一种颗粒在线取样稀释管的制作方法

本发明涉及气固两相流在线取样领域，具体涉及一种基于压缩气体喷射抽吸和缩放结构整流的颗粒在线取样稀释管。

背景技术：

电力、水泥、医药等工业行业对颗粒的粒径要求严格，粒径测量是生产过程中的重要环节，目前最为普遍的测量粒径的方法是取样离线测量，将取出的样品带到实验室，用传统筛分方法或者激光粒度法测量。其共同点是都需要将样品从管道中取出，取样管是不可或缺的工具。由于不同工业场合颗粒的浓度、粒径、湿度不同，取样管的适用环境也受到限制。传统口径较细的取样管在浓相颗粒取样过程中极易出现堵塞的情况，在湿度大于零的颗粒环境中，如火力发电厂一次风粉管道中，易受取样过程温差影响致使水分凝结，进而导致颗粒附着在取样管壁上，为取样带来困难。

cn103575567a的专利公开说明书公开了一种基于发射光谱测量技术的飞灰连续取样装置，包括取样枪、气固分离装置、测量装置和负压形成装置，取样枪一端安装于烟道内，另一端与气固分离装置连接，气固分离装置包括乏气口和落粉口，测量装置顶部与分离装置落粉口连接，底部设有调节阀，调节阀与负压形成装置连接，乏气口通过乏气管与负压形成装置连接。但在工业现场，电厂烟道飞灰以稀相流动形式存在，该装置需要增加被测飞灰的浓度，而此过程容易因为温度差而导致取样过程中的堵塞问题。

cn103674625a的专利公开说明书公开了一种气固两相流取样装置，包括设置有烟气取样管、旋风分离器和抽气泵的取样管路，其中，气固两相流取样装置还包括设置有烟气循环泵的循环吹灰管路，循环吹灰管路的一端与旋风分离器的排气口连接，另一端连接到烟气取样管上而与该烟气取样管连通。该发明虽然能在不中断取样过程的情况下有效防止取样管堵塞，但该取样装置结构较为复杂，除需要循环吹灰管路吹扫取样管以防止颗粒堵塞外，温度过高时还需要安装水冷套管使温度降低。

技术实现要素：

本发明提供了一种颗粒在线取样稀释管，通过压缩气体喷射抽吸和缩放结构整流技术，解决浓相气固两相流取样过程中的堵塞问题，避免出现取样过程中水分凝结现象，实现连续稳定取样。

一种颗粒在线取样稀释管，包括管体，管体沿物料流动方向依次分为入口段、混合段和整流段，所述的入口段设有进样管和气体喷嘴，气体喷嘴与设在管体外的气体通路连通。

压缩气体进入气体通路，气体喷嘴使压缩气体加速喷出，产生的抽吸力将固体颗粒物从进样管吸入管体的入口段，固体颗粒物和压缩气体在混合段中混合，形成气固混合物，气固混合物在整流段中整流，使混乱的气固混合物的流线变得均匀后喷出，再进入后续的测量区或收集区。

所述的气体通路为环状，包裹在管体外。

所述的气体喷嘴为缩放喷管，缩放喷管与管体同轴设置，缩放喷管包括依次连通的直管段、收缩段、喉口段和扩张段。

优选地，所述的扩张段的出口直径不小于收缩段的入口直径，扩张段的长度不小于收缩段的长度，喉口段的直径不小于收缩段的入口直径的一半，喉口段的长度大于等于0，可以使流出缩放喷管的压缩气体的流线均匀。

压缩气体经直管段进入收缩段后，速度提升，在喉口段速度达到最大；然后，压缩气体进入扩张段，压力提升，使压缩气体能够克服混合段的流动阻力到达整流段，最后喷出。

所述的进样管设于管体入口段侧面，进样管伸入管体后弯曲，使进样口与管体同轴；所述的气体喷嘴为渐缩喷管，若干个渐缩喷管沿进样口均匀圆周布置，渐缩喷管的喷口均朝向进样口。

优选地，所述的渐缩喷管的数量不少于4个。

压缩气体进入渐缩喷管后，速度提升，加速后的压缩气体向抽吸进来的样品喷射，加强混合和扰动，在混合段内混合均匀后，进入整流段中整流，再进入后续的测量区或收集区。

所述的整流段为整流管，整流管包括依次连通的整流收缩段、整流喉口段、整流扩张段和整流直管段。

优选地，所述的整流收缩段的入口直径大于扩张段的出口直径，整流喉口段的直径不小于整流收缩段的入口直径的一半，整流喉口段的长度大于等于0，整流扩张段的出口直径不小于整流收缩段的入口直径，整流扩张段的长度不小于2倍的整流收缩段的长度，可以使流出整流管的气固混合物的流线均匀，防止进入后续的测量区或收集区之后流线紊乱。

本发明的颗粒在线取样稀释管，基于压缩气体喷射抽吸和缩放结构整流技术，结构简单，不仅可以避免浓相气固两相流取样过程中的堵塞问题，避免出现取样过程中水分凝结现象，还可以实现气固两相流场中浓相固体颗粒物的连续稳定取样。

附图说明

图1为一种颗粒在线取样稀释管的结构示意图。

图2为实施例1的缩放喷管的结构示意图。

图3为整流管的结构示意图。

图4为实施例2的渐缩喷管的结构示意图。

图5为图4的a-a剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，有必要指出的是，本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，并不能理解为对本发明保护范围的界定。

实施例1

如图1所示，一种颗粒在线取样稀释管，包括管体，管体沿物料流动方向依次分为入口段、混合段和整流段，入口段侧面设有进样管6，入口段中心设有气体喷嘴1，气体喷嘴1与气体通路2连通，气体通路2为环状，包裹在管体外，气体通路2上设有进气管4，混合段为直管3。

如图2所示，气体喷嘴1为缩放喷管，缩放喷管与管体同轴设置，缩放喷管包括依次连通的直管段10、收缩段7、喉口段8和扩张段9。

直管段10的直径等于收缩段7的入口直径d1，扩张段9的出口直径d2等于收缩段7的入口直径d1，扩张段9的长度l3等于收缩段7的长度l1；喉口段8的直径d1等于收缩段7的入口直径d1的一半，喉口段8的长度为l2，可以使流出缩放喷管的压缩气体的流线均匀。

如图3所示，整流段为整流管5，整流管5包括依次连通的整流收缩段13、整流喉口段14、整流扩张段15和整流直管段16。整流收缩段13的入口直径d3等于直管3的直径，大于扩张段9的出口直径d2；整流喉口段14的直径d2等于整流收缩段13的入口直径d3的一半，整流喉口段14的长度为l5；整流扩张段15的出口直径d4等于整流收缩段13的入口直径d3，整流扩张段15的长度l6等于3倍的整流收缩段13的长度l4，整流直管段16的直径等于整流扩张段15的出口直径d4，长度为l7，可以使流出整流管5的气固混合物的流线均匀，防止进入后续的测量区或收集区之后流线紊乱。

压缩气体经进气管4进入气体通路2，从气体喷嘴1喷出，在气体喷嘴1中，压缩气体经直管段10进入收缩段7后，速度提升，在喉口段8速度达到最大，然后，压缩气体进入扩张段9，压力提升，使压缩气体能够克服直管3的流动阻力。

同时，气体喷嘴1使压缩气体加速喷出时，产生的抽吸力将固体颗粒物从进样管6吸入管体的入口段，固体颗粒物和压缩气体在直管3中混合形成气固混合物，流过直管3后在整流管5中整流，整流管5的缩放结构可以使混乱的气固混合物的流线变得均匀后喷出，再进入后续的测量区或收集区。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例的气体通路2、直管3和整流管5与实施例1相同，不同之处在于：气体喷嘴1为缩放喷管11时，进样管6设于管体入口段侧面，进样管6伸入管体后弯曲，使进样口12与管体同轴设置，8个渐缩喷管11沿进样口12均匀圆周布置，渐缩喷管11的喷口均朝向进样口12，渐缩喷管11的入口端内管径m大于渐缩喷管11的出口端内管径n。

压缩气体进入渐缩喷管11后，速度提升，加速后的压缩气体向抽吸进来的样品喷射，加强混合和扰动，在直管3内混合均匀后，流入整流管5中整流，整流管5的缩放结构可以使混乱的气固混合物的流线变得均匀后喷出，再进入后续的测量区或收集区。

上述是结合实施例对本发明作详细说明，但是本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何在本发明专利核心指导思想下所作的改变、替换、组合简化等都包含在本发明专利的保护范围之内。