专利名称：高可靠干法高温取样探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温取样探头，特别是涉及一种用于水泥旋窑窑尾和/或炼 钢厂石灰窑在线分析连续取样的高可靠干法高温取样探头。
背景技术：
高温、高粉尘、高硫强腐蚀样气条件下的在线气体分析连续取样，工程应用时必须 妥善解决以下技术难题1、高粉尘样气条件下，探头能够无堵塞长期连续取样；2、高温条 件下，探头能够充分冷却，安全地长期连续运行；3、高硫强腐蚀样气条件下，探头仍然能够 长期连续运行；4、工程应用的高可靠性，要求探头能够持续长时间运行，要有较长的“寿命 周期设计”。通过对现有技术研究发现，申请人发现现有的高温取样探头，在使用过程中存在 1、现有的探头在使用过程中，探头中进入的粉尘过多，容易造成堵塞。2、现有的探头管进气 端设计的强度不够，在高粉尘的冲刷下会磨穿漏水或被物料重块砸压变形。3、现有的探头 没有周到考虑高硫强腐蚀样气对探头内座体的损害，在高硫强腐蚀环境下使用时，内座体 容易被腐蚀损坏。上述问题都可能导致现有的高温取样探头使用寿命缩短，检修维护成本 高，持续运行时间较短。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种高可靠干法高温取样探头，以 解决现有探头使用寿命较短、维护检修成本高、难以持续长时间运行的问题。技术方案如 下一种高可靠干法高温取样探头，包括探头管和与探头管固联的过滤反吹部件，其 中所述探头管为变径三层套管结构，前端为进气口，后端与所述过滤反吹部件相固 定，所述探头管三层套管，其中中心内管为样气管，所述样气管外面套设有两层冷却水循 环管，外层水冷却循环管的结构为以锥管段连接的变径结构；所述外层冷却水循环管和内层冷却水循环管相连通，所述外层冷却水循环管上设 置有冷却水入口，所述内层冷却水循环管上设置有冷却水出口 ；所述过滤反吹部件包括壳体、过滤器、外座体和内座体，所述壳体前端与所述探头 管通过连接法兰固定，所述外座体固定在所述壳体后端，所述内座体密封固定在所述外座 体内部，所述壳体的内腔与所述样气管的内腔相连通；所述过滤器固定在所述内座体上，且置于所述壳体内腔中；所述座体上设置有外反吹气源进口、内反吹气源进口和样气出口 ；所述内反吹气源进口、样气出口经过内座体的内腔与所述过滤器的内腔连通，所 述外反吹气源进口与所述过滤器外壁、所述壳体内壁之间的腔室连通。优选地，所述探头管的进气口的结构为直通式圆弧形喇叭状结构。[0013]优选地，所述探头管的外层冷却水循环管的管壁厚度随着探头管 的直径逐渐缩小 而逐渐增加。优选地，所述内座体的材料为抗硫耐腐蚀材料。优选地，所述过滤器为具有纳米疏水特性的超微孔碳化硅。优选地，所述过滤反吹部件还包括包覆在壳体和外座体外侧的电加热器。本申请实施例中，该高温探头的探头管的外层冷却水循环管的外壁厚度随着直径 的减小而增加，提高了探头前端小头抗冲刷能力和抗压能力，降低了探头在高粉尘的冲刷 下会磨穿漏水或被物料重块砸压变形的危险，探头的内座体采用抗硫腐蚀的材料，并且电 加热器覆盖在壳体和外座体外侧，这样外座体、内座体和过滤器都能够在加热状态下工作， 可以有效地防止样气冷凝产生的冷凝液对探头内座体造成腐蚀，延长了探头的使用寿命， 降低维护检修成本。另外，该高可靠干法高温取样探头的进气口为直通式圆弧形喇叭状结构，样气进 入与样气流竖直放置的探头时，在进气口处，样气中的粉尘冲刷在圆弧形喇叭状结构上，就 会沿着进气口滑落，产生物理分离，使进入样气管中的粉尘相对减少，使过滤器减少堵塞， 该探头上设置有内反吹气源进口和外反吹气源进口，可以对过滤器进行内外反吹，同样可 以避免过滤器堵塞。因此本实用新型提供的高可靠干法高温取样探头具有使用寿命长、维护检修成本 低的优点，可以持续长时间运行。此外，由于探头中过滤器为具有纳米疏水、抗污染和抗粘附的特性的超微孔碳化 硅材料，不容易堵塞，因此可以延长反吹的周期，易于维护设备，便于提高生产工艺的优化 控制水平。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供一种高可靠干法高温取样探头的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例公开了一种高可靠干法高温取样探头，以解决现有探头使用寿命较 短、维护检修成本高、难以持续长时间运行的问题。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。实施例一图1为本申请实施例提供一种高可靠干法高温取样探头的结构示意图。[0027]如图1所示，该高温取样探头包括包括探头管1和与探头管1固定联结的过滤反 吹部件2，其中 探头管1为三层套管结构，前端为进气口 3，后端通过连接法兰13与过滤反吹部件 2相固定，探头管最外层的结构为以锥管段连接的变径大小头结构，中心内管为样气管4， 样气管4的前端为样气进口 3，其结构为直通式圆弧形喇叭状结构。当样气进入探头时，样 气中的粉尘就会冲刷在样气进气口 3的圆弧形喇叭状结构上，然后会沿着进气口 3的内壁 滑落，发生物理分离，使进入样气管4中的粉尘相对减少，可以减少过滤反吹部件2被堵塞 的几率。在样气管4的外面套设有外层冷却水循环管5和内层冷却水循环管6，外层冷却 水循环管5和内层冷却水循环管6相连通，在外层冷却水循环管5上设置有冷却水入口 8， 在内层冷却水循环管6上设置有冷却水出口 7，当高温取样探头工作时，冷却水从冷却水入 口 8进入外层冷却水循环管5，再从外层冷却水循环管5进入内层冷却水循环管6，最后从 冷却水出口 7中流出，完成冷却过程。此外，外层冷却水循环管5的外壁厚度随着探头管1的直径减小而逐渐增加，即外 层水冷却循环管5在探头管1小径端的厚度大于其在探头管1大径端的厚度。因此该高可 靠干法高温取样探头的小径端厚度较厚，比较耐磨，能够降低探头管1的小径端因样气中 高粉尘的冲刷而发生穿孔漏水或被物料重块砸压而变形的危险，延长了探头管使用时间。过滤反吹部件2包括壳体9、过滤器10、外座体11和内座体12，如图1所示，壳体 9前端与探头管1通过连接法兰13固定，壳体9的内腔与样气管4相连通。外座体11固定 在壳体9的后端，内座体12密封固定在外座体11的内部，过滤器10固定在内座体12上，且 置于壳体9的内腔中，在检修时内座体12连同固定其上的过滤器10可以抽出，便于维护。 由于过滤器10采用具有纳米疏水、抗污染和抗粘附的特性的超微孔碳化硅材料，因此可以 延长过滤反吹部件2的反吹周期，降低反吹频率，易于维护设备，便于提高生产工艺的优化 控制水平。外座体11上设置有外反吹气源进口 14、内反吹气源进口 15和样气出口 16。内反 吹气源进口 15、样气出口 16经过内座体12的内腔与过滤器10的内腔相连通，外反吹气源 进口 14与过滤器10的外壁、壳体9的内壁之间的腔室相连通。使用该高温取样探头时，将外反吹气源进口 14和内反吹气源进口 15封闭，样气从 探头管1样气进口 3经过样气管4进入到壳体9的内腔中，然后通过过滤器10进入其内腔， 经过内座体12的内腔，最后从外座体11的样气出口 16出去，完成取样过程。当需要对高温取样探头进行反吹扫时，将外反吹气源进口 14和样气出口 16封闭， 并向内反吹气源进口 15输送压力大于等于0. 5MPa的洁净压缩空气，使压缩空气从过滤器 10内部进入，由内向外将过滤器10上的过滤物吹落，当需要对高温取样探头进行外反吹扫 时，将内反吹气源进口 15和样气出口 16封闭，并向外反吹气源进口 14中输送压力大于等 于0. 5MPa的洁净压缩空气，使压缩空气从过滤器10与壳体9之间的空间通过，将腔隙和样 气管4中的过滤物吹走，上述内外反吹扫过程在实际应用时可以以程控方式控制，连续进 行，保证过滤器10的疏通，避免堵塞。实施例二 如图1所示，该高温取样探头还包括包覆在整个壳体9和外座体11外侧的电加热器17用于加热壳体9、过滤器10、外座体11和内座体12。由于在本实用新型实施例中， 过滤器10位于壳体9的内部，内座体12位于外座体11的内部，所以电加热器17在高温取 样探头工作时，能够保证过滤器10和内座体12始终处于被加热状态，且加热温度大于150 度，防止从样气管4进入壳体的样气在过滤器10中或内座体16中发生冷凝，进而造成样气 冷凝液腐蚀损坏高温取样探头。因此电加热器17既保证无堵塞连续取样，也能够延长该高 温取样探头的使用寿命。本申请实施例中，该高温探头的探头管的外层冷却水循环管的外壁厚度随着直径 的减小而增加，这样提高了探头小径端抗压能力和抗冲刷能力，降低了探头在高粉尘的冲 刷下会磨穿漏水或被物料重块砸压变形的危险，探头的内座体采用抗硫腐蚀的材料，内座 体设计在外座体内部，并且电加热器覆盖在整个壳体和外座体外侧上，这样内座体和过滤 器能够在被加热的状态下工作，可以有效地防止样气冷凝产生的冷凝液对探头内部造成腐 蚀，延长了探头的使用寿命，降低维护检修成本。另外，该高温取样探头的进气口为直通式圆弧形喇叭状结构，这样样气进入与气 流竖直放置的探头时，在进气口处，样气中的粉尘冲刷在喇叭状结构上，就会沿着进气口滑 落，产生物理分离，使进入样气管中的粉尘相对减少，使过滤器减少堵塞，探头中过滤器为 具有纳米疏水、抗污染和抗粘附的特性的超微孔碳化硅，也不容易堵塞，该探头上设置有内 反吹气源进口和外反吹气源进口，可以对过滤器进行内外反吹扫，同样可以避免过滤器堵 塞。以上技术措施配合匹配后，可以实现探头的高可靠性和长时间持续运行。因此本实用新型提供的高可靠干法高温取样探头具有使用寿命长、维护检修成本 低的优点，可以持续长时间运行。此外，由于探头中过滤器为具有纳米疏水、抗污染和抗粘附的特性的超微孔碳化 硅材料，不容易堵塞，因此可以延长反吹的周期，易于维护设备，便于提高生产工艺的优化 控制水平。以上所述仅是本申请的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本申请的保护范围。
权利要求一种高可靠干法高温取样探头，包括探头管和与探头管固联的过滤反吹部件，其特征在于，所述探头管为变径三层套管结构，前端为进气口，后端与所述过滤反吹部件相固定，所述探头管三层套管，其中中心内管为样气管，所述样气管外面套设有两层冷却水循环管，外层水冷却循环管的结构为以锥管段连接的变径结构；所述外层冷却水循环管和内层冷却水循环管相连通，所述外层冷却水循环管上设置有冷却水入口，所述内层冷却水循环管上设置有冷却水出口；所述过滤反吹部件包括壳体、过滤器、外座体和内座体，所述壳体前端与所述探头管通过连接法兰固定，所述外座体固定在所述壳体后端，所述内座体密封固定在所述外座体内部，所述壳体的内腔与所述样气管的内腔相连通；所述过滤器固定在所述内座体上，且置于所述壳体内腔中；所述座体上设置有外反吹气源进口、内反吹气源进口和样气出口；所述内反吹气源进口、样气出口经过内座体的内腔与所述过滤器的内腔连通，所述外反吹气源进口与所述过滤器外壁、所述壳体内壁之间的腔室连通。
2.根据权利要求1所述的高温取样探头，其特征在于，所述探头管的进气口的结构为 直通式圆弧形喇叭状结构。
3.根据权利要求1所述的高温取样探头，其特征在于，所述探头管的外层冷却水循环 管的管壁厚度随着探头管的直径逐渐缩小而逐渐增加。
4.根据权利要求1所述的高温取样探头，其特征在于，所述内座体的材料为抗硫耐腐 蚀材料。
5.根据权利要求1所述的高温取样探头，其特征在于，所述过滤器为具有纳米疏水特 性的超微孔碳化硅。
6.根据权利要求1所述的高温取样探头，其特征在于，所述过滤反吹部件还包括包覆 在壳体和外座体外侧的电加热器。
专利摘要本实用新型公开了一种高可靠干法高温取样探头，包括探头管和过滤反吹部件，本实用新型实施例中，探头管采用变径结构，且探头管最外层的厚度随直径减小而增加，因此降低了探头管在高粉尘的冲刷下会磨穿漏水或被物料重块砸压变形的危险。探头的内座体采用抗硫腐蚀的材料，并且壳体、外座体、内座体和过滤器都能够在加热状态下工作，可以有效地防止样气冷凝产生的冷凝液对探头内部造成腐蚀，延长了探头的使用寿命，降低维护检修成本。另外，过滤反吹部件中的过滤器采用具有纳米疏水特性的超微孔碳化硅，增强了防堵塞连续取样的应用效果。
文档编号G01N1/34GK201615850SQ20102013658
公开日2010年10月27日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者邓发荣, 金义忠 申请人:重庆凌卡分析仪器有限公司