CN207687401U - 高温气体切换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温气体切换装置，包括一校准部，该校准部内部为空腔即第一腔室，该校准部侧壁设有标准气体进口、气体分析仪连接口且分别连通第一腔室；第一腔室内部设置一波纹管，该波纹管开口端固定于第一腔室的一内壁，活动端相对的第一腔室内壁开设有样气通路，该波纹管活动端可沿轴向伸缩运动，且当波纹管伸长时活动端端部能够封堵住样气通路。该气体切换装置利用波纹管的伸缩运动形成样气通路的封堵或者打开状态，从而达到检测状态与校准状态的切换，整体结构简单，切换操作方便，气密效果良好，关键是解决了在高温环境中使用且可靠性良好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体切换装置，尤其是涉及一种应用于在线监测系统的气体切换装置。
背景技术
随着经济的快速发展，污染源的种类日益增多，特别是化工区、工业集中区及周边环境，污染方式与生态破坏类型日趋复杂，环境污染负荷逐渐增加，环境污染事故时有发生。同时，随着公众环境意识逐渐增强，各类环境污染投诉纠纷日益频繁，因此对环境监测的种类、要求越来越高，尤其针对大气环境国务院、环保部门出台了多项监测、排放规定。为应对日益提高的大气排放要求气体在线监测系统越来越受到企业的关注。应用较为广泛的气体在线监测系统有VOC排放连续监测系统和红外气体连续在线监测系统等，为保证高浓度高沸点样品的精确测量，气体检测系统的采样、进样、检测单元往往采用高温(180℃以上)伴热方式，而为保证检测结果的准确性，检测单元需要定期或者不定期校准，因此检测系统需要高温下在检测状态与校准状态之间切换。目前实现这种高温切换的方式为设置电磁阀或者气动阀体，其中电磁阀通过电磁线圈来控制阀体动作以完成气路切换，气动阀体通过调节气体压力来控制阀体运动以实现气路切换。
实用新型内容
气体在线监测系统中实现气路切换的电磁阀其电磁线圈无法在高温环境中长时间工作最终会导致控制气体不尽阀体无法关严而漏气；而气动阀体需要设置密封圈垫以达到调节气压的目的，但密封圈垫适宜的使用温度较低(100℃左右)因而在长时间高温环境中易老化，导致气密性下降也会产生漏气。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种无需密封圈垫、结构简单、气密性良好的气体切换装置。
本实用新型的技术方案是提供一种气体切换装置，包括一校准部，该校准部内部为空腔即第一腔室，该校准部侧壁设有标准气体进口、气体分析仪连接口且分别连通第一腔室；第一腔室内部设置一波纹管，该波纹管开口端固定于第一腔室的一内壁，活动端相对的第一腔室内壁开设有样气通路，该波纹管活动端可沿轴向伸缩运动，且当波纹管伸长时活动端端部能够封堵住样气通路。
采用上述技术方案利用波纹管的伸缩运动形成样气通路的封堵或者打开状态，从而达到检测状态与校准状态的切换，整体结构简单，切换操作方便，气密效果良好。
第一腔室一端设置仪表气进口，波纹管开口端连通仪表进气口，当仪表气通入波纹管时，波纹管内部受到气体压力推动波纹管伸长运动从而使活动端伸入样气通路完成封堵。
波纹管伸长的另一种方式是：波纹管内部沿波纹管轴向设置一支撑杆，通过电信号控制或者手动操作支撑杆轴向移动进而推动波纹管伸长。
作为改进，波纹管活动端端部为圆锥形，相应地样气通路靠近波纹管的一端设有配合的曲面，以使波纹管活动端端部伸入样气通路时接触面更好地贴合，进一步保证气密性。
作为改进，波纹管活动端端部与第一腔室内壁之间还可以设置弹簧，以在由校准状态切换至检测状态时辅助波纹管复位。
作为改进，波纹管采用不锈钢材料制成，保证能够在高温环境中长期使用，延长气体切换装置的使用寿命。
气体切换装置还连接一过滤部，该过滤部内部为一空腔即第二腔室，第二腔室通过样气通路与校准部的第一腔室连通，第二腔室连通样气通路的内壁为漏斗形内壁，一方面有利于引导样气通过样气通路并经过第一腔室进入气体分析仪，另一方面在由校准状态切换至检测状态时，能够将样气气压集中于封堵住样气通路的波纹管活动端以推动波纹管收缩复位。
附图说明
图1是本实用新型的气体切换装置校准部的内部结构示意图。
图2是图2的校准部内部设置弹簧后的示意图。
图3是本实用新型的气体切换装置校准部内部另一种设置方式示意图。
图4是图1的气体切换装置校准部与过滤部配合进样气检测的工作状态示意图。
图5是图1的气体切换装置校准部与过滤部配合进标准气体校准的工作状态示意图。
图中：1-样气进口，2-标准气体进口，3-仪表气进口，4-气体分析仪连接口，5-过滤部，51-第二腔室，52-高温过滤器，6-校准部，61-第一腔室，7-样气通路，8-波纹管，9-弹簧，10-支撑杆，11-气缸
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
本实用新型提供一种气体切换装置，包括一校准部6，如图1所示，该校准部内部具有第一腔室61，该校准部侧壁设有标准气体进口2、气体分析仪连接口4且分别连通第一腔室61；第一腔室61内部设置一不锈钢波纹管8，该波纹管8开口端固定于第一腔室61的一内壁，与波纹管8的活动端相对的第一腔室61的内壁开设有样气通路7，该波纹管8的活动端可沿轴向伸缩运动，且当波纹管8伸长时活动端端部能够封堵住样气通路7；标准气体进口2设有标气阀门(图中未示出)用以控制标准气体的进入与否。
第一腔室61一端设置仪表气进口3，波纹管8的开口端连通仪表进气口3，仪表气进口3设置仪表气阀(图中未示出)以调节和控制进入波纹管8的仪表气；当仪表气通入波纹管8时，波纹管8内部受到气体压力而推动波纹管伸长运动从而使活动端伸入样气通路7完成封堵。波纹管复位的形式可以是仪表气抽出使波纹管内部形成负压从而使波纹管收缩复位。
波纹管8轴向伸长的另一种方式如图3所示，波纹管8内部沿波纹管轴向设置一支撑杆10，通过电信号控制气缸或者手动操作(图3中所示为气缸)支撑杆10轴向移动进而推动波纹管8伸长。
作为改进，波纹管8的活动端端部为圆锥形，相应地样气通路7靠近波纹管8的一端设有相配合的曲面，以使波纹管8活动端端部伸入样气通路7时接触面更好地贴合，进一步保证气密性。
作为改进，如图2所示，波纹管8的活动端端部与第一腔室61内壁之间还可以设置弹簧9，以在由校准状态切换至检测状态时辅助波纹管8复位。
其中，波纹管8采用不锈钢材料制成，保证能够在高温环境中长期使用，延长气体切换装置的使用寿命。
如图4-5所示，气体切换装置连接一过滤部5，该过滤部5内部设有第二腔室51，第二腔室51通过样气通路7与校准部的第一腔室61连通，第二腔室61连通样气通路7的内壁为漏斗形内壁，一方面有利于引导样气通过样气通路7并经过第一腔室61进入气体分析仪，另一方面在由校准状态切换至检测状态时，能够将样气气压集中于封堵住样气通路7的波纹管8活动端以推动波纹管8收缩复位。过滤部5外侧壁设有样气进口1，该样气进口1连通过滤部5的第二腔室51，第二腔室51内设置有高温过滤器52(图中仅展示局部高温过滤器，高温过滤器可采用高温滤网的形式)用以初步过滤样气除去样气中的粉尘避免堵塞检测管路。
工作过程：
图4-5显示了如图1所示的气体切换装置校准部与过滤部配合的工作状态示意图，图2、3与图1中的气体切换装置工作过程类似，不再赘述；气体进出口的箭头表示气体流动方向；第一、第二腔室在工作时均为高温腔室。
图4所示为正常采样后样气检测状态，此时标气阀门关闭标准气体未通入，仪表气阀关闭仪表气未通入，波纹管8处于原位即未封堵住样气通路7；采样后的样气从样气进口1进入第二腔室51经高温过滤器52过滤后通过样气通路7进入第一腔室61，并通过气体分析仪连接口4进入气体分析仪(图中未示出)进行采样分析；
图5所示为采用标准气体对气体分析仪进口进行校准的状态，此时停止通入样气，打开仪表气阀使仪表气从仪表气进口3进入波纹管8内部，波纹管8由于受到气体压力沿轴向伸长运动，波纹管8的活动端端部逐渐进入样气通路7并最终封堵住样气通路7使第一腔室61形成气密性良好封闭空间，即切换为校准状态；此时打开标气阀门，标准气体从标准气体进口2进入并经过第一腔室61后通过气体分析仪连接口4进入气体分析仪，从而完成校准工作；
需要重新切换成检测状态时，关闭标气阀门停止通入标准气体以及关闭仪表气阀停止通入仪表气，然后重新从样气进口1通入样气，此时由于波纹管8内部没有仪表气体压力，其活动端端部又受到样气压力，因此波纹管8沿轴向收缩运动直至回复原位，样气通路7打开，样气可经过气体分析仪连接口4进入气体分析仪，即重新切换为检测状态。
本实用新型实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合气体监测检测领域的市售产品。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本实用新型的专利保护范围。与本实用新型的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (8)
1.高温气体切换装置，包括一校准部，所述校准部内部设有第一腔室，所述校准部侧壁设有标准气体进口、气体分析仪连接口且分别连通所述第一腔室；其特征在于，所述第一腔室内部设置一波纹管，所述波纹管开口端固定于所述第一腔室的一内壁，与所述波纹管活动端相对的第一腔室内壁开设有样气通路，所述波纹管活动端可沿轴向伸缩运动，且当所述波纹管伸长时活动端端部能够封堵住所述样气通路。
2.根据权利要求1所述的高温气体切换装置，其特征在于，所述第一腔室一端设置仪表气进口，所述波纹管开口端连通仪表进气口。
3.根据权利要求1所述的高温气体切换装置，其特征在于，所述波纹管内部沿波纹管轴向设置一可伸缩的支撑杆。
4.根据权利要求1所述的高温气体切换装置，其特征在于，所述波纹管活动端端部为圆锥形，相应地所述样气通路靠近所述波纹管的一端设有配合的曲面。
5.根据权利要求1所述的高温气体切换装置，其特征在于，所述波纹管活动端端部与所述第一腔室内壁之间设置有弹簧。
6.根据权利要求1所述的高温气体切换装置，其特征在于，所述波纹管采用不锈钢材料制成。
7.根据权利要求1所述的高温气体切换装置，其特征在于，连接一过滤部，所述过滤部内部设有第二腔室，所述第二腔室通过所述样气通路与所述第一腔室连通，所述第二腔室连通所述样气通路的内壁为漏斗形内壁。
8.根据权利要求2所述的高温气体切换装置，其特征在于，所述标准气体进口处设有标气阀门，所述仪表气进气口处设有仪表气阀。
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