专利名称：一种高温烟气检测取样设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体取样、检测和分析的技术领域，特别是涉及一种高温烟气检测取样设备。
本发明可应用于高温气体取样之用；本发明尤其适宜在电厂烟道中采集高温样气的作业中使用。
背景技术：
火力电厂在发电时，需要进行燃烧作业；因燃烧而产生的高温烟气通过烟道进入烟囱,最后从烟 排入大气。
现有技术的烟气分析仪器，在采集样气时，常使用取样泵和气体射流器，以驱动样气、实现采集。
使用取样泵对高温烟气进行检测取样，因烟气温度高、腐蚀成份多，所以缺点就比较突出，再加上取样泵存在运动的机械部件等，故寿命短，非常容易损坏。
气体射流器，也有称为射流喷射器、射流泵，等等。图1是某一现有技术气体射流器的不意图；标号105a是气体射流器壳体,标号105b是射流喷嘴,标号105c是横向柱体，标号106是接头。在图1的现有技术气体射流器中，检测对象的高温样气从横向柱体105c内部的左侧向右扩散，压缩气体经过接头106由上而下进入射流喷嘴105b的上端，在射流喷嘴105b内压缩气体得到进一步的压缩，在射流喷嘴105b收缩的下部变成高速喷射气流喷射而出，由此在嘴口的外缘周边形成真空趋势，从而吸引高温样气源源不断地从横向柱体105c内向右流动形成样气气流，喷射气流和样气气流在镂空腔体内混合后、再经气体射流器下端的出气端排入大气。现有技术的气体射流器，除了图1所示的式样外，还有其它不一样的式样，但它们的原理是雷同的。
气体射流器与取样泵相比较，具有很多的优点，如不存在运动的机械部件，寿命长，不容易损坏。但是，现有技术中的气体射流器，或者讲现有技术环境中使用的气体射流器，在恶劣的环境中使用，由于高温烟气具有成分复杂的化学特性，如电厂烟道中流经的烟气中就含有高浓度氮氧化物、氨气及其他成分的混合烟气，很容易形成结晶体，并在气体射流器的射流喷嘴前端周围形成由结晶体造成的堵塞，造成故障。
为了解决气体射流器被结晶体堵塞的技术问题，最新的现有技术提出了解决问题的技术方案，详见在中国国家知识产权局网站上公布的专利文件:名称《一种高温烟气检测取样系统》，专利申请号201110070159.7。
上述最新现有技术所提出的技术方案，其要点如下:检测取样系统包括:安装支架，过滤器，取样气道，含有检测探头的传感器，驱使样气流动的驱动装置，电路；所述的电路包括自动化控制电路；所述的传感器，其检测探头位于样气流经的通道中；所述的驱动装置包括:气体射流器，提供压缩气体的气源设备；所述的气源设备包括:压缩空气供应机构，第一加热机构；压缩空气供应机构的输出端通过气管与第一加热机构的输入端气路连通；第一加热机构的输出端通过气管与气体射流器的射流喷嘴的输入端气路连通。
分析以上的最新现有技术方案可知，为了防止气体射流器的射流喷嘴前端周围形成由结晶体造成的堵塞，采取的技术措施是:常温的压缩气体需要作加热处理、然后才输送到射流喷嘴的输入端。由压缩空气供应机构向大气取气并压缩后供给加热机构，再由加热机构对压缩气体加热后输送到射流喷嘴的输入端。输送到射流喷嘴的压缩气体，如果是经过加热的，则能有效地防止射流喷嘴前端周围形成堵塞；反之，如果压缩气体未经加热，由于存在很大的温差，则在射流喷嘴前端周围不可避免地出现结晶体，从而形成堵塞。众所周知，最常见的加热机构是电加热机构；为了更好、更有效地防止射流喷嘴前端周围形成堵塞，需要使用温度控制机构，将加热的气体温度控制在一定的范围之内，如此才能达到良好的防堵效果。所以，在上述最新的现有技术中，为了达到良好的技术效果，不仅需要使用加热机构，而且还需要使用温度控制机构，如此，不仅要投入相应的成本，而且加热机构、特别是温度控制机构还会在日常的运行中出现故障，所以，这是最新现有技术的不足之处。
发明内容
在最新现有技术的系统中，为了有效地解决气体射流器被结晶体堵塞的技术问题，需要设置两个机构:加热机构和温度控制机构；该两个机构的设置，不仅需要投入费用，而且增加了故障出现的概率。为了解决前述最新现有技术的问题，本发明提出了以下技术方案。1.一种高温烟气检测取样设备，包括:安装支架，过滤器，取样气道，含有检测探头的传感器，驱使样气流动的驱动装置，以及电路；所述的电路包括自动化控制电路；所述的传感器，其检测探头位于样气流经的通道中；所述的驱动装置包括:气体射流器和提供压缩气体的气源系统；所述的设备包括由金属管制成的第一热交换器；第一热交换器设置在高温烟道中；所述的气源系统包括:压缩空气供应机构；压缩空气供应机构的输出端与第一热交换器的输入端气路连通；第一热交换器的输出端与气体射流器的射流喷嘴输入端气路连通。本发明的有益效果是: 在同样解决结晶体堵塞射流喷嘴的前提下，本设备中不需要使用加热机构和温度控制机构，所以可以降低成本，也不存在加热机构本身和温度控制机构本身出现的故障，因此整体设备的可靠性大幅度提高。
图1是某一现有技术气体射流器的示意图；图2是发明设备的示意图之一；图3是发明设备的示意图之二 ；图4是发明设备的示意图之三；
图5是发明设备的示意图之四；
图6是实施例二中的基座零件示意图，本图中的基座上还未装配其他的零部件；
图7是图6左视图8是图6的右视图9是图6的俯视图10是图6的A-A向剖视图,在标号为5_2b的垂直分孔开设完成后,使用标号为31的工艺封块将垂直分孔的上部封堵；
图11是图9的B-B向剖视图12是实施例二中的基座装配示意图，本图中的基座已经装配了其他的零部件，本图中装配的零部件有传感器、等等多个零件；
图13是图12的左视图14是图12的右视图15是图12的俯视图16是实施例二中射流喷嘴的主视图17是图16的左视图18是图16的右视图19是实施例二中电加热块的主视图20是图19的左视图21是图19的俯视图22是实施例二中的安装板主视图，图中的安装板采用法兰盘的样式；
图23是图22的C-C向剖视图24是图22的后视图25是实施例二中的发明设备结构示意图之一，图中标号QYTYF是取样调压阀，其后继虚线部分结构详见图26中的相关内容；
图26是实施例二中的发明设备结构示意图之二，图中标号YG是压缩空气供应机构，其下部为虚线的后续结构见图25中的相关内容。
图中的标号说明
过滤器I ;排气管2 ;安装板3 ；3-1.探杆孔；3_2.排放孔；3_3.气管孔；3_4.气管孔；电加热块4 ;基座5 ;第一孔5-la ;第二孔5-lb ;第三孔5_lc ;第四孔5_ld ;平行分孔5-2a ;垂直分孔5-2b ;传感器安装孔5-3 ;反吹气孔5_4 ;标气接头安装孔5_5 ;5_6.安装螺孔；第一交换进气孔5-7a ;第一交换出气孔5-7b ;射流喷嘴6 ;反吹气管7 ;探杆8 ;传感器9 ;标气接头21 ;工艺封块31 ;连接零件51 ;连接零件51a ;第一热交换器52 ;第一热交换器52a ;第一热交换器52b ;第一热交换器52c ;第二热交换器53 ;连接气管54 ;连接气管54a ；气体射流器壳体105a ;射流喷嘴105b ;横向柱体105c ;接头106 ;烟道璧201 ；
反吹电磁阀F⑶CF ;加热机构JRJG ;压缩空气供应机构YG ;取样电磁阀QYDCF。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
本发明技术方案，是在现有技术方案、特别是在现有最新技术方案的基础上，针对它们的不足而提出的新技术方案。所谓的现有最新技术方案包括:专利申请号为201110070159.7、名称为《一种高温烟气检测取样系统》的专利申请文件，其公布在中国国家知识产权局网站上。现有技术(方案)、最新技术(方案)，以下通称现有技术(方案)。下面，首先对本发明作总体的描述、说明和解释。本发明的一种高温烟气检测取样设备，包括:安装支架，过滤器1，取样气道，含有检测探头的传感器9，驱使样气流动的驱动装置，以及电路；所述的电路包括自动化控制电路；所述的传感器9，其检测探头位于样气流经的通道中；所述的驱动装置包括:气体射流器和提供压缩气体的气源系统。以上的技术内容，可以从现有技术中借鉴、抄搬、变通而来。而本发明的技术贡献有:所述的设备包括由金属管制成的第一热交换器52 ;第一热交换器52设置在高温烟道中；所述的气源系统包括:压缩空气供应机构YG ;压缩空气供应机构YG的输出端与第一热交换器52的输入端气路连通；第一热交换器52的输出端与气体射流器的射流喷嘴6输入端气路连通。对于上面的发明总体技术方案，作如下的说明、解释。1.取样气道是样气流经的通道，一般的情况是(但不限于):取样气道制成为长管状，其前部位于高温烟道内，其前端设置有过滤器1，以达到过滤烟气中的颗粒物、尘埃等目的，由此防止堵塞等等。2.为了驱使烟气流动，获得所需的烟气，安装了驱动装置，由此产生负压，造成烟气经过过滤器I的过滤成为样气、在取样气道内流动；而传感器9的检测探头位于样气流经的通道(或路径)中，这样就可以在线得到有关的即时高温烟气信息。3.结合图1进行说明。图1中的标号:105a是气体射流器壳体,标号105b是射流喷嘴，标号105c是横向柱体,标号106是接头。检测对象的高温样气从横向柱体105c内部的左侧向右扩散，压缩气体经过接头106由上而下进入射流喷嘴105b的上端，在射流喷嘴105b内压缩气体得到进一步的压缩，在射流喷嘴105b收缩的下部变成高速喷射气流喷射而出，由此在嘴口的外缘周边形成真空趋势，从而吸引高温样气源源不断地从横向柱体105c内向右流动形成样气气流，喷射气流和样气气流在镂空腔体内混合后、再经气体射流器下端的出气端排入大气。现有技术的气体射流器，除了图1所示的式样外，还有其它不一样的式样，但它们的原理是雷同的。以上对气体射流器的介绍，还可以结合本《说明书》“背景技术”章节中的内容进行理解4.通过对现有技术中的气体射流器研究发现，其在使用了一个阶段后就会发生结晶体堵塞，而且结晶体堵塞往往发生在射流喷嘴的如端周围。另外，经解剂研究等，进一步发现，被吸引出来的样气为高温气体，该高温气体与射流喷嘴出来的常温压缩气体存在较大的温差，这种温差造成结晶体堵塞物的出现，并且温差越大、越容易堵塞；反之，温差越小越不容易造成堵塞。这种温差与堵塞的发生也存在着正相关的关系，即这种温差越大、也是越容易发生堵塞。基于上述认识，需要采取消除温差或降低温差的措施。5.专利申请号为201110070159.7、名称为《一种高温烟气检测取样系统》的专利申请文件，其提出的消除或降低温差的技术措施是:“压缩空气供应机构的输出端通过气管与第一加热机构的输入端气路连通；第一加热机构的输出端通过气管与气体射流器的射流喷嘴的输入端气路连通”;简而言之，就是讲常温的压缩气体经过加热后再送射流喷嘴的输入端。众所周知，最常见的加热机构是电加热机构；为了更好、更有效地防止射流喷嘴前端周围形成堵塞，需要使用温度控制机构，将加热的气体温度控制在一定的范围之内，如此才能达到良好的防堵效果。
6.本发明技术提出消除或降低温差的技术措施是:“所述的设备包括由金属管制成的第一热交换器52 ;第一热交换器52设置在高温烟道中；所述的气源系统包括:压缩空气供应机构YG ;压缩空气供应机构YG的输出端与第一热交换器52的输入端气路连通；第一热交换器52的输出端与气体射流器的射流喷嘴6输入端气路连通”；换言之，在本发明中，压缩空气供应机构YG输出的压缩空气通过第一热交换器52后，而热交换器由金属管制成，它又设置在高温烟道中。高温烟道内的温度很高，压缩空气经过设置在高温烟道中热交换器的过程，就是压缩空气被加温的过程；并且，高温烟道中热交换器，其金属管越长，则压缩空气的温度就越接近于高温烟道中的高温温度；反之金属管越短，则压缩空气的温度就越低于高温烟道中的高温温度；由此可知，改变金属管的长短，就可改变压缩空气的温度高或低。如果出现热交换器金属管尺寸过长的问题，可以通过弯曲金属管得到解决。
对比现有技术可知，在本发明技术中，由于巧妙地借用了高温烟道内的高温烟气而省掉了加热机构；通过热交换器金属管长度的设定而锁定温度，由此，又省去了温度控制机构。
电厂的高温烟道内，其高温烟气的温度虽有变化，但是，是比较缓慢的，日常运行中不会出现快速、剧烈地变化；金属管热交换器对其内部的压缩气体的加热速度完全能跟得上这些缓慢的变化。
总而言之，本发明的有益效果是:不仅气体射流器避免了由结晶体造成的堵塞问题，而且不需要加热机构和温度控制机构，所以可以降低成本，也不存在加热机构本身和温度控制机构本身出现的故障，因此整体设备的可靠性大幅度提高。
上面，对本发明作总体的描述、说明和解释。下面，对本发明的各个进一步技术方案作描述、说明和解释。
进一步的技术方案I。
技术方案描述。所述的取样气道包括管状的探杆8 ;所述的探杆8，其身部位于高温烟道内，其前端安装过滤器1，其后部与安装支架固定连接；所述的气源系统包括:压缩空气供应机构YG和取样电磁阀QYDCF ;压缩空气供应机构YG的输出端、取样电磁阀QYDCF、第一热交换器52、气体射流器的射流喷嘴6输入端，该四者顺序气路连通；取样电磁阀QYDCF的接线端通过导线与自动化控制电路电连接。
技术方案说明和解释。
探杆8位于高温烟道内，在负压作用下，高温烟气经过过滤器I进入空心探杆8的内部继续流动；过滤器I可以阻挡高温烟气中的颗粒物、尘埃等等进入空心探杆8的内部。压缩空气供应机构YG，其输入端从大气取气，其输出端输出压缩气体。取样电磁阀QYDCF打开时，气路开通；取样电磁阀QYDCF关闭时，气路阻断；自动化控制电路通过导线到接线端，通过施加电压或取消电压来决定取样电磁阀QYDCF的打开或关闭。
进一步的技术方案2。技术方案描述。所述的取样设备包括两者:反吹气管7，以及由金属管制成的第二热交换器53 ;第二热交换器53设置在高温烟道中；所述的取样气道包括管状的探杆8 ;所述的探杆8，其身部位于高温烟道内，其前端安装过滤器1，其后部与安装支架固定连接，其内部设置反吹气管7 ;所述的气源系统包括:压缩空气供应机构YG，取样电磁阀QYDCF，以及反吹电磁阀FCDCF ;压缩空气供应机构YG的第一输出端、取样电磁阀QYDCF、第一热交换器52、气体射流器的射流喷嘴6输入端，该四者顺序气路连通；压缩空气供应机构YG的第二输出端、反吹电磁阀F⑶CF、第二热交换器53、反吹气管7的输入端，该四者顺序气路连通；取样电磁阀QYDCF的接线端和反吹电磁阀FCDCF的接线端，它们分别通过导线与自动化控制电路电连接。技术方案说明和解释。结合图5进行说明。图5中的标号:过滤器I ;安装板3 ;反吹气管7 ;探杆8 ;传感器9 ;第一热交换器52c ;第二热交换器53 ;气体射流器壳体105a ;射流喷嘴105b ;横向柱体105c ;接头106 ;烟道璧201 ;反吹电磁阀TODCF ;压缩空气供应机构YG ;取样电磁阀QYDCF。过滤器I长期使用后会有颗粒物、尘埃堵塞，为此，可以有人工取出后进行清理；而本进一步的技术方案中，不需要人工清理；定期使用反吹气管7自动进行清理。自动化控制电路对取样电磁阀QYDCF的接线端停止输电；自动化控制电路对反吹电磁阀F⑶CF的接线端送电，反吹电磁阀F⑶CF打开气路，使压缩空气沿压缩空气供应机构YG的第二输出端、反吹电磁阀TODCF、第二热交换器53、反吹气管7的输入端顺序流通。
由于送入反吹气管7的压缩空气也是加热的，所以还具有过滤器I超长期使用、反复多次实施反吹气，也不会发生结晶体的堵塞；因为结晶体形成的两种气体存在温差的条件不存在。反吹气的清理工作可由自动化控制电路自动控制进行，每隔一定的时间清理一次；清理时，切断对取样电磁阀QYDCF接线端的送电，气体射流器的工作暂停，即停止产生负压、样气暂停流动。反吹气的清理工作结束后，停止对反吹电磁阀FCDCF接线端送电，恢复对取样电磁阀QYDCF接线端的送电，气体射流器恢复工作，从而产生负压并使样气流动。进一步的技术方案3。关于基座5的镂空喷射结构，本发明提出了多个进一步的技术方案，详见以下的描述、说明和解释。技术方案A描述。所述的基座5开设围绕中心轴线开设并从左至右贯通基座5的镂空喷射结构，所述的中心轴线为左右方向。技术方案B描述。所述的镂空喷射结构包括位于左侧的左部直孔和位于右侧的右部直孔，该两孔同轴并连通。技术方案C描述。所述的镂空喷射结构为从左到右贯通基座5的通孔，该通孔包括位于同一中心轴线的三段孔，即从左到右顺序设置的小直径左段孔、圆锥形的中段孔和大直径的右段孔，该三段孔相邻者连通；所述的圆锥形中段孔，其左端的直径与左段孔的直径相同，其右端的直径与右段孔的直径相同。技术方案D描述。所述的镂空喷射结构，其包括一组通孔，该组通孔包括从左到右顺序连接的四孔:孔径尺寸为次大的第一孔5-la，圆锥台形的第二孔5-lb，孔径尺寸为最小的第三孔5-lc，孔径尺寸为最大的第四孔5-ld;所述的四孔，它们位于同一中心轴线、并且相邻者连通；所述圆锥台形的第二孔5-lb，其左端的直径尺寸与第一孔5-la的直径尺寸相同，其右端的直径尺寸与第三孔5-lc的直径尺寸相同。对于以上镂空喷射结构的A、B、C、D四个进一步技术方案，说明和解释如下。1.气体射流器(又称射流喷射器、射流泵)不仅能有效地驱动样气流动，而且因其无运动部件所以不存在磨损的缺陷，并且可以耐受高温。2.如本专利文件背景技术中所介绍的，气体射流器包括三个部分，一个是射流喷嘴，一个是横向柱体，另一个是气体射流器壳体，其原理如下:压缩气体从射流喷嘴的输入端进入，在射流喷嘴内、压缩气体得到进一步的压缩，在射流喷嘴I收缩的嘴口处变成高速喷射气流喷射而出，由此在嘴口的外缘周边形成真空趋势，依靠真空负压、将目标样气源源不断地从横向柱体内流出，喷射气流和样气气流在镂空腔体内混合后、再经气体射流器壳体端部的出气端排出。上述气体射流器的三个部分，在不同的技术书籍或文献中，它们的名称可能不一，具体结构在细节上也可能不完全相同，但是基本原理是相同的。3.在A、B、C、D四个进一步技术方案中，使用了基座5和射流喷嘴，但不使用气体射流器壳体和横向柱体。然而，基座5除了具有其他的功能、作用外，还需要具有气体射流器壳体和横向柱体的功能、作用。在基座5内部开设镂空喷射结构，就是为了使基座5具有气体射流器壳体的功能和作用，样气流通孔就需要有横向柱体的功能和作用。4.A、B、C、D四个进一步技术方案，每一个技术方案中的镂空喷射结构均具有气体射流器壳体的功能和作用，具体有:一是可以在射流喷嘴I收缩的嘴口处高速喷射气流喷射而出，二是在嘴口的外缘周边形成真空趋势，依靠真空负压、将目标样气源源不断地吸引过来，三是能将喷射气流和样气气流混合，四是将混合气流排出。实施例一结合图2进行说明。图2中的标号说明:过滤器I ;安装板3 ;探杆8 ;传感器9 ；第一热交换器52 ;气体射流器壳体105a ;射流喷嘴105b ;横向柱体105c ;接头106 ;烟道璧201 ;压缩空气供应机构YG ;取样电磁阀QYDCF。如图2所示，本实施例中的高温烟气检测取样设备，具有:安装板3，过滤器I，钢管制成的探杆8，含有检测探头的传感器9，以及自动化控制电路。传感器9的检测探头位于样气流经的通道中，如图2所示。传感器9通过导线与自动化控制电路相连(自动化控制电路和导线在图2中均未画出)。图2中仅绘制了烟道璧201 —侧。在负压的驱动下，烟道璧201内有高温烟气作为样气沿以下顺序的路径前行:过滤器I —探杆8 —横向柱体105c内部。压缩空气供应机构YG，其输入端从大气中吸入气体，其输出端输出常温的压缩气体，再经过管道送入第一热交换器52。第一热交换器52由金属管制成螺旋的形状，并设置在高温烟道中，进入第一热交换器52的是常温压缩气体，管内的压缩气体通过管壁吸收热能、提高温度，从第一热交换器52输出的是高温压缩气体；该高温压缩气体温度略低于高温烟道的温度，不会高于高温烟道内的气体温度，并且金属管盘旋的路程越长，则从第一热交换器52输出的压缩气体温度越高、越接近于高温烟道的气体温度。
高温的压缩气体经过接头106进入射流喷嘴105b的输入端，在射流喷嘴105b内压缩气体得到进一步的压缩，在射流喷嘴105b收缩的下部变成高速喷射气流喷射而出，由此在嘴口的外缘周边形成真空趋势，从而吸引高温样气源源不断地从横向柱体105c流动出来、形成样气气流，喷射气流和样气气流在镂空腔体内混合后、再经气体射流器的出气端排入到高温烟道内。
由于高温样气的温度和高温压缩气体的温度非常接近，在两者的相遇处不会形成结晶体，进而在射流喷嘴如端周围不会形成堵塞。
图2中的热交换器为螺旋的形状。热交换器还可以制造成其他的形状，比如，热交换器改为S形的来回形状，则图2就变成图3所示的情况。又比如，热交换器改为U形的形状，则图2就变成图4所示的情况。
实施例二
结合图6至图26进行说明。
在本实施例中，使用了一个称之为基座5的重要零件。图6是基座零件的示意图，本图中的基座上还未装配其他的零部件；图7是图6左视图；图8是图6的右视图；图9是图6的俯视图；图10是图6的A-A向剖视图,在标号为5-2b的垂直分孔开设完成后,使用标号为31的工艺封块将垂直分孔的上部封堵；图11是图9的B-B向剖视图。
本实施例中的基座5与其他的零部件进行装配。图12是基座装配示意图，本图中的基座已经装配了其他的零部件，本图中装配的零部件有传感器、等等多个零件；图13是图12的左视图；图14是图12的右视图；图15是图12的俯视图。
本实施例中所用多个零部件，为了给阅读者提供便利，用多幅图纸进行绘制，它们分别是:1.射流喷嘴，图16是本实施例中射流喷嘴的主视图，图17是图16的左视图，图18是图16的右视图；2.电加热块，图19是本实施例中电加热块的主视图，图20是图19的左视图，图21是图19的俯视图；3.采用法兰盘样式的安装板，图22是本实施例二的安装板主视图，图中的安装板采用法兰盘的样式，图23是图22的C-C向剖视图，图24是图22的后视图。
本实施例中的发明设备结构使用两幅图纸进行表达:图25是本实施例中的发明设备结构示意图之一，图中标号QYTYF是取样调压阀，其后继虚线部分结构详见图26中的相关内容；图26是本实施例中的发明设备结构示意图之二，图中标号YG是压缩空气供应机构，其下部为虚线的后续结构见图25中的相关内容。
下面，先对相关的零部件进行说明和解释。
—、基座5。参见图6至图11,基座5上开设:反吹气孔5-4,第一交换进气孔5_7a,第一交换出气孔5-7b，样气流通孔，传感器安装孔5-3，标气接头安装孔5-5，镂空喷射结构。
1.镂空喷射结构。在本实施例中，不单独使用常规技术的气体射流器壳体，而是使用了具有多种功能的基座5，换言之，基座5的全部作用功能很多，其仅仅一部分的作用功能就已经完全取代了气体射流器壳体的全部作用功能；为了实现气体射流器壳体的作用功能之目的，在基座5的内部开设了镂空喷射结构。本实施例中的镂空喷射结构参见图10，该结构包括一组通孔，该组通孔包括从左到右顺序连接的四孔:孔径尺寸为次大的第一孔5-la，圆锥台形的第二孔5-lb，孔径尺寸为最小的第三孔5-lc，孔径尺寸为最大的第四孔5-ld;所述的四孔，它们位于同一中心轴线、并且相邻者连通；所述圆锥台形的第二孔5-lb，其左端的直径尺寸与第一孔5-la的直径尺寸相同，其右端的直径尺寸与第三孔5-lc的直径尺寸相同。
超越本实施例的进一步说明:镂空喷射结构除了以上的具体实例外，还可以有其他的样式。
2.样气流通孔,参见图10,包括:平行分孔5_2a和垂直分孔5_2b,该两孔相连通。平行分孔5_2a为盲孔，它从基座5的左侧表面起始朝向右方开设、且与镂空喷射结构中四孔的中心轴线平行；垂直分孔5-2b既与镂空喷射结构中的第三孔5-lc垂直且连通，又与平行分孔5_2a垂直且连通。如此，样气就可以从平行分孔5_2a的左侧进入、向右行进，再经过垂直分孔5-2b，然后进入镂空喷射结构中的第三孔5-lc内。
3.第一交换进气孔5_7a，其由两段互相垂直的孔构成，其中的竖直孔具有锥度、并开设了用于安装连接的螺纹；第一交换出气孔5-7b也有相同的情况。
超越本实施例的进一步说明:第一交换进气孔5_7a和第一交换出气孔5_7b除了以上的结构外，还可以有其他的结构，比如，将两段互相垂直的孔改为一条通孔，等等。
二、射流喷嘴6。参见图16、图17和图18。
射流喷嘴6，其内部开设贯通左右的通孔且通孔的直径为左小右大，其左部的外表面呈圆锥台形、即呈左小右大的形状。还有，射流喷嘴6的右端为气体输入端，左部位于镂空喷射结构的第四孔5-ld内，并且射流喷嘴6左部的圆锥台形外表面与第四孔5-ld的孔壁之间存在间隙；若无该间隙，则样气被堵、无法被吸引过来。射流喷嘴6与基座5通过螺纹进行连接。
三、传感器9和传感器安装孔5-3。
传感器9通过螺纹安装在传感器安装孔5-3内，并且传感器9的检测探头与样气流通孔内的样气接触。
四、标气供应机构通过气管、标气接头21，将检测所需的标准气体送到标气接头安装孔5-5内，周期性的供传感器9对比检验。
五、电加热块4，其与基座5固定连接，其接线端通过导线与电路连接。使用电加热块4，可以提高基座5的温度，进一步根除结晶体生成的条件，更好地防止射流喷嘴前端周围形成堵塞。
六、排气管2，其右端与基座5镂空喷射结构中第一孔5-la的左端固定连接，其身部穿过安装板3，其左端口位于高温烟道内。如此可以避免将高温烟气排放在室内或排放在工作人员所在的场所。
七、安装支架为安装板3，具体为法兰盘样式的安装板，其通过螺钉与高温烟道的外表面拆卸式连接。该安装结构的好处是:1.本发明设备中，诸多的零部件都直接或间接安装在安装板上；安装板安装到高温烟道的外表面，或者从高温烟道的外表面拆下，这些零部件就被一同被安装上去或拆卸下来，所以安装维修方便。
还有，穿过安装板3的气路或气管或管道，其连接的处理方法，可以按本实施例以上列举的相关图纸所示的方法实施，也可以不完全按照相关图纸所示的方法实施；但是，总的来讲，其处理可以归结为两类，一类是安装板3上开设穿孔，气管等直接从穿孔穿过，当然，在穿孔处还可以考虑是否进行焊接；另一类是安装板3上开设流通孔，在安装板3流通孔的地方，相关的气管或相关的管道与安装板3的一个侧面焊接，并且是密封性质的焊接。上面，已对一些零部件进行说明和解释；下面，对本发明设备从总体角度作说明和解释。本实施例中，压缩空气供应机构YG具有两个输出端。参见图25，压缩空气供应机构YG的一个输出端、反吹电磁阀TODCF、加热机构JRJG、反吹气管7的输入端，该四者顺序气路连通。参见图26，压缩空气供应机构YG另一个输出端、取样电磁阀QYDCF、基座5的第一交换进气孔5-7a、第一热交换器52、基座5的第一交换出气孔5_7b、气体射流器的射流喷嘴6输入端，前述六者顺序气路连通。第一热交换器52设置在高温烟道中，其将常温的压缩气体加热至高温的压缩气体。在上述的介绍中，需要根据具体的设计和制造情况来决定:什么地方还要增加连接气管54、以实现气路的连通。对于以上两个气路情况，再作进一步解释。输往反吹气管7的压缩空气，使用现有技术的加热机构JRJG加热；而输往射流喷嘴6的压缩空气,则使用本发明技术的第一热交换器52加热。由于自动化控制电路分别通过导线与取样电磁阀QYDCF的接线端连接、以及与反吹电磁阀FCDCF的接线端连接，所以自动化控制电路可以通过送电或断电来实现取样电磁阀QYDCF的接通和切断，以及实现反吹电磁阀F⑶CF的接通和切断。一般来讲，取样电磁阀QYDCF经常性的处于接通状态，反吹电磁阀F⑶CF周期性短暂的进入接通状态；并且，取样电磁阀QYDCF接通时、反吹电磁阀FCDCF切断，而反吹电磁阀FCDCF接通时、取样电磁阀QYDCF切断。实施例三以上的实施例二，其相对于现有技术已经有了很大的改进，但还有进一步提高的地方。在实施例二，送入反吹气管7的压缩空气，需要先由加热机构JRJG进行加热；所以，还是需要加热机器和温度控制仪器；这样，不仅需要投入费用，而且增加了故障出现的概率。为此，本实施例三在实施例二的设备基础上再作改进。改进的主要内容和主要措施是:1.原先送入反吹气管7的压缩空气，需要先由加热机构JRJG进行加热，现在对该加热方式予以去除；2.在基座5上再增加开设第二交换进气孔和第二交换出气孔；3.增加第二热交换器53。改进后的基座5开设:第一交换进气孔5_7a，第一交换出气孔5_7b，第二交换进气孔，第二交换出气孔，反吹气孔5-4，样气流通孔，传感器安装孔5-3，标气接头安装孔5-5，镂空喷射结构；即改进后的基座5增加了第二交换进气孔和第二交换出气孔。改进后的气路为以下的a和b:a.压缩空气供应机构YG的输出端、取样电磁阀QYDCF、基座5的第一交换进气孔5-7a、第一热交换器52、基座5的第一交换出气孔5_7b、气体射流器的射流喷嘴6输入端，前述六者顺序气路连通。b.压缩空气供应机构YG的输出端、反吹电磁阀FCDCF、基座5的第二交换进气孔、第二热交换器53、基座5的第二交换出气孔、反吹气孔5-4、反吹气管7，前述七者顺序气路连通；且第二热交换器53设置在高温烟道中。
分析可知:以上a点的内容与实施例二中的情况相同；而b点的内容与实施例二中的情况完全不同，已完全去除加热机构JRJG，送往反吹气管7的压缩空气，由设置在高温烟道中的第二热交换器53加热提高温度。 在本实施例中，送往射流喷嘴6的压缩气体和送往反吹气管7的压缩空气均由热交换器加热提高温度，都不使用加热机构和温度控制机构，所以不仅降低成本，更显著的优点是整体设备的可靠性进一步得到提高。
权利要求
1.一种高温烟气检测取样设备，包括:安装支架，过滤器(I)，取样气道，含有检测探头的传感器(9)，驱使样气流动的驱动装置，以及电路； 所述的电路包括自动化控制电路；所述的传感器(9)，其检测探头位于样气流经的通道中； 所述的驱动装置包括:气体射流器和提供压缩气体的气源系统； 其特征是:所述的设备包括由金属管制成的第一热交换器(52);第一热交换器(52)设置在高温烟道中； 所述的气源系统包括:压缩空气供应机构(YG);压缩空气供应机构(YG)的输出端与第一热交换器(52)的输入端气路连通；第一热交换器(52)的输出端与气体射流器的射流喷嘴(6)输入端气路连通。
2.根据权利要求1所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是: 所述的取样气道包括管状的探杆(8);所述的探杆(8)，其身部位于高温烟道内，其前端安装过滤器(1)，其后部与安装支架固定连接； 所述的气源系统包括:压缩空气供应机构(YG)和取样电磁阀(QYDCF)； 压缩空气供应机构(YG)的输出端、取样电磁阀(QYDCF)、第一热交换器(52)、气体射流器的射流喷嘴(6)输入端，该四者顺序气路连通； 取样电磁阀(QYDCF)的接线端通过导线与自动化控制电路电连接。
3.根据权利要求1所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是: 所述的取样设备包括反吹气管(7)； 所述的取样气道包括管状的探杆(8);所述的探杆(8)，其身部位于高温烟道内，其前端安装过滤器(I)，其后部与安装支架固定连接，其内部设置反吹气管(7)； 所述的气源系统包括:压缩空气供应机构(YG)，取样电磁阀(QYDCF)，反吹电磁阀(FCDCF)，以及加热机构(JRJG)； 压缩空气供应机构(YG)的第一输出端、取样电磁阀(QYDCF)、第一热交换器(52)、气体射流器的射流喷嘴(6)输入端，该四者顺序气路连通； 压缩空气供应机构(YG)的第二输出端、反吹电磁阀(FCDCF)、加热机构(JRJG)、反吹气管(7)的输入端，该四者顺序气路连通； 取样电磁阀(QYDCF)的接线端和反吹电磁阀(FCDCF)的接线端，它们分别通过导线与自动化控制电路电连接。
4.根据权利要求1所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是: 所述的取样设备包括两者:反吹气管(7)，以及由金属管制成的第二热交换器(53);第二热交换器(53)设置在高温烟道中； 所述的取样气道包括管状的探杆(8);所述的探杆(8)，其身部位于高温烟道内，其前端安装过滤器(I)，其后部与安装支架固定连接，其内部设置反吹气管(7)； 所述的气源系统包括:压缩空气供应机构(YG)，取样电磁阀(QYDCF)，以及反吹电磁阀(FCDCF)； 压缩空气供应机构(YG)的第一输出端、取样电磁阀(QYDCF)、第一热交换器(52)、气体射流器的射流喷嘴(6)输入端，该四者顺序气路连通； 压缩空气供应机构(YG)的第二输出端、反吹电磁阀(FCDCF)、第二热交换器(53)、反吹气管(7)的输入端，该四者顺序气路连通； 取样电磁阀(QYDCF)的接线端和反吹电磁阀(FCDCF)的接线端，它们分别通过导线与自动化控制电路电连接。
5.根据权利要求1所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是:所述的取样设备包括:电加热块(4)，基座(5)，标气接头(21)和标气供应机构；所述的气体射流器包括:射流喷嘴⑶; 所述的基座(5)，其与安装支架固定连接，其开设以下六者:第一交换进气孔(5-7a)，第一交换出气孔(5_7b)，样气流通孔，传感器安装孔(5-3)，标气接头安装孔(5-5)，围绕中心轴线开设并从左至右贯通基座(5)的镂空喷射结构；所述的中心轴线为左右方向； 所述的射流喷嘴￠)，其内部开设贯通左右的通孔且通孔的直径为左小右大，其左部的外表面呈圆锥台形、即呈左小右大的形状；所述的射流喷嘴￠)，其右端为气体输入端，其左部位于镂空喷射结构内；射流喷嘴(6)与基座(5)固定连接； 所述的样气流通孔，其头段与取样气道连通，其尾段的中心轴线与镂空喷射结构的中心轴线垂直并与镂空喷射结构的内部连通； 所述的传感器安装孔(5-3)，其与样气流通孔连通；所述的传感器(9)，其固定安装在传感器安装孔(5-3)内，其检测探头与样气流通孔内的样气接触； 所述的标气接头安装孔(5-5)，其与样气流通孔连通；所述的标气接头(21)，其固定安装在标气接头安装孔(5-5)，其通过气管与标气供应机构连通； 所述的电加热块(4)，其与基座(5)固定连接，其接线端通过导线与电路连接； 所述的气源系统包括:压缩空气供应机构(YG)和取样电磁阀(QYDCF)； 压缩空气供应机构(YG)的输出端、取样电磁阀(QYDCF)、基座(5)的第一交换进气孔(5-7a)、第一热交换器(52)、基座(5)的第一交换出气孔(5_7b)、气体射流器的射流喷嘴(6)输入端，前述六者顺序气路连通； 取样电磁阀(QYDCF)的接线端通过导线与自动化控制电路电连接。
6.根据权利要求1所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是:所述的取样设备包括:第二热交换器(53)，电加热块(4)，基座(5)，标气接头(21)，以及标气供应机构；所述的气体射流器包括:射流喷 嘴(6)； 所述的取样气道包括管状的探杆(8);所述的探杆(8)，其身部位于高温烟道内，其前端安装过滤器(I)，其后部与安装支架固定连接，其内部设置反吹气管(7)； 所述的基座(5)，其与安装支架固定连接，其开设以下九者:第一交换进气孔(5-7a)，第一交换出气孔(5_7b)，第二交换进气孔，第二交换出气孔，反吹气孔(5-4)，样气流通孔，传感器安装孔(5-3)，标气接头安装孔(5-5)，围绕中心轴线开设并从左至右贯通基座(5)的镂空喷射结构；所述的中心轴线为左右方向； 所述的射流喷嘴￠)，其内部开设贯通左右的通孔且通孔的直径为左小右大，其左部的外表面呈圆锥台形、即呈左小右大的形状；所述的射流喷嘴￠)，其右端为气体输入端，其左部位于镂空喷射结构内；射流喷嘴(6)与基座(5)固定连接； 所述的样气流通孔，其头段与探杆(8)的内部连通，其尾段的中心轴线与镂空喷射结构的中心轴线垂直并与镂空喷射结构的内部连通； 所述的传感器安装孔(5-3)，其与样气流通孔连通；所述的传感器(9)，其固定安装在传感器安装孔(5-3)内，其检测探头与样气流通孔内的样气接触； 所述的标气接头安装孔(5-5)，其与样气流通孔连通；所述的标气接头(21)，其固定安装在标气接头安装孔(5-5)，其通过气管与标气供应机构连通； 所述的电加热块(4)，其与基座(5)固定连接，其接线端通过导线与电路连接； 所述的气源系统包括:压缩空气供应机构(YG)，取样电磁阀(QYDCF)和反吹电磁阀(FCDCF)； 压缩空气供应机构(YG)的输出端、取样电磁阀(QYDCF)、基座(5)的第一交换进气孔(5-7a)、第一热交换器(52)、基座(5)的第一交换出气孔(5_7b)、气体射流器的射流喷嘴(6)输入端，前述六者顺序气路连通； 压缩空气供应机构(YG)的输出端、反吹电磁阀(FCDCF)、基座(5)的第二交换进气孔、第二热交换器(53)、基座(5)的第二交换出气孔、反吹气孔(5-4)、反吹气管(7)，前述七者顺序气路连通； 取样电磁阀(QYDCF)的接线端，反吹电磁阀(FCDCF)的接线端，它们分别通过导线与自动化控制电路电连接。
7.根据权利要求5或6 所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是: 所述的镂空喷射结构包括位于左侧的左部直孔和位于右侧的右部直孔，该两孔同轴并连通； 所述的射流喷嘴￠)，其圆锥台形的左部位于右部直孔内；所述的样气流通孔，其尾段与右部直孔垂直并与右部直孔连通。
8.根据权利要求5或6所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是: 所述的镂空喷射结构为从左到右贯通基座(5)的通孔，该通孔包括位于同一中心轴线的三段孔，即从左到右顺序设置的小直径左段孔、圆锥形的中段孔和大直径的右段孔，该三段孔相邻者连通；所述的圆锥形中段孔，其左端的直径与左段孔的直径相同，其右端的直径与右段孔的直径相同； 所述的射流喷嘴(6)，其圆锥台形的左部位于圆锥形中段孔处，并且其圆锥台形外面与中段孔的孔壁存在间隙； 所述样气流通孔的尾段与右段孔垂直并连通，或者所述样气流通孔的尾段与中段孔垂直并连通。
9.根据权利要求5或6所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是: 所述的取样设备包括:排气管(2); 所述的安装支架为安装板(3)，其通过螺钉与高温烟道的外表面拆卸式连接；所述的基座(5)与安装板(3)固定连接； 所述的镂空喷射结构，其包括一组通孔，该组通孔包括从左到右顺序连接的四孔:孔径尺寸为次大的第一孔(5-la)，圆锥台形的第二孔(5-lb)，孔径尺寸为最小的第三孔(5-lc)，孔径尺寸为最大的第四孔(5-ld);所述的四孔，它们位于同一中心轴线、并且相邻者连通；所述圆锥台形的第二孔(5-lb)，其左端的直径尺寸与第一孔(5-la)的直径尺寸相同，其右端的直径尺寸与第三孔(5-lc)的直径尺寸相同； 所述的样气流通孔包括:平行分孔(5_2a)和垂直分孔(5-2b)，该两孔相连通；平行分孔(5-2a)为盲孔，其从基座(5)的左侧表面起始朝向右方开设、且与镂空喷射结构中四孔的中心轴线平行；垂直分孔(5-2b)既与镂空喷射结构中的第三孔(5-lc)垂直且连通，又与平行分孔(5_2a)垂直且连通； 所述的传感器安装孔(5-3)，其与样气流通孔连通；所述的传感器(9)安装在传感器安装孔(5-3)内，其检测探头与样气流通孔内的样气接触； 所述的射流喷嘴(6)，其圆锥台形的左部位于镂空喷射结构的第四孔(5-ld)内，并且射流喷嘴(6)左部的圆锥台形外表面与第四孔(5-ld)的孔壁之间存在间隙；射流喷嘴(6)与基座(5)固定连接； 所述的排气管(2)，其右端与基座(5)镂空喷射结构中第一孔(5-la)的左端固定连接，其身部穿过安装板(3)，其左端口位于高温烟道内。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或所述的一种高温烟气检测取样设备，其特征是:所述的热交换器 为以下三者中的任意一者: a.所述的热交换器，其为螺旋的形状； b.所述的热交换器，其为U形的形状； c.所述的热交换器，其为S形的来回形状。
全文摘要
本发明涉及气体取样、检测和分析的技术领域，公开了一种高温烟气检测取样设备。为了低成本、高可靠性地解决晶体堵塞的问题，提出了以下技术方案。发明设备的特征是包括由金属管制成的第一热交换器(52)；第一热交换器(52)设置在高温烟道中；气源系统包括压缩空气供应机构(YG)；压缩空气供应机构(YG)的输出端与第一热交换器(52)的输入端气路连通；第一热交换器(52)的输出端与气体射流器的射流喷嘴(6)输入端气路连通。有益效果是同样可以解决结晶体堵塞，但本发明的技术方案具有成本低、可靠性高的优点。
文档编号G01N1/22GK103149056SQ20131003864
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者徐颖 申请人:上海凯源仪器技术有限公司