CN105784426A - 一种烟道气采样孔封堵装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烟道气采样孔封堵装置及其使用方法，烟道气采样孔封堵装置由一副具有互相啮合的封堵门、壳体及驱动单元组成，封堵门在驱动单元的作用下能在壳体里滑动。在非采样时段，在驱动单元的作用下，封堵门相互啮合将采样孔封闭；当采样时，驱动单元拉力作用下封堵门开启形成与烟囱的采样孔相通的圆孔，将采样枪口插入烟道上的采样孔直至采样枪口到达指定的位置后，驱动单元推动封堵门将采样枪外壁夹紧，防止采样过程中烟气泄露。本发明结构简单、可自动化控制、技术成熟，特别适合于烟道气二恶英在线连续采样设备中。

Description

一种烟道气采样孔封堵装置及其使用方法

技术领域

本发明属于环境污染分析和监测领域，主要涉及烟道中目标污染物的采样分析，特别是烟气和烟尘中二恶英的连续采样分析和监测所用的一种采样装置。

背景技术

为了控制和减少大气污染排放，需要对城市垃圾的焚烧、危险废弃物焚烧、火电厂等工业炉窑等固定污染源进行采样和监测。

在烟道、烟囱及排气筒等固定污染源排放废气的环境监测中，颗粒物与气态污染物的采样和监测，主要有手工采样、便携式仪器监测、烟道气尘的在线监测等。在这些采样监测中，现行的美国EPA23方法、欧盟EN1948、我国国家环保标准GB/T16157-1996及我国环境保护行业标准HJ/T394-2007等均采用采样枪将采样枪口放到烟道截面中指定的位置，或是手动移动采样枪至采样点，或是固定安装在烟囱上的采样孔上。目前手工安置采样枪进行采样占了较大比例，其操作是打开烟囱上的采样孔法兰盖，将采样枪伸入到烟囱上开设的采样孔内进行取样，为了防止烟气泄露采用专用装置或布条之类的柔性物品堵塞采样枪与采样孔之间的间隙。然而在自动采样中，特别是在移动式采样中，非采样阶阶保持采样孔封闭，准备采样时需自动打开采样孔让采样枪口移入到烟囱内部的指定位置，采样过程中需封堵采样枪外壁与采样孔之间的间隙，为解决此类使用问题提出了本发明的一种采样孔封堵装置及其操作方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种结构简单、适用于自动连续在线的烟道气采样孔封堵装置及其使用方法。

本发明提供的烟道气采样孔封堵装置主要组成部分包括驱动单元a和驱动单元b、封堵门a和封堵门b及壳体；

所述壳体为左右两端开口的中空的长方体腔体结构，长方体腔体结构的前后两端面上分别开有圆形通孔，二圆形通孔同轴，于前后两端面上、二圆形通孔处分别安装有连接法兰，长方体腔体结构的左右两开口端设有安装板，安装版上有开口；

所述封堵门a是由1层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成；长方形平板的右侧端向左开设有长方形缺口，以该长方形缺口的左侧边中点为圆心，左侧边边长d为直径，继续于长方形缺口内向左开半圆形缺口，半圆形缺口的圆心处于半圆形缺口的右侧；于长方形平板的一侧端面上叠放有一直径为d的半圆形平板，半圆形的圆心处于半圆形的左侧，半圆形左侧边与长方形平板左侧边的距离大于或等于长方形缺口的上边边长；半圆形缺口与平板中的半圆形圆心之间的距离大于或等于d，两圆心之间连线垂直于封堵门上任一长方形的左侧边或右侧边；

所述封堵门b是由1层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成，或由1层长方形平板构成；长方形平板的左侧端向右开设有长方形缺口，以该长方形缺口的右侧边中点为圆心，右侧边边长d为直径，继续于长方形缺口内向右开半圆形缺口，半圆形缺口的圆心处于半圆形缺口的左侧；于长方形平板的一侧端面上叠放有一直径为d的半圆形平板，半圆形的圆心处于半圆形的右侧，半圆形右侧边与长方形平板右侧边的距离大于或等于长方形缺口的上边边长；半圆形缺口与平板中的半圆形圆心之间的距离大于或等于d，两圆心之间连线垂直于封堵门上任一长方形的左侧边或右侧边；

当封堵门b由一层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成时，封堵门a的长方形平板层数与封堵门b的半圆形平板层数相等，封堵门a的半圆形平板层数与封堵门b的长方形平板层数相等，彼此层结构之间相互对应设置，即封堵门a的长方形平板与封堵门b的半圆形平板对应，同时封堵门a的半圆形平板与封堵门b的长方形平板相对应，使封堵门a与封堵门b能够相互啮合，封堵门a与封堵门b配合时一者的长方形平板上半圆形缺口的半圆弧面可以和另一者的半圆形平板上的半圆弧面相互贴合；当封堵门b由1层长方形平板和1层半圆形平板构成时，封堵门a由1层长方形平板和1层半圆形平板构成，彼此层结构之间相互对应设置，即封堵门a的半圆形平板与封堵门b的长方形平板相对应，处在同一平面上，使封堵门a与封堵门b能够相互啮合，封堵门a与封堵门b配合时一者的长方形平板上半圆形缺口的半圆弧面可以和另一者的半圆形平板上的半圆弧面相互贴合；

所述驱动单元a和驱动单元b均带有伸缩杆，伸缩杆作为连接杆与封堵门连接，驱动单元a的伸缩杆在驱动单元a的右侧，该伸缩杆穿过壳体左侧的安装板上的开口、与封堵门a的左侧面相连接，封堵门a从壳体的左侧开口处插入壳体内部，通过左侧安装板安装固定在壳体内；驱动单元b的伸缩杆在驱动单元b的左侧，该伸缩杆穿过壳体右侧的安装板上的开口、与封堵门b的右侧面相连接，封堵门b从壳体右侧开口处插入壳体内部，通过右侧安装板安装固定在壳体内；封堵门a和封堵门b均可在壳体内沿左右方向平滑移动；

上述壳体前后两端面上的圆形通孔直径大于或等于d。

所述的封堵门a与封堵门b能够相互啮合是指当封堵门b由一层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成时，封堵门a和封堵门b分别在驱动单元a和驱动单元b带动下向壳体中间移动时，封堵门a上的每一半圆形平板与封堵门b上与之相对应的长方形平板结构处在同一平面上，半圆形平板能够嵌入到与之相对应的长方形平板上的半圆形缺口中，两者相邻的侧面能够紧密接触，封堵门b上的每一半圆形平板与封堵门a上与之相对应的长方形平板结构处在同一平面上，半圆形平板能够嵌入到与之相对应的长方形平板上的半圆形缺口中，两者相邻的侧面能够紧密接触；当封堵门b由1层长方形平板构成时，封堵门a上的半圆形平板与封堵门b的长方形平板处在同一平面上，半圆形平板能够嵌入到封堵门b的半圆形缺口中，两者相邻的侧面能够紧密接触。

两封堵门相互配合，封堵门a的半圆形平板嵌入其对应的与之相匹配封堵门b长方形平板上的半圆形缺口内；封堵门b的半圆形平板嵌入其对应的与之相匹配封堵门a长方形平板上的半圆形缺口内；

所述封堵门a和封堵门b的长方形平板上的半圆形缺口的缺口面上设有柔性的密封材料。

所述封堵门a和封堵门b是由不锈钢、钛合金、聚四氟乙烯、石墨、石棉或电木中的一种或二种以上加工而成的。

所述驱动单元a和驱动单元b是气缸、油缸或电动伸缩杆作为执行元件。

所述壳体为不锈钢或钛合金板制成。

所述安装板与壳体左右开口端密闭连接。

所述驱动单元a和驱动单元b是气缸、油缸或电动伸缩杆等执行元件，以气缸为例，通过阀门控制向气缸缸体内给气排气，控制其气缸杆伸缩。驱动单元固定在安装板上，安装板固定在壳体上，驱动单元伸长或缩回带动封堵门在壳体内沿直线滑动。

本发明提供的烟道气采样孔封堵装置的使用方法为：

壳体通过其一侧法兰与烟囱上的采样孔连接，壳体上的圆形开口与采样孔同轴相通；非采样时段，封堵门a和封堵门b相互啮合，将采样孔封闭；采样时，驱动单元a和驱动单元b通过各自的伸缩杆分别拉动封堵门a和封堵门b在壳体内分别向左和向右滑动，直到封堵门a和封堵门b之间形成的缺口足以使采样枪通过，采样枪穿过封堵门之间的缺口和烟囱上的采样孔进入烟囱内部，采样枪的枪口到达烟囱内指定的位置后，驱动单元a和驱动单元b分别推动封堵门a和封堵门b向采样枪外壁靠拢，直到封堵门a和封堵门b的半圆形缺口缺口面上的柔性密闭材料与采样枪外壁紧密接触，防止采样过程中烟气泄露，进行采样；采样结束后，驱动单元a和驱动单元b通过各自的伸缩杆分别推动封堵门a和封堵门b离开采样枪外壁，将采样枪抽离，驱动单元a和驱动单元b通过各自的伸缩杆分别推动封堵门a和封堵门b在壳体内分别向右和向左滑动，两封堵门相互啮合，将采样孔封闭。

本发明的有益效果是：实现了在非采样阶段采样孔自动封堵、采样阶段采样枪和采样孔之间间隙的自动密封；便于程序自动控制实现无人值守采样；也避免了因长期暴露在烟道内导致的采样管路堵塞、采样枪受到腐蚀。本发明结构简单、技术成熟，特别适合于烟道气二恶英在线连续采样设备中。

附图说明

图1为本发明的一种烟道气采样孔封堵装置示意图。

其中，1为驱动单元a；2/6为安装板、3为封堵门b、4为壳体、5为封堵门b、7为驱动单元b。

图2为一副啮合的封堵门示意图。

图3为三副啮合的封堵门示意图。

具体实施方式

以下为本专利的具体实施方式的举例说明。

实施例1

安装烟道气采样孔封堵装置：

烟道气采样孔封堵装置包括驱动单元a和驱动单元b、封堵门a和封堵门b及壳体。

壳体为不锈钢材料制成，为左右两端开口的中空的长方体腔体结构，长宽高300mm*50mm*120mm，长方体腔体结构的前后两端面上分别开有直径为100mm的圆形通孔，二圆形通孔同轴，于前后两端面上、二圆形通孔处分别安装有配合圆形通孔直径的连接法兰，长方体腔体结构的左右两开口端设有安装板，安装版上有开口，安装板与壳体左右开口端密闭连接。

封堵门由钛合金材料制成；封堵门a由3层的长方形平板和3层的半圆形平板交替叠合而成；长方形平板的右侧端向左开设有长方形缺口，长方形缺口左侧边边长为100mm，以该长方形缺口的左侧边中点为圆心，100mm为直径，继续于长方形缺口内向左开半圆形缺口，半圆形缺口的圆心处于半圆形缺口的右侧；于长方形平板的一侧端面上叠放有一直径为100mm的半圆形平板，半圆形的圆心处于半圆形的左侧，半圆形左侧边与长方形平板左侧边的距离大于或等于长方形缺口的上边边长；半圆形缺口与平板中的半圆形圆心之间的距离为200mm，两圆心之间连线垂直于封堵门上任一长方形的左侧边或右侧边；封堵门b是由3层的长方形平板和3层的半圆形平板交替叠合而成，长方形平板的左侧端向右开设有右侧边边长为100mm的长方形缺口，以该长方形缺口的右侧边中点为圆心，以100mm为直径，继续于长方形缺口内向右开半圆形缺口，半圆形缺口的圆心处于半圆形缺口的左侧；于长方形平板的一侧端面上叠放有一直径为100mm的半圆形平板，半圆形的圆心处于半圆形的右侧，半圆形右侧边与长方形平板右侧边的距离为40mm；半圆形缺口与平板中的半圆形圆心之间的距离为200mm，两圆心之间连线垂直于封堵门上任一长方形的左侧边或右侧边；封堵门a和封堵门b彼此层结构之间相互对应设置，即封堵门a的长方形平板与封堵门b的半圆形平板对应，同时封堵门a的半圆形平板与封堵门b的长方形平板相对应，使封堵门a与封堵门b可以相互啮合，封堵门a与封堵门b配合时长方形平板上的半圆弧面可以和半圆形平板上的圆弧面相互贴合；封堵门a和封堵门b的长方形平板上的半圆形缺口的缺口面上设有硅胶密封条；

驱动单元a和驱动单元b采用气缸，均带有伸缩杆，通过阀门控制向气缸缸体内给气排气，控制其气缸杆伸缩，伸缩杆作为连接杆与封堵门连接，驱动单元a的伸缩杆在驱动单元a的右侧，该伸缩杆穿过壳体左侧的安装板上的开口、与封堵门a的左侧面相连接，封堵门a从壳体的左侧开口处插入壳体内部，通过左侧安装板安装固定在壳体内；驱动单元b的伸缩杆在驱动单元b的左侧，该伸缩杆穿过壳体右侧的安装板上的开口、与封堵门b的右侧面相连接，封堵门b从壳体右侧开口处插入壳体内部，通过右侧安装板安装固定在壳体内；封堵门a和封堵门b均可在壳体内沿左右方向平滑移动。伸缩杆作为连接杆分别穿过壳体左右两侧板状物的孔与封堵门a和封堵门b未开凹口一侧相连接，封堵门a和封堵门b凹口侧相对插入壳体内，两者相互啮合，通过壳体左右两侧板状物分别安装固定在壳体两侧。封堵门a和封堵门b在驱动单元a和驱动单元b的作用下能在壳体里沿直线平滑移动。

实施例2

实施例1中组装的烟道气采样孔封堵装置的使用方法：

壳体前后两侧面的圆形开口上的法兰结构端面与烟囱上的采样孔配合，使得壳体零件上的圆形开口于采样孔同心且相通，采样时采样枪贯穿壳体上的圆形开口、穿过采样孔、伸入到烟囱中进行取样。具体步骤如下：

(1)本例中采用五口二位电磁阀控制气缸通气方向，默认状态下，管路里气压正常时气缸杆处于伸长状态，即封堵门处于闭合状态。

(2)准备开始采样阶段，在程序控制下，电磁阀通电切换气路、使得气缸内气体进出口方向发生改变，气缸杆处于缩回状态，气缸杆带动封堵门移动，采样孔完全打开。

(3)当采样孔完全打开，采样枪通过封堵门的开孔进入到采样孔中的指定位置，而后，程序控制下关闭电磁阀、使得气缸内气体进出口方向发生改变，气缸出于伸长状态，气缸杆带动封堵门移动，封堵门将采样枪外壁夹紧，将采样孔与采样枪外壁之间间隙形成密封，防止烟尘和水气从采样孔泄漏，其后进行采样。

(4)采样完毕后，在程序控制下，电磁阀通电切换气路、使得气缸内气体进出口方向发生改变，气缸杆处于缩回状态，气缸杆带动封堵门移动，采样孔完全打开，退出采样枪。

(5)采样枪完全退出后，在程序控制下，电磁阀通电切换气路、使得气缸内气体进出口方向发生改变，气缸杆处于伸长状态，气缸杆带动封堵门移动，采样孔完全封闭，此状态即为非采样时段封堵门的状态，能完全关闭采样孔，防止烟尘和水气从采样孔泄漏。

(6)每个采样点的烟道气样品采集时，重复以上步骤(2)(3)(4)(5)。

Claims (8)

1.一种烟道气采样孔封堵装置，其特征在于：包括驱动单元a(1)和驱动单元b(7)、封堵门a(3)和封堵门b(5)及壳体(4)；

所述壳体(4)为左右两端开口的中空的长方体腔体结构，长方体腔体结构的前后两端面上分别开有圆形通孔，二圆形通孔同轴，于前后两端面上、二圆形通孔处分别安装有连接法兰，长方体腔体结构的左右两开口端设有安装板，安装版上有开口；

所述封堵门a(3)是由1层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成；长方形平板的右侧端向左开设有长方形缺口，以该长方形缺口的左侧边中点为圆心，左侧边边长d为直径，继续于长方形缺口内向左开半圆形缺口，半圆形缺口的圆心处于半圆形缺口的右侧；于长方形平板的一侧端面上叠放有一直径为d的半圆形平板，半圆形的圆心处于半圆形的左侧，半圆形左侧边与长方形平板左侧边的距离大于或等于长方形缺口的上边边长；半圆形缺口与平板中的半圆形圆心之间的距离大于或等于d，两圆心之间连线垂直于封堵门上任一长方形的左侧边或右侧边；

所述封堵门b(5)是由1层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成，或由1层长方形平板构成；长方形平板的左侧端向右开设有长方形缺口，以该长方形缺口的右侧边中点为圆心，右侧边边长d为直径，继续于长方形缺口内向右开半圆形缺口，半圆形缺口的圆心处于半圆形缺口的左侧；于长方形平板的一侧端面上叠放有一直径为d的半圆形平板，半圆形的圆心处于半圆形的右侧，半圆形右侧边与长方形平板右侧边的距离大于或等于长方形缺口的上边边长；半圆形缺口与平板中的半圆形圆心之间的距离大于或等于d，两圆心之间连线垂直于封堵门上任一长方形的左侧边或右侧边；

当封堵门b由一层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成时，封堵门a的长方形平板层数与封堵门b的半圆形平板层数相等，封堵门a的半圆形平板层数与封堵门b的长方形平板层数相等，彼此层结构之间相互对应设置，即封堵门a的长方形平板与封堵门b的半圆形平板对应，同时封堵门a的半圆形平板与封堵门b的长方形平板相对应，使封堵门a与封堵门b能够相互啮合，封堵门a与封堵门b配合时一者的长方形平板上半圆形缺口的半圆弧面可以和另一者的半圆形平板上的半圆弧面相互贴合；当封堵门b由1层长方形平板和1层半圆形平板构成时，封堵门a由1层长方形平板和1层半圆形平板构成，彼此层结构之间相互对应设置，即封堵门a的半圆形平板与封堵门b的长方形平板相对应，处在同一平面上，使封堵门a与封堵门b能够相互啮合，封堵门a与封堵门b配合时一者的长方形平板上半圆形缺口的半圆弧面可以和另一者的半圆形平板上的半圆弧面相互贴合；

所述驱动单元a(1)和驱动单元b(7)均带有伸缩杆，伸缩杆作为连接杆与封堵门连接，驱动单元a的伸缩杆在驱动单元a的右侧，该伸缩杆穿过壳体左侧的安装板上的开口、与封堵门a的左侧面相连接，封堵门a从壳体的左侧开口处插入壳体内部，通过左侧安装板安装固定在壳体内；驱动单元b的伸缩杆在驱动单元b的左侧，该伸缩杆穿过壳体右侧的安装板上的开口、与封堵门b的右侧面相连接，封堵门b从壳体右侧开口处插入壳体内部，通过右侧安装板安装固定在壳体内；封堵门a和封堵门b均可在壳体内沿左右方向平滑移动；

上述壳体前后两端面上的圆形通孔直径大于或等于d。

2.如权利要求1所述的烟道气采样孔封堵装置，其特征在于：所述的封堵门a与封堵门b能够相互啮合是指当封堵门b由一层以上的长方形平板和1层以上的半圆形平板交替叠合而成时，封堵门a和封堵门b分别在驱动单元a和驱动单元b带动下向壳体中间移动时，封堵门a上的每一半圆形平板与封堵门b上与之相对应的长方形平板结构处在同一平面上，半圆形平板能够嵌入到与之相对应的长方形平板上的半圆形缺口中，两者相邻的侧面能够紧密接触，封堵门b上的每一半圆形平板与封堵门a上与之相对应的长方形平板结构处在同一平面上，半圆形平板能够嵌入到与之相对应的长方形平板上的半圆形缺口中，两者相邻的侧面能够紧密接触；当封堵门b由1层长方形平板构成时，封堵门a上的半圆形平板与封堵门b的长方形平板处在同一平面上，半圆形平板能够嵌入到封堵门b的半圆形缺口中，两者相邻的侧面能够紧密接触。

3.如权利要求1所述的烟道气采样孔封堵装置，其特征在于：所述封堵门a和封堵门b的长方形平板上的半圆形缺口的缺口面上设有柔性的密封材料。

4.如权利要求1所述的烟道气采样孔封堵装置，其特征在于：所述封堵门a和封堵门b是由不锈钢、钛合金、聚四氟乙烯、石墨、石棉或电木中的一种或二种以上加工而成的。

5.如权利要求1所述的烟道气采样孔封堵装置，其特征在于：所述驱动单元a和驱动单元b是气缸、油缸或电动伸缩杆作为执行元件。

6.如权利要求1所述的烟道气采样孔封堵装置，其特征在于：所述壳体为不锈钢或钛合金板制成。

7.如权利要求1所述的烟道气采样孔封堵装置，其特征在于：所述安装板与壳体左右开口端密闭连接。

8.权利要求1-6任一所述的烟道气采样孔封堵装置的使用方法，其特征在于：壳体(4)通过其一侧法兰与烟囱上的采样孔连接，壳体上的圆形开口与采样孔同轴相通；非采样时段，封堵门a和封堵门b相互啮合，将采样孔封闭；采样时，驱动单元a和驱动单元b通过各自的伸缩杆分别拉动封堵门a和封堵门b在壳体内分别向左和向右滑动，直到封堵门a和封堵门b之间形成的缺口足以使采样枪通过，采样枪穿过封堵门之间的缺口和烟囱上的采样孔进入烟囱内部，采样枪的枪口到达烟囱内指定的位置后，驱动单元a(1)和驱动单元b(7)分别推动封堵门a(3)和封堵门b(5)向采样枪外壁靠拢，直到封堵门a和封堵门b的半圆形缺口缺口面上的柔性密闭材料与采样枪外壁紧密接触，防止采样过程中烟气泄露，进行采样；采样结束后，驱动单元a和驱动单元b通过各自的伸缩杆分别推动封堵门a和封堵门b离开采样枪外壁，将采样枪抽离，驱动单元a和驱动单元b通过各自的伸缩杆分别推动封堵门a和封堵门b在壳体内分别向右和向左滑动，两封堵门相互啮合，将采样孔封闭。