CN101551306B - 一种高温取样探头和高温气体分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种高温取样探头和高温气体分析系统，其中，该高温取样探头用于对管道内的气体进行采样，该高温取样探头可以包括：与所述管道连通的安装管，和插设于所述安装管内并使其末端伸入到所述管道内部的探头管，所述探头管和所述安装管通过法兰固定，并且所述安装管和探头管采用耐高温材料制成。本发明实施例提供的高温取样探头不需要设置冷却腔，不仅探头本身的结构简单，而且也不再需要额外的其他冷却用的辅助设备，并且由于结构相对简单，所以故障率很低，不需要增加将探头移出和移进的移动装置，有利于节省成本。带有该高温取样探头的高温气体分析系统不仅因为高温取样探头的改进而节省成本。

Description

一种高温取样探头和高温气体分析系统 

技术领域

本发明涉及工业气体取样装置，尤其涉及一种高温取样探头和高温气体分析系统。 

背景技术

高温气体分析系统是新型干法水泥生产线用来监控回转窑的状态和分解炉燃烧状况的仪表设备。操作人员通过高温气体分析系统对回转窑和分解炉中废弃成分进行分析，能够优化烧成系统的运行操作，达到稳定质量、稳产高产并节省燃料的目的。 

现有的高温分析系统中的取样探头采用冷却液循环冷却方式，通常为油冷或水冷。例如2003年8月20日授权、授权号为CN2567564Y的中国实用新型专利中公开了一种高温探头，该高温探头被做成了夹层结构，使得取气管的外周形成冷却腔，冷却水在循环腔中流动，已到达冷却的目的。由于需要额外增加循环冷却的结构，因此现有技术的高温取样探头的结构通常比较复杂，维护成本也比较大，另外，由于现有的取样探头中带有负载的循环冷却结果，极容易在使用过程中发生泄露等故障，增加了维护的次数。通常为了能够将该取样探头较容易地从探测环境中取出以进行故障维修，还需要增加用来将取样探头移出和移进的移动装置，例如包括导轨、移动电机以及相关的定位和保护设备。为了能够监控冷却液的工作状态和温度，通常还需要增加安全监控设备。由此可见，现有技术的高温探头不仅结构复杂，而且在使用时还需要增加较多辅助设备，不仅增加了系统的成本，而且发生故障的频率也较高，增加了维护的成本。 

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供高温取样探头和高温气体分析系统，能够节省成本。 

为实现上述目的，本发明实施例提供一种高温取样探头，用于对管道内 的气体进行采样，该高温取样探头可以包括：与所述管道连通的安装管，和插设于所述安装管内并使其末端伸入到所述管道内部的探头管，所述探头管和所述安装管通过法兰固定，并且所述安装管和探头管采用耐高温材料制成。 

所述探头管和安装管之间设置有用于增大所述探头管的抗冲击能力的加强结构；所述加强结构包括插设于所述安装管内的支撑管，和固定在所述支撑管的外壁上、并沿着所述支撑管的轴向延伸的板状结构，所述板状结构朝向安装管内壁的一侧与安装管内壁固定，所述探头管插设于所述支撑管中，并且探头管的外壁与支撑管的内壁相接触。 

本发明实施例还提供一种高温气体分析系统，包括上述高温取样探头、过滤器、吹扫单元、分析单元和控制单元； 

其中，所述过滤器与所述高温取样探头相连，用于过滤高温取样探头获得的采样气体中的粉尘和水分，所述过滤器中设有加热装置，用于在过滤器进行过滤的过程进行加热； 

所述吹扫单元与所述过滤器连接，用于将所述高温取样探头和所述过滤器内的粉尘吹回管道中； 

所述分析单元与所述吹扫单元相连，对从所述吹扫单元输出的采样气体进行分析； 

控制单元，用于控制高温气体分析系统的运行。 

由此可见，本发明实施例提供的高温取样探头不需要设置冷却腔，不仅探头本身的结构简单，而且也不再需要额外的其他冷却用的辅助设备，并且由于结构相对简单，所以故障率很低，不需要增加将探头移出和移进的移动装置，有利于节省成本。带有该高温取样探头的高温气体分析系统不仅因为高温取样探头的改进而节省成本。 

附图说明

图1是本发明实施例一提供的高温取样探头的示意图； 

图2是本发明实施例一中高温取样探头与管道的组装示意图； 

图3是本发明实施例二提供的高温取样探头的纵向截面图； 

图4是图3的A-A方向剖视图； 

图5是本发明实施例二提供的另一种高温取样探头的纵向截面图； 

图6是本发明实施例三提供的高温取样探头的纵向截面图； 

图7是图6的A-A方向剖视图； 

图8是本发明实施例四提供的高温取样探头的纵向截面图； 

图9是图8的A-A方向剖视图； 

图10是本发明实施例五提供的高温气体分析系统的示意图。 

具体实施方式

本发明实施例中提供一种高温取样探头和高温气体分析系统，能够相对于现有技术大大节省成本。 

下面结合附图详细说明本发明各个实施例。 

实施例一 

本发明实施例一提供的一种高温取样探头，请同时参考图1和图2，该高温取样探头1用于对管道2内的气体进行采样，该高温取样探头1包括与管道2连通的安装管11和插设于安装管11内并且末端121a伸入到管道2内部的探头管12，安装管11和探头管12通过法兰进行固定。其中安装管11可以固定在管道2的外壁上但不伸入到管道2内，也可以使其一端伸入到管道2中，并将安装管11与管道2的结合处进行固定。本实施例中不妨以后者为例详细说明。 

如图1所示，安装管11由一管体111和固定在管体111一端111b处的第一法兰112组成，安装管11的另一端111a伸入到管道2内，对安装管11和管道2的结合部进行固定。探头管12包括一个管体121和固定在管体上的第二法兰122，探头管12插设于安装管11内，并且其末端121a伸入到管道2内，安装管11与探头管12通过第一法兰112和第二法兰122固定在一起。 

探头管12和安装管11利用耐高温材料制成。例如，可以采用型号为“Kanthal-Super/1.4571”的钢管制作探头管12和安装管11。 

为了进一步提高高温取样探头的耐热、耐冲刷以及耐腐蚀的性能，还可以将探头管12和安装管11的表面喷涂耐热腐蚀层，也可以只将探头管12和 安装管11伸入到管道2内的一段表面喷涂耐热腐蚀层，以节省喷涂材料成本。 

另外，根据实际需要，还可以将探头管12的未插入到管道内的一端121b处安装一个阀门13，该阀门13用于控制探头管12一端121b开口的开关。图1中特别地以该阀门13为截止球阀为例。 

本实施例提供的高温取样探头耐高温，可以长期使用，不需要经常移出维护，而且也没有设置冷却结构，不仅探头本身结构简单，而且也不再需要额外增加冷却循环所需的辅助设备，有利于节约整个系统的成本。 

实施例二 

本实施例提供一种高温取样探头，与实施例一的区别在于该高温取样探头中设置有加强结构，用于增大探头管的抗冲击能力。在实际应用中，伸入到管道内部的探头管有时会受到管道内部的异物的撞击，另外长时间的使用也会产生物料堆积的现象，由于探头管过大会增加取样的滞后时间，所以探头管的直径经常做得很小，探头管通常与安装管的直径相差较大，所以探头管与安装管之间存在较大的空隙，在异物撞击和物料堆积的作用下，探头管很容易弯曲变形，为了进一步解决上述问题，本实施例提供的高温取样探头中设置有加强结构，该加强结构对探头管进行了有力的支撑作用，从而增大探头管的抗冲击能力。下面结合图3和图4详细说明本发明实施例。 

图3为本实施例的高温取样探头的纵向截面图，如图3所示，本实施例中的高温探头与实施例一的区别仅在于：在探头管12位于安装管11内部的一段的外壁上固定有若干个板状结构14，该板状结构14沿着探头管12的轴向延伸，并且，该板状结构14朝向安装管11内壁的一侧与安装管11的内壁相接触。需要说明的是，为了能够使板状结构14可以对探头管12进行足够的支撑，以增大探头管12的抗冲击能力，上述板状结构14在探头管12的圆周方向至少应该包括两个。图4示出了图3的A-A方向的截面图，图4中特别地以板状结构14在探头管12的圆周方向上设置为四个为例，本领域技术人员应该能够理解，板状结构14的个数以及在探头管12圆周方向上位置排 列可以根据实际需要进行选择。 

另外，在本实施例中，可以将板状结构14的长度设置为等于安装管11的长度，即板状结构14延伸到探头管12位于安装管11内部的整个一段范围内，使得探头管12位于安装管11内部的整个一段范围都受到板状结构14的支撑，如图3中所示。当然也可以适当缩短板状结构14的长度，只在探头管12位于安装管11内部的一部分长度范围上设置板状结构14，如图5所示。 

实施例三 

本实施例提供一种高温取样探头，该高温取样探头也具有加强结构，与实施例二的区别在于，该加强结构的具体结构是环状结构。下面结合图6和图7详细说明本实施例。 

图6示出了本实施例提供的高温取样探头的纵向截面图，在探头管12的外壁上，沿轴向间隔设置，并且沿径向延伸的环状结构15，该环状结构15朝向安装管11内壁的一侧(即，环状结构15的外侧)与安装管11相接触，利用该环状结构15可以实现对探头管12的支撑。图7示出了图6的A-A截面图。 

需要说明的是，以上几个实施例中加强结构都是设置在探头管的外壁上的，而实际上，上述各个实施例的加强结构均可以设置在安装管的内壁上，并且加强结构朝向探头管的一侧与探头管相接触，这样也能够使得加强结构对探头管进行支撑，例如，当加强结构为环形结构时，环形结构的外侧可以固定在安装管的外壁上，而内侧与探头管外壁相接触，。 

实施例四 

本实施例提供一种高温取样探头，该高温取样的探头的加强结构设置在安装管的内壁上，下面结合图8和图9详细说明本发明实施例。 

图8示出了本实施例中高温取样探头的纵向截面图，图9示出了图8的A-A截面图，请同时参见图8和图9，本实施例提供的高温取样探头中的加强 结构包括：插设于安装管11中的支撑管161和固定在支撑管161的外壁并沿着支撑管161轴向延伸的板状结构162，板状结构162朝向安装管11内壁的一侧固定在安装管11的内壁上。这样本实施例中的加强结构就整体固定在了安装管11的内壁上。 

加强结构中的支撑管161的内径与探头管12的外径近似相等，这样在安装高温取样探头时，可以将探头管12刚好能够从支撑管161的内部穿过，从而可以使加强结构对探头管12进行足够的支撑。本实施例中，由于支撑管的支撑面积相对前面几个实施例中的加强结构的支撑面积大，所以利用该支撑管可以对探头管进行更全面的支撑。 

实施例五 

本实施例提供一种高温气体分析系统，如图10所示，该系统包括：高温取样探头101，该高温取样探头101可以采用实施例一到四中任意一种结构，在图10仅仅画出了该高温取样探头101的示意图，并未详细示出更多的细节。高温取样探头101插入到管道102中，用于对管道102内的气体进行采样，高温取样探头101未插入到管道102中的一端(即出气端)安装有球阀110，过滤器104与高温取样探头101相连，具体地，可以通过第一管体103与高温取样探头101的球阀110相连，采样气体从高温取样探头101处取出传输到过滤器104处进行过滤，滤出采样气体中的粉尘和水分。本实施例中，过滤器104中具有加热结构，该加热结构用于对过滤器104进行加热。在实际的工艺生产中，上采样气体中会包含大量的粉尘和水分，例如含量可能达到200g/m3，利用过滤器104可以将大量的粉尘和水分过滤掉，但是，发明人在实现本发明过程中发现粉尘和水分混合很容易堵塞过滤器104中的滤芯，造成本应该通过的气体也无法从过滤器104中通过，而对过滤器104进行加热使得水分保持不会冷凝的状态，可以使粉尘保持粉状，避免滤芯堵塞。 

本实施中的高温气体分析系统还包括吹扫单元106，吹扫单元106与过滤器104相连，具体地，可以通过第二管体105进行连接，吹扫单元106用于将过滤器104和高温取样探头101中的粉尘吹回管道102内，进一步对通过 的采样气体进行除尘处理。从吹扫单元106通过的采样气体被传输到分析单元108中进行分析，分析单元108和吹扫单元106可以通过第三管体107相连。 

另外该高温气体分析系统还包括控制单元108，该控制单元108用于控制整个高温分析系统的运行，例如包括：控制吹扫单元106的吹扫运行过程，控制分析单元108的分析过程，控制过滤器104的过滤过程等。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种高温取样探头，用于对管道内的气体进行采样，其特征在于，包括与所述管道连通的安装管，和插设于所述安装管内并且末端伸入到所述管道内部的探头管，所述探头管和所述安装管通过法兰固定，并且所述安装管和探头管采用耐高温材料制成，所述探头管和安装管之间设置有用于增大所述探头管的抗冲击能力的加强结构；所述加强结构包括插设于所述安装管内的支撑管，和固定在所述支撑管的外壁上、并沿着所述支撑管的轴向延伸的板状结构，所述板状结构朝向安装管内壁的一侧与安装管内壁固定，所述探头管插设于所述支撑管中，并且探头管的外壁与支撑管的内壁相接触。

2.根据权利要求1所述的高温取样探头，其特征在于，所述探头管的未伸入到管道内部的一端设有阀门。

3.根据权利要求2所述的高温取样探头，其特征在于，所述阀门为截止球阀。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的高温取样探头，其特征在于，所述探头管的表面涂覆耐热防腐层。

5.一种高温气体分析系统，其特征在于，包括：如权利要求1至3中任意一项所述的高温取样探头、过滤器、吹扫单元、分析单元和控制单元；

其中，所述过滤器与所述高温取样探头相连，用于过滤高温取样探头获得的采样气体中的粉尘和水分，所述过滤器中设有加热装置，用于在过滤器进行过滤的过程进行加热；

所述吹扫单元与所述过滤器连接，用于将所述高温取样探头和所述过滤器内的粉尘吹回管道中；

所述分析单元与所述吹扫单元相连，对从所述吹扫单元输出的采样气体进行分析；

控制单元，用于控制高温气体分析系统的运行。

6.一种高温气体分析系统，其特征在于，包括：如权利要求4所述的高温取样探头、过滤器、吹扫单元、分析单元和控制单元； 

其中，所述过滤器与所述高温取样探头相连，用于过滤高温取样探头获得的采样气体中的粉尘和水分，所述过滤器中设有加热装置，用于在过滤器进行过滤的过程进行加热；

所述吹扫单元与所述过滤器连接，用于将所述高温取样探头和所述过滤器内的粉尘吹回管道中；

所述分析单元与所述吹扫单元相连，对从所述吹扫单元输出的采样气体进行分析；

控制单元，用于控制高温气体分析系统的运行。 

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