1.本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)粉塵環(huán)境仿真裝置，尤其是一種具有工業(yè)粉塵環(huán)境的粉塵懸浮發(fā)生的仿真裝置。

背景技術(shù)：

2.工業(yè)粉塵，主要來源于固體物料的機(jī)械粉碎和研磨，粉狀物料的混合、篩分、包裝及運(yùn)輸，物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙塵，物質(zhì)被加熱時(shí)產(chǎn)生的蒸氣在空氣中的氧化和凝結(jié)。工業(yè)粉塵嚴(yán)重危害人體健康，有毒的金屬粉塵和非金屬粉塵(鉻、錳、鎘、鉛、汞、砷等)進(jìn)人人體后，會(huì)引起中毒以至死亡，其中隨著納米科技的迅速發(fā)展，由于納米顆粒的尺度較小，可輕易的漂浮、游離在空氣中，通過呼吸道快速進(jìn)入動(dòng)物和人體體內(nèi)，引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，甚至產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)，危害生物體健康；另外，工業(yè)粉塵更會(huì)威脅到工業(yè)安全，當(dāng)可燃性工業(yè)粉塵在一定范圍內(nèi)發(fā)生聚集時(shí)，極易引起粉塵爆炸，不僅造成設(shè)備損失，更會(huì)危害人身安全，常常屬于重、特大火災(zāi)，其潛在危害不容小覷。

3.為研究實(shí)際生產(chǎn)工作中粉塵特性，需要建立對應(yīng)的粉塵環(huán)境，為研究粉塵特性和研發(fā)檢測設(shè)備提供平臺。因此在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，為科研學(xué)者搭建可模擬一定特性的工業(yè)粉塵再懸浮仿真裝置，對研究不同粒徑、類別、溫度、濕度下工業(yè)粉塵的特性(如：濃度、吸光率、反射率等)提供穩(wěn)定可調(diào)的實(shí)驗(yàn)研究平臺，對科學(xué)研究和安全生產(chǎn)都十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種安全、可調(diào)、準(zhǔn)確的工業(yè)粉塵懸浮仿真裝置，能夠準(zhǔn)確模擬工業(yè)環(huán)境中封閉空間內(nèi)的不同風(fēng)速、不同濕度以及不同顆粒物的懸浮狀況，從而便于在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境內(nèi)對工業(yè)粉塵的光學(xué)特性進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究。

5.本實(shí)用新型提供一種工業(yè)粉塵環(huán)境仿真裝置，其特征在于，整體為一封閉的環(huán)形風(fēng)道，所述的環(huán)形為長方形環(huán)形結(jié)構(gòu)；風(fēng)道分為多段，沿風(fēng)向依次為：動(dòng)力段(1)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、觀察段(3)，同時(shí)觀察段(3)的兩端分別設(shè)有變徑的整流段(2)；動(dòng)力段 (1)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、觀察段(3)加上其兩端的整流段(2)分別依次對應(yīng)所述長方形環(huán)形的四條邊；動(dòng)力段(1)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、觀察段(3)均為直圓筒結(jié)構(gòu)，觀察段(3)的直徑均小于其他三段的直徑，在長方形環(huán)形結(jié)構(gòu)的四個(gè)角均采用90°彎曲的連接頭(6)將四個(gè)邊對應(yīng)的風(fēng)道密封連接；變徑整流段(2)為直徑漸變的錐形筒，變徑整流段(2)直徑端口小的一端與觀察段(3)固定密封連接，變徑整流段(2)直徑端口大的一端與對應(yīng)的連接頭(6)固定密封連接；流動(dòng)發(fā)展段(5)側(cè)壁設(shè)有端口與真空泵 (7)連接，真空泵用于對風(fēng)道抽真空；

6.動(dòng)力段(1)采用變頻軸流式風(fēng)機(jī)，提供懸浮的動(dòng)力；檢測段(4)的側(cè)壁上設(shè)有三個(gè)接入口，分別用于嵌入光纖、風(fēng)速溫濕度檢測裝置和作為入料口等，通過加入光纖設(shè)備來評估光纖檢測和激光器檢測方法的可靠性，風(fēng)速溫濕度檢測(風(fēng)速、濕度、溫度檢測裝置置于同一個(gè)接入口)裝置用來控制檢測環(huán)境，入料口用于將不同種類、粒徑的粉塵顆粒加入到封

閉的風(fēng)道實(shí)驗(yàn)環(huán)境；

7.觀察段(3)為透明的玻璃結(jié)構(gòu)，用于直接觀察風(fēng)道內(nèi)粉塵。

8.組成風(fēng)道的各部件由法蘭結(jié)構(gòu)連接形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其間有密封裝置，避免工業(yè)粉塵外泄。

9.本實(shí)用新型的有益效果：通過本發(fā)明，能夠準(zhǔn)確模擬工業(yè)密閉環(huán)境中的不同風(fēng)速以及不同顆粒物的懸浮狀況，還原除塵風(fēng)道中粉塵懸浮狀況。整個(gè)風(fēng)道內(nèi)空氣流動(dòng)均勻性好，在檢測段實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定流動(dòng)，有利于光學(xué)檢測設(shè)備檢測懸浮顆粒物的物理特性，裝置結(jié)構(gòu)簡單，重復(fù)性好，無污染，并且能夠準(zhǔn)確控制工業(yè)粉塵所處的環(huán)境狀況。

附圖說明

10.圖1為一種工業(yè)粉塵環(huán)境仿真裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

11.動(dòng)力段(1)、整流段(2)、觀察段(3)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、連接頭(6)、真空泵(7)。

具體實(shí)施方式

12.以下結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型做出進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不限于以下實(shí)施例。

13.實(shí)施例1

14.如圖1所示：本實(shí)用新型提供的一種實(shí)驗(yàn)室用可循環(huán)工業(yè)粉塵環(huán)境仿真裝置，包括多個(gè)風(fēng)道部件，各個(gè)風(fēng)道設(shè)備以法蘭盤首尾以次密封連接，形成封閉結(jié)構(gòu)風(fēng)洞，所述動(dòng)力段1采用軸流風(fēng)機(jī)，能夠準(zhǔn)確模擬工業(yè)封閉環(huán)境中不同風(fēng)速、不同濕度以及不同顆粒物的懸浮狀況，風(fēng)道內(nèi)的空氣流動(dòng)均勻性較好，且結(jié)構(gòu)簡單，重復(fù)性好，能夠準(zhǔn)確控制工業(yè)粉塵所處的環(huán)境狀況。

15.本實(shí)施例中，連接頭6和變徑整流段2作為改善風(fēng)道內(nèi)風(fēng)向的主要部件，在風(fēng)道的拐角處，曲率越大的地方，風(fēng)速越大，因此風(fēng)道拐角處的近角風(fēng)速遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)角出風(fēng)速，通過整流段的作用，能夠有效改善風(fēng)洞拐角處的空氣流動(dòng)狀況，使得流向檢測段的氣流達(dá)到穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，利于對懸浮粉塵的物理特性進(jìn)行準(zhǔn)確分析。

16.本實(shí)施例中，所述變徑整流段2，變徑角度何長度可根據(jù)需要調(diào)整如角度為10°，長度 63cm，觀察段3兩端均設(shè)置同樣變徑整流段2，通過這種結(jié)構(gòu)，能夠有效保證風(fēng)道中拐角處的氣流均勻性，從而有利于粉塵懸浮實(shí)驗(yàn)。

17.本實(shí)施例中，所述流動(dòng)發(fā)展段5側(cè)壁設(shè)置密封連接口，用于對風(fēng)道實(shí)施抽真空措施。

18.本實(shí)施例中，使用變頻軸流式風(fēng)機(jī)，可以模擬風(fēng)量400-530(m/h)的工況環(huán)境，風(fēng)機(jī)中扇葉等關(guān)鍵部件使用去靜電防爆材質(zhì)，目的在于保證對可燃粉塵實(shí)驗(yàn)時(shí)不因摩擦產(chǎn)生熱量而燃爆，且不因靜電造成粉塵吸附于軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部。

19.本實(shí)施例中，所述觀察段3為有機(jī)玻璃，有利于對工業(yè)粉塵懸浮物物進(jìn)行光學(xué)檢測及動(dòng)態(tài)觀察。

20.最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型

的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者同等替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

21.以下主要部件：動(dòng)力段1、整流段2、檢測段3、控制段4、流動(dòng)發(fā)展段5和連接頭6。由于工業(yè)粉塵對人體會(huì)造成不可逆影響，故該設(shè)備主要以密封焊接連接。

技術(shù)特征：

1.一種工業(yè)粉塵環(huán)境仿真裝置，其特征在于，整體為一封閉的環(huán)形風(fēng)道，所述的環(huán)形為長方形環(huán)形結(jié)構(gòu)；風(fēng)道分為多段，沿風(fēng)向依次為：動(dòng)力段(1)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、觀察段(3)，同時(shí)觀察段(3)的兩端分別設(shè)有變徑的整流段(2)；動(dòng)力段(1)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、觀察段(3)加上其兩端的整流段(2)分別依次對應(yīng)所述長方形環(huán)形的四條邊；動(dòng)力段(1)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、觀察段(3)均為直圓筒結(jié)構(gòu)，觀察段(3)的直徑均小于其他三段的直徑，在長方形環(huán)形結(jié)構(gòu)的四個(gè)角均采用90°彎曲的連接頭(6)將四個(gè)邊對應(yīng)的風(fēng)道密封連接；變徑整流段(2)為直徑漸變的錐形筒，變徑整流段(2)直徑端口小的一端與觀察段(3)固定密封連接，變徑整流段(2)直徑端口大的一端與對應(yīng)的連接頭(6)固定密封連接；流動(dòng)發(fā)展段(5)側(cè)壁設(shè)有端口與真空泵(7)連接，真空泵用于對風(fēng)道抽真空；動(dòng)力段(1)采用變頻軸流式風(fēng)機(jī)，提供懸浮的動(dòng)力；檢測段(4)的側(cè)壁上設(shè)有三個(gè)接入口，分別用于嵌入光纖、風(fēng)速溫濕度檢測裝置和作為入料口等，通過加入光纖設(shè)備來評估光纖檢測和激光器檢測方法的可靠性，風(fēng)速溫濕度檢測裝置用來控制檢測環(huán)境，入料口用于將不同種類、粒徑的粉塵顆粒加入到封閉的風(fēng)道實(shí)驗(yàn)環(huán)境。2.按照權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)粉塵環(huán)境仿真裝置，其特征在于，觀察段(3)的壁為透明的玻璃結(jié)構(gòu)，用于直接觀察風(fēng)道內(nèi)粉塵。

技術(shù)總結(jié)

一種工業(yè)粉塵環(huán)境仿真裝置，涉及懸浮發(fā)生設(shè)備領(lǐng)域。該設(shè)備主要包含動(dòng)力段(1)、檢測段(4)、流動(dòng)發(fā)展段(5)、觀察段(3)。本實(shí)用新型能夠在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中模擬工業(yè)粉塵懸浮狀態(tài)，具有安全穩(wěn)定、工況可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，可為后續(xù)研究提供研究平臺。研究平臺。研究平臺。

技術(shù)研發(fā)人員：張新平 謝鵬

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工業(yè)大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.30

技術(shù)公布日：2022/5/16