喷撒浓度均匀的生物气溶胶压力释放装置的制作方法

本申请涉及生物材料布撒技术，尤其是涉及一种利用气体压力进行生物气溶胶喷撒的压力释放装置。

背景技术：

生物气溶胶，通常是指空气动力学直径在100μm以内的含有微生物或来源于生物性物质的气溶胶。生物气溶胶颗粒包括病毒、细菌、真菌、花粉、过敏原、立克次体、衣原体、动植物源性蛋白,各种菌类毒素和它们的碎片和分泌物等。生物气溶胶不仅包括有害物质，也可以是环保有益物质，并可用于多种应用场合，例如用于扑灭位于难以接近区域的小型火灾，还可用于进行森林防护，以及云雾播撒以防止冰雹下落或激发降水等。

由于生物气溶胶通常都具有一定的粘性，易附着在器物上，因此在采用诸如普通聚氯乙烯(pvc)材料、三元乙丙橡胶(epdm)材料、聚丙烯(pp)材料等制作的吸料管或喷嘴设备喷撒生物气溶胶时，很容易发生剂料堵塞现象。

此外，目前的喷撒设备均是将高压气体通入密封罐内与剂料混合，但随着该气料混合物质的喷撒，罐内持续供气，但是剂料却越来越少，导致罐内的气料混合物质的质量浓度越来越低，同时，气体与剂料也难以充分混合，使得喷撒出的剂料浓度不均匀。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种生物气溶胶释放装置，以解决生物气溶胶材料喷撒时喷撒出的剂料浓度不均匀，以及易发生剂料堵塞现象的问题。

为实现上述目的，本申请公开了一种生物气溶胶释放装置，包括：料舱，用于容置预定量的生物剂料；高压气瓶，其内部充有高压气体；混料筒，其通过进气管与所述高压气瓶连接，用于将通过所述进气管进入的高压气体与所述料舱送入的生物剂料混合均匀形成高压混合物，并通过吸料管释放；其中，还包括设置在所述料舱与所述混料筒之间的转料筒，该转料筒包括至少一个转料隔腔，该转料隔腔能够在所述转料筒中旋转，且具有一开口，当所述转料隔腔旋转处于第一位置时，所述开口作为进料口从所述料舱填充预定量的生物剂料；当所述转料隔腔旋转处于第二位置时，所述开口作为出料口，将所述预定量的生物剂料送入所述混料筒，并且当所述高压气体进入所述混料筒时，该转料隔腔与所述混料筒形成密封空间。

根据另外的实施方式，所述转料筒具有圆形截面腔体，该腔体具有与所述料舱连通的第一开口以及与所述混料筒连通的第二开口；所述腔体中沿其圆形截面轴向设有一转轴，该转轴上沿径向设有至少第一密封挡板和第二密封挡板，所述密封挡板之间的空间形成所述转料隔腔，所述密封挡板密封侧边与所述腔体内壁之间形成运动密封结构。

其中，所述运动密封结构包括设置在所述密封挡板密封侧边的密封材料。优选地，所述腔体内壁面设置聚四氟乙烯材料涂层，从而避免由于腔体内壁面粘附生物剂料而影响与所述密封材料之间的密封性能。

进一步地，所述转轴上沿径向设有第一密封挡板、第二密封挡板、第三密封挡板及第四密封挡板，四个密封挡板沿转轴周向均匀设置。

再进一步地，当所述转料隔腔沿旋转方向后方的密封挡板的径向外侧边旋转至所述第二开口的第一侧边沿时，所述转料隔腔沿旋转方向前方的密封挡板的径向外侧边至少旋转至所述第二开口的第二侧边沿。

其中，所述第二开口的第一侧边沿及第二侧边沿附近设有用于挤压所述密封挡板径向外侧边密封材料的突起部。当所述密封挡板旋转至所述第二开口边沿处时，所述突起部挤压该密封挡板径向外侧边的密封材料，从而进一步增加了所述密封挡板与所述转料筒腔体内壁面之间的密封效果，使得所述转料隔腔与所述混料筒形成具有更高密封性能的密封空间。

其中，所述突起部包括设置在顶面的凹陷部，当所述转轴的旋转运动被锁定时，所述密封挡板径向外侧边停留在该凹陷部内，从而避免在向所述混料筒内通入高压气体时，密封挡板受高压气体压力发生转动位移。

优选地，所述凹陷部底部高于其周围的转料筒腔体内壁面，从而使得与周围的转料筒腔体内壁面相比，能够进一步挤压密封挡板的径向外侧边，以避免降低密封性能。

根据另外的实施方式，所述吸料管采用聚四氟乙烯材料制成或内壁形成聚四氟乙烯材料层的其他材料制成的管，其外端部通过喷射管连接有喷嘴，所述喷射管及喷嘴的流道内壁涂覆聚四氟乙烯材料。

进一步地，所述吸料管具有多个弯折段，相邻弯折段之间的夹角为130°～140°，更为优选地，所述夹角为135°。

或者可选地，所述吸料管位于所述混料筒外的部分形成螺旋结构。

根据另外的实施方式，所述进气管的出气口设有湍流形成结构。

其中，所述湍流形成结构包括：所述进气管末端封闭，且末端附近的进气管相对的侧壁上分别沿与该侧壁相切的方向设有至少第一出气口及第二出气口，且所述出气口的出口方向相反。

可选地，所述出气口的出口方向正交于所述进气管延伸方向设置，更优选地，所述所述出气口的出口方向与所述混料筒的内壁面相切。

或者可选地，所述出气口的出口方向与所述进气管延伸方向形成预定角度，该角度约为30°～45°，更优选地，所述所述出气口的出口方向与所述混料筒的内壁面相切。

或者，所述湍流形成结构包括：所述进气管末端由一底壁封闭，该底壁上设有至少第一出气孔及第二出气孔，所述出气孔的中心线相对于所述进气管末端中心轴线倾斜预定角度，且各出气孔相对于所述进气管末端中心轴线或该中心轴线上的某点呈中心对称设置。

进一步优选地，该底壁上设有三个或四个出气孔，所述出气孔沿所述进气管末端中心轴线周向均匀布置。

根据另外的实施方式，所述高压气瓶设置在所述混料筒外部，所述进气管上设有压力控制单元。可选地，该压力控制单元包括连接在进气管上的节流阀以及用于控制节流阀开度的压力控制器。

基于本申请提供的技术方案，与现有技术相比，该装置通过设置转料机构，能够实现剂料与高压气体的定量混合，从而保证喷撒出的剂料浓度均匀。

此外，通过在吸料管及喷嘴等喷撒通道中使用或涂覆聚四氟乙烯材料，避免了因生物气溶胶材料粘附在管壁上而导致堵塞问题。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为根据本申请实施例的生物气溶胶压力释放装置的结构示意图；

图2为根据本申请一种实施方式的密封挡板与开口边沿突起部的配合结构示意图；

图3为根据本申请一种实施方式的湍流形成机构结构示意图；

图4为根据本申请另一种实施方式的湍流形成机构结构示意图。

1-料舱，11-注料口；

2-转料筒，21-密封挡板，211-密封材料，22-转轴，23-转料隔腔，24-突起部，241-凹陷部；

3-混料筒；

4-高压气瓶；

5-进气管，50-底壁，51-第一出气口，52-第二出气口，53-第一出气孔，54-第二出气孔；

6-压力控制单元；

7-吸料管，71-弯折部；

8-喷嘴；

9-释放阀；

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

还应理解的是，用语“包括”、“具有”、“包含”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1，根据本申请的一个实施例，公开了一种生物剂料释放装置，该装置包括：料舱1，用于容置预定量的生物剂料；高压气瓶4，其内部充有高压气体；混料筒3，其通过进气管5与所述高压气瓶4连接，用于将通过所述进气管5进入的高压气体与所述料舱1送入的生物剂料混合均匀形成高压气料混合物，例如生物气溶胶，并通过吸料管3释放。

如图1所示，该实施例中，料舱1设置在混料筒3的上方，其下方设有出料口11。高压气瓶4配置在混料筒3的外部，其出口通过进气管5与混料筒3内部连通。出料管7一部分伸入混料筒3内，另一部分配置在混料筒3外部，且该另一部分的端部连接有喷嘴8。

根据可选的实施方式，进气管5位于混料筒3内的部分以及出料管7位于混料筒3内的部分均大致沿混料筒3侧壁方向延伸。进气管5位于混料筒3内的部分以及出料管7位于混料筒3内的部分的端部均接近混料筒底壁设置，优选地，进气管5位于混料筒3内的部分的端部比出料管7位于混料筒3内的部分的端部相对于混料筒底壁高出预定距离，从而避免刚刚从出气口输出的高压气体被混料筒底壁阻挡而降低流速。

该装置还包括设置在所述料舱1与所述混料筒3之间的转料筒2，该转料筒2包括至少一个转料隔腔23，该转料隔腔23能够在所述转料筒中旋转。如图1所示，所述转料筒2具有圆形截面腔体，例如该转料筒2为一球形或圆筒形结构。该腔体具有与所述料舱1连通的第一开口(图1中的上开口)以及与所述混料筒3连通的第二开口(图1中的下开口)；所述腔体中沿其圆形截面轴向设有一转轴22，该转轴22上沿径向设有多个密封挡板21，所述密封挡板21之间的空间形成所述转料隔腔23。

根据该实施例的一种实施方式，转轴22上设置至少三个密封挡板21，从而形成至少三个转料隔腔23。例如，图1所示的实施例中，转轴22上设有四个密封挡板21，所述密封挡板21构造为扇形板或矩形板，其一侧边作为安装侧边，固定连接在所述转轴22上，其他侧边作为密封侧边分别与所述转料筒2的内壁面，也即所述腔体内壁面形成运动密封结构。例如，所述密封侧边上分别设有密封胶条，各密封挡板21通过所述密封胶条211抵接接触在所述转料筒2的内壁面上。

优选地，所述腔体内壁面设置聚四氟乙烯材料涂层，从而避免由于腔体内壁面粘附生物剂料而影响与所述密封材料之间的密封性能。

根据另外的实施方式，多个密封挡板21沿转轴22周向均匀分布，也即形成的转料隔腔23的容积相同。或者，所述多个密封挡板21沿转轴22周向不均匀分布，也即形成的转料隔腔23的容积至少部分不同，从而可以根据需要实现不同浓度的气溶胶喷撒。

两相邻密封挡板21的径向外侧边(该径向外侧边指所述密封侧边中位于密封挡板径向外侧的侧边，该侧边与所述安装侧边相对设置)之间形成一开口，当所述转料隔腔23旋转处于第一位置时，所述开口作为进料口，从所述料舱1填充预定量的生物剂料；当所述转料隔腔23旋转处于第二位置时，所述开口作为出料口，将所述预定量的生物剂料送入所述混料筒3。

当生物剂料通过所述转料隔腔23送入所述混料筒3时，高压气瓶4中的高压气体经进气管5进入所述混料筒3，充分混合形成高压气料混合物。

当高压气体进入所述混料筒时，为进一步提高所述转料隔腔23与所述混料筒3形成的密封空间的密封性能，当所述转料隔腔23沿旋转方向后方的密封挡板21的径向外侧边旋转至所述第二开口的第一侧边沿时，所述转料隔腔沿旋转方向前方的密封挡板21的径向外侧边至少旋转至所述第二开口的第二侧边沿，如图1所示状态中，与图示转料隔腔23相邻的一个转料隔腔密封挡板所处位置。

其中，所述第二开口的第一侧边沿和第二侧边沿附近分别设有用于进一步挤压所述密封挡板径向外侧边密封材料的突起部24。当所述密封挡板21旋转至所述第二开口边沿处时，所述突起部24挤压该密封挡板径向外侧边的密封材料，从而进一步增加了所述密封挡板与所述转料筒腔体内壁面之间的密封效果，使得所述转料隔腔23与所述混料筒3形成具有更高密封性能的密封空间。可选地，所述突起部24在转料筒2内壁面上形成与密封挡板21径向外侧边轮廓线对应的条形。

根据可选的实施方式，所述第二开口的第一侧边沿和第二侧边沿中的至少之一的所述突起部24包括设置在顶面的凹陷部241。该凹陷部241形成沿所述突起部24长度方向延伸的凹槽，当所述预定量的生物剂料完全进入所述混料筒3时，所述转轴22的旋转运动被锁定，此时所述密封挡板21的径向外侧边停留在该凹槽内，从而防止在向所述混料筒3内通入高压气体时，密封挡板21受高压气体压力作用发生不期望的转动位移。

优选地，所述凹槽底部高于其周围的转料筒腔体内壁面，从而使得与周围的转料筒腔体内壁面相比，能够进一步挤压密封挡板的自由端，从而不会降低密封性能。

本领域技术人员可以理解，所述突起部24可以独立制造后安装在所述转料筒2内壁上，或者与所述转料筒2内壁一体成型形成。并且，所述突起部24沿密封挡板21旋转方向的形状为与转料筒2内壁面平滑连接的光滑面，例如该光滑面由平滑连接的圆弧面构成，从而避免密封挡板21在到达突起部、进入所述凹陷部之前，以及在脱离凹陷部之后的旋转运动产生明显的阻滞感。

根据另外的实施方式，所述吸料管7采用聚四氟乙烯材料制成，或内壁涂覆聚四氟乙烯材料的聚氯乙烯(pvc)材料、三元乙丙橡胶(epdm)材料、聚丙烯(pp)等其他材料制成。所述吸料管7外端部通过喷射管连接有喷嘴，所述喷射管及喷嘴的流道内壁涂覆聚四氟乙烯材料。

如图1所示，所述吸料管具有多个弯折段，相邻弯折段之间的夹角为130°～140°，更为优选地，所述夹角为135°，从而避免进入吸料管7中的气料混合物在弯折处形成阻滞。

根据另外的实施方式，所述进气管5的出气口设有湍流形成结构。

其中，所述湍流形成结构如此设置：所述进气管出气口侧的末端通过底壁50封闭，且末端附近的进气管5相对的侧壁上分别沿与该侧壁相切的方向设有至少第一出气口51及第二出气口52，且所述出气口的出口方向相反。由此，从方向相反的出气口喷出的高压气体在混料筒3中形成螺旋气流，从而使气料混合更快速、均匀。

优选地，所述出气口的出口方向正交于所述进气管延伸方向设置，更优选地，所述所述出气口的出口方向与所述混料筒的内壁面相切，使得高压气流沿混料筒内壁高速旋转，从而迅速在混料筒整个腔体中形成螺旋气流，进一步提高了气料混合效果。

或者可选地，所述出气口的出口方向与所述进气管5延伸方向形成预定角度，该角度约为30°～45°，并且所述所述出气口的出口方向与所述混料筒的内壁面相切，从而在混料筒3腔体的高度方向形成湍流，改善气料混合效果。

本领域技术人员可以理解，所述出气口可以设置多个，例如3～6个，或者更多个，所述多个出气口沿所述进气管5周向均匀布置。

或者所述湍流形成结构包括：所述进气管末端由一底壁50封闭，该底壁上设有至少第一出气孔53及第二出气孔54，所述出气孔53、54的中心线相对于所述进气管5末端中心轴线倾斜预定角度，且各出气孔53、54相对于所述进气管5末端中心轴线或该中心轴线上的某点呈中心对称设置，从而使得从所述出气孔流出的高压气体形成图4中箭头所示的螺旋气流。

优选地，该底壁上设有三个或四个出气孔，或者更多个出气孔，所述出气孔沿所述进气管末端中心轴线周向均匀布置。

本领域技术人员可以理解，上述湍流形成结构的不同实施方式可以进行组合，例如同时在进气管侧壁设置所述出气口以及在底壁设置所述出口孔，从而提供更好的混合效果。

根据另外的实施方式，所述高压气瓶4设置在所述混料筒3外部，所述进气管5上设有压力控制单元6。可选地，该压力控制单元6包括连接在进气管上的节流阀以及用于控制节流阀开度的压力控制器。

所述出料管7上设有用于控制气料混合物释放的释放阀9。

所述转轴22通过一电机(未图示)驱动，可选地，该电机由一伺服器控制。本领域技术人员可以理解，所述转轴也可以采用其他机构驱动，或采用手动驱动。

根据另外的实施方式，所述料舱1与所述转料筒2，以及所述转料筒2与所述混料筒3分别采用可拆卸连接，从而可以更换不同料舱和/或转料筒、混料筒，实现不同浓度及容量的生物气溶胶材料喷撒。

所述高压气瓶4与进气管5也为可拆卸连接，从而可以通过更换高压气瓶实现快速换气。

所述料舱1的注料口11为可控注料口，例如通过一可控挡板来实现开闭控制。

以下对根据本申请实施例的生物气溶胶压力释放装置的工作过程进行描述。

将料舱1内预定量的生物剂料通过注料口11填充到一转料隔腔23中，驱动转轴22旋转预定角度后，生物剂料从转料隔腔23落入混料筒3中，所述转料隔腔23的密封挡板21径向外侧边进入所述凹槽，锁止转轴的旋转运动，例如通过伺服器控制或某些锁止机构锁止转轴。

压力控制单元6控制高压气体通过进气管5进入混料筒和转料隔腔组成的密封空间内，高压气体在该密封空间形成湍流，与生物剂料充分混合形成气料混合物。本申请中，可以通过控制进气量与生物剂料之间的配比形成预定浓度的均匀气料混合物。

控制释放阀9打开，从而将所述气料混合物通过喷嘴8向外界喷撒。本申请中，喷嘴8可以采用螺旋喷嘴，以进一步防止堵塞。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本申请的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神，其均应涵盖在本申请请求保护的技术方案范围当中。

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