CN116338110A - 一种气体分析小屋用的探头结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体探头技术领域，具体为一种气体分析小屋用的探头结构，包括探头主体仓、螺旋封盖、防爆风机、取样检测仓、进气切换管、下部接管、常开电磁阀和气体监测传感器，所述探头主体仓与所述螺旋封盖螺旋密封安装，所述螺旋封盖的表面设置有防爆风机，所述探头主体仓的下部连通设置有取样检测仓，所述取样检测仓的下部连通设置有进气切换管；本发明探头结构通过设置的进气切换管、下部接管与防爆风机配合，能够对分体分析小屋内上下区域，同时实现主动进气式气体监测，相较于传统探头结构，仅通过单个探头便能够实现对密度大于空气或密度小于空气的气体的同时监测，并且通过主动式进气，能够提高检测灵敏度。

Description

一种气体分析小屋用的探头结构

技术领域

本发明涉及气体探头技术领域，具体为一种气体分析小屋用的探头结构。

背景技术

气体分析小屋是近几年国际上开始流行的一项新技术，它集工业气体在线分析仪器仪表的组合、成套、安装、应用于一体，首先在炼油、化工企业中得到广泛应用。气体分析小屋的规范化、专业化设计使气体分析仪表的现场安装、维护更加方便，并为气体分析仪表提供了良好的操作和运行环境，在工艺装置中得到了越来越多的应用；例如中国发明专利申请CN111354167A公开了一种工业用分析小屋防爆型连锁报警系统，其中记载：包括安装在工业用分析小屋内的：可燃气体探测器，用于检测可燃气体浓度；有毒气体探测器，用于检测有毒气体浓度；声光报警器，在可燃气体或有毒气体浓度较高时进行发光或警铃报警；排风扇，用于将室内可燃气体或有毒气体排出室外或与室外进行气体交换，所述排风扇上设有用于将所述排风扇手动启动的强起开关；

例如上述专利中记载，在气体分析小屋中需要安装有毒或易燃气体探头，从而用于对气体分析小屋中的环境进行监测和报警，但是由于有毒或易燃气体的密度，有些大于空气密度，会沉积在气体分析小屋中的下方，例如甲烷、天然气等，而有些小于空气密度的气体，会漂浮在气体分析小屋上层，例如氢气、乙炔等，当多种气体同时需要监测时，单个设置在气体分析小屋上部或下部的探头灵敏度较差，而设置多组探头成本会大大提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体分析小屋用的探头结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气体分析小屋用的探头结构，包括探头主体仓、螺旋封盖、防爆风机、取样检测仓、进气切换管、下部接管、常开电磁阀和气体监测传感器，所述探头主体仓与所述螺旋封盖螺旋密封安装，所述螺旋封盖的表面设置有防爆风机，所述探头主体仓的下部连通设置有取样检测仓，所述取样检测仓的下部连通设置有进气切换管，所述进气切换管的底部连通设置有下部接管，所述下部接管的内部设置有常开电磁阀，所述取样检测仓的内部设置有气体监测传感器，所述气体监测传感器的外部设置有具有防堵功能的自动取样机构，所述自动取样机构能够将气体监测传感器封闭，所述自动取样机构间歇性取样检测。

所述进气切换管的内外部设置有自动封闭机构，所述自动封闭机构与所述常开电磁阀配合能够对进气切换管的进气路径进行切换。

所述自动取样机构包括传感器环套、密封压环、直角固定架和分隔筒，所述传感器环套固定套设在气体监测传感器的外部，所述传感器环套的下檐固定设置有密封压环，所述密封压环的表面固定设置有直角固定架，所述密封压环通过直角固定架与取样检测仓的内部上表面固定安装，所述密封压环的正下方设置有分隔筒，所述分隔筒呈圆柱形，且上部开口，下部封闭，所述分隔筒与所述密封压环同轴设置，所述密封压环能够将分隔筒的上部开口堵塞封闭。

所述取样检测仓的内部升降设置有定位磁吸圈，所述定位磁吸圈与所述分隔筒之间连接固定有连接板，所述定位磁吸圈的上方设置有常闭拉簧，所述常闭拉簧的下端与定位磁吸圈的上表面固定连接，所述常闭拉簧的上端与取样检测仓的内部上表面固定连接，所述常闭拉簧处于拉伸状态。

所述取样检测仓的内部下表面固定设置有安装底座，所述安装底座的内部固定设置有电磁铁模块，所述电磁铁模块与所述定位磁吸圈磁吸配合。

所述分隔筒的下表面中心位置贯穿开设有取样孔，所述取样孔的内部穿插设置有疏通堵柱，所述分隔筒的内部设置有回折架，所述回折架与所述疏通堵柱的上端固定安装，所述回折架的内部固定设置有压持环和弹簧顶环，所述压持环和弹簧顶环同轴设置，所述压持环位于弹簧顶环的圆环内侧，所述压持环与所述气体监测传感器的边缘挤压配合，所述弹簧顶环的下方设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧处于压缩状态。

所述自动封闭机构包括气封升降套、控制连轴、连轴通孔和同步驱动环，所述气封升降套设置在进气切换管的内部，所述气封升降套的外侧表面与进气切换管的内壁表面气密接触，所述气封升降套的下部连接设置有控制连轴，所述进气切换管的下表面贯穿开设有连轴通孔，所述控制连轴穿插经过连轴通孔伸出到进气切换管的外部，所述控制连轴的下端固定设置有同步驱动环。

所述同步驱动环的外侧表面固定设置有安装侧耳，所述安装侧耳的上方设置有直角固定耳，所述直角固定耳与所述进气切换管的外表面固定安装，所述安装侧耳的下表面固定设置有伸缩驱动缸，所述伸缩驱动缸的内部设置有伸缩缸轴，所述伸缩缸轴穿插经过安装侧耳与直角固定耳固定安装。

所述探头主体仓的外表面固定设置有螺孔侧耳，所述探头主体仓的内部设置有防爆电路板，所述进气切换管的表面靠近下方位置贯穿开设有进气孔，所述下部接管的外部套设连通有延伸气管，所述气体监测传感器的外部连接设置有连接导线，所述气体监测传感器通过连接导线与防爆电路板连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明探头结构通过设置的进气切换管、下部接管与防爆风机配合，能够对分体分析小屋内上下区域，同时实现主动进气式气体监测，相较于传统探头结构，仅通过单个探头便能够实现对密度大于空气或密度小于空气的气体的同时监测，并且通过主动式进气，能够提高检测灵敏度，使得探头反应更快。

本发明通过设置的具有防堵功能的自动取样机构，能够在探头持续主动进气过程中，使得气体监测传感器间歇性取样检测，避免气体监测传感器持续暴露在快速流动的空气中，而导致气体监测传感器损耗过快的问题，使得气体监测传感器的使用寿命更加长久，并极大减少了气体监测传感器表面灰尘的积累速度，减少灰尘对气体监测传感器精度的影响；且通过设置的疏通堵柱，能够与分隔筒的动作配合，对取样孔进行疏通和关闭。

通过设置的自动封闭机构与常开电磁阀配合，能够对进气切换管的进气路径进行切换，从而在探头检测到有毒或易燃气体泄漏后，能够对有毒或易燃气体所处的上方或下方区域进行判断，从而作出相对应的提醒，提高人员紧急处理时的安全性。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图。

图2为本发明整体结构的主视图。

图3为本发明主视角度的立体半剖示意图。

图4为图3中A区域放大示意图。

图5为图3中B区域放大示意图。

图6为本发明主视角度的立体半剖主视图。

图7为图6中C区域放大示意图。

图8为本发明主视角度的立体半剖另一角度示意图。

图9为本发明侧视角度的立体半剖示意图。

图10为图9中D区域放大示意图。

图11为本发明侧视角度的立体半剖侧视图。

图中：1、探头主体仓；2、螺旋封盖；3、防爆风机；4、取样检测仓；5、进气切换管；6、下部接管；7、常开电磁阀；8、气体监测传感器；801、传感器环套；802、密封压环；803、直角固定架；804、分隔筒；805、定位磁吸圈；806、连接板；807、常闭拉簧；808、安装底座；809、电磁铁模块；810、取样孔；811、疏通堵柱；812、回折架；813、压持环；814、弹簧顶环；815、支撑弹簧；501、气封升降套；502、控制连轴；503、连轴通孔；504、同步驱动环；505、安装侧耳；506、直角固定耳；507、伸缩驱动缸；508、伸缩缸轴；101、螺孔侧耳；102、防爆电路板；509、进气孔；601、延伸气管；816、连接导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图11，本发明提供一种技术方案：一种气体分析小屋用的探头结构，包括探头主体仓1、螺旋封盖2、防爆风机3、取样检测仓4、进气切换管5、下部接管6、常开电磁阀7和气体监测传感器8，探头主体仓1与螺旋封盖2螺旋密封安装，螺旋封盖2的表面设置有防爆风机3，防爆风机3采用无刷电机驱动，能够避免普通有刷电机的碳刷和电机转子之间产生的电火花，而引起的安全隐患，探头主体仓1的下部连通设置有取样检测仓4，取样检测仓4的下部连通设置有进气切换管5，进气切换管5的底部连通设置有下部接管6，下部接管6的内部设置有常开电磁阀7，取样检测仓4的内部设置有气体监测传感器8，气体监测传感器8可以为有毒气体检测传感器也可以为易燃易爆气体检测传感器，根据使用场景选择，气体监测传感器8的外部设置有具有防堵功能的自动取样机构，自动取样机构能够将气体监测传感器8封闭，自动取样机构间歇性取样检测。

进气切换管5的内外部设置有自动封闭机构，自动封闭机构与常开电磁阀7配合能够对进气切换管5的进气路径进行切换。

自动取样机构包括传感器环套801、密封压环802、直角固定架803和分隔筒804，传感器环套801固定套设在气体监测传感器8的外部，传感器环套801的下檐固定设置有密封压环802，密封压环802的表面固定设置有直角固定架803，密封压环802通过直角固定架803与取样检测仓4的内部上表面固定安装，密封压环802的正下方设置有分隔筒804，分隔筒804呈圆柱形，且上部开口，下部封闭，分隔筒804与密封压环802同轴设置，密封压环802能够将分隔筒804的上部开口堵塞封闭，分隔筒804采用具有电磁屏蔽功能的金属制成，避免电磁铁模块809产生的磁力对气体监测传感器8造成影响。

取样检测仓4的内部升降设置有定位磁吸圈805，定位磁吸圈805与分隔筒804之间连接固定有连接板806，定位磁吸圈805的上方设置有常闭拉簧807，常闭拉簧807的下端与定位磁吸圈805的上表面固定连接，常闭拉簧807的上端与取样检测仓4的内部上表面固定连接，常闭拉簧807处于拉伸状态。

取样检测仓4的内部下表面固定设置有安装底座808，安装底座808的内部固定设置有电磁铁模块809，电磁铁模块809与定位磁吸圈805磁吸配合。

分隔筒804的下表面中心位置贯穿开设有取样孔810，取样孔810的内部穿插设置有疏通堵柱811，分隔筒804的内部设置有回折架812，回折架812与疏通堵柱811的上端固定安装，回折架812的内部固定设置有压持环813和弹簧顶环814，压持环813和弹簧顶环814同轴设置，压持环813位于弹簧顶环814的圆环内侧，压持环813与气体监测传感器8的边缘挤压配合，弹簧顶环814的下方设置有支撑弹簧815，支撑弹簧815处于压缩状态。

自动封闭机构包括气封升降套501、控制连轴502、连轴通孔503和同步驱动环504，气封升降套501设置在进气切换管5的内部，气封升降套501的外侧表面与进气切换管5的内壁表面气密接触，气封升降套501的下部连接设置有控制连轴502，进气切换管5的下表面贯穿开设有连轴通孔503，控制连轴502穿插经过连轴通孔503伸出到进气切换管5的外部，控制连轴502的下端固定设置有同步驱动环504。

同步驱动环504的外侧表面固定设置有安装侧耳505，安装侧耳505的上方设置有直角固定耳506，直角固定耳506与进气切换管5的外表面固定安装，安装侧耳505的下表面固定设置有伸缩驱动缸507，伸缩驱动缸507的内部设置有伸缩缸轴508，伸缩缸轴508穿插经过安装侧耳505与直角固定耳506固定安装。

探头主体仓1的外表面固定设置有螺孔侧耳101，探头主体仓1的内部设置有防爆电路板102，防爆电路板102采用注胶等工艺将电路板密封处理，从而避免易燃气体与电路板接触，更加安全稳定，进气切换管5的表面靠近下方位置贯穿开设有进气孔509，下部接管6的外部套设连通有延伸气管601，气体监测传感器8的外部连接设置有连接导线816，气体监测传感器8通过连接导线816与防爆电路板102连接。

本发明在使用时，将探头主体仓1通过螺孔侧耳101固定安装在气体分析小屋内部的上方区域，然后在下部接管6的外部套设延伸气管601，延伸气管601为普通气管，且其长度与气体分析小屋的高度相适应，使得延伸气管601的下端处于气体分析小屋内部的下方区域。

在正常监测状态下，防爆风机3运行，常开电磁阀7处于常开状态，在防爆风机3的驱动下，气流分别通过延伸气管601和进气孔509输入到进气切换管5中，经过取样检测仓4从防爆风机3处流出，同时能够对防爆电路板102进行降温；

在上述监测状态下，电磁铁模块809间歇性产生磁力，从而与常闭拉簧807配合驱动定位磁吸圈805升降移动，电磁铁模块809每隔2秒通电0.5秒，使得定位磁吸圈805每隔2秒下移0.5秒，由于分隔筒804与定位磁吸圈805固定安装，因此分隔筒804同步移动；

在分隔筒804处于上移状态时，如图4中所示，分隔筒804与密封压环802配合，将气体监测传感器8封闭在分隔筒804的内部，且取样孔810被堵塞，避免气体监测传感器8持续暴露在快速流动的气体中，延长气体监测传感器8寿命；而当分隔筒804处于下移状态时，分隔筒804与密封压环802分离，同时疏通堵柱811在支撑弹簧815的弹力下，从取样孔810中移出，使得取样孔810打开，气体分流经过取样孔810，进入分隔筒804中，与气体监测传感器8接触进行取样检测；循环上述流程，使得气体监测传感器8在检测的同时，能够被分隔保护，减少持续流动性气流而引起的灰尘积累过快问题。

当气体监测传感器8检测到有毒或易燃气体泄漏时，控制电磁铁模块809持续性通电，使得气体监测传感器8处于持续性监测状态；此时，首先将常开电磁阀7进行关闭，使得外界气流仅从进气孔509输入，维持五秒后，将气体监测传感器8检测的有毒或易燃气体浓度进行记录；然后将常开电磁阀7打开，控制气封升降套501下移，将进气孔509封闭，此时仅从延伸气管601进气，同样维持五秒后，将气体监测传感器8检测的有毒或易燃气体浓度进行记录；然后进行前后数据的比对，当仅从进气孔509进气时数据浓度更高时，说明有毒或易燃气体处于气体分析小屋的上部，而当仅从延伸气管601进气时数据浓度更高时，说明有毒或易燃气体处于气体分析小屋的下部；从而做出相对应的提醒，便于工作人员安全处理；上述数据记录和比对在防爆电路板102中完成，通过单片机芯片编程控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种气体分析小屋用的探头结构，包括探头主体仓（1）、螺旋封盖（2）、防爆风机（3）、取样检测仓（4）、进气切换管（5）、下部接管（6）、常开电磁阀（7）和气体监测传感器（8），所述探头主体仓（1）与所述螺旋封盖（2）螺旋密封安装，其特征在于：所述螺旋封盖（2）的表面设置有防爆风机（3），所述探头主体仓（1）的下部连通设置有取样检测仓（4），所述取样检测仓（4）的下部连通设置有进气切换管（5），所述进气切换管（5）的底部连通设置有下部接管（6），所述下部接管（6）的内部设置有常开电磁阀（7），所述取样检测仓（4）的内部设置有气体监测传感器（8），所述气体监测传感器（8）的外部设置有具有防堵功能的自动取样机构，所述自动取样机构能够将气体监测传感器（8）封闭，所述自动取样机构间歇性取样检测。

2.根据权利要求1所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述进气切换管（5）的内外部设置有自动封闭机构，所述自动封闭机构与所述常开电磁阀（7）配合能够对进气切换管（5）的进气路径进行切换。

3.根据权利要求1所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述自动取样机构包括传感器环套（801）、密封压环（802）、直角固定架（803）和分隔筒（804），所述传感器环套（801）固定套设在气体监测传感器（8）的外部，所述传感器环套（801）的下檐固定设置有密封压环（802），所述密封压环（802）的表面固定设置有直角固定架（803），所述密封压环（802）通过直角固定架（803）与取样检测仓（4）的内部上表面固定安装，所述密封压环（802）的正下方设置有分隔筒（804），所述分隔筒（804）呈圆柱形，且上部开口，下部封闭，所述分隔筒（804）与所述密封压环（802）同轴设置，所述密封压环（802）能够将分隔筒（804）的上部开口堵塞封闭。

4.根据权利要求3所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述取样检测仓（4）的内部升降设置有定位磁吸圈（805），所述定位磁吸圈（805）与所述分隔筒（804）之间连接固定有连接板（806），所述定位磁吸圈（805）的上方设置有常闭拉簧（807），所述常闭拉簧（807）的下端与定位磁吸圈（805）的上表面固定连接，所述常闭拉簧（807）的上端与取样检测仓（4）的内部上表面固定连接，所述常闭拉簧（807）处于拉伸状态。

5.根据权利要求4所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述取样检测仓（4）的内部下表面固定设置有安装底座（808），所述安装底座（808）的内部固定设置有电磁铁模块（809），所述电磁铁模块（809）与所述定位磁吸圈（805）磁吸配合。

6.根据权利要求5所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述分隔筒（804）的下表面中心位置贯穿开设有取样孔（810），所述取样孔（810）的内部穿插设置有疏通堵柱（811），所述分隔筒（804）的内部设置有回折架（812），所述回折架（812）与所述疏通堵柱（811）的上端固定安装，所述回折架（812）的内部固定设置有压持环（813）和弹簧顶环（814），所述压持环（813）和弹簧顶环（814）同轴设置，所述压持环（813）位于弹簧顶环（814）的圆环内侧，所述压持环（813）与所述气体监测传感器（8）的边缘挤压配合，所述弹簧顶环（814）的下方设置有支撑弹簧（815），所述支撑弹簧（815）处于压缩状态。

7.根据权利要求2所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述自动封闭机构包括气封升降套（501）、控制连轴（502）、连轴通孔（503）和同步驱动环（504），所述气封升降套（501）设置在进气切换管（5）的内部，所述气封升降套（501）的外侧表面与进气切换管（5）的内壁表面气密接触，所述气封升降套（501）的下部连接设置有控制连轴（502），所述进气切换管（5）的下表面贯穿开设有连轴通孔（503），所述控制连轴（502）穿插经过连轴通孔（503）伸出到进气切换管（5）的外部，所述控制连轴（502）的下端固定设置有同步驱动环（504）。

8.根据权利要求7所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述同步驱动环（504）的外侧表面固定设置有安装侧耳（505），所述安装侧耳（505）的上方设置有直角固定耳（506），所述直角固定耳（506）与所述进气切换管（5）的外表面固定安装，所述安装侧耳（505）的下表面固定设置有伸缩驱动缸（507），所述伸缩驱动缸（507）的内部设置有伸缩缸轴（508），所述伸缩缸轴（508）穿插经过安装侧耳（505）与直角固定耳（506）固定安装。

9.根据权利要求1所述的一种气体分析小屋用的探头结构，其特征在于：所述探头主体仓（1）的外表面固定设置有螺孔侧耳（101），所述探头主体仓（1）的内部设置有防爆电路板（102），所述进气切换管（5）的表面靠近下方位置贯穿开设有进气孔（509），所述下部接管（6）的外部套设连通有延伸气管（601），所述气体监测传感器（8）的外部连接设置有连接导线（816），所述气体监测传感器（8）通过连接导线（816）与防爆电路板（102）连接。

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