CN114942298A - 一种voc气体环保在线监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体检测技术领域，公开了一种VOC气体环保在线监测系统，包括壳体以及设于壳体内的多个气体提取单元，气体提取单元包括容器，容器内部设有柱状腔体，该柱状腔体内部设有与柱状腔体过盈配合的活塞；容器上设有连通柱状腔体的第一口、第二口和第三口，第一口连接废气管道，第二口连接氧气管道，第三口连接检测管道，检测管道连接检测仪器；柱状腔体内设有用于点火的点火器；本发明通过对VOC气体的再次燃烧检定二氧化碳含量来判断VOC气体的易燃性，以此判断加工环境的安全性。

Description

一种VOC气体环保在线监测系统
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，更具体地说，它涉及一种VOC气体环保在线监测系统。
背景技术
一般将挥发性有机物（VOC）界定为任何能参加大气光化学反应的有机化合物；为了保证生产环境的安全性，包含VOC的废气的易燃性需要重点考虑的，在废气中VOC的成分不是确定的，其包含的各种成分的种类和含量均是变量，废气中VOC的浓度低并不代表废气易燃性低，例如VOC中芳香烃占据主要比例，即使VOC的浓度低，废气也更加容易燃烧；现有技术中的废气VOC浓度检测的仪器无法检测废气的易燃性。
发明内容
本发明提供一种VOC气体环保在线监测系统，解决相关技术中如何检测废气的易燃性的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种VOC气体环保在线监测系统，包括壳体以及设于壳体内的多个气体提取单元，气体提取单元包括容器，容器内部设有柱状腔体，该柱状腔体内部设有与柱状腔体过盈配合的活塞；
容器上设有连通柱状腔体的第一口、第二口和第三口，第一口连接废气管道，第二口连接氧气管道，第三口连接检测管道，检测管道连接检测仪器；柱状腔体内设有用于点火的点火器；
废气管道用于向柱状腔体内输入待检测的废气，氧气管道用于向柱状腔体内输入氧气，废气和氧气进入柱状腔体混合后被点火器点燃，燃烧后的检测气体从检测管道排出到检测仪器进行检测，检测仪器用于对检测气体的二氧化碳含量进行检测；
气体提取单元的活塞与单元杆的一端铰接，单元杆的另一端与单元块铰接；单元块的中心与单元轴转动连接，单元轴的另一端固定连接第一杆，第一杆与第二杆滑动连接，第二杆固定连接有驱动轴，驱动轴与单元轴的轴线相互平行，第一杆和第二杆位于第一直线上，且第一直线与驱动轴和单元轴的轴线相交，第一杆连接用于驱动其沿第一直线方向移动的第一直线驱动机构；
第一口、第二口和第三口上分别设有第一阀门、第二阀门和第三阀门；
活塞向外移动的终点为外止点，活塞向内移动的终点为内止点，活塞由外止点向内止点移动时打开第一阀门，活塞向内止点移动1/3行程时打开第二阀门，活塞移动到内止点前关闭第一阀门和第二阀门；
活塞移动到内止点时打开点火器，活塞由内止点向外止点移动2/3行程时打开第三阀门，活塞移动到内止点时关闭第三阀门；
第一杆和第二杆组成的第一机构的长度能够被第一直线驱动机构所调节。
进一步地，多个气体提取单元的活塞通过单元杆连接同一个单元块。
进一步地，检测气体检测的二氧化碳的含量的方法是检测二氧化碳的浓度。
进一步地，所述第一直线驱动机构为电动推杆，电动推杆的座连接第二杆，电动推杆的推杆连接第一杆。
进一步地，所述第一直线驱动机构为液压缸，液压缸的缸体固定连接第二杆，液压缸的活塞杆固定连接第一杆。
进一步地，所述活塞向内止点移动2/3行程时关闭第一阀门和第二阀门。
所述第一阀门连接第一触发机构，第一触发机构包括连接第一阀门的阀杆的第一连杆，第一连杆的中部通过销轴与容器转动连接，第一连杆远离第一阀门的阀杆的一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与第三连杆的一端铰接，第三连杆的另一端插入壳体内，并与壳体滑动连接，驱动轴上设有与第三连杆配合的第一凸起，第一凸起整体呈弧形；在一个气体提取单元的活塞由外止点向内止点移动时，驱动轴带动第一凸起接触该气体提取单元的第一阀门连接的第三连杆，推动第三连杆向外移动，通过第二连杆和第一连杆的联动带动第一阀门的阀杆移动打开第一阀门；直至该气体提取单元的活塞向内止点移动2/3行程时第一凸起脱离该气体提取单元的第一阀门连接的第三连杆，第一阀门的阀杆复位关闭。
所述第二阀门连接第二触发机构，第二触发机构包括连接第二阀门的阀杆的第四连杆，第四连杆的中部通过销轴与容器转动连接，第四连杆远离第二阀门的阀杆的一端与第五连杆的一端铰接，第五连杆的另一端与第六连杆的一端铰接，第六连杆的另一端插入壳体内，并与壳体滑动连接，驱动轴上设有与第六连杆配合的第二凸起，第二凸起整体呈弧形，在一个气体提取单元的活塞向内止点移动1/3行程时，驱动轴带动第二凸起接触该气体提取单元的第二阀门连接的第六连杆，推动第六连杆向外移动，通过第五连杆和第四连杆的联动带动第二阀门的阀杆移动打开第二阀门；直至该气体提取单元的活塞向内止点移动2/3行程时第二凸起脱离该气体提取单元的第二阀门连接的第六连杆，第二阀门的阀杆复位关闭。
进一步地，所述第一阀门的阀杆连接用于带动其向外移动复位的第一复位机构。所述第二阀门的阀杆连接用于带动其向外移动复位的第二复位机构。
本发明的有益效果在于：
本发明通过对VOC气体的再次燃烧检定二氧化碳含量来判断VOC气体的易燃性，以此判断加工环境的安全性。
本发明能够对一段时间内排出的废气进行连续取样，获得一段时间的连续数值，保证检测的准确度，而且便于数据的分析。
附图说明
图1是本发明的一种VOC气体环保在线监测系统的结构示意图；
图2是本发明的壳体的内部结构示意图；
图3是本发明的图2的A-A剖视图；
图4是本发明的图3的A处放大图；
图5是本发明的气体提取单元的剖视图；
图6是本发明的第一杆和第二杆的结构示意图；
图7是本发明的图2的B-B剖视图；
图8是本发明的图2的C-C剖视图。
图中：壳体101，气体提取单元102，容器103，柱状腔体104，第一口105，第二口106，第三口107，点火器108，活塞109，单元杆110，单元块111，单元轴112，第一杆113，第二杆114，驱动轴115，第一旋转动力源116，第一直线驱动机构117，第一阀门118，第二阀门119，第三阀门120，第一连杆121，第二连杆122，第三连杆123，第一凸起124，第四连杆125，第五连杆126，第六连杆127，第二凸起128。
具体实施方式
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。
实施例一
如图1-图8所示，一种VOC气体环保在线监测系统，包括壳体101以及设于壳体101内的多个气体提取单元102，气体提取单元102包括容器103，容器103内部设有柱状腔体104，该柱状腔体104内部设有与柱状腔体104过盈配合的活塞109；
容器103上设有连通柱状腔体104的第一口105、第二口106和第三口107，第一口105连接废气管道，第二口106连接氧气管道，第三口107连接检测管道，检测管道连接检测仪器；柱状腔体104内设有用于点火的点火器108；
废气管道用于向柱状腔体104内输入待检测的废气，氧气管道用于向柱状腔体104内输入氧气，废气和氧气进入柱状腔体104混合后被点火器108点燃，燃烧后的检测气体从检测管道排出到检测仪器进行检测，检测仪器用于对检测气体的二氧化碳含量进行检测；
气体提取单元102的活塞109与单元杆110的一端铰接，单元杆110的另一端与单元块111铰接；单元块111的中心与单元轴112转动连接，单元轴112的另一端固定连接第一杆113，第一杆113与第二杆114滑动连接，第二杆114固定连接有驱动轴115，驱动轴115连接用于驱动其转动的第一旋转动力源116，驱动轴115与单元轴112的轴线相互平行，第一杆113和第二杆114位于第一直线上，且第一直线与驱动轴115和单元轴112的轴线相交，第一杆113连接用于驱动其沿第一直线方向移动的第一直线驱动机构117；
第一口105、第二口106和第三口107上分别设有第一阀门118、第二阀门119和第三阀门120；
活塞109向外移动的终点为外止点，活塞109向内移动的终点为内止点，活塞109由外止点向内止点移动时打开第一阀门118，活塞109向内止点移动1/3行程时打开第二阀门119，活塞109移动到内止点前关闭第一阀门118和第二阀门119；
活塞109移动到内止点时打开点火器108，活塞109由内止点向外止点移动2/3行程时打开第三阀门120，活塞109移动到外止点时关闭第三阀门120；
第一杆113和第二杆114组成的第一机构的长度能够被第一直线驱动机构117所调节，当检测到易燃物含量小于设定的第一阈值且大于或等于设定的第二阈值，调整第一机构的长度到第一长度，检测到易燃物含量大于或等于设定的第一阈值且小于设定的第三阈值，则调整第一机构的长度到第二长度，检测到易燃物含量大于或等于设定的第三阈值，则调整第一机构的长度到第三长度；
第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于第三阈值；第一长度大于第二长度，第二长度大于第三长度。
第一机构的长度增加伴随的是活塞109的行程的增大，第一机构的长度的降低伴随的是活塞109的行程的减小，第一机构长度最大时其外止点位于柱状腔体104的外端；
活塞109由内止点向外止点移动2/3行程的过程中属于点燃燃烧的过程，逐渐缩小燃烧的空间保证充分的燃烧，如果易燃物含量较低，活塞109向外止点移动2/3行程的位置时还存在较大比例的易燃物无法充分燃烧；此时增加第一机构的长度，使活塞109向外止点移动2/3行程的位置时的燃烧空间缩小，提高易燃物浓度，使燃烧更充分；
当然，也可以采用线性调整第一机构的长度的方式，即根据检测到的易燃物含量的增长，线性的减少第一机构的长度，根据检测到的易燃物含量的降低，线性的增加第一机构的长度；
在本发明的一个实施例中，第三口107还通过第四阀门连接排空管道。
由于第一机构的长度能够被调节，在活塞109的行程的外止点不在柱状腔体104的外端时，柱状腔体104内的检测气体不能够完全排出，在所有气体提取单元102均排出一次检测气体之后，将第一机构的长度调节到最大，常闭第三阀门120，常开第四阀门驱动轴115依次带动所有活塞109完成一次行程，通过排空管道排空柱状腔体104内的所有气体。
在本发明的上述实施例中，多个气体提取单元102的活塞109通过单元杆110连接同一个单元块111。
在本发明的一个实施例中，氧气管道用于供给氧气。
在本发明的一个实施例中，氧气管道用于供给包含氧气的混合气，混合气可以是氧气与惰性气体的混合气。
在本发明的一个实施例中，点火器108为电子式脉冲式点火器或电子式高频高压点火器。
在本发明的一个实施例中，检测气体检测的二氧化碳的含量是检测二氧化碳的ppm浓度，单位为微摩尔/摩尔。
废气管道同样连接一个检测仪器，检测废气的二氧化碳的ppm浓度。
检测气体与废气的二氧化碳的ppm浓度的差值即为二氧化碳的增量，该增量表征的是废气的易燃性。
在本发明的一个实施例中，第三阀门120连接一个控制器，控制器用于控制第三阀门120的开关。
在本发明的一个实施例中，第一直线驱动机构117为电动推杆，电动推杆的座连接第二杆114，电动推杆的推杆连接第一杆113。电动推杆通过驱动轴115上的导电滑环供电。
在本发明的一个实施例中，第一直线驱动机构117为液压缸，液压缸的缸体固定连接第二杆114，液压缸的活塞109杆固定连接第一杆113。驱动轴115的中心设有连通液压缸的缸室的通道，驱动轴115的端部设有连通该通道的旋转接头。通过驱动轴115内部的通道向液压缸供给液压油来控制液压缸的活塞109杆的动作。
在本发明的一个实施例中，活塞109向内止点移动2/3行程时关闭第一阀门118和第二阀门119。
在本发明的一个实施例中，第一阀门118连接第一触发机构，第一触发机构包括连接第一阀门118的阀杆的第一连杆121，第一连杆121的中部通过销轴与容器103转动连接，第一连杆121远离第一阀门118的阀杆的一端与第二连杆122的一端铰接，第二连杆122的另一端与第三连杆123的一端铰接，第三连杆123的另一端插入壳体101内，并与壳体101滑动连接，
驱动轴115上设有与第三连杆123配合的第一凸起124，第一凸起124整体呈弧形，在一个气体提取单元102的活塞109由外止点向内止点移动时，驱动轴115带动第一凸起124接触该气体提取单元102的第一阀门118连接的第三连杆123，推动第三连杆123向外移动，通过第二连杆122和第一连杆121的联动带动第一阀门118的阀杆移动打开第一阀门118；直至该气体提取单元102的活塞109向内止点移动2/3行程时第一凸起124脱离该气体提取单元102的第一阀门118连接的第三连杆123，第一阀门118的阀杆复位关闭。
必要的，第一阀门118的阀杆连接用于带动其向外移动复位的第一复位机构。第一复位机构可以是设置于第一阀门118的阀杆上的第一弹簧，第一弹簧的一端固定连接容器103，另一端固定连接第一阀门118的阀杆。
进一步的，第一凸起124设置于转盘上，转盘固定的连接驱动轴115。
在本发明的一个实施例中，第二阀门119连接第二触发机构，第二触发机构包括连接第二阀门119的阀杆的第四连杆125，第四连杆125的中部通过销轴与容器103转动连接，第四连杆125远离第二阀门119的阀杆的一端与第五连杆126的一端铰接，第五连杆126的另一端与第六连杆127的一端铰接，第六连杆127的另一端插入壳体101内，并与壳体101滑动连接，驱动轴115上设有与第六连杆127配合的第二凸起128，第二凸起128整体呈弧形，在一个气体提取单元102的活塞109向内止点移动1/3行程时，驱动轴115带动第二凸起128接触该气体提取单元102的第二阀门119连接的第六连杆127，推动第六连杆127向外移动，通过第五连杆126和第四连杆125的联动带动第二阀门119的阀杆移动打开第二阀门119；直至该气体提取单元102的活塞109向内止点移动2/3行程时第二凸起128脱离该气体提取单元102的第二阀门119连接的第六连杆127，第二阀门119的阀杆复位关闭。
必要的，第二阀门119的阀杆连接用于带动其向外移动复位的第二复位机构。第二复位机构可以是设置于第二阀门119的阀杆上的第二弹簧，第二弹簧的一端固定连接容器103，另一端固定连接第二阀门119的阀杆。
进一步的，第二凸起128设置于转盘上，转盘固定的连接驱动轴115。
上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，包括壳体以及设于壳体内的多个气体提取单元，气体提取单元包括容器，容器内部设有柱状腔体，该柱状腔体内部设有与柱状腔体过盈配合的活塞；
容器上设有连通柱状腔体的第一口、第二口和第三口，第一口连接废气管道，第二口连接氧气管道，第三口连接检测管道，检测管道连接检测仪器；柱状腔体内设有用于点火的点火器；
废气管道用于向柱状腔体内输入待检测的废气，氧气管道用于向柱状腔体内输入氧气，废气和氧气进入柱状腔体混合后被点火器点燃，燃烧后的检测气体从检测管道排出到检测仪器进行检测，检测仪器用于对检测气体的二氧化碳含量进行检测；
气体提取单元的活塞与单元杆的一端铰接，单元杆的另一端与单元块铰接；单元块的中心与单元轴转动连接，单元轴的另一端固定连接第一杆，第一杆与第二杆滑动连接，第二杆固定连接有驱动轴，驱动轴与单元轴的轴线相互平行，第一杆和第二杆位于第一直线上，且第一直线与驱动轴和单元轴的轴线相交，第一杆连接用于驱动其沿第一直线方向移动的第一直线驱动机构；
第一口、第二口和第三口上分别设有第一阀门、第二阀门和第三阀门；
活塞向外移动的终点为外止点，活塞向内移动的终点为内止点，活塞由外止点向内止点移动时打开第一阀门，活塞向内止点移动1/3行程时打开第二阀门，活塞移动到内止点前关闭第一阀门和第二阀门；
活塞移动到内止点时打开点火器，活塞由内止点向外止点移动2/3行程时打开第三阀门，活塞移动到内止点时关闭第三阀门；
第一杆和第二杆组成的第一机构的长度能够被第一直线驱动机构所调节。
2.根据权利要求1所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，多个气体提取单元的活塞通过单元杆连接同一个单元块。
3.根据权利要求1所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，检测气体检测的二氧化碳的含量的方法是检测二氧化碳的浓度。
4.根据权利要求1所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，所述第一直线驱动机构为电动推杆，电动推杆的座连接第二杆，电动推杆的推杆连接第一杆。
5.根据权利要求1所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，所述第一直线驱动机构为液压缸，液压缸的缸体固定连接第二杆，液压缸的活塞杆固定连接第一杆。
6.根据权利要求1所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，所述活塞向内止点移动2/3行程时关闭第一阀门和第二阀门。
7.根据权利要求6所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，所述第一阀门连接第一触发机构，第一触发机构包括连接第一阀门的阀杆的第一连杆，第一连杆的中部通过销轴与容器转动连接，第一连杆远离第一阀门的阀杆的一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与第三连杆的一端铰接，第三连杆的另一端插入壳体内，并与壳体滑动连接，驱动轴上设有与第三连杆配合的第一凸起，第一凸起整体呈弧形。
8.根据权利要求6所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，所述第二阀门连接第二触发机构，第二触发机构包括连接第二阀门的阀杆的第四连杆，第四连杆的中部通过销轴与容器转动连接，第四连杆远离第二阀门的阀杆的一端与第五连杆的一端铰接，第五连杆的另一端与第六连杆的一端铰接，第六连杆的另一端插入壳体内，并与壳体滑动连接，驱动轴上设有与第六连杆配合的第二凸起，第二凸起整体呈弧形。
9.根据权利要求1所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，所述第一阀门的阀杆连接用于带动其向外移动复位的第一复位机构。
10.根据权利要求1所述的一种VOC气体环保在线监测系统，其特征在于，所述第二阀门的阀杆连接用于带动其向外移动复位的第二复位机构。
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