專利名稱：球膽取樣裝置及取樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵行業(yè)熱工、環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及球膽取樣裝置及取樣方法。
背景技術(shù)：
利用單頭球膽取氣的人工采樣法存在已有上百年的歷史，由于其操作簡(jiǎn)便、攜帶 方便、使用成本低廉的特點(diǎn)，目前仍在鋼鐵行業(yè)中的煤氣、燃燒煙氣及特種氣體采樣分析中 廣泛使用。但是，單頭球膽取氣法在使用中存在以下缺陷1.取樣時(shí)間(完成一次球膽采 樣所需要的時(shí)間)較長，由于球膽為單進(jìn)氣口(出氣口)設(shè)置，為排除殘留氣體的影響，采 集前必須進(jìn)行球膽自清洗，即球膽采樣充滿、排空，一般自清洗次數(shù)在4次以上，對(duì)于高純 度試驗(yàn)而言，清洗次數(shù)更多，造成取樣時(shí)間在:3min以上；2.實(shí)時(shí)性較差，由于取樣時(shí)間的不 確定性，造成在工況波動(dòng)條件下，采樣實(shí)時(shí)代表性差；3.存在安全隱患，對(duì)于煤氣等有毒、 有害氣體而言，球膽在現(xiàn)場(chǎng)快速清洗排放過程中存在爆燃、中毒的可能，威脅人身及設(shè)備安 全；4.不能根本排除空氣帶入的影響，由于單頭球膽在接氣瞬間，進(jìn)氣口與大氣連通，造成 空氣帶入，影響取樣精度，尤其對(duì)高純度氣體而言。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供球膽取樣裝置及取樣方法，在操作簡(jiǎn)便、使用成本低廉的 基礎(chǔ)上，做到取樣時(shí)間短、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、無安全隱患、滿足現(xiàn)場(chǎng)便捷、實(shí)時(shí)、精確、安全的取樣要 求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述球膽取樣裝置，采用雙頭球膽實(shí)現(xiàn)快速取氣，在球膽自清洗的過程中保證進(jìn) 氣和排氣同時(shí)完成，杜絕帶入空氣。所述球膽取樣裝置，包括煙道，設(shè)于煙道截面的采樣槍，與采樣槍連接的抽氣加壓 泵，與抽氣加壓泵連接的進(jìn)氣集氣管，與進(jìn)氣集氣管連接的球膽，與球膽連接的排氣集氣 管，及與排氣集氣管連接并伸到墻體外的采氣軟管。所述球膽分為第一球膽及第二球膽，所述第一球膽及第二球膽以并聯(lián)方式一側(cè)與 所述進(jìn)氣集氣管連接，另一側(cè)與所述排氣集氣管連接。所述進(jìn)氣集氣管與抽氣加壓泵通過采氣軟管連接，在用于連接二者的采氣軟管上 設(shè)有第一切斷閥。所述第一球膽及第二球膽與所述進(jìn)氣集氣管通過采氣軟管連接，在用于連接二者 的采氣軟管上設(shè)有第二切斷閥。所述排氣集氣管與所述第一球膽及第二球膽通過采氣軟管連接，在用于連接二者 的采氣軟管上設(shè)有第三切斷閥。在與排氣集氣管連接并伸到墻體外的采氣軟管上設(shè)有第四切斷閥。所述第二切斷閥及第三切斷閥實(shí)現(xiàn)所述第一球膽及第二球膽與進(jìn)氣集氣管及排 氣集氣管的聯(lián)接和分離，用于控制所述第一球膽及第二球膽的進(jìn)排氣。
所述第一切斷閥及第四切斷閥用于調(diào)整所述第一球膽及第二球膽進(jìn)氣壓力。利用所述球膽取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟(1)按工藝流程圖聯(lián)接所述球膽取樣裝置各部件，打開第一切斷閥、第二切斷閥、 第三切斷閥及第四切斷閥，啟動(dòng)抽氣加壓泵，調(diào)整第一切斷閥及第四切斷閥開度，保證第一 球膽及第二球膽處于膨脹狀態(tài)；這時(shí)樣氣經(jīng)進(jìn)氣集氣管混合后分配至第一球膽及第二球 膽，再經(jīng)過排氣集氣管匯合、外排至安全區(qū)域；大概3分鐘后，裝置中的殘留氣體被排除，裝 置中流動(dòng)的氣體與煙道內(nèi)氣體一致，第一球膽及第二球膽開始取樣；(2)關(guān)閉控制第一球膽進(jìn)出氣的第二切斷閥及第三切斷閥，卸下第一球膽，并用彈 簧卡鉗密封第一球膽，第一次取樣完成；(3)重新裝上備用的第一球膽并打開相應(yīng)的第二切斷閥及第三切斷閥；按采樣周 期要求，關(guān)閉控制第二球膽進(jìn)出氣的第二切斷閥及第三切斷閥，卸下第二球膽，并用彈簧卡 鉗密封第二球膽，第二次取樣完成；重新裝上備用的第二球膽并打開相應(yīng)的第二切斷閥及 第三切斷閥；(4)重復(fù)步驟(2)、(3)，如此往復(fù)，直至滿足取樣要求。作為進(jìn)一步改進(jìn)，利用所述球膽取樣裝置的取樣方法，在采樣周期為10分鐘以內(nèi) 時(shí)，所述步驟(1)采用兩個(gè)以上球膽并聯(lián)布置方式，即在進(jìn)氣集氣管與排氣集氣管間并聯(lián) 布置多個(gè)取氣球膽，按照采樣周期要求，切斷各取樣球膽的進(jìn)出氣切斷閥。作為進(jìn)一步改進(jìn)，利用所述球膽取樣裝置的取樣方法，在采樣周期超過10分鐘 時(shí)，所述步驟(1)通過遠(yuǎn)程控制手段控制抽氣加壓泵啟停，即在取樣前啟動(dòng)抽氣加壓泵，完 成球膽快速取氣裝置的清洗和采樣工作，當(dāng)球膽取樣完成、備用球膽安裝完畢后，停止抽氣 加壓泵。如此往復(fù)，直至滿足取樣要求。由于在多球膽并聯(lián)布置方式下進(jìn)氣量較大，應(yīng)當(dāng)選擇壓力流量較大的抽氣加壓 泵，最大流量大于151/min，最大輸出壓力大于lOOkpa，保證取樣壓力能夠滿足球膽取樣的 要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用雙球膽取樣的方式，球膽一直保持正壓狀態(tài)，不存 在空氣漏入的現(xiàn)象，不需要重復(fù)自清洗，采用雙頭球膽后的采樣周期比單頭球膽取樣法節(jié) 約85%。同時(shí)，系統(tǒng)采用多球膽并聯(lián)布置方式，保證采樣的實(shí)時(shí)性；為了防止有毒、有害氣 體威脅人身、設(shè)備等安全隱患，將排氣管延伸至安全區(qū)域排放。本發(fā)明在操作簡(jiǎn)便、使用成 本低廉的基礎(chǔ)上，做到采樣周期短、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、無安全隱患、滿足現(xiàn)場(chǎng)便捷、實(shí)時(shí)、精確、安全 的取樣要求。


下面對(duì)本發(fā)明說明書附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說明圖1為所述球膽取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；上述圖中的標(biāo)記為1、采樣槍，2、煙道，3、抽氣加壓泵，4、進(jìn)氣集氣管，5、第二切斷閥，6、第一球膽，7、 第三切斷閥，8、排氣集氣管，9、采氣軟管，10、墻體，11、第一切斷閥，12、第四切斷閥，13、第 二球膽。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各部 分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì) 的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1所示，所述球膽取樣裝置，包括煙道2，設(shè)于煙道2截面的采樣槍1，與采樣 槍1連接的抽氣加壓泵3，與抽氣加壓泵3連接的進(jìn)氣集氣管4，與進(jìn)氣集氣管4連接的球 膽，與球膽連接的排氣集氣管8，及與排氣集氣管8連接并伸到墻體10外的采氣軟管9。所述球膽分為第一球膽6及第二球膽13，所述第一球膽6及第二球膽13以并聯(lián)方 式一側(cè)與所述進(jìn)氣集氣管4連接，另一側(cè)與所述排氣集氣管8連接。所述進(jìn)氣集氣管4與抽氣加壓泵3通過采氣軟管9連接，在用于連接二者的采氣 軟管9上設(shè)有第一切斷閥11。 所述第一球膽6及第二球膽13與所述進(jìn)氣集氣管4通過采氣軟管9連接，在用于 連接二者的采氣軟管9上設(shè)有第二切斷閥5。所述排氣集氣管8與所述第一球膽6及第二球膽13通過采氣軟管9連接，在用于 連接二者的采氣軟管9上設(shè)有第三切斷閥7。在與排氣集氣管8連接并伸到墻體外的采氣軟管9上設(shè)有第四切斷閥12。所述第二切斷閥5及第三切斷閥7實(shí)現(xiàn)所述第一球膽6及第二球膽13與進(jìn)氣集 氣管4及排氣集氣管8的聯(lián)接和分離，用于控制所述第一球膽6及第二球膽13的進(jìn)排氣。所述第一切斷閥11及第四切斷閥12用于調(diào)整所述第一球膽6及第二球膽13的 進(jìn)氣壓力。利用所述球膽取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟(1)按工藝流程圖聯(lián)接所述球膽取樣裝置各部件，打開第一切斷閥11、第二切斷 閥5、第三切斷閥7及第四切斷閥12，啟動(dòng)抽氣加壓泵3，調(diào)整第一切斷閥11及第四切斷閥 12開度，保證第一球膽6及第二球膽13處于膨脹狀態(tài)；這時(shí)樣氣經(jīng)進(jìn)氣集氣管4混合后分 配至第一球膽6及第二球膽13，再經(jīng)過排氣集氣管8匯合、外排至安全區(qū)域；一段時(shí)間后， 裝置中的殘留氣體被排除，裝置中流動(dòng)的氣體與煙道2內(nèi)氣體一致，第一球膽6及第二球膽 13開始取樣；(2)關(guān)閉控制第一球膽6進(jìn)出氣的第二切斷閥5及第三切斷閥7，卸下第一球膽6， 并用彈簧卡鉗密封第一球膽6，第一次取樣完成；(3)重新裝上備用的第一球膽6并打開相應(yīng)的第二切斷閥5及第三切斷閥7 ；按采 樣周期要求，關(guān)閉控制第二球膽13進(jìn)出氣的第二切斷閥5及第三切斷7閥，卸下第二球膽 13，并用彈簧卡鉗密封第二球膽13，第二次取樣完成；重新裝上備用的第二球膽13并打開 相應(yīng)的第二切斷閥5及第三切斷閥7 ；(4)重復(fù)步驟(2)、(3)，如此往復(fù)，直至滿足取樣要求。利用所述球膽取樣裝置的取樣方法，在采樣周期為10分鐘以內(nèi)時(shí)，所述步驟(1) 采用兩個(gè)以上球膽并聯(lián)布置方式，在進(jìn)氣集氣管4與排氣集氣管8間并聯(lián)布置多個(gè)取氣球 膽，按照采樣周期要求，切斷各取樣球膽的進(jìn)出氣切斷閥。利用所述球膽取樣裝置的取樣方法，在采樣周期超過10分鐘時(shí)，所述步驟(1)通 過遠(yuǎn)程控制手段控制抽氣加壓泵3啟停，在取樣前啟動(dòng)抽氣加壓泵3，完成球膽快速取氣裝
5置的清洗和采樣工作，當(dāng)球膽取樣完成、備用球膽安裝完畢后，停止抽氣加壓泵3，如此往 復(fù)，直至滿足取樣要求。利用所述球膽取樣裝置的取樣方法與傳統(tǒng)單球膽取樣裝置的取樣方法相比同時(shí) 采集含A為0.50%標(biāo)氣，相關(guān)情況對(duì)比如下表
權(quán)利要求
1.球膽取樣裝置，其特征在于包括煙道O)，設(shè)于煙道( 截面的采樣槍(1)，與采樣 槍(1)連接的抽氣加壓泵( ，與抽氣加壓泵( 連接的進(jìn)氣集氣管(4)，與進(jìn)氣集氣管(4) 連接的球膽，與球膽連接的排氣集氣管(8)，及與排氣集氣管(8)連接并伸到墻體(10)外的 采氣軟管(9)。
2.按照權(quán)利要求1所述的球膽取樣裝置，其特征在于所述球膽分為第一球膽(6)及 第二球膽(13)，所述第一球膽(6)及第二球膽(1 以并聯(lián)方式一側(cè)與所述進(jìn)氣集氣管(4) 連接，另一側(cè)與所述排氣集氣管(8)連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的球膽取樣裝置，其特征在于所述進(jìn)氣集氣管(4)與抽氣加 壓泵(3)通過采氣軟管(9)連接，在用于連接二者的采氣軟管(9)上設(shè)有第一切斷閥(11)； 所述第一球膽(6)及第二球膽(1 與所述進(jìn)氣集氣管(4)通過采氣軟管(9)連接，在用于 連接二者的采氣軟管(9)上設(shè)有第二切斷閥(5)；所述排氣集氣管(8)與所述第一球膽(6) 及第二球膽(1 通過采氣軟管(9)連接，在用于連接二者的采氣軟管(9)上設(shè)有第三切斷 閥(7)；在與排氣集氣管⑶連接并伸到墻體外的采氣軟管(9)上設(shè)有第四切斷閥(12)。
4.按照權(quán)利要求3所述的球膽取樣裝置，其特征在于所述第二切斷閥(5)及第三切 斷閥(7)實(shí)現(xiàn)所述第一球膽(6)及第二球膽(1 與進(jìn)氣集氣管(4)及排氣集氣管(8)的 聯(lián)接和分離，用于控制所述第一球膽(6)及第二球膽(13)的進(jìn)排氣；所述第一切斷閥(11) 及第四切斷閥(12)用于調(diào)整所述第一球膽(6)及第二球膽(13)的進(jìn)氣壓力。
5.利用權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述球膽取樣裝置的取樣方法，其特征在于包括以下 步驟；(1)按工藝流程圖聯(lián)接所述球膽取樣裝置各部件，打開第一切斷閥、第二切斷閥、第三 切斷閥及第四切斷閥，啟動(dòng)抽氣加壓泵，調(diào)整第一切斷閥及第四切斷閥開度，保證第一球膽 及第二球膽處于膨脹狀態(tài)；這時(shí)樣氣經(jīng)進(jìn)氣集氣管混合后分配至第一球膽及第二球膽，再 經(jīng)過排氣集氣管匯合、外排至安全區(qū)域；大概3分鐘后，裝置中的殘留氣體被排除，裝置中 流動(dòng)的氣體與煙道內(nèi)氣體一致，第一球膽及第二球膽開始取樣；(2)關(guān)閉控制第一球膽進(jìn)出氣的第二切斷閥及第三切斷閥，卸下第一球膽，并用彈簧卡 鉗密封第一球膽，第一次取樣完成；(3)重新裝上備用的第一球膽并打開相應(yīng)的第二切斷閥及第三切斷閥；按采樣周期要 求，關(guān)閉控制第二球膽進(jìn)出氣的第二切斷閥及第三切斷閥，卸下第二球膽，并用彈簧卡鉗密 封第二球膽，第二次取樣完成；重新裝上備用的第二球膽并打開相應(yīng)的第二切斷閥及第三 切斷閥；(4)重復(fù)步驟O)、(3)，如此往復(fù)，直至滿足取樣要求。
6.按照權(quán)利要求5所述球膽取樣裝置的取樣方法，其特征在于在采樣周期為10分鐘 以內(nèi)時(shí)，所述步驟(1)采用兩個(gè)以上球膽并聯(lián)布置方式，即在進(jìn)氣集氣管與排氣集氣管間 并聯(lián)布置多個(gè)取氣球膽，按照采樣周期要求，切斷各取樣球膽的進(jìn)出氣切斷閥。
7.按照權(quán)利要求5所述球膽取樣裝置的取樣方法，其特征在于在采樣周期超過10分 鐘時(shí)，所述步驟(1)通過遠(yuǎn)程控制手段控制抽氣加壓泵啟停，即在取樣前啟動(dòng)抽氣加壓泵， 完成球膽快速取氣裝置的清洗和采樣工作，當(dāng)球膽取樣完成、備用球膽安裝完畢后，停止抽 氣加壓泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了球膽取樣裝置及取樣方法，所述球膽取樣裝置包括煙道(2)，設(shè)于煙道(2)截面的采樣槍(1)，與采樣槍(1)連接的抽氣加壓泵(3)，與抽氣加壓泵(3)連接的進(jìn)氣集氣管(4)，與進(jìn)氣集氣管(4)連接的球膽，與球膽連接的排氣集氣管(8)，及與排氣集氣管(8)連接并伸到墻體(10)外的采氣軟管(9)；利用所述球膽取樣裝置的取樣方法，包括四大步驟。本發(fā)明采用雙球膽取樣的方式，球膽一直保持正壓狀態(tài)，不存在空氣漏入的現(xiàn)象，不需要重復(fù)自清洗，采用雙頭球膽后的采樣周期(完成一次球膽采樣所需要的時(shí)間)比單頭球膽取樣法節(jié)約85％。本發(fā)明在操作簡(jiǎn)便、使用成本低廉的基礎(chǔ)上，滿足實(shí)時(shí)、精確、安全的取樣要求。
文檔編號(hào)G01N1/24GK102103046SQ20111002621
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者周勁軍, 陳廣言 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司