专利名称：带自动送样机构的气体分析仪的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到分析可燃物质元素含量的测量仪器领域，特指一种带自动送样机 构的气体分析仪。
背景技术：
可燃物质中除含有部分矿物杂质和水以外，其余都是有机物质。煤中有机物质又主 要由碳、氢、氧、氮、硫等五种元素组成，它们是煤炭科学分类的指标之一，还可以用 来计算煤的发热量，估算和预测煤的低温干馏产物，是评价可燃物质量的基本依据。分 析可燃物质中这主要五种元素含量是通过检测燃烧后气体内元素的含量来实现的，所以 这类型的测量仪器可统称为气体分析仪。
气体分析仪中有些元素分析对燃烧环境有比较严格的要求，如氢。因空气中含有大 量水汽，其中所含的氢元素会对测试结果产生很大的影响，因此在燃烧时要保证燃烧管 内的密封性，不充分有空气或其它含氢元素的气体进入。参见图1所示，现有测试仪器 中，分析炉l内的燃烧管3多采用U形管，其两端头各有一提供助燃的氧气进气口和燃 烧后气体出气口，而坩埚2则放在燃烧管3内。因为每将坩埚2取出更换一次，就需要 将整个气路进行一次冲洗，排出因取换坩埚而混入的其它气体，若坩埚2取换频率过高， 会使用于冲洗的氧气的消耗量很大，造成不必要的浪费。为防止其它气体进入燃烧管3， 保证实验的连贯性，坩埚2是不拿出燃烧管3的，而是通过U形管上端的进样口将煤样 掉入坩埚2内燃烧；当实验个数达到一定的数量以后，再将分析炉1上方的进样装置取 下来，用镊子手动将坩埚2取出，更换新坩埚2。这种取坩埚的方式存在一定的缺陷(1) 分析炉是高温设备，而热气是往上流的，因此分析炉上的进样装置的温度往往比较高， 不能用手直接接触。因此在取进样装置时需要将分析炉停止升温，待进样装置冷却下来 再进行操作，这就耽误了时间，工作效率不高。若不降温，则要借助其它工具操作，很 不方便。(2)燃烧管是耐高温的材料制成，脆性大，价格贵，易损坏。在取坩埚时，若 人为用力不当，很可能会损坏到燃烧管，而更换燃烧管必须联系生产厂家请专业的技术 人员来进行操作。因此，这不仅影响了使用单位正常化验工作的开展，还增加了仪器的 维护成本。(3)高温设备手工操作极易使使用者被烫伤，不人性化。
发明内容
本发明要解决的问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构 简单紧凑、操作更加简便、自动化程度更高、更人性化的带自动送样机构的气体分析仪。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为 一种带自动送样机构的气体分析 仪，其特征在于它包括进样装置、气源、固定于底板上的控制机构、分析炉、送取机 构以及通过管路依次相连的过滤装置和检测装置，所述分析炉内装设有燃烧管，分析炉 的入口端设有坩埚进出口，穿过坩埚进出口的送取杆两端分别与坩埚和送取机构相连， 燃烧管上设有与气源相连且位于进样装置下方的进样口 ，过滤装置通过管路与燃烧管的 尾端相连。
所述送取机构包括联接板、齿条和送取电机，所述齿条套设于送取电机内，并通过 联接板与送取杆相连。
所述送取机构包括送取电机、送取机架、丝杆、导轴和螺母，所述送取电机固定于 送取机架上，其输出轴与丝杆相连，螺母套设于丝杆和导轴上并与送取杆相连。
所述坩埚进出口与一取换机构相连。
所述取换机构包括托盘、轴套、取换口、偏心轮、升降电机、取换机架、水平电机、 丝杆副和导轨，所述取换机架的下端固定有相互平行的导轨和丝杆副，丝杆副的一端与 水平电机相连。取换机架的中间固定有升降电机，升降电机的输出轴套设有偏心轮，偏 心轮的外圈始终与穿过轴套的托盘相接触，轴套固定于取换机架的上端。
所述取换机构包括托盘、取换口、取换机架和旋转电机，旋转电机固定于取换机架 之上，在其输出轴上套设有托盘，所述托盘为一偏心结构。
所述燃烧管为卧式燃烧管，坩埚进出口位于分析炉的侧端面上。
所述燃烧管为U形燃烧管，坩埚进出口位于分析炉的下端。
与现有技术相比，本发明的优点就在于本发明带自动送样机构的气体分析仪，采 用自动送样机构的设计，能够避开高温设备的高温影响，在保证分析仪对燃烧环境密封 性的要求下，采用自动送取坩埚的方式，利用专用的机构将坩埚取出，并将柑埚移送至 专用取换口，无须操作者在高温下进行操作，避免了使用者被烫伤、燃烧管被损坏的可 能，及因燃烧管的损坏带来的其它问题，降低了仪器的维护成本；也避免了因取柑埚等 待降温的尴尬，提高了仪器的使用率，使其自动化程度更高、更人性化。
图1是现有技术中燃烧管的结构示意图2是本发明实施例1的俯视结构原理示意图3是本发明实施例2的俯视结构原理示意图4是本发明实施例2中A向的取换机构局部仰视图。
图例说明
1、分析炉2、坩埚
3、燃烧管31、进样口
4、底板5、控制机构
6、检测装置7、过滤装置
8、进样装置9、气源
10、坩埚进出口11、送取杆
111、密封圈12、送取机构
121、联接板122、齿条
123、送取电机124、送取机架
125、丝杆126、导轴
127、螺母13、取换机构
131、托盘132、轴套
133、取换口134、偏心轮
135、升降电机136、取换机架
137、水平电机138、丝杆副
139、导轨1310、旋转电机
1311、坩埚孔1312、缺口
具体实施例方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1:参见图2所示，本发明实施例1的带自动送样机构的气体分析仪，它包括 进样装置8、气源9、固定于底板4上控制机构5、分析炉l、送取机构12以及通过管路 依次相连的过滤装置7和检测装置6，所述分析炉1内装设有燃烧管3，分析炉1的入口 端设有与气源9相连的坩埚进出口 10,穿过坩埚进出口 10的送取杆11两端分别与坩埚 2和送取机构12相连，燃烧管3上设有与气源9相连且位于进样装置8下方的进样口 31， 过滤装置7通过管路与燃烧管3的尾端相连。本实施例中燃烧管3采用的是卧式燃烧管， 其上设有与气源9相连的进样口 31，位于进样装置8的下方。位于分析炉1的入口端设
有与气源9相连的坩埚进出口 10，穿过坩埚进出口 10的送取杆11两端分别与坩埚2和 送取机构12相连。该送取机构12用来将盛装着待测煤样的坩埚2送入燃烧管3内的恒 温区进行充分燃烧，燃烧完排出的气体依次流经过滤装置7和检测装置6，从而得到一组 实验数据，完成测量工作。该送取机构2可以采用人工送取机构，也可以采用自动送取 机构。控制机构5是用于控制整个仪器的运动、定位和数据采集；检测装置6用于分析 从分析炉l抽出的气流中的元素含量；过滤装置7用于过滤灰尘、排除不需要的干扰元 素；气源9在本实施例中采用的是氧气瓶，它不仅为煤样燃烧提供充足的氧气，还在坩 埚进出口 IO和进样口 31处形成一个气墙，有效的隔绝了外界气体的进入，为煤样的燃 烧提供了一个密封环境；进样装置8用于将待测煤样送入坩埚2内进行燃烧，该机构可 以采用人工进样机构，也可以采用自动进样机构。本实施例中送取机构12进一步包括联 接板121、齿条122和送取电机123，齿条122套设于送取电机123内，并通过联接板121 与送取杆11相连。当控制机构5控制送取电机123运转时，通过与齿条122相连的联接 板121，可带动送取杆11作水平运动。本实施例中在坩埚进出口 10的前方进一步包括一 取换机构13，该取换机构13包括托盘131、轴套132、取换口 133、偏心轮134、升降电 机135、取换机架136、水平电机137、丝杆副138和导轨139。取换机架136的下端固 定有相互平行的导轨139和丝杆副138，丝杆副138的一端与水平电机137相连。取换机 架136的中间固定有升降电机135,升降电机135的输出轴套设有偏心轮134，偏心轮134 的外圈始终与穿过轴套132的托盘131相接触。轴套132固定于取换机架136的上端。 当偏心轮134由升降电机135带动旋转时，托盘131由于自重会随偏心轮134 —起沿轴 套132垂直下降，使位于托盘131之上的坩埚2向下运动脱离送取杆ll。此时，水平电 机137由控制机构5控制输出轴旋转，通过丝杆副138带动整个取换机架136在导轨139 上作水平移动，将待取换坩埚2送至取换口，进行更换。工作原理实验时，进样装置8 将待测煤样从进样口 31落下，掉入坩埚2内，送取机构12驱动送取杆11推着埘埚2送 入分析炉l恒温区内充分燃烧。燃烧后的气体经过滤装置7流入检测装置6内，通过专 用分析池检测出气体所要测元素的含量，并由控制机构5控制计算报结果。待分析结束 后，送取机构12驱动送取杆11反向运动，将坩埚2拖至进样口 31的下方，等待下一个 实验的开始。当实验个数达到一定的数量，坩埚2内的煤样残渣较多时，需要对坩埚2 进行更换。送取机构12将由控制机构5控制采用相同的方式，将坩埚2带出燃烧管3， 经过坩埚进出口 10移至托盘131上；再由取换机构13将托盘131上的坩埚2送至取换 口133，由操作人员从取换口 133将坩埚2取下，换上新坩埚2进行下一批次的实验。
实施例2:参见图3和图4所示，本发明实施例2的带自动送样机构的气体分析仪， 它包括进样装置8、气源9、固定于底板4上的控制机构5、分析炉l、送取机构12以及 通过管路依次相连的过滤装置7和检测装置6，所述分析炉1内装设有燃烧管3，分析炉 1的入口端设有坩埚进出口 10，穿过坩埚进出口 10的送取杆11两端分别与坩埚2和送 取机构12相连，燃烧管3上设有与气源9相连且位于进样装置8下方的进样口 31，过滤 装置7通过管路与燃烧管3的尾端相连。本实施例中燃烧管3采用的是U形燃烧管，其 上设有与气源9相连的进样口31，位于进样装置8的下方。位于分析炉l的下端设有坩 埚进出口 10，穿过坩埚进出口 10的送取杆11上顶面托着坩埚2，下端则与送取机构12 相连，在送取杆11的下端设有一密封圈111。该送取机构12用来将盛装着待测煤样的坩 埚2托着位于燃烧管3内的恒温区进行充分燃烧，燃烧完排出的气体依次流经过滤装置7 和检测装置6，从而得到一组实验数据，完成测量工作。该送取机构2可以采用人工送取 机构，也可以采用自动送取机构。控制机构5是用于控制整个仪器的运动、定位和数据 采集；检测装置6用于分析从分析炉1抽出的气流中的元素含量；过滤装置7用于过滤 灰尘、排除不需要的干扰元素；气源9在本实施例中采用的是氧气瓶，它不仅为煤样燃 烧提供充足的氧气，还在进样口31处形成一个气墙，有效的隔绝了外界气体的进入，为 煤样的燃烧提供了一个密封环境；进样装置8用于将待测煤样送入坩埚2内进行燃烧， 该机构可以采用人工进样机构，也可以采用自动进样机构；密封圈lll用于密封埘埚进 出口IO，隔绝外界气体进入燃烧管3内，为煤样的燃烧提供一个密封环境。本实施例中 送取机构12进一步包括送取电机123、送取机架124、丝杆125、导轴126和螺母127， 送取电机123固定于送取机架124上，其输出轴与丝杆125相连；螺母126套设于丝杆 125和导轴126上，并与送取杆ll相连。当控制机构5控制送取电机123运转时，通过 丝杆125的旋转，带动螺母127沿导轴126作上下运动，进而实现送取杆11托着埘埚2 的升降运动。当送取杆11托着坩埚2上升至燃烧管3的恒温区内时，送取杆ll下端的 密封圈lll将坩埚进出口 IO密封住，实现燃烧管与外界之间的隔离。本实施例中在坩埚 进出口 10的下方进一步包括一取换机构13，该取换机构13包括托盘131、取换口 133、 取换机架136和旋转电机1310。旋转电机1310固定于取换机架136之上，在其输出轴上 套设有托盘131，所述托盘131为一偏心结构。当旋转电机1310旋转时可带动托盘131 以输出轴为轴心旋转。工作原理实验时，进样装置8将待测煤样从进样口 31落下，掉 入位于恒温区的坩埚2内充分燃烧。燃烧后的气体经过滤装置7流入检测装置6内，通 过专用分析池检测出气体所要测元素的含量，并由控制机构5控制计算报结果。待分析
结束后，坩埚2不动作等待下一个实验的开始。当实验个数达到一定的数量，坩埚2内 的煤样残渣较多时，需要对坩埚2进行更换。此时，送取杆ll位于最高位，而托盘131 位于取换口 133处。送取机构12将由控制机构5控制驱动送取杆11向下运动，将埘埚2 带出燃烧管3;当送取杆11的下端面下降至低于托盘131的垂直高度时暂时停止下降； 再由旋转电机1310带动托盘131由取换口 133处旋转至坩埚进出口 10的下方，将送取 杆11的直杆部分从托盘131的缺口 1312穿过，位于坩埚孔1311的中心；送取杆11继 续下降，当送取杆11穿过坩埚孔1311时，坩埚2被挂在了坩埚孔1311内与送取杆11 脱离；最后再由旋转电机1310驱动放有坩埚2的托盘131旋至取换口 133处，由操作人 员从取换口 133将坩埚2取下，换上新坩埚2等待进行下一批次的实验。
权利要求
1、一种带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于它包括进样装置(8)、气源(9)、固定于底板(4)上的控制机构(5)、分析炉(1)、送取机构(12)以及通过管路依次相连的过滤装置(7)和检测装置(6)，所述分析炉(1)内装设有燃烧管(3)，分析炉(1)的入口端设有坩埚进出口(10)，穿过坩埚进出口(10)的送取杆(11)两端分别与坩埚(2)和送取机构(12)相连，燃烧管(3)上设有与气源(9)相连且位于进样装置(8)下方的进样口(31)，过滤装置(7)通过管路与燃烧管(3)的尾端相连。
2、 根据权利要求l所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所述送取机 构(12)包括联接板(121)、齿条(122)和送取电机(123)，所述齿条(122)套设于 送取电机(123)内，并通过联接板(121)与送取杆(11)相连。
3、 根据权利要求l所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所述送取机 构(12)包括送取电机(123)、送取机架(124)、丝杆(125)、导轴(126)和螺母(127)， 所述送取电机(123)固定于送取机架(124)上，其输出轴与丝杆(125)相连，螺母(127) 套设于丝杆(125)和导轴(126)上并与送取杆(11)相连。
4、 根据权利要求1或2或3所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所 述坩埚进出口 (10)与一取换机构(13)相连。
5、 根据权利要求4所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所述取换机 构(13)包括托盘(131)、轴套(132)、取换口 (133)、偏心轮(134)、升降电机(135)、 取换机架(136)、水平电机(137)、丝杆副(138)和导轨(139)，所述取换机架(136) 的下端固定有相互平行的导轨(139)和丝杆副(138)，丝杆副(138)的一端与水平电 机(137)相连；取换机架(136)的中间固定有升降电机(135)，升降电机(135)的输 出轴套设有偏心轮(134)，偏心轮(134)的外圈始终与穿过轴套(132)的托盘(131)相 接触，轴套(132)固定于取换机架(136)的上端。
6、 根据权利要求4所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所述取换机 构(13)包括托盘(131)、取换口 (133)、取换机架(136)和旋转电机(1310)，旋转 电机(1310)固定于取换机架(136)之上，在其输出轴上套设有托盘(131)，所述托盘(131)为一偏心结构。
7、 根据权利要求1或2或3所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所述燃烧管(3)为卧式燃烧管，坩埚进出口 (10)位于分析炉(1)的侧端面上。
8、 根据权利要求4所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所述燃烧管 (3)为卧式燃烧管，坩埚进出口 (10)位于分析炉(1)的侧端面上。
9、 根据权利要求1或2或3所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所 述燃烧管(3)为U形燃烧管，坩埚进出口 (10)位于分析炉(1)的下端。
10、 根据权利要求4所述的带自动送样机构的气体分析仪，其特征在于所述燃烧 管(3)为U形燃烧管，坩埚进出口 (10)位于分析炉(1)的下端。
全文摘要
本发明公开了一种带自动送样机构的气体分析仪，它包括进样装置、气源、固定于底板上的控制机构、分析炉、送取机构以及通过管路依次相连的过滤装置和检测装置，所述分析炉内装设有燃烧管，分析炉的入口端设有坩埚进出口，穿过坩埚进出口的送取杆两端分别与坩埚和送取机构相连，燃烧管上设有与气源相连且位于进样装置下方的进样口，过滤装置通过管路与燃烧管的尾端相连。本发明是一种结构简单紧凑、操作更加简便、自动化程度更高、更人性化的带自动送样机构的气体分析仪。
文档编号G01N31/12GK101196501SQ20071030347
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者朱先德 申请人:朱先德