專利名稱：高溫及高塵防堵塞取樣探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在工業(yè)過程中對(duì)高溫高粉塵氣體進(jìn)行取樣時(shí)所采用的高溫及高塵防堵塞取樣探頭。
在高溫高塵狀況下進(jìn)行氣體采樣分析，必須對(duì)煙塵進(jìn)行過濾及對(duì)過濾器及取樣系統(tǒng)采用防堵塞的技術(shù)，但由于高溫顆粒煙塵中往往含有水氣，使煙塵極易在過濾器等上凝結(jié)成附作力很強(qiáng)的塊狀層，很難去掉，解決的方法除經(jīng)常更換過濾器外，還須采用防堵塞的裝置和技術(shù)，申請(qǐng)?zhí)枮?6107696，名稱為“含塵煙氣取樣系統(tǒng)的防堵塞裝置”的專利申請(qǐng)，公開了一種帶有多級(jí)過濾的取樣系統(tǒng)的防堵塞裝置，即在取樣系統(tǒng)內(nèi)設(shè)特定的閥門，能使取樣系統(tǒng)內(nèi)的壓力憋至6～10kg/cm2的高壓，待系統(tǒng)壓力穩(wěn)定一段時(shí)間后，突然釋放，產(chǎn)生一定的爆破力擊碎附著在系統(tǒng)管道等上的塊狀層，而后產(chǎn)生比常規(guī)大5～10倍的強(qiáng)大氣流對(duì)煙塵進(jìn)行沖刷，這樣多次集中能量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吹掃或分段吹掃，從而達(dá)到除盡煙塵防止系統(tǒng)被堵塞的目的，但是這種防堵塞裝置仍存在著以下不足之處1)由于系統(tǒng)設(shè)置了多級(jí)過濾，增加了成本也使設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
2)由于在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了許多專門通入高壓氣流的閥門，通過對(duì)高壓的集中和突然釋放而產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沖刷，不但增加了設(shè)備的成本，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，同時(shí)也增加了對(duì)系統(tǒng)耐壓性的需求;吹掃過程繁瑣，并且不可能將煙塵完全清除掉。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，而提供一種能在高溫高塵條件下取樣的探頭，由于配用了特殊的防堵塞吹掃器和吹掃方式，使探頭長(zhǎng)期使用而不堵塞。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明應(yīng)用一次過濾除凈粉塵的原則，并輔以防止過濾器被堵塞的吹掃器及吹掃方法。本發(fā)明所指的高溫及高塵防堵塞取樣探頭包括取樣管(1)，氣動(dòng)球閥(2)，過濾腔(3)，過濾器(4)，吹掃器(5)以及樣氣出口連接器(14)，其特征在于過濾器(4)的過濾介質(zhì)體(12)采用Ni質(zhì)粉末冶金制成，由于過濾器的負(fù)荷極大，很快被堵塞，因而特為過濾器專門設(shè)計(jì)了環(huán)狀的吹掃器，吹掃器的環(huán)形管(17)套在過濾器上，其上均布有至少四個(gè)口部方向與樣氣進(jìn)氣方向相反的反吹氣噴氣嘴(16)和至少一個(gè)反吹氣進(jìn)氣管(15)，噴氣嘴的管體向環(huán)形管中心傾斜12°～18°，當(dāng)需要對(duì)過濾器進(jìn)行吹掃時(shí)，采用了持續(xù)內(nèi)吹掃加時(shí)序脈沖外吹和側(cè)吹方式，即先由樣氣出口連接管(14)通入0.4MPa的氮?dú)?，使反吹氣從過濾器里向外吹出，將附著在過濾器外表面的積塵頂松;三分鐘后又在反吹氣進(jìn)氣口(15)通入0.4MPa，周期為10秒的脈沖氮?dú)猓狗创禋鈬姎庾?16)噴出的多道瞬時(shí)射流，形成巨大爆發(fā)能量，對(duì)過濾器外表進(jìn)行刮洗，使煙塵由取樣管(1)吹出，3分鐘后將氣動(dòng)閥(2)關(guān)閉，使反沖氣流能達(dá)到過濾介質(zhì)體的各部分和過濾腔的各個(gè)角落，這時(shí)積塵隨著氣流從被開啟的排塵孔(11)排出，一分鐘后整個(gè)吹掃過程結(jié)束。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于應(yīng)用超細(xì)Ni粉末冶金過濾器替代傳統(tǒng)的陶瓷過濾器，對(duì)粒徑≥1um的粉塵的一級(jí)過濾效率在99%以上，避免了多級(jí)過濾龐大的過濾裝置和繁瑣的吹掃過程;由于透過過濾器的粉塵量極少，不會(huì)造成分析管道的阻塞。
2.采用了特殊設(shè)計(jì)的吹掃結(jié)構(gòu)，吹掃時(shí)形成的高壓射流對(duì)過濾器外表面進(jìn)行全方位吹刮，解決了高負(fù)荷過濾器的再生問題，使探頭能在高溫、高塵下長(zhǎng)期連續(xù)采樣，壽命可達(dá)1000小時(shí)以上，不需更換和維修任何零部件。
3.可以把吹掃氣的壓力從傳統(tǒng)的0.6～1MPa降低到0.4MPa，降低了對(duì)系統(tǒng)耐壓能力的要求，從而降低了設(shè)備的成本。
4.盡管氣樣中含有一定的濕度會(huì)降低過濾器的再生效率，但本發(fā)明采用了一次過濾除盡煙塵的原則，采用了特殊設(shè)計(jì)的吹掃結(jié)構(gòu)及與它配合的吹掃方法，使探頭可適用于50℃以下飽和水汽的樣氣的長(zhǎng)期采樣而不至于堵塞。
本發(fā)明可廣泛地用于冶金工業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼，煤氣分析及各合金爐的氣體采樣，以下給出本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案，并結(jié)合附圖給予說(shuō)明。
附

圖1是取樣探頭的剖面面構(gòu)示意圖;
附圖2是過濾器(4)剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖3是吹掃器(5)的結(jié)構(gòu)主視圖;
附圖4是吹掃器(5)的結(jié)構(gòu)側(cè)示圖。
如圖所示取樣管(1)與氣動(dòng)球閥(2)以及過濾腔(3)直接采用螺紋緊密連接，氣動(dòng)球閥(2)的密封件采用黃銅制成;過濾器(4)為由過濾介質(zhì)體(12)，不銹鋼底座(13)，樣氣出口連接管(14)三者組成的，并用氬弧焊焊接成的整體，過濾介質(zhì)體(12)直徑為62mm，長(zhǎng)度為330mm，壁厚為2mm，由Ni質(zhì)粉末冶金壓制而成。樣氣出口連接管(14)穿過過濾腔上蓋上的管座(9)，通過螺帽(8)和密封圈，將過濾器(4)與過濾腔上蓋(10)緊密連接。吹掃器(5)的環(huán)形管(17)套在過濾器(4)上，環(huán)形管(17)上均布有四個(gè)直徑為6mm的金屬管噴嘴(16)，噴嘴口的端面為呈45°的斜面，其管體向環(huán)形管(17)的中心傾斜15°，環(huán)形管(17)上的反吹氣進(jìn)氣管(15)穿過過濾腔上蓋上的管座(6)，通過螺帽(7)和密封圈，將吹掃器(5)與過濾腔上蓋緊密連接。最后過濾腔上蓋(10)與過濾腔(3)通過法蘭緊固在一起。
權(quán)利要求
1.一種高溫及高塵防堵塞取樣探頭，包括取樣管(1)、氣動(dòng)球閥(2)、過濾腔(3)、過濾器(4)、吹掃器(5)以及樣氣出口連接管(14)，其特征在于過濾器(4)的過濾介質(zhì)體(12)由Ni質(zhì)粉末冶金制成，吹掃器(5)為環(huán)形管，套在過濾器上，環(huán)形管(17)上均布有至少四個(gè)口部與樣氣方向相反的反吹氣噴氣嘴(16)和至少一個(gè)反吹氣進(jìn)氣管(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣探頭，其特征是對(duì)取探頭采用了持續(xù)內(nèi)吹和時(shí)序脈沖外吹和側(cè)吹的吹掃方式，即先由樣氣出口連接管(14)通入0.4MPa的氮?dú)?，使反吹氣從過濾器里向外吹出，三分鐘后又在反吹氣進(jìn)氣口(15)通入0.4MPa，周期為10秒的脈沖氮?dú)?，使反吹氣噴氣?16)噴出的多道瞬時(shí)射流，形成巨大爆發(fā)能量，對(duì)過濾器外表進(jìn)行刮洗;三分鐘后關(guān)閉氣動(dòng)球閥(2)，開啟排塵孔(11)，繼續(xù)保持內(nèi)吹和外吹一分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣探頭，其特征在于Ni質(zhì)粉塵冶金制成的過濾介質(zhì)體(12)的壁厚為2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣探頭，其特征在于過濾器(4)由不銹鋼底座(13)、過濾介質(zhì)體(12)，樣氣出口連接管(14)通過氬弧焊焊接成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所需求1、2、3所述的取樣探頭，其特征在于吹掃器(5)上的反吹氣噴氣嘴(16)的直徑為6mm，管口的端面為呈45°斜面，其管體向環(huán)形管的中心傾斜12°～18°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣探頭，其特征在于取樣管(1)、氣動(dòng)球閥(2)、過濾腔(3)三者螺紋連接成一體。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種用于工業(yè)過程氣體分析中高溫及高塵防堵塞的取樣探頭，其中過濾器的過濾介質(zhì)由Ni質(zhì)粉末冶金制成，對(duì)≥1um的粉塵的捕集效率可達(dá)99.97％，在防堵塞方面對(duì)過濾器采用了持續(xù)內(nèi)吹和時(shí)序脈沖外吹和側(cè)吹的復(fù)合吹掃方式，吹掃器套在過濾器上，其上有噴嘴以極快的速度噴射高壓氮?dú)?，使被堵塞的過濾器完全恢復(fù)過濾能力。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，使用壽命長(zhǎng)，過濾及防堵效果更佳。
文檔編號(hào)G01N1/22GK1049719SQ9010586
公開日1991年3月6日 申請(qǐng)日期1990年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月10日
發(fā)明者潘裕復(fù), 王輝龍, 金先甫 申請(qǐng)人:四川儀表九廠