专利名称：可容易地移除的燃烧管的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于分析器的燃烧炉，并且更具体地涉及对其中的燃烧管进行可移动的安装。
背景技术：
使用感应炉进行无机固体样品的燃烧要求加压富氧环境。石英燃烧管典型地用于保持该加压的环境，但在燃烧过程期间其被燃烧的副产品涂覆。石英管必须被清洁并且最终被替代以便保持样品结果的精确性。在装备有自动清洁器的现有的燃烧炉中安装燃烧管即耗时又麻烦，这要求流体装置和电连接件被移除并将自动清洁器装置从炉的燃烧管区移除。一旦完成拆卸则燃烧管从炉的前部被移除。一旦新的燃烧管被安装，则炉必须被重新组装，这经常包括对流体连接件进行连接，如果未恰当地完成(安装)则流体连接件能导致系统中的泄漏。因而，在现有的炉中进行燃烧管的维护、拆除和替换是困难、耗时的，并且导致分析器的工作停止。因而，存在改进分析燃烧炉的需求，在改进的燃烧炉中燃烧管能被容易地接触，而无需从炉组件拆除流体装置、自动清洁器等。
发明内容
本发明的系统通过提供一种燃烧管安装系统而实现该目标，在该燃烧管安装系统中，燃烧管穿过炉外壳的底板中的孔而被可移除地安装。燃烧管能通过凸轮锁定机构手动地或者自动地从炉外壳的底板解锁，所述凸轮锁定机构用于将燃烧管定位在炉外壳下方的炉的开放区中，以便容易地移除和替换。在优选实施例中，燃烧管包括底部密封组件，所述底部密封组件被放置在下部密封组件上并被升起以自动地与上部的炉密封件对齐。炉外壳的底板中的凸轮接合与底部密封组件相关的凸轮，以便当燃烧管被升起进入炉外壳时将燃烧管锁定就位。可移除的燃烧管向下(移动)的结果是，避免了拆卸炉部件(包括位于燃烧管上方的自清洁机构)的步骤，因为必须由熟练技工来替换燃烧管。操作者能容易地将燃烧管从炉解锁并使其下降，以便接触和替换。当阅读本发明的下列描述并参考附图时，本发明的这些和其它的特征、目标和优点将变得明显。
图1是体现本发明的炉的前透视图；图2是盖被移除的炉外壳的放大的前透视图，示出燃烧管锁定机构处于解锁位置；图3是具有其底部密封组件的燃烧管的透视图；图4是底部密封组件的分解透视图；图5是已组装的底部密封组件的剖视图；图6是炉的前透视图，示出了锁定机构处于解锁位置；图7是在图6中所示出的炉的部分前透视图，示出为盖已被移除。图8是在图7中所示出的炉的前透视图，示出了燃烧管下降和升起穿过炉外壳的底板的孔。图9是在图8中所示出的炉的前透视图，示出了从炉外壳下降的燃烧管处于移除
/替换位置；图10是炉外壳的底视透视图；图11是炉外壳和用于燃烧管的锁定机构的左前(在左前方观察的)分解透视图；图12是已组装的炉外壳的右前(在右前方观察的)透视图；图13是用于燃烧管的凸轮锁定机构的截断竖直剖视图；图14是燃烧管的截断竖直剖视图，示出为该燃烧管处于炉外壳的底板内的锁定位置；并且图15是示出了燃烧管处于用于移除的解锁位置的截断竖直剖视图。
具体实施例方式首先参考图1，示出了分析器10，分析器10包括感应炉组件20，感应炉组件20包括自动清洁机构30，自动清洁机构30在2010年8月12日提交的标题为“燃烧炉自动清洁器(U. S. Provisional Patent Application Serial No. 61/373, 014, filed August 12， 2010)”的美国临时专利申请序列号61/373，014中被描述，其公开的内容通过参考在此被合并。分析器的部件自身能类似于在碳硫分析器(型号CS600，能从密歇根州圣约瑟夫市的 Leco 公司(Leco Corporation of St. Joseph, Michigan)获得)中所采用的那些部件。 分析器10在图1中示出为盖护罩被移除以露出感应炉的部件，感应炉的部件也在图2-5中被示出。可分离的自动清洁器组件30通过销钉连接可移除地安装至被加热的过滤器组件 40，过滤器组件40在65处被可密封地固定至燃烧炉外壳50的顶壁51。外壳50另外还包括侧壁53和55，界面后壁57，和底板58，如在图7_12中最佳地看到的。外壳50被安装至分析器10的结构基底17，分析器10包括外壳50。炉外壳50的前部被可迅速移除的门52 封闭，门52在被移除时(如在图2中所见)露出感应线圈61，感应线圈61以传统方式围绕燃烧管60 (图7)，以便当感应线圈61被可竖直移动的基座12引入燃烧管60的热区内时来加热在陶瓷坩埚14中保留的分析样品。管60以传统方式通过上部密封组件65被可密封地联接(couple)至过滤器组件40的下端。用于保持样品保留坩埚14的基座12(图1)被定位在杯形的下部密封组件16上并且利用被联接至组件16的气缸18和活塞杆22(图7) 被升起和下降进入燃烧管60。在图1中所示出的位置中，活塞杆22处于气缸18内的下降缩回位置中。
燃烧管底部组件80 (图3- 可密封地将管60的下端联接至下部密封组件16，以便在样品燃烧期间，氧气向上流动穿过组件16中的入气口，从而将燃烧的副产品扫入出气口 13 (图1)，以用于分析。氧气通过氧气入口 15和通向入口枪的合适的通道也被提供至燃烧管60的上端，以便在燃烧期间将氧气引导进入坩埚14。外壳50包括凸轮致动的锁定组件100，锁定组件100与底部组件80协作，以允许燃烧管60从燃烧炉外壳50的底板的下方被容易地取出，如后面所述的。燃烧管60能够时从Leco公司可获得的、部件号为619_500_775的传统石英燃烧管，或其等效物。如在图3-5中所见的，燃烧管包括底部组件80，底部组件80具有其中带中央孔81 (用于接收燃烧管60)的基本圆筒形的凸缘82，如在图3中所示的。靠近凸缘82 的上边缘的是环状凹部83，以用于接收0形环密封件84。一旦燃烧管被插入凸缘82中，则锁定帽85通过螺纹被拧在凸缘82上并且压缩0形环密封件，以用于可密封地将燃烧管保持在凸缘82内。凸缘82包括具有内部环形凹部87的下部圆筒形套管86，以用于接收第二 0形环88，第二 0形环88用于将底部组件80密封在下部密封组件16上。此外，组件80 包括金属RFI屏蔽件89和定位在凸缘82的环形凹部91内的第三密封0形环78 (图14和 15)。凸缘82包括凸轮90，凸轮90具有外部环形竖直表面92、上斜切表面94和下斜切表面96，上斜切表面94从竖直延伸的环形表面92向上并且向内以大约45°的角度斜切， 下斜切表面96从表面92向内并且向下以大约45°的角度斜切。因而这两个斜切表面在它们之间形成大约90°的角度，以配合在90°槽107内(如下面对于图14所描述的)。凸缘 82还包括环形凸边93，环形凸边93具有大于炉外壳的底板58中的孔59的直径，以便当燃烧管处于被安装的锁定位置时，接合底板58的下表面，如在图14中所见。凸轮90因此限定成与凸轮致动的组件100的偏心销106和108相互接合，以用于锁定和解锁组合起来的燃烧管60和底部组件80 (在图3中示出)，如现在所描述的。图7-15示出了从炉外壳50移除燃烧管60，并且为了清楚起见，感应线圈以及其它对于描述凸轮致动的燃烧管的安装配置而言不必要的部件已经从这些图中删除。而且，在图7-10中，用于自动操作凸轮致动的组件100的气动致动器未被示出，因为这些图的主要目的是用于示出在燃烧管拆除和替换期间燃烧管的运动。图7-9示出了当缸18被移动至回缩位置时燃烧管的运动，一旦凸轮致动的组件100已经被移动至解锁位置，就允许燃烧管被降低穿过炉外壳50的底板58中的圆形孔59 (图10)，如在图8中所见。当下降至如在图9中所见的位置时，燃烧管60和底部组件80能从下部密封组件16被提起并且通过松开锁定环85、使管从底部组件80移除，用新的燃烧管替代燃烧管60。凸轮致动的组件100与燃烧管底部组件80的凸轮90协作，以形成可释放锁定机构，从而从炉外壳50的下方可锁定地保持和替代地释放燃烧管60。组件100被用于手动或者自动地从燃烧炉外壳50解锁燃烧管60 (和附连的底部组件80)，如在图11-15中最佳地所见的。燃烧炉外壳50的底板58包括一对圆柱形盲孔 102和104，圆柱形盲孔102和104可旋转地接收机构100的偏心销106和108。孔102和 104形成为且尺寸设置成与底板58中的孔59的相对的边缘相交，并且定位成使得销106和 108的向内的边缘上的基本V形的90°槽107穿过开口 111而露出，开口 111位于孔59的这种截平的圆柱侧壁中。弹簧110和112接合销106和108的内端，销106和108通过安装板114被保持在孔102和104内，安装板114通过(延伸穿过安装板114中的孔120的) 紧固件118被固定至底板58的前表面116。一对手动致动的手柄122和IM分别被销接至孔123和125、邻近偏心销106、108的端部，以便销106和108能通过操作员对手柄122和 124的操纵而被手动地旋转，从而将手柄122和124向内旋转至解锁位置(例如在图7_10 中所见)。弹簧110、112推动手柄122、124进入板114的向内的表面上的凹进的凹部113、 115，从而推动手柄122、124进入可释放的锁定位置(图1和12-14)。在图15中所示出的解锁位置，手柄被旋转出凹槽113、115，使得销106和108的90°的槽107旋转至一位置， 在该位置中槽107的表面105和109(表面105和109通常分别接合组件80的凸轮90上的斜切面94和96)释放凸轮90，如在图15中所见的，以便燃烧管60和底部组件80在由箭头A所指示的方向中向下下降，从而当处于图9中所示的位置时进行移除。表面105及其与圆柱形销106和108的尖端连接也抵靠推动凸轮90的斜切面94，以有助于将底部组件 80和燃烧管60从底板50向下释放。凸轮致动的燃烧管释放组件100能由操作员手动地致动从而将手柄122，IM压向彼此以旋转销106、108并释放燃烧管60，或者能被自动地操作。为了这样的目的，底板58 包括在底板58中的孔59的前面的一对弓形凹口 130和132，并且弓形凹口 130和132与孔102和104联通以露出销106和108上的孔127和129(图11)，孔127和129接收致动销131和133。销元件131、133从底板58向上延伸并且能分别被气缸141和143的致动杆140和142接合，如在图12和13中最佳地所见的。气缸141和143通过紧固件145以传统方式被固定至外壳50的侧壁53和55中的凹部150内。因而，凸轮致动的组件100能 (通过操作员接合手柄122或124)手动地起作用(enter)或者(通过气缸141和143的致动)电动地起作用，从而将销106和108从在图14中示出的锁定位置旋转至在图15中示出的解锁位置。当在解锁位置时，燃烧管及其密封组件能利用缸18向下下降，以使燃烧管 60下降进入在图9中示出的位置，在该位置燃烧管60能从炉外壳取出并被替换。一旦燃烧管被新管替代并且被安装至底部组件80，则随后缸18能被驱动，通过使燃烧管(如在图8中所见的)沿向上的方向升起至在图1中示出的锁定位置，而实现相反的操作。随着燃烧管被升起穿过孔59，凸轮90的表面94接合销106和108上的凸轮面105， 以便当燃烧管60沿着与图15中箭头A的方向相反的方向移动时使销106和108旋转，从而再次将锁定销106、108移动至在图14中示出的锁定位置。在该位置中，销106、108上的表面105、109分别接合凸轮90的斜切表面94、96并且将燃烧管60牢固地保持就位，同时底部组件的凸边93接合炉外壳50的底板58的下表面。如在图15中所见的，销106和108 充分向外地延伸过在孔59的圆柱侧壁中的槽111，以便接合凸轮90。显然，本领域的技术人员能对在此所描述的本发明的优选实施例进行各种改进， 而不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于分析器的燃烧炉，其包括炉外壳，所述炉外壳具有底板，底板中具有孔，以用于接收燃烧管；基本圆柱形的燃烧管；和下部密封组件，所述下部密封组件被联接至所述燃烧管，并且能在升起位置和下降位置之间移动，以用于穿过所述底板中的所述孔将所述燃烧管升起进入所述炉外壳和将所述燃烧管从所述炉外壳下降。
2.根据权利要求1所述的燃烧炉，其中所述燃烧管包括在下端的底部组件，并且所述炉外壳的所述底板包括锁定组件，所述锁定组件选择性地接合所述底部组件，以用于将所述燃烧管保持在所述炉外壳内的使用位置。
3.根据权利要求2所述的燃烧炉，其中所述锁定组件包括至少一个可旋转凸轮，当所述燃烧管借助所述基座被升起进入所述孔内时，所述至少一个可旋转凸轮接合所述底部组件。
4.根据权利要求3所述的燃烧炉，其中所述底部组件包括凸轮，所述凸轮与所述凸轮锁定组件的所述至少一个可旋转凸轮协作，以便选择性地将所述燃烧管相对于所述炉外壳的所述底板锁定和释放。
5.一种燃烧管组件，其包括基本圆柱形的燃烧管；和底部组件，所述底部组件被固定成接近所述燃烧管的一端，以用于可释放地将所述燃烧管安装至燃烧炉的底板中的孔。
6.根据权利要求5所述的燃烧管组件，其中所述底部组件包括凸缘，所述凸缘包括 凸轮；上部环，所述上部环围绕所述燃烧管并且能以螺纹连接的方式联接至所述上部凸缘； 和环形密封件，所述环形密封件定位在所述上部环和所述凸缘之间。
7.根据权利要求6所述的燃烧管组件，其中所述凸缘的所述凸轮具有环形外表面和横越所述环形表面的相对侧的上斜切表面和下斜切表面。
8.根据权利要求7所述的燃烧管组件，其中所述凸缘具有与所述上部环相对的内部环形凹部，并且包括定位于所述凹部中的下部环形密封件。
9.根据权利要求8所述的燃烧管组件，其中所述凸缘包括圆筒形套管，所述下部环形密封件被定位在所述圆筒形套管中，所述圆筒形套管成形为在炉的下部密封组件的上方可密封地延伸。
10.一种用于分析器的燃烧炉和燃烧管的组件，其包括炉外壳，所述炉外壳具有底板，在所述底板中具有孔，以用于接收燃烧管；和可释放的锁定机构，所述锁定机构在所述燃烧管和所述底板之间延伸，以用于交替地将所述燃烧管保持在使用位置和释放所述燃烧管以向下穿过所述孔而移除。
11.根据权利要求10所述的组件，其中所述锁定机构包括接近所述燃烧管的一端而被固定的凸轮，以用于将所述燃烧管可释放地保持在燃烧炉外壳的所述底板中；和至少一个偏心销，所述至少一个偏心销可旋转地安装至所述燃烧炉外壳、邻近所述孔，以用于可释放地接合所述燃烧管的所述凸轮。
12.根据权利要求11所述的组件，其中所述锁定机构包括在所述孔的相对侧上的至少一对偏心销。
13.根据权利要求12所述的组件，其中所述凸轮包括一对间隔开的斜切表面，所述斜切表面相对于彼此以大约90°延伸。
14.根据权利要求13所述的组件，其中所述偏心销包括具有斜度的槽，所述槽具有成大约90°角的侧壁，所述侧壁接合所述凸轮的所述斜切表面，以将所述燃烧管保持就位。
15.根据权利要求14所述的组件，其中所述偏心销包括手柄，所述手柄用于在凸轮接合位置和凸轮脱离位置之间旋转所述偏心销。
16.根据权利要求15所述的组件，其中所述锁定机构还包括用于旋转所述偏心销的致动件。
17.一种用于分析器的感应炉，其包括炉外壳，所述炉外壳具有底板，所述底板具有孔，在所述孔中具有基本圆柱形的侧壁， 以用于接收燃烧管；基本圆柱形的燃烧管；一对销接收孔，所述一对销接收孔延伸进入所述底板，以便在所述孔的相对侧上与所述孔的所述侧壁相交；一对销，所述一对销可旋转地安装在所述销接收孔中，每个销包括V形槽，所述V形槽面对所述孔并且在所述销接收孔和所述孔的交点处露出；和凸轮，所述凸轮被安装至所述燃烧管的下端并且包括具有斜度的表面，所述具有斜度的表面接合所述一对销的所述V形槽，以便当所述销在第一位置时将所述燃烧管在所述炉外壳内保持就位和当所述销旋转至用于释放所述燃烧管的第二位置时与所述销脱离接合。
18.根据权利要求17所述的感应炉，其中所述V形槽为大约90°。
19.根据权利要求18所述的感应炉，其中所述凸轮具有在所述具有斜度的表面之间的环形表面。
20.根据权利要求19所述的感应炉，其中所述具有斜度的表面相对于彼此以大约90° 延伸。
全文摘要
一种燃烧管安装系统，其可释放地将燃烧管安装至炉外壳的底板中的孔。燃烧管具有带凸轮的底部组件并且能通过所述底板中的偏心销手动地或自动地解锁，以用于选择性地接合所述凸轮，从而从所述炉的底板下降所述燃烧管。当新的燃烧管被放置在所述下部密封组件上并且被升起时，新的燃烧管自动对齐并接合所述上部炉密封件并且接合炉外壳的底板上的凸轮，当燃烧管被引入炉内时，凸轮将燃烧管锁定就位。
文档编号G01N31/12GK102511003SQ201080042407
公开日2012年6月20日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年9月25日
发明者G·C·福特 申请人:莱克公司