专利名称：球胆取样装置及取样方法
技术领域：
本发明涉及钢铁行业热工、环保检测领域，具体涉及球胆取样装置及取样方法。
背景技术：
利用单头球胆取气的人工采样法存在已有上百年的历史，由于其操作简便、携带 方便、使用成本低廉的特点，目前仍在钢铁行业中的煤气、燃烧烟气及特种气体采样分析中 广泛使用。但是，单头球胆取气法在使用中存在以下缺陷1.取样时间(完成一次球胆采 样所需要的时间)较长，由于球胆为单进气口(出气口)设置，为排除残留气体的影响，采 集前必须进行球胆自清洗，即球胆采样充满、排空，一般自清洗次数在4次以上，对于高纯 度试验而言，清洗次数更多，造成取样时间在:3min以上；2.实时性较差，由于取样时间的不 确定性，造成在工况波动条件下，采样实时代表性差；3.存在安全隐患，对于煤气等有毒、 有害气体而言，球胆在现场快速清洗排放过程中存在爆燃、中毒的可能，威胁人身及设备安 全；4.不能根本排除空气带入的影响，由于单头球胆在接气瞬间，进气口与大气连通，造成 空气带入，影响取样精度，尤其对高纯度气体而言。
发明内容
本发明的目的在于提供球胆取样装置及取样方法，在操作简便、使用成本低廉的 基础上，做到取样时间短、实时性强、无安全隐患、满足现场便捷、实时、精确、安全的取样要 求。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为所述球胆取样装置，采用双头球胆实现快速取气，在球胆自清洗的过程中保证进 气和排气同时完成，杜绝带入空气。所述球胆取样装置，包括烟道，设于烟道截面的采样枪，与采样枪连接的抽气加压 泵，与抽气加压泵连接的进气集气管，与进气集气管连接的球胆，与球胆连接的排气集气 管，及与排气集气管连接并伸到墙体外的采气软管。所述球胆分为第一球胆及第二球胆，所述第一球胆及第二球胆以并联方式一侧与 所述进气集气管连接，另一侧与所述排气集气管连接。所述进气集气管与抽气加压泵通过采气软管连接，在用于连接二者的采气软管上 设有第一切断阀。所述第一球胆及第二球胆与所述进气集气管通过采气软管连接，在用于连接二者 的采气软管上设有第二切断阀。所述排气集气管与所述第一球胆及第二球胆通过采气软管连接，在用于连接二者 的采气软管上设有第三切断阀。在与排气集气管连接并伸到墙体外的采气软管上设有第四切断阀。所述第二切断阀及第三切断阀实现所述第一球胆及第二球胆与进气集气管及排 气集气管的联接和分离，用于控制所述第一球胆及第二球胆的进排气。
所述第一切断阀及第四切断阀用于调整所述第一球胆及第二球胆进气压力。利用所述球胆取样装置的取样方法，包括以下步骤(1)按工艺流程图联接所述球胆取样装置各部件，打开第一切断阀、第二切断阀、 第三切断阀及第四切断阀，启动抽气加压泵，调整第一切断阀及第四切断阀开度，保证第一 球胆及第二球胆处于膨胀状态；这时样气经进气集气管混合后分配至第一球胆及第二球 胆，再经过排气集气管汇合、外排至安全区域；大概3分钟后，装置中的残留气体被排除，装 置中流动的气体与烟道内气体一致，第一球胆及第二球胆开始取样；(2)关闭控制第一球胆进出气的第二切断阀及第三切断阀，卸下第一球胆，并用弹 簧卡钳密封第一球胆，第一次取样完成；(3)重新装上备用的第一球胆并打开相应的第二切断阀及第三切断阀；按采样周 期要求，关闭控制第二球胆进出气的第二切断阀及第三切断阀，卸下第二球胆，并用弹簧卡 钳密封第二球胆，第二次取样完成；重新装上备用的第二球胆并打开相应的第二切断阀及 第三切断阀；(4)重复步骤(2)、(3)，如此往复，直至满足取样要求。作为进一步改进，利用所述球胆取样装置的取样方法，在采样周期为10分钟以内 时，所述步骤(1)采用两个以上球胆并联布置方式，即在进气集气管与排气集气管间并联 布置多个取气球胆，按照采样周期要求，切断各取样球胆的进出气切断阀。作为进一步改进，利用所述球胆取样装置的取样方法，在采样周期超过10分钟 时，所述步骤(1)通过远程控制手段控制抽气加压泵启停，即在取样前启动抽气加压泵，完 成球胆快速取气装置的清洗和采样工作，当球胆取样完成、备用球胆安装完毕后，停止抽气 加压泵。如此往复，直至满足取样要求。由于在多球胆并联布置方式下进气量较大，应当选择压力流量较大的抽气加压 泵，最大流量大于151/min，最大输出压力大于lOOkpa，保证取样压力能够满足球胆取样的 要求。本发明的优点在于本发明采用双球胆取样的方式，球胆一直保持正压状态，不存 在空气漏入的现象，不需要重复自清洗，采用双头球胆后的采样周期比单头球胆取样法节 约85%。同时，系统采用多球胆并联布置方式，保证采样的实时性；为了防止有毒、有害气 体威胁人身、设备等安全隐患，将排气管延伸至安全区域排放。本发明在操作简便、使用成 本低廉的基础上，做到采样周期短、实时性强、无安全隐患、满足现场便捷、实时、精确、安全 的取样要求。
下面对本发明说明书附图表达的内容及图中的标记作简要说明图1为所述球胆取样装置的结构示意图；上述图中的标记为1、采样枪，2、烟道，3、抽气加压泵，4、进气集气管，5、第二切断阀，6、第一球胆，7、 第三切断阀，8、排气集气管，9、采气软管，10、墙体，11、第一切断阀，12、第四切断阀，13、第 二球胆。
具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及的各部 分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、操作使用方法等，作进一步详细 的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图1所示，所述球胆取样装置，包括烟道2，设于烟道2截面的采样枪1，与采样 枪1连接的抽气加压泵3，与抽气加压泵3连接的进气集气管4，与进气集气管4连接的球 胆，与球胆连接的排气集气管8，及与排气集气管8连接并伸到墙体10外的采气软管9。所述球胆分为第一球胆6及第二球胆13，所述第一球胆6及第二球胆13以并联方 式一侧与所述进气集气管4连接，另一侧与所述排气集气管8连接。所述进气集气管4与抽气加压泵3通过采气软管9连接，在用于连接二者的采气 软管9上设有第一切断阀11。 所述第一球胆6及第二球胆13与所述进气集气管4通过采气软管9连接，在用于 连接二者的采气软管9上设有第二切断阀5。所述排气集气管8与所述第一球胆6及第二球胆13通过采气软管9连接，在用于 连接二者的采气软管9上设有第三切断阀7。在与排气集气管8连接并伸到墙体外的采气软管9上设有第四切断阀12。所述第二切断阀5及第三切断阀7实现所述第一球胆6及第二球胆13与进气集 气管4及排气集气管8的联接和分离，用于控制所述第一球胆6及第二球胆13的进排气。所述第一切断阀11及第四切断阀12用于调整所述第一球胆6及第二球胆13的 进气压力。利用所述球胆取样装置的取样方法，包括以下步骤(1)按工艺流程图联接所述球胆取样装置各部件，打开第一切断阀11、第二切断 阀5、第三切断阀7及第四切断阀12，启动抽气加压泵3，调整第一切断阀11及第四切断阀 12开度，保证第一球胆6及第二球胆13处于膨胀状态；这时样气经进气集气管4混合后分 配至第一球胆6及第二球胆13，再经过排气集气管8汇合、外排至安全区域；一段时间后， 装置中的残留气体被排除，装置中流动的气体与烟道2内气体一致，第一球胆6及第二球胆 13开始取样；(2)关闭控制第一球胆6进出气的第二切断阀5及第三切断阀7，卸下第一球胆6， 并用弹簧卡钳密封第一球胆6，第一次取样完成；(3)重新装上备用的第一球胆6并打开相应的第二切断阀5及第三切断阀7 ；按采 样周期要求，关闭控制第二球胆13进出气的第二切断阀5及第三切断7阀，卸下第二球胆 13，并用弹簧卡钳密封第二球胆13，第二次取样完成；重新装上备用的第二球胆13并打开 相应的第二切断阀5及第三切断阀7 ；(4)重复步骤(2)、(3)，如此往复，直至满足取样要求。利用所述球胆取样装置的取样方法，在采样周期为10分钟以内时，所述步骤(1) 采用两个以上球胆并联布置方式，在进气集气管4与排气集气管8间并联布置多个取气球 胆，按照采样周期要求，切断各取样球胆的进出气切断阀。利用所述球胆取样装置的取样方法，在采样周期超过10分钟时，所述步骤(1)通 过远程控制手段控制抽气加压泵3启停，在取样前启动抽气加压泵3，完成球胆快速取气装
5置的清洗和采样工作，当球胆取样完成、备用球胆安装完毕后，停止抽气加压泵3，如此往 复，直至满足取样要求。利用所述球胆取样装置的取样方法与传统单球胆取样装置的取样方法相比同时 采集含A为0.50%标气，相关情况对比如下表
权利要求
1.球胆取样装置，其特征在于包括烟道O)，设于烟道( 截面的采样枪(1)，与采样 枪(1)连接的抽气加压泵( ，与抽气加压泵( 连接的进气集气管(4)，与进气集气管(4) 连接的球胆，与球胆连接的排气集气管(8)，及与排气集气管(8)连接并伸到墙体(10)外的 采气软管(9)。
2.按照权利要求1所述的球胆取样装置，其特征在于所述球胆分为第一球胆(6)及 第二球胆(13)，所述第一球胆(6)及第二球胆(1 以并联方式一侧与所述进气集气管(4) 连接，另一侧与所述排气集气管(8)连接。
3.按照权利要求2所述的球胆取样装置，其特征在于所述进气集气管(4)与抽气加 压泵(3)通过采气软管(9)连接，在用于连接二者的采气软管(9)上设有第一切断阀(11)； 所述第一球胆(6)及第二球胆(1 与所述进气集气管(4)通过采气软管(9)连接，在用于 连接二者的采气软管(9)上设有第二切断阀(5)；所述排气集气管(8)与所述第一球胆(6) 及第二球胆(1 通过采气软管(9)连接，在用于连接二者的采气软管(9)上设有第三切断 阀(7)；在与排气集气管⑶连接并伸到墙体外的采气软管(9)上设有第四切断阀(12)。
4.按照权利要求3所述的球胆取样装置，其特征在于所述第二切断阀(5)及第三切 断阀(7)实现所述第一球胆(6)及第二球胆(1 与进气集气管(4)及排气集气管(8)的 联接和分离，用于控制所述第一球胆(6)及第二球胆(13)的进排气；所述第一切断阀(11) 及第四切断阀(12)用于调整所述第一球胆(6)及第二球胆(13)的进气压力。
5.利用权利要求1至4任一项所述球胆取样装置的取样方法，其特征在于包括以下 步骤；(1)按工艺流程图联接所述球胆取样装置各部件，打开第一切断阀、第二切断阀、第三 切断阀及第四切断阀，启动抽气加压泵，调整第一切断阀及第四切断阀开度，保证第一球胆 及第二球胆处于膨胀状态；这时样气经进气集气管混合后分配至第一球胆及第二球胆，再 经过排气集气管汇合、外排至安全区域；大概3分钟后，装置中的残留气体被排除，装置中 流动的气体与烟道内气体一致，第一球胆及第二球胆开始取样；(2)关闭控制第一球胆进出气的第二切断阀及第三切断阀，卸下第一球胆，并用弹簧卡 钳密封第一球胆，第一次取样完成；(3)重新装上备用的第一球胆并打开相应的第二切断阀及第三切断阀；按采样周期要 求，关闭控制第二球胆进出气的第二切断阀及第三切断阀，卸下第二球胆，并用弹簧卡钳密 封第二球胆，第二次取样完成；重新装上备用的第二球胆并打开相应的第二切断阀及第三 切断阀；(4)重复步骤O)、(3)，如此往复，直至满足取样要求。
6.按照权利要求5所述球胆取样装置的取样方法，其特征在于在采样周期为10分钟 以内时，所述步骤(1)采用两个以上球胆并联布置方式，即在进气集气管与排气集气管间 并联布置多个取气球胆，按照采样周期要求，切断各取样球胆的进出气切断阀。
7.按照权利要求5所述球胆取样装置的取样方法，其特征在于在采样周期超过10分 钟时，所述步骤(1)通过远程控制手段控制抽气加压泵启停，即在取样前启动抽气加压泵， 完成球胆快速取气装置的清洗和采样工作，当球胆取样完成、备用球胆安装完毕后，停止抽 气加压泵。
全文摘要
本发明公开了球胆取样装置及取样方法，所述球胆取样装置包括烟道(2)，设于烟道(2)截面的采样枪(1)，与采样枪(1)连接的抽气加压泵(3)，与抽气加压泵(3)连接的进气集气管(4)，与进气集气管(4)连接的球胆，与球胆连接的排气集气管(8)，及与排气集气管(8)连接并伸到墙体(10)外的采气软管(9)；利用所述球胆取样装置的取样方法，包括四大步骤。本发明采用双球胆取样的方式，球胆一直保持正压状态，不存在空气漏入的现象，不需要重复自清洗，采用双头球胆后的采样周期(完成一次球胆采样所需要的时间)比单头球胆取样法节约85％。本发明在操作简便、使用成本低廉的基础上，满足实时、精确、安全的取样要求。
文档编号G01N1/24GK102103046SQ20111002621
公开日2011年6月22日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者周劲军, 陈广言 申请人:马鞍山钢铁股份有限公司