高溫取樣探頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高溫取樣探頭，它包括高溫取樣探桿、高溫取樣過(guò)濾器，高溫取樣探桿的出氣口與高溫取樣過(guò)濾器的進(jìn)氣口連接，高溫取樣過(guò)濾器包括氣室，氣室內(nèi)設(shè)有高溫加熱棒、溫度傳感器、過(guò)濾罐、截止閥，高溫取樣探桿的出氣口經(jīng)由貫穿氣室的一側(cè)壁的管道與過(guò)濾罐的進(jìn)氣口連接，過(guò)濾罐的出氣口與氣室的內(nèi)腔相通，氣室的另一側(cè)壁上設(shè)有樣氣輸出管道，樣氣輸出管道位于氣室內(nèi)的進(jìn)氣端口處對(duì)應(yīng)設(shè)有截止閥，截止閥的控氣輸入端口與控氣輸送裝置的出氣口連接，高溫加熱棒與電源連接，溫度傳感器與控制器連接。本實(shí)用新型可對(duì)高酸露點(diǎn)的腐蝕性氣體進(jìn)行取樣，其內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生冷凝腐蝕，且本實(shí)用新型具有自動(dòng)截止功能，可在高溫環(huán)境下可靠工作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】局溫取樣?米頭【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種取樣探頭，尤指一種在監(jiān)測(cè)氣態(tài)污染物排放的氣體分析系統(tǒng)中使用的高溫取樣探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]取樣探頭是氣體分析系統(tǒng)中最重要的部件之一，它直接與沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的煙氣接觸，工作環(huán)境惡劣，其對(duì)煙氣的處理是保證后續(xù)部件正常工作的最重要的環(huán)節(jié)，因此，它在工作過(guò)程中必須具備很高的穩(wěn)定性與可靠性。
[0003]目前市場(chǎng)上已有的取樣探頭雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煙氣加熱控溫、粉塵過(guò)濾的功能，穩(wěn)定與可靠性能較好，但是，其還存在如下缺陷:
[0004]第一，大多取樣探頭采用自限熱伴熱帶進(jìn)行加熱，這種加熱方式雖無(wú)需專(zhuān)門(mén)的溫度控制器件，但加熱溫度受自限熱伴熱帶的影響，一般只能達(dá)到120~140攝氏度的范圍，無(wú)法應(yīng)對(duì)更高酸露點(diǎn)的腐蝕性氣體，比如垃圾焚燒廠(chǎng)排放的煙氣酸露點(diǎn)至少要達(dá)到160攝氏度，在這種場(chǎng)合下，該取樣探頭無(wú)法使用。
[0005]第二，取樣探頭的截止功能是異常情況下對(duì)后續(xù)部件的一種重要保護(hù)，如果不能及時(shí)截止，除了對(duì)取樣探頭自身造成不好影響外，還會(huì)對(duì)后續(xù)部件造成損壞，帶來(lái)巨大損失。目前，大多取樣探頭采用球閥進(jìn)行取樣截止，且僅能手動(dòng)操作，因此，其無(wú)法應(yīng)對(duì)自動(dòng)化要求高的場(chǎng)合，存在截止不及時(shí)的情形，而少數(shù)采用氣動(dòng)球閥的取樣探頭雖能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制取樣截止動(dòng)作，但其成本較高，且不能很好地在高溫條件下工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高溫取樣探頭，該高溫取樣探頭可對(duì)高酸露點(diǎn)的腐蝕性氣體進(jìn)行取樣,其內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生冷凝腐蝕,并且,本實(shí)用新型具有自動(dòng)截止功能,可在高溫環(huán)境下可靠工作，成本低。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0008]一種高溫取樣探頭，其特征在于:它包括高溫取樣探桿、高溫取樣過(guò)濾器，該高溫取樣探桿的出氣口與該高溫取樣過(guò)濾器的進(jìn)氣口連接，其中:該高溫取樣過(guò)濾器包括氣室，該氣室內(nèi)設(shè)有高溫加熱棒、溫度傳感器、過(guò)濾罐、截止閥,該高溫取樣探桿的出氣口經(jīng)由貫穿該氣室的一側(cè)壁的管道與該過(guò)濾罐的進(jìn)氣口連接，該過(guò)濾罐的出氣口與該氣室的內(nèi)腔相通，該氣室的另一側(cè)壁上設(shè)有樣氣輸出管道，該樣氣輸出管道位于該氣室內(nèi)的進(jìn)氣端口處對(duì)應(yīng)設(shè)有該截止閥，該截止閥的控氣輸入端口與控氣輸送裝置的出氣口連接，該高溫加熱棒與電源連接，該溫度傳感器與控制器連接。
[0009]所述高溫取樣探桿包括中空內(nèi)管,該內(nèi)管外繞設(shè)有加熱電纜,該加熱電纜經(jīng)由高溫導(dǎo)線(xiàn)與所述電源連接，該加熱電纜外套設(shè)有外管，在該內(nèi)管的相應(yīng)位置上、該加熱電纜與該內(nèi)管之間設(shè)有溫度檢測(cè)器，該溫度檢測(cè)器與所述控制器連接。
[0010]位于所述內(nèi)管后端的所述加熱電纜的繞制密度大于位于所述內(nèi)管前端的所述加熱電纜的繞制密度，所述溫度檢測(cè)器位于所述內(nèi)管的后端。
[0011]所述截止閥為高溫波紋管閥，該高溫波紋管閥包括設(shè)有通氣孔的底座，該底座的頂部設(shè)有波紋管，該波紋管的中空腔室與該通氣孔相通，該波紋管的頂部設(shè)有連接柱，該連接柱的頂部設(shè)有堵頭，該連接柱上套設(shè)有復(fù)位彈簧。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0013]本實(shí)用新型可對(duì)高酸露點(diǎn)的腐蝕性氣體進(jìn)行取樣，其內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生冷凝腐蝕，并且，本實(shí)用新型具有自動(dòng)截止功能，可在高溫環(huán)境下可靠工作，成本低。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0015]圖2是高溫取樣探桿的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0016]圖3是高溫取樣過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0017]圖4是圖3的俯視示意圖(局部剖視)。
[0018]圖5是圖4中高溫波紋管閥的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1至圖5所示，本實(shí)用新型高溫取樣探頭包括高溫取樣探桿10、高溫取樣過(guò)濾器40，該高溫取樣探桿10經(jīng)由法蘭20固定在殼體30上，該高溫取樣探桿10的一端處于該殼體30內(nèi)而另一端露于該殼體30外，該高溫取樣過(guò)濾器40置于該殼體30內(nèi)，該高溫取樣探桿10的出氣口與該高溫取樣過(guò)濾器40的進(jìn)氣口連接，其中:該高溫取樣過(guò)濾器40包括氣室41，該氣室41內(nèi)設(shè)有用于加熱的高溫加熱棒45、溫度傳感器46、過(guò)濾罐42、截止閥47，該高溫取樣探桿10的出氣口經(jīng)由貫穿該氣室41的一側(cè)壁的管道與該過(guò)濾罐42的進(jìn)氣口連接，該管道與該氣室41側(cè)壁密封連接，該過(guò)濾罐42的出氣口與該氣室41的內(nèi)腔相通，該氣室41的另一側(cè)壁上設(shè)有樣氣輸出管道43，該樣氣輸出管道43位于該氣室41內(nèi)的進(jìn)氣端口處對(duì)應(yīng)設(shè)有該截止閥47，該截止閥47的控氣輸入端口經(jīng)由控氣輸送管道44與控氣輸送裝置(圖中未示出)的出氣口連接，該控氣輸送裝置輸送的氣體用于控制該截止閥47是否堵住該樣氣輸出管道43的該進(jìn)氣端口，該樣氣輸出管道43的出氣端口與后續(xù)部件的進(jìn)氣口連接，該高溫加熱棒45的接線(xiàn)端口與電源(圖中未示出，如220V電源)的供電端口連接，該溫度傳感器46的信號(hào)端口與控制器(圖中未示出)的相應(yīng)IO端口連接。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，該溫度傳感器46可選為PT100溫度傳感器。
[0020]如圖2，高溫取樣探桿10包括中空內(nèi)管11，該內(nèi)管11外繞設(shè)有加熱電纜12(如采用玻璃纖維柔性加熱電纜)，該加熱電纜12的接線(xiàn)端口經(jīng)由高溫導(dǎo)線(xiàn)15與電源的供電端口連接，加熱電纜12用于實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫取樣探桿10的高溫加熱功能，該加熱電纜12外套設(shè)有外管14，在該內(nèi)管11的相應(yīng)位置上、該加熱電纜12與該內(nèi)管11之間設(shè)有溫度檢測(cè)器13，該溫度檢測(cè)器13的信號(hào)端口與控制器的相應(yīng)IO端口連接。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，該溫度檢測(cè)器13可選為PT100溫度傳感器。
[0021]對(duì)于加熱電纜12，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況選擇合理的加熱功率和繞制密度及測(cè)溫點(diǎn)，例如，在實(shí)際使用中，高溫取樣探桿10的后部也處于環(huán)境溫度中，溫度較低，特別是在北方寒冷的冬天，煙氣很容易在此處產(chǎn)生冷凝和腐蝕，因此，應(yīng)將高溫取樣探桿10的后部易冷段作為主要加熱部位，同時(shí)進(jìn)行精確的溫度檢測(cè)。面對(duì)此種要求，應(yīng)該進(jìn)行如下設(shè)置:位于內(nèi)管11后端(圖1中高溫取樣探桿10的右端)的加熱電纜12的繞制密度大于位于內(nèi)管11前端(圖1中高溫取樣探桿10的左端)的加熱電纜12的繞制密度，即采用“前松后緊”的布局方式，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，加熱電纜12的最佳功率為20W/m，加熱電纜12的長(zhǎng)度為高溫取樣探桿10長(zhǎng)度的12?15倍為最佳，溫度檢測(cè)器13位于內(nèi)管11的后端。
[0022]如圖5，截止閥47可選為高溫波紋管閥，該高溫波紋管閥包括設(shè)有通氣孔472的底座471，該底座471的頂部設(shè)有波紋管473，該波紋管473的中空腔室與該通氣孔472相通，該通氣孔472經(jīng)由控氣輸送管道44與控氣輸送裝置的出氣口連接，該波紋管473的頂部設(shè)有帽狀連接柱476，該連接柱476的頂部設(shè)有堵頭474，該連接柱476上套設(shè)有復(fù)位彈簧475。在實(shí)際中，如圖5，復(fù)位彈簧475也可套設(shè)在高溫波紋管閥的外殼477上。當(dāng)然，本實(shí)用新型還可采用其它結(jié)構(gòu)形式的截止閥，并不局限于上述高溫波紋管閥。
[0023]當(dāng)需要截止時(shí)，經(jīng)由通氣孔472向波紋管473的腔室內(nèi)充入氣體，于是波紋管473在一定壓力(如大于0.6MPa)的作用下發(fā)生膨脹，克服復(fù)位彈簧475的作用，帶動(dòng)堵頭474向樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口運(yùn)動(dòng)，堵頭474與樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口緊抵頂，堵死樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口，使煙氣無(wú)法進(jìn)入后續(xù)部件。當(dāng)不需要截止時(shí)，撤銷(xiāo)氣體充入，波紋管473在復(fù)位彈簧475的作用下，回到初始位置，于是，堵頭474與樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口之間分離，煙氣可通暢地進(jìn)入后續(xù)部件。
[0024]在本實(shí)用新型中，波紋管473由氣體作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力，當(dāng)撤掉動(dòng)力時(shí)，其將在復(fù)位彈簧475的作用力下恢復(fù)原狀，因此，在保證行程和工作壽命的條件下，動(dòng)力和彈簧復(fù)位力的配置十分重要。首先，波紋管473的行程最佳定為2cm。若現(xiàn)場(chǎng)提供的壓縮空氣的壓力為0.3?0.6MPa，工作壽命定為10000次伸縮，則波紋管473的波紋長(zhǎng)度最佳為18cm。但若提供的壓縮空氣的壓力小于0.3?0.6MPa時(shí)，則需要另增加儲(chǔ)氣增加裝置，以保證波紋管的正常工作。
[0025]另外，如圖1，氣室41的側(cè)壁上還可設(shè)有反吹氣輸入管道50、標(biāo)氣輸入管道60。反吹氣輸入管道50與反吹氣輸送裝置(圖中未示出)連接，用于向氣室41內(nèi)送入反吹氣體，而標(biāo)氣輸入管道60與標(biāo)氣輸送裝置(圖中未示出)連接，用于本實(shí)用新型的校準(zhǔn)。
[0026]在本實(shí)用新型中，過(guò)濾罐42、加熱電纜12、高溫加熱棒45等均為本領(lǐng)域的熟知產(chǎn)品，故其具體構(gòu)成不在這里描述。
[0027]本實(shí)用新型的工作過(guò)程為:
[0028]取樣時(shí)，高溫波紋管閥不進(jìn)行截止動(dòng)作，波紋管473處于初始位置，堵頭474與樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口之間分離，煙氣可通暢地從樣氣輸出管道43進(jìn)入后續(xù)部件。具體為:煙道70內(nèi)的煙氣經(jīng)由高溫取樣探桿10的進(jìn)氣口進(jìn)入內(nèi)管11，煙氣在內(nèi)管11中流動(dòng)的過(guò)程中，被加熱電纜12加熱至設(shè)定高溫，同時(shí)溫度檢測(cè)器13實(shí)時(shí)檢測(cè)加熱溫度，被加熱為高溫的煙氣從內(nèi)管11的出氣口輸出，被送入過(guò)濾罐42內(nèi)進(jìn)行粉塵的過(guò)濾(因高溫，煙氣中的水分保持為氣態(tài)，因而過(guò)濾罐42可對(duì)煙氣中的粉塵進(jìn)行大批量過(guò)濾)，而后被送出，充滿(mǎn)整個(gè)氣室41，在氣室41內(nèi)，煙氣會(huì)被高溫加熱棒45 二次加熱，同時(shí)溫度傳感器46實(shí)時(shí)檢測(cè)氣室41內(nèi)的溫度，而后經(jīng)過(guò)二次加熱的煙氣從樣氣輸出管道43送出至后續(xù)部件。由于加熱電纜12和高溫加熱棒45的加熱溫度可控，煙氣可被加熱到預(yù)設(shè)的高溫，如160攝氏度以上，因此,本實(shí)用新型可很好地應(yīng)對(duì)高酸露點(diǎn)的腐蝕性氣體。[0029]當(dāng)需要截止時(shí)，經(jīng)由通氣孔472向波紋管473的腔室內(nèi)充入氣體，波紋管473發(fā)生膨脹，克服復(fù)位彈簧475的作用，帶動(dòng)堵頭474朝樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口運(yùn)動(dòng)，堵頭474與樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口緊抵頂，使得堵頭474堵死樣氣輸出管道43的進(jìn)氣端口，從而煙氣無(wú)法進(jìn)入后續(xù)部件。
[0030]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0031]1、本實(shí)用新型將自身所有與煙氣接觸的部分(高溫取樣探桿、高溫取樣過(guò)濾器內(nèi)的部件)進(jìn)行高溫加熱，且溫度高于煙氣的酸露點(diǎn)，因此，本實(shí)用新型內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生冷凝腐蝕，解決了對(duì)高酸露點(diǎn)的腐蝕性氣體取樣難的問(wèn)題。
[0032]2、本實(shí)用新型采用高溫波紋管閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)截止功能，對(duì)后續(xù)部件實(shí)現(xiàn)了有效保護(hù)，這種自動(dòng)截止方式性?xún)r(jià)比高，且純機(jī)械的高溫波紋管閥保證了本實(shí)用新型在高溫環(huán)境下能夠長(zhǎng)時(shí)間的可靠工作。
[0033]以上所述是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見(jiàn)的改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫取樣探頭，其特征在于:它包括高溫取樣探桿、高溫取樣過(guò)濾器，該高溫取樣探桿的出氣口與該高溫取樣過(guò)濾器的進(jìn)氣口連接，其中:該高溫取樣過(guò)濾器包括氣室，該氣室內(nèi)設(shè)有高溫加熱棒、溫度傳感器、過(guò)濾罐、截止閥，該高溫取樣探桿的出氣口經(jīng)由貫穿該氣室的一側(cè)壁的管道與該過(guò)濾罐的進(jìn)氣口連接，該過(guò)濾罐的出氣口與該氣室的內(nèi)腔相通，該氣室的另一側(cè)壁上設(shè)有樣氣輸出管道，該樣氣輸出管道位于該氣室內(nèi)的進(jìn)氣端口處對(duì)應(yīng)設(shè)有該截止閥，該截止閥的控氣輸入端口與控氣輸送裝置的出氣口連接，該高溫加熱棒與電源連接，該溫度傳感器與控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫取樣探頭，其特征在于: 所述高溫取樣探桿包括中空內(nèi)管，該內(nèi)管外繞設(shè)有加熱電纜，該加熱電纜經(jīng)由高溫導(dǎo)線(xiàn)與所述電源連接，該加熱電纜外套設(shè)有外管，在該內(nèi)管的相應(yīng)位置上、該加熱電纜與該內(nèi)管之間設(shè)有溫度檢測(cè)器，該溫度檢測(cè)器與所述控制器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的高溫取樣探頭，其特征在于: 位于所述內(nèi)管后端的所述加熱電纜的繞制密度大于位于所述內(nèi)管前端的所述加熱電纜的繞制密度，所述溫度檢測(cè)器位于所述內(nèi)管的后端。
4.如權(quán)利要求3所述的高溫取樣探頭，其特征在于: 所述溫度檢測(cè)器為PTlOO溫度傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的高溫取樣探頭，其特征在于: 所述溫度傳感器為PTioo溫度傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的高溫取樣探頭，其特征在于: 所述截止閥為高溫波紋管閥，該高溫波紋管閥包括設(shè)有通氣孔的底座，該底座的頂部設(shè)有波紋管，該波紋管的中空腔室與該通氣孔相通，該波紋管的頂部設(shè)有連接柱，該連接柱的頂部設(shè)有堵頭，該連接柱上套設(shè)有復(fù)位彈簧。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的高溫取樣探頭，其特征在于: 所述氣室的側(cè)壁上設(shè)有反吹氣輸入管道、標(biāo)氣輸入管道。
【文檔編號(hào)】G01N1/22GK203385596SQ201320490416
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
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