一種高溫取樣探頭和高溫氣體分析系統的製作方法

2023-10-09 19:51:54 1

專利名稱：一種高溫取樣探頭和高溫氣體分析系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及工業氣體取樣裝置，尤其涉及一種高溫取樣探頭和高溫氣體 分析系統。
背景技術：
高溫氣體分析系統是新型幹法水泥生產線用來監控迴轉窯的狀態和分解 爐燃燒狀況的儀表設備。操作人員通過高溫氣體分析系統對迴轉窯和分解爐 中廢棄成分進行分析，能夠優化燒成系統的運行操作，達到穩定質量、穩產 高產並節省燃料的目的。
現有的高溫分析系統中的耳又樣糹笨頭採用冷卻液循環冷卻方式，通常為油
冷或水冷。例如2003年8月20日4受權、4受權號為CN2567564Y的中國實用 新型專利中公開了一種高溫探頭，該高溫探頭被做成了夾層結構，使得取氣 管的外周形成冷卻腔，冷卻水在循環腔中流動，已到達冷卻的目的。由於需 要額外增加循環冷卻的結構，因此現有技術的高溫^l樣探頭的結構通常比壽支 複雜，維護成本也比較大，另外，由於現有的取樣探頭中帶有負載的循環冷 卻結果，極容易在使用過程中發生洩露等故障，增加了維護的次數。通常為 了能夠將該取樣探頭較容易地從探測環境中取出以進行故障維修，還需要增 加用來將取樣探頭移出和移進的移動裝置，例如包括導軌、移動電機以及相 關的定位和保護設備。為了能夠監控冷卻液的工作狀態和溫度，通常還需要 增加安全監控設備。由此可見，現有技術的高溫探頭不僅結構複雜，而且在 使用時還需要增加較多輔助設備，不僅增加了系統的成本，而且發生故障的 頻率也較高，增加了維護的成本。

發明內容
有鑑於此，本發明實施例的目的在於提供高溫取樣探頭和高溫氣體分析 系統，能夠節省成本。
為實現上述目的，本發明實施例提供一種高溫取樣探頭，用於對管道內的氣體進行採樣，該高溫取樣探頭可以包括與所述管道連通的安裝管，和 插設於所述安裝管內並使其末端伸入到所述管道內部的探頭管，所述探頭管 和所述安裝管通過法蘭固定，並且所述安裝管和探頭管採用耐高溫材料製成。
本發明實施例還提供一種高溫氣體分析系統，包括上述高溫取樣探頭、 過濾器、吹掃單元、分析單元和控制單元；
其中，所述過濾器與所述高溫取樣探頭相連，用於過濾高溫取樣探頭獲 得的採樣氣體中的粉塵和水分，所述過濾器中設有加熱裝置，用於在過濾器 進4亍過濾的過程進4於加熱；
所述吹掃單元與所述過濾器連接，用於將所述高溫取樣探頭和所述過濾 器內的粉塵吹回管道中；
所述分析單元與所述吹掃單元相連，對從所述吹掃單元輸出的採樣氣體 進行分析；
控制單元，用於控制高溫氣體分析系統的運行。
由此可見，本發明實施例提供的高溫取樣探頭不需要設置冷卻腔，不僅 探頭本身的結構筒單，而且也不再需要額外的其他冷卻用的輔助設備，並且 由於結構相對簡單，所以故障率很低，不需要增加將探頭移出和移進的移動 裝置，有利於節省成本。帶有該高溫取樣探頭的高溫氣體分析系統不僅因為 高溫取樣探頭的改進而節省成本。


圖l是本發明實施例一提供的高溫取樣探頭的示意圖； 圖2是本發明實施例一中高溫取樣探頭與管道的組裝示意圖； 圖3是本發明實施例二提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖； 圖4是圖3的A-A方向剖視圖5是本發明實施例二提供的另一種高溫取樣探頭的縱向截面圖； 圖6是本發明實施例三提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖；圖7是圖6的A-A方向剖視圖8是本發明實施例四提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖； 圖9是圖8的A-A方向剖^L圖10是本發明實施例五提供的高溫氣體分析系統的示意圖。
具體實施例方式
本發明實施例中提供一種高溫取樣探頭和高溫氣體分析系統，能夠相對 於現有技術大大節省成本。
下面結合附圖詳細說明本發明各個實施例。
實施例一
本發明實施例一提供的一種高溫取樣探頭，請同時參考圖1和圖2,該高 溫取樣探頭1用於對管道2內的氣體進行採樣，該高溫取樣探頭1包括與管 道2連通的安裝管11和插設於安裝管11內並且末端121a伸入到管道2內部 的探頭管12，安裝管11和探頭管12通過法蘭進行固定。其中安裝管11可以 固定在管道2的外壁上但不伸入到管道2內，也可以使其一端伸入到管道2 中，並將安裝管11與管道2的結合處進行固定。本實施例中不妨以後者為例 詳細i兌明。
如圖1所示，安裝管11由一管體111和固定在管體111 一端lllb處的第 一法蘭112組成，安裝管11的另一端111a伸入到管道2內，對安裝管ll和 管道2的結合部進行固定。探頭管12包括一個管體121和固定在管體上的第 二法蘭122,探頭管12插設於安裝管11內，並且其末端121a伸入到管道2 內，安裝管11與探頭管12通過第一法蘭112和第二法蘭122固定在一起。
探頭管12和安裝管11利用耐高溫材料製成。例如，可以採用型號為 "Kanthal-Super/1.4571，，的鋼管制作探頭管U和安裝管11。
為了進一步提高高溫取樣探頭的耐熱、耐衝刷以及耐腐蝕的性能，還可 以將探頭管12和安裝管11的表面噴塗耐熱腐蝕層，也可以只將探頭管12和安裝管11伸入到管道2內的一段表面噴塗耐熱腐蝕層，以節省噴塗材料成本。
另夕卜，根據實際需要，還可以將探頭管12的未插入到管道內的一端121b 處安裝一個閥門13,該閥門13用於控制探頭管12—端121b開口的開關。圖 1中特別地以該閥門13為截止球閥為例。
本實施例提供的高溫取樣探頭耐高溫，可以長期使用，不需要經常移出 維護，而且也沒有設置冷卻結構，不僅探頭本身結構筒單，而且也不再需要 額外增加冷卻循環所需的輔助設備，有利於節約整個系統的成本。
實施例二
本實施例提供一種高溫取樣探頭，與實施例 一 的區別在於該高溫取樣探 頭中設置有加強結構，用於增大探頭管的抗衝擊能力。在實際應用中，伸入 到管道內部的探頭管有時會受到管道內部的異物的撞擊，另外長時間的使用 也會產生物料堆積的現象，由於探頭管過大會增加取樣的滯後時間，所以探 頭管的直徑經常做得很小，探頭管通常與安裝管的直徑相差較大，所以探頭 管與安裝管之間存在較大的空隙，在異物撞擊和物料堆積的作用下，探頭管 很容易彎曲變形，為了進一步解決上述問題，本實施例提供的高溫取樣探頭 中設置有加強結構，該加強結構對探頭管進行了有力的支撐作用，從而增大 探頭管的抗衝擊能力。下面結合圖3和圖4詳細說明本發明實施例。
圖3為本實施例的高溫取樣探頭的縱向截面圖，如圖3所示，本實施例 中的高溫探頭與實施例一的區別僅在於在探頭管12位於安裝管11內部的 一段的外壁上固定有若干個板狀結構14，該板狀結構14沿著探頭管12的軸 向延伸，並且，該板狀結構14朝向安裝管11內壁的一側與安裝管11的內壁 相接觸。需要說明的是，為了能夠使板狀結構14可以對探頭管12進行足夠 的支撐，以增大探頭管12的抗衝擊能力，上述板狀結構14在糹笨頭管12的圓 周方向至少應該包括兩個。圖4示出了圖3的A-A方向的截面圖，圖4中特 別地以板狀結構14在^t笨頭管12的圓周方向上設置為四個為例，本領域:技術 人員應該能夠理解，板狀結構14的個數以及在探頭管12圓周方向上位置排列可以根據實際需要進行選擇。
另外，在本實施例中，可以將板狀結構14的長度設置為等於安裝管11
的長度，即板狀結構14延伸到探頭管12位於安裝管11內部的整個一段範圍 內，使得探頭管12位於安裝管11內部的整個一段範圍都受到板狀結構14的 支撐，如圖3中所示。當然也可以適當縮短板狀結構14的長度，只在探頭管 12位於安裝管11內部的一部分長度範圍上設置板狀結構14,如圖5所示。
實施例三
本實施例提供一種高溫取樣探頭，該高溫取樣探頭也具有加強結構，與 實施例二的區別在於，該加強結構的具體結構是環狀結構。下面結合圖6和 圖7詳細說明本實施例。
圖6示出了本實施例提供的高溫取樣探頭的縱向截面圖，在探頭管12的 外壁上，沿軸向間隔設置，並且沿徑向延伸的環狀結構15,該環狀結構15朝 向安裝管11內壁的一側(即，環狀結構15的外側)與安裝管11相接觸，利 用該環狀結構15可以實現對探頭管12的支撐。圖7示出了圖6的A-A截面 圖。
需要說明的是，以上幾個實施例中加強結構都是設置在探頭管的外壁上 的，而實際上，上述各個實施例的加強結構均可以設置在安裝管的內壁上， 並且加強結構朝向探頭管的一側與探頭管相接觸，這樣也能夠使得加強結構 對探頭管進行支撐，例如，當加強結構為環形結構時，環形結構的外側可以 固定在安裝管的外壁上，而內側與探頭管外壁相接觸，。
實施例四
本實施例提供一種高溫取樣探頭，該高溫取樣的探頭的加強結構設置在 安裝管的內壁上，下面結合圖8和圖9詳細說明本發明實施例。
圖8示出了本實施例中高溫取樣探頭的縱向截面圖，圖9示出了圖8的 A-A截面圖，請同時參見圖8和圖9，本實施例提供的高溫取樣探頭中的加強結構包括插設於安裝管11中的支撐管161和固定在支撐管161的外壁並沿 著支撐管161軸向延伸的板狀結構162，板狀結構162朝向安裝管11內壁的 一側固定在安裝管11的內壁上。這樣本實施例中的加強結構就整體固定在了 安裝管11的內壁上。
加強結構中的支撐管161的內徑與探頭管12的外徑近似相等，這樣在安 裝高溫取樣探頭時，可以將探頭管12剛好能夠從支撐管161的內部穿過，從 而可以使加強結構對探頭管12進行足夠的支撐。本實施例中，由於支撐管的 支撐面積相對前面幾個實施例中的加強結構的支撐面積大，所以利用該支撐 管可以對探頭管進行更全面的支撐。
實施例五
本實施例提供一種高溫氣體分析系統，如圖10所示，該系統包括高溫 取樣探頭101,該高溫取樣探頭101可以採用實施例一到四中任意一種結構， 在圖IO僅僅畫出了該高溫取樣探頭101的示意圖，並未詳細示出更多的細節。 高溫取樣探頭101插入到管道102中，用於對管道102內的氣體進行釆樣， 高溫取樣探頭101未插入到管道102中的一端(即出氣端)安裝有球閥110, 過濾器104與高溫取樣探頭101相連，具體地，可以通過第一管體103與高 溫取樣探頭101的球閥110相連，採樣氣體從高溫取樣:探頭101處取出傳輸 到過濾器104處進行過濾，濾出採樣氣體中的粉塵和水分。本實施例中，過 濾器104中具有加熱結構，該加熱結構用於對過濾器104進行加熱。在實際 的工藝生產中，上採樣氣體中會包含大量的粉塵和水分，例如含量可能達到 200g/m3,利用過濾器104可以將大量的粉塵和水分過濾掉，但是，發明人在 實現本發明過程中發現粉塵和水分混合很容易堵塞過濾器104中的濾芯，造 成本應該通過的氣體也無法從過濾器104中通過，而對過濾器104進行加熱 使得水分保持不會冷凝的狀態，可以使粉塵保持粉狀，避免濾芯堵塞。
本實施中的高溫氣體分析系統還包括吹掃單元106，吹掃單元106與過濾 器104相連，具體地，可以通過第二管體105進行連接，吹掃單元106用於 將過濾器104和高溫取樣探頭101中的粉塵吹回管道102內，進一步對通過的採樣氣體進行除塵處理。從吹掃單元106通過的採樣氣體被傳輸到分析單 元108中進行分析，分析單元108和吹掃單元106可以通過第三管體107相 連。
另外該高溫氣體分析系統還包括控制單元108，該控制單元108用於控制 整個高溫分析系統的運行，例如包括控制吹掃單元106的吹掃運行過程， 控制分析單元108的分析過程，控制過濾器104的過濾過程等。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種高溫取樣探頭，用於對管道內的氣體進行採樣，其特徵在於，包括與所述管道連通的安裝管，和插設於所述安裝管內並且末端伸入到所述管道內部的探頭管，所述探頭管和所述安裝管通過法蘭固定，並且所述安裝管和探頭管採用耐高溫材料製成。
2、 根據權利要求i所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述探頭管的未 伸入到管道內部的 一端"&有閥門。
3、 根據權利要求2所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述閥門為截止 球閥。
4、 根據權利要求1所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述探頭管和安 裝管之間設置有用於增大所述探頭管的抗衝擊能力的加強結構。
5、 根據權利要求4所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述加強結構為 固定在所述探頭管位於所述安裝管內部的一段外壁上、並沿著所述探頭管的 軸向延伸的板狀結構，所述板狀結構朝向安裝管內壁的 一側與安裝管內壁相 接觸。
6、 根據權利要求4所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述加強結構包 括固定在所述安裝管的內壁上、並沿著所述安裝管的軸向延伸的板狀結構， 所述板狀結構朝向探頭管的 一側與探頭管相接觸。
7、 根據權利要求4所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述加強結構為 固定在所述探頭管的外壁上、在探頭管的軸向間隔設置並沿著所述探頭管的 徑向延伸的環狀結構，所述環狀結構的的外側與所述安裝管的內壁相接觸。
8、 根據權利要求4所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述加強結構為 固定在所述安裝管的內壁上、在安裝管的軸向間隔設置並沿著所述安裝管的 徑向延伸的環狀結構，所述環狀結構的內側與所述探頭管的外壁相接觸。
9、 根據權利要求4所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述加強結構包 括插設於所述安裝管內的支撐管，和固定在所述支撐管的外壁上、並沿著所 述支撐管的軸向延伸的板狀結構，所述板狀結構朝向安裝管內壁的一側與安裝管內壁固定，所述探頭管的插設於所述支撐管中，並且探頭管的外壁與支 撐管的內壁相接觸。
10、 根據權利要求1至9中任意一項所述的高溫取樣探頭，其特徵在於，所述探頭管的表面塗覆耐熱防腐層。
11、 一種高溫氣體分析系統，其特徵在於，包括如權利要求1至9中 任意一項所述的高溫取樣探頭、過濾器、吹掃單元、分析單元和控制單元；其中，所述過濾器與所述高溫取樣探頭相連，用於過濾高溫取樣探頭獲 得的採樣氣體中的粉塵和水分，所述過濾器中設有加熱裝置，用於在過濾器 進行過濾的過程進行加熱；所述吹掃單元與所述過濾器連接，用於將所述高溫取樣探頭和所述過濾 器內的粉塵吹回管道中；所述分析單元與所述吹掃單元相連，對從所述吹掃單元輸出的釆樣氣體 進行分析； 控制單元，用於控制高溫氣體分析系統的運行。
12、 一種高溫氣體分析系統，其特徵在於，包括如權利要求10所述的 高溫取樣探頭、過濾器、吹掃單元、分析單元和控制單元；其中，所述過濾器與所述高溫取樣探頭相連，用於過濾高溫取樣探頭獲 得的採樣氣體中的粉塵和水分，所述過濾器中設有加熱裝置，用於在過濾器 進行過濾的過程進行加熱；所述吹掃單元與所述過濾器連接，用於將所述高溫取樣探頭和所述過濾 器內的粉塵吹回管道中；所述分析單元與所述吹掃單元相連，對從所述吹掃單元輸出的採樣氣體 進行分析；控制單元，用於控制高溫氣體分析系統的運行。
全文摘要
本發明實施例提供一種高溫取樣探頭和高溫氣體分析系統，其中，該高溫取樣探頭用於對管道內的氣體進行採樣，該高溫取樣探頭可以包括與所述管道連通的安裝管，和插設於所述安裝管內並使其末端伸入到所述管道內部的探頭管，所述探頭管和所述安裝管通過法蘭固定，並且所述安裝管和探頭管採用耐高溫材料製成。本發明實施例提供的高溫取樣探頭不需要設置冷卻腔，不僅探頭本身的結構簡單，而且也不再需要額外的其他冷卻用的輔助設備，並且由於結構相對簡單，所以故障率很低，不需要增加將探頭移出和移進的移動裝置，有利於節省成本。帶有該高溫取樣探頭的高溫氣體分析系統不僅因為高溫取樣探頭的改進而節省成本。
文檔編號G01N1/34GK101551306SQ20091008094
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月26日 優先權日2009年3月26日
發明者敖小強, 陳華申 申請人:北京雪迪龍自動控制系統有限公司