專利名稱：采樣和收集在氣流中流動的粉末的裝置和方法
技術領域：
這個發明涉及粉末采樣的領域和特別是涉及從流動的氣流中分離和收集超細顆粒的一種方法和裝置。
背景技術：
從氣流中采樣顆粒有幾個挑戰。傳統的采樣方法不適合收集氣相超細顆粒。許多粉末具有的特性導致在小部件和窄縫中聚結和堵塞。由于它們微小的尺寸，有效直徑小于100納米的超細顆粒是受平均最輕的分子之間力作用的研究對象。一般來說這樣的粉末非常困難進行處理和輸送，和它們有互相聚結、和粘結到機械裝置內的表面上和小部件上的強烈傾向。
在用于采樣細粉末裝置的設計中必須面對這些挑戰。
發明內容
一種裝置采樣和收集在氣流中運動的顆粒。一種方法對含有顆粒的氣流進行工作，從氣流中采樣和收集顆粒。一般來說，本發明的裝置和方法應用吸入作用來分離出一部分含有顆粒的氣流，然后使用收集元件，如過濾器、容器、或某些組合收集顆粒。在示范性的結構中，真空泵通過過濾器元件抽出含顆粒的部分。在另一個示范性結構中，另一類型的吸入發生器引導含顆粒部分進入選擇的包含過濾器的收集元件內。
在第1方面，本發明的裝置包括用于聯通與管道相連的運動流體的機構，和用于清掃聯通機構和構造在其中的管道的機構。
構造的聯通機構用于分離出選擇的氣流含顆粒部分并將含顆粒部分挾帶到運動流體-顆粒混合物中。當將該裝置放在氣流中時，聯通機構提供足夠的力以便分離出一部分氣流。還有，該管道與聯通機構相連，并能分配運動流體-顆粒混合物進入到所選擇的收集元件。構造的清掃機構用于從聯通機構和管道內除去殘留物。
在一種模式中，該裝置的操作僅包括幾個步驟。將該裝置與包含顆粒的運動氣流在其中的管道或其他結構相連。運動流體流過聯通機構，它從氣流中分離出選擇的含顆粒部分和形成運動流體-顆粒混合物。運動流體-顆粒混合物從聯通機構流過管道。運動流體-顆粒混合物流過聯通機構和管道起動清掃機構，它的構造用于從聯通機構和管道內除去殘留物。構造的管道用于分配一部分運動流體-顆粒混合物進入到所選擇的收集元件內。
在別的實施例中，本發明公開了從運動氣流內采樣超細顆粒混合物的一種裝置。該裝置包括吸入發生器，它可構造成通過吸入作用分離出一部分含許多超細顆粒的氣流，和用運動流體挾帶這部分氣流，使之形成輸出混合物，還包括聯通輸出混合物的管道結構，和至少一個樣品收集元件，收集元件可構造成用于接納選擇的部分輸出混合物，和通過管道結構與吸入發生器連接。
在優選的實施例中，該裝置還包括清掃流體貯罐和運動流體貯罐。此外，吸入發生器優選地是文丘里型噴射器，它有運動流體入口、吸入入口、和出口。吹掃流體貯罐與吸入發生器相連和其構造是輸送吹掃流體通過而沒有產生吸入作用，而運動流體貯罐的構造是輸送運動流體從運動流體入口流到出口，在吸入入口內產生吸入作用。
在本發明的另一個方面，提出從氣流中分離出一部分超細顆粒運動混合物的一種裝置。該裝置包括吸入發生器，其構造用于將含有顆粒的部分運動混合物挾帶在運動流體內以便形成輸出混合物，與吸入發生器相連的吹掃流體貯罐，其構造用于輸送吹掃流體，和一個或多個收集元件，它們可拆卸地與出口連接以便接納選擇的部分輸出混合物。吸入發生器優選地構造成允許由吹掃流體或輸出混合物從那里除去殘留物。收集元件可以包括過濾器元件。
優選地，吸入發生器可對運動混合物密封。還有，該裝置優選地包括運動流體貯罐，其構造用于輸送運動流體到吸入發生器，從而在吸入發生器產生吸入作用。更優選地，將運動流體貯罐和吹掃流體貯罐構造成單向輸送它們各自的流體。從吸入發生器內除去的殘留物優選地是在前次使用時前次輸出混合物附著沉積的殘留物。
在還有一方面，本發明提出在氣流內分離出部分超細顆粒的運動混合物的一種裝置。該裝置包括文丘里型噴射器閥，它有運動流體入口、吸入入口、和出口，和運動流體入口相連的運動流體貯罐，和吸入入口相連的吹掃流體貯罐，與出口連接的管道結構、和與管道結構可密封地連接的一個或多個收集元件。將文丘里型噴射器閥構造成，當運動流體從運動流體入口流到出口時產生負壓流從吸入入口偏壓向出口。形成的負壓流能挾帶一部分氣流內超細顆粒的運動混合物。可將吸入入口構造成與氣流內超細顆粒運動混合物連通。
還有，將運動流體貯罐構造成單向輸送運動流體到運動流體入口和將吹掃流體貯罐構造成單向輸送吹掃流體從吸入入口到出口。優選地構造將管道結構連接到一個或多個收集元件的管道，使其允許由輸出混合物和吹掃流體除去管道結構內的殘留物。將一個或多個收集元件構造成可接納輸送的至少一部分輸出混合物。至少一個收集元件是與管道結構通過單向閥相連的大容量收集室，該閥僅允許從管道結構流入到大容量收集室中。收集元件可以包括過濾器元件。
也在本發明內，提出從含有超細顆粒的氣流中采樣粉末的一種方法。該方法包括如下各步，通過吸入作用從氣流中分離出一部分含有目標粉末的氣體以便形成運動流體與其所挾帶的目標粉末的混合物，引導該混合物第1部分通過管道結構一段足夠的時間以便基本沖凈管道結構，和在該段時間后引導該混合物第2部分通過管道結構進入到收集元件內。
優選地，由使運動流體流過文丘里型噴射器形成的負壓流提供吸入作用。還有，優選地包括使吹掃流體流過管道結構以便維持目標粉末的基本挾帶的步驟。另一種是，由真空發生器，如真空泵、標準的真空清洗器提供吸入作用。在某些實施例中，收集元件包括過濾器，而在某些實施例中收集元件包括容器。
在本發明優選的步驟中，重復從氣流中采樣粉末的方法。特別是重復“流動”到“引導第2部分”這步的各個步驟，對優選的不同目標粉末進行操作。在這個應用中，在下一個目標粉末采樣期間在收集下一個目標粉末的第2部分之前由“引導第1部分”的步驟基本上從管道結構沖凈由給定的目標粉末留在管道結構內的任何殘留物。
在還有一方面，本發明提出從單一源頭獲得至少兩個混合物的高純度樣品的一種方法。該方法包括兩組相同的步驟，每組對優選的不同目標混合物進行操作。第一組包括如下步驟使運動流體流過文丘里型噴射器閥以便形成負壓流，將負壓流加在第1氣流以便分離出它的一部分并挾帶它進入到第一目標混合物中，該氣流含有第1目標粉末和從一源頭出來，和引導第1目標混合物通過管道網絡進入到第1收集元件內。在第2組步驟之前，執行中間清掃步驟，使吹掃氣通過文丘里型噴射閥，沒有形成負壓流，和通過管道網絡以便除去那里至少一部分剩余的第1目標混合物。第2組包括如下各步使運動流體流過文丘里型噴射器閥以便形成負壓流，將負壓流加在第2氣流以便分離出它的一部分并挾帶它進入到第2目標混合物中，該氣流含有第2目標粉末和從該源頭出來，引導第2目標混合物的一部分通過這道網絡足夠的時間以便基本沖凈管道網絡的剩余第1目標混合物，和引導第2目標混合物的其余部分流過管道網絡進入到第2收集元件內。
在本發明的優選應用中，使用附加的混合物重復該方法，每一個混合物可以是唯一的。這種重復獲得可能是唯一的各種材料的許多高純度樣品的收集，而沒有在樣品間的交叉污染。還有，在優選的實施例中，協調“使運動流體流過”和“使吹掃氣體流過”的步驟以便在執行方法期間在整個管道網絡內維持第一和第2目標粉末的基本挾帶。這種協調使目標粉末在本發明使用的管道和文丘里型噴射器內的沉積最小。
設計本發明以便對氣相生產裝置生產的挾帶粉末進行采樣，氣相生產裝置包括惰性氣體凝聚、脈沖激光燒蝕、火花放電、離子濺射、化學氣相合成、噴霧熱解、激光熱解/光熱合成、熱等離子體合成、火焰合成、火焰噴霧熱解、和低溫反應合成。
圖1是本發明裝置的示意圖。
圖2是本發明中使用的文丘里型噴射器的剖面圖。
圖3是包括在本發明中的流體供給系統的說明圖。
圖4是說明本發明方法的流程圖。
具體實施例方式
下面的描述能使對本發明所屬技術領域的普通技術人員實施和使用本發明。對本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，很顯然對描述的各實施例可進行各種修改，而且可將這里的一般原理應用到其他的實施例。因此，本發明并不打算局限于表示的各實施例而是給予與這里描述的原理和特性相一致的最寬廣的范疇。
現在參考圖1，說明裝置100。一般來說，裝置100包括吸入發生器110，通過管道結構120與收集元件130和130’相連。與吸入發生器110相連的運動流體貯罐140，是給吸入發生器110提供運動流體(motive fluid)和產生吸入動力的一個示范性機構。
吸入發生器110包括吸入入口115、運動流體入口116和出口117。如圖所示，將采樣導管112連接在吸入入口115，將運動流體貯罐140連接在運動流體入口116，和將出口117連接在管道結構120。
將吸入發生器110在吸入入口115產生的吸入作用通過采樣導管加到粉末源(未表示)，該源包括氣流中流動的粉末。產生的吸入作用從粉末源分離出一部分含粉末的氣體并使它運動通過吸入入口115。在吸入發生器110內，含有粉末的部分氣體被夾帶在運動流體內。優選地，通過運動流體入口116從運動流體貯罐140加入運動流體。然后吸入發生器將包含夾帶粉末的輸出混合物輸送到出口117。從出口117，連接的管道結構120將輸出混合物輸送到選擇的位置。優選地，如圖所示，管道結構120包括許多閥門結構122用于給輸出混合物從許多可能的位置中選擇一個位置。在本發明內，可能的選擇位置包括樣品收集元件130、130’和大容量的收集室135。
在使用實施本發明的裝置100的各種方法中，下面要詳細討論，將一部分輸出混合物從出口117通過管道結構120在選擇的時間段內輸送到大容量的收集室135以便清掃管道結構120、吸入發生器110和采樣導管112。清掃步驟之后，將另一部分輸出混合物從出口117通過管道結構120輸送到選擇的樣品收集元件130’。一旦收集到一個這樣的樣品，就可使用裝置100去收集別的樣品。例如，可以重復上述的步驟，對不同的含有粉末氣體進行操作，但是在這種情況下選擇樣品收集元件130和把樣品存放在那里。本發明的裝置100的結構是這樣，使用這個方法重復采樣許多獨特的材料將不會造成樣品之間的交叉污染，只要將每個樣品存放在唯一的樣品收集元件內。樣品收集元件130和130’可以包括過濾器元件、容器、或某些組合。例如，在一個實施例中，收集元件130是包括高效微粒空氣(HEPA)過濾器的容器，而收集元件130’是連接到真空室的HEPA過濾器。
仍然參考圖1，說明裝置100的另外方面。優選地，將運動流體貯罐140通過導管144連接到運動流體入口116，導管144包含單向閥142。單向閥142的結構是，僅允許從運動流體貯罐140向運動流體入口116輸送運動流體而不是在任何其他方向。還有，裝置100優選地包括吹掃流體貯罐150，它通過導管154連接到采樣導管112從而與吸入發生器110的吸入入口115連接。如圖所示，導管154包括單向閥152，它的構造僅允許吹掃流體從吹掃流體貯罐150到采樣導管112的方向上流動。采樣導管112優選地包括閥結構114，可構造它將采樣導管112對粉末源密封。
上面簡述的和其他地方將更加全面描述的裝置100的操作中，優選地應用吹掃流體貯罐以便在收集之后維持任何額外粉末的挾帶。更特別的是，一旦如上述完成了收集，運動流體繼續從運動流體貯罐140流出，同時使用一個閥結構122對管道結構密封選擇的收集元件130’。因此，雖然已經實現了收集，但是通過運動流體的繼續流動保持該挾帶(但是短暫)。優選地，暫時中斷運動流體流動同時開始從吹掃流體貯罐150流出吹掃流體。執行這些步驟以便在收集之后維持留在裝置100內的粉末的挾帶。優選地，將吹掃流體的流動引入到大容量的收集室135內，基本沖凈采樣導管112、吸入發生器110和運動流體和粉末的管道結構120。
現在參考圖2，詳細描述本發明中使用的吸入發生器的一個示范性實施例。示范的吸入發生器是文丘里型噴射器200，還知道有許多其他的名稱，包括如下各種吸氣器、真空發生器、混合三通管、文丘里真空泵、和采樣噴嘴。這些術語中的每一個描述應用伯努利原理的一種類型的泵。伯努利原理說明當流體相對那個表面的速度增加時流體對給定表面所加的壓力將減小。文丘里噴射器，和等價的裝置，包括一些部件限制流體的流動從而增加流體的速度，產生壓力差。
不管包含的實際原理，文丘里型噴射器200包括有運動流體入口210和出口230的噴射器主體205。運動流體入口210包括錐形的噴嘴，它從噴射器主體205的外表面上相對寬的開口變窄到窄的孔212。通過窄孔212后是引導到窄的通道216的噴嘴214，通過216與出口230連通并形成從運動流體入口210來的唯一流出點。流體215通過運動流體入口210然后再通過窄的通道216，如果在運動流體入口210提供均勻的速率，那么流體被加速。
這種設計得到流體215以相對較高的速度從窄的通道216通過混合室240朝出口230噴射。流體215的惰性，與會合點245變窄的結構相結合產生在混合室240和出口230之間的吸入作用。因為會合點245變窄的形狀是平滑地變化的和設計該會合點以便在流體215內誘導最小的擾動，所以增加了流體215的層流加速。流體215這樣的噴射形成從混合室240偏壓向出口230的負壓流。
吸入入口220通過噴射器主體205與混合室240連接使之流體連通。吸入入口220與吸入室222連接，吸入室在噴射器主體205內形成漏斗型的空穴，變窄以便與混合室240連接。如上所述，通過迫使流體215進入到運動流體入口210內形成從混合室240偏壓向出口的負壓流。這個壓力流通過混合室240、吸入室222和離開吸入入口220。當吸入力能夠拉動現有的材料進入到吸入入口220中和朝出口230運動時另外觀察到從吸入入口220偏壓向出口230的這種負壓流。
在本發明中有到吸入入口220的附加流體225。當迫使流體215通過運動流體入口210到出口230時從吸入入口220偏壓向出口230的負壓流拉動附加流體225進入到混合室240中，在那里它與流體215混合形成輸出混合物235，它被從出口230噴出。
優選地，如其他地方更詳細地描述那樣。使用本發明以便分離一部分含有目標粉末的運動氣體混合物。優選地構成文丘里型噴射器的吸入室220、混合室240、噴嘴214和其他部分以便提供足夠的吸力來完成這個任務。包含在附加流體225內的目標粉末的顆粒被流體挾帶和進入到吸入室222接著到混合室240，在那里附加流體與流體215混合形成輸出流體235，該顆粒被挾帶進入到輸出流體235中和其一起向前。另外，混合室240和窄通道216的設計是這樣，基本上沒有顆粒被引入到窄通道216內。
現在參考圖3，圖中說明示范性的流體供給系統300，它有優選的結構用于在本發明內運動流體和吹掃流體兩者的供給。流體供給系統300包括許多流體供給貯罐310。盡管在優選的實施例中，這些多個貯罐全都裝有相同的流體，但是在本發明的范疇內它們應是裝有多個流體的，以便能允許各種不同的應用而無需重新改裝。例如，在供給運動流體的情況下，可以包括一種運動流體非常適合吸入尺寸在幾十納米范圍內的顆粒以及另一種運動流體更好地適合吸入尺寸在幾百納米范圍內的顆粒。在任何情況下，優選地將流體流動控制系統320連接到許多貯罐310以便控制流動的存在和流速兩者。另外，流體流動控制系統320選擇哪個貯罐在給定的時間內從它那里流出流體。從流體流動控制系統320，由導管325將流體聯通到選擇的目的地，和優選地通過各種調節裝置。在說明的實施例中這些調節裝置包括干燥裝置330和顆粒過濾器340。
在吹掃流體和運動流體兩種情況中希望限制流體中顆粒的存在和干燥該流體。運動流體通過變窄的噴嘴聯通并生成在裝置操作中利用的吸入作用。但是，如在別處更加充分描述的那樣，吹掃流體保持粉末的挾帶從而有利于本發明裝置的清潔。粉末-氣體混合物中的濕度，雖然僅是許多因素中的一個，但通常造成粉末聚集增加和接著從氣體混合物析出沉淀；因此，在本發明中優選地避免濕度的變化和優選地將吹掃流體干燥。在粉末-氣體混合物中顆粒構成的變化、中斷或其他不同可以同樣造成聚集增加和其他不希望的結果，所以在本發明中也是優選地避免這些情況的發生。
再參考圖1。討論本發明的方法。一般來說，本發明涉及從含有極細顆粒的氣流中采樣粉末的一種方法。將參考示范的采樣裝置100來討論該方法，但打算僅作為一般代表性的分離系統。該方法包括通過吸入從氣流中分離出一部分含目標粉末的氣體，以便形成運動流體與挾帶其中的目標粉末的混合物的這一步驟。在示范性的裝置100中，這一步可以包括幾步子步驟。在一個子步驟中，在吸入發生裝置110內產生吸入作用。在示范裝置100內該吸入發生裝置被理解為文丘里型噴射器，類似于上述參考圖2的裝置；但是，在本發明中也可設想其他的吸入發生裝置，包括但不局限于機電泵和真空泵。在吸入發生器110內，運動流體從運動流體貯罐140通過吸入發生器110流到出口117，在吸入入口115產生吸入作用。在附加的子步驟中，將產生的吸入作用加到含有目標粉末的主氣流，在這個實施例中通過采樣導管112，連接到吸入入口115。在吸入產生時發生作用可能是不明顯的，或者可以產生吸入作用然后通過打開閥門或某些相似的裝置流入氣流。
在其他的步驟中，本發明的方法包括引導該混合物的第1部分從出口117在一段足夠的時間內通過管道結構120以便基本清掃該管道結構120的這一步驟。優選地，由管道結構120使第1部分轉向通過它的分支125，該分支連接到收集元件130，但不是實際上進入到收集元件130中。然后在接著的步驟中，引導該混合物的第2部分通過管道結構117在一段時間后進入到收集元件130中。優選地，在第1部分和第2部分之間流動基本上不中斷和收集元件130是簡單地被移動以阻止流動和收集第2部分。因此，由于第1部分已經清掃管道結構的任何殘留物，所以第2部分僅包括氣流的載氣、目標粉末、和用于產生吸入作用的運動流體(在文丘里型吸入發生器的情況下)。
優選地還包括其他步驟。特別是，使吹掃流體從吹掃流體貯罐150流過吸入發生器110和管道結構120以便保持目標粉末的基本挾帶的步驟。優選地這個步驟是在收集第2部分混合物之后執行以便維持在裝置100內任何剩余粉末的挾帶和優選地將剩余粉末輸送到大容量的收集室135內。當重復該方法，使用包含不同目標粉末的不同混合物時這個步驟是有利的。在本發明的方法內優選地包括這種重復。從“流動”到“引導第2部分”的步驟，接著“流過吹掃流體”的步驟，這些步驟的重復允許采樣多個目標粉末的單個數量而且沒有樣品之間的互相混合或交叉污染。
現在參考圖4，在流程圖中表示，如本發明設想那樣，從單一源頭獲得至少兩個混合物的高純度樣品的方法。該方法包括兩組類似的步驟和一個中間的步驟。第1組410包括步驟411，使運動流體流過文丘里型噴射器閥以便形成負壓流，該步將負壓流加到第1氣體流以便分離出它的一部分和將它挾帶到第1目標混合物中，氣流包含第1目標粉末和從一源頭出來，步驟412引導第1目標混合物流過管道網絡進入到第1收集元件。在中間步驟420中，使吹掃氣體流過文丘里型噴射器閥，沒有形成負壓流，和流過管道網絡以便除去那里至少一部分剩余的第一目標混合物。第2組430包括步驟431，使運動流體流過文丘里型噴射器閥以便形成負壓流，步驟432將負壓流加到第2氣體流以便分離出它的一部分和將它挾帶到第2目標混合物中，氣流包含第2目標粉末和從該源頭出來，步驟433使一部分第2目標混合物流過管道網絡足夠長的時間以便基本沖凈管道網絡剩余的第1目標混合物，和步驟434引導第2目標混合物的其余部分通過管道網絡進入到第2收集元件內。
優選地，協調“流過運動流體”的411和431步驟與“流過吹掃氣體”的420步驟以便在實施方法期間在整個管道網絡內基本維持第1和第2目標粉末的挾帶。
根據結合細節的特定實施例已經描述了本發明，以便有利于理解本發明的結構原理和操作。因此，并不打算將這里對特定實施例和它細節的參考來限制附屬的權利要求書的范圍。對本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，將很清楚對說明所選的各實施例可以進行各種修改而不會背離本發明的宗旨和范疇。
權利要求
1.一種從氣流中采樣和收集顆粒的裝置，包括a.用于聯通運動流體，和分離氣流的所選擇的含顆粒部分和挾帶含顆粒部分進入到運動流體-顆粒混合物中的機構；b.分配運動的流體-顆粒混合物進入到所選的收集元件中的導管；和c.從聯通機構和導管內除去殘留物用于清掃的機構。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于聯通機構是文丘里型噴射器。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于用于清掃的機構包括文丘里型噴射器，它的設計使運動流體-顆粒混合物流過它的內表面和該導管的表面。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于收集元件包括一個或多個下列器件過濾器、容器。
5.一種在運動氣流內采樣超細顆粒的混合物的裝置，包括a.吸入發生器，可構造成通過吸入分離含有許多超細顆粒的氣流一部分并使運動流體挾帶它，形成輸出混合物；b.管道結構，與吸入發生器連接的管道結構以便導送輸出混合物；和c.至少一個樣品收集元件可構造成接納輸出混合物的所選擇部分，和通過管道結構與吸入發生器連接。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于吸入發生器是文丘里型噴射器，它有運動流體入口、吸入入口、和出口，和將運動流體通過運動流體入口輸送到出口，在吸入入口內產生吸入作用。
7.如權利要求5所述的裝置，還包括與吸入發生器連接的吹掃流體貯罐和其構造用于輸送吹掃流體而不產生吸入作用。
8.如權利要求7所述的裝置，還包括運動流體貯罐，其特征在于吸入發生器是有運動流體入口、吸入入口、和出口的文丘里型噴射器；吹掃流體貯罐的構造是輸送吹掃流體經過吸入入口到出口和運動流體貯罐的構造是輸送運動流體經過運動流體入口到出口，在吸入入口內產生吸入作用。
9.如權利要求5所述的裝置，其特征在于樣品收集元件包括一個或多個下列器件過濾器、容器。
10.一種用于在氣流內分離一部分超細顆粒的運動混合物的裝置，包括a.吸入發生器，其構造在運動流體內挾帶運動混合物的含顆粒部分以便形成輸出混合物；b.與吸入發生器連接的吹掃流體貯罐和其構造用于輸送吹掃流體；和c.與出口可拆卸地連接的一個或多個收集元件以便接納輸出混合物的所選部分；其中吸入發生器的構造允許吹掃流體和輸出混合物從那里清除殘留物。
11.如權利要求10所述的裝置，還包括運動流體貯罐其構造用于輸送運動流體到吸入發生器，從而由吸入發生器產生吸入作用。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于運動流體貯罐和吹掃流體貯罐構造成單向輸送它們各自的流體。
13.如權利要求10所述的裝置，其特征在于殘留物是在前次使用中由前次輸出混合物沉淀的殘留物。
14.如權利要求10所述的裝置，其特征在于一個或多個收集元件包括一個或多個如下器件過濾器、容器。
15.一種用于在氣流內分離一部分超細顆粒的運動混合物的裝置，包括a.文丘里型噴射器閥，它有運動流體入口、吸入入口、和出口以及構造成從吸入入口偏壓向出口產生負壓流，和當運動流體從運動流體入口流向出口時能夠挾帶一部分超細顆粒運動混合物在氣流內，其中吸入入口可構造成與氣流內超細顆粒的運動混合物連通；b.運動流體貯罐構造成單向輸送運動流體通過運動流體入口；c.吹掃流體貯罐構造成單向輸送吹掃流體通過吸入入口到出口；d.管道結構，與出口連接和其結構允許輸出混合物和吹掃流體從那里除去殘留物；和e.一個或多個收集元件可密封地與管道結構相連以便接納至少一部分輸出混合物的傳送，其中至少一個收集元件是大容量收集室，它用單向閥與管道結構相連僅允許從管道結構流入到大容量收集室。
16.一種從含有超細顆粒的氣流中采樣粉末的方法，包括a.通過吸入作用從氣流中分離出一部分含有目標粉末的氣體以便形成運動流體與其挾帶的目標粉末的混合物；b.引導該混合物的第1部分通過管道結構一段足夠的時間以便基本沖凈管道結構；和c.在該段時間后引導該混合物的第2部分通過管道結構進入到收集元件中。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于由運動流體流過文丘里型噴射器所形成的負壓流提供吸入作用。
18.如權利要求16所述的方法，其特征在于由真空發生器提供吸入作用。
19.如權利要求16所述的方法，還包括使吹掃流體流過管道結構以便維持目標粉末的基本挾帶的步驟。
20.如權利要求16所述的方法，還包括重復從“流動”到“引導第2部分”這一步的各個步驟。
21.如權利要求16所述的方法，其特征在于收集元件包括一個或多個下列器件過濾器、容器。
22.一種從單一源頭獲得至少兩個混合物的高純度樣品的方法，包括a.使運動流體流過文丘里型噴射器閥以便形成負壓流；b.將負壓流加到第1氣流以便分離出它的一部分并將它挾帶到第1目標混合物中，該氣流含有第1目標粉末和從一源頭出來；c.引導第1目標混合物流過管道網絡進入第1收集元件；d.使吹掃氣體流過文丘里型噴射器閥，在不形成負壓流的情況下，并且通過管道網絡以便除去那里至少一部分剩余的第1目標混合物；e.使運動流體流過文丘里型噴射器閥以便形成負壓流；f.將負壓流加到第2氣流以便分離出它的一部分并將它挾帶到第2目標混合物中，該氣流含有第2目標粉末和從該源頭出來；g.使第2目標混合物的一部分流過管道網絡足夠長的時間以便基本沖凈管道網絡中的剩余第1目標混合物；和h.引導第2目標混合物的另外部分通過管道網絡進入第2收集元件中。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于協調“使運動流體流過”和“使吹掃流體流過”的各步驟以便在該方法的執行期間在全部管道網絡內維持第1和第2目標粉末的基本挾帶。
24.如權利要求22所述的方法，其特征在于第1收集元件和第2收集元件包括一個或多個下列器件過濾器、容器。
全文摘要
用于在運動氣流內超細顆粒混合物采樣的一種裝置包括吸入發生器、至少一個樣品收集元件，和將樣品收集元件連接在吸入發生器的管道結構。在某些實施例中，可將吸入發生器構造成，通過吸入作用分離出一部分含有許多超細顆粒的氣流，和用運動流體挾帶形成輸出混合物。在某些實施例中，構造管道以便接納含有超細顆粒的氣流和將它聯通到收集元件。
文檔編號B08B9/08GK101076716SQ200580042357
公開日2007年11月21日 申請日期2005年10月7日 優先權日2004年10月8日
發明者D·R·佩西里 申請人:Sdc材料有限責任公司