1.本实用新型涉及环境大气采样的技术领域，尤其涉及一种颗粒物再悬浮采样装置。
背景技术：2.开放源尘是导致大气污染和灰霾天气发生的主要贡献源之一，了解开放源尘的排放特征对解析大气污染来源具有重要意义。再悬浮采样技术是开放源尘的有效采样方法。将现场采集的粉尘样品带回实验室，经干燥后碾磨过筛，置于再悬浮采样器的进样仓内，利用洁净空气将颗粒物再度吹起后进行滤膜采集，可获得不同粒径的颗粒物样品。目前市面上的再悬浮采样器存在普遍缺陷：1、进样仓的气流流速固定，无法采集不同风速扬起的颗粒物，导致获得的颗粒物成分谱产生偏差，结果可靠性较差；2、再悬浮采样器体积较大，采样完成后内壁附着大量颗粒物，清洗过程费时费力。
技术实现要素：3.有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种颗粒物再悬浮采样装置，旨在解决无法采集不同风速扬起的颗粒物和采集完后采样器清洗过程费时费力的问题。
4.本实用新型的实施例提供一种颗粒物再悬浮采样装置，包括：
5.采样系统，包括采样仓、采样组件和机架，所述采样仓包括仓体和密闭塞，所述仓体底部设有排气孔，所述密闭塞用于打开或封闭所述排气孔，所述仓体固定于所述机架上，所述采样组件设于所述采样仓的底部，用于颗粒物采样；
6.进样系统，包括进样仓、第一管道、阀门、流速计、颗粒物过滤器、第一气泵和三通阀，所述进样仓设于所述采样仓的上侧，所述进样仓的上方设有仓门，所述第一管道的一端与所述进样仓连通，所述第一管道的另一端至所述进样仓方向上依次连接第一气泵、颗粒物过滤器、流速计和阀门，所述三通阀安装于所述进样仓远离所述第一管道一侧，所述三通阀的其中两个口分别与所述进样仓和所述采样仓连通；以及，
7.清洗系统，包括蒸汽清洗机和球形喷头，所述蒸汽清洗机安装于所述采样仓外，与所述三通阀的第三个口连通，所述球形喷头设于所述仓体内，并与所述三通阀连通，所述球形喷头上设有若干通孔。
8.可选地，所述仓体呈圆柱体设置，所述清洗系统还包括：
9.粉尘刷，与所述仓体转动连接，所述粉尘刷与所述仓体内壁接触；
10.驱动装置，与所述粉尘刷连接，以驱动所述粉尘刷绕所述仓体的轴线转动。
11.可选地，所述仓体包括上仓体、下仓体和密闭锁环，所述上仓体的下端开口设置，所述下仓体的上端开口设置，所述上仓体与所述下仓体之间通过密闭锁环可拆卸连接；
12.所述机架包括上支架和下支架，所述上支架与所述上仓体连接，以支撑所述上仓体，所述下支架与所述下仓体连接，以支撑所述下仓体。
13.可选地，所述采样系统还包括多个滚轮，多个所述设于所述下支架的下端，以便于
所述下仓体的移动。
14.可选地，所述粉尘刷包括上粉尘刷和下粉尘刷，所述上粉尘刷的一端与所述上仓体的内壁接触，所述下粉尘刷与所述下仓体的内壁接触；
15.所述驱动装置包括：
16.副齿轮，所述副齿轮一侧向下凸设有连接柱，所述连接柱与所述上粉尘刷固定连接；
17.主齿轮，与所述副齿轮啮合；
18.第一电机，固定于所述上仓体上，所述第一电机的输出轴与所述主齿轮固定，以驱动所述主齿轮转动；以及，
19.第二电机，固定于所述下支架上，所述第二电机的输出轴与所述下粉尘刷连接，以驱动所述下粉尘刷转动。
20.可选地，所述球形喷头设于所述上仓体的上侧正中间，所述副齿轮的中心设有轴孔；
21.所述进样系统还包括第二管道，所述第二管道穿设于所述轴孔，所述第二管道一端与所述球形喷头连通，另一端与所述三通阀连通。
22.可选地，所述进样仓和所述采样仓的内壁上均设有特氟龙涂层，以减少颗粒物的附着。
23.可选地，所述进样系统还包括挡板，所述挡板设于所述进样仓内靠近所述三通阀一侧，并固定于所述进样仓的仓底，所述挡板的高度高于所述进样仓高度的2/3。
24.可选地，所述采样组件包括依次连接的切割头、滤膜夹和采样气泵，所述滤膜夹上设有滤膜，用于采集颗粒物。
25.可选地，所述采样组件设有多组。
26.本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的颗粒物再悬浮采样装置通过利用自动化的清洗过程和功率可调的第一气泵调节气流流速，使得进样仓风速连续可调，模拟采样地点的实际起尘过程，既可以采集不同风速扬起的颗粒物，又极大提高了再悬浮采样器两次采样过程之间清洁过程的简便性。
附图说明
27.图1是本实用新型提供的颗粒物再悬浮采样装置的一实施例的示意图；
28.图2是图1中驱动装置的部分正视示意图；
29.图3是图2中的俯视示意图；
30.图4是图1中粉尘刷的正视示意图。
31.图中：颗粒物再悬浮采样装置100、采样系统1、采样仓11、仓体111、上仓体111a、下仓体111b、密闭锁环111c、排气孔112、采样组件12、切割头121、滤膜夹122、采样气泵123、机架13、上支架13a、下支架13b、滚轮14、进样系统2、进样仓21、第一管道22、阀门23、流速计24、颗粒物过滤器25、第一气泵26、三通阀27、第二管道28、挡板29、清洗系统3、蒸汽清洗机31、球形喷头32、粉尘刷33、上粉尘刷33a、下粉尘刷33b、驱动装置34、副齿轮341、主齿轮342、第一电机343、第二电机344。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
33.请参考图1至图4，本实用新型提供的一种颗粒物再悬浮采样装置100，包括采样系统1、进样系统2和清洗系统3，采样系统1包括采样仓11、采样组件12和机架13，所述采样仓11包括仓体111和密闭塞，所述仓体111底部设有排气孔112，所述密闭塞用于打开或封闭所述排气孔112，所述仓体111固定于所述机架13上，所述采样组件12设于所述采样仓11的底部，用于颗粒物采样；进样系统2包括进样仓21、第一管道22、阀门23、流速计24、颗粒物过滤器25、第一气泵26和三通阀27，所述进样仓21设于所述采样仓11的上侧，所述进样仓21的上方设有仓门，所述第一管道22的一端与所述进样仓21连通，所述第一管道22的另一端至所述进样仓21方向上依次连接第一气泵26、颗粒物过滤器25、流速计24和阀门23，所述三通阀27安装于所述进样仓21远离所述第一管道22一侧，所述三通阀27的其中两个口分别与所述进样仓21和所述采样仓11连通；清洗系统3包括蒸汽清洗机31和球形喷头32，所述蒸汽清洗机31安装于所述采样仓11外，与所述三通阀27的第三个口连通，所述球形喷头32设于所述仓体111内，并与所述三通阀27连通，所述球形喷头32上设有若干通孔。
34.通过三通阀27同时连通采样仓11、进样仓21和清洗系统3，在采样时，将样品尘置于进样仓21中，打开阀门23，将三通阀27打开至采样仓11和进样仓21连通，利用第一气泵26调节功率，使得流速计24显示的流速算成风速后为采样地点的实际风速，然后待颗粒物通过球形喷头32进入仓体111中再悬浮后，利用采样组件12对再悬浮的颗粒物进行采样；待采样完成后，再关闭第一气泵26，通过调节三通阀27，使得采样仓11与清洗系统3连通，蒸汽清洗机31喷出的高温高压蒸汽通过球形喷头32进入仓体111，利用高温高压的蒸汽破坏颗粒物与采样仓11内壁之间的结合力，剥离仓体111内壁的残留物，对仓体111进行清洗，废气通过排气孔112排出，清洗完毕后，再将阀门23打开，将三通阀27调节至采样仓11和进样仓21连通，从而利用第一气泵26将干洁空气送进采样仓11进行吹干。此过程中，通过该颗粒物再悬浮采样装置100既能通过调节第一气泵26的功率获取不同风速扬起的颗粒物，又可以在采样完成后实现自动清洗，实现了可自动清洁且风速连续可调的功能。
35.在本实施例中，第一气泵26打开后，气体通过颗粒物过滤器25，可以过滤气流中95％以上的颗粒物，使得进样仓21内的气流近似为干洁空气。另外，此处的第一气泵26采用功率可调的第一气泵26，可以输出流速连续变化的高压气流，在所述进样仓21内获得0-20m/s的风速，用于模拟采样地点的风速。在实际操作过程中，流速计24应满足进样仓21内0m/s-20m/s风速的测量，那么第一气泵26产生的最大流量换算成进样仓21内的风速后应大于20m/s。在进样仓21的上方设置仓门，用于进样，进样完成后可关闭仓门，避免悬浮颗粒物跑出进样仓21。
36.在采样组件12在采样过程中，仓体111的排气孔112通过密闭塞封闭，以保证仓体111内是一个密闭的空间；在清洗过程中，密闭塞打开排气孔112，用于排出废气。
37.在清洗过程中，蒸汽清洗机31产生的蒸汽水滴的粒径小于0.3μm，使其对粒径小于10μm的颗粒物产生强力清洁作用。
38.进一步地，所述仓体111呈圆柱体设置，所述清洗系统3还包括粉尘刷33和驱动装置34，粉尘刷33与所述仓体111转动连接，所述粉尘刷33与所述仓体111内壁接触；驱动装置
34与所述粉尘刷33连接，以驱动所述粉尘刷33绕所述仓体111的轴线转动。
39.通过在采样仓11内设置粉尘刷33，通过驱动装置34驱动粉尘刷33绕仓体111的轴线转动，从而可以进一步实现对仓体111的清洗，使得清洗更彻底，更干净。
40.此处驱动装置34可以是电机驱动粉尘刷33转动，也可以是电机加齿轮传动的组合装置来驱动粉尘刷33转动。
41.进一步地，所述仓体111包括上仓体111a、下仓体111b和密闭锁环111c，所述上仓体111a的下端开口设置，所述下仓体111b的上端开口设置，所述上仓体111a与所述下仓体111b之间通过密闭锁环111c可拆卸连接；所述机架13包括上支架13a和下支架13b，所述上支架13a与所述上仓体111a连接，以支撑所述上仓体111a，所述下支架13b与所述下仓体111b连接，以支撑所述下仓体111b。
42.通过将仓体111分设为上仓体111a和下仓体111b，通过密闭锁环111c密封连接，可以保证仓体111正常采样，也可以通过拆卸密闭锁环111c，使得仓体111可以打开，便于在不使用时或者使用之前，对采样仓11内部进行彻底的人工清洁。且通过将仓体111分为上仓体111a和下仓体111b，也可以减小仓体111的收纳体积，便于运输和存放。此处，密闭锁环111c内部设有橡胶圈，用于保证整个仓体111的气密性。
43.进一步地，所述采样系统1还包括多个滚轮14，多个所述设于所述下支架13b的下端，以便于所述下仓体111b的移动。所述滚轮14可以采用带刹车的脚轮，此处，通过在下支架13b上设置滚轮14，有助于对上仓体111a和下仓体111b进行拆卸时，便于直接通过滚轮14将下仓体111b移出，省时省力。
44.进一步地，参照图2-4所示，所述粉尘刷33包括上粉尘刷33a和下粉尘刷33b，所述上粉尘刷33a的一端与所述上仓体111a的内壁接触，所述下粉尘刷33b与所述下仓体111b的内壁接触；所述驱动装置34包括副齿轮341、主齿轮342、第一电机343和第二电机344，所述副齿轮341一侧向下凸设有连接柱，所述连接柱与所述上粉尘刷33a固定连接；主齿轮342与所述副齿轮341啮合；第一电机343固定于所述上仓体111a上，所述第一电机343的输出轴与所述主齿轮342固定，以驱动所述主齿轮342转动；第二电机344固定于所述下支架13b上，所述第二电机344的输出轴与所述下粉尘刷33b连接，以驱动所述下粉尘刷33b转动。
45.通过将粉尘刷33分为上下两部分，通过第一电机343和第二电机344分别驱动其转动，可以对上仓体111a和下仓体111b分别进行粉刷清洗，将粉尘刷33分成上下两部分，也便于上仓体111a和下仓体111b的拆卸和安装。
46.进一步地，所述球形喷头32设于所述上仓体111a的上侧正中间，所述副齿轮341的中心设有轴孔，所述进样系统2还包括第二管道28，所述第二管道28穿设于所述轴孔，所述第二管道28一端与所述球形喷头32连通，另一端与所述三通阀27连通。
47.将球形喷头32设于上仓体111a上侧正中间，可以保证通过球形喷头32进入仓体111内颗粒物悬浮均匀，此处，球形喷头32上的通孔也均匀分布，使得颗粒物在整个仓体111内均匀散布，也能使得喷射出的高温高压蒸汽均匀的喷射到仓体111内壁上。在副齿轮341中心设置轴孔，并在里面穿设第二管道28，可以使得上粉尘刷33a绕仓体111轴线均匀旋转，转动时与球形喷头32不发生干涉，同时又能保证球形喷头32能与三通阀27连通。此处，第二管道28也可以设置为空心轴。
48.进一步地，所述进样仓21和所述采样仓11的内壁上均设有特氟龙涂层，以减少颗
粒物的附着，从而使得进样仓21和采样仓11更容易清洗。
49.进一步地，所述进样系统2还包括挡板29，所述挡板29设于所述进样仓21内靠近所述三通阀27一侧，并固定于所述进样仓21的仓底，所述挡板29的高度高于所述进样仓21高度的2/3。通过设置挡板29，使得较大的颗粒物不会被直接吹入采样仓11，较小的颗粒物可通过气流带动越过挡板29进入采样仓11。
50.进一步地，所述采样组件12包括依次连接的切割头121、滤膜夹122和采样气泵123，所述滤膜夹122上设有滤膜，用于采集颗粒物，所述采样组件12可以设有多组。此处，切割头121、滤膜夹122和采样气泵123是常规的采样组件12，此处不过多进行赘述。
51.本实施例中，具体的使用方法如下：
52.第一步，首先在采样前，打开密闭锁环111c，将整个下仓体111b通过滚轮14推离原地，采用人工方式对上仓体111a和下仓体111b进行清洗，清洗完毕后，将下仓体111b归位，锁紧密封锁环；
53.第二步，打开进样仓21的仓门，将样品尘置于进样仓21内，打开阀门23，打开滤膜夹122，在滤膜夹122中放入采样滤膜；
54.第三步，将三通阀27打开至进样仓21和采样仓11连通，打开功率可调的第一气泵26，调节第一气泵26使得流速计24显示的流速换算成进样仓21的风速后为采样地点的实际风速；
55.第四步，待颗粒物充分悬浮与采样仓11后，打开采样气泵123，开始采样；
56.第五步，待采样完成后，关闭功率可调的第一气泵26、采样气泵123，取出滤膜夹122中的滤膜；
57.第六步，打开进样仓21仓门，人工清洗进样仓21，清洗完毕后关闭进样仓21仓门，关闭阀门23，将三通阀27调节至三条气路均打开；打开排气孔112，打开第一电机343和第二电机344，启动上粉尘刷33a和下粉尘刷33b。待采样仓11内壁粉尘被刷除后，打开蒸汽清洗机31，将高温高压的蒸汽通过进样仓21、上仓体111a和下仓体111b，对仓体111进行清洗，废气通过排气孔112排出；
58.第七步，清洗完毕后，将所述阀门23打开，将所述三通阀27打开至进样仓21和取样仓连通，打开功率可调的第一气泵26，利用经过颗粒物过滤器25过滤后的干洁空气将进样仓21、上仓体111a和下仓体111b吹干，关闭排气孔112；
59.第八步，重复第二步-第七步，待所有采样工作完成后，重复第一步。
60.本实用新型利用自动化的清洗过程，极大提高了再悬浮采样器两次采样过程之间清洁过程的简便性。
61.采样地点的环境风速可对开放源起尘产生影响，进而改变最终获得的颗粒物成分谱。本实用新型采用功率可调的第一气泵26调节气流流速，使得进样仓21风速连续可调，模拟采样地点的实际起尘过程，减少因风速产生的误差。
62.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
63.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
64.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用
新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：1.一种颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，包括：采样系统，包括采样仓、采样组件和机架，所述采样仓包括仓体和密闭塞，所述仓体底部设有排气孔，所述密闭塞用于打开或封闭所述排气孔，所述仓体固定于所述机架上，所述采样组件设于所述采样仓的底部，用于颗粒物采样；进样系统，包括进样仓、第一管道、阀门、流速计、颗粒物过滤器、第一气泵和三通阀，所述进样仓设于所述采样仓的上侧，所述进样仓的上方设有仓门，所述第一管道的一端与所述进样仓连通，所述第一管道的另一端至所述进样仓方向上依次连接第一气泵、颗粒物过滤器、流速计和阀门，所述三通阀安装于所述进样仓远离所述第一管道一侧，所述三通阀的其中两个口分别与所述进样仓和所述采样仓连通；以及，清洗系统，包括蒸汽清洗机和球形喷头，所述蒸汽清洗机安装于所述采样仓外，与所述三通阀的第三个口连通，所述球形喷头设于所述仓体内，并与所述三通阀连通，所述球形喷头上设有若干通孔。2.如权利要求1所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述仓体呈圆柱体设置，所述清洗系统还包括：粉尘刷，与所述仓体转动连接，所述粉尘刷与所述仓体内壁接触；驱动装置，与所述粉尘刷连接，以驱动所述粉尘刷绕所述仓体的轴线转动。3.如权利要求2所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述仓体包括上仓体、下仓体和密闭锁环，所述上仓体的下端开口设置，所述下仓体的上端开口设置，所述上仓体与所述下仓体之间通过密闭锁环可拆卸连接；所述机架包括上支架和下支架，所述上支架与所述上仓体连接，以支撑所述上仓体，所述下支架与所述下仓体连接，以支撑所述下仓体。4.如权利要求3所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述采样系统还包括多个滚轮，多个所述滚轮设于所述下支架的下端，以便于所述下仓体的移动。5.如权利要求3所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述粉尘刷包括上粉尘刷和下粉尘刷，所述上粉尘刷的一端与所述上仓体的内壁接触，所述下粉尘刷与所述下仓体的内壁接触；所述驱动装置包括：副齿轮，所述副齿轮一侧向下凸设有连接柱，所述连接柱与所述上粉尘刷固定连接；主齿轮，与所述副齿轮啮合；第一电机，固定于所述上仓体上，所述第一电机的输出轴与所述主齿轮固定，以驱动所述主齿轮转动；以及，第二电机，固定于所述下支架上，所述第二电机的输出轴与所述下粉尘刷连接，以驱动所述下粉尘刷转动。6.如权利要求5所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述球形喷头设于所述上仓体的上侧正中间，所述副齿轮的中心设有轴孔；所述进样系统还包括第二管道，所述第二管道穿设于所述轴孔，所述第二管道一端与所述球形喷头连通，另一端与所述三通阀连通。7.如权利要求1所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述进样仓和所述采样仓的内壁上均设有特氟龙涂层，以减少颗粒物的附着。
8.如权利要求1所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述进样系统还包括挡板，所述挡板设于所述进样仓内靠近所述三通阀一侧，并固定于所述进样仓的仓底，所述挡板的高度高于所述进样仓高度的2/3。9.如权利要求1所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述采样组件包括依次连接的切割头、滤膜夹和采样气泵，所述滤膜夹上设有滤膜，用于采集颗粒物。10.如权利要求9所述的颗粒物再悬浮采样装置，其特征在于，所述采样组件设有多组。
技术总结本实用新型提供一种颗粒物再悬浮采样装置，包括采样系统、进样系统和清洗系统，采样系统包括采样仓、采样组件和机架。采样仓底部设有排气孔，采样仓固定于机架上，采样组件设于采样仓的底部；进样系统包括设于采样仓上侧的进样仓，与进样仓连通的第一管道，第一管道上依次连接第一气泵、颗粒物过滤器、流速计和阀门，三通阀装于进样仓另一侧，三通阀分别与进样仓和采样仓连通；清洗系统包括与三通阀连通的蒸汽清洗机，设于仓体内并与三通阀连通的球形喷头，球形喷头上设若干通孔。利用自动化的清洗过程和功率可调的第一气泵调节气流流速，使得进样仓风速连续可调；既可以采集不同风速扬起的颗粒物，又提高了两次采样过程之间清洁的简便性。的简便性。的简便性。
技术研发人员：孔少飞 程溢 胡尧 范新峰
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/7/5
