CN111257099A - 热分解烟气特性实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热分解烟气特性实验装置，其包括机架、依次设置在机架上的燃烧装置和气体存储装置，所述燃烧装置包括固定在机架上的燃烧室、水平设在燃烧室内的若干电热棒，所述燃烧室上设有用于通入空气的进气管，所述进气管上设有调节阀，所述燃烧装置与气体存储装置之间通过石英管连通。本发明具有提高试验结果准确性的效果。

Description

热分解烟气特性实验装置
技术领域
本发明涉及热分解收集装置领域，更具体地说，它涉及一种热分解烟气特性实验装置。
背景技术
各种建材、装修材料都会进行热分解实验，热分解实验是对材料进行加热，使得被检测的材料被加热后产生的烟气进行检验，检验被测材料热分解后的毒性，从而判定这种材料是否适合用在建筑上、装修上以及其他的产品上。
目前，现有的热分解实验是对被测材料进行加热，同时通过鼓风机将被测材料分解后的烟气导入到存放小白鼠的密闭实验室中，通过小白鼠的死亡率来对这种建筑材料分解后的烟气特性进行判定。但是现有的这种烟气特性检测方式存在很大的误差，首先小白鼠的种类不同，低抗力也不同，同样的烟气对小白鼠造成的死亡率也不同；同时地域不同气候不同的环境下所生长的老鼠的抵抗力也是不同，进一步使得每一次的实验误差都比较大。这样对烟气特性的最终结论难以判定。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热分解烟气特性实验装置，其优点是，通过化学实验的方式对建筑材料燃烧后的特性进行测定。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种热分解烟气特性实验装置，包括机架、依次设置在机架上的燃烧装置和气体存储装置，所述燃烧装置包括固定在机架上的燃烧室、水平设在燃烧室内的若干电热棒，所述燃烧室上设有用于通入空气的进气管，所述进气管上设有调节阀，所述燃烧装置与气体存储装置之间通过石英管连通。
通过上述技术方案，材料放置在电热棒上，通过电热棒对燃烧室内进行加热，使得材料进行热分解。进气管用于通入空气，调节阀用于控制气体的进入量。这样使得待测材料能够在有氧的环境下和无氧的环境的下进行热分解，针对不同的情况对气体进行热分解。热分解的烟气被存储在气体存储装置中，便于后续的对气体进行化学分析，从而能够准确的得到待测材料热分解后的烟气是否有毒性，这样不仅够判断的是否有毒性，同时还能够根据有毒气体的含量判断毒性的强烈，提高判定准确性的科学性。
本发明进一步设置为：所述气体存储装置包括收集箱和滑移连接在收集箱中的并且与收集箱密封对接的滑板，所述石英管与收集箱连通，所述收集箱上远离石英管的侧面沿垂直于滑板的方向固定设有滑杆，所述滑杆延伸出收集箱，所述收集箱上靠近石英管的侧面设有排气管，所述排气管上设有阀门，所述收集箱上设有用于驱动滑板移动的驱动组件。
通过上述技术方案，初始时，滑板与收集箱的石英管所在侧壁贴合，驱动组件驱动滑杆和滑板移动，使得收集箱内形成负压，这样烟气会自动向收集箱中流动，从而完成的烟气收集的作用，使得烟气存储在收集箱中，排气管用于将收集箱中烟气从排出，使得烟气能够导入到容器中，便于后续的化学分析。
本发明进一步设置为：所述驱动组件包括转动连接在收集箱上远离石英管的外侧面上的驱动齿轮和主动齿轮，所述滑杆与驱动齿轮同轴设置并且螺纹连接在驱动齿轮上，所述箱体上固定设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与主动齿轮固定连接。
通过上述技术方案，由于在驱动齿轮和滑杆螺纹连接，当驱动电机带动驱动齿轮自动转动时，滑杆和驱动齿轮之间相对转动，从而使得滑杆沿水平方向滑动，实现自动驱动滑杆和滑板移动。
本发明进一步设置为：所述机架上设有用排水法收集烟气样品的集气装置，所述集气装置包括用于与排气管对接的集气瓶以及用于装水的水箱，所述水箱上设有进水管和注水管，所述注水管以及进水管和水箱之间均设有用于抽水的水泵，所述进水管用于与集气瓶连通。
通过上述技术方案，烟气存储在收集箱中，集气装置用于将收集箱中的烟气收集在集气瓶中，便于后续的化学分析。首先将集气瓶中注满水，然后将排气管插接在集气瓶上，进水管插接在集气瓶内，水泵开始抽水，滑杆和滑板同步向靠近排气管的方向移动，这样使得气体自动进入集气瓶内，从而实现将收集箱内的烟气导出的作用。
本发明进一步设置为：所述机架上设有用于传送集气瓶的传送组件，所述传送组件包括沿机架的宽度方向设置的传送辊和套设在传送辊上的传送带，所述传送辊上设有用于驱动传送辊转动的伺服电机，所述传送带的外表面上阵列设置若干用于限位集气瓶的限位组件，所述限位组件包括沿传送带的宽度方向固定在传送带上的两个用于夹持集气瓶的夹板，同一个所述夹板上径向设有用于防止集气瓶移动的两个挡板。
通过上述技术方案，限位组件由于限制集气瓶水平滑动，确保与传送带同步移动。这样当上一个集气瓶收集满烟气时，经过传送带作用，下一个集气瓶自动移动上一个集气瓶的位置。夹板和挡板围成方框，集气瓶位于方框内，从而限制集气瓶水平移动的作用。
本发明进一步设置为：相邻所述传送组件之间的间距与进水管和注水管之间的间距相等，所述集气瓶上竖直设有与排气管对接的第一气管和与进水管对接的第二气管，所述机架上设有用于将排气管插接在第一气管上第一驱动件，所述机架上还设有用于将进水管插接在第二气管上的第二驱动件。
通过上述技术方案，第一驱动件和第二驱动件用于自动将排气管插接在第一气管上，将注水管和进水管插接在第二气管上。相邻的两个集气瓶，一个进行收集气体，另一个进行注水，这样两个动作同步进行，提高收集烟气的速率。
本发明进一步设置为：所述第一驱动件包括固定机架上的支架和固定在支架上的第一气缸，所述排气管的头部固定在第一气缸的活塞杆上，所述第二驱动件的结构与第一驱动件的结构相同。
通过上述技术方案，当第一气管与排气管对接时，此时第一气缸驱动排气管插接在第一气管上，进而实现自动驱动排气管插接在第一气管上，代替人工插接，实现自动化收集烟气。
本发明进一步设置为：所述燃烧室内位于电热棒的下方设有点火枪，所述机架内设有供气装置，所述供气装置与点火枪连通。
通过上述技术方案，点火枪的设置，能够使得材料在燃烧的状态下进行热分解。与电热棒在不燃烧的情况的热分解进行对比，更好的分析待测材料在不同的情况下热分解的产物。
本发明进一步设置为：所述燃烧室上可拆卸设有密封门，所述密封门的内侧和燃烧室的内侧均粘接耐火棉。
通过上述技术方案，耐火棉具有隔热的作用，防止密封门和燃烧室的外表面温度高而烫伤工作人员。
本发明进一步设置为：所述密封门的下端转动连接在燃烧室上，所述密封门的转动轴线沿机架的宽度方向设置，所述燃烧室内水平设有滑轨，所述滑轨沿垂直于密封门的方向设置，所述滑轨上滑移设有工字型滑动件，所述密封门靠近滑动件的一面上设有滑块，所述滑块沿上下滑移的连接在密封门的内侧，所述滑动件和滑块之间设有连接杆，所述连接杆的两端分铰接在滑块和滑动件上。
通过上述技术方案，转动密封门，密封门和滑动件同步移动，使得密封门在打开的时候，通过联动的作用下，滑动件和待测材料分解后的产物一起滑出燃烧室；密封门在闭合的过程中，使得待测材料和滑动件一起进入燃烧室内。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、将待测材料的热分解后的烟气收集起来，再通过化学实验的方式对烟气成分进行实验，提高实验的准确性；
2、收集箱和集气装置用于将烟气收集在集气瓶中，便于后续的化学实验；
3、密封门与滑动件的联动设置，便于将被测材料放入箱体或者取出箱体。
附图说明
图1是本实施例的整体的结构示意图。
图2是本实施例的燃烧装置的整体结构示意图。
图3是本实施例的燃烧装置的俯瞰视角的结构示意图。
图4是本实施例的气体存储装置的结构示意图。
图5是本实施例的集气装置的结构示意图。
图6是本实施例的传送组件、第一驱动件和第二驱动件的结构示意图。
图7是本实施例的传送组件、集气瓶和限位组件的结构示意图。
附图标记：1、机架；11、供气装置；12、点火枪；13、进气管；14、调节阀；15、石英管；2、燃烧装置；21、电热棒；22、燃烧室；23、密封门；24、滑轨；25、滑动件；251、滑块；252、连接杆；3、气体存储装置；31、滑板；32、滑杆；33、收集箱；34、排气管；35、阀门；4、驱动组件；41、驱动齿轮；42、主动齿轮；43、驱动电机；5、集气装置；51、集气瓶；511、第一气管；512、第二气管；52、水箱；53、进水管；54、注水管；55、水泵；6、传送组件；61、传送辊；62、伺服电机；63、传送带；7、限位组件；71、夹板；72、挡板；8、第一驱动件；81、支架；82、第一气缸；9、第二驱动件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：参考图1，一种热分解烟气特性实验装置，包括机架1、依次设置在机架1上的燃烧装置2和气体存储装置3，燃烧装置2与气体存储装置3之间通过石英管15连通。待测材料放在燃烧装置2中加热，使得待测材料加热后形成的烟气通过石英管15被存储在气体存储装置3中。燃烧装置2包括固定在机架1上的燃烧室22以及水平设置在燃烧室22内的若干电热棒21，电热棒21采用钨棒。电热棒21上连接外部的电源，待测材料放置在电热棒21上，电热棒21通电后不断的发热，从而对材料进行热分解。
参考图2，燃烧室22的外侧壁上还设置进气管13，进气管13与燃烧室22内部连通，进气管13上设置阀门35，进气管13用于通入空气，模拟材料在有氧的环境下进行热分解，进气管13上设置调节阀14，调节阀14用于调节气体流量。
参考图1和图2，燃烧室22内位于电热棒21的下方还设置点火枪12，机架1的内部设置供气装置11，供气装置11采用氢气作为燃料，点火枪12用于模拟待测材料燃烧情况下分解的产物。燃烧室22上转动连接密封门23，密封门23的转动轴线沿机架1的宽度方向设置，并且密封门23的下端转动在燃烧室22上，密封门23的上端通过螺栓固定在燃烧室22上。密封门23和燃烧室22的内侧面均设置耐火棉，耐火棉用于隔热，防止燃烧室22的外壁和密封门23的外侧面温度高而烫伤工作人员。
参考图2和图3，燃烧室22的内壁上并且位于电热棒21的上方水平设置滑轨24，滑轨24沿机架1的长度方向设置，滑轨24上滑移设置工字形的滑动件25，密封门23靠近滑动件25的一面上设置滑块251，滑块251上下滑移连接在密封门23上，滑动件25和滑块251之间设置连接杆252，连接杆252的两端分铰接在滑块251和滑动件25上，滑动件25的中间段设置插针，待测材料通过插针固定在滑动件25上。转动密封门23，使得密封门23脱离燃烧室22，密封门23将拉动滑动件25，使得密封门23在转动的过程中，滑动件25通过向远离燃烧室22的方向移动；反之，当密封门23向靠近燃烧室22得方向转动时，滑动件25同步缩回燃烧室22内。上述设置便于将待测材料放置在燃烧室22内或者从燃烧室22内取出。当密封门23合上后，密封门23再通过螺栓固定在燃烧室22上。
参考图4，气体存储装置3包括与石英管15连通的收集箱33以及沿收集箱33长度方向滑移连接在收集箱33内的滑板31，滑板31与收集箱33之间密封连接。石英管15沿垂直于滑板31的方向设置，滑板31上远离石英管15的一面并沿垂直于滑板31的方向固定设置滑杆32，滑杆32延伸出收集箱33。收集箱33的外侧面固定设置用于驱动滑杆32和滑板31移动的驱动组件4。实验前，滑板31与石英管15所在的侧壁贴合，当待测材料在分解的过程中，滑板31和滑杆32在驱动组件4的带动下，向远离石英管15的方向移动，使得燃烧后的气体向收集箱33中流动。
参考图4，驱动组件4包括相互啮合的驱动齿轮41和主动齿轮42，驱动齿轮41和主动齿轮42转动连接在收集箱33上的滑杆32所在的侧壁上，滑杆32与驱动齿轮41同轴并且彼此之间螺纹连接，主动齿轮42上设置驱动电机43，驱动电机43固定在收集箱33上。当驱动电机43工作时，间接使得驱动齿轮41转动，进一步使得滑杆32滑动，从而实现滑板31的自动滑动。
参考图4和图5，收集箱33上位于石英管15所在的侧壁上设置排气管34，排气管34用于将收集箱33内的烟气导出收集箱33。排气管34上设置阀门35，在收集烟气时，将阀门35关闭，防止空气进入收集箱33中。
参考图5和图6，机架1上设置集气装置5，集气装置5用于将收集箱33内的气体收集在容器内，便于后续的化学实验分析。集气装置5包括用于与排气管34对接的集气瓶51以及用于装水的水箱52，集气瓶51上设置L形的第一气管511和第二气管512，第二气管512延伸到集气瓶51的底部。水箱52设置在机架1内部，水箱52上设有向上延伸出机架1的进水管53和注水管54。在进水管53、注水管54与水箱52之间均设置水泵55。在将收集箱33内的烟气导入到集气瓶51中前，将注水管54和第二气管512对接，通过水泵55向集气瓶51内注水；集气瓶51中注满水后，将第二气管512与注水管54拆开并且与进水管53连接，同时将第一气管511与排气管34对接；水泵55将集气瓶51内的水从集气瓶51内抽出，驱动组件4驱动滑板31向靠近排气管34的方向移动，从而使得收集箱33内的烟气被导入集气瓶51中。最后，集气瓶51中收集满烟气时，将第一气管511和第二气管512从排气管34和进水管53上拆卸下来，再用橡皮帽将第一气管511和第二气管512封堵上。
参考图5和图7，机架1上设置传送组件6，传送组件6用于自动传送集气瓶51。传送组件6包括沿机架1宽度方向设置的两个传送辊61和套设在传送辊61上的传送带63，传送辊61上设有用于驱动传送辊61转动的伺服电机62，伺服电机62固定在机架1上，传送带63上固定设置若干限位组件7，相邻限位组件7的间距与注水管54和进水管53之间的间距相等，集气瓶51被放置在限位组件7上。当传送带63移动时，使得相邻的集气瓶51分别对应注水管54和进水管53，这样两个集气瓶51分别在注水和收集烟气，这样有利于提高烟气收集的效率。当集气瓶51收集满烟气时，传送带63移动，使得下一个装满水的集气瓶51位于上一个集气瓶51的位置，下一个空的集气瓶51位于注水管54处，这样循环的使用。
参考图5和图6，机架1上设置第一驱动件8，第一驱动件8用于将排气管34自动插接在第一气管511上；机架1上还设有两个第二驱动件9，第二驱动件9分别用于将进水管53插接在第二气管512上以及将注水管54插接在第二气管512上。第一驱动件8和第二驱动件9的结构相同。第一驱动件8包括固定在机架1上的支架81和水平固定在支架81上的第一气缸82，排气管34采用软连接管，排气管34的头部采用硬管，排气管34的头部固定在第一气缸82的活塞杆上。当第一气管511位于排气管34的正下方时，第一气缸82的活塞管向下伸长，从而将排气管34自动插接在第一气管511上。
参考图7，限位组件7包括沿传送带63宽度方向设置在传送带63上的两个夹板71，集气瓶51位于夹板71之间，在同一个夹板71上固定设置两个挡板72，集气瓶51位于两个挡板72之间。这样将集气瓶51的四周固定住，防止集气瓶51水平移动。
动作过程：首先将待测材料放到燃烧室22中，接着对燃烧室22内进行升温；待测材料热分解后，产生的烟气通过石英管15被存储在收集箱33中；最后通过排水法收集气体，将收集箱33内的烟气收集在集气瓶51中。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种热分解烟气特性实验装置，其特征在于：包括机架(1)、依次设置在机架(1)上的燃烧装置(2)和气体存储装置(3)，所述燃烧装置(2)包括固定在机架(1)上的燃烧室(22)、水平设在燃烧室(22)内的若干电热棒(21)，所述燃烧室(22)上设有用于通入空气的进气管(13)，所述进气管(13)上设有调节阀(14)，所述燃烧装置(2)与气体存储装置(3)之间通过石英管(15)连通。
2.根据权利要求1所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述气体存储装置(3)包括收集箱(33)和滑移连接在收集箱(33)中的并且与收集箱(33)密封对接的滑板(31)，所述石英管(15)与收集箱(33)连通，所述收集箱(33)上远离石英管(15)的侧面沿垂直于滑板(31)的方向固定设有滑杆(32)，所述滑杆(32)延伸出收集箱(33)，所述收集箱(33)上靠近石英管(15)的侧面设有排气管(34)，所述排气管(34)上设有阀门(35)，所述收集箱(33)上设有用于驱动滑板(31)移动的驱动组件(4)。
3.根据权利要求2所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述驱动组件(4)包括转动连接在收集箱(33)上远离石英管(15)的外侧面上的驱动齿轮(41)和主动齿轮(42)，所述滑杆(32)与驱动齿轮(41)同轴设置并且螺纹连接在驱动齿轮(41)上，所述箱体上固定设有驱动电机(43)，所述驱动电机(43)的输出轴与主动齿轮(42)固定连接。
4.根据权利要求2所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述机架(1)上设有用排水法收集烟气样品的集气装置(5)，所述集气装置(5)包括用于与排气管(34)对接的集气瓶(51)以及用于装水的水箱(52)，所述水箱(52)上设有进水管(53)和注水管(54)，所述注水管(54)以及进水管(53)和水箱(52)之间均设有用于抽水的水泵(55)，所述进水管(53)用于与集气瓶(51)连通。
5.根据权利要求4所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述机架(1)上设有用于传送集气瓶(51)的传送组件(6)，所述传送组件(6)包括沿机架(1)的宽度方向设置的传送辊(61)和套设在传送辊(61)上的传送带(63)，所述传送辊(61)上设有用于驱动传送辊(61)转动的伺服电机(62)，所述传送带(63)的外表面上阵列设置若干用于限位集气瓶(51)的限位组件(7)，所述限位组件(7)包括沿传送带(63)的宽度方向固定在传送带(63)上的两个用于夹持集气瓶(51)的夹板(71)，同一个所述夹板(71)上径向设有用于防止集气瓶(51)移动的两个挡板(72)。
6.根据权利要求5所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：相邻所述传送组件(6)之间的间距与进水管(53)和注水管(54)之间的间距相等，所述集气瓶(51)上竖直设有与排气管(34)对接的第一气管(511)和与进水管(53)对接的第二气管(512)，所述机架(1)上设有用于将排气管(34)插接在第一气管(511)上第一驱动件(8)，所述机架(1)上还设有用于将进水管(53)插接在第二气管(512)上的第二驱动件(9)。
7.根据权利要求6所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述第一驱动件(8)包括固定机架(1)上的支架(81)和固定在支架(81)上的第一气缸(82)，所述排气管(34)的头部固定在第一气缸(82)的活塞杆上，所述第二驱动件(9)的结构与第一驱动件(8)的结构相同。
8.根据权利要求1所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述燃烧室(22)内位于电热棒(21)的下方设有点火枪(12)，所述机架(1)内设有供气装置(11)，所述供气装置(11)与点火枪(12)连通。
9.根据权利要求8所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述燃烧室(22)上可拆卸设有密封门(23)，所述密封门(23)的内侧和燃烧室(22)的内侧均粘接耐火棉。
10.根据权利要求9所述的热分解烟气特性实验装置，其特征在于：所述密封门(23)的下端转动连接在燃烧室(22)上，所述密封门(23)的转动轴线沿机架(1)的宽度方向设置，所述燃烧室(22)内水平设有滑轨(24)，所述滑轨(24)沿垂直于密封门(23)的方向设置，所述滑轨(24)上滑移设有工字型滑动件(25)，所述密封门(23)靠近滑动件(25)的一面上设有滑块(251)，所述滑块(251)沿上下滑移的连接在密封门(23)的内侧，所述滑动件(25)和滑块(251)之间设有连接杆(252)，所述连接杆(252)的两端分铰接在滑块(251)和滑动件(25)上。
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