专利名称：具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪的制作方法
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，特指一种具有带搅拌装 置集气瓶的元素分析仪。
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的所有测量仪器就总称为元素分析仪。
元素分析仪的种类虽然很多，但根据其燃烧气体收集分析方式的不同，可大致分为 两类 一种采用边抽取边分析的实时测量方式， 一种采用集中抽取集中分析的分时测量 方式。前者气体流动采用的是直通式气路，由于可燃物质在整个燃烧过程中，随着燃烧 时间的推移燃烧气体浓度由低到高再到低，呈非线性的不均匀状态，所以实时检测时容 易引起测试结果不稳定。尤其是在分析含量较少的元素或者气体分析池对气流量的稳定 性较敏感时，仪器的准确性就更难以保证了。后者采用集气瓶收集方式的元素分析仪， 燃烧气体收集多采用简单的集气瓶集气方式，集气瓶在收集燃烧气体的过程中，仅充当 了储存器的作用。燃烧气体收集到集气瓶内后，全靠相互间自然的混合，短时间内很难 混合均匀，甚至根本没法混合均匀。因为测量时只取集气瓶所收集气体中非常小的一部 分，所以抽取的被测气体代表性不强，导致仪器测试结果不准确、精度低、重现性差。 这种简单的集气瓶集气方式，燃烧气体收集在集气瓶内存留时间较长时，可能也会混合 较均匀，但是这样就消耗了大量的等待时间，导致仪器测试效率低，影响用户的使用效 率。
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、操作简便、成本低廉、能有效提高测试精度、重现性、縮短测试时间、提高 测试效率的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为 一种具有带搅拌装置集气瓶的元 素分析仪，其特征在于它包括固定于底板上的控制机构、送样装置、反应炉以及通过 管路依次相连的过滤装置、集气瓶和分析池，所述反应炉内装设有燃烧管，燃烧管的尾
端通过连通管与过滤装置相连，反应炉的入口端设有与助燃装置相连的送样嘴，送样嘴 与进样装置相连，所述集气瓶中装设有搅拌装置。
所述搅拌装置包括瓶内部分和瓶外部分，作为从动机构的瓶内部分包括转轴、第一 磁钢和搅拌页片，第一磁钢装设于搅拌页片内，搅拌页片套装在转轴上，转轴固定在集 气瓶底部的下端盖上，作为驱动机构的瓶外部分包括第二磁钢、磁钢座和搅拌电机，所 述第二磁钢装设于磁钢座内，磁钢座安装于搅拌电机的旋转轴上，搅拌电机固定在集气 瓶底部。
所述搅拌装置包括泵、进气嘴、出气嘴、第五电磁阀、第六电磁阀和四通，所述泵 与进气嘴、出气嘴相连，进气嘴通过管路与集气瓶相连，出气嘴通过四通分别与第五电 磁阀、第六电磁阀、第二电磁阀相连。
所述搅拌装置包括第三定位传感器、密封圈、第二活塞、第二缸体、第四定位传感 器、驱动杆、第二活塞驱动装置和大连通管，第二缸体两端装有第三定位传感器和第四 定位传感器用于检测第二活塞的位置，第二活塞安装于第二缸体的内侧，两者中间安装 有密封圈实现缸体的密封，驱动杆与第二活塞驱动装置和第二活塞相连，通过大连通管 将搅拌装置和集气瓶连接起来。
所述过滤装置与集气瓶之间的管路上设有第一电磁阀，集气瓶与分析池之间的管路 上设有第二电磁阀，集气瓶与分析池之间另设有旁路管，所述旁路管上设有第三电磁阀。
所述助燃装置与送样嘴之间的管路上设有第四电磁阀。
与现有技术相比，本发明的优点就在于
1、 本发明具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其集气瓶采用了独特的搅拌装置。 在集气瓶收集燃烧气体的过程中，搅拌装置不断的搅动收集来的气体，从而使得不同浓 度的气体在集气瓶中很快被搅合均匀。从中取出用于测试分析的部分气体非常具有代表 性，因此有效提高了仪器的测试精度和重现性。
2、 气体是在收集的过程中就实时搅拌、混合的，气体收集完毕后就已经被混合均匀 了，无需等待就可直接取出进行测试分析，从而有效縮短了测试时间，提高了测试效率。
图1是本发明的俯视结构示意图； 图2是本发明实施例1的结构示意图； 图3是本发明实施例2的结构示意图； 图4是本发明实施例3的结构示意图。 图例说明
1、搅拌装置2、进样装置
3、坩埚4、送样嘴
5、反应炉6、燃烧管
7、连通管8、过滤装置
9、第一电磁阀10、集气瓶
11、控制机构12、旁路管
13、第二电磁阀14、分析池
15、第三电磁阀16、助燃装置
17、第四电磁阀18、底板
1002、活塞1006、第一活塞驱动装置
1004、下端盖101、转轴
102、第一磁钢103、搅拌页片
104、第二磁钢105、磁钢座
106、搅拌电机110、泵
1101、进气嘴1102、出气嘴
111、第五电磁阀112、第六电磁阀
113、四通120、第三定位传感器
121、密封圈122、第二活塞
123、第二缸体124、第四定位传感器
125、驱动杆126、第二活塞驱动装置
127、大连通管
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。
如图1所示，本发明一种具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，它包括固定于底板
18上的控制机构11、进样装置2、反应炉5以及通过管路依次相连的过滤装置8、集气 瓶10和分析池14，所述反应炉5内装设有燃烧管6，燃烧管6的尾端通过连通管7与过 滤装置8相连，反应炉5的入口端设有与助燃装置16相连的送样嘴4，送样嘴4与进样 装置2相连，所述集气瓶10中装设有搅拌装置1。过滤装置8与集气瓶10之间的管路上 设有第一电磁阀9，集气瓶10与分析池14之间的管路上设有第二电磁阀13，集气瓶IO 与分析池14之间另设有旁路管12，所述旁路管12上设有第三电磁阀15。其中，进样装 置2用来将装着待测煤样的坩埚3托着，经送样嘴4送入燃烧管6内进行充分燃烧，燃烧完排出的气体依次流经过滤装置8、第一电磁阀9、集气瓶IO、第二电磁阀13和分析 池14，从而得到一组实验数据，完成测量工作。该进样装置2可以采用人工送样的机构， 也可以采用自动送样的机构。控制机构11是用于控制整个仪器的运动、定位和数据采集; 分析池14用于分析从反应炉5内抽出气流中的元素含量；过滤装置8用于过滤灰尘、排 除不需要的干扰元素；集气瓶10用于贮存燃烧后的气体，搅拌装置1用于搅拌集气瓶内 储存的气体，使其快速充分混合均匀。本实施例的工作过程为(1)、试验开始前控制机 构ll发出控制指令，第四电磁阀17打开，助燃装置16工作，向燃烧管6内充气；第一 电磁阀9、第二电磁阀13、第三电磁阀15全部打开，助燃气体清洗气路通道，将上次试 验残留的燃烧气体清除干净。(2)、试验开始时进样装置2将装着待测煤样的坩埚3，经 送样嘴4送入燃烧管6内进行燃烧。同时第一电磁阀9打开，第二电磁阀13、第三电磁 阀15关闭、搅拌装置l打开。燃烧时排出的气体依次流经燃烧管6、连通管7、过滤装 置8、第一电磁阀9流入集气瓶10内，气体进入集气瓶10内在搅拌装置1的驱动下快速 混合均匀。(3)、试样燃烧完毕后第四电磁阀17、第一电磁阀9关闭，第二电磁阀13打 开，集气瓶10内混合均匀的燃烧气体通过管路，流经第三电磁阀13进入分析池14内， 分析池14开始分析进入的气体，从而得到一组实验数据，完成测量工作。(4)、分析池 14测量的过程中，只取了集气瓶10中很小的一部分气体。检测完毕后，第二电磁阀13 关闭，第三电磁阀15打开，集气瓶10中剩余的气体经过旁路管12、第三电磁阀15排出。
参见图2本发明实施例1结构示意图所示，为保证集气瓶10的气密性和安全性，所 述搅拌装置1包括瓶内、瓶外两个部分。瓶内部分为从动机构，包括转轴101、第一磁钢 102和搅拌页片103。第一磁钢102安装在搅拌页片103内，搅拌页片103套装在转轴101 上，转轴101固定在集气瓶底部的下端盖1004上;瓶外部分为驱动机构包括第二磁钢104、 磁钢座105、搅拌电机106。第二磁钢104安装在磁钢座105内，磁钢座105安装在搅拌 电机106的旋转轴上。搅拌电机106固定在集气瓶10底部。从动机构和驱动机构间为非 接触磁性连接，第一磁钢102和第二磁钢104在磁场的作用下相互吸合。控制机构11发 出工作指令后第一电磁阀9打开、第二电磁阀13关闭、搅拌电机106工作，驱动磁钢座 105和第二磁钢104旋转。第二磁钢104转动起来之后，它产生的磁场也随之转动起来， 因为第一磁钢102和第二磁钢104的相互吸合，所以第一磁钢102、搅拌页片103也随之 转动起来。燃烧气体经过过滤装置8、第一电磁阀9进入集气瓶10内后，就随着搅拌页 片103的转动快速的流动起来，随着流动的不断循环气体很快就混合均匀了。
参见图3本发明实施例2结构示意图所示，所述搅拌装置1包括泵110、进气嘴1101、 出气嘴1102、第五电磁阀lll、第六电磁阀112和四通113。泵110上连有进气嘴1101、出气嘴1102，进气嘴1101通过管路与集气瓶10相连，出气嘴1102通过四通113分别与 第五电磁阀lll、第六电磁阀112、第二电磁阀13相连。集气瓶10集气时泵110工作， 第五电磁阀111导通、第二电磁阀13和第六电磁阀112关闭，燃烧气体经过过滤装置8、 第一电磁阀9，进入集气瓶10内，随后通过泵110的驱动作用气体从进气嘴1101吸入， 从出气嘴1102流向四通113，流过第五电磁阀111后注入集气瓶10内。如此不断的循环， 气体很快就被混合均匀了。煤样燃烧完后第一电磁阀9、第五电磁阀111关闭，第二电磁 阀13打开，混合均匀后的气体流入分析池14进行检测。检测完成后第二电磁阀13关闭， 第六电磁阀112打开，剩余燃烧气体经过第六电磁阀112排出。
参见图4本发明实施例3结构示意图所示，所述搅拌装置1包括第三定位传感器120、 密封圈121、第二活塞122、第二缸体123、第四定位传感器124、驱动杆125、第二活塞 驱动装置126和大连通管127。第二缸体123两端装有第三定位传感器120和第四定位传 感器124用于检测第二活塞122的位置。第二活塞122安装在第二缸体123的内侧，两 者中间安装有密封圈121实现缸体的密封。驱动杆125连接着第二活塞驱动装置126和 第二活塞122，用于实现第二活塞驱动装置126对第二活塞122的拖动。控制机构11发 出工作指令后第一电磁阀9打开，第三电磁阀15、第二电磁阀13关闭。第一活塞驱动机 构1006工作拖动活塞1002上移，集气瓶10内开始收集燃烧气体收集到一半后，第一活 塞驱动机构1006暂停，第二活塞驱动机构126工作拖动第二活塞122上移吸气，同时第 一活塞驱动机构1006反向推动活塞1002下移，由于大连通管127远大于连通管7所以 此时燃烧气体连同集气瓶10内已经收集的气体一起流向第二缸体123内。当第二活塞122 上移到第四定位传感器124位置时，第一活塞驱动机构1006、第二活塞驱动机构126都 停止驱动，随后又反向驱动相应的活塞。第二缸体123内收集的气体又流向集气瓶10内， 如此反复几次后气体很快就被混合均匀了。燃烧完毕后第一电磁阀9关闭，第二电磁阀 13打开，混合气体通过第二电磁阈13进入分析池14进行检测。测量完毕后第三电磁阀 15打开、第二电磁阀13关闭，第一活塞驱动机构1006和第二活塞驱动机构126同时驱 动相应的活塞下移，将各自缸体内残留的混合气体通过第三电磁阀15排出。
以上仅为众多带搅拌装置集气瓶方式中的具体实施例，与之同原理的实施例还有很 多，此处不一一罗列。
权利要求
1、一种具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其特征在于它包括固定于底板(18)上的控制机构(11)、进样装置(2)、反应炉(5)以及通过管路依次相连的过滤装置(8)、集气瓶(10)和分析池(14)，所述反应炉(5)内装设有燃烧管(6)，燃烧管(6)的尾端通过连通管(7)与过滤装置(8)相连，反应炉(5)的入口端设有与进样装置(2)相连的送样嘴(4)，所述集气瓶(10)中装设有搅拌装置(1)。
2、 根据权利要求1所述的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其特征在于所述 搅拌装置(1)包括瓶内部分和瓶外部分，作为从动机构的瓶内部分包括转轴(101)、第 一磁钢(102)和搅拌页片(103)，第一磁钢(102)装设于搅拌页片(103)内，搅拌页 片(103)套装在转轴(101)上，转轴(101)固定在集气瓶(10)底部的下端盖(1004) 上，作为驱动机构的瓶外部分包括第二磁钢(104)、磁钢座(105)和搅拌电机(106)， 所述第二磁钢(104)装设于磁钢座(105)内，磁钢座(105)安装于搅拌电机(106) 的旋转轴上，搅拌电机(106)固定在集气瓶(10)底部。
3、 根据权利要求1所述的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其特征在于所述 搅拌装置(1)包括泵(110)、进气嘴(1101)、出气嘴(1102)、第五电磁阀(111)、第 六电磁阀(112)和四通(113)，所述泵(110)与进气嘴(1101)、出气嘴(1102)相连， 进气嘴(1101)通过管路与集气瓶(10)相连，出气嘴(1102)通过四通(113)分别与 第五电磁阀(111)、第六电磁阀(112)、第二电磁阀(13)相连。
4、 根据权利要求1所述的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其特征在于所述 搅拌装置(1)包括第三定位传感器(120)、密封圈(121)、第二活塞(122)、第二缸体(123)、第四定位传感器(124)、驱动杆(125)、第二活塞驱动装置(126)和大连通管 (127)，第二缸体(123)两端装有第三定位传感器(120)和第四定位传感器(124)用 于检测第二活塞(122)的位置，第二活塞(122)安装于第二缸体(123)的内侧，两者 中间安装有密封圈(121)实现缸体的密封，驱动杆(125)与第二活塞驱动装置(126) 和第二活塞(122)相连，通过大连通管(127)将搅拌装置(1)和集气瓶(10)连接起 来。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其特 征在于所述过滤装置(8)与集气瓶(10)之间的管路上设有第一电磁阀(9)，集气瓶(10)与分析池(14)之间的管路上设有第二电磁阀(13)，集气瓶(10)与分析池(14) 之间另设有旁路管(12)，所述旁路管(12)上设有第三电磁阀(15)。
6、 根据权利要求1或2或3或4所述的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其特 征在于所述送样嘴(4)与助燃装置(16)相连，助燃装置(16)与送样嘴(4)之间 的管路上设有第四电磁阀(17)。
7、 根据权利要求5所述的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，其特征在于所述 送样嘴(4)与助燃装置(16)相连，助燃装置(16)与送样嘴(4)之间的管路上设有 第四电磁阀(17)。
全文摘要
本发明公开了一种具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪，它包括固定于底板上的控制机构、进样装置、反应炉以及通过管路依次相连的过滤装置、集气瓶和分析池，所述反应炉内装设有燃烧管，燃烧管的尾端通过连通管与过滤装置相连，反应炉的入口端设有与助燃装置相连的送样嘴，送样嘴与进样装置相连，所述集气瓶中装设有搅拌装置。本发明是一种结构简单紧凑、操作简便、成本低廉、能有效提高测试精度、重现性、缩短测试时间、提高测试效率的具有带搅拌装置集气瓶的元素分析仪。
文档编号G01N31/12GK101196503SQ200710303478
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