颗粒物分析装置的改进走纸机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种颗粒物分析装置的改进走纸机构，具体说，涉及一种利用带弹性皮带的摩擦传动来使得纸带始终张紧、增加走纸精度、有效防止纸带断掉、并减少制造及使用维护成本的颗粒物分析装置的改进走纸机构。


背景技术：

2.目前的颗粒物分析仪通常用来检测空气中的pm10、pm2.5，而这两种物质为我国绝大部分地区的首要污染物，在空气质量的aqi指数上通常占有最重要的地位。目前，各地大量配备这类自动监测仪在无人值守的空气自动站中，一个城市通常配备几个到几十个甚至过百。
3.由于收集颗粒物的过滤纸带的技术要求造成纸带本身能够承受的拉力特别小，仅仅有几百克，在实际使用中，一个最常见的、大面积发生的故障就是过滤纸带断掉，造成仪器维护工作量大、影响监测数据的连续性、有效性；与之相关的另外一个常见的问题就是由于过滤纸带没有拉紧，引起走纸位置不准确从而影响检测精度。这两个问题发生在众多仪器上，对环保工作造成比较大的困扰。
4.为了解决这个问题，目前市场上一些产品通过在设计上增加精密、复杂的张紧、压紧、传动等机构来解决走纸精度，但这些复杂的机构本身就是潜在故障点，而仪器是要求全年365天、每天24小时不停运转的，在长期运行中，故障率仍偏高；同时，这类装置无一例外地对加工精度、装配精度提出了更高的要求，极大的增加了成本，也间接造成了相应仪器的售价居高不下，提高了非必要支出。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是通过提供一种采用带弹性皮带的摩擦传动的方式来改进颗粒物检测装置的走纸性能，大幅度地减少了走纸机构相关部件的数量，特别是降低了制造精度和装配精度要求，低成本、完美地解决了本类仪器的纸带偏松、走纸不精确、纸带易断等最常见故障。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.颗粒物分析装置的改进走纸机构，包括绕纸轮i、绕纸轮ii和滤纸带，所述绕纸轮i通过走纸电机带动，所述的绕纸轮ii与皮带轮i连接，传动皮带套在皮带轮i和皮带轮ii上，所述的皮带轮ii直接或间接固定在带有长条安装孔的安装板上。
8.所述的皮带轮ii间接固定在带有长条安装孔的安装板上，皮带轮ii由独立的电机驱动。
9.所述的皮带轮ii间接固定在带有长条安装孔的安装板上，皮带轮ii通过单向传动机构由走纸电机驱动。
10.所述的皮带轮ii安装在有条形安装孔的安装板上，通过皮带轮ii在安装板上的安装位置，来调整传动皮带的预紧力，从而调整传动皮带与皮带轮i和皮带轮ii之间的摩擦
力。
11.所述的滤纸带包括空心轴芯和纸带，所述的空心轴芯上设有固定键。
12.所述的绕纸轮i和绕纸轮ii结构是：中间为轮轴，内外两侧为挡片i和挡片ii；所述的轮轴内侧设有凸台，轮轴表面开有槽孔，槽孔与固定键位置对应。
13.所述的绕纸轮i上安装空心轴芯，绕纸轮ii上安装有缠绕在空心轴芯上的成卷纸带的滤纸带。
14.所述的绕纸轮ii上滤纸带中的纸带，经过导向轮ii、检测体、集尘装置、导向轮i、滚轮后，绕至绕纸轮i的空心轴芯上。
15.所述的滚轮连接光电检测装置，光电检测装置用于检测纸带运动的长度。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、本实用新型设有可调节张紧力的有弹性的传动皮带来驱动/限制绕纸轮ii，使得该力传递到纸带上后小于纸带本身所能承受的拉力，当纸带运动时产生的拉力最终传递到传动结构上并超过该摩擦力后，传动皮带会在皮带轮i和/或在皮带轮ii上打滑，确保不会拉断纸带；
18.2、纸带运动过程中，绕纸轮ii随之动作，并带动皮带轮i转动，此时，即使皮带轮ii没有动作，带弹性的传动皮带仍然因为皮带轮i的转动而发生弹性形变，最终产生一个与纸带运动方向相反的弹性拉力，使得纸带始终处于一种拉紧状态，确保走纸的精确性，从而确保检测结果的精确性。
附图说明
19.图1是本实用新型结构主视图；
20.图2是图1的侧视图；
21.图3是图1的背面结构图；
22.图4是图1的立体图视图；
23.图5是过滤纸带的正视图；
24.图6是图5的剖面图；
25.图7是绕纸轮i和绕纸轮ii的正视图；
26.图8是图7的剖面图。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.如图1～4所示，装置包括：绕纸轮i1、滚轮2、导向轮i3、导向轮ii7、绕纸轮ii8，以及位于装置背面的皮带轮i10、皮带轮ii11、带长条孔的安装板12、走纸电机13、光电检测装置14和带弹性的传动皮带15。为方便理解装置工作时的原理，图中另外标注了检测体4、集尘装置中的集尘体9、集尘通道i5和集尘通道ii6的示意图。为了方便起见，下面所有的顺时针、逆时针的表述都是基于从正面看过去的方位。
29.绕纸轮ii8通过皮带轮i10、带弹性的传动皮带15与皮带轮ii11相连，皮带轮ii11固定在有条形安装孔的安装板12上，例如，在纸带只需要单向走纸的情况下可以把皮带轮ii11通过螺栓直接固定到安装板12上；当需要双向走纸的情况下，可以把皮带轮ii11固定在一个轴上，该轴另外一端固定在一个单向轴承上，使得该轴仅能逆时针旋转，再把该单向轴承固定到安装板12上；亦可以把皮带轮ii11直接固定在一个辅助走纸电机的轴上，再把电机直接固定到安装板12上。
30.通过调整皮带轮ii11在安装板12上的安装位置来调整传动皮带15的预紧力从而调整传动皮带15与皮带轮i10和皮带轮ii11之间的摩擦力，使得该力传递到绕纸轮ii8后所产生的拉力小于纸带18.1可承受的拉力，当受力超过该摩擦力时皮带15就会打滑，这样确保无论如何都不至于拉断纸带。绕纸轮i1通过直连或连轴器或其它类似结构与走纸电机13相连接，并保证其动力传递到绕纸轮i1后所产生的拉力大于绕纸轮ii8所能够产生的最大拉力或阻力。
31.绕纸轮i1和8的结构如图7和图8所示，内外两侧是挡片i16.1和挡片ii16.2；中间是轮轴17，轮轴17的内侧有一个凸台17.1，轮轴17的表面开有一个槽孔17.2。
32.滤纸带18的结构如图5和图6所示，由能够过滤pm10/pm2.5或其它颗粒物的纸带18.1、空心轴芯18.2和固定键18.3组成；使用前纸带18.1已经缠绕在轴芯18.2上形成纸卷。
33.装置使用时，把整卷滤纸带18安装到绕纸轮ii8上，另外一个空白轴芯18.2安装到绕纸轮i1上，并把纸带18.1拉出一部分固定到绕纸轮i1的空白轴芯18.2上。此时，轴芯18.2正好套入轮轴17，凸台17.1正好顶住轴芯18.2，固定键18.3正好插入槽孔17.2。这样，滤纸带18就与轮轴17完全固定，这里两个绕纸轮i1和绕纸轮ii8的固定结构是一样的，这样，纸带18.1可以与绕纸轮i1、绕纸轮ii8同步运行，该结构确保了在长期的运行中不会由于松动、振动等原因纸带18.1相对绕纸轮i1和8发生位置变化，确保了走纸的精确性。在上述安装过程中，使得纸带18.1依次绕过滚轮2，导向轮i3和导向轮ii7。其中，滚轮2带动光电检测装置14转动，以检测并控制纸带18.1运动的长度，导向轮i3和导向轮ii7确保纸带18.1在正确的位置运动，并始终保持在图示的平面上，使得检测结果更精确。这里需要说明，该方案为优选方案，通过导向轮i3使得纸带18.1兜住滚轮2并增大摩擦面积，以减小滚轮2与纸带打滑所产生的丢转可能性，并减小滚轮2重量对光电检测装置14轴的扭力以减小对光电检测装置14的损耗，增加使用精度及寿命，经过实际测试，也可以把滚轮2与导向轮i3或者导向轮ii4合并，由导向轮i3或者导向轮ii7直接带动光电检测装置14运动，其走纸精度仍然可以满足相关国家标准的要求。
34.装置工作时，其走纸过程如下：
35.走纸电机13动作，使得绕纸轮i1顺时针旋转，拉动纸带18.1从右边的绕纸轮ii8上退出，向左运动并最终缠绕到绕纸轮i1上，此时，带弹性的皮带15在皮带轮i10和/或在皮带轮ii11上打滑，并由于摩擦力的作用使得传动皮带15产生一个弹性变形从而使得绕纸轮ii8对纸带18.1产生一个与纸带18.1运动方向相反的弹性拉力，从而确保在这个过程中纸带18.1始终是张紧的。在该过程中，通过光电检测装置14来控制走纸的长度。
36.在装置的实际使用中，会遇到需要纸带18.1往复运动的情况，此时，走纸电机13应该选用可正反转的型号，并采用以下方式之一来实现纸带的往复运动：
37.方式一：增加一个辅助走纸电机，固定到安装板12上，把皮带轮ii11直接安装在该
辅助走纸电机轴上，该电机有没有正反转功能皆可。
38.或者，方式二：把皮带轮ii11固定在一个轴上，该轴另外一端固定在一个单向轴承上，使得该轴仅能逆时针旋转，再把该单向轴承固定到安装板12上，再把皮带轮ii11通过传动皮带与走纸电机13相连，此时，从走纸电机13传递过来的驱动力只能是驱使皮带轮ii11逆时针方向旋转并最终是单向的驱动绕纸轮ii8逆时针方向旋转；
39.往复走纸的过程如下：
40.一、当需要把纸带18.1从左向右运动时，
41.辅助走纸电机和走纸电机13同时动作，使得绕纸轮i1和ii8同时逆时针旋转，纸带18.1被绕纸轮i1送出，并同时被绕纸轮ii8向右拉动从而缠绕到绕纸轮ii8上；此时，通过控制辅助走纸电机和走纸电机13的转速，使得绕纸轮ii8收纸的速度快于绕纸轮i1送纸的速度，此时，传动皮带15在皮带轮ii11皮带轮i10上打滑，全部过程中纸带18.1是张紧的；类似的，当使用皮带由走纸电机13来驱动皮带轮ii11单向逆时针方向旋转时，绕纸轮i1和ii8同时逆时针旋转，纸带18.1被绕纸轮i1送出，并同时被绕纸轮ii8向右拉动从而缠绕到绕纸轮ii8上，此时，通过设置适当的传动比使得绕纸轮ii8的收纸速度快于绕纸轮i1的送纸速度，传动皮带15在皮带轮ii11和/或在皮带轮i10上打滑，全部过程中纸带18.1是张紧的。
42.二、当需要把纸带从右向左运动时，走纸电机13顺时针转动，使得绕纸轮i1顺时针旋转，拉动纸带18.1缠绕到绕纸轮i1上；对于采用辅助电机或者通过传动皮带驱动皮带轮ii11两种驱动方式，分述如下：
43.当采用辅助走纸电机与皮带轮ii11相连时，辅助走纸电机有三种动作方式可以选择：
44.a、辅助走纸电机不动作，此时传动皮带15在皮带轮ii11和/或在皮带轮i10上打滑，由于摩擦力的作用使得传动皮带15产生一个弹性变形从而产生一个与纸带18.1运动方向相反的弹性拉力，从而确保在这个过程中纸带18.1是张紧的；
45.b、辅助走纸电机逆时针转动，使得绕纸轮ii8产生一个逆时针方向的动作趋势，但由于该部分传动机构所能传递的力小于绕纸轮i1所产生的拉力，在纸带18.1的带动下绕纸轮ii8实际上仍然是顺时针旋转，此时传动皮带15在皮带轮ii11上和/或在皮带轮i10上打滑，由于摩擦力的作用使得传动皮带15产生一个弹性变形从而产生一个与纸带18.1运动方向相反的弹性拉力，从而确保在这个过程中纸带18.1是张紧的；
46.c、辅助走纸电机顺时针转动，该动作本身使得绕纸轮ii8产生一个顺时针方向的转动，通过控制其转速，确保此时的绕纸轮ii8送纸速度小于绕纸轮i1的收纸速度，此时传动皮带15仍然在皮带轮ii11的轴上和/或在皮带轮i10上打滑，由于摩擦力的作用使得传动皮带15产生一个弹性变形从而产生一个与纸带18.1运动方向相反的弹性拉力，从而确保在这个过程中纸带18.1是张紧的。
47.从上面描述可以看出，该辅助走纸电机只需要驱动绕纸轮2逆时针方向旋转，在纸带需要从左向右运动时能够把纸带18.1收紧缠绕在绕纸轮ii8上即可，是否能够双向运动，不影响整个装置的实际使用；
48.当采用传动皮带由走纸电机13来驱动皮带轮ii11时，走纸电机13此时是顺时针方向转动，由于皮带轮ii11只能逆时针方向旋转，此时传送皮带在走纸电机和皮带轮ii11之间打滑，皮带轮11不产生主动动作，在纸带18.1的带动下绕纸轮ii8实际上仍然是顺时针旋
转，带动皮带轮i10顺时针旋转，此时传动皮带15在皮带轮ii11上和/或在皮带轮i10上打滑，由于摩擦力的作用使得传动皮带15产生一个弹性变形从而产生一个与纸带18.1运动方向相反的弹性拉力，从而确保在这个过程中纸带18.1是张紧的。
49.上述皮带轮ii11和走纸电机13的左右位置互换；或者把光电检测装置14和滚轮2的位置调整到右面，等等，不影响本装置的实际运行。