CN111397975A - 自动对接和密封的气体采样装置 - Google Patents

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Abstract

一种自动对接和密封的气体采样装置，包括采样插座、采样插头、采样枪和采样推进机构，采样插头连接在采样枪的前端并插接在采样插座上；所述采样插座包括壳体，壳体一端为出气孔，壳体内腔中设置有封堵出气孔的单向密封装置；所述采样插头包括采样头，采样头上连接有伸缩管，采样头的前端设置有推块，推块的侧壁设置有进气孔，进气孔与采样头的内腔连通。采样推进机构带动采样枪移动，采样插头先与采样插座形成密封，然后再打开采样插座内的单向密封装置，启动采样枪和采样插头中的控制阀即可采样。该装置结构合理简单，操作方便，有效保证了不会使气体泄露，外部大气也不会进入采样气体，保证样本的原始性，采样安全、可靠和准确。

Description

自动对接和密封的气体采样装置
技术领域
本发明涉及一种用于对各种气体进行采样分析的装置，属于气体采样技术领域。
背景技术
由于燃烧、化学反应产生各种气体，对固定气体污染源的监测至关重要，环境监测人员在工作的过程中，经常需要在特定地点设置采样装置，定时定量收集各种气体的样本。采样设备放到指定部位，将采样枪插入监测孔，在这个过程中由于枪体与监测孔间隙较大，气体不可避免的会发生漏露现象，不但导致对环境的污染以及对采样人员的健康危害，而且在这个过程外部的空气会流入气道，导致采集的样本被稀释，影响监测数据的准确，获得的数据不够准确。
现有技术通过各种采样孔封堵装置实现采样孔的启闭和密封，防止泄露，但是结构都非常复杂，操作不便，密封效果不理想。如中国专利文献CN105276596A公开的《一种用于锅炉气道采样孔的密封装置》以及CN105784426A公开的《一种气道气采样孔封堵装置》。
CN205941100U公开的《一种用于污染源烟气监测的采样孔充气塞》和CN106151528A公开的《一种用于污染源烟气监测的采样孔支架塞》，是通过气囊膨胀将采样枪与采样孔间的缝隙全部密闭。虽然能够在采样时起到很好的密封作用，但是在采样前和采用后需要将气囊放入和取出采样孔，会造成气体泄露。
发明内容
为了解决现有气体采样技术存在的问题，本发明提供一种自动对接和密封的气体采样装置，有效保证采样过程中不会泄露，保证样本的原始性。
本发明的自动对接和密封的气体采样装置，解决其技术问题通过以下技术方案：
该装置，包括采样插座、采样插头、采样枪和采样推进机构，采样插头连接在采样枪的前端并插接在采样插座上；
所述采样插座，包括壳体，壳体内腔两端开口，其中一端为出气孔，壳体内腔中设置有封堵出气孔的单向密封装置。所述单向密封装置包括设置在壳体内腔中的芯座和导向隔板，芯座上设置有导向杆，导向杆安装在开在导向隔板上的导向孔中，导向杆上在芯座与导向隔板之间套装有弹簧。所述芯座上设置有密封垫。弹簧推动芯座封堵住出气孔，保证气道内的气体不会泄露。
所述采样插头，包括采样头，采样头上连接有弹性密封装置，采样头的前端设置有推块，推块的侧壁设置有进气孔，进气孔与采样头的内腔连通。所述弹性密封装置采用伸缩管，伸缩管的外端设置有密封垫。所述采样头前端安装摄像头，以便于观察采样插头的移动位置及其与采样插座的对正情况。
所述推块的外径小于采样插座中出气孔的外径，所述推块的长度大于采样插座中出气孔的外端面与芯座之间的距离，以保证推块能打开芯座使出气孔与壳体的内腔连通。所述推块的前端与伸缩管外端的间距使伸缩管与采样插座中壳体的接触先于推块与芯座的接触，这样在采样前先将采样插头与采样插座的通道与外部大气隔绝，做到在密封状态下采样，既不会发生泄漏，也保证了采样准确。所述推块的前端处于伸缩管内，以使推块得到保护。
所述采样推进机构，包括支架，支架上部设置有导轨，导轨上安装有滑块，滑块与移动机构连接。所述移动机构采用电缸、气缸或其它现有技术中的任何移动机构。滑块用于固定采样枪。所述支架的底部安装万向轮，以方便移动。
所述采样插头与采样枪之间连接控制阀。
采样过程如下所述。采样插座安装在气道外壁上，采样插头连接在采样枪的端部，采样枪与采样推进机构连接。采样推进机构带动采样枪移动，使采样插头与采样插座对正。采样插头先通过伸缩管与采样插座形成密封，然后再打开采样插座内的单向密封装置，启动采样枪和采样插头中的控制阀即可采样。结束采样时，先使单向密封装置回位保证气体不会被泄露，采样枪继续保持采样操作，将采样插头内的气体吸走，然后关闭控制阀，最后解除采样插头与采样插座之间的密封，采样结束。
本发明结构合理简单，操作方便，通过插头与插座的对接，有效保证了采样前后不会使气体泄露，外部大气也不会进入采样气体，保证样本的原始性，采样安全、可靠和准确。
附图说明
图1是本发明自动对接和密封的气体采样装置的结构示意图。
图中：1.气道，2.气道壁，3.壳体，4.导向杆，5.弹簧，6.芯座，7.密封垫，8.出气孔，9.导向隔板；
10.伸缩管，11.采样插头，12.推杆，13.进气孔，14.电动控制阀，15.密封垫，16.支架；
17.导轨，18.滑块，19.电缸，20.采样枪，21.支架。
具体实施方式
本发明的自动对接和密封的气体采样装置包括采样插座、采样插头和采样推进机构。如图1所示，采样插座通过其壳体3一端的法兰安装在气道1的气道外壁2上，采样插头连接在采样枪20的端部，采样枪20与采样推进机构连接。采样插头与采样枪20之间可连接电动控制阀14。
采样插座包括壳体3，壳体的一端带有法兰，以便于安装在气道1的气道外壁2上，壳体的另一端为出气孔8，壳体3的内腔与气道1连通。壳体3的内腔中设置有将出气孔8封堵住的单向密封装置。该单向密封装置包括设置在壳体3内腔中的芯座6和导向隔板9，芯座6上设置有导向杆4，导向杆4安装在开在导向隔板9上的导向孔中，导向杆4上套装有弹簧5，弹簧5处于芯座6与导向隔板9之间。导向隔板9上带有气体通过的孔洞。芯座6的外端设置有密封垫7。在弹簧5的弹力推动下芯座6压向出气孔8外缘，通过带弹性的密封垫7将出气孔8封堵住，保证气道1内的气体不会泄露。
采样插头包括采样头11，采样头11连接在电动控制阀14的一端，电动控制阀14的另一端与采样枪20连接。采样头11的外侧设置有弹性密封装置。弹性密封装置采用现有的橡胶制成的伸缩管10，伸缩管10的外端设置有密封垫15。采样头11的前端设置有推块12，推块12的侧壁设置有进气孔13，进气孔13与采样头11的内腔连通，采样头11内腔的后端敞口，以便使采样气体通过采样头11和电动控制阀14进入采样枪20。
推块12的外径小于采样插座中出气孔8的外径，推块12的长度大于采样插座中壳体3的外端面(出气孔8外端)与芯座6之间的距离，以保证推块12能打开芯座6，使出气孔8与壳体3的内腔连通。推块12的前端与伸缩管10外端的密封垫15的间距能够保证伸缩管10与采样插座中壳体3的接触先于推块12与芯座6的接触，这样在采样前先将采样插头与采样插座的通道与外部大气隔绝，做到在密封状态下采样，既不会发生泄漏，也保证了采样准确。推块12的前端最好不露出伸缩管10外端，使推块12得到保护。
为了便于观察采样插头的移动位置及其与采样插座的对正情况，可在采样头11前端安装摄像头16。
采样枪20设置在采样推进机构上。采样推进机构包括支架21，支架21上部设置有导轨17，导轨17上安装有滑块18，滑块18与移动机构连接，移动机构采用电缸19或气缸，电缸19或气缸固定在支架21上。采样枪20固定在滑块18上。支架21上部设置有导轨17，安装有滑块18，电缸19推动滑块18、其上的采样枪20和采样插头沿导轨17向前推进，插入采样插座进行采样。可采用现有技术中各种结构的采样枪20，在采样枪20上连接上采样插头即可。为方便移动，可在支架21的底部安装万向轮。
采样插头插入采样插座的过程如下所述。
根据安全采样距离确定支架21的放置位置，如果距离较远，可将采样枪20后部连接加长杆，通过加长杆固定在滑块18上，也可采用更大行程的电缸19。
采样枪20在电缸19带动下在滑块18上沿导轨17向气道1移动，可通过采样插头上安装的微型摄像头16观察采样插头的移动方向及与采样插座的对正情况，使采样头11处于能够进入出气孔8的位置，继续推进。
伸缩管10前端的密封垫15首先与壳体3的前端接触并被压缩，将采样头11密封住。随后推块12进入出气孔8并推动芯座6移动，弹簧5被压缩，芯座6与壳体3前端形成缝隙，出气孔8与壳体3内腔连通，气体由推块12侧壁的进气孔13进入采样头11。打开电动控制阀14，即可通过采样枪20采样。
结束采样时，先使推块12随采样头11后移，芯座6在弹簧5的作用下压在壳体3内腔的前端封堵住出气孔8，保证气体不会被泄露。此时采样枪20继续保持采样操作，将采样头11及伸缩管10内的气体吸走，然后关闭电动控制阀14，伸缩管10脱离与壳体3前端的接触，采样结束。
上述过程不会使气体被泄露，外部大气也不会进入采样气体，保证了采样的安全可靠和准确。

Claims (10)

1.一种自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，包括采样插座、采样插头、采样枪和采样推进机构，采样插头连接在采样枪的前端并插接在采样插座上；
所述采样插座，包括壳体，壳体内腔两端开口，其中一端为出气孔，壳体内腔中设置有封堵出气孔的单向密封装置；
所述采样插头，包括采样头，采样头上连接有弹性密封装置，采样头的前端设置有推块，推块的侧壁设置有进气孔，进气孔与采样头的内腔连通；
所述采样推进机构，包括支架，支架上部设置有导轨，导轨上安装有滑块，滑块与移动机构连接。
2.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述单向密封装置包括设置在壳体内腔中的芯座和导向隔板，芯座上设置有导向杆，导向杆安装在开在导向隔板上的导向孔中，导向杆上在芯座与导向隔板之间套装有弹簧。
3.根据权利要求2所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述芯座上设置有密封垫。
4.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述弹性密封装置采用伸缩管。
5.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述采样头前端安装摄像头。
6.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述推块的外径小于采样插座中出气孔的外径。
7.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述推块的长度大于采样插座中出气孔的外端面与芯座之间的距离。
8.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述推块的前端与伸缩管外端的间距使伸缩管与采样插座中壳体的接触先于推块与芯座的接触。
9.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述所述移动机构采用电缸或气缸。
10.根据权利要求1所述的自动对接和密封的气体采样装置，其特征是，所述采样插头与采样枪之间连接控制阀。
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