用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器以及过滤器腔室制造技术

本发明专利技术涉及一种用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器以及过滤器腔室。该抽吸夹持器包括：带有以下部件的抽吸头：配备有空气连接器的臂，用于连接真空泵，具有抽吸孔和用于将一个过滤器与另一个过滤器分离的装置的主体，该装置优选地设计为电磁铁，以便在使用金属环使一个过滤器与其他过滤器分离时，使所述一个过滤器与其他过滤器分离；在抽吸孔

【技术实现步骤摘要】
用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器以及过滤器腔室


[0001]本专利技术属于操纵装置领域，更准确地说，属于夹持头领域，尤其是带有真空或磁性保持装置的夹持头。本专利技术还属于采样装置和在过滤器上收集的空气或类似样品的分析装置领域。本专利技术涉及一种用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器、用于与所述夹持器一起使用的过滤器的腔室以及包括所述夹持器和腔室的用于分析空气的装置。

技术介绍

[0002]气溶胶特性对于环境健康和气候研究至关重要；因此，市场上有不同的分析仪器。这些仪器可按收集介质分类为(Baron和Willeke，2001，ISBN：978
‑0‑
470
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38741
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2；Vincent，2007，ISBN：978
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02725
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7)：
[0003]‑
无需在过滤器或基板上收集的直读仪器：使用光散射、气溶胶质谱等方法检测悬浮在空气中的颗粒，
[0004]‑
将气溶胶收集到过滤器或基板上的直读仪器：通过衰减测量、机械质量平衡(如压电或锥形元件等)对颗粒进行连续分析，
[0005]‑
气溶胶采样器：当需要在规定的采样周期内将颗粒收集到过滤器或基板上时，以便可以对收集的材料进行后续和单独的分析(称为高容量和低容量采样器)。
[0006]前两者被称为在线测量技术，而后一种是离线气溶胶测量技术的重要组成部分。
[0007]采样系统中过滤器的目的是有效地收集到达它的所有颗粒物。过滤器本身由多孔介质组成，能够有效地从空气中去除颗粒(例如，通过撞击、拦截等)，并且无论是视觉(在显微镜下)还是重量分析(通过称重)、热光学或分析(通过湿化学或通过目前广泛使用的其他类型的分析仪器)，将它们保留在后续可以进行分析的形式中。这些不同的要求提供了可以为特定应用选择特定类型过滤器的标准。
[0008]过滤器可以单独提供，也可以在专门设计的过滤器盒/保持器中提供。当用于PM采样和分析的单个过滤器无法使用迄今已知的装置自动操纵时，过滤器盒或保持器可能会引入过滤器污染。问题是每个过滤器都必须手动处理，例如，首先手动插入盒中进行采样，采样后必须手动从盒中取出过滤器并插入储存室/单元或分析腔室。为了避免过滤器的污染和随之而来的错误分析结果，过滤器必须在受控环境中处理，这进一步使程序复杂化并妨碍气溶胶采样和分析的自动化。
[0009]因此，本专利技术解决的技术问题是用于过滤器的自动操纵的抽吸夹持器的构造，该抽吸夹持器将能够在没有特殊过滤器盒或保持器的情况下处理单个过滤器，而无需特别苛刻的条件，并且将允许自动操纵。此外，本专利技术的目的还在于提供一种带有过滤器的腔室，该腔室将与所述夹持器相对应，并将过滤器储存在操纵前的受控环境中，即，使用夹持器移动。
[0010]目前技术水平
[0011]专利申请US2019061174描述了一种用于操纵和分拣沿着输送机移动的物体的系统和方法，通过应用真空、穿刺或机械抓取中的一种或更多种来实现对物体的控制。一个实
施例涉及一种机械臂和视觉检测系统，该机械臂和视觉检测系统可用于检测要从输送机上移动的物体流中抓取的目标物体，并用于将抽吸头移动到输送机上已检测到的目标物体上方的位置。所述抽吸头具有设置在其远端的柔性盘部分，所述真空物品拾取系统使用通过抽吸盘的高亚音速气流，所述抽吸盘具有用于施加所需真空抽吸力以抓取目标物体的流开口区域。该解决方案不适用于科学应用(诸如空气采样和分析)中使用的易碎过滤器。此外，由于本专利技术中未使用柔性盘，因此抽吸头有显著差异。
[0012]技术CN203863618涉及一种过滤器故障安全过滤元件的处理工具。该处理工具包括手柄，手柄下端与套筒连接，套筒下端与夹持块连接，夹持块上设有与过滤器故障安全过滤元件的连接螺栓相匹配的内角孔，内角孔与套筒的内腔连通。该处理工具的构造不同于本专利技术。

技术实现思路

[0013]问题的解决方案
[0014]本专利技术提供一种用于自动操纵过滤器，尤其是用于PM空气采样和分析的过滤器的抽吸夹持器(即处理或夹持装置)，以及可以与所述夹持器一起使用的过滤器的腔室。
[0015]根据本专利技术的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器包括：
[0016]‑
带有以下部件的抽吸头：
[0017]o配备有用于连接真空泵的空气连接器的臂，
[0018]o具有抽吸孔和用于将一个过滤器与另一个过滤器分离的装置的主体，其中分离装置优选设计为电磁铁，以当一个过滤器与其他过滤器用金属环分离时，将其与其他过滤器分离；
[0019]o与合适的真空泵连接的装置；
[0020]‑
分流阀，在抽吸孔
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过滤器连接处的负压和超压之间变化，用于连接或释放过滤器；
[0021]‑
优选地，至少一个真空泵，可选两个真空泵，用于根据分流阀的状态产生负压和超压，以及
[0022]‑
可选柔性管，用于通过分流阀将抽吸泵与抽吸头连接。
[0023]真空泵不一定配备夹持器，但如果夹持器安装在已经连接到真空泵的装置中或具有安装在装置中的真空泵，则其可以连接到夹持器。一个泵可以产生负压和超压，或者可以使用两个泵，其中一个泵产生负压，另一个泵产生超压。柔性管被布置成将抽吸头连接至真空泵，其中优选地，一个管连接泵的入口，其中负压通过抽吸头上的抽吸孔产生，而另一个管连接泵的出口，其中超压在分流阀上产生。该管道(管)必须是柔性的，以便允许抽吸头与分流阀和真空泵分开移动。
[0024]然而，可以将夹持器设计为固定结构，其中，夹持器本身不会移动以移动过滤器，而是夹持器下方的过滤器腔室、采样腔室和/或分析腔室移动以接收过滤器。在该实施例中，管道不是必需的，因为真空泵可以直接连接到分流阀和抽吸头。
[0025]抽吸头的尺寸和设计可根据过滤器的尺寸、形状和材料进行定制。优选地，抽吸头的主体为圆形、矩形或方形，以适应过滤器的形状。孔的设计、数量、尺寸和布置根据过滤器尺寸和材料定制，优选地，孔均匀分布在抽吸头的外周上。所述孔不存在于过滤器的采样区
域所在的抽吸头部分。如有必要，抽吸头和抽吸孔可由惰性材料制成，以防止对分析造成任何干扰。合适的材料为不锈钢、铝合金、工业塑料、陶瓷(如Al2O3或ZrO2)，所述材料中的每一种可选地涂有惰性涂层，如惰性非反应性硅涂层和此处所述的CrN涂层：https://www.ijs.si/ijs/dept/f3/TrdePrevleke.htm。
[0026]为了仅拾取一个过滤器，在抽吸头上提供了用于将一个过滤器与另一个过滤器分离的过滤装置，其中所述装置优选地设计为电磁铁，用于移除金属分离器，该金属分离器可选地涂有本领域技术人员已知的惰性涂层，以防止污染，分离器优选形状为环形，设置在两个相邻过滤器之间。电磁铁由电流控制，该电流优选地由用于操纵的系统或如下所述的装置的电源提供，其中当电流关闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，所述抽吸夹持器包括：
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带有以下部件的抽吸头：ο配备有空气连接器的臂，用于连接真空泵，ο具有抽吸孔和用于将一个过滤器与另一个过滤器分离的装置的主体；ο与真空泵连接的装置；
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分流阀，所述分流阀被布置为在抽吸孔
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过滤器连接处的负压和超压之间切换，以分别连接或释放所述过滤器。2.根据权利要求1所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，所述抽吸夹持器还包括：通过所述分流阀使所述抽吸泵与所述抽吸头连接的柔性管，其中，所述真空泵用于根据所述分流阀的状态产生负压和超压。3.根据权利要求1所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，其特征在于，所述抽吸头的主体为圆形、矩形或方形，以适应所述过滤器的形状，其中，孔的设计、数量、尺寸和排列是根据所述过滤器的尺寸和材料定制的，所述孔均匀分布在所述抽吸头的外周上，而所述过滤器的采样区域没有所述孔。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，其特征在于，所述抽吸头和所述抽吸孔能够由惰性材料制成，以防止对分析造成任何干扰，合适的材料为不锈钢、铝合金、工业塑料、陶瓷，所述材料中的每一种涂有惰性涂层。5.根据权利要求1所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，其特征在于，分离装置被设计为通过附件连接至所述抽吸头的主体的电磁铁，所述电磁铁被布置为在使用每个过滤器的外周上的金属环使一个过滤器与其他过滤器分离时，使所述一个过滤器与其他过滤器分离，所述电磁铁由电流控制，其中，当电流关闭时，磁场消失。6.根据权利要求1所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，其特征在于，所述柔性管包括两个管，其中，一个管将产生负压的泵的入口连接至所述抽吸头上的所述抽吸孔，而另一个管将产生超压的泵的出口连接至所述分流阀。7.根据权利要求1所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，其特征在于，所述分流阀具有四个连接器，其中，两个连接器连接至所述真空泵，第三连接器连接至所述抽吸头，而第四连接器自由开启，并根据阀状况执行排气或进气任务。8.根据权利要求1所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，其特征在于，所述分流阀和所述真空泵能够布置在距所述抽吸头一定距离处并适当连接，其中，所述泵和所述阀是静止的，并且仅所述抽吸头被布置为移动，以便将所述过滤器从其原始位置移动到所需位置。9.根据权利要求1所述的用于自动操纵过滤器的抽吸夹持器，其特征在于，所述抽吸夹持器以以下方式操作：
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所述泵打开并因此产生抽吸，所述抽吸通过管道和设置在第一位置的所述分流阀以转移到所述抽吸头中的孔，
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所述抽吸头提升所述过滤器，
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在到达释放所述过滤器的所需位置后，切换所述分流阀产生短超压脉冲，从而将所述过滤器推到所需位置，
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当所述金属分离器连接到所述电磁铁以从所述过滤器上取下所述金属分离器时，
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所述泵关闭，以及
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在到达释放所述分离器所需的第二位置时，所述电磁铁将所述金属分离器释放到使用的分离器的储存腔室中。10.一种与根据前述权利要求中任一项所述的夹持器一起使用的过滤器腔室，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，
申请(专利权)人：阿尔沃索公司，
类型：发明
国别省市：