一种分流防护干法窗口以及干法测试系统

技术领域

本发明涉及粒度分析仪器技术领域，特别涉及一种分流防护干法窗口以及干法测试系统。

背景技术

在传统微粉行业中大部分样品都可以采用干法测试系统进行测试，干法测试系统针对各种规则或不规则、易碎或团聚、不同颗粒密度及不同分布宽度的样品，智能化改变分散能量的输入，既不破碎颗粒，又能充分分散团聚的样品，而且将样品均匀有代表性地输送至测试区域。

激光粒度分析仪干法测试系统由测试主机、进样装置、样品喷管、光学玻璃窗口、收尘装置等组成，其中光学玻璃窗口作为测试介质(含粉体样品)与环境分隔。待测样品从进样装置的进料口进入，分散后，压缩的空气气流将待测样品送入光学玻璃窗口处进行测试，样品测试完后进入收尘装置，最后经收尘口进入回收袋。

而现有的干法测试系统在实际使用时，高速气流混带样品中的粉尘颗粒会直接与光学玻璃窗口表面接触摩擦，导致光学玻璃窗口会出现表面划伤或污染现象，光学玻璃窗口的表面划伤及污染不仅大大增加了测试的背景噪音，还影响着样品粒度测试结果的准确性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种分流防护干法窗口，其结构巧妙，能够有效保护光学玻璃窗口不被样品粉尘颗粒污染，减小了测试过程中的背景噪音，提高了样品粒度测试结果的准确性。

本发明还提出一种具有上述分流防护干法窗口的干法测试系统。

根据本发明第一方面实施例的一种分流防护干法窗口，包括：样品窗体，内部设有供气流通过的气流腔体；两块光学玻璃窗口，相对设置在所述样品窗体的左右侧壁上，二者之间形成测试区域；样品喷管，竖直穿设在所述气流腔体中，供样品流通，末端设有样品喷出口，所述样品喷出口朝向所述测试区域；分流体，延伸方向与所述样品喷管的轴向一致，呈中部宽两端窄，设置在所述样品喷管靠近所述样品喷出口的一端上，且位于所述气流腔体内。

根据本发明第一方面实施例的一种分流防护干法窗口，至少具有如下有益效果：

本干法窗口通过在样品喷出口之前设置分流体的方式，空气气流沿气流腔体流动至样品喷出口之前，空气气流会先流经分流体，由于分流体的延伸方向与所述样品喷管的轴向一致，且分流体呈中部宽两端窄的形状，空气气流流经分流体时，分流体与气流腔体内壁之间的间隙会逐渐减小，即空气气流的流动载体的横截面积逐渐减小，由于空气气流的流量是一定的，空气气流的流速会逐渐增大，空气气流流经分流体的中部时，此时，分流体的宽度最宽，分流体与气流腔体内壁之间的间隙最小，空气气流的流速达到最大，此时，分流体的左右两个最宽的端部分别与气流腔体的左右内壁之间形成的间隙区域构成空气气流的喷射区，而后，空气气流在喷射区形成高速的喷射气流继续朝样品喷出口的方向流动，再次得益于分流体呈中部宽两端窄的形状，分流体的最左端与分流体的末端、以及分流体的最右端与分流体的末端之间的连线为斜线，根据流体附壁效应的原理，喷射气流会被分流体的后段表面吸附，即喷射气流会贴附在分流体的后段表面以及样品喷管的外壁流动，由于分流体靠近样品喷出口，当样品颗粒从样品喷出口向外喷出时，样品颗粒会受到其两侧的喷射气流的挤压而向测试区域的中部流动，使得高速的喷射气流携带样品颗粒进入到测试区域的过程中样品颗粒不会与光学玻璃窗口的内壁表面接触，有效的避免了两侧的光学玻璃窗口被样品颗粒刮损和污染，从而减小了测试过程中的背景噪音，提高了样品粒度测试结果的准确性，并提高了光学玻璃窗口的使用寿命。本干法窗口结构巧妙，通过在样品喷出口之前设置分流体的方式，并巧妙的利用分流体呈中部宽两端窄的形状特性，有效的保护了光学玻璃窗口不被样品粉尘颗粒污染，进而减小了测试过程中的背景噪音，提高了样品粒度测试结果的准确性。

根据本发明的一些实施例，所述分流体呈橄榄球形。

根据本发明的一些实施例，所述分流体大致呈底面为菱形的直棱柱形，所述分流体的底面与所述样品喷管的轴心重合，所述分流体的两条相对的侧棱所围成的平面与所述样品喷管的轴心重合。

根据本发明的一些实施例，所述分流体的中部开设有供所述样品喷管穿设的中空通道，所述中空通道的内径与所述样品喷管的内径相等。

根据本发明的一些实施例，所述气流腔体呈圆柱状，所述分流体的最大宽度小于所述气流腔体的内径。

根据本发明的一些实施例，所述样品喷出口呈缩口状，所述样品喷出口的内径沿样品喷出方向逐渐减小。

根据本发明的一些实施例，所述气流腔体的进气口处设有空气滤芯，所述空气滤芯的外壁上罩设有滤网，所述空气滤芯的轴心与所述样品喷管的轴心重合。

根据本发明的一些实施例，所述气流腔体的末端通过接口连接有抽风风机，所述抽风风机的出风口连通收尘装置。

根据本发明的一些实施例，所述样品窗体的侧壁上还设有用于安装导轨，所述样品窗体可通过所述安装导轨滑动安装在测试主机上。

根据本发明第二方面实施例的一种干法测试系统，包括：干法进样器、测试主机、收尘装置以及根据本发明第一方面实施例的一种分流防护干法窗口，所述样品窗体可拆卸地安装在所述测试主机上，所述干法进样器的出料口与所述样品喷管的进料口连通，所述收尘装置与所述气流腔体的末端连通。

根据本发明第二方面实施例的一种干法测试系统，至少具有如下有益效果：

本干法测试系统由于具备上述的一种分流防护干法窗口，因此也具备上述分流防护干法窗口同样的技术效果。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的结构剖视图；

图3为本发明实施例的结构分解图；

图4为本发明实施例中样品喷管与分流体的配合结构示意图。

其中：样品窗体100、气流腔体110、接口120、样品喷管200、样品喷出口210、空气滤芯300、滤网310、光学玻璃窗口400、固定环框500、密封压圈600、安装导轨700、分流体800、测试区域900。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1、图2、图3和图4，本发明公开了一种分流防护干法窗口，包括样品窗体100、两块光学玻璃窗口400、样品喷管200以及分流体800。

其中，样品窗体100的内部设有供气流通过的气流腔体110，两块光学玻璃窗口400相对设置在样品窗体100的左右侧壁上，两块光学玻璃窗口400之间形成测试区域900，光学玻璃窗口400供激光透射；样品喷管200竖直穿设在气流腔体110中，样品喷管200供样品流通，样品喷管200的末端设有样品喷出口210，样品喷出口210朝向测试区域900。

分流体800的延伸方向与样品喷管200的轴向一致，且分流体800的形状呈中部宽两端窄，分流体800为轴对称结构，样品喷管200的轴心所在的平面为分流体800的对称面，分流体800设置在样品喷管200靠近样品喷出口210的一端上，此外，分流体800位于气流腔体110内。

此外，本发明还公开了一种干法测试系统，包括干法进样器、测试主机、收尘装置以及上述的一种分流防护干法窗口，样品窗体100可拆卸地安装在测试主机上，干法进样器的出料口与样品喷管200的进料口连通，收尘装置与气流腔体110的末端连通。

应该理解的是，本干法测试系统的工作原理如下：干法进样器将其内待测的样品粉尘颗粒从出料口送入到样品喷管200，待测的样品粉尘颗粒再从样品喷管200末端的样品喷出口210喷出，同时，测试主机提供的空气气流进而携带从样品喷出口210喷出的样品粉尘颗粒流入至测试区域900，测试主机内的光学镜头发出激光照射处于测试区域900的样品粉尘颗粒，进而实现对样品粉尘颗粒的图像采集，然后将采集的图像传输至后台分析区，后台分析区对样品粉尘颗粒的图像进行快速分析，得到样品粉尘颗粒的粒度分布信息，以此实现对样品粉尘颗粒的测试。

需要理解的是，本干法窗口和干法测试系统通过在样品喷出口210之前设置分流体800的方式，空气气流沿气流腔体110流动至样品喷出口210之前，空气气流会先流经分流体800，由于分流体800的延伸方向与样品喷管200的轴向一致，且分流体800呈中部宽两端窄的形状，空气气流流经分流体800时，分流体800与气流腔体110内壁之间的间隙会逐渐减小，即空气气流的流动载体的横截面积逐渐减小，由于空气气流的流量是一定的，空气气流的流速会逐渐增大，空气气流流经分流体800的中部时，此时，分流体800的宽度最宽，分流体800与气流腔体110内壁之间的间隙最小，空气气流的流速达到最大，此时，分流体800的左右两个最宽的端部分别与气流腔体110的左右内壁之间形成的间隙区域构成空气气流的喷射区。

而后，空气气流在喷射区形成高速的喷射气流继续朝样品喷出口210的方向流动，再次得益于分流体800呈中部宽两端窄的形状，即分流体800的最左端与分流体800的末端、以及分流体800的最右端与分流体800的末端之间的连线为斜线，根据流体附壁效应的原理，喷射气流会被分流体800的后段表面吸附，即喷射气流会贴附在分流体800的后段表面以及样品喷管200的外壁流动，由于分流体800靠近样品喷出口210，当样品颗粒从样品喷出口210向外喷出时，样品颗粒会受到其两侧的喷射气流的挤压而向测试区域900的中部流动，使得高速的喷射气流携带样品颗粒进入到测试区域900的过程中样品颗粒不会与光学玻璃窗口400的内壁表面接触，有效的避免了两侧的光学玻璃窗口400被样品颗粒刮损和污染，从而减小了测试过程中的背景噪音，提高了样品粒度测试结果的准确性，并提高了光学玻璃窗口400的使用寿命。

显然，本干法窗口结构巧妙，通过在样品喷出口210之前设置分流体800的方式，并巧妙的利用分流体800呈中部宽两端窄的形状特性，有效的保护了光学玻璃窗口不被样品粉尘颗粒污染，进而减小了测试过程中的背景噪音，提高了样品粒度测试结果的准确性。

在本发明的一些实施例中，分流体800呈橄榄球形，此时，不难理解的是，分流体800的外壁为曲面，即分流体800的始端、分流体800的最左端或最右端、以及分流体800的末端三者之间的连线呈拱形的曲线，显然，整个分流体800的外壁圆滑过渡，相应减小了分流体800对空气气流的摩擦阻力，提高了空气气流沿分流体800表面流动的的流畅性，有利于空气气流在分流体800的最左端和最右端形成喷射气流。

当然，在另一些实施例中，参见图2、图3和图4，分流体800大致呈底面为菱形的直棱柱形，分流体800的底面与样品喷管200的轴心重合，且容易得到的是，两块光学玻璃窗口400的中心连线的中垂线也与样品喷管200的轴心重合，分流体800的两条相对的侧棱所围成的平面与样品喷管200的轴心重合，以此尽可能地保证气流腔体110的同一横截面上的各个位置流速相对均匀，以使从样品喷出口210喷出的样品粉尘颗粒尽可能地沿测试区域900中部行进，进一步防止样品粉尘颗粒与光学玻璃窗口400的表面接触。很显然，这种形状的分流体800同样能够达到上述效果。

此外，分流体800的形状还可为由两个锥状体在同一个底面处拼合而成形成的中间宽两端窄的结构，同样能够达到上述效果。

在本发明的一些实施例中，再参见图4，为了方便分流体800与样品喷管200的配合装配，分流体800的中部开设有供样品喷管200穿设的中空通道，中空通道的内径与样品喷管200的内径相等，显然，分流体800与样品喷管200可形成一整体件设置在气流腔体110中，且中空通道的设置还使得分流体800在样品喷管200上的位置可调，以使分流体800在样品喷管200上的位置处于最佳，也方便了分流体800与样品喷管200的拆卸与更换。

另外，为了防止分流体800堵塞气流腔体110，气流腔体110呈圆柱状，分流体800的最大宽度小于气流腔体110的内径。

在本发明的一些实施例中，再参见图2和图4，为了使从样品喷出口210喷出的样品粉尘颗粒以较快的速度通过测试区域900，并尽可能的使样品粉尘颗粒的流速与其两侧的喷射气流的流速达到相对一致，从而避免样品粉尘颗粒因速度过慢而向左右两侧扩散接触到光学玻璃窗口400，样品喷出口210呈缩口状，样品喷出口210的内径沿样品喷出方向逐渐减小。显然，样品粉尘颗粒在样品喷出口210内径最小处，即样品喷出口210的最末端处流速达到最大，保证从样品喷出口210喷出的样品粉尘颗粒的流速与其两侧的喷射气流的流速达到平衡一致，进而使样品粉尘颗粒顺利沿测试区域900的中部高速通过，不仅避免了光学玻璃窗口被样品粉尘颗粒污染，还提高了样品粉尘颗粒的检测效率和检测准确度。

在本发明的一些实施例中，再参见图1和图2，气流腔体110的进气口处设有空气滤芯300，空气滤芯300的外壁上罩设有滤网310，空气滤芯300的轴心与样品喷管200的轴心重合，通过在气流腔体110的进气口处设置空气滤芯300的方式，空气气流在进入至气流腔体110之前，空气气流中的杂质颗粒能够被空气滤芯300有效吸收过滤，保证空气气流的纯净，消除了环境空气质量对样品颗粒的影响，进一步提高了样品粒度测试结果的准确性。

另外，在本发明的一些实施例中，为了提高了空气气流的流动速度，气流腔体110的末端通过接口120连接有抽风风机，具体的，负风机的抽风口连通气流腔体110的末端，风机的出风口连通收尘装置，风机能够给空气气流提供稳定的流速，提高样品颗粒的测试效率，同时，保证测试后的样品颗粒快速进入到收尘装置中完成样品收集。

在本发明的一些实施例中，再参见图1和图3，为了方便光学玻璃窗口400的拆卸与更换，样品窗体100的相对两侧上均开设有安装孔，安装孔上可拆卸地设有固定环框500，光学玻璃窗口400嵌设在固定环框500上，此外，光学玻璃窗口400与固定环框500之间设有密封压圈600，以加强光学玻璃窗口400与固定环框500之间的气密性，防止样品颗粒外漏。

具体的，在本实施例中，样品窗体100是一体浇注加工成型的，光学玻璃窗口400呈圆形，而固定环框500通过螺钉可拆卸的固定在安装孔上，并为了确保光学玻璃窗口400安装的稳定性，光学玻璃窗口400先通过UV胶粘固定嵌装在密封压圈600的周壁上，然后嵌装有光学玻璃窗口400的密封压圈600通过螺钉固定在固定环框500上，以此完成光学玻璃窗口400的安装，密封彻底且可靠性强。

显然，固定环框500以及密封压圈600的设置不仅加强了光学玻璃窗口400与样品窗体100之间的气密性，还方便了光学玻璃窗口400的拆卸与更换，当需要更大尺寸的光学玻璃窗口400时，用户即可通过手动拆卸并更换固定环框500、密封压圈600的方式来实现对光学玻璃窗口400的拆卸更换，各个部件实现独立装配，且不需要本窗口配合干法测试系统中的主机联机调试，操作以及维护方便快捷，提高了整个干法窗口的适配性。

在本发明的一些实施例中，再参见图1和图3，为了方便用户将整个干法窗口快速安装在干法测试系统的测试主机上，样品窗体100的侧壁上还设有用于安装导轨700，样品窗体100可通过安装导轨700滑动安装在测试主机上。具体的，测试主机上设置有与安装导轨700滑动配合的安装导槽，显然，整个防护窗口独立设计，当需要更换整个防护窗口时，用户即可手动将整个防护窗口从测试主机滑动取出，做到对整个防护窗口的快速安装与更换。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。