水洗式氣體採樣裝置的製作方法
2023-04-23 10:12:01 2
專利名稱：水洗式氣體採樣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於使用液體噴射產生膜液進行溼法分離氣體中粉塵的設備，是一種特別適合粉塵含量高的水洗式氣體採樣裝置。
目前與本實用新型相類似的採氣裝置，雖然從整體結構上大致相近，但由於其採樣頭的洗滌水管細長，在工作過程中洗滌管端部的噴水頭定位性較差，並且噴水頭從採樣頭伸出的位置難以確定，在實際應用中存在著在工作環境由於粉塵含量較高採樣頭易發生堵塞，須每隔2－3小時進行除塵清洗，造成採氣取樣工作不能連續進行和安裝操作不便等不足。
本實用新型的目的是從增大洗滌管流量、改善噴水頭相對洗滌管定位性和可控制調節噴水頭伸出長度以及在採樣箱內增設加熱器等多方面改善水洗式氣體採樣裝置在高粉塵環境中的工作性能，以克服現有技術所存在的不足。
本實用新型的整體結構是水洗式氣體採樣裝置包括採樣頭和安裝在採樣櫃內的噴咀、氣水分離器、去溼器、過濾器、緩衝罐以及相應的連接管件、檢測儀表、閥門，其特徵在於採樣頭2由洗滌水管4，取氣管3、隔離管17和外管18從裡向外依次同軸套裝構成，在洗滌水管的前端裝配噴水頭1，在噴水頭前部的管側壁和管端壁面上均布有效數量的噴水孔29、30，噴水頭管端的外壁面與噴水頭頂部的檔片31有一定的間隙量；洗滌水管的進水端5與採樣箱內裝配有流量計6、控制閥的供水管道7連通；採樣頭的取氣管靠取氣口接頭24、管道與噴咀連通，採樣頭的管腔19、20分別靠綜合連接件21、冷卻水接頭22、23與供排水管道9、10連通；在供水管道9中裝接流量計11和控制閥；採樣頭以一定角度α伸入窯尾煙室內或預熱器排氣管道28中；在採樣箱內，噴咀8連接在供水管道7和氣水分離器13之間，噴咀分為噴入和射出兩部分，由閥件33同軸裝配為一整體，其噴入部分靠連接管件34將導入管36和噴頭35同軸對接，射出部分為射流管38，射流管埠與噴頭埠相距有效的間隙量；間隙位於閥件的管腔處，閥件通過管道與取氣管聯通，噴咀的射流管出口、導入管埠分別與氣水分離器13、供水管道7連通，氣水分離器採用以浮子筒40，閥門41為主要構件的筒狀結構，其氣水入口42、出氣口43、洩水口44分別通過管道與噴咀的射流管、去溼器14、和排水管道10連通，裝置在去溼器外殼中軸線部位的內管外壁纏繞金屬絲、片編織物45，去溼器外殼壁上開設進氣口46、出氣口48和放水口47、分別通過管道與氣水分離器13、過濾器12和緩衝罐16連通；緩衝罐的兩根內管52豎直插入筒狀外殼內，兩根外管埠53、54通過管道分別與去溼器和過濾器的放水口47、51連通，緩衝罐外殼開設洩放口55、進水口56分別與排水管道10供水管道9連接；過濾器12殼體內軸線位置設置柱管狀濾芯49，連接去溼器出氣口48的導氣管，從過濾器的進氣口50伸入濾芯內，與出氣口51連接的管道安裝氣體流量表15，在採樣頭尾端接頭25位置後部的洗滌管上刻有標誌線26，並在該段管壁上附設專用標尺27。
採樣頭和採樣箱內各主要構件的具體結構特徵分別是採樣頭與煙室氣壁的夾角α為60－80，採樣頭洗滌管的前部外周壁均布至少三個支撐塊32與管3同軸套裝，取氣管內徑為φ14－φ17，噴水頭1從取氣管3端部伸出的長度約3－4mm，噴水頭外徑為φ12－φ14，其前部側壁和管端壁面上的噴水孔孔徑均為φ1.1－φ1.5，孔數分別為3－5個、2個，噴水頭的外壁面與頂部檔片31的間隙量為4－6mm。
採樣頭的噴水頭前部側壁噴水孔出口處截面呈錐狀，錐角β為100°－140°，噴咀8的導入管管腔導入段內周壁沿軸向開設三頭螺旋溝槽37，旋流葉片39沿軸線設置在導入管和噴頭35管腔內，噴頭埠與射流管埠的間隙量為1.5－2mm。
氣水分離器的圓柱狀浮子40為空心尼龍製品，高約900－140mm，內徑為90－100mm，重量為100－140g。
去溼器14的內管和外殼內壁之間填滿用不鏽鋼絲片材質製成的編織物，緩衝罐高度為450－550mm。
氣路中各連接管徑為φ8－φ12，箱體內還調節設置LM335溫控器和空氣加熱管。
本實用新型的附圖有
圖1是氣體採樣裝置的整體結構示意圖。
圖2是採樣頭的結構簡圖。
圖3是採樣頭的裝配簡圖。
圖4是採樣頭的噴水頭結構簡圖。
圖5是噴咀的結構簡圖。
圖6是氣水分離器的結構圖。
圖7是去溼器結構簡圖。
圖8是過濾器的結構簡圖。
圖9是緩衝罐的結構簡圖。
附圖給出了本實用新型的實施例，結合附圖進一步說明如下圖1中實箭線表示水流方向，虛箭線表示氣體流向，運行時，冷卻水從採樣頭外管18內流入，繞過隔離管17流回採樣櫃以達到冷卻目的，冷卻效果可通過調節閥門改變其流量，並通過溫度計了解冷卻後溫度，管道中還設置冷卻水流量計11，洗滌水流經流量計6後，進入採樣頭洗滌管，從其前端噴水頭端壁和前部側壁的各噴水孔噴出，在檔片(間隙量為4.5mm)的共同作用下形成水膜包裹住採樣頭前端，在噴咀的水流抽吸作用下，被水包膜濾去粉塵的純淨試樣氣體通過取氣管(取氣管內徑為φ15.5)進入噴咀，連同供水從噴咀的射流管出口進入浮子式氣水分離器。採樣頭如圖2所示。汽、水進入分離器筒體中，分離器結構如圖6所示，其中浮子的作用是當流入的水增加至一定量時浮子上升，閥門打開，開始從放水口放水，當洩放至水的浮力小於閥門自重時，閥門又被下降的浮子關閉，剩餘的水又可密封放水閥門口，使氣體不致從閥門口洩漏。
去溼器結構如圖7所示，其結構如前述，當來自氣水分離器的試樣氣體進入去溼器後，由於不鏽鋼絲片的巨大金屬表面使試樣氣體被降溫而結露所形成的水份從放水口排出。
圖8為過濾器的結構簡圖，為常規器具，氣體經過濾後所含粉塵微粒被進一步濾除，試樣氣體從出氣口輸出形成供分析用的試樣氣體，過濾器中的水珠從洩水口輸出。
緩衝罐結構如圖9所示，高度為520mm，其作用是運行時，水從供水管道通過閥門將緩衝罐灌滿，當輸出的氣體壓力上升或者由於負載入口壓力較高時氣體無法輸出。當壓力超過緩衝罐中水位的高度時氣體就從洩放口以氣泡的形式放出，由於不斷補充緩衝罐中水位，使之穩定就可使流經去溼器、過濾器的試樣氣體的壓力與緩衝罐水位的水柱高度保持一致，並被穩定。如圖2所示，當需調節噴水頭的伸出長度時，鬆開緊固螺母，將專用標尺27一端置於採樣頭管接頭處，抽動洗滌水管使管上的標誌線在尺上的＋3－3.5刻度之間即可，這就對應表示採樣頭端部的噴水頭伸出的長度為3－4mm。
由於在採樣箱中安裝了溫控器和空氣加熱管，該採樣裝置可在－25℃以上溫度條件下，保持工作環境溫度為0℃－40℃正常工作。
採樣頭與水泥生產旋轉窯的窯尾煙室器壁或預熱器排氣管道壁夾角α為75°。
本實用新型所取得的技術進步是該水洗式氣體採樣裝置由於從加大了洗滌水的流量和設置調節控制採樣頭端部噴水頭的伸出長度的附件，並用4個支撐塊使噴水頭、洗滌管與取氣管同軸定位以及選擇緩衝罐長度為520mm等多方面進行了合理改進，使該裝置的採樣頭形成的水包膜濾塵效果明顯，可在50克／Nm3粉塵度，1100℃高溫環境中長時間連續運行，每日只須檢查一次。
另外由於其結構簡單、安裝操作方便具有較為廣泛的應用範圍。
權利要求1.水洗式氣體採樣裝置包括採樣頭和安裝在採樣櫃內的噴咀、氣水分離器、去溼器、過濾器、緩衝罐以及相應的連接管件、檢測儀表、閥門，其特徵在於採樣頭2由洗滌水管4，取氣管3、隔離管17和外管18從裡向外依次同軸套裝構成，在洗滌水管的前端裝配噴水頭1，在噴水頭前部的管側壁和管端壁面上均布有效數量的噴水孔29、30，噴水頭管端的外壁面與噴水頭頂部的檔片31有一定的間隙量；洗滌水管的進水端5與採樣箱內裝配有流量計6、控制閥的供水管道7連通；採樣頭的取氣管靠取氣口接頭24、管道與噴咀連通，採樣頭的管腔19、20分別靠綜合連接件21、冷卻水接頭22、23與供排水管道9、10連通；在供水管道9中裝接流量計11和控制閥；採樣頭以一定角度α伸入窯尾煙室內或預熱器排氣管道28中；在採樣箱內，噴咀8連接在供水管道7和氣水分離器13之間，噴咀分為噴入和射出兩部分，由閥件33同軸裝配為一整體，其噴入部分靠連接管件34將導入管36和噴頭35同軸對接，射出部分為射流管38，射流管埠與噴頭埠相距有效的間隙量；間隙位於閥件的管腔處，閥件通過管道與取氣管聯通，噴咀的射流管出口、導入管埠分別與氣水分離器13、供水管道7連通，氣水分離器採用以浮子筒40，閥門41為主要構件的筒狀結構，其氣水入口42、出氣口43、洩水口44分別通過管道與噴咀的射流管、去溼器14、和排水管道10連通；裝置在去溼器外殼中軸線部位的內管外壁纏繞金屬絲、片編織物45，去溼器外殼壁上開設進氣口46、出氣口48和放水口47、分別通過管道與氣水分離器13、過濾器12和緩衝罐16連通；緩衝罐的兩根內管52豎直插入筒狀外殼內，兩根外管埠53、54通過管道分別與去溼器和過濾器的放水口47、51連通，緩衝罐外殼開設洩放口55、進水口56分別與排水管道10供水管道9連接；過濾器12殼體內軸線位置設置柱管狀濾芯49，連接去溼器出氣口48的導氣管，從過濾器的進氣口50伸入濾芯內，與出氣口51連接的管道安裝氣體流量表15，在採樣頭尾端接頭25位置後部的洗滌管上刻有標誌線26，並在該段管壁上附設專用標尺27。
2.根據權利要求1所述的氣體採樣裝置，其特徵在於採樣頭與煙室氣壁的夾角α為60°－80°，採樣頭洗滌管的前部外周壁均布至少三個支撐塊32與管3同軸套裝，取氣管內徑為φ14－φ17，噴水頭1從取氣管3端部伸出的長度約3－4mm，噴水頭外徑為φ12－φ14，其前部側壁和管端壁面上的噴水孔孔徑均為φ1.1－φ1.5，孔數分別為3－5個、2個，噴水頭的外壁面與頂部檔片31的間隙量為4－6mm。
3.根據權利要求1或2所述的採樣裝置，其特徵在於採樣頭的噴水頭前部側壁噴水孔出口處截面呈錐狀，錐角β為100°－140°，噴咀8的導入管管腔導入段內周壁沿軸向開設三頭螺旋溝槽37，旋流葉片39沿軸線設置在導入管和噴頭35管腔內，噴頭埠與射流管埠的間隙量為1.5－2mm。
4.根據權利要求1或2所述的採樣裝置，其特徵在於氣水分離器的圓柱狀浮子40為空心尼龍製品，高約900－140mm，內徑為90－100mm，重量為100－140g。
5.根據權利要求1或2所述的採樣裝置，其特徵在於去溼器的內管和外殼內壁之間填滿用不鏽鋼絲片材質製成的編織物，緩衝罐高度為450－550mm。
6.根據權利要求1或2所述的採樣裝置，其特徵在於氣路中各連接管徑為φ8－φ12，箱體內還調節設置LM335溫控器和空氣加熱管。
專利摘要本實用新型屬於使用液體噴射產生液膜的溼法濾除粉塵的採樣設備，是一種特別適合於水泥生產中進行氣體採樣裝置。該裝置靠增大洗滌水流量，調節控制噴水頭伸出長度，和保證噴水頭與洗滌管的同軸定位性，在採樣箱內安裝溫控及加熱器件等技術措施。使該裝置不僅可在1100℃高溫、50克/Nm
文檔編號G01N1/22GK2153794SQ9320414
公開日1994年1月19日 申請日期1993年3月1日 優先權日1993年3月1日
發明者溫平, 張穎智 申請人:唐山智能電子有限公司