浓缩装置及气动聚焦系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种浓缩容器及包含该浓缩容器的气动聚焦系统。所述浓缩装置包括浓缩容器、进样机构、导流机构和缓冲容器，其中浓缩容器设有气压腔和抽气柱，进样机构上设有依次连通的进样通道、限流孔和分流孔；导流机构设于浓缩容器上，缓冲容器与浓缩容器和/或导流机构连接并使所述缓冲腔与所述导流通道相连通以满足不影响真空分析设备的真空负载要求。当将上述浓缩装置与空气动力学透镜的进样接口连接时，在采用常规真空负载的条件下，在气压差的推动下，能够增大气溶胶进样流量，能够增大大粒径颗粒物的通过率，实现对气溶胶的浓缩和颗粒束的聚焦，这将有利于开展低浓度下气溶胶的进样及检测工作。

Concentration device and pneumatic focusing system

【技术实现步骤摘要】
浓缩装置及气动聚焦系统
本专利技术涉及分析检测设备领域，特别是涉及一种浓缩装置及气动聚焦系统。
技术介绍
颗粒束的产生是大气颗粒物研究领域的一个重要技术问题。颗粒束产生装置的主要作用是将悬浮的颗粒汇聚成近似单颗粒排列的颗粒束，并传递至指定真空区域。一般使用的颗粒束产生装置普遍采用限流小孔(也可称为“临界孔”)进样，该限流小孔的直径为0.1mm左右，主要作用是隔绝大气与真空、限制进样流量、控制颗粒束产生装置的操作压力。进入限流小孔之后的颗粒物一般会在一系列聚焦单元的作用下进行聚焦，从而产生颗粒束。其中，对于常规的气动聚焦系统而言，采用该直径为0.1mm左右的限流小孔，使得装置的进样流量通常被限制在100mL/min，单位时间内颗粒的通量低，颗粒物的采集效率低下，同时使大颗粒物(直径≥3μm)在该限流小孔附近产生大量丢失，造成大颗粒物的通过率也不高。对此，如果加大限流小孔的直径则会导致气动聚焦系统下游真空腔所对应的真空泵负载过大，温升急剧增加。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种在不影响真空分析设备的真空负载情况下，能够增大气溶胶进样流量并提高大颗粒物通过率的浓缩装置及气动聚焦系统。一种浓缩装置，包括：浓缩容器，所述浓缩容器具有气压腔，所述浓缩容器上设有与所述气压腔相连通的抽气柱，所述抽气柱用于连接抽气装置；进样机构，所述进样机构上设有依次连通的进样通道、限流孔和分流孔，所述限流孔的孔径小于所述分流孔的孔径，所述进样机构设于所述浓缩容器上，且所述分流孔与所述气压腔相连通，所述分流孔的尺寸在靠近所述气压腔的一端逐渐增大；导流机构，所述导流机构具有导流通道，所述导流机构设于所述浓缩容器上，所述导流机构的进样端伸入所述气压腔内并伸入至所述分流孔内的气流出口所在端，且所述导流机构的进样端与所述分流孔的孔壁之间具有抽气间隙，且所述导流通道、所述分流孔和所述限流孔同轴；以及缓冲容器，所述缓冲容器具有缓冲腔，所述缓冲容器与所述浓缩容器和/或所述导流机构连接并使所述缓冲腔与所述导流通道相连通，所述缓冲容器用于与连接空气动力学透镜的进样接口。在其中一个实施例中，所述导流通道的孔径从进气端至出气端逐渐增大。在其中一个实施例中，所述导流机构为外轮廓呈流线型的分离锥。在其中一个实施例中，所述分流孔在靠近所述气压腔的一端呈弧形扩大状。在其中一个实施例中，所述进样机构包括分流器、进样器和限流片；所述分流器具有安装槽和位于所述安装槽底部的所述分流孔，所述安装槽伸入所述气压腔内且所述安装槽的侧壁与所述气压腔的内壁相抵接；所述进样器具有所述进气通道，所述进样器安装在所述安装槽内并与所述安装槽的内侧壁相抵接；所述限流片设有所述限流孔，所述限流片设于所述安装槽内并位于所述分流器和进样器之间使所述限流孔分别与所述进样通道和所述分流孔相连通。在其中一个实施例中，所述限流片上的所述限流孔的孔径不小于0.2mm。在其中一个实施例中，所述分流器设有朝向所述安装槽外部的凸缘，所述凸缘与所述浓缩容器的器壁相抵接；和/或所述气动聚焦系统还包括固定板，所述固定板套设在所述进样器上，且所述固定板通过紧固件与所述分流器和所述浓缩容器连接。在其中一个实施例中，所述浓缩容器具有出样口，所述浓缩容器的出样口所在端设有内台阶，所述导流机构的出样端部抵接在所述浓缩容器的内台阶上。一种气动聚焦系统，包括空气动力学透镜和上述任一实施例所述的浓缩装置；所述空气动力学透镜具有聚焦通道，所述空气动力学透镜的进样接口与所述缓冲容器相连接并使所述聚焦通道与所述缓冲腔相连通，所述空气动力学透镜的出样接口用于连接真空进样接口。在其中一个实施例中，所述气动聚焦系统还包括抽气装置和抽气管路，所述抽气装置通过所述抽气管路与所述浓缩容器的所述抽气柱相连接，所述抽气管路上设有流量调节阀；和/或所述缓冲容器上设有用于监测所述缓冲腔的真空度的真空规。上述浓缩装置包括浓缩容器、进样机构、导流机构和缓冲容器，其中浓缩容器上设有与气压腔相连通的抽气柱，进样机构上设有依次连通的进样通道、限流孔和分流孔，限流孔的孔径小于分流孔的孔径以使气溶胶样品中的颗粒物集中，分流孔的尺寸在靠近气压腔的一端逐渐增大以使部分气流被顺利抽走且不影响颗粒的流向；导流机构设于浓缩容器上，缓冲容器与浓缩容器和/或导流机构连接并使所述缓冲腔与所述导流通道相连通以满足不影响真空分析设备的真空负载要求，能够使进入缓冲腔内的气溶胶由湍流状态变为层流状态，有利于后续进入空气动力学透镜中进行聚焦。通过设置能够相互配合的限流孔、分流孔、导流通道以及缓冲腔，当将上述浓缩装置与空气动力学透镜的进样接口连接时，在采用常规真空负载的条件下，在气压差的推动下，由于气体分子和颗粒物的惯性不同，从分流孔流出的大部分气体将被抽气装置抽走，颗粒物和少部分气体则进入导流通道后再进入聚焦通道和分析设备的真空腔内，整体上能够增大气溶胶进样流量，提高单位时间内颗粒物通过量，能够增大大粒径颗粒物的传输效率和通过率，实现对气溶胶的浓缩，并能够提高后续对大颗粒物的聚焦能力，这将有利于开展低浓度下气溶胶的进样及检测工作。进一步地，上述浓缩装置的导流机构优选为分离锥，分离锥的外轮廓呈流线型，有利于减小对分流孔和气压腔内抽气的过程中对气流对颗粒物的干扰，能够实现对气溶胶的束聚焦效果。包含上述浓缩装置的气动聚焦系统，在采用常规真空负载的条件下，在气压差的推动下，整体上能够增大气溶胶进样流量，并能够提高单位时间内的颗粒物通过量，实现对气溶胶的浓缩和聚焦，并提高对大颗粒物的聚焦能力，这将有利于开展低浓度下气溶胶的进样及检测工作，能够显著提高单颗粒气溶胶质谱仪等分析设备分析3um以上颗粒物的能力。附图说明图1为一实施方式的气动聚焦系统的结构示意图；图2为图1中的浓缩装置的局部结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请结合图1和图2，一实施方式的气动聚焦系统10，包括浓缩装置和空气动力学透镜300。其中，浓缩装置包括浓缩容器100、进样机构120、导流机构130和缓冲容器200。浓缩容器100具有气压腔101，浓缩容器100上设有与气压腔101相连通的抽气柱110。抽气柱110用于连接抽气装置，以将从进样机构120的进样通道、限流孔、分流孔流入气压腔101的气体抽走，以实现对气溶胶的颗粒物的浓缩。具体地，浓缩容器100整体上呈中空的柱体结构，即浓缩容器100具有气压腔101和与气压腔101相连通的进样口和出样口。优选地，抽气柱110的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浓缩装置，其特征在于，包括：浓缩容器，所述浓缩容器具有气压腔，所述浓缩容器上设有与所述气压腔相连通的抽气柱，所述抽气柱用于连接抽气装置；进样机构，所述进样机构上设有依次连通的进样通道、限流孔和分流孔，所述限流孔的孔径小于所述分流孔的孔径，所述进样机构设于所述浓缩容器上，且所述分流孔与所述气压腔相连通，所述分流孔的尺寸在靠近所述气压腔的一端逐渐增大；导流机构，所述导流机构具有导流通道，所述导流机构设于所述浓缩容器上，所述导流机构的进样端伸入所述气压腔内并伸入至所述分流孔内的气流出口所在端，且所述导流机构的进样端与所述分流孔的孔壁之间具有抽气间隙，且所述导流通道、所述分流孔和所述限流孔同轴；以及缓冲容器，所述缓冲容器具有缓冲腔，所述缓冲容器与所述浓缩容器和/或所述导流机构连接并使所述缓冲腔与所述导流通道相连通，所述缓冲容器用于与连接空气动力学透镜的进样接口。

【技术特征摘要】
1.一种浓缩装置，其特征在于，包括：浓缩容器，所述浓缩容器具有气压腔，所述浓缩容器上设有与所述气压腔相连通的抽气柱，所述抽气柱用于连接抽气装置；进样机构，所述进样机构上设有依次连通的进样通道、限流孔和分流孔，所述限流孔的孔径小于所述分流孔的孔径，所述进样机构设于所述浓缩容器上，且所述分流孔与所述气压腔相连通，所述分流孔的尺寸在靠近所述气压腔的一端逐渐增大；导流机构，所述导流机构具有导流通道，所述导流机构设于所述浓缩容器上，所述导流机构的进样端伸入所述气压腔内并伸入至所述分流孔内的气流出口所在端，且所述导流机构的进样端与所述分流孔的孔壁之间具有抽气间隙，且所述导流通道、所述分流孔和所述限流孔同轴；以及缓冲容器，所述缓冲容器具有缓冲腔，所述缓冲容器与所述浓缩容器和/或所述导流机构连接并使所述缓冲腔与所述导流通道相连通，所述缓冲容器用于与连接空气动力学透镜的进样接口。2.根据权利要求1所述的浓缩装置，其特征在于，所述导流通道的孔径从进气端至出气端逐渐增大。3.根据权利要求2所述的浓缩装置，其特征在于，所述导流机构为外轮廓呈流线型的分离锥。4.根据权利要求1所述的浓缩装置，其特征在于，所述分流孔在靠近所述气压腔的一端呈弧形扩大状。5.根据权利要求1至4任一项所述的浓缩装置，其特征在于，所述进样机构包括分流器、进样器和限流片；所述分流器具有安装槽和位于所述安装槽底部的所述分流孔，所述安装槽伸入所述气压腔内且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜绪兵，代新，喻佳俊，
申请(专利权)人：广州禾信仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44