一种换膜机构及采样过滤装置的制作方法

本发明属于大气采样领域，尤其涉及一种采样过滤装置上的换膜机构和采样过滤装置。

背景技术：

空气颗粒物采样器是指通过滤膜称重法捕集环境大气中的总悬浮微粒和可吸入微粒，用于对气溶胶的常规检测。一般空气颗粒物采样器中换膜时，先将滤膜装至滤膜夹上，然后装在可放置滤膜夹的滤膜孔内，定期更换，以实现采样。

现有的换膜，整个过程都是通过人工进行的，效率低且在更换过程中密封不好，造成监测精度的降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种换膜机构及具有该换膜机构的采样过滤装置，以解决现有技术中，换膜效率低且密封不好的问题。

一种换膜机构，其特征在于，所述换膜机构包括：换膜组件、升降式密封组件以及驱动装置；

所述驱动装置，用于带动所述升降式密封组件进行升降；

所述升降式密封组件，包括上层、中层、下层三层固定式框架及一凸台式升降框架；

上层固定式框架上部设有密封条，用于密封安装进气舱；下层固定式框架用于对其上部结构进行支撑；凸台式升降框架底部设有密封条，用于安装出气舱且用于带动所述换膜组件进行升降；

所述换膜组件安装在所述上层固定式框架与中层固定式框架之间，用于在所述凸台式升降框架述的带动下上升，滤膜被夹紧在所述上层固定式框架与所述凸台式升降框架之间。

优选的，所述换膜组件包括滤膜夹和对所述滤膜夹支撑和限位的抽屉式滤膜夹托盘；

所述抽屉式滤膜夹托盘通过两侧导轨安装在所述上层固定式框架与所述中层固定式框架之间；

所述滤膜夹，在所述凸台式升降框架述的带动下上升，滤膜被夹紧在所述上层固定式框架与所述凸台式升降框架之间。

优选的，所述滤膜夹为两面密封的滤膜夹。

优选的，所述换膜组件包括滤膜滚筒，滤膜回收滚筒，编码器以及用于对滤膜进行密封的密封条；

所述滤膜滚筒上缠绕有滤膜；

所述滤膜回收滚筒为主动输送部件，用于牵引整个滤膜由由所述滤膜滚筒向所述滤膜回收滚筒传输；

所述编码器，用于监测滤膜传输的长度，并反馈控制滤膜回收滚筒的转动；

所述滤膜滚筒与所述滤膜回收滚筒之间的滤膜位于所述上层固定式框架与中层固定式框架之间，用于在所述凸台式升降框架述的带动下上升，以被夹紧在所述上层固定式框架与所述凸台式升降框架之间。

优选的，所述换膜组件还包括安装在所述滤膜滚筒的滤膜输出一侧的张紧滚筒和/或安装在所述滤膜回收滚筒的滤膜输入一侧的张紧滚筒。

优选的，所述驱动装置还包括防过载保护装置，用于在监测到所述升降式密封组件过载时进行锁定。

优选的，所述驱动装置包括蜗轮蜗杆升降机、步进电机组成以及安装在所述电机的驱动连接处的防过载保护装置。

优选的，所述防过载保护装置为扭矩防过载保护装置。

优选的，所述进气舱、所述出气舱以及所述滤膜的有效过滤面积相同。

本发明另一方面还提供一种采样过滤装置，所述采样过滤装置包括上述任一项所述的换膜机构。

有益效果：本发明通过抽屉式换膜结构或滚筒式换膜结构实现快速更换滤膜，且升降式密封机构组件能有效保证采样设备的密封性能。

进一步的，滤膜采样的进气舱和出气舱截面，等同于滤膜有效过滤面积，从而有效避免设备内部沉积，提高采样设备的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-4是本发明抽屉式换膜机构的组成图；

图5是本发明滚筒式换膜机构的组成图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种换膜机构，该换膜机构包括：换膜组件、升降式密封组件以及驱动装置；

所述驱动装置，用于带动所述升降式密封组件进行升降；

所述升降式密封组件，包括上层、中层、下层三层固定式框架及一凸台式升降框架；上层固定式框架上部设有密封条，用于密封安装进气舱；下层固定式框架用于对其上部结构进行支撑；凸台式升降框架底部设有密封条，用于安装出气舱且用于带动所述换膜组件进行升降；

所述换膜组件安装在所述上层固定式框架与中层固定式框架之间，用于在所述凸台式升降框架述的带动下上升，滤膜被夹紧在所述上层固定式框架与所述凸台式升降框架之间。

本发明的优选实施例中，所述驱动装置还包括防过载保护装置，用于在监测到所述升降式密封组件过载时进行锁定。

本发明针对换膜组件提供了两种具体结构。以下基于两种不同的换膜组件对换膜机构进行详细介绍：

抽屉式换膜组件：

如图1-4所示，为包含抽屉式换膜组件的换膜机构，其包含抽屉式换膜组件、升降式密封组件以及带有防过载保护的驱动装置。其中，抽屉式换膜组件包含滤膜夹14和抽屉式滤膜夹托盘17，滤膜夹托盘17对滤膜夹14起支撑和限位作用，是主要的换膜操作组件。

升降式密封组件，由上、中、下三层固定式框架及一层凸台式升降框架组成，抽屉式换膜组件通过左右两侧导轨，安装于上层固定式框架11和中间层固定式框架15之间，并且上层固定式框架11上部设有密封条，用于密封安装进气舱191，而下层固定式框架11主要起到支撑作用。凸台式升降框架18底部也设有密封条，用于安装出气舱192，可以上下运动。

驱动装置为一组蜗轮蜗杆升降机16组成，并由步进电机12驱动上升下降，为了保证系统的可靠性，电机驱动连接处设置防过载保护装置，具体为一扭矩防过载装置13。

为保证密封性，本发明中的滤膜夹为两面密封的滤膜夹。

当抽屉式滤膜托盘承载滤膜夹处于关闭位置时，凸台式升降框架在驱动装置驱动下，向上运动，将两面密封式滤膜夹顶起，并且与上层固定式框架将滤膜夹夹紧，以实现进气舱与出气舱的密封连接，大气及流体在风机导向作用下，经过滤膜过滤。凸台式升降框架下降时，滤膜夹置于滤膜夹托盘内，此时抽屉式滤膜夹托盘可以抽拉打开以更换滤膜。

自动换模组件（滚筒式换膜组件）

如图5所示，为包含滚筒式换膜组件的换膜机构，其包含滚筒式换膜组件、升降式密封组件以及带有防过载保护的驱动装置。其中所述换膜组件包括滤膜滚筒23，滤膜回收滚筒27，编码器24以及用于对滤膜进行密封的密封条21、26；所述滤膜滚筒23上缠绕有滤膜；所述滤膜回收滚筒27为主动输送部件，用于牵引整个滤膜由所述滤膜滚筒23向所述滤膜回收滚筒27传输；所述编码器24，用于监测滤膜传输的长度，并反馈控制滤膜回收滚筒27的转动；所述滤膜滚筒23与所述滤膜回收滚筒27之间的滤膜位于所述上层固定式框架29与中层固定式框架之间，用于在所述凸台式升降框架22述的带动下上升，以被夹紧在所述上层固定式框架29与所述凸台式升降框架22之间。

该方式中，各层固定式框架与凸台式升降框架起到了滤膜压紧的作用。

优选实施例中，所述换膜组件还包括安装在所述滤膜滚筒的滤膜输出一侧的张紧滚筒25和/或安装在所述滤膜回收滚筒的滤膜输入一侧的张紧滚筒28。

该方式适用于卷筒式滤膜，根据用户或程式控制，可以实现自动更换一定长度的滤膜。

该方式中，驱动装置可包括蜗轮蜗杆升降机、步进电机组成以及安装在所述电机的驱动连接处的防过载保护装置。具体的，该防过载保护装置为扭矩防过载保护装置。

该换膜组件可实现连续式自动换膜，它其实是在升降式密封机构组件的基础上，区别于手动的抽屉式换膜组件的自动换膜机构，与抽屉式换膜组件是需要二选其一使用的。其基于升降式密封组件机构，运用滚筒式滤膜输送机构，能够实现连续或步进式滤膜更换操作，所提供的连续过滤机构是在密闭条件下工作的，密封组件能够保证滤膜采样舱内部空间的密封。

需要说明的是，上述两种结构，均基于相同的升降式密封组件，而且均表现为滤膜采样的进气舱和出气舱截面，等同于滤膜有效过滤面积（可参见图4），从而有效避免设备内部沉积，提高了采样设备的检测精度。

当然本发明机构还可以包含其他一些组件，如限位传感器、设备外壳以及安装支架等。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。