上移动，顶轴杆16上边是一个宝石顶尖11接触在带有粉套轮9的粉套筒8下边的顶尖轴套10内，可以驱动粉套筒8整体向上定速移动，粉套轮9和旁边安装的一个宽程齿轮21啮合， 宽程齿轮21是一个金属材料制作而成具有轴向宽度延长的复合齿轮轴，宽程齿轮21延长的齿条尺寸应该保证粉套轮9做上下移动时都可以很好的与宽程齿轮21啮合而不会脱出，在宽程齿轮21下边有直径更大的宽被动轮20与宽程电机17上的宽主动轮19啮合转动，整个宽程齿轮21两端均设有带有穿心轴套22的穿心轴23通过轴固定架18固定在密封压力舱12底部一边，在宽程电机17和宽主动轮19的带动下以一个特定的转速快速驱动安放在粉套筒8内的固体结块7旋转，一个安放在固体结块7上表面的固定切刀6被安装在碰撞溶离腔26外围的固定切刀架4内固定不动，固定切刀6与快速旋转的固体结块7相对运动形成切削的同时粉套筒8整体向上定速移动形成一个稳定速度的切削厚度，将内部固定好的固体结块7上表面粉尘切削下来形成细微的粉尘，从密封压力舱12外部输入的压缩空气通过固定切刀6与固体结块7之间的缝隙将固体结块7上表面粉尘切削下来形成细微的粉尘吹送到连接在密封压力舱12顶部中心的碰撞溶离腔26内部，碰撞溶离腔26是由金属材料制作，内壁坚硬光滑的圆筒形密封腔体，穿过密封压力舱12的密封上盖25的中心固定牢固，其上边连接着突然缩小口径的喷出口28，喷出口28连接到中和混匀腔1，在紧连着喷出口28下边有一层布满微小孔径透气孔的上滤层27，在碰撞溶离腔26内部下方也安装有一层布满微小孔径透气孔的下滤层3，在上滤层27和下滤层3之间放有许多有坚固耐磨材料制作的碰撞球2，可以在气流的驱动下上下翻滚碰撞运动，在碰撞溶离腔26外表面底部安装有固定切刀架4，在固定切刀架4上均匀排布着若干个和固体结块7上表面以一定倾斜角度接触的固定切刀6，粉套筒8是一个金属材料制作的上边敞开的薄壁圆筒形容器，其内径大小刚好可以在内部向下推送安装已经制作成圆饼状的固体结块7，而且圆筒内壁的直径是渐渐缩小的结构可以将推入的固体结块7卡住固定不动，粉套筒8下边安装有粉套轮9和宽程齿轮21啮合旋转，粉套筒8下表面中心内开有顶尖轴套10，连接着宝石顶尖11可以高速旋转而不磨损，可以带动整个粉套筒8和内部的粉尘固体结块7与固定在固定切刀架上4均匀排布的固定切刀6相对做上下和旋转运动，设定顶轴电机14不同的转速和就会产生不同的顶进速度，设定不同的宽程电机17转速进而带动固定切刀6与快速旋转的固体结块7相对运动形成切削不同速度可以生成不同细小尺寸的粉尘颗粒，再加上输入不同的压缩空气输入量，就可以生成所要求的各种颗粒尺寸和不同浓度的粉尘气溶胶效果，透过下滤层3被内部的碰撞球2在风力作用下碰撞使得粉尘的颗粒被研磨的进一步细小到可以漂浮在空气中向上运动，透过上滤层27输出到喷出口28，较大尺寸的粉尘颗粒受到地心引力作用回落到下滤层3被气流再一次吹动与内部的碰撞球2碰撞被研磨的进一步细小，直到可以漂浮在空气中向上运动后透过上滤层27输出到喷出口28，下滤层3可以拦截住向下回落的碰撞球不会掉到固定切刀6上，上滤层27可以约束住向上吹起的碰撞球2进行反复碰撞运动而不会飞出碰撞溶离腔26，保持碰撞球2能够维持在碰撞溶离腔26进行反复碰撞运动起到对粉尘颗粒的研磨和粉碎作用，在碰撞溶离腔26到达喷出口28位置上口径突然变小，使得气体的流速加快带动经过研磨粉碎的细小颗粒的粉尘以高速冲入密封连接到中和混匀腔1内形成带电荷的粉尘气溶胶，中和混匀腔1是一个由绝缘材料制作内部隔一定距离镶嵌有中和电极31的圆筒空心腔，带电极的圆筒空心腔内表面经过抛光处理后光洁平滑，圆筒空心腔下端与密封连接的喷出口28流线形无缝连接，圆筒空心腔上端密封连接到粉尘气扩散口33，再穿过粗滤网30通过中和混匀腔1内的中和电级31将带电荷粉尘颗粒29表面的电荷中和后形成中性粉尘颗粒32由粉尘气扩散出口33均匀稳定输出形成持续稳定和高浓度扩散并且在空气中形成稳定持续浓度精确控制的粉尘气溶胶环境进行相关的科学研究应用。

实施例：

使用本发明一种定量推进切削式结块形固体粉尘扩散装置进行实验应用之前应该首先要将了解实验时所需使用粉尘的物理和化学性质，根据其性质确定好压缩空气体进气的压力和流量，根据所需要的空气中气溶胶浓度确定好所需要的顶轴电机14和宽程电机17的旋转速度，连接好外部输入的压缩空气体气管，按照要求开动空气压缩机5并调节好气体输入的流量和压力，再根据粉尘带电荷的情况确定好中和电荷所需要的中和电极31上的高压电压和电流，打开密封压力舱12的密封上盖25，顺势提起连接固定在碰撞溶离腔26底部的固定切刀架4，将固体结块7状粉尘轻轻放入到粉套筒8内固定好，盖严密封上盖25保证不泄漏，开动宽程电机17通过在宽程电机17和宽主动轮19的带动下以一个特定的转速快速驱动安放在粉套筒8内的固体结块7旋转，一个安放在固体结块7上表面的固定切刀6被安装在碰撞溶离腔26外围的固定切刀架4固定不动，固定切刀6与快速旋转的固体结块7相对运动形成切削产生细小颗粒的粉尘，由于密封压力舱12是一个密封性良好抗压力舱体，密封压力舱12侧壁上有外接的压缩空气输入接口，在密封上盖25中间开孔处安装有碰撞溶离腔26，安装于密封压力舱12内的最底部中心垂直向上带有顶轴齿轮15的顶轴杆16，可以在顶轴电机14和顶轴齿轮15的驱动下向上移动，顶轴杆16上边是一个宝石顶尖11接触在带有粉套轮9的粉套筒8下边的顶尖轴套10内，可以驱动粉套筒8整体向上定速移动，粉套轮9和旁边安装的一个宽程齿轮21啮合，宽程齿轮21是一个金属材料制作而成具有轴向宽度延长的复合齿轮轴，宽程齿轮21延长的齿条尺寸应该保证粉套轮9做上下移动时都可以很好的与宽程齿轮21啮合而不会脱出，在宽程齿轮21下边有直径更大的宽被动轮20与宽程电机17上的宽主动轮19啮合转动，整个宽程齿轮21两端均设有带有穿心轴套22的穿心轴23，通过轴固定架18固定在密封压力舱12底部一边，同时粉套筒8整体向上定速移动形成一个稳定速度的切削厚度，将内部固定好的固体结块7上表面粉尘切削程下来形成细微的粉尘，从密封压力舱12外部输入的压缩空气通过固定切刀6与固体结块7之间的缝隙将固体结块上表面粉尘切削下来形成细微的粉尘吹送到连接在密封压力舱12顶部中心的碰撞溶离腔26内部，碰撞溶离腔26是由金属材料制作，内壁坚硬光滑的圆筒形密封腔体，穿过密封压力舱12的密封上盖25的中心固定牢固，其上边连接着突然缩小口径的喷出口28，喷出口28连接到中和混匀腔1，在紧连着喷出口28下边有一层布满微小孔径透气孔的上滤层27，在碰撞溶离腔26内部下方也安装有一层布满微小孔径透气孔的下滤层3，在上滤层27和下滤层3之间放有许多由坚固耐磨材料制作的碰撞球2，可以在气流的驱动下上下翻滚碰撞运动，在碰撞溶离腔26外表面底部安装有固定切刀架4，在固定切刀架4上均匀排布着若干个和固体结块7上表面以一定倾斜角度接触的固定切刀6，粉套筒8是一个金属材料制作的上边敞开的薄壁圆筒形容器，其内径大小刚好可以在内部向下推送安装已经制作成圆饼状的固体结块7，而且圆筒内壁的直径是渐渐缩小的结构可以将推入的固体结块7卡住固定不动，粉套筒8下边安装有粉套轮9和宽程齿轮21啮合旋转，粉套筒8下表面中心内开有顶尖轴套10，连接着宝石顶尖11可以高速旋转而不磨损，可以带动整个粉套筒8和内部的粉尘固体结块7与固定在固定切刀架4上均匀排布的固定切刀6相对做上下和旋转运动，设定顶轴电机14不同的转速就会产生不同的顶进速度，设定不同的宽程电机17转速进而带动固定切刀6与快速旋转的固体结块7相对运动形成切削不同速度可以生成不同细小尺寸的粉尘颗粒，再加上输入不同的压缩空气输入量，就可以生成所要求的各种颗粒尺寸和不同浓度的粉尘气溶胶效果，透过下滤层3被内部的碰撞球2在风力作用下碰撞使得粉尘的颗粒被研磨的进一步细小到可以漂浮在空气中向上运动，透过上滤层27输出到喷出口28，较大尺寸的粉尘颗粒受到地心引力作用回落到下滤层3被气流再一次吹动与内部的碰撞球2碰撞被研磨的进一步细小，直到可以漂浮在空气中向上运动后透过上滤层27输出到喷出口28，下滤层3可以拦截住向下回落的碰撞球2不会掉到固定切刀6上，上滤层27可以约束住向上吹起的碰撞球2进行反复碰撞运动而不会飞出碰撞溶离腔26，保持碰撞球2能够维持在碰撞溶离腔26进行反复碰撞运动起到对粉尘颗粒的研磨和粉碎作用，在碰撞溶离腔26到达喷出口28位置上口径突然变小，使得气体的流速加快带动经过研磨粉碎的细小颗粒的粉尘以高速冲入密封连接到中和混匀腔1内形成带电荷的粉尘气溶胶，中和混匀腔1是一个由绝缘材料制作内部隔一定距离镶嵌有中和电极31的圆筒空心腔，带电极的圆筒空心腔内表面经过抛光处理后光洁平滑，圆筒空心腔下端与密封连接的喷出口28流线形无缝连接，圆筒空心腔上端密封连接到粉尘气扩散口33，再穿过粗滤网30通过中和混匀腔1内的中和电级31将带电荷粉尘颗粒29表面的电荷中和后形成中性粉尘颗粒32由粉尘气扩散出口33均匀稳定输出形成持续稳定和高浓度扩散并且在空气中形成稳定持续浓度精确控制的粉尘气溶胶环境进行相关的科学研究应用，当实验和应用完成后关截断外部输入的压缩空气体，关闭空气压缩机5，关闭顶轴电机14和宽程电机17的控制电路，断开中和混匀腔1输出到粉尘气扩散出口33的连接管路，打开密封上盖25清理干净残存在粉套筒8内的固体结块7和分散的粉尘，擦干净固定切刀6和固定切刀架4以及密封压力舱12内部各个部件为下一次应用做好准备。