专利名称：新型烟气采样稀释探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烟气采样稀释探头。
背景技术：
现在为了分析烟道排放的烟气内所含有害气体的组份含量，所采用的烟气采样探头，普遍是直接将烟气抽出，经过滤、脱水、除湿后，送至气体精密分析仪器进行化验分析。由于气体精密分析仪器要求被测气体纯净、干燥，否则，将严重影响测量精度与使用可靠性及仪器的使用寿命。因此，从烟道内抽出的气体必须严格升温，防止凝结，再经过滤装置除尘，输送至冷却装置冷却脱水，再经除湿，才能进行气体分析。这些处理装置结构复杂，处理成本高，而且因被分析气体浓度高，容易产生封堵，维护周期短。为此国外研制了一种气动射流器与加热过滤装置为一体的烟气采样稀释探头，这种烟气采样稀释探头是玻璃采样稀释探头，将烟气稀释，使用过程中容易损坏，不能拆卸，易损件不能更换，维修不方便，成本高，难以推广。
发明内容
为了克服现有烟气采样稀释探头的上述不足，本实用新型提供一种结构简单、结实可靠、维修方便的烟气采样稀释探头。
本实用新型的技术方案是利用一般企业已有的压缩空气站如冶金企业、发电厂、炼焦厂已有的压缩空气站，所产生的干燥压缩纯净空气，即不含杂质、露点-30℃的空气，通过气动射流器在其临界声速孔两端产生的大于53％的真空度，进而连续抽取经两级过滤后的少量烟气，按一定比例混合稀释，稀释后的样气送入气体精密分析仪器进行分析。
本实用新型主要由三部分组成，上部为气动射流器，中部为内有负压腔的负压壳，下部为加热过滤装置，将压缩纯净空气通入喷气接头，并由喷嘴上的喷射嘴喷出超声速射流，由于气体具有一定的粘性，根据流体力学原理，高速射流吸走负压腔内的气体，使负压腔内形成很高的真空度。从负压腔内吸取被稀释的烟气，经气座喷出样气并由射流座的接口输送至气体精密分析仪器进行分析。
本烟气采样稀释探头包括气动射流器、负压壳及加热过滤装置三个部分，其特征是它的三个部分是三个独立的部件并紧固在一起，气动射流器具有射流座、气座、喷嘴，射流座有一轴向阶梯通孔，轴向阶梯通孔的排气孔的一端为排气嘴，较大的为安装孔，气座也有一轴向阶梯通孔，该阶梯通孔较大的为负压孔，在气座有与负压孔相通的垂轴孔，气座安装在射流座的安装孔内并且气座的较小孔的喷气嘴伸到排气孔内，喷嘴也有一个轴向通孔，该轴向通孔的一端为喷射嘴，喷嘴叠压在气座负压孔的一端也安装在射流座的安装孔内，喷嘴的喷射嘴伸到气座的负压孔内，喷射嘴的前端与垂轴孔相对应，喷嘴的另一端为喷气接头。气座外侧与射流座的安装孔之间密封，喷嘴的外侧与射流座安装孔及气座之间密封。
在气动射流器与加热过滤装置之间安装着负压壳并由负压壳把两者连接在一起。负压壳与气动射流器的射流座紧固为一体并在两者相接触的部位设置密封圈密封，负压壳内为负压腔，负压壳有一个两端与负压腔及气座的垂轴孔相通的通气孔，并有两端与负压腔及加热过滤装置相通的通气孔，在该孔有一直径0.1-0.3mm的临界声速孔，也可在该孔设置一个具有临界声速孔的红宝石座。
加热过滤装置具有气滤壳、衬套、电加热板、细过滤板、隔环、粗过滤板、压盖及采样管，气滤壳有上小下大的阶梯通腔，衬套呈法兰状，衬套有一圆形筒和中部有通孔的平板，负压壳与衬套紧固为一体，衬套的圆形筒从上插入气滤壳的阶梯通腔中并在两者之间安装着密封圈密封，电加热板中部有一通孔，电加热板的通孔套在衬套的圆形筒外垫在衬套的平板与气滤壳之间。细过滤板、隔环、粗过滤板及压盖依次叠压在一起从下安装阶梯通腔中，在细过滤板之上有复滤室，细过滤板与粗过滤板由隔环隔开，两者之间形成初滤室，压盖的上部向下凹，与上面的粗过滤板构成烟气室，压盖的中部有从下与烟气室相通的通孔，采样管安装在该通孔中，在隔环与细过滤板及粗过滤板之间安装着密封圈密封，压盖与粗过滤板之间也安装着密封圈密封。
为了便于加工，喷嘴与喷气接头为两体结构，喷气接头由螺纹连接在射流座并压在喷嘴的尾部，喷气接头与射流座之间安装着密封圈。负压腔经具有通气孔的连接头与垂轴孔连接通。
为了便于对整个系统定期进行检查、校准，在上述的烟气采样探头的加热过滤装置初净室另有一进气通路，以便进入标气或反吹气。在隔环分布一圈通气孔，在气滤壳的阶梯通腔内侧有一位置与通气孔相对应的环形槽，在气滤壳安装着只能从外进入环形槽的单向气阀。在检查、校准时单向气阀的进气嘴与标准气或反吹气源接通。
本实用新型的单向阀可采取下述结构，在气滤壳设置一个与环形槽相通的盲孔，在盲孔内安装着管式阀座，阀座的一端有喉口，在喉口设置着密封圈，气门头盖在喉口的密封圈，气门杆穿过喉口伸到阀座内，弹簧盖安装在阀座内并紧固在气门杆的另一端，在气门杆套着螺旋压缩弹簧，该弹簧的一端压在喉口的内侧，另一端顶在弹簧盖，在弹簧盖分布轴向通气孔，阀盖盖在弹簧盖外并紧固在盲孔口，阀盖与盲孔之间设置密封圈密封，在阀盖有与阀座内相通的进气嘴。
本实用新型的气动射流器、负压壳及加热过滤装置三个主要部分是由三个部件紧固在一起，结实牢固，不容易损坏，便于维修拆卸、处理更换易损件，成本低。所有与烟气接触的部分均采用耐热、耐腐蚀的特种不锈钢，聚四乙烯材料制成。采用不同音响小孔得到不同比例的稳定的稀释比，不受烟道环境的影响。定期高压气反吹，保证采样管道通畅。气路部分采用便于恒温控制的电加热板，避免烟气结露，结构简单，装置设置齐全，既可用反吹气清洁系统内部，还可通入标准浓度气体，可对系统定期进行检查、校准。
图1是烟气采样稀释探头实施例的气动射流器结构图，相对图2放大。
图2是烟气采样稀释探头实施例的结构图。
上述图中1、样气 2、排气嘴 3、阶梯通孔 4、射流座 5、排气嘴6、圆柱头螺钉 7、O型密封圈 8、气座 9、负压孔 10、喷射嘴11、垂轴孔 12、环形槽 13、O型密封圈 14、喷嘴 15、安装孔16、喷气接头 17、进气接头 18、压缩纯净空气 19、O型密封圈20、O型密封圈 21、通气孔 22、连接头 23、负压壳 24、负压腔25、O型密封圈 26、真空表接头 27、通气孔 28、通气孔29、O型密封圈 30、衬套 31、平板 32、圆形筒 33、O型密封圈34、压圈 35、压圈槽 36、复滤室 37、红宝石座 38、临界声速孔39、O型密封圈 40、O型密封圈 41、圆柱头螺钉 42、电加热板43、密封垫 44、O型密封圈 45、通气孔 46、环形槽 47、细过滤板48、初滤室 49、粗过滤板 50、烟气室 51、连接螺纹52、粗滤板压盖 53、螺旋压盖 54、通气孔 55、采样管 56、烟气57、O型密封圈 58、O型密封圈 59、阶梯通腔 60、隔环 61、气滤壳62、通气孔 63、盲孔 64、气门头 65、喉口 66、O型密封圈67、阀座 68、气门杆 69、阀座内腔 70、螺旋压缩弹簧 71、弹簧盖72、通气孔 73、进气孔 74、O型密封圈 75、标准气76、进气嘴 77、进气孔 78、阀盖具体实施方式
本烟气采样稀释探头的具体实施方式
由下述实施例及其附图给出，但本烟气采样稀释探头不局限于下述的实施例。
本实用新型包括气动射流器与负压壳及加热过滤装置，先由图1描述气动射流器的结构，气动射流器具有射流座4、气座8、喷嘴14，射流座4有一轴向阶梯通孔3，轴向阶梯通孔3的排气孔的一端为排气嘴2，较大的为安装孔15，气座8也有一轴向阶梯通孔，该阶梯通孔的左端为排气嘴5，另端较大的为负压孔9，在气座8有一个垂轴环形槽12与六个垂轴孔11，垂轴孔11的两端分别与负压孔9及环形槽12相通，气座8安装在射流座4的安装孔15内并且气座8的排气嘴5伸到与排气嘴2相通的排气孔内，喷嘴14也有一个轴向通孔，该轴向通孔的左端为喷射嘴10，喷嘴14叠压在气座8负压孔9的一端也安装在射流座4的安装孔15内，喷嘴14的喷射嘴10伸到气座8的负压孔9内，喷射嘴13的前端正对着垂轴孔11，喷嘴14的右端为喷气接头16，本实施例的喷嘴14与喷气接头16为两体结构，喷气接头16由螺纹连接在射流座4并顶在喷嘴14的尾部，图1中喷气接头16的右端为进气接头17，用于输入压缩纯净空气18。气座8的左端与安装孔15底安装着O型密封圈7，喷嘴14与气座8后端及安装孔15内侧之间安装着O型密封圈13，喷气接头16与射流座4之间安装着O型密封圈19。
在气动射流器与加热过滤装置之间安装着负压壳23并由负压壳23把两者连接在一起。负压壳23与气动射流器的射流座4用圆柱头螺钉6紧固为一体，负压壳23内为负压腔24，负压腔24与垂轴孔11连接通，本实施例的负压腔24经连接头22连接通，在连接头22有通气孔21，通气孔21把负压腔24经气座8的环形槽12与垂轴孔11连接通。在负压壳23的下部有通气孔28，通孔孔28的上端与负压腔24相通，下端经红宝石座37和压圈34与加热过滤装置的复滤室36相通。在红宝石座37的中部有临界声速孔38，该孔的直径为0.2mm，采用红宝石座37材料坚硬，不容易损蚀。在红宝石座37的上部安装着O型密封圈40，在下部安装着O型密封圈39。负压壳23的下端由螺纹连接在加热过滤装置的衬套30的圆形筒32，在负压壳23的下端面与衬套30的上端面之间安装着O型密封圈29。
图2描述了本烟气采样探头的结构，特别是加热过滤装置的结构。加热过滤装置具有气滤壳61、衬套30、电加热板42、细过滤板47、隔环60、粗过滤板49、粗滤板压盖52、螺旋压盖53及采样管55，气滤壳61有上小下大的阶梯通腔59，衬套30呈法兰状，衬套30有一圆形筒32和中部有通孔的平板31，衬套30的圆形筒32从上插入气滤壳61的阶梯通腔59中并在两者之间安装着O型密封圈33密封，电加热板42中部有一通孔，电加热板42的通孔套在衬套30的圆形筒32外垫在平板31与气滤壳61之间。衬套30及电加热板42由圆柱头螺钉41与气滤壳61紧固在一起。细过滤板47、隔环60、粗过滤板49、粗滤板压盖52及螺旋压盖53依次叠压在一起从下安装阶梯通腔59中。细过滤板47经密封垫43盖在阶梯通腔59阶梯台，在细过滤板47之上有一空腔成复滤室36，细过滤板47与粗过滤板49由隔环60隔开，两者之间形成初滤室48，粗滤板压盖52的上部向下凹，与上面的粗过滤板49构成烟气室50，粗滤板压盖52的中部有从下与烟气室50相通的通气孔54，采样管55安装在通气孔54。在隔环60与细过滤板47及粗过滤板49之间安装着密封圈如O型密封圈44，粗滤板压盖52与粗过滤板49之间安装着O型密封圈58。
本实施例在加热过滤装置初滤室48另有一进气通路，该进气通路主要是在隔环60均匀分布四个通气孔45，在气滤壳61的阶梯通腔59内侧有一位置与通气孔45相对应的环形槽46，在气滤壳61安装着气只能从外进入环形槽46的单向气阀。在检查、校准时单向气阀的进气嘴与标准气或反吹气源接通。本实施例的单向阀采取下述结构；在气滤壳61设置一个与环形槽46相通的盲孔63，在盲孔63内安装着管式阀座67，阀座67的一端有喉口65，在喉口65安装着O型密封圈66，气门头64盖在喉口65的O型密封圈66，气门杆68穿过喉口65伸到阀座内腔69，弹簧盖71安装在阀座内腔69并紧固在气门杆68的上端，在气门杆68套着螺旋压缩弹簧70，螺旋压缩弹簧70的下端压在喉口65的内侧，上端顶在弹簧盖71，在弹簧盖71分布着六个轴向通气孔72，阀盖78盖在弹簧盖71外并由螺纹紧固盲孔63的孔口，阀盖78与盲孔63之间设置O型密封圈74，在阀盖78有与阀座内腔69相通的进气孔73，阀盖78与横向的进气嘴76为一体，进气嘴76有进气孔77，进气孔77与竖直的进气孔73相通。在红宝石座37上嵌有宝石小孔，其直径大小可控制负压腔24内的真空负压值及烟气种稀释气的混合比例即稀释比，一般稀释比为1∶30-1∶300。本实施例采用PTC电加热板即正温度系数热电阻加热板，保证烟气内的水气不凝结。
采样时，由于采样管55直接插入锅炉烟道内，因负压腔24的内腔处于负压，通过红定石座37的临界声速孔38的烟气经过粗过滤板49及细过滤板47两层过滤，除去尘粒，被吸进负压腔24。进入气座8与压缩纯净空气18稀释气混合后，组成样气1输送至气体精密分析仪器进行分析。
本实施例安装着反吹装置即反吹单向阀，可定期将压缩纯净空气18从进气嘴76吹入，吹动弹簧盖71和其相连接的气门杆68，下压螺旋压缩弹簧70，反吹气通过弹簧盖71与气门杆68及气门头64下移后的间隙，吹入隔环60，然后透过粗过滤板49，将烟气中的尘粒反吹回烟道内，保证采样管55和粗滤板压盖52的气道通畅。停止通入反吹气，气门杆68依靠螺旋压缩弹簧70的弹力将喉口65密封。从反吹气路的进气嘴76中定期通入标准气，可进行对系统测试作标定。
权利要求1.一种新型烟气采样稀释探头，它包括气动射流器、负压壳及加热过滤装置三个部分，其特征是它的三个部分是三个独立的部件并紧固在一起；气动射流器具有射流座、气座、喷嘴，射流座有一轴向阶梯通孔，轴向阶梯通孔的排气孔的一端为排气嘴，较大的为安装孔，气座也有一轴向阶梯通孔，该阶梯通孔较大的为负压孔，在气座有垂轴孔，气座安装在射流座的安装孔内并且气座的较小孔的喷气嘴伸到排气孔内，喷嘴也有一个轴向通孔，该轴向通孔的一端为喷射嘴，喷嘴叠压在气座负压孔的一端也安装在射流座的安装孔内，喷嘴的喷射嘴伸到气座的负压孔内，喷射嘴的前端与垂轴孔相对应，喷嘴的另一端为喷气接头；气座外侧与射流座的安装孔之间密封，喷嘴的外侧与射流座安装孔及气座之间密封；在气动射流器与加热过滤装置之间安装着负压壳并由负压壳把两者连接在一起，负压壳与气动射流器的射流座紧固在一起并在两者相接触的部位设置密封圈密封，负压壳内为负压腔，负压壳有一个两端与负压腔及气座的垂轴孔相通的通气孔，并有两端与负压腔及加热过滤装置相通的通气孔，在该孔有一直径0.1-0.3mm的临界声速孔；加热过滤装置具有气滤壳、衬套、电加热板、细过滤板、隔环、粗过滤板、压盖及采样管，气滤壳有上小下大的阶梯通腔，衬套呈法兰状，衬套有一圆形筒和中部有通孔的平板，负压壳与衬套紧固为一体，衬套的圆形筒从上插入气滤壳的阶梯通腔中并在两者之间安装着密封圈密封，电加热板中部有一通孔，电加热板的通孔套在衬套的圆形筒外垫在衬套的平板与气滤壳之间；细过滤板、隔环、粗过滤板及压盖依次叠压在一起从下安装阶梯通腔中，在细过滤板之上有复滤室，细过滤板与粗过滤板由隔环隔开，两者之间形成初滤室，压盖的上部向下凹，与上面的粗过滤板构成烟气室，压盖的中部有从下与烟气室相通的通孔，采样管安装在该通孔中，在隔环与细过滤板及粗过滤板之间安装着密封圈密封，压盖与粗过滤板之间也安装着密封圈密封。
2.根据权利要求1所述的烟气采样稀释探头，其特征是在加热过滤装置初净室的隔环分布着通气孔，在气滤壳的阶梯通腔内侧有一位置与这些通气孔相对应的环形槽，在气滤壳安装着只能从外进入环形槽的单向气阀。
3.根据权利要求2所述的烟气采样稀释探头，其特征是所说的单向阀是在气滤壳设置一个与环形槽相通的盲孔，在盲孔内安装着管式阀座，阀座的一端有喉口，在喉口设置着密封圈，气门头盖在喉口的密封圈，气门杆穿过喉口伸到阀座内，弹簧盖安装在阀座内并紧固在气门杆的另一端，在气门杆套着螺旋压缩弹簧，该弹簧的一端压在喉口的内侧，另一端顶在弹簧盖，在弹簧盖分布轴向通气孔，阀盖盖在弹簧盖外并紧固在盲孔口，阀盖与盲孔之间设置密封圈密封，在阀盖有与阀座内相通的进气嘴。
4.根据权利要求3所述的烟气采样稀释探头，其特征是所说的电加热板是正温度系数热电阻加热板。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的烟气采样稀释探头，其特征是在负压腔与气座的垂轴孔相通的通气孔，设置着具有临界声速孔的红宝石座。
6.根据权利要求5所述的烟气采样稀释探头，其特征是喷嘴与喷气接头为两体结构，喷气接头由螺纹连接在射流座并压在喷嘴的尾部，喷气接头与射流座之间安装着密封圈；负压腔经具有通气孔的连接头与垂轴孔连接通。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的烟气采样稀释探头，其特征是喷嘴与喷气接头为两体结构，喷气接头由螺纹连接在射流座并压在喷嘴的尾部，喷气接头与射流座之间安装着密封圈；负压腔经具有通气孔的连接头与垂轴孔连接通。
专利摘要一种新型烟气采样稀释探头，其特征是它的气动射流器、负压壳及加热过滤装置是三个独立的部件紧固在一起，气动射流器有射流座及安装在射流座内的气座、喷嘴，气座有具有负压孔的阶梯通孔并有垂轴孔，喷嘴的喷射嘴伸到负压孔内并与垂轴孔对应。内有负压腔的负压壳与气动射流器的射流座紧固为一体，负压腔与气座的垂轴孔相通并经临界声速孔与加热过滤装置相通，加热过滤装置具有气滤壳、衬套、电加热板及安装在气滤壳内并依次叠压的细过滤板、隔环、粗过滤板、压盖，负压壳、与衬套及气滤壳依次紧固在一起，细过滤板上下分别有复滤室及初滤室，采样管安装在压盖。本实用新型不容易损坏，便于维修拆卸、成本低。
文档编号G01N1/38GK2752745SQ20042011718
公开日2006年1月18日 申请日期2004年12月14日 优先权日2004年12月14日
发明者白名臣 申请人:白名臣