CN103234573B - 一种粉尘环境模拟设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉尘环境模拟设备，包括粉尘发生装置、风洞、除尘器和风机，所述风洞包括进风段、紊流段、测试段，所述进风段的内通道成喇叭形，所述粉尘发生装置的出粉口设置于进风段的大口径端，进风段的小口径端与紊流段连通，该紊流段上设有紊流结构；测试段一端与紊流段流通，另一端连通所述除尘器，所述风机与除尘器连通，所述测试段上设有可开闭的观察窗，测试段内设置有检测内部粉尘浓度的粉尘浓度传感器，该粉尘浓度传感器与电控装置连通，该电控装置与粉尘发生器电联接。该模拟设备可以模拟出浓度均匀的粉尘环境，并且浓度可调，利用该模拟设备进行产品的试验得到的试验结构更加准确。

Description

一种粉尘环境模拟设备

技术领域

本发明涉及一种粉尘环境模拟设备，该模拟设备可用于实验或仪器的检测校验领域。

背景技术

环境模拟技术是一门新的边缘技术，主要研究各种自然环境的人工再现技术和在模拟环境下产品的试验技术；地面环境模拟设备主要有以下几类:低温环境模拟、高温环境模拟、湿热环境模拟、太阳辐照模拟、砂尘环境模拟、雨环境模拟、浸渍模拟、酸性环境模拟、***性大气环境模拟、积冰/冻雨环境模拟和霉菌环境模拟等。一些环境一旦模拟出来后可在内进行产品的环境可靠性试验、准确度校正或耐久试验等。上次分类中与粉尘环境模拟最接近的是沙尘环境模拟，由于沙尘与粉尘的粒径不同，粉尘的浓度、均匀度等与沙尘比较更加难以控制，因此，目前暂时没有能比较均匀的模拟出粉尘环境的模拟设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种粉尘环境模拟设备，该模拟设备可以模拟出浓度均匀的粉尘环境，并且浓度可调，利用该模拟设备进行产品的试验得到的试验结构更加准确。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种粉尘环境模拟设备，包括粉尘发生装置、风洞、除尘器和风机，所述风洞包括进风段、紊流段、测试段，所述进风段的内通道成喇叭形，所述粉尘发生装置的出粉口设置于进风段的大口径端，进风段的小口径端与紊流段连通，该紊流段上设有紊流结构；测试段一端与紊流段流通，另一端连通所述除尘器，所述风机与除尘器连通，所述测试段上设有可开闭的观察窗，测试段内设置有检测内部粉尘浓度的粉尘浓度传感器，该粉尘浓度传感器与电控装置连通，该电控装置与粉尘发生器电联接。

作为一种优选的方案，所述紊流结构包括扩径紊流通道，该扩径紊流通道的口径由进风段的小口径端向测试段逐渐增大。

作为一种优选的方案，所述扩径紊流通道的通道口径逐渐增大形成圆锥台面。

作为一种优选的方案，所述粉尘发生装置包括粉尘进料斗、搅拌输出室、带输送装置、分散取料器以及粉尘导出管；粉尘进料斗安装于搅拌输出室的上端口，粉尘进料斗上固定有伸入搅拌输出室内的搅拌拨料装置，所述搅拌输出室的底板上设有出料口，该搅拌输出室的侧壁上设有与出料口连通的通过口，所述带输送装置的输送带面设置于出料口的下方，所述分散取料器与通过口连通将输送带面上的粉尘扬尘，所述粉尘导出管与分散取料器连通，该粉尘导出管与压缩空气入口连通。

作为一种优选的方案，所述分散取料器包括外壳、转动安装于外壳上的毛刷，该外壳与通过孔连通，该毛刷由动力装置驱动旋转，毛刷旋转产生的最大圆形轨迹与输送带面相切，所述外壳上设有补给风口。

作为一种优选的方案，所述搅拌拨料装置包括搅拌轴、拨料叉以及驱动搅拌轴旋转的动力装置，该搅拌轴竖直转动安装于粉尘进料斗上且延伸至搅拌输出室内，所述拨料叉包括固定板和设置于固定板外周圆周均布的若干个拨叉板，相邻两拨叉板之间的空间构成拨料空隙，所述拨料叉的固定板固定于搅拌轴上，拨料叉的底面与底板的上表面之间间隙配合。

作为一种优选的方案，所述测试段设有浓度显示屏幕，该浓度显示屏幕与电控装置连接。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：由于该模拟设备中的风洞设置紊流结果，粉尘进入到风洞内后，经过紊流使粉尘均匀的弥漫在测试段中，测试段上开设有观察室，可便于产品的放入，从而确保产品的试验的结构更真实准确，而设置在测试段的粉尘浓度传感器可实时检测出内部浓度，再有电控装置控制粉尘发生装置的粉尘输出量，从而控制可较精确的得到某一浓度均匀的粉尘环境。这样为产品的试验提供了良好的环境条件，使试验结果的准确度和真实度提高。

又由于所述粉尘发生装置包括粉尘进料斗、搅拌输出室、带输送装置、分散取料器以及粉尘导出管；粉尘进料斗安装于搅拌输出室的上端口，粉尘进料斗上固定有伸入搅拌输出室内的搅拌拨料装置，所述搅拌输出室的底板上设有出料口，该搅拌输出室的侧壁上设有与出料口连通的通过口，所述带输送装置的输送带面设置于出料口的下方，所述分散取料器与通过口连通将输送带面上的粉尘扬尘，所述粉尘导出管与分散取料器连通，该粉尘导出管与压缩空气入口连通，因此，该粉尘发生装置的粉尘由出料口进入，底板的厚度、出料口的大小、以及带输送装置的输送速率可确定输送至分散取料器内的粉尘量，由于，底板的厚度、出料口的大小设定一致，那么只需控制带输送装置的输送速率即可改变粉尘输送量，进而可方便实时调控测试段内的粉尘浓度值。

又由于所述分散取料器包括外壳、转动安装于外壳上的毛刷，该外壳与通过孔连通，该毛刷由动力装置驱动旋转，毛刷旋转产生的最大圆形轨迹与输送带面相切，所述外壳上设有补给风口，因此，分散取料器可将输送带上的粉尘在外壳内充分扬尘，从而确保粉尘充分输出。

又由于所述搅拌拨料装置包括搅拌轴、拨料叉以及驱动搅拌轴旋转的动力装置，该搅拌轴竖直转动安装于粉尘进料斗上且延伸至搅拌输出室内，所述拨料叉包括固定板和设置于固定板外周圆周均布的若干个拨叉板，相邻两拨叉板之间的空间构成拨料空隙，所述拨料叉的固定板固定于搅拌轴上，拨料叉的底面与底板的上表面之间间隙配合，因此，拨料叉由搅拌轴带动将搅拌输出室内的粉尘间歇性的拨入出料口内，确保每次出料时出料口内填塞满粉尘，从而提高粉尘输出的精度。搅拌轴为粉尘的顺利输出提供便利，避免上层粉尘板结或下漏不畅的情况发生。

作为一种优选的方案，所述测试段设有浓度显示屏幕，该浓度显示屏幕与电控装置连接，因此，可更加直观的观察测试段中粉尘浓度情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的粉尘发生装置的结构示意图；

附图中：1.粉尘发生装置；11.粉尘进料斗；12.搅拌输出室；121.底板；122.出料口；13.带输送装置；14.分散取料器；15.粉尘导出管；151.进风口；16.搅拌拨料装置；161.搅拌电机；162.主轴；163.拨料叉；164.第一搅拌杆；165.挡料压实块；166.第二搅拌杆；2.风洞；21.进风段；22.紊流段；23.测试段；3.除尘器；4.风机；5.粉尘浓度传感器；6.观察窗；7.风速传感器；8.电控装置。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1、2所示，一种粉尘环境模拟设备，包括粉尘发生装置1、风洞2、除尘器3和风机4，所述风洞2包括进风段21、紊流段22、测试段23，所述进风段的内通道成喇叭形，所述粉尘发生装置1的出粉口设置于进风段21的大口径端，进风段21的小口径端与紊流段22连通，该紊流段22上设有紊流结构；所述紊流结构包括扩径紊流通道，该扩径紊流通道的口径由进风段21的小口径端向测试段23逐渐增大。其中，内径增大的方式为线性增大，因而所述扩径紊流通道的通道口径逐渐增大形成圆锥台面。当然，也可以为弧形曲线增大，即所述扩径紊流通道经轴向剖后，其内口壁形成的剖线为弧形曲线状。

测试段23一端与紊流段22流通，另一端连通所述除尘器3，测试段23的内孔通道截面为圆形。所述风机4与除尘器3连通。所述测试段23上设有浓度显示屏幕和可开闭的观察窗6，该观察窗6可以观察到内部的情况，并且也作为产品放入窗口。检测段内设置有检测内部粉尘浓度的粉尘浓度传感器5，检测段外壁上设有浓度显示屏幕，该粉尘浓度传感器5、浓度显示屏幕均与电控装置8连通，该电控装置8与粉尘发生装置1电联接。该粉尘浓度传感器5理论上可设置一个，又或者可设置多个，且多个粉尘浓度传感器5在测试段23的某一横截面上均布，从而可检测多点的粉尘浓度，确认该检测段的浓度是否均匀。

所述粉尘发生装置1包括粉尘进料斗11、搅拌输出室12、带输送装置13、分散取料器14以及粉尘导出管15；粉尘进料斗11安装于搅拌输出室12的上端口，粉尘进料斗11上固定有伸入搅拌输出室12内的搅拌拨料装置16，所述搅拌输出室12的底板121上设有出料口122，该搅拌输出室12的侧壁上设有与出料口122连通的通过口，所述带输送装置13的输送带面设置于出料口122的下方，所述分散取料器14与通过口连通将输送带面上的粉尘扬尘，所述粉尘导出管15与分散取料器14连通，该粉尘导出管15与压缩空气入口连通。

所述分散取料器14包括外壳、转动安装于外壳上的毛刷，该外壳与通过孔连通，该毛刷由动力装置驱动旋转，该动力装置为固定在外壳上的电机，电机的输出轴与毛刷轴连通，毛刷旋转产生的最大圆形轨迹与输送带面相切，所述外壳上设有补给风口。压缩空气作用使粉尘导出管15产生空气流动，进而粉尘导出管15产生负压，分散取料器14的外壳内含粉尘空气就被带入到粉尘导出管15，进而排入到风洞2的进风段21内。

所述搅拌拨料装置16包括搅拌轴、拨料叉163以及驱动搅拌轴旋转的动力装置，该动力装置为固定在粉尘进料斗11上端的搅拌电机161，该搅拌轴包括竖直转动安装于粉尘进料斗11上且延伸至搅拌输出室12内的主轴162，该主轴162上设有第一搅拌杆164和第二搅拌杆166，第一搅拌杆164由主轴162的下端曲折延伸至粉尘进料斗11，并且与粉尘进料斗的内壁贴近，该第一搅拌杆164的贴近段形状和内壁形状近似匹配。第二搅拌杆166对搅拌输出室12内的粉尘进行搅拌，通过搅拌使粉尘进料斗11内和搅拌输出室12内的粉尘松动，便于粉尘下落出料。所述拨料叉163包括固定板和设置于固定板外周圆周均布的若干个拨叉板，本实施例中，拨叉板的数目为六个，相邻两拨叉板之间的空间构成拨料空隙，所述拨料叉163的固定板固定于搅拌轴上，拨料叉163的底面与底板121的上表面之间间隙配合，拨料叉163由主轴162带动旋转时，拨叉板之间的拨料间隙间歇性与出料口122连通，从而可使粉尘拨入到出料口122中，进而由带输送装置13输送至分散取料器14中。为了使每次进入到出料口122内的粉尘量达到一致，在搅拌输出室12的内壁上设置有挡料压实块165，该挡料压实块165的下平面与拨叉板的上平面平行且之间留有1、2mm的间隙，拨叉板转动时，拨叉板上平面上方的粉尘被挡料压实块165挡住，而拨叉板之间的拨料空隙则从挡料压实块165的下方经过，拨料空隙内的粉尘被压实，从而可确保进拨料空隙中的粉尘的密度保持基本一致，进而保证了出料口122的粉尘量一致。

本发明的工作过程是：粉尘发生装置定量的产生粉尘并将其喷入到风洞2内，风洞2内由风机4产生空气流动，在进风段21产生负压将粉尘吸入，由于进风段21为喇叭形，因此。由大口径进入到小口径时，含尘气流流速增大，而后马上又进入到紊流段22，而紊流段22的通道成圆锥台面，因此，含尘气流扩散，流速骤降，使含尘气流发生紊流，从而将粉尘均匀的扩散到测试段23的环境中，经粉尘浓度传感器5检测可在浓度显示屏幕上直观的显示浓度，在测试段23的横截面上不同点设置四个粉尘浓度传感器5后，各粉尘浓度传感器5之间的浓度偏差在5%左右，符合规定。这样，将待试验的产品，例如可在测试段23进行粉尘环境下的耐久试验，粉尘环境下的工作可靠性试验；也可在测试段23进行仪器的准确度校验，可将一事先确认准确的粉尘浓度传感器5与一个待检测校正的粉尘浓度传感器5放入到测试段23中，检测得到两个浓度数值，再对待校正的粉尘浓度传感器5进行校正调整，最终使其准确，此时，对测试段23的粉尘的均匀度要求更高，本发明中的粉尘环境模拟设备完全满足一起的准确度校验要求。

Claims (6)

1. 一种粉尘环境模拟设备，包括粉尘发生装置、风洞、除尘器和风机，其特征在于：所述风洞包括进风段、紊流段、测试段，所述进风段的内通道成喇叭形，所述粉尘发生装置的出粉口设置于进风段的大口径端，进风段的小口径端与紊流段连通，该紊流段上设有紊流结构；测试段一端与紊流段流通，另一端连通所述除尘器，所述风机与除尘器连通，所述测试段上设有可开闭的观察窗，测试段内设置有检测内部粉尘浓度的粉尘浓度传感器，该粉尘浓度传感器与电控装置连通，该电控装置与粉尘发生器电联接，所述粉尘发生装置包括粉尘进料斗、搅拌输出室、带输送装置、分散取料器以及粉尘导出管；粉尘进料斗安装于搅拌输出室的上端口，粉尘进料斗上固定有伸入搅拌输出室内的搅拌拨料装置，所述搅拌输出室的底板上设有出料口，该搅拌输出室的侧壁上设有与出料口连通的通过口，所述带输送装置的输送带面设置于出料口的下方，所述分散取料器与通过口连通将输送带面上的粉尘扬尘，所述粉尘导出管与分散取料器连通，该粉尘导出管与压缩空气入口连通。

2. 如权利要求1 所述的一种粉尘环境模拟设备，其特征在于：所述紊流结构包括扩径紊流通道，该扩径紊流通道的口径由进风段的小口径端向测试段逐渐增大。

3. 如权利要求2 所述的一种粉尘环境模拟设备，其特征在于：所述扩径紊流通道的通道口径逐渐增大形成圆锥台面。

4. 如权利要求3 所述的一种粉尘环境模拟设备，其特征在于：所述分散取料器包括外壳、转动安装于外壳上的毛刷，该外壳与通过孔连通，该毛刷由动力装置驱动旋转，毛刷旋转产生的最大圆形轨迹与输送带面相切，所述外壳上设有补给风口。

5. 如权利要求4 所述的一种粉尘环境模拟设备，其特征在于：所述搅拌拨料装置包括搅拌轴、拨料叉以及驱动搅拌轴旋转的动力装置，该搅拌轴竖直转动安装于粉尘进料斗上且延伸至搅拌输出室内，所述拨料叉包括固定板和设置于固定板外周圆周均布的若干个拨叉板，相邻两拨叉板之间的空间构成拨料空隙，所述拨料叉的固定板固定于搅拌轴上，拨料叉的底面与底板的上表面之间间隙配合。

6. 如权利要求5 所述的一种粉尘环境模拟设备，其特征在于：所述测试段设有浓度显示屏幕，该浓度显示屏幕与电控装置连接。