一种粉尘颗粒自然沉降模拟装置及其应用

1.本发明属于粉尘沉降相关技术领域，更具体地，涉及一种粉尘颗粒自然沉降模拟装置及其应用。


背景技术：

2.汽车尾气、建筑扬尘、自然降尘等都会使得光伏镜面表面积聚一层厚厚的尘垢，难以通过自然降雨、风力等常规手段清除，但这些堆积物种类不同，去除难度和方法各异，现有的技术都是通过人力或机械进行清洁，但由于不了解其堆积特征，不能进行针对性去除，从而导致去除效率极低，基于此有学者对光伏镜面表面粉尘进行研究，但目前的手段都是现场取样进行分析，但其取样周期长，并且需要在多个地方进行采集，效率低，工程量大。


技术实现要素：

3.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种粉尘颗粒自然沉降模拟装置及其应用，可以实现任何种类粉尘、任何粒径粉尘的沉降研究，极大的提升了研究效率。
4.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种粉尘颗粒自然沉降模拟装置，所述装置包括：风机，其出口与引风管的一端连接，并且其出口处设有单向阀；所述引风管的上部设有下尘盒，所述引风管的出口与旋风分离器的入口连接，所述旋风分离器的上部连接有扩口管和整流网；收集沉降箱，包括收集室和沉降室，所述收集室的底部与所述整流网连接，所述收集室的顶部设有静电吸附板，所述收集室和沉降室顶部设有滑轨，且所述收集室和沉降室的上部贯通，以使所述静电吸附板沿滑轨运动，所述静电吸附板与电源连接。
5.优选地，所述装置还包括功率调节装置，所述静电吸附板和风机均与一功率调节装置连接，以通过调节静电吸附板和风机的功率实现对粉尘的筛分。
6.优选地，所述装置还包括回流管，所述回流管的一端与所述收集室的侧部连接，所述回流管的另一端与所述引风管连接，且与所述引风管的连接处位于所述单向阀与下尘盒之间。
7.优选地，所述回流管上设有单向阀。
8.优选地，所述静电吸附板包括相互连接的陶瓷底板和电极，所述电极与电源连接，所述陶瓷底板用于吸附粉尘。
9.优选地，所述装置还包括蜂窝管，所述蜂窝管设于所述扩口管和整流网之间。
10.优选地，所述收集室的下部为锥形结构，所述锥形结构的小端与所述整流网连接。
11.优选地，所述沉降室的侧部设有侧门。
12.优选地，所述装置还包括控制系统，所述控制系统用于控制所述静电吸附板的滑动和/或电源的开关。
13.按照本发明的另一个方面，提供了一种上述粉尘颗粒自然沉降模拟装置的应用，
所述装置用于光伏面板表面的粉尘自然沉降模拟，所述光伏面板设于所述沉降室的底部。
14.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的粉尘颗粒自然沉降模拟装置及其应用具有如下有益效果：
15.1.本技术将旋风分离器和静电吸附板联合使用可以实现任何粒径比例的筛分，满足不同粒径研究的需要，通过静电吸附板的电源通断实现粉尘的吸附与下沉，操作方便，与自然界粉尘下沉状态还原度高，使得后续模拟更加的真实。
16.2.通过功率调节装置调节静电吸附板和风机的功率实现旋风分离器分离粒径与静电吸附板吸附粒径的调节，调节方便，极大了提升了装置的适用范围。
17.3.回流管可以将静电吸附板吸附后的气体回流，进而实现气体的循环利用，且使得整个装置为一个内循环系统，不会对外界环境造成污染。
18.4.蜂窝管、扩口管和整流网利于气流的上升和整流，使得进入收集室的气体更加均匀，进而使得静电吸附板上吸附的粉尘更加均匀，进一步在断电时可以均匀沉降。
19.5.沉降室设于侧门便于取放采样装置。
附图说明
20.图1是本技术实施例粉尘颗粒自然沉降模拟装置的结构示意图；
21.图2是本技术实施例的旋风分离器的工作原理图；
22.图3是本技术实施例的静电吸附板的结构示意图。
23.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
24.1-风机；2-引风管；3、4-单向阀；5-回流管；6-导流管；7-滑轨；8-把手；9-静电吸附板；10-导线；11-控制开关；12-侧门；13-玻片；14-沉降室；15-收集室；16-整流网；17-蜂窝管；18-扩口管；19-旋风分离器；20-集尘器；21-下尘盒；91-陶瓷底板；92-电极；93-亚克力盖板。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
26.请参阅图1，本发明一种粉尘颗粒自然沉降模拟装置，所述装置具体包括如下结构。
27.风机1，其出口与引风管2的一端连接，并且其出口处设有单向阀3；风机1的功率可通过功率调节器调节，以便调节风速。
28.所述引风管2的上部设有下尘盒21，所述引风管2的出口与旋风分离器19的入口连接，所述旋风分离器19的上部连接有扩口管18和整流网16。下尘盒21用于下放灰尘，进而形成含有灰尘的气流。
29.如图2所示，含有灰尘的气流由旋风分离器19的入口切向引入分离器内作旋转运动，大直径粉尘颗粒的离心力较大被甩向锥体外层，气流在内层，进而实现气固分离；气流的切向速度随分离器锥体部分旋转半径的缩小而增大，气流与粉尘颗粒作下螺旋运动，在
分离器锥体底部附近，气流携带粒径较小的粉尘颗粒转为上升旋转运动，并由上部出口管排出，后引入收集室15。
30.旋风分离器19下部设有集尘器20，粒径较大的粉尘颗粒随重力作用沿内壁落入集尘器20。
31.扩口管18和整流网16之间还设有蜂窝管17。
32.收集沉降箱，包括收集室15和沉降室14，所述收集室15的底部与所述整流网16连接，所述收集室15的顶部设有静电吸附板9，所述收集室15和沉降室14顶部设有滑轨7，且所述收集室15和沉降室14的上部贯通，以使所述静电吸附板9沿滑轨7运动，所述静电吸附板9与电源连接。
33.进一步优选的，所述收集室15的下部为锥形结构，所述锥形结构的小端与所述整流网16连接。所述沉降室14的侧部设有侧门12。
34.旋风分离器19排出的小粒径粉尘随气流通过扩口管18和蜂窝管17被整流网16打散后由收集室15底部进口进入收集室15中形成复杂的气固混合流动，被上部的静电吸附板9进行小颗粒粉尘的吸附。
35.所述装置还包括功率调节装置，所述静电吸附板9和风机1均与一功率调节装置连接，以通过调节静电吸附板9和风机1的功率实现对粉尘的筛分。
36.所述装置还包括回流管5，所述回流管5的一端与所述收集室15的侧部连接，所述回流管5的另一端与所述引风管2连接，且与所述引风管2的连接处位于所述单向阀3与下尘盒21之间。所述回流管5上设有导流管6。
37.所述回流管5上设有单向阀4。
38.静电吸附板9通电吸附粉尘颗粒，同时收集室15中的气流由回流管再次进入旋风分离器；待静电吸附板9吸附一定量的粉尘后，关闭风机和所有单向阀，将带有粉尘颗粒的静电吸附板转移至沉降室中，断电使粉尘颗粒自然沉降到提前放置在沉降室底部的玻片13上，沉降过程完成后，将静电吸附板移回收集室上部。
39.如图3所示，所述静电吸附板9包括相互连接的陶瓷底板91和电极92，所述电极92通过导线10与电源连接，所述陶瓷底板91用于吸附粉尘。所述静电吸附板9还包括亚克力盖板93，亚克力盖板93上部还可以设置把手8，用户可以通过把手8移动静电吸附板9。
40.所述装置还包括控制系统，所述控制系统用于控制所述静电吸附板9的滑动和/或电源的开关。进而使得静电吸附板9还可以电动控制。
41.工作过程如下：
42.风机1提供的气流通过引风管2进入旋风分离器19，引风管中段置有取样盒21，样品落入引风管2中，随气流一并进入旋风分离器19，经过离心分离、重力分离，大颗粒粉尘由旋风分离器19底部落入集尘器20中，小颗粒粉尘在旋风分离器19锥体内随气流上升，由旋风分离器19上部出口进入扩口管18，经过蜂窝管17和整流网16，进入收集室15。本装置设计粉尘粒径的一般筛选范围为0～200um，蜂窝管17由一定宽度金属薄片制成，用以消除气流低频脉动，整流网16一般由金属丝制成，用以增加紊流度。进入收集室15的粉尘颗粒随空气流动均匀分散在整个腔室内部，按下控制开关11，置于粉尘收集室15顶部的静电吸附板9通电，静电吸附板9开始吸附进入收集室15的粉尘颗粒，同时回流管将收集室15中的气固混合气流导回引风管2，并再次随风机1提供的气流进入旋风分离器19，如此形成闭环流动。待静
电吸附板9吸附一定量粉尘后，将静电吸附板9沿滑轨7移动至右侧沉降室14中，该沉降室14底部可以设置玻片等，关闭控制开关11，静电吸附板9断电后，粉尘自然沉降至玻片13上，实现均匀布灰。
43.本技术另一方面提供了一种上述粉尘颗粒自然沉降模拟装置的应用，尤其适用于光伏面板表面的粉尘自然沉降模拟，所述光伏面板设于所述沉降室14的底部。
44.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。