一种固体微小粉尘颗粒布撒装置

摘要

一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，包括下端敞口的保护罩、用于布撒颗粒的粉尘颗粒容纳器、送风装置、布撒装置、配有振荡器的布撒装置悬挂部件以及、用于布撒装置悬挂部件发生位移的驱动装置和控制器；布撒装置悬挂部件上部与所述的保护罩顶板滑动连接，布撒装置悬挂部件与所述的驱动装置连接，布撒装置悬挂部件下部与置于保护罩内部的布撒装置固接；布撒装置包括通风腔、外壳、预分布板以及末端筛分板；驱动装置的控制端、送风装置的控制端分别与控制器相应的控制引脚电连。本发明的有益效果是：可以精确控制布撒区域以及布撒状态，减少实验所用粒子的损失量，同时颗粒沉降时间短，测试结果准确。

权利要求

1.一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：包括下端敞口的保护罩、用于布撒颗粒的粉尘颗粒容纳器、送风装置、布撒装置、配有振荡器的布撒装置悬挂部件以及、用于布撒装置悬挂部件发生位移的驱动装置和控制器，所述的保护罩扣在试验台面上，并且所述的保护罩上设有用于连通保护罩腔内外的通风孔；所述的粉尘颗粒容纳器设有用于与送风装置出风口连通的进风口以及用于与布撒装置进风口连通的散布风口；所述的布撒装置悬挂部件上部与所述的保护罩顶板滑动连接，所述的布撒装置悬挂部件与所述的驱动装置连接，所述的布撒装置悬挂部件下部与置于保护罩内部的所述布撒装置固接；所述的布撒装置包括用于与所述粉尘颗粒容纳器的散布风口管路连通的通风腔、用于整流加速且两端敞口的外壳、用于初步筛分颗粒的预分布板以及用于分散的末端筛分板，所述的外壳的两端面分别安装预分布板、末端筛分板；所述的通风腔安装在所述的预分布板的顶部；所述的驱动装置的控制端、所述的送风装置的控制端分别与所述的控制器相应的控制引脚电连。

2.如权利要求1所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述的保护罩顶部设有一条纵向导轨和多条相互平行的横向导轨，其中所述的纵向导轨与所述的横向导轨垂直交叉，形成供布撒装置悬挂部件移动的网格状轨道。

3.如权利要求1所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述的驱动装置包括横向驱动电机和纵向驱动电机，所述的横向驱动电机、所述的纵向驱动电机的输出轴均与所述的布撒装置悬挂部件固接，其中，纵向驱动电机的输出轴中心轴与纵向导轨的中心轴重合，横向驱动电机的输出轴中心轴与横向导轨的中心轴平行或重合，实现布撒装置悬挂部件的横向以及纵向移动。

4.如权利要求3所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述的布撒装置悬挂部件上的振荡器分为水平振荡器和垂直振荡器，所述的振荡器的控制端与所述的控制器的相应引脚电连，并且所述的水平振荡器的振动端、所述垂直振荡器的振动端均与所述的布撒装置悬挂部件固接，其中水平振荡器的震荡面为水平面，垂直振荡器的震动面为垂面，实现布撒装置悬挂部件水平和竖直方向的振荡。

5.如权利要求1所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述的送风装置为风机，其中所述的风机的出风口通过送风总管与所述的粉尘颗粒容纳器的进风口连通；

所述布撒装置的上部通风腔顶部设有一个上部进风口，侧壁均匀分布6个侧壁进风口，所述的粉尘颗粒容纳器的散布风口分别通过相应的进风支管与所述的上部进风口、侧壁进风口连通，其中与上部进风口连通的进风支管内径大于其余的进风支管的内径。

6.如权利要求5所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述布撒装置的下部外壳为空心圆台结构，其中所述的预分布板上均匀分布若干倒锥型通孔，所述的倒锥型通孔铰接相应的孔盖。

7.如权利要求1所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述的保护罩的纵剖图为梯形结构。

8.如权利要求5所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述的末端筛分板为下凹曲面板，并且所述的末端筛分板上均匀分布圆形孔。

9.如权利要求8所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：所述的下凹曲面板的曲表面是圆弧形，并且末端筛分板为180目，圆弧至少为70度的内接角，内接角至少为

80度。

10.如权利要求9所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：圆弧内接角至少为90度。

说明书

一种固体微小粉尘颗粒布撒装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，属于流体力学、气体动力学和机械技术领域。具体而言是将颗粒均匀分布到地板、毛毯或者木地板表面上的设备，并涉及到分布颗粒的方法。

背景技术

[0002] 有人行走的室内环境中颗粒物的二次悬浮、扩散和沉积的研究中，需要搭建室内颗粒物监测实验平台，采用现代光学诊断技术和颗粒物测试技术对不同条件下有人行走的室内颗粒物的运动进行测量，提供定性和定量的实验数据，供模型验证及修正使用。

[0003] 在实验平台搭建过程中，针对地面试验区域的灰尘颗粒布撒提出了很高的要求，现有布撒技术应用在其他领域，板面施胶，复合板压制等领域，基本都是采用辊子来运输和布撒颗粒，但是针对本实验中的颗粒效果并不理想。

[0004] 同时因为粒子颗粒直径小，采用美国PTI试验粉尘，灰尘颗粒直径不大于20微米，小于等于5微米的粉尘占总数的56％以上，主要成分为SiO2、AL2O3。容易飞灰，湿度大时粉尘颗粒容易结块、粘结等，同时因为实验区域比较大，粉尘颗粒不能完全落在实验区域，造成了粉尘颗粒的不必要耗损，同时对实验数据造成了较大影响，需要很长时间区沉降结束。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供将微小粉尘颗粒分布到表面上的设备，其可以限制并相应减小现有技术的上述缺点。具体的目的是提供一种设备，其允许均匀的布撒控制，并减少实验所用粒子的损失量，从而可以更经济、更精确地工作。

[0006] 本发明所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，其特征在于：包括下端敞口的保护罩、用于布撒颗粒的粉尘颗粒容纳器、送风装置、布撒装置、配有振荡器的布撒装置悬挂部件以及、用于布撒装置悬挂部件发生位移的驱动装置和控制器，所述的保护罩扣在试验台面上，并且所述的保护罩上设有用于连通保护罩腔内外的通风孔；所述的粉尘颗粒容纳器设有用于与送风装置出风口连通的进风口以及用于与布撒装置进风口连通的散布风口；所述的布撒装置悬挂部件上部与所述的保护罩顶板滑动连接，所述的布撒装置悬挂部件与所述的驱动装置连接，所述的布撒装置悬挂部件下部与置于保护罩内部的所述布撒装置固接；所述的布撒装置包括用于与所述粉尘颗粒容纳器的散布风口管路连通的通风腔、用于整流加速且两端敞口的外壳、用于初步筛分颗粒的预分布板以及用于分散的末端筛分板，所述的外壳的两端面分别安装预分布板、末端筛分板；所述的通风腔安装在所述的预分布板的顶部；所述的驱动装置的控制端、所述的送风装置的控制端分别与所述的控制器相应的控制引脚电连。

[0007] 所述的保护罩顶部设有一条纵向导轨和多条相互平行的横向导轨，其中所述的纵向导轨与所述的横向导轨垂直交叉，形成供布撒装置悬挂部件移动的网格状轨道。

[0008] 所述的驱动装置包括横向驱动电机和纵向驱动电机，所述的横向驱动电机、所述的纵向驱动电机的输出轴均与所述的布撒装置悬挂部件固接，其中，纵向驱动电机的输出轴中心轴与纵向导轨的中心轴重合，横向驱动电机的输出轴中心轴与横向导轨的中心轴平行或重合，实现布撒装置悬挂部件的横向以及纵向移动。

[0009] 所述的保护罩的纵剖图为梯形结构。

[0010] 所述的布撒装置悬挂部件上的振荡器分为水平振荡器和垂直振荡器，所述的振荡器的控制端与所述的控制器的相应引脚电连，并且所述的水平振荡器的振动端、所述垂直振荡器的振动端均与所述的布撒装置悬挂部件固接，其中水平振荡器的震荡面为水平面，垂直振荡器的震动面为垂面，实现布撒装置悬挂部件水平和竖直方向的振荡。

[0011] 所述的送风装置为风机，其中所述的风机的出风口通过送风总管与所述的粉尘颗粒容纳器的进风口连通；所述布撒装置的上部通风腔顶部设有一个上部进风口，侧壁均匀分布6个侧壁进风口，所述的粉尘颗粒容纳器的散布风口分别通过相应的进风支管与所述的上部进风口、侧壁进风口连通，其中与上部进风口连通的进风支管内径大于其余的进风支管的内径。

[0012] 所述的外壳为空心圆台结构，其中所述的预分布板上均匀分布若干倒锥型通孔，所述的倒锥型通孔铰接相应的孔盖。

[0013] 所述的筛孔板为下凹曲面板，并且所述的筛板孔上均匀分布圆形孔。

[0014] 所述的下凹曲面板的曲表面是圆弧形，并且筛孔板为180目，圆弧至少为70度的内接角；内接角至少为80度，优选为圆弧内接角至少为90度更优选为圆弧内接角至少100度；优选地曲面选择为120度圆弧面(筛板)，在曲面上均布直径为30微米的小孔。

[0015] 粉尘颗粒通过送风装置(风机)输送，解决了微小粉尘颗粒粘结问题，通过存在于保护罩内的输送管道进入布撒装置。

[0016] 驱动装置使得布撒装置在横向和纵向自动移动，同时可使得下部筛板上下运动，该装置优选地实现几个功能，一方面，允许将颗粒撒落到表面上以实现均匀分布。另一方面，由于水平和垂直方向可以运动，使得筛板中的小孔不会堵塞，使得灰尘粒子能够尽快撒落，不在筛板及四周挡板上残留灰尘颗粒。因此，根据本发明的设备非常有利于处理容易飘飞的灰尘颗粒。

[0017] 预分布板孔径比较大，下部加油简易孔盖，这样在颗粒的初步分布中不会产生泄露，待管道中灰尘颗粒全部进入后，压力变大，使得下部简易孔盖打开，在后续实施过程中继续布撒颗粒。

[0018] 本领域技术人员应当明确，用于要洒落的颗粒是广义的，并且指的是任意种类的容纳设备，通过该容纳设备可以供给本发明要布撒的颗粒。最终分布板采用筛板过滤，筛板的开孔为圆形。筛板孔优选为180目(0.085mm)，该类型筛网容易获得并相对便宜筛网为有效的曲表面，即与要洒落的颗粒基础并且对于颗粒的布撒为有效的曲面。在所进行的实验中，曲表面应该优选的是圆弧形。本领域的技术人员应了解几种机械振动器，其可以用于使布撒装置产生振动。布撒装置优选地被支撑为使其可以振荡，并且受到频率范围在50-300赫兹的振动装置或振荡器的激励。振荡运动的范围仅为几个毫米，例如0.3毫米。可以发现这样的频率范围带来非常好的结果。

[0019] 本发明的外壳为倒漏斗型加速段，使从喷嘴中进入预分布板底部的流体加速，加速后的流体会形成乱流，再通过加速段中部和上部对乱流进行收拢，有利于后续筛板对流体的整流，还能适当降低对气源的压力等级的要求。

[0020] 由于本装置中电机、风机、振荡器等开关麻烦，故设计一个控制器，可以控制电机的开启，风机的开启以及输出功率，该控制器同时也可以控制布撒装置的前后移动。

[0021] 工作过程：1)检查各个部位密封是否达到要求，电机等装置是否能够正常工作；

[0022] 2)在各粉尘容纳装置中加入定量的粉尘颗粒，启动风机，通过侧壁以及上部的通风管道将粉尘颗粒物送至布撒装置，预分布板在经过一段时间后，经过风机送风以及自然沉降达到初步均匀，同时由于风机持续送风，分布装置内压力增大，预分布板下部简易孔盖打开，经过一段时间，减少送风量，预分布板下部简易孔盖闭合，此时关闭风机；

[0023] 3)启动振荡器，使得分布装置上下左右有规律晃动，经过一定时间后，粉尘颗粒充满分布装置下部整个腔体。启动横向驱动电机，使得布撒装置在横向上循环运动，与此同时振荡器工作，粉尘颗粒由于振动、移动以及自然沉降通过下部筛板，分布于地面实验区域，由于筛孔采用倒锥形设计，故粉尘颗粒重新进入布撒装置腔体比较困难。考虑到单次布撒分布不均匀的问题，故设定在横向运动10个来回；

[0024] 4)启动纵向驱动电机，通过控制器将布撒装置在纵向移动至下一个横向布撒区域，重复以上行为，直至不撒完整个实验区域。

[0025] 5)经过布撒，实验所需粉尘颗粒已经全部进入本发明装置保护罩中，此时关闭电机，关闭振荡器，等待保护罩内粉尘颗粒自然沉降，等待时间为一个小时。待粉尘颗粒沉降完毕，将本发明所有装置缓慢移开实验区域，可以发现，粉尘颗粒被均匀地布撒于实验区域，同时减少了粉尘颗粒的损失量，完成了既定目标。

[0026] 本发明的有益效果是：可以精确控制布撒区域以及布撒状态，减少实验所用粒子的损失量，同时颗粒沉降时间短，测试结果准确。

附图说明

[0027] 图1是本发明的整体结构图；

[0028] 图2为本发明保护罩示意图；

[0029] 图3是本发明的保护罩三维图；

[0030] 图4是本发明的保护罩俯视图；

[0031] 图5为本发明的网格状轨道移动轨道示意图；

[0032] 图6为本发明布撒装置整体示意图；

[0033] 图7为本发明预分布板主视图；

[0034] 图8为本发明筛分板的三维图；

[0035] 图9是本发明的筛分板的主视图。

具体实施方式

[0036] 下面结合附图进一步说明本发明

[0037] 参照附图：

[0038] 实施例1本发明所述的一种固体微小粉尘颗粒布撒装置，包括下端敞口的保护罩1、用于布撒颗粒的粉尘颗粒容纳器2、送风装置3、布撒装置4、配有振荡器的布撒装置悬挂部件5以及用于布撒装置悬挂部件发生位移的驱动装置和控制器6，所述的保护罩1扣在试验台面9上，并且所述的保护罩1上设有用于连通保护罩腔内外的通风孔；所述的粉尘颗粒容纳器2设有用于与送风装置3出风口连通的进风口以及用于与布撒装置4进风口连通的散布风口；所述的布撒装置悬挂部件5上部与所述的保护罩1顶板滑动连接，所述的布撒装置悬挂部件5与所述的驱动装置6连接，所述的布撒装置悬挂部件5与置于保护罩1内部的所述布撒装置4固接；所述的布撒装置4包括用于与所述粉尘颗粒容纳器的散布风口管路连通的通风腔41、用于整流加速且两端敞口的外壳42、用于初步筛分颗粒的预分布板43以及用于分散的末端筛分板44，所述的外壳42的两端面分别安装预分布板43、末端筛分板44；所述的通风腔41安装在所述的预分布板43的顶部；所述的驱动装置的控制端、所述的送风装置3的控制端分别通过相应的导线与所述的控制器6相应的控制引脚电连。

[0039] 所述的保护罩1顶部设有一条纵向导轨11和多条相互平行的横向导轨12，其中所述的纵向导轨11与所述的横向导轨12垂直交叉，形成供布撒装置悬挂部件移动的网格状轨道。

[0040] 所述的驱动装置包括横向驱动电机7和纵向驱动电机8，所述的横向驱动电机8、所述的纵向驱动电机7的输出轴均与所述的布撒装置悬挂部件5固接，其中，纵向驱动电机7的输出轴中心轴与纵向导轨11的中心轴重合，横向驱动电机8的输出轴中心轴与横向导轨12的中心轴平行或重合，实现布撒装置悬挂部件5的横向以及纵向移动。

[0041] 所述的保护罩1的纵剖图为梯形结构。

[0042] 所述的布撒装置悬挂部件5上的振荡器分为水平振荡器51和垂直振荡器52，所述的振荡器的控制端与所述的控制器6的相应引脚电连，并且所述的水平振荡器51的振动端、所述垂直振荡器52的振动端均与所述的布撒装置悬挂部件5固接，其中水平振荡器51的震荡面为水平面，垂直振荡器52的震动面为垂面，实现布撒装置悬挂部件5水平和竖直方向的振荡。

[0043] 所述的送风装置3为风机，其中所述的风机的出风口通过送风总管31与所述的粉尘颗粒容纳器2的进风口连通；所述布撒装置4的上部通风腔41顶部设有一个上部进风口411，侧壁均匀分布6个侧壁进风口412，所述的粉尘颗粒容纳器2的散布风口分别通过相应的进风支管32与所述的上部进风口、侧壁进风口连通，其中与上部进风口连通的进风支管内径大于其余的进风支管的内径。

[0044] 所述的外壳42为空心圆台结构，其中所述的预分布板43上均匀分布若干倒锥型通孔431，所述的倒锥型孔431底部铰接相应的孔盖，保证所述的孔盖能从倒锥型孔底部扣合。

[0045] 所述的筛孔板44为下凹曲面板，并且所述的筛板板44上均匀分布倒锥形圆通孔。

[0046] 所述的下凹曲面板的曲表面是圆弧形，并且筛孔板为180目，圆弧至少为70度的内接角；内接角至少为80度，优选为圆弧内接角至少为90度更优选为圆弧内接角至少100度；优选地曲面选择为120度圆弧面(筛板)，在曲面上均布直径为30微米的小孔。

[0047] 粉尘颗粒通过送风装置(风机)输送，解决了微小粉尘颗粒粘结问题，通过存在于保护罩内的输送管道进入布撒装置。

[0048] 驱动装置使得布撒装置在横向和纵向自动移动，同时可使得下部筛板上下运动，该装置优选地实现几个功能，一方面，允许将颗粒撒落到表面上以实现均匀分布。另一方面，由于水平和垂直方向可以运动，使得筛板中的小孔不会堵塞，使得灰尘粒子能够尽快撒落，不在筛板及四周挡板上残留灰尘颗粒。因此，根据本发明的设备非常有利于处理容易飘飞的灰尘颗粒。

[0049] 预分布板43孔径比较大，下部加油简易孔盖432，这样在颗粒的初步分布中不会产生泄露，待管道中灰尘颗粒全部进入后，压力变大，使得下部简易孔盖打开，在后续实施过程中继续布撒颗粒。

[0050] 本领域技术人员应当明确，用于要洒落的颗粒是广义的，并且指的是任意种类的容纳设备，通过该容纳设备可以供给本发明要布撒的颗粒。最终分布板采用筛板过滤，筛板的开孔为圆形。筛板孔优选为180目(0.085mm)，该类型筛网容易获得并相对便宜筛网为有效的曲表面，即与要洒落的颗粒基础并且对于颗粒的布撒为有效的曲面。在所进行的实验中，曲表面应该优选的是圆弧形。本领域的技术人员应了解几种机械振动器，其可以用于使布撒装置产生振动。布撒装置优选地被支撑为使其可以振荡，并且受到频率范围在50-300赫兹的振动装置或振荡器的激励。振荡运动的范围仅为几个毫米，例如0.3毫米。可以发现这样的频率范围带来非常好的结果。

[0051] 本发明的外壳42为倒漏斗型加速段，使从喷嘴中进入预分布板底部的流体加速，加速后的流体会形成乱流，再通过加速段中部和上部对乱流进行收拢，有利于后续筛板对流体的整流，还能适当降低对气源的压力等级的要求。

[0052] 由于本装置中电机、风机、振荡器等开关麻烦，故设计一个控制器，可以控制电机的开启，风机的开启以及输出功率，该控制器同时也可以控制布撒装置的前后移动。

[0053] 工作过程：1)检查各个部位密封是否达到要求，电机等装置是否能够正常工作；

[0054] 2)在各粉尘容纳装置中加入定量的粉尘颗粒，启动风机，通过侧壁以及上部的通风管道将粉尘颗粒物送至布撒装置，预分布板在经过一段时间后，经过风机送风以及自然沉降达到初步均匀，同时由于风机持续送风，分布装置内压力增大，预分布板下部简易孔盖打开，经过一段时间，减少送风量，预分布板下部简易孔盖闭合，此时关闭风机；

[0055] 3)启动振荡器，使得分布装置上下左右有规律晃动，经过一定时间后，粉尘颗粒充满分布装置下部整个腔体。启动横向驱动电机62，使得布撒装置4在横向上循环运动，与此同时振荡器工作，粉尘颗粒由于振动、移动以及自然沉降通过下部筛板，分布于地面实验区域，由于筛孔采用倒锥形设计，故粉尘颗粒重新进入布撒装置腔体比较困难。考虑到单次布撒分布不均匀的问题，故设定在横向运动10个来回。

[0056] 启动纵向驱动电机7，通过控制器6将布撒装置4在纵向移动至下一个横向布撒区域，重复以上行为，直至不撒完整个实验区域。

[0057] 此时经过布撒，实验所需粉尘颗粒已经全部进入本发明装置保护罩中，此时关闭电机，关闭振荡器，等待保护罩内粉尘颗粒自然沉降，等待时间为一个小时。待粉尘颗粒沉降完毕，将本发明所有装置缓慢移开实验区域，可以发现，粉尘颗粒被均匀地布撒于实验区域，同时减少了粉尘颗粒的损失量，完成了既定目标。

[0058] 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。