專利名稱：一種高溫取樣探頭和高溫氣體分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)氣體取樣裝置，尤其涉及一種高溫取樣探頭和高溫氣體 分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高溫氣體分析系統(tǒng)是新型干法水泥生產(chǎn)線用來監(jiān)控回轉(zhuǎn)窯的狀態(tài)和分解 爐燃燒狀況的儀表設(shè)備。操作人員通過高溫氣體分析系統(tǒng)對回轉(zhuǎn)窯和分解爐 中廢棄成分進(jìn)行分析，能夠優(yōu)化燒成系統(tǒng)的運(yùn)行操作，達(dá)到穩(wěn)定質(zhì)量、穩(wěn)產(chǎn) 高產(chǎn)并節(jié)省燃料的目的。
現(xiàn)有的高溫分析系統(tǒng)中的耳又樣纟笨頭采用冷卻液循環(huán)冷卻方式，通常為油
冷或水冷。例如2003年8月20日4受權(quán)、4受權(quán)號(hào)為CN2567564Y的中國實(shí)用 新型專利中公開了一種高溫探頭，該高溫探頭被做成了夾層結(jié)構(gòu)，使得取氣 管的外周形成冷卻腔，冷卻水在循環(huán)腔中流動(dòng)，已到達(dá)冷卻的目的。由于需 要額外增加循環(huán)冷卻的結(jié)構(gòu)，因此現(xiàn)有技術(shù)的高溫^l樣探頭的結(jié)構(gòu)通常比壽支 復(fù)雜，維護(hù)成本也比較大，另外，由于現(xiàn)有的取樣探頭中帶有負(fù)載的循環(huán)冷 卻結(jié)果，極容易在使用過程中發(fā)生泄露等故障，增加了維護(hù)的次數(shù)。通常為 了能夠?qū)⒃撊犹筋^較容易地從探測環(huán)境中取出以進(jìn)行故障維修，還需要增 加用來將取樣探頭移出和移進(jìn)的移動(dòng)裝置，例如包括導(dǎo)軌、移動(dòng)電機(jī)以及相 關(guān)的定位和保護(hù)設(shè)備。為了能夠監(jiān)控冷卻液的工作狀態(tài)和溫度，通常還需要 增加安全監(jiān)控設(shè)備。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)的高溫探頭不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且在 使用時(shí)還需要增加較多輔助設(shè)備，不僅增加了系統(tǒng)的成本，而且發(fā)生故障的 頻率也較高，增加了維護(hù)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供高溫取樣探頭和高溫氣體分析 系統(tǒng)，能夠節(jié)省成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高溫取樣探頭，用于對管道內(nèi)的氣體進(jìn)行采樣，該高溫取樣探頭可以包括與所述管道連通的安裝管，和 插設(shè)于所述安裝管內(nèi)并使其末端伸入到所述管道內(nèi)部的探頭管，所述探頭管 和所述安裝管通過法蘭固定，并且所述安裝管和探頭管采用耐高溫材料制成。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種高溫氣體分析系統(tǒng)，包括上述高溫取樣探頭、 過濾器、吹掃單元、分析單元和控制單元；
其中，所述過濾器與所述高溫取樣探頭相連，用于過濾高溫取樣探頭獲 得的采樣氣體中的粉塵和水分，所述過濾器中設(shè)有加熱裝置，用于在過濾器 進(jìn)4亍過濾的過程進(jìn)4于加熱；
所述吹掃單元與所述過濾器連接，用于將所述高溫取樣探頭和所述過濾 器內(nèi)的粉塵吹回管道中；
所述分析單元與所述吹掃單元相連，對從所述吹掃單元輸出的采樣氣體 進(jìn)行分析；
控制單元，用于控制高溫氣體分析系統(tǒng)的運(yùn)行。
由此可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫取樣探頭不需要設(shè)置冷卻腔，不僅 探頭本身的結(jié)構(gòu)筒單，而且也不再需要額外的其他冷卻用的輔助設(shè)備，并且 由于結(jié)構(gòu)相對簡單，所以故障率很低，不需要增加將探頭移出和移進(jìn)的移動(dòng) 裝置，有利于節(jié)省成本。帶有該高溫取樣探頭的高溫氣體分析系統(tǒng)不僅因?yàn)?高溫取樣探頭的改進(jìn)而節(jié)省成本。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例一提供的高溫取樣探頭的示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中高溫取樣探頭與管道的組裝示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖； 圖4是圖3的A-A方向剖視圖5是本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種高溫取樣探頭的縱向截面圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例三提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖；圖7是圖6的A-A方向剖視圖8是本發(fā)明實(shí)施例四提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖； 圖9是圖8的A-A方向剖^L圖10是本發(fā)明實(shí)施例五提供的高溫氣體分析系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例中提供一種高溫取樣探頭和高溫氣體分析系統(tǒng)，能夠相對 于現(xiàn)有技術(shù)大大節(jié)省成本。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例一
本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種高溫取樣探頭，請同時(shí)參考圖1和圖2,該高 溫取樣探頭1用于對管道2內(nèi)的氣體進(jìn)行采樣，該高溫取樣探頭1包括與管 道2連通的安裝管11和插設(shè)于安裝管11內(nèi)并且末端121a伸入到管道2內(nèi)部 的探頭管12，安裝管11和探頭管12通過法蘭進(jìn)行固定。其中安裝管11可以 固定在管道2的外壁上但不伸入到管道2內(nèi)，也可以使其一端伸入到管道2 中，并將安裝管11與管道2的結(jié)合處進(jìn)行固定。本實(shí)施例中不妨以后者為例 詳細(xì)i兌明。
如圖1所示，安裝管11由一管體111和固定在管體111 一端lllb處的第 一法蘭112組成，安裝管11的另一端111a伸入到管道2內(nèi)，對安裝管ll和 管道2的結(jié)合部進(jìn)行固定。探頭管12包括一個(gè)管體121和固定在管體上的第 二法蘭122,探頭管12插設(shè)于安裝管11內(nèi)，并且其末端121a伸入到管道2 內(nèi)，安裝管11與探頭管12通過第一法蘭112和第二法蘭122固定在一起。
探頭管12和安裝管11利用耐高溫材料制成。例如，可以采用型號(hào)為 "Kanthal-Super/1.4571，，的鋼管制作探頭管U和安裝管11。
為了進(jìn)一步提高高溫取樣探頭的耐熱、耐沖刷以及耐腐蝕的性能，還可 以將探頭管12和安裝管11的表面噴涂耐熱腐蝕層，也可以只將探頭管12和安裝管11伸入到管道2內(nèi)的一段表面噴涂耐熱腐蝕層，以節(jié)省噴涂材料成本。
另夕卜，根據(jù)實(shí)際需要，還可以將探頭管12的未插入到管道內(nèi)的一端121b 處安裝一個(gè)閥門13,該閥門13用于控制探頭管12—端121b開口的開關(guān)。圖 1中特別地以該閥門13為截止球閥為例。
本實(shí)施例提供的高溫取樣探頭耐高溫，可以長期使用，不需要經(jīng)常移出 維護(hù)，而且也沒有設(shè)置冷卻結(jié)構(gòu)，不僅探頭本身結(jié)構(gòu)筒單，而且也不再需要 額外增加冷卻循環(huán)所需的輔助設(shè)備，有利于節(jié)約整個(gè)系統(tǒng)的成本。
實(shí)施例二
本實(shí)施例提供一種高溫取樣探頭，與實(shí)施例 一 的區(qū)別在于該高溫取樣探 頭中設(shè)置有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，用于增大探頭管的抗沖擊能力。在實(shí)際應(yīng)用中，伸入 到管道內(nèi)部的探頭管有時(shí)會(huì)受到管道內(nèi)部的異物的撞擊，另外長時(shí)間的使用 也會(huì)產(chǎn)生物料堆積的現(xiàn)象，由于探頭管過大會(huì)增加取樣的滯后時(shí)間，所以探 頭管的直徑經(jīng)常做得很小，探頭管通常與安裝管的直徑相差較大，所以探頭 管與安裝管之間存在較大的空隙，在異物撞擊和物料堆積的作用下，探頭管 很容易彎曲變形，為了進(jìn)一步解決上述問題，本實(shí)施例提供的高溫取樣探頭 中設(shè)置有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)對探頭管進(jìn)行了有力的支撐作用，從而增大 探頭管的抗沖擊能力。下面結(jié)合圖3和圖4詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例。
圖3為本實(shí)施例的高溫取樣探頭的縱向截面圖，如圖3所示，本實(shí)施例 中的高溫探頭與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于在探頭管12位于安裝管11內(nèi)部的 一段的外壁上固定有若干個(gè)板狀結(jié)構(gòu)14，該板狀結(jié)構(gòu)14沿著探頭管12的軸 向延伸，并且，該板狀結(jié)構(gòu)14朝向安裝管11內(nèi)壁的一側(cè)與安裝管11的內(nèi)壁 相接觸。需要說明的是，為了能夠使板狀結(jié)構(gòu)14可以對探頭管12進(jìn)行足夠 的支撐，以增大探頭管12的抗沖擊能力，上述板狀結(jié)構(gòu)14在纟笨頭管12的圓 周方向至少應(yīng)該包括兩個(gè)。圖4示出了圖3的A-A方向的截面圖，圖4中特 別地以板狀結(jié)構(gòu)14在^t笨頭管12的圓周方向上設(shè)置為四個(gè)為例，本領(lǐng)域:技術(shù) 人員應(yīng)該能夠理解，板狀結(jié)構(gòu)14的個(gè)數(shù)以及在探頭管12圓周方向上位置排列可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
另外，在本實(shí)施例中，可以將板狀結(jié)構(gòu)14的長度設(shè)置為等于安裝管11
的長度，即板狀結(jié)構(gòu)14延伸到探頭管12位于安裝管11內(nèi)部的整個(gè)一段范圍 內(nèi)，使得探頭管12位于安裝管11內(nèi)部的整個(gè)一段范圍都受到板狀結(jié)構(gòu)14的 支撐，如圖3中所示。當(dāng)然也可以適當(dāng)縮短板狀結(jié)構(gòu)14的長度，只在探頭管 12位于安裝管11內(nèi)部的一部分長度范圍上設(shè)置板狀結(jié)構(gòu)14,如圖5所示。
實(shí)施例三
本實(shí)施例提供一種高溫取樣探頭，該高溫取樣探頭也具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，與 實(shí)施例二的區(qū)別在于，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)是環(huán)狀結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合圖6和 圖7詳細(xì)說明本實(shí)施例。
圖6示出了本實(shí)施例提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖，在探頭管12的 外壁上，沿軸向間隔設(shè)置，并且沿徑向延伸的環(huán)狀結(jié)構(gòu)15,該環(huán)狀結(jié)構(gòu)15朝 向安裝管11內(nèi)壁的一側(cè)(即，環(huán)狀結(jié)構(gòu)15的外側(cè))與安裝管11相接觸，利 用該環(huán)狀結(jié)構(gòu)15可以實(shí)現(xiàn)對探頭管12的支撐。圖7示出了圖6的A-A截面 圖。
需要說明的是，以上幾個(gè)實(shí)施例中加強(qiáng)結(jié)構(gòu)都是設(shè)置在探頭管的外壁上 的，而實(shí)際上，上述各個(gè)實(shí)施例的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)均可以設(shè)置在安裝管的內(nèi)壁上， 并且加強(qiáng)結(jié)構(gòu)朝向探頭管的一側(cè)與探頭管相接觸，這樣也能夠使得加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 對探頭管進(jìn)行支撐，例如，當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu)時(shí)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的外側(cè)可以 固定在安裝管的外壁上，而內(nèi)側(cè)與探頭管外壁相接觸，。
實(shí)施例四
本實(shí)施例提供一種高溫取樣探頭，該高溫取樣的探頭的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在 安裝管的內(nèi)壁上，下面結(jié)合圖8和圖9詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例。
圖8示出了本實(shí)施例中高溫取樣探頭的縱向截面圖，圖9示出了圖8的 A-A截面圖，請同時(shí)參見圖8和圖9，本實(shí)施例提供的高溫取樣探頭中的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括插設(shè)于安裝管11中的支撐管161和固定在支撐管161的外壁并沿 著支撐管161軸向延伸的板狀結(jié)構(gòu)162，板狀結(jié)構(gòu)162朝向安裝管11內(nèi)壁的 一側(cè)固定在安裝管11的內(nèi)壁上。這樣本實(shí)施例中的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)就整體固定在了 安裝管11的內(nèi)壁上。
加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的支撐管161的內(nèi)徑與探頭管12的外徑近似相等，這樣在安 裝高溫取樣探頭時(shí)，可以將探頭管12剛好能夠從支撐管161的內(nèi)部穿過，從 而可以使加強(qiáng)結(jié)構(gòu)對探頭管12進(jìn)行足夠的支撐。本實(shí)施例中，由于支撐管的 支撐面積相對前面幾個(gè)實(shí)施例中的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的支撐面積大，所以利用該支撐 管可以對探頭管進(jìn)行更全面的支撐。
實(shí)施例五
本實(shí)施例提供一種高溫氣體分析系統(tǒng)，如圖10所示，該系統(tǒng)包括高溫 取樣探頭101,該高溫取樣探頭101可以采用實(shí)施例一到四中任意一種結(jié)構(gòu)， 在圖IO僅僅畫出了該高溫取樣探頭101的示意圖，并未詳細(xì)示出更多的細(xì)節(jié)。 高溫取樣探頭101插入到管道102中，用于對管道102內(nèi)的氣體進(jìn)行釆樣， 高溫取樣探頭101未插入到管道102中的一端(即出氣端)安裝有球閥110, 過濾器104與高溫取樣探頭101相連，具體地，可以通過第一管體103與高 溫取樣探頭101的球閥110相連，采樣氣體從高溫取樣:探頭101處取出傳輸 到過濾器104處進(jìn)行過濾，濾出采樣氣體中的粉塵和水分。本實(shí)施例中，過 濾器104中具有加熱結(jié)構(gòu)，該加熱結(jié)構(gòu)用于對過濾器104進(jìn)行加熱。在實(shí)際 的工藝生產(chǎn)中，上采樣氣體中會(huì)包含大量的粉塵和水分，例如含量可能達(dá)到 200g/m3,利用過濾器104可以將大量的粉塵和水分過濾掉，但是，發(fā)明人在 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中發(fā)現(xiàn)粉塵和水分混合很容易堵塞過濾器104中的濾芯，造 成本應(yīng)該通過的氣體也無法從過濾器104中通過，而對過濾器104進(jìn)行加熱 使得水分保持不會(huì)冷凝的狀態(tài)，可以使粉塵保持粉狀，避免濾芯堵塞。
本實(shí)施中的高溫氣體分析系統(tǒng)還包括吹掃單元106，吹掃單元106與過濾 器104相連，具體地，可以通過第二管體105進(jìn)行連接，吹掃單元106用于 將過濾器104和高溫取樣探頭101中的粉塵吹回管道102內(nèi)，進(jìn)一步對通過的采樣氣體進(jìn)行除塵處理。從吹掃單元106通過的采樣氣體被傳輸?shù)椒治鰡?元108中進(jìn)行分析，分析單元108和吹掃單元106可以通過第三管體107相 連。
另外該高溫氣體分析系統(tǒng)還包括控制單元108，該控制單元108用于控制 整個(gè)高溫分析系統(tǒng)的運(yùn)行，例如包括控制吹掃單元106的吹掃運(yùn)行過程， 控制分析單元108的分析過程，控制過濾器104的過濾過程等。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤 飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種高溫取樣探頭，用于對管道內(nèi)的氣體進(jìn)行采樣，其特征在于，包括與所述管道連通的安裝管，和插設(shè)于所述安裝管內(nèi)并且末端伸入到所述管道內(nèi)部的探頭管，所述探頭管和所述安裝管通過法蘭固定，并且所述安裝管和探頭管采用耐高溫材料制成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述探頭管的未 伸入到管道內(nèi)部的 一端"&有閥門。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述閥門為截止 球閥。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述探頭管和安 裝管之間設(shè)置有用于增大所述探頭管的抗沖擊能力的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為 固定在所述探頭管位于所述安裝管內(nèi)部的一段外壁上、并沿著所述探頭管的 軸向延伸的板狀結(jié)構(gòu)，所述板狀結(jié)構(gòu)朝向安裝管內(nèi)壁的 一側(cè)與安裝管內(nèi)壁相 接觸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包 括固定在所述安裝管的內(nèi)壁上、并沿著所述安裝管的軸向延伸的板狀結(jié)構(gòu)， 所述板狀結(jié)構(gòu)朝向探頭管的 一側(cè)與探頭管相接觸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為 固定在所述探頭管的外壁上、在探頭管的軸向間隔設(shè)置并沿著所述探頭管的 徑向延伸的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的的外側(cè)與所述安裝管的內(nèi)壁相接觸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為 固定在所述安裝管的內(nèi)壁上、在安裝管的軸向間隔設(shè)置并沿著所述安裝管的 徑向延伸的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)與所述探頭管的外壁相接觸。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包 括插設(shè)于所述安裝管內(nèi)的支撐管，和固定在所述支撐管的外壁上、并沿著所 述支撐管的軸向延伸的板狀結(jié)構(gòu)，所述板狀結(jié)構(gòu)朝向安裝管內(nèi)壁的一側(cè)與安裝管內(nèi)壁固定，所述探頭管的插設(shè)于所述支撐管中，并且探頭管的外壁與支 撐管的內(nèi)壁相接觸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的高溫取樣探頭，其特征在于，所述探頭管的表面涂覆耐熱防腐層。
11、 一種高溫氣體分析系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9中 任意一項(xiàng)所述的高溫取樣探頭、過濾器、吹掃單元、分析單元和控制單元；其中，所述過濾器與所述高溫取樣探頭相連，用于過濾高溫取樣探頭獲 得的采樣氣體中的粉塵和水分，所述過濾器中設(shè)有加熱裝置，用于在過濾器 進(jìn)行過濾的過程進(jìn)行加熱；所述吹掃單元與所述過濾器連接，用于將所述高溫取樣探頭和所述過濾 器內(nèi)的粉塵吹回管道中；所述分析單元與所述吹掃單元相連，對從所述吹掃單元輸出的釆樣氣體 進(jìn)行分析； 控制單元，用于控制高溫氣體分析系統(tǒng)的運(yùn)行。
12、 一種高溫氣體分析系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求10所述的 高溫取樣探頭、過濾器、吹掃單元、分析單元和控制單元；其中，所述過濾器與所述高溫取樣探頭相連，用于過濾高溫取樣探頭獲 得的采樣氣體中的粉塵和水分，所述過濾器中設(shè)有加熱裝置，用于在過濾器 進(jìn)行過濾的過程進(jìn)行加熱；所述吹掃單元與所述過濾器連接，用于將所述高溫取樣探頭和所述過濾 器內(nèi)的粉塵吹回管道中；所述分析單元與所述吹掃單元相連，對從所述吹掃單元輸出的采樣氣體 進(jìn)行分析；控制單元，用于控制高溫氣體分析系統(tǒng)的運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種高溫取樣探頭和高溫氣體分析系統(tǒng)，其中，該高溫取樣探頭用于對管道內(nèi)的氣體進(jìn)行采樣，該高溫取樣探頭可以包括與所述管道連通的安裝管，和插設(shè)于所述安裝管內(nèi)并使其末端伸入到所述管道內(nèi)部的探頭管，所述探頭管和所述安裝管通過法蘭固定，并且所述安裝管和探頭管采用耐高溫材料制成。本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫取樣探頭不需要設(shè)置冷卻腔，不僅探頭本身的結(jié)構(gòu)簡單，而且也不再需要額外的其他冷卻用的輔助設(shè)備，并且由于結(jié)構(gòu)相對簡單，所以故障率很低，不需要增加將探頭移出和移進(jìn)的移動(dòng)裝置，有利于節(jié)省成本。帶有該高溫取樣探頭的高溫氣體分析系統(tǒng)不僅因?yàn)楦邷厝犹筋^的改進(jìn)而節(jié)省成本。
文檔編號(hào)G01N1/34GK101551306SQ20091008094
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者敖小強(qiáng), 陳華申 申請人:北京雪迪龍自動(dòng)控制系統(tǒng)有限公司