环境保护原位式气体监测仪保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型为一种环境保护原位式气体监测仪保护装置，包括：保护套管，分为整圆形管部和半圆形管部两部分，整圆形管部的根部连接转接法兰，半圆形管部的中心上沿自身的长度方向开有一段狭缝；滤芯防护片，连接于半圆形管部内壁上与狭缝对应处，滤芯防护片的长度不短于狭缝的长度。本实用新型的优点在于：在完整保护烟道内的原位式气体监测仪器的同时，保证了原气体分析系统的取样代表性、反应时间和分析准确性。这使得原位式分析系统彻底解决了在高粉尘、高流速、高温的恶劣工况下长期连续稳定工作的难题。
【专利说明】环境保护原位式气体监测仪保护装置【技术领域】[0001]本实用新型涉及一种环境保护原位式气体监测仪保护装置，属于气体监测仪保护 【技术领域】。【背景技术】[0002]原位式(in-situ)气体分析仪是将仪器的测量部分直接插入烟道进行监测的气 体分析系统。在烟气粉尘大(> lg/m3)，烟气流速快(> lOm/s)的工况中一直存在插入烟 道中的探杆主体和/或气体陶瓷滤芯部分被磨损，导致设备损坏，无法测量的问题，给公司 和客户带来极大的经济损失。本实用新型的保护装置套件针对磨损问题进行了特殊气动设 计，既保证在严酷工况下设备不被烟气中的高速烟尘损坏又完全不影响气体分析仪设备对 气体组分的测量精度及速度。经过实际试验测试，此实用新型达到了设计目的并实现了保 护功能。[0003]GM系列原位式气体分析仪在国内环保脱硝监测应用中使用情况较差，其根本原因 是烟道中气体携带烟尘较多。当气体携带大量烟尘以很高的速度通过GMP或GPP探头时， 探头的裸露部分如双侧支撑梁、陶瓷滤芯，弹簧螺纹管等重要器件与高速烟尘相互摩擦，导 致短时间内(半年左右)这些部件被磨穿损坏，使仪器完全丧失自我保护和测量功能，给客 户及公司带来较大损失。该类气体分析仪目前在国内市场上尚无可以参比的仪器，属于目 前国际较领先的产品。目前在市场上看到的近似的对取样部分的保护仅限于使用延长法兰 来挡住探头裸露部分，但此种方法会严重影响取样点处烟气气流的流场均匀性，使得测量 结果偏差很大或反映速度很慢。由于单侧原位式分析仪是德国SICK公司独有的技术产品， 目前国内外还没有相同或类似的专用于此种探头的保护装置。[0004]现有技术只利用简单的延长法兰对在烟道内裸露的设备部分(如探杆，探头等) 进行简单的保护，这样会影响烟气流经时的流场均匀性。流场的非均匀性会导致烟气内组 分分布不均，测量结果与真实值偏差很大。而且保护板的厚度设定不统一，过厚会导致安装 困难，增加连接处的承载负荷，过薄又存在抗磨损性不佳，从而寿命较短等缺点。这些都使 得原位式测量机理完全无法实现。实用新型内容[0005]鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种环境保护原位式气体监测仪保护装置， 它可在完整保护烟道内的原位式气体监测仪器的同时，保证原气体分析系统的取样代表 性、反应时间和分析准确性。[0006]为此，本实用新型采用以下技术方案:[0007]—种环境保护原位式气体监测仪保护装置，其特征在于包括:[0008]保护套管，分为整圆形管部和半圆形管部两部分，整圆形管部的根部连接转接法 兰，半圆形管部的中心上沿自身的长度方向开有一段狭缝；[0009]滤芯防护片，连接于半圆形管部内壁上与狭缝对应处，滤芯防护片的长度不短于狭缝的长度。[0010]所述整圆形管部的根部开有排尘孔。[0011]所述整圆形管部和半圆形管部之间以45°斜角过渡。[0012]所述半圆形管部的端部为45°斜角。[0013]所述滤芯防护片的横截面呈弧形，其弧顶朝向半圆形管部的圆心轴线。[0014]本实用新型的优点在于:[0015]在完整保护烟道内的原位式气体监测仪器的同时，保证了原气体分析系统的取样 代表性、反应时间和分析准确性。这使得原位式分析系统彻底解决了在高粉尘、高流速、高 温的恶劣工况下长期连续稳定工作的难题。[0016]经过加装本实用新型的所有套件，不但可对流经的测量烟气进行完整的取样，而 且未破坏取样烟气的代表性。利用烟气的快流速完成了样品的均匀化、进入和离开测量气 室及对测量气室的吹扫，使原GM原位式气体测量机理和结果未受到任何影响，而对所有测 量部件的磨损和冲击都大大减弱甚至消失。【专利附图】
【附图说明】[0017]图1为本实用新型组成图；[0018]图2为转接法兰部分结构图；[0019]图3为套管部分结构图；[0020]图4为气体狭缝部分结构图；[0021]图5为狭缝设计原理示意图；[0022]图6为滤芯防护片原理图；[0023]图7为滤芯防护片结构图。【具体实施方式】[0024]本实用新型涉及一种环境保护原位式气体监测仪保护装置，其包括:[0025]保护套管，分为整圆形管部和半圆形管部两部分，整圆形管部的根部连接转接法 兰，半圆形管部的中心上沿自身的长度方向开有一段狭缝；[0026]滤芯防护片，连接于半圆形管部内壁上与狭缝对应处，滤芯防护片的长度不短于 狭缝的长度。[0027]所述整圆形管部的根部开有排尘孔。[0028]所述整圆形管部和半圆形管部之间以45°斜角过渡。[0029]所述半圆形管部的端部为45°斜角。[0030]所述滤芯防护片的横截面呈弧形，其弧顶朝向半圆形管部的圆心轴线。[0031]下面结合附图详细说明。[0032]如图1所示。本保护装置由两大部件组成:保护套管I与滤芯防护片2。[0033]如图3所示，保护套管I是一整段与设备探杆长度相匹配的套管，由一根整体钢管 制作，厚度4mm。它完全环绕设备探杆，阻挡烟气中的高速沙尘对设备探杆的冲刷。套管材 质为316L，抗磨损及腐蚀。保护套管I分为整圆形管部和半圆形管部两部分，整圆形管部的 根部连接转接法兰，整圆形管部的根部有排尘孔，它可以将积累在套管根部内的烟尘利用套管本身的射流作用吸排出。半圆形管部的外周为迎风面，半圆形管部的中心上沿自身的 长度方向开有一段狭缝。[0034]转接法兰用于和GM原位式(in-situ)仪器发射/接收探头(T/R单元)及烟道安 装法兰的对接，该部件使德国Sick GM分析仪器可以顺利地加装此装置。如图2所示，转接 法兰设有两个不同规格的法兰连接片，分别用于连接发射/接收探头(T/R单元)及安装法ΛΑ~O[0035]如图4所示，半圆形管部上的狭缝是在位于陶瓷滤芯的正上方开设的一条10毫米 宽度的狭缝，该狭缝的长度与陶瓷滤芯长度相等，目的是让烟气能够顺利地进入狭缝并且 由于气体分子间的相互碰撞适当的形成扇形气流，以增大气流的吹扫面积，使气流冲击力 成倍减弱后进入仪器。整圆形管部和半圆形管部之间以45°斜角过渡，半圆形管部的端部 也为45°斜角，即在半圆形管部的起始端和终端均为45°斜角，用于减少边缘的激波和减 少烟尘的堆积。其设计原理示意图如图5。[0036]滤芯防护片2，连接于半圆形管部内壁上与狭缝对应处，滤芯防护片的长度不短于 狭缝的长度。滤芯防护片的宽度约为2/3滤芯直径的宽度，目的在于当烟气流通过套管狭 缝后，直接冲击到该保护片上，从而保护其下方的GPP滤芯不被冲刷磨损。滤芯防护片的横 截面呈弧形，其弧顶朝向半圆形管部的圆心轴线，如图6所示，这样可以使冲击到其表面的 高速气流减速并使其向两侧方向反弹，反弹后的气流会沿探杆护套的内壁方向反减速，最 后向下流动至滤芯表面，从而渗透进去，以达到测量目的。[0037]经过保护套管I的选择性取样和扩流，挡片2和保护套管的减速和导流，既完全保 护了 GM系列仪器特别是GPP滤芯3在高速高尘的恶劣环境下的正常工作，又完全没有影响 GM系列仪器的取样和分析，使气体分析精度和准确度仍保持原有性能。[0038]如图7所示。为保证防护片2的牢固连接，同时保证烟道内烟气的温度变化造成 的防护片长度变化不会产生防护片的整体形变，防护片2由带连接片21的长防护片25、带 连接片24的短防护片26、固定螺栓22和弹簧垫片23等组成，长防护片25和短防护片26 上的连接孔为长圆孔，使得防护片的长度可手动/自动微调，防护片在安装时产生的长度 公差可通过调节固定螺栓松紧来消除；烟道内温度变化造成的防护片形变可通过长防护片 与短防护片的相对运动自动消除。实际使用保护效果良好。连接片21和24固定在GPP滤 芯两端的固定螺栓上。[0039]本实用新型的一个显著特点是在完整保护烟道内的原位式气体监测仪器的同时， 保证了原气体分析系统的取样代表性、反应时间和分析准确性。这使得原位式分析系统彻 底解决了在高粉尘、高流速、高温的恶劣工况下长期连续稳定工作的难题。[0040]在此恶劣工况下的分析系统低维护量也是该技术的另一个显著特点，这使得该系 统可以正常销售和工作在诸如环保脱硝、外排监测等国家重点环保行业。[0041]见表I。经实际使用，安装完成的新探头保护装置，其测量数据与未安装的德国原 装产品测量数据一致，产品能够在恶劣工况下长期使用。[0042]
【权利要求】
1.一种环境保护原位式气体监测仪保护装置，其特征在于包括:保护套管，分为整圆形管部和半圆形管部两部分，整圆形管部的根部连接转接法兰，半 圆形管部的中心上沿自身的长度方向开有一段狭缝；滤芯防护片，连接于半圆形管部内壁上与狭缝对应处，滤芯防护片的长度不短于狭缝 的长度。
2.如权利要求1所述的环境保护原位式气体监测仪保护装置，其特征在于:所述整圆形管部的根部开有排尘孔。
3.如权利要求2所述的环境保护原位式气体监测仪保护装置，其特征在于:所述整圆形管部和半圆形管部之间以45°斜角过渡。
4.如权利要求3所述的环境保护原位式气体监测仪保护装置，其特征在于:所述半圆形管部的端部为45°斜角。
5.如权利要求1所述的环境保护原位式气体监测仪保护装置，其特征在于:所述滤芯防护片的横截面呈弧形，其弧顶朝向半圆形管部的圆心轴线。
【文档编号】G01N33/00GK203385710SQ201320516161
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】周长征, 张岩 申请人:西克麦哈克（北京）仪器有限公司