CN103234780B - 一种整体式气体取样探头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种整体式气体取样探头，其包括：能够设置在炉窑烟道内部以高精度过滤样气的新型过滤器，过滤器具有高精度（3um），低气流阻力（1800Pa）和纳米疏水特性；将过滤器过滤得到的干净样气输送至炉窑烟道外部样气管的样气出口。本发明提供的整体式气体取样探头中，过滤器能够设置在炉窑烟道的内部，应用时处于高温环境。与传统的过滤器设置在炉窑烟道外部的取样探头相比，本发明提供的整体式气体取样探头，因为过滤器设置在炉窑烟道内，应用中处于高温环境，所以无需设置电加热器、保温罩和防护箱等部件，使得气体取样探头的结构得到了简化，性能得到很大优化，内外反吹扫的设计，使取样探头对高粉尘样气的适应性大为提高。

Description

一种整体式气体取样探头

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，更具体地说，涉及一种整体式气体取样探头。

背景技术

样气处理系统技术是在线气体分析系统的核心和关键技术，取样探头是样气处理系统最重要的功能部件，也是本行业最重视、研究得最多的部件，在我国也有57年的工程应用历史。

在现有技术中，取样探头的体积普遍较大，设置在取样探头过滤腔中的圆筒形或环形过滤器体积也较大，所以过滤器需设置在炉窑烟道的外面，通过探头管伸入到烟道内以将样气引入到过滤器中。为了防止炉窑烟道内的高温气体在到达过滤器的过程中发生冷凝而无法输送至过滤器之后，需要在过滤器上设置电加热器，使其腔室温度保持在150℃以上，并设置保温罩。同时，为了避免雨水引发电气故障，还需要在取样探头上设置防护箱以保护电加热器。

由于体积较大的过滤器设置在炉窑烟道外侧，为避免在过滤器处发生冷凝而引发堵塞，需要在取样探头上设置电加热器、保温罩、和防护箱等部件，使得取样探头的结构比较复杂，给日常的检修维护带来了很大的不便，成本也高。而且过滤器的过滤精度相对较低，普遍为10um～20um，如果想要提高过滤精度就要采用2或3级过滤器，导致取样探头的结构更为复杂。

因此，如何优化取样探头的结构设计，降低取样探头日常检修维护的难度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种整体式气体取样探头，新的结构更加简单，降低了日常检修维护的难度。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种整体式气体取样探头，其包括：

能够设置在探头管内部以过滤气体的新型过滤器；

将所述过滤器过滤得到的干净样气输送至所述炉窑烟道外部样气管的样气出口。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述过滤器通过固定在所述炉窑烟道内壁上的探头管设置在所述炉窑烟道内部，且所述过滤器设置在所述探头管的内腔中。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述探头管穿过所述炉窑烟道的侧壁，且所述探头管穿出所述侧壁的一端与法兰座连接。

优选的，上述整体式气体取样探头中，还包括设置在所述探头管位于所述炉窑烟道内部的一端上的粉尘分离罩，所述粉尘分离罩为圆筒状，且直径大于所述导气管的直径。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述过滤器、所述样气管、所述探头管和所述法兰座通过焊接的方式连接为一体。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述过滤器为多层不锈钢网叠置而成的整体，且所述过滤器的表层不锈钢网的孔径小于内层不锈钢网的孔径。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述过滤器通过凸出所述探头管内壁的连接座与所述探头管连接，且所述连接座与所述过滤器围成闭合腔室，所述样气管与所述闭合腔室导通。样气管与探头管构成环形内腔。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述连接座上设置有导通所述连接座两侧所述内腔的通道。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述法兰座上设置有与所述样气管导通的内吹扫通道和与环形的所述内腔导通的外吹扫通道。

优选的，上述整体式气体取样探头中，所述样气管、所述探头管、所述法兰座和所述粉尘分离罩均为316L不锈钢材质。

本发明提供的整体式气体取样探头中，过滤器能够设置在炉窑烟道的内部，样气管将通过过滤器得到的干净样气输送至炉窑烟道外部的样气出口，与传统的过滤器设置在炉窑烟道外部的取样探头相比，本发明提供的整体式气体取样探头，因为过滤器设置在炉窑烟道内，处于高温环境，所以无需设置电加热器、保温罩和防护箱等部件，使得气体取样探头的结构得到了大大的简化，进而使气体取样探头在进行日常的检修维护时更加方便，降低了检修维护的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的整体式气体取样探头的结构示意图（图中箭头的指示方向为取样过程中气体的流动方向）。

图1中：

过滤器1、样气管2、探头管3、侧壁4、法兰座5、粉尘分离罩6、连接座7、通道8、内吹扫通道9、外吹扫通道10、样气出口11。

具体实施方式

本发明提供了一种整体式气体取样探头，其结构更加简单，降低了日常检修维护的难度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的整体式气体取样探头，其包括：

能够设置在炉窑烟道内部以过滤气体的过滤器1；

将过滤器1过滤得到的干净样气输送至炉窑烟道外部的样气管2的样气出口11。

本实施例提供的整体式气体取样探头中，过滤器1能够设置在炉窑烟道的内部，样气管2将通过过滤器1得到的干净样气输送至炉窑烟道外部的样气出口，与传统的过滤器设置在炉窑烟道外部的取样探头相比，本实施例提供的整体式气体取样探头，因为过滤器1设置在炉窑烟道内，并处于高温环境，所以无需设置电加热器、保温罩和防护箱等部件，使得整体式气体取样探头的结构得到了大大的简化，进而使整体式气体取样探头在进行日常的检修维护时更加方便，降低了检修维护的难度。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例提供的整体式气体取样探头中，过滤器1通过固定在炉窑烟道内壁上的探头管3设置在炉窑烟道内部，且过滤器1设置在探头管3的内腔中，如图1所示。在本实施例中，采用了体积很小的过滤器1，过滤器1为细长的小型化功能元件，直径20mm，长度200mm，将此过滤器1设置在探头管3的内腔中，以对过滤器1起到一定的保护作用，过滤器1位于探头管3的中段，且存在于炉窑烟道内的高温环境中，过滤器1根本不再需要电加热器等辅助性部件，不但节省了部件，还降低了维护难度。探头管3固定在炉窑烟道上，探头管3在起到导向气体使其流向过滤器1的作用以外，还借助连接座7起到支撑和连接过滤器1的作用。此种设置方式取消了传统取样探头的电加热器，相应结构也随之取消。

探头管3穿过炉窑烟道的侧壁4，且探头管3穿出侧壁4的一端与法兰座5连接。在本实施例中，由于过滤器设置在炉窑烟道内，所以需要将过滤后的干净样气送出炉窑烟道以进行测试，优选的，探头管3固定在侧壁4上的同时，还与样气管2一同穿过侧壁4以与设置在炉窑烟道外部的法兰座5连接。

本实施例提供的整体式气体取样探头中，还包括设置在探头管3位于炉窑烟道内部的一端上的粉尘分离罩6，该粉尘分离罩6为圆筒状，且直径大于导气管3的直径。粉尘分离罩6与探头管3连接，但并不与探头管3密封连接，而是两端口作为扩大了的样气进口，也是反吹扫时的粉尘出口，根据斯托克斯定律，由于物理分离作用，进入探头管3的粉尘将大比例减少，使本实施例提供的整体式气体取样探头对高粉尘样气的适应性进一步提高，成为更接近免维护的无堵塞连续气体取样探头，保证取样探头能长期连续运行。

优选的，过滤器1、样气管2、探头管3和法兰座5采用焊接的方式连接为一体，使本实施例提供的气体取样探头为整体式牢固结构，无需紧固件、螺纹件等可拆开的连接件。焊接工艺免除了传统取样探头的密封性困扰，整体式结构使气体取样探头实现了更大程度的简化和性能优化。

类似于细长试管状的过滤器1隐藏在探头管3中段的内部，过滤器1外部形成一个环形腔室。粉尘分离罩6的两端均为敞开式，与探头管3直接相通。样气管2和探头管3是套管结构并形成环形内腔，样气管2和过滤器1内部的腔室相通，是样气和内吹扫气的通道。样气管2与探头管3之间的环形内腔是外吹扫气的通道。

过滤器1为多层不锈钢网叠置而成的整体过滤器，且过滤器1的表层不锈钢网的孔径小于内层不锈钢网的孔径。表层不锈钢网的孔径为3um，保证了高精度表面过滤，内层不锈钢网的孔径大，使过滤器的阻力小又能保证足够的强度，实现了高精度过滤（最高精度3um）和低气流阻力（小于180Pa）的完善协调，经过滤器1过滤除去大于3um的粉尘后，干净样气进入样气管2，再从法兰座5上的样气出口11流出，进入后续样气处理装置。

本实施例提供的整体式气体取样探头的过滤精度更高，与传统的取样探头相比，无需设置多级过滤器，其结构更加简单。

如图1所示，过滤器1通过凸出探头管3内壁的连接痤7与探头管3连接，且连接座7与过滤器1围成环形腔室，样气管2与环形腔室导通。炉窑烟道内的气体经过滤器1过滤后进入到过滤器内腔室中，然后通过与该内腔室导通的样气管2将过滤得到的干净样气送至炉窑烟道外进行检测。

具体的，连接座7上设置有导通连接座7两侧内腔的通道8。连接座7的作用是连接探头管3和过滤器1，并使过滤器1借助连接座7的配合与探头管3形成内腔室，而在连接座7上设置连通连接座7两侧内腔的通道8，是为了使本实施例提供的整体式气体取样探头的外吹扫功能能够实现，外吹扫工作能够顺利实施。

法兰座5上设置有与样气管2导通的内吹扫通道9和样气出口11，以及与环形内腔导通的外吹扫通道10。为了进一步提高整体式气体取样探头的工作效果，降低日常检修维护的难度，本实施例提供的整体式气体取样探头具有内吹扫和外吹扫的自洁功能。当整体式气体取样探头在粉尘含量较大的环境中工作一段时间后，过滤器1上会附着大量的粉尘，使过滤器1发生堵塞而影响过滤器1的正常工作，在此种情况下，就可以通过设置在法兰座5上的内吹扫通道9向样气管2中充入清洁的压缩空气，在样气管2中沿与样气流向相反的方向流动，经样气管2进入到过滤器1的内腔室中，并通过过滤器1进入到探头管3的内腔中，最终进入炉窑烟道中。在上述过程中，清洁气体在反向通过过滤器1时，能够将附着在过滤器1外表面上的粉尘吹离过滤器1，使过滤器1得到清洁，从而无需再进行其他的检修维护。

当附着的粉尘较多，通过内吹扫操作难以达到预期的清洁效果时，可开启法兰座5上的外吹扫通道10，使压缩空气从外吹扫通道10中进入探头管3的环形内腔中，并通过连接座7上的通道8到达过滤器1外的环形腔室，以对过滤器1进行外吹扫。内吹扫和外吹扫的配合方式能够更加彻底对过滤器1进行清洁，延长了过滤器1反吹扫和维护的周期。由于内扫通道9和外吹扫通道10的容积小、路径短、气阻小，以及温度高的有利条件，使得反吹扫效果更加畅通、强劲，增强了反吹扫效果。本实施例提供的整体式气体取样探头的内、外吹扫工作是通过PLC控制器控制进行的自动清洁操作。

进一步的，样气管2、探头管3、法兰座5和粉尘分离罩6均为316L不锈钢材质，使其具有耐强腐蚀、耐高温的特性，进而使得其在炉窑烟道中工作性能更加可靠，使用寿命更长。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种整体式气体取样探头，其特征在于，包括：

能够设置在炉窑烟道内部以过滤被测样气的过滤器(1)，所述过滤器(1)通过固定在所述炉窑烟道内壁上的探头管(3)设置在所述炉窑烟道内部，且所述过滤器(1)设置在所述探头管(3)的内腔中，所述探头管(3)穿过所述炉窑烟道的侧壁(4)，且所述探头管(3)穿出所述侧壁(4)的一端与法兰座(5)连接，所述法兰座(5)上设置有与样气管(2)导通的内吹扫通道(9)和与环形的所述内腔导通的外吹扫通道(10)；

将所述过滤器(1)过滤得到的干净样气输送至所述炉窑烟道外部的所述样气管(2)的样气出口(11)。

2.根据权利要求1所述的整体式气体取样探头，其特征在于，还包括设置在所述探头管(3)位于所述炉窑烟道内部的一端上的粉尘分离罩(6)，所述粉尘分离罩(6)为圆筒状，且直径大于所述探头管(3)的直径。

3.根据权利要求2所述的整体式气体取样探头，其特征在于，所述过滤器(1)、所述样气管(2)、所述探头管(3)和所述法兰座(5)通过焊接的方式连接为一体。

4.根据权利要求1所述的整体式气体取样探头，其特征在于，所述过滤器(1)为多层不锈钢网叠置而成的整体，且所述过滤器(1)的表层不锈钢网的孔径小于内层不锈钢网的孔径。

5.根据权利要求1所述的整体式气体取样探头，其特征在于，所述过滤器(1)通过凸出所述探头管(3)内壁的连接座(7)与所述探头管(3)连接，且所述连接座(7)与所述过滤器(1)围成闭合腔室，所述样气管(2)与所述闭合腔室导通。

6.根据权利要求5所述的整体式气体取样探头，其特征在于，所述连接座(7)上设置有导通所述连接座(7)两侧所述腔室的通道(8)。

7.根据权利要求2所述的整体式气体取样探头，其特征在于，所述样气管(2)、所述探头管(3)、所述法兰座(5)和所述粉尘分离罩(6)均为316L不锈钢材质。