CN112781652B - 一种可调节烟气流量流速监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节烟气流量流速监测装置，包括测速单元、旋转单元、清扫单元和承载单元，测速单元对烟道内截面烟气流量流速进行测量，旋转单元带动第一取样管进行旋转，清扫单元第二取样管内壁进行清理。本发明所述装置设置可伸缩的第一取样管和第二取样管，使监测区域可根据第二取样管的伸长量进行调节；第一取样管和第二取样管可旋转，通过清扫圆板可以完全将第二取样管内的烟尘去除干净，测量结果准确，具有在线测量数据连续、准确、稳定可靠和使用维护量小的优点，能够满足环保部门对废气排放进行在线监测准确性、连续性和可靠性的要求。

Description

一种可调节烟气流量流速监测装置

技术领域

本发明涉及烟气流量测量技术领域，特别是一种可调节烟气流量流速监测装置。

背景技术

目前，工业废气流速(流量)测量的一般方式为采用传统一个取样点(点测量)或几个测量点(线测量)测量方式，其只有在均匀流场或相对均匀的流场条件下才可准确测量烟气流量，若流场不均匀或紊乱的情况下，点测量和线测量流量的方式均无法准确测量该截面处的平均流速。但在电力、石油和化工等行业的工业废气排放管道由于工艺和空间限制等实际情况，废气管道很难达到均匀流场或相对均匀流场的直管段测量条件，所以传统点测量和线测量流量的方式均无法代表排气管道某截面的平均速度，测量数据误差也较大，据现场实际比对试验误差一般在10-20％以上，无法满足环保部门进行在线监测的要求，也无法作为对排污企业进行排污费征收的依据。

现有的截面流量测量装置，在实际使用过程中，易堵塞，维护工作量大，易损坏，使用寿命短，而且安装完成以后，只能固定区域的流量，而对于一些直径较大的烟道，其烟气可能仅靠近侧壁，或者靠近中心，现有的测量装置测量这样的烟道，得到的数据会有可靠性会降低。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的可调节烟气流量流速监测装置中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的问题在于如何解决烟气流量流速测量装置在实际使用过程中易堵塞，维护工作量大并且测量区域固定。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种可调节烟气流量流速监测装置，其包括，测速单元，包括第一取样管、与所述第一取样管一端滑动配合的取样头、与所述第一取样管滑动配合的第二取样管、与所述第二取样管一端配合的密封头、设置于所述第一取样管侧面并带动所述密封头伸缩的第一伸缩件，以及带动所述第二取样管伸缩的第二伸缩件，所述第一取样管包括第一全压取样管和第一静压取样管；旋转单元，设置于所述测速单元侧面，包括与所述第一取样管固定连接的旋转板、固定设置于所述旋转板上的第一齿轮，以及与所述第一齿轮配合的旋转件，所述旋转件能够带动所述第一全压取样管和所述第一静压取样管进行反向旋转，所述第二伸缩件固定于所述旋转板上；清扫单元，与所述旋转单元同侧，包括第三伸缩件，以及与所述第三伸缩件的伸缩端连接的清扫圆板。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述第二取样管端部设置有连接端，所述连接端两侧面设置有第一倾斜面和第二倾斜面，所述第一倾斜面设置于外侧，所述第二倾斜面设置于内侧，并且所述第一倾斜面的倾斜程度大于所述第二倾斜面的倾斜程度，所述密封头与所述连接端配合。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述第二取样管侧面设置有滑动凸起，所述第一取样管内壁设置有与所述滑动凸起配合的滑槽。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述第一全压取样管和所述第一静压取样管上下对称设置有第一取样孔，所述第二取样管包括第二全压取样管和第二静压取样管，所述第二全压取样管和第二静压取样管上下对称设置有第二取样孔，所述密封头包括与所述第二全压取样管配合的下密封头，以及与所述第二静压取样管配合的上密封头。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述第一取样孔与所述第二取样孔数量及孔距均相同，并且所述第一取样孔和所述第二取样孔的孔距大于其孔径。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：还包括承载单元，其包括承载所述第一取样管的承载板，以及将所述承载板连接在一起的连接板，所述连接板设置于多个所述承载板中间，所述第一伸缩件和所述旋转单元均设置于所述连接板上。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述承载板上下两侧固定连接有与所述旋转板滑动配合的连接柱，所述旋转板上设置有第一凹槽，所述连接柱能够在所述第一凹槽内滑动。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述第一伸缩件包括固定于所述连接板上的第一电机、与所述的第一电机输出端连接的第一螺纹杆、与所述第一螺纹杆配合并固定于所述下密封头上的第一下连接杆，以及与所述第一螺纹杆配合并固定于所述上密封头上的第一上连接杆；所述第二伸缩件包括通过上下两个所述旋转板进行固定的第三电机、与所述的第三电机输出端连接的第二螺纹杆、与所述第二螺纹杆配合并固定于所述第二全压取样管上的第二下连接杆，以及与所述第二螺纹杆配合并固定于所述第二静压取样管上的第二上连接杆；所述下密封头上设置有下突块，所述上密封头上设置有上突块，所述下突块和所述上突块与相对应的所述旋转板滑动配合。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述旋转件包括固定于所述连接板上的第二电机、与所述第二电机输出端连接的第二齿轮和第三齿轮、设置于所述第二齿轮和位于上侧的所述第一齿轮中间的第四齿轮，以及连接所述第三齿轮和位于下侧的所述第一齿轮的同步带，所述第二齿轮和所述第三齿轮齿数相同。

作为本发明所述可调节烟气流量流速监测装置的一种优选方案，其中：所述承载板包括固定在所述取样头上并与所述第一取样管配合的第一承载板，以及设置于所述第一承载板侧面并与其对称设置的第二承载板，所述第二承载板上设置有与所述第一取样孔对应的圆柱凸起，所述圆柱凸起表面与所述第二取样管内径贴合；所述清扫圆板与所述第二取样管内径贴合。

本发明有益效果为设置可伸缩的第一取样管和第二取样管，使监测区域可根据第二取样管的伸长量进行调节；第一取样管和第二取样管可旋转，通过清扫圆板可以完全将第二取样管内的烟尘去除干净。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的结构图。

图2为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的第一取样管和第二取样管示意图。

图3为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的测速单元剖视图。

图4为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的第一取样管和第二取样管爆炸图。

图5为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的连接端示意图。

图6为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的承载单元结构图。

图7为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的旋转单示意图。

图8为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的旋转件结构图。

图9为实例1中可调节烟气流量流速监测装置的第一伸缩件、第二伸缩件示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1~9，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种可调节烟气流量流速监测装置，可调节烟气流量流速监测装置包括测速单元100、旋转单元200、清扫单元300和承载单元400，测速单元100对烟道内截面烟气流量流速进行测量，旋转单元200带动第一取样管101进行旋转，清扫单元300对第二取样管105内壁进行清理。

具体的，测速单元100包括第一取样管101、与所述第一取样管101一端滑动配合的取样头102、与所述第一取样管101滑动配合的第二取样管105、与所述第二取样管105一端配合的密封头103、设置于所述第一取样管101侧面并带动所述密封头103伸缩的第一伸缩件104，以及带动所述第二取样管105伸缩的第二伸缩件106，所述第一取样管101包括第一全压取样管101a和第一静压取样管101b。

旋转单元200设置于所述测速单元100侧面，包括与所述第一取样管101固定连接的旋转板201、固定设置于所述旋转板201上的第一齿轮202，以及与所述第一齿轮202配合的旋转件203，所述旋转件203能够带动所述第一全压取样管101a和所述第一静压取样管101b进行反向旋转，所述第二伸缩件106固定于所述旋转板201上。

清扫单元300与所述旋转单元200同侧，包括第三伸缩件301，以及与所述第三伸缩件301的伸缩端连接的清扫圆板302。

承载单元400其包括承载所述第一取样管101的承载板401，以及将所述承载板401连接在一起的连接板402，所述连接板402设置于多个所述承载板401中间，所述第一伸缩件104和所述旋转单元200均设置于所述连接板402上。

进一步的，所述第二取样管105端部设置有连接端105a，所述连接端105a两侧面设置有第一倾斜面105a-1和第二倾斜面105a-2，所述第一倾斜面105a-1设置于外侧，所述第二倾斜面105a-2设置于内侧，并且所述第一倾斜面105a-1的倾斜程度大于所述第二倾斜面105a-2的倾斜程度，所述密封头103与所述连接端105a配合。

优选的，所述第二取样管105侧面设置有滑动凸起105d，所述第一取样管101内壁设置有与所述滑动凸起105d配合的滑槽101c。

较佳的，所述第一全压取样管101a和所述第一静压取样管101b上下对称设置有第一取样孔101a-1，所述第二取样管105包括第二全压取样管105b和第二静压取样管105c，所述第二全压取样管105b和第二静压取样管105c上下对称设置有第二取样孔105b-1，所述密封头103包括与所述第二全压取样管105b配合的下密封头103a，以及与所述第二静压取样管105c配合的上密封头103b。

进一步的，所述第一取样孔101a-1与所述第二取样孔105b-1数量及孔距均相同，并且所述第一取样孔101a-1和所述第二取样孔105b-1的孔距大于其孔径。

进一步的，所述承载板401上下两侧固定连接有与所述旋转板201滑动配合的连接柱401a，所述旋转板201上设置有第一凹槽201a，所述连接柱401a能够在所述第一凹槽201a内滑动。

进一步的，所述第一伸缩件104包括固定于所述连接板402上的第一电机104a、与所述的第一电机104a输出端连接的第一螺纹杆104b、与所述第一螺纹杆104b配合并固定于所述下密封头103a上的第一下连接杆104c，以及与所述第一螺纹杆104b配合并固定于所述上密封头103b上的第一上连接杆104d；所述第二伸缩件106包括通过上下两个所述旋转板201进行固定的第三电机106a、与所述的第三电机106a输出端连接的第二螺纹杆106b、与所述第二螺纹杆106b配合并固定于所述第二全压取样管105b上的第二下连接杆106c，以及与所述第二螺纹杆106b配合并固定于所述第二静压取样管105c上的第二上连接杆106d；所述下密封头103a上设置有下突块103a-1，所述上密封头103b上设置有上突块103a-2，所述下突块103a-1和所述上突块103a-2与相对应的所述旋转板201滑动配合。

优选的，所述旋转件203包括固定于所述连接板402上的第二电机203a、与所述第二电机203a输出端连接的第二齿轮203b和第三齿轮203c、设置于所述第二齿轮203b和位于上侧的所述第一齿轮202中间的第四齿轮203d，以及连接所述第三齿轮203c和位于下侧的所述第一齿轮202的同步带203e，所述第二齿轮203b和所述第三齿轮203c齿数相同。

较佳的，所述承载板401包括固定在所述取样头102上并与所述第一取样管101配合的第一承载板401c，以及设置于所述第一承载板401c侧面并与其对称设置的第二承载板401b，所述第二承载板401b上设置有与所述第一取样孔101a-1对应的圆柱凸起401b-1，所述圆柱凸起401b-1表面与所述第二取样管105内径贴合。

需要注意的是，所述清扫圆板302与所述第二取样管105内径贴合，便于彻底除尘。所述第三伸缩件301采用多级液压缸。

需要说明的是，取样头102内设置有差压变送器，本发明所述装置的测量原理为第一全压取样管101a和第一静压取样管101b分别连接在设置在取样头102内的差压变送器上，第一全压取样管101a测出截面的平均全压，静压采样孔21则测出截面上的平均静压，差压变送器输出信号至数据采集和处理系统，根据伯努利方程进行计算后得出截面平均流量。

需要进一步说明的是，本发明所述可调节烟气流量流速监测装置至少具有以下三种监测模式：

一、烟道内壁区域监测模式，此种模式下，第一取样管101和第二取样管105的第一取样孔101a-1和第二取样孔105b-1重叠，第二取样管105只有端部伸出第一取样管101与密封头103配合，此时由于取样管总体长度较短，测速单元100只能监测烟道内壁附件区域的烟气流速；

二、烟道中心区域监测模式，此种模式下，根据需要设置第二取样管105伸出第一取样管101的长度，并且使第二取样管105侧壁遮挡住第一取样管101上的第一取样孔101a-1，即有部分伸出第一取样管101的第二取样孔105b-1进行工作，此时测速单元100能够监测烟道中心区域的烟气流速；

三、烟道内部平均监测模式，此种模式下，根据需要设置第二取样管105伸出第一取样管101的长度，并且使在第一取样管101内部的第二取样管105的第二取样孔105b-1与第一取样孔101a-1重合，此时测速单元100能够监测烟道内部平均烟气流速。

需要解释的是，由于部分烟道直径较大，在同一横截面内烟气并非均匀分布，可能存在烟气集中聚集在中心区域，或者分散分布在烟道侧壁区域，以上三种监测模式，能够很好地监测此种情况下的烟气流速。

综上所述，可调节烟气流量流速监测装置在测量烟气流速时，所述第一取样管101设置在所述第一承载板401c上，第二取样管105设置在第一取样管101，端部伸出第一取样管101与密封头103配合，密封头103在第一伸缩件104的作用下紧压着第二取样管105，而第二取样管105在固定在第一取样管101上的第二伸缩件106的作用下能够相对于第一取样管101静止，故使第一取样管101压紧在取样头102内，使第一取样管101的一端和第二取样管105的一端分别与密封头103和取样头102密封；当需要将第二伸缩件106伸长时，使第一伸缩件104先带动密封头103伸长，通过第二伸缩件106带动第二取样管105伸长，当第二取样管105伸长至合适位置时，再使密封头103将第二取样管105密封；当可调节烟气流量流速监测装置需要进行清扫时，第一电机104a带动第一螺纹杆104b旋转，使得下连接杆104c和上连接杆104d带动下密封头103a和上密封头103b移动，在连接端105a的作用下，第一取样管101和第二取样管105会跟随密封头103移动，直至旋转板201在连接柱401a的作用下进行限位，此时密封头103继续移动，直至脱离第二取样管105。然后使第二电机203a进行转动，带动第二齿轮203b和第三齿轮203c转动，第二齿轮203b通过第四齿轮203d带动位于上侧的所述第一齿轮202旋转，位于上侧的所述第一齿轮202会带动第一静压取样管101b旋转，第三齿轮203c通过同步带203e带动位于下侧的所述第一齿轮202转动，位于下侧的所述第一齿轮202会带动第一全压取样管101a旋转，直至第一静压取样管101b、第一全压取样管101a各自贴合在承载板401上，然后使第三伸缩件301带动清扫圆板302移动，对第二取样管105内壁进行清扫，清扫完成后，再将第一静压取样管101b、第一全压取样管101a回归原位即可。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：包括，

测速单元（100），包括第一取样管（101）、与所述第一取样管（101）一端滑动配合的取样头（102）、与所述第一取样管（101）滑动配合的第二取样管（105）、与所述第二取样管（105）一端配合的密封头（103）、设置于所述第一取样管（101）侧面并带动所述密封头（103）伸缩的第一伸缩件（104），以及带动所述第二取样管（105）伸缩的第二伸缩件（106），所述第一取样管（101）包括第一全压取样管（101a）和第一静压取样管（101b）；

旋转单元（200），设置于所述测速单元（100）侧面，包括与所述第一取样管（101）固定连接的旋转板（201）、固定设置于所述旋转板（201）上的第一齿轮（202），以及与所述第一齿轮（202）配合的旋转件（203），所述旋转件（203）能够带动所述第一全压取样管（101a）和所述第一静压取样管（101b）进行反向旋转，所述第二伸缩件（106）固定于所述旋转板（201）上；

清扫单元（300），与所述旋转单元（200）同侧，包括第三伸缩件（301），以及与所述第三伸缩件（301）的伸缩端连接的清扫圆板（302）；

还包括承载单元（400），其包括承载所述第一取样管（101）的承载板（401），以及将所述承载板（401）连接在一起的连接板（402），所述连接板（402）设置于多个所述承载板（401）中间，所述第一伸缩件（104）和所述旋转单元（200）均设置于所述连接板（402）上；

所述承载板（401）上下两侧固定连接有与所述旋转板（201）滑动配合的连接柱（401a），所述旋转板（201）上设置有第一凹槽（201a），所述连接柱（401a）能够在所述第一凹槽（201a）内滑动。

2.如权利要求1所述的可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：所述第二取样管（105）端部设置有连接端（105a），所述连接端（105a）两侧面设置有第一倾斜面（105a-1）和第二倾斜面（105a-2），所述第一倾斜面（105a-1）设置于外侧，所述第二倾斜面（105a-2）设置于内侧，并且所述第一倾斜面（105a-1）的倾斜程度大于所述第二倾斜面（105a-2）的倾斜程度，所述密封头（103）与所述连接端（105a）配合。

3.如权利要求2所述的可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：所述第二取样管（105）侧面设置有滑动凸起（105d），所述第一取样管（101）内壁设置有与所述滑动凸起（105d）配合的滑槽（101c）。

4.如权利要求3所述的可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：所述第一全压取样管（101a）和所述第一静压取样管（101b）上下对称设置有第一取样孔（101a-1），所述第二取样管（105）包括第二全压取样管（105b）和第二静压取样管（105c），所述第二全压取样管（105b）和第二静压取样管（105c）上下对称设置有第二取样孔（105b-1），所述密封头（103）包括与所述第二全压取样管（105b）配合的下密封头（103a），以及与所述第二静压取样管（105c）配合的上密封头（103b）。

5.如权利要求4所述的可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：所述第一取样孔（101a-1）与所述第二取样孔（105b-1）数量及孔距均相同，并且所述第一取样孔（101a-1）和所述第二取样孔（105b-1）的孔距大于其孔径。

6.如权利要求5所述的可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：所述第一伸缩件（104）包括固定于所述连接板（402）上的第一电机（104a）、与所述的第一电机（104a）输出端连接的第一螺纹杆（104b）、与所述第一螺纹杆（104b）配合并固定于所述下密封头（103a）上的第一下连接杆（104c），以及与所述第一螺纹杆（104b）配合并固定于所述上密封头（103b）上的第一上连接杆（104d）；

所述第二伸缩件（106）包括通过上下两个所述旋转板（201）进行固定的第三电机（106a）、与所述的第三电机（106a）输出端连接的第二螺纹杆（106b）、与所述第二螺纹杆（106b）配合并固定于所述第二全压取样管（105b）上的第二下连接杆（106c），以及与所述第二螺纹杆（106b）配合并固定于所述第二静压取样管（105c）上的第二上连接杆（106d）；

所述下密封头（103a）上设置有下突块（103a-1），所述上密封头（103b）上设置有上突块（103a-2），所述下突块（103a-1）和所述上突块（103a-2）与相对应的所述旋转板（201）滑动配合。

7.如权利要求6所述的可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：所述旋转件（203）包括固定于所述连接板（402）上的第二电机（203a）、与所述第二电机（203a）输出端连接的第二齿轮（203b）和第三齿轮（203c）、设置于所述第二齿轮（203b）和位于上侧的所述第一齿轮（202）中间的第四齿轮（203d），以及连接所述第三齿轮（203c）和位于下侧的所述第一齿轮（202）的同步带（203e），所述第二齿轮（203b）和所述第三齿轮（203c）齿数相同。

8.如权利要求7所述的可调节烟气流量流速监测装置，其特征在于：所述承载板（401）包括固定在所述取样头（102）上并与所述第一取样管（101）配合的第一承载板（401c），以及设置于所述第一承载板（401c）侧面并与其对称设置的第二承载板（401b），所述第二承载板（401b）上设置有与所述第一取样孔（101a-1）对应的圆柱凸起（401b-1），所述圆柱凸起（401b-1）表面与所述第二取样管（105）内径贴合；所述清扫圆板（302）与所述第二取样管（105）内径贴合。

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