一种应用于烟气采样探头的反吹阀的制作方法

1.本发明涉及一种阀，具体涉及一种应用于烟气采样探头的反吹阀，属于环境监测采样设备技术领域。


背景技术：

2.烟气排放连续监测系统(cems)，可对固定污染源(如锅炉、工业炉窑、焚烧炉等)排放烟气中的颗粒物、气态污染物的浓度(mg/m3)和排放率(kg/h、t/d、t/a)进行连续地、实时地跟踪测试，一般由烟尘检测子系统、气态污染物监测子系统、烟气参数监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统四个基本部分组成。
3.cems在线监测烟气产品大多采用高温抽取采样和光散射测量的方法，但是在cems烟气测量中，由于排出的烟尘往往带有大量颗粒物，光学测试设备又必须要排除颗粒物的干扰，所以cems采样探头一般都要配备过滤器。在长期使用之后，过滤器会被烟气中的颗粒物堵塞，此时需要通过压缩气反吹将过滤器清洁干净。反吹清洁过滤器时，压缩气体必须将与测量池隔开，一方面可以使大量气流直吹过滤器，加强过滤效果，另一方面保护测量池内的精密光学设备，免受压缩气的冲击。
4.由于光学和烟气特性的要求，一般测量池附近都是属于高温区域(100～300℃不等)。传统方法大多采用高温电磁阀或者高温气动阀进行气路切换，反吹时将测量池与反吹压缩气体隔开，或者必要时将测量池与探头之间隔。但是现有的高温电磁阀或者高温气动阀型号单一，在引入在线监测系统中时，不仅安装复杂，同时需要配合采用控制器进行设计，为了保证精度还需要配置隔热结构，因此导致整机的设计复杂庞大。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，现提供一种应用于烟气采样探头的反吹阀，不仅结构简单，设计小巧，同时可以在反吹时有效将压缩气体和测量池隔开，无需其他冗余结构。
6.为了实现上述目，本技术一种应用于烟气采样探头的反吹阀，包括阀体；设置在阀体内的阀芯；分别设置在阀体上下两端的上阀盖和下阀盖；烟气入口接头，设置于下阀盖，且依次与下阀盖、阀芯连通，所述烟气入口接头配置为连接采样探头；烟气出口接头，设置于上阀盖，且依次与上阀盖、阀芯连通，所述烟气出口接头配置为连接测量池；反吹接头，设置于下阀盖，且依次与下阀盖、阀芯连通，所述反吹接头配置为连接压缩气体；所述阀芯包括空管和浮子小球，空管为上端管径大于下端管径的锥形空管，浮子小球配置为在空管内上下浮动；上阀盖与阀芯连通的通道内径小于浮子小球的直径。
7.进一步的，还包括清洗接头，所述清洗接头设置于上阀盖，且依次与上阀盖、阀芯连通，所述清洗接头配置为连接压缩气体。
8.进一步的，还包括加热棒，所述阀体上设置有容纳加热棒的腔体。
9.优选的，所述空管为透明玻璃管。
10.进一步的，阀体上还开设有观察窗口，观察窗口与空管对应设置。
11.优选的，所述上阀盖包括上端封盖和上端过渡盖，上端过渡盖安装在上端封盖和阀体之间，上端封盖与上端过渡盖之间设置有第一上端密封圈，上端过渡盖与阀体之间设置有第二上端密封圈；所述下阀盖包括下端封盖和下端过渡盖，下端过渡盖安装在下端封盖和阀体之间，下端封盖与下端过渡盖之间设置有第一下端密封圈，下端过渡盖与阀体之间设置有第二下端密封圈。
12.进一步，所述上端封盖靠近阀体的一端设置为上小下大的喇叭口，喇叭口的上端直径小于浮子小球直径，喇叭口的下端直径大于浮子小球直径，空管上端穿过上端过渡盖抵在上端封盖的喇叭口底部。
13.进一步，所述下端封盖靠近阀体的一端设置有锥形突起，锥形突起内设有与烟气入口接头、反吹接头均连通的空腔，空管下端穿过下端过渡盖抵在下端封盖顶部，且锥形突起容纳于空管内。
14.优选的，清洗接头设置在上端封盖的顶部，烟气出口接头设置在上端封盖的侧面。
15.优选的，反吹接头设置在下端封盖的底部，烟气入口接头设置在下端封盖的侧面。
16.本发明采用浮子小球与空管作为控制阀体内通断的阀芯，并将空管设置为上端内径大于下端内径的锥形管，从而可以使采样工况下较低的流量的气体通过阀芯时，浮力小球始终维持在内管中间，保证待检测气体稳定通过，满足正常测量的要求，而在较高压力的压缩气体大量压缩气体进入空管内，浮子小球上行封住上阀盖与阀芯之间连通的通道，使测量池与反吹接头断开，利用大量压缩气体直接通过烟气入口接头吹扫采样探头，避免了高压气体进入测量池，保证测量池内精密光学元器件的安全，整体结构简单、小巧，无需额外配置隔热机构，阀芯采用机械机构操作阀内各路通断，更加安全可靠。
附图说明
17.图1本发明的主视图；
18.图2为图1的剖视图；
19.图3为本发明的立体爆炸图；
20.图4为本发明的剖面轴测图。
21.图中：1、阀体，11、观察窗口；
22.2、阀芯，21、空管，22、浮子小球；
23.3、上阀盖，31、上端封盖，311、喇叭口，32、上端过渡盖，33、第一上端密封圈，34、第二上端密封圈；
24.4、下阀盖，41、下端封盖，411、锥形突起，42、下端过渡盖，43、第一下端密封圈，44、第二下端密封圈；
25.5、烟气入口接头；
26.6、烟气出口接头；
27.7、反吹接头；
28.8、清洗接头；
29.9、加热棒。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明作进一步说明。
31.如图1至图4所示，一种应用于烟气采样探头的反吹阀，包括阀体1；设置在阀体1内的阀芯2；分别设置在阀体1上下两端的上阀盖3和下阀盖4；设置于下阀盖的烟气入口接头5，所述烟气入口接头5依次与下阀盖4、阀芯2连通，且烟气入口接头5配置为连接采样探头；设置于上阀盖3的烟气出口接头6，所述烟气出口接头6依次与上阀盖3、阀芯2连通，且烟气出口接头6配置为连接测量池；设置于下阀盖4的反吹接头7，所述反吹接头7依次与下阀盖4、阀芯2连通，且反吹接头7配置为连接压缩气体；所述阀芯2包括空管21和浮子小球22，空管21为上端管径大于下端管径的锥形空管，浮子小球22配置为在空管21内上下浮动；上阀盖3与阀芯2连通的通道内径小于浮子小球22的直径。
32.本实施例中反吹接头7可以通过第一电磁阀连接压缩气体。当第一电磁阀处于断电状态时，压缩气体与反吹接头7之间的管路关闭，此时待监测烟气从烟气入口接头5以一个较低的流量(典型如0.5～10lpm)依次通过下阀盖4、空管21、上阀盖3、烟气出口接头6进入到测量池，由于气体流量压力较低，且空管21为上端管径大于下端管径的锥形空管，浮子小球22在流体作用下始终维持在内管21中间，保证待检测气体稳定通过，满足正常测量的要求；当需要吹扫探头处的过滤器时，使第一电磁阀处于给电状态，反吹接头7与压缩气体之间的管路连通，大量压缩气体(0.4～0.8mpa)依次通过反吹接头7、下阀盖4进入空管21内，由于压力和流量都远超常态，浮子小球22被迫上行，封住上阀盖3与阀芯2之间连通的通道，此时测量池等效与反吹接头7断开，大量压缩气体直接通过烟气入口接头5吹扫采样探头，避免了高压气体进入测量池，保证测量池内精密光学元器件的安全。
33.在某些恶劣工况下，浮子小球可能会被污染物粘贴在空管的管壁或者上下阀盖上，为了解决上述问题，作为进一步改进的实施例，如图1至图4所示，一种应用于烟气采样探头的反吹阀还包括清洗接头8，所述清洗接头8设置于上阀盖3，且依次与上阀盖3、阀芯2连通，所述清洗接头8配置为连接压缩气体。本实施例中清洗接头8可以通过第二电磁阀连接压缩气体，此时通过第一电磁阀和第二电磁阀的轮流通断，使压缩气体轮流猛吹浮子小球的上部和下部，迫使浮子小球上下往复运动，摆脱粘接状态。
34.高温烟气遇到空管时，可能会产生低温冷凝现象，从而导致浮子小球粘结在内管管壁上，为了避免出现此种情况，作为进一步改进实施例，如图1至图3所示，一种应用于烟气采样探头的反吹阀还包括加热棒9，所述阀体1上设置有容纳加热棒9的腔体。
35.作为优选的实施例，所述空管21可以为透明玻璃管。
36.作为进一步改进的实施例，如图1和图3所示，阀体1上还开设有观察窗口11，观察窗口11与空管21对应设置。通过上述改进，配合透明的空管21，可以随时观察浮子小球22在空管21内的工作状态。
37.为了增加上、下阀盖的密封性，同时便于拆装，本实施例中，所述上阀盖3包括上端封盖31和上端过渡盖32，上端过渡盖32安装在上端封盖31和阀体1之间，上端封盖31与上端过渡盖32之间设置有第一上端密封圈33，上端过渡盖32与阀体1之间设置有第二上端密封圈34；所述下阀盖4包括下端封盖41和下端过渡盖42，下端过渡盖42安装在下端封盖41和阀体1之间，下端封盖41与下端过渡盖42之间设置有第一下端密封圈43，下端过渡盖42与阀体1之间设置有第二下端密封圈44。
38.作为进一步改进的实施例，所述上端封盖31靠近阀体1的一端设置为上小下大的喇叭口311，喇叭口311的上端直径小于浮子小球22直径，喇叭口311的下端直径大于浮子小球22直径，空管21上端穿过上端过渡盖32抵在上端封盖31的喇叭口311底部。当大量压缩气体进入空管21内，浮子小球22被迫上行封堵在上端封盖的喇叭口311处，提高封堵效果。所述下端封盖41靠近阀体1的一端设置有锥形突起ii411，锥形突起ii411内设有与烟气入口接头5、反吹接头7均连通的空腔，空管21下端穿过下端过渡盖42抵在下端封盖41顶部，且锥形突起ii411容纳于空管21，从而保证气体直接进入空管21内，减少气压损失。
39.最为优选的实施例，清洗接头8设置在上端封盖31的顶部，烟气出口接头6设置在上端封盖31的侧面。反吹接头7设置在下端封盖41的底部，烟气入口接头5设置在下端封盖41的侧面。反吹工况下和清洗工况下，可以保证压缩气体直接通入空管内，保证压力损失最小。
40.以最优实施例对一种应用于烟气采样探头的反吹阀的工作原理做详细的描述，具体如下：
41.采样工况：第一电磁阀和第二电磁阀断开，压缩气体与反吹接头7之间的管路以及压缩气体与清洗接头8之间的管路均关闭，待监测烟气从烟气入口接头5以一个较低的流量(典型如0.5～10lpm)依次通过下阀盖4、空管21、上阀盖3、烟气出口接头6进入到测量池。
42.反吹工况：第一电磁阀处于给电状态，反吹接头7与压缩气体之间的管路连通，大量压缩气体(0.4～0.8mpa)依次通过反吹接头7、下阀盖4进入空管21内，浮子小球22被迫上行堵在喇叭口311处，封住上阀盖3与阀芯2之间连通的通道，压缩气体直接通过烟气入口接头5吹扫采样探头。
43.清洗工况：当通过观察窗口11观察到浮子小球22黏附在空管21内壁时，控制第一电磁阀和第二电磁阀的交替通断，使压缩气体分别通过清洗接头8和反吹接头7轮流进从浮子小球21的上部和下部进入空管22内，迫使浮子小球21上下往复运动，摆脱粘接状态。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。