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专利名称：一种高温烟气分析仪的取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高温气体检测、分析的技术领域，特别是涉及一种高温烟气分析 仪的取样装置；本实用新型装置可应用于发电厂烟囱中排放的高温烟气之化学成分，还可 以应用到其它高温气体的检测、分析领域。
背景技术：
随着我国大气环境治理力度的不断深入，火力发电厂脱除氮氧化物(简称脱硝) 的治理工程将进入一个快速发展的阶段，对于烟气脱硝过程中的烟气排放监测，如何又好 又快并能长期可靠地进行现场取样、在线测量分析，就成为了一个重要的现实课题。目前，在现有技术中，应用较为广泛的烟气取样方式有1.传统抽取式加伴热伴 热管线方式；2.现场式气体扩散方式。传统抽取式加伴热伴热管线方式是指使用一个装有陶瓷过滤芯的取样探头、通 过取样泵将烟气经串联式伴热管线输送到气体预处理系统，主要应用于机架安装的气体分 析系统。现场式气体扩散方式是指探头部件的前端装有粉末冶金过滤器的取样探头，烟 气经过过滤器时，因过滤器内外微压差的作用渗透扩散至过滤器内部，过滤器内部形成了 一个相对稳定且动态充满样气的样气池，然后再使用现场式分析仪，采用光谱分析的方法， 根据样气池中样气的光化学及吸收变化，来判断烟气中的氮氧化物、氧气及氨气成分。前述 光谱分析的方法，常用的有紫外荧光法，紫外差分光谱吸收及可调谐二极管激光光谱吸收 分析方法，等等。由于锅炉烟气具有成分复杂的化学特性，含有高浓度氮氧化物、氨气及其他成分 的混合烟气，在排放过程中随烟气温度及高粉尘的影响，会在烟道、管道和流经的物体中形 成一种结晶体。抽取式加伴热管线方法、以及现场式气体扩散方式等，这些传统的取样方式都会 遇到结晶体的问题，因而在应用中出现了很大的障碍。比如对抽取式探头及伴热管线而 言，因氮氧化物与氨气结晶造成探头堵塞、无法正常取样，以及可能导致取样泵过载烧毁， 数百米伴热管线因未知点堵塞损坏而整体更换，等等的技术难题。又比如对现场式气体扩 散方式而言，因烟气中含有的高粉尘颗粒堵塞粉末冶金过滤器导致取不到样气，过滤效率 下降、无烟气流经而影响光谱吸收，造成频繁的设备维护及主要零部件更换的问题。
实用新型内容为了解决现有技术中在高温烟气环境中探头堵塞的问题，本实用新型提出了以下 的技术方案。1. 一种高温烟气分析仪的取样装置，包括机壳，过滤器，中空的探杆，设置在取 样气道中的检测探头，驱使烟气流动的驱动机构，电路；所述的电路包括自动化控制电路； 所述的检测探头通过导线与电路连接；[0010]包括反吹机构、加热机构；所述的过滤器包括第一过滤器和第二过滤器；所述的第二过滤器包括芯体和外罩；所述的芯体为横卧的圆环柱体；所述的外 罩，其呈现为横卧的圆桶状，其包括从左至右依序设置的桶底、桶身和桶盖；外罩上开设三 个孔，其分别是反吹气孔，进气孔和出气孔；反吹气孔位于桶身，进气孔位于桶底的中央， 出气孔位于桶身或桶盖；芯体位于外罩内，两者设置为同轴；芯体的外表圆壁和外罩桶身 的内侧圆壁，该两者之间存在圆管状的空隙，此空隙为取样气道；芯体的右端部与桶盖密封 相邻或者芯体的右端部与桶盖密封连接；探杆的右部，外罩的桶底，芯体的左端部，该三者从左至右依序设置；通过桶底中 央的进气孔，探杆的内部和芯体的内部相通；探杆的左端设置第一过滤器；所述的出气孔通过气管与驱动机构连通；所述的加热机构包括加热体和电加热零件；所述的加热体为圆环形柱体，圆环形 柱体由两个对称设置的半圆环形柱体块构成；每一个半圆环形柱体块中均设置电加热零 件，电加热零件通过导线与电路连接；加热体设置在第二过滤器外罩的外侧；所述的反吹机构包括反吹气管，既能提供反吹气、也能切断反吹气的控气部件； 所述的反吹气管包括相互连通为一体的三者气管头，呈螺旋形状的气管身，气管尾；气管 头的端部与控气部件的接头连通，控气部件的接线端与电路连接；气管尾的端部与外罩桶 身的反吹气孔连接相通；螺旋形状的气管身围绕在加热体外侧。2.所述的反吹气孔位于桶身的右部；所述的气管尾，其端部与反吹气孔连接相 通，在该连接相通处，气管尾与桶身以切线的结构连接相通。3.所述的电加热零件包括电热丝及其绝缘外套；所述的半圆环形柱体块中开设安装孔；电热丝连同绝缘外套设置在安装孔内，电 热丝通过导线与电路连接。4.所述的自动化控制电路包括温度控制器；温度控制器包括温度控制电路和温 度检测头；温度检测头，其设置在加热体上，其通过导线与温度控制电路连接。5.所述的取样装置包括气源，三通电磁阀，以引流方式驱使烟气流动的射流喷 射器；所述的三通电磁阀包括接线端，进气口，第一出气口，第二出气口 ；所述的射流喷射器包括第一进气端，第二进气端，出气端；三通电磁阀，其接线端与自动化控制电路连接，其进气口通过连接气管与气源连 通，其第一出气口与反吹气管的气管头连通，其第二出气口与射流喷射器的第一进气端连 通；射流喷射器，其第二进气端与第二过滤器外罩上的出气孔通过气管连通，其出气 端与大气相通。6.所述的射流喷射器，其包括竖直的喷射器主体，喷嘴，横向柱体；所述竖直的喷射器主体，其内部从上到下开设四段连通的、位于同一轴线的镂空 腔，分别是第一段为圆柱形的镂空腔，其顶部为第一进气端；第二段为圆柱形的镂空腔，其腔壁上开设横向的进气通孔；第三段为上大下小的圆锥台形镂空腔；第四段为圆柱形的 镂空腔，其底部为出气端；上述三段的圆柱形镂空腔，以第二段的圆柱形镂空腔直径为最 大；所述的喷嘴，其为管形物，并且其下部向中心轴线斜向收缩；喷嘴位于喷射器主体 的镂空腔内，两者设置为同一轴线；喷嘴的上端与喷射器主体密封固定连接，喷嘴收缩的下 部位于圆锥台形镂空腔内；第二段镂空腔和第三段镂空腔，该两者镂空腔的圆柱形表面均 与喷嘴之间存在间隙；所述的横向柱体，其开设横向的通孔，其左端作为第二进气端，其右端与喷射器主 体固定连接、并且横向的进气通孔与第二段镂空腔相通。7.所述的第二过滤器，除了包括芯体和外罩之外，还包括连接件和连接螺栓所述的芯体，其左端与外罩的桶底固定连接；所述的连接件为圆柱体，其中央开设连接螺孔；连接件位于芯体右端的内部、并且 两者固定连接；所述的外罩桶身，其右端边缘设置为外高内低的台阶，外高内低的分界处形成圆 带；所述的桶盖为圆形平板，其中央开设安装通孔，其直径尺寸与圆带的直径尺寸配合，并 且桶盖位于圆带内；连接螺栓穿过桶盖中央的安装通孔、旋入连接件中央的连接螺孔内，由此实现芯 体右端和桶盖的固定连接。8.所述的机壳包括安装板、罩壳；所述的取样，其取样点为高温烟囱内部；高温烟 囱的壁体上开设检测通孔；所述的探杆左端及其第一过滤器穿过高温烟囱壁体的检测通孔，设置在高温烟囱 内部；探杆的右部，外罩的桶底，加热体左端，均与安装板固定连接；安装板固定安装在高 温烟囱壁体的外表面；所述的罩壳与安装板拆卸式连接。本实用新型的有益效果是经过第一过滤器1的一次过滤、第二过滤器7芯体7-2的二次过滤，在取样气道 中，烟气粉尘、杂质、颗粒物等，它们的含量非常微小、几乎没有；再加上加热机构的作用，使 样气行走的路径从第一过滤器1外表开始、到探头所在的样气气道，均保持为相同或相近 的高温温度，因此既不存在水汽产生的条件，也无明显的温差环境而造成铵盐结晶等等；还 有，螺旋形状的气管身使进入外罩7-1前的气路变长，能有效提高反吹气的气体温度。由于有以上的诸多优越之处，所以探头不会堵塞，可以长期可靠地正常运行。此外，本实用新型还具有很多的有益之处；如射流喷射器没有活动的部件，所以 不需要维护、修理和更换，能够长期工作；等等。
图1是本实用新型装置的示意图之一；图2是本实用新型装置的示意图之二 ；图3是图2中的A-A剖视图；图4是加热体的示意图；[0048]图5是图4的左视图；图6是图4的俯视图；图7是半圆环形柱体块的立体示意图之一；图8是半圆环形柱体块的立体示意图之二 ；图9是第二过滤器中的芯体之示意图；图10是图9的左视图；图11是图2中I处的局部放大图，放大比例为6 1，本图表达的是射流喷射器作 剖视处理的结构图；图12是第二过滤器的外罩和反吹气管的气管头之连接示意图；图13是图12的左视图；图14是图12的俯视图；图15是图12的右视图；图16是图14的C-C向剖视图；图17是图12的B-B向左视图。图中的标号说明1.第一过滤器；2.探杆；3.安装板；4.反吹气管；5.加热体；5a.半圆环形柱体 块；5b.半圆环形柱体块；7.第二过滤器；7-1.外罩；7-2.芯体；9.射流喷射器；10.三通 电磁阀；IOa.进气口 ；IOb.第一出气口 ；IOc.第二出气口 ；11.连接气管；13.连接气管； 20.罩壳；30.探头。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
下面，对本实用新型作总体的描述、说明和解释。首先，结合图1、图2对本实用新型的形状、结构作总体的描述。本实用新型的一种高温烟气分析仪的取样装置，包括机壳，过滤器，中空的探杆 2，设置在取样气道中的检测探头30，驱使烟气流动的驱动机构，电路；所述的电路包括自 动化控制电路；所述的检测探头30通过导线与电路连接。与现有技术不同的是本实用新型还包括反吹机构和加热机构。在本实用新型中，所述的过滤器包括第一过滤器1和第二过滤器7。第二过滤器7包括芯体7-2和外罩7-1。芯体7-2为横卧的圆环柱体，如图9、图10所示。图9是第二过滤器中的芯体之 示意图；图10是图9的左视图。外罩7-1，其呈现为横卧的圆桶状，其包括从左至右依序设 置的桶底、桶身和桶盖；外罩7-1上开设三个孔，其分别是反吹气孔，进气孔和出气孔；反 吹气孔位于桶身，进气孔位于桶底的中央，出气孔位于桶身或桶盖。芯体7-2位于外罩7-1 内，两者设置为同轴；芯体7-1的外表圆壁和外罩7-1桶身的内侧圆壁，该两者之间存在圆 管状的空隙，此空隙为取样气道。芯体7-2的右端部与桶盖密封相邻或者芯体7-2的右端 部与桶盖密封连接；探杆30的右部，外罩7-1的桶底，芯体7-2的左端部，该三者从左至右依序设置； 通过桶底中央的进气孔，探杆2的内部和芯体7-2的内部相通；探杆2的左端设置第一过滤器1 ο所述的出气孔通过气管与驱动机构连通。所述的加热机构包括加热体5和电加热零件；所述的加热体5为圆环形柱体，圆环 形柱体由两个对称设置的半圆环形柱体块如、恥构成；每一个半圆环形柱体块中均设置电 加热零件，电加热零件通过导线与电路连接；加热体5设置在第二过滤器7外罩7-2的外 侧。所述的反吹机构包括反吹气管4，既能提供反吹气、也能切断反吹气的控气部 件；所述的反吹气管4包括相互连通为一体的三者气管头，呈螺旋形状的气管身，气管尾； 气管头的端部与控气部件的接头连通，控气部件的接线端与电路连接；气管尾的端部与外 罩7-1桶身的反吹气孔连接相通。螺旋形状的气管身围绕在加热体5外侧。以上对本实用新型的形状、结构作了总体的描述。以下再对本实用新型作总体说 明和解释。A.样气行走的路径。高温烟气经第一过滤器1的第一次过滤后，进入中空探杆2的内部，再进入第二过 滤器7的芯体7-2内部，接着经芯体7-2的第二次过滤后，来到芯体7-1外、桶身内的圆管 状空隙处，此空隙为取样气道；最后样气经出气孔排出。B.样气行走的动力。出气孔通过气管与驱动机构连通。驱动机构的作用是驱使烟气流动。具体的来 讲，驱动机构可以是排气扇、排气泵等等；本实用新型中，还有更好的驱动机构方案，其使用 了三通电磁阀10和射流喷射器9等，相见有关介绍。由于驱动机构的运动，造成气压差，从 而不仅驱使高温烟气流经第一过滤器1，而且最后流经出气孔，最后排放到大气中。C.反吹机构的作用。取样工作进行了若干时间后，由于烟气粉尘、杂质、颗粒物等得存在，会使第二过 滤器7芯体7-2的表面堵塞，所以依靠反吹机构可以将第二过滤器7芯体7-2表面堵塞的 烟气粉尘、杂质、颗粒物吹去。同时，反吹机构还及时对探头30上存在的极少量细微杂质吹去。反吹工作可以间隙、穿插安排在正常取样工作中；即正常取样工作一段时间后，进 行一次反吹作业，然后再正常取样工作一段时间后，又进行一次反吹作业，如此循环不已。正常取样工作时，反吹停止；反吹作业时，取样工作暂停。具体的反吹机构可以是 电扇、气泵，等等。本实用新型中，还有更好的反吹机构方案，其使用了三通电磁阀10等，相 见有关介绍。反吹机构和驱使烟气流动的驱动机构，它们的运转或停止，可以由自动化控制电 路方便地实现。D.加热机构的作用。由于加热机构的存在，正常流动样气的气体温度，以及反吹气的气体温度，均可保 持为与第一过滤器1外表烟气的高温气体温度相同或相近，如200摄氏度，因此既不存在水 汽产生的条件，也无明显的温差环境，即不会产生铵盐结晶等等。注铵盐等等物体产生结 晶，水汽及温差是其必要的条件。加热体5为圆环形柱体，此为一物两用，即可对第二过滤器7包括外罩7-1和芯体7-2加温保温，又可对反吹气管加温保温。螺旋形状的气管身，可以使进入外罩7-1前的气路变长，能有效提高反吹气的气 体温度。本实用新型的加热机构，除了具有以上良好效果外，还具有空间小、用电省的优点οE.气道中的样气质量。经过第一过滤器1的一次过滤、第二过滤器7芯体7-2的二次过滤，再加上加热机 构和反吹机构的作用，在取样气道中，烟气粉尘、杂质、颗粒物等，它们的含量非常微小、几 乎没有；铵盐等等物体产生结晶所必须的水汽、温差条件也不存在。所以设置在气道中的探头不会堵塞，可以长时间正常运行。另外，需要说明的是出气孔通过气管与驱动机构连通；在出气孔附近的气管中， 样气质量基本上没有改变，本实用新型所带来的好处依然存在，所以探头设置在出气孔附 近的气管中仍然属于本实用新型所涵盖和保护的范围。F.外罩7-1和芯体7-2的关系。第二过滤器7包括外罩7-1和芯体7-2。芯体7_2为横卧的圆环柱体。外罩7_1， 其呈现为横卧的圆桶状，其包括从左至右依序设置的桶底、桶身和桶盖。制造完毕的本实用 新型装置，除了外罩7-1上开设的三个孔的地方外，整个外罩7-1是密封的。芯体7-2位于外罩7-1内，两者设置为同轴；芯体7-1的外表圆壁和外罩7_1桶身 的内侧圆壁，该两者之间存在圆管状的空隙，此空隙为取样气道。芯体7-2的右端部与桶盖为密封的关系。芯体7-2的左端部与桶底为密封的关系，更具体地讲，圆环柱体的芯体7-2，它的 左端部是圆环，圆环的内圆为镂空，内圆与桶底的进气孔在一个圆心上，两个圆推荐设计为 同样大小的圆直径；内圆和外圆形成的圆环面，此圆环面与桶底为密封的关系。总而言之，对于外罩7-1而言，除了开设了三个孔的地方外，它对外全部是密封 的；对于芯体7-2而言，除了左端内部通过桶底的进气孔与探杆30内部相通外，芯体7-2的 内部也被密封。当然，芯体7-2本身也并非完全不透气，如果完全不透气就无法实现过滤的 功能了，但这种透气的性质完全不同。还有，在本实用新型中，“密封” 一词应从实用出发，作粗略、宽松要求的理解，比 如，芯体7-2的两端因设计和/或制造不佳，出现极少量的漏气、透气，也视为密封。再比 如，取样装置所在的分析仪，其出厂对外标明的精度误差为百分之三，工厂内控的精度误差 为百分之二，如果出现极少量的漏气、透气，造成额外的小数值精度误差，只要分析仪整机 的精度误差仍在百分之二之内，就是可以的，对于出现极少量的漏气、透气的情况视为密封 的情况G.关于反吹气管4的制造。反吹气管4包括相互连通为一体的三者气管头，呈螺旋形状的气管身，气管尾； 其制造可以有以下三种方法。第一种，使用同一根管子制造出具有气管头、气管身和气管 尾的反吹气管4;第二种，使用三根管子分别独立制造出气管头、气管身和气管尾，然后再 通过焊接的方法进行固定连接，最终形成具有气管头、气管身和气管尾的反吹气管4 ；第三 种，使用三根管子分别独立制造出气管头、气管身和气管尾，然后再使用接头，将气管头、气管身和气管尾连接为一体，最终形成具有气管头、气管身和气管尾的反吹气管4。H.关于过滤器的问题。本实用新型中的过滤器，其包括第一过滤器1和第二过滤器7。第二过滤器7包括 芯体7-2和外罩7-1。其中，起过滤作用的是第一过滤器1，第二过滤器7中的芯体7-2 ；该两个零件均 可为高硬度粉末冶金制造的。获取该两个零件的方法，一个方法是购买，目前市场上有很多 厂商提供品种规格多样的产品，可以选择合适的购买；另一个方法是找生产同类产品的厂 家(此类厂很多)，按照需方的图纸定制。上面，对本实用新型作了总体的描述、说明和解释。下面，将对本实用新型的各进 一步技术方案作描述、说明和解释。1.进一步的技术方案。所述的反吹气孔位于桶身的右部；所述的气管尾，其端部与反吹气孔连接相通，在 该连接相通处，气管尾与桶身以切线的结构连接相通。以上的描述，可以结合图2图3，图12至图17进行理解。图2是本实用新型装置 的示意图之二 ；图3是图2中的A-A剖视图；图12是第二过滤器的外罩和反吹气管的气管 头之连接示意图；图13是图12的左视图；图14是图12的俯视图；图15是图12的右视图； 图16是图14的C-C向剖视图；图17是图12的B-B向左视图。图3中的箭头代表反吹气的运动方向；由于本进一步的技术方案中气管尾与外 罩7-1桶身以切线的结构连接相通，所以反吹气在外罩7-1和芯体7-2之间不仅形成转动、 而且从左至右进行运动，即形成从左至右的螺旋形气流，因而其对吹去芯体7-2表面堵塞 的烟气粉尘、杂质、颗粒物等效果特别好。2.进一步的技术方案。所述的电加热零件包括电热丝及其绝缘外套；所述的半圆环形柱体块fe、5b中开 设安装孔；电热丝连同绝缘外套设置在安装孔内，电热丝通过导线与电路连接。以上描述可以结合图1，图2，图4至图8进行理解。图1是本实用新型装置的示 意图之一；图2是本实用新型装置的示意图之二 ；图4是加热体的示意图；图5是图4的左 视图；图6是图4的俯视图；图7是半圆环形柱体块的立体示意图之一；图8是半圆环形柱 体块的立体示意图之二。图5、图7、图8中的小圆孔是安装孔。电热丝套上多个磁质的绝缘环(也可以是 其他合适的绝缘材料)后，装入安装孔内，电热丝再通过导线与电路连接。接通电流，电热 丝发热、再使得加热体5发热。3.进一步的技术方案。所述的自动化控制电路包括温度控制器；温度控制器包括温度控制电路和温度检 测头；温度检测头，其设置在加热体5上，其通过导线与温度控制电路连接。自动化控制电路可以在第一过滤器1所在的周围位置设置烟囱内温度检测头，烟 囱内的温度可以测得，上述设置在加热体5上温度检测头可以测得加热体5的温度，比较两 个温度的异同情况，可以实时决定是否需要对加热体5继续通电加温，从而使加热机构的 效果更好，更能防止结晶情况的出现。4.进一步的技术方案。[0119]所述的第二过滤器7，除了包括芯体7-2和外罩7-1之外，还包括连接件和连接螺 栓。所述的芯体7-2，其左端与外罩7-1的桶底固定连接；所述的连接件为圆柱体，其中央开 设连接螺孔；连接件位于芯体7-2右端的内部、并且两者固定连接；所述的外罩7-1桶身， 其右端边缘设置为外高内低的台阶，外高内低的分界处形成圆带；所述的桶盖为圆形平板， 其中央开设安装通孔，其直径尺寸与圆带的直径尺寸配合，并且桶盖位于圆带内；连接螺栓 穿过桶盖中央的安装通孔、旋入连接件中央的连接螺孔内，由此实现芯体7-2右端和桶盖 的固定连接。上述描述可以结合图2进行理解。为横卧的圆环柱体，如图9、图10所示。图9是 第二过滤器中的芯体之示意图；图10是图9的左视图。5.进一步的技术方案。所述的机壳包括安装板3、罩壳20 ；所述的取样，其取样点为高温烟囱内部；高温 烟囱的壁体上开设检测通孔；所述的探杆左端及其第一过滤器穿过高温烟@壁体的检测通孔，设置在高温烟囱 内部；探杆的右部，外罩的桶底，加热体左端，均与安装板固定连接；安装板固定安装在高 温烟囱壁体的外表面；所述的罩壳与安装板拆卸式连接。6.进一步的技术方案。所述的取样装置包括气源，三通电磁阀10，以引流方式驱使烟气流动的射流喷 射器9;所述的三通电磁阀10包括接线端，进气口 10a，第一出气口 10b，第二出气口 IOc ；所述的射流喷射器9包括第一进气端，第二进气端，出气端；三通电磁阀10，其接线端与自动化控制电路连接，其进气口 IOa通过连接气管11 与气源连通，其第一出气口 IOb与反吹气管4的气管头连通，其第二出气口 IOc与射流喷射 器9的第一进气端连通；射流喷射器9，其第二进气端与第二过滤器7外罩7-1上的出气孔通过气管连通， 其出气端与大气相通。以上的描述可以结合图2和图11进行理解。图1是本实用新型装置的示意图之 一；图2是本实用新型装置的示意图之二；图11是图2中I处的局部放大图，放大比例为 6 1，本图表达的是射流喷射器作剖视处理的结构图。下面作相关的说明和解释。本进一步技术方案如果在电厂实施，一般很容易获得气源；如果没有气源的场所， 可以添加气泵等构建气源装置从而供给气源。三通电磁阀10是一个气路开关，在其接线端施加电压就产生一个动作从而改变 气路状态，比如动作前，气体只从第二出气口 IOc出来；动作后，气体只从第一出气口 IOb 出来。如此一来，自动化的控制电路就可以通过是否施加电压来发布命令正常取样期间， 气体从第二出气口 IOc出来；需要反吹气的时候，气体从第一出气口 IOb出来。射流喷射器9，也称之为射流喷射泵。射流喷射器9的工作情况是当较高速度 流动的气流从射流喷射器9的第一进气端进入喷嘴后，在喷嘴收缩的下部形成高速喷射状态，由此形成真空趋势，从而吸引高温样气从射流喷射器9的第二进气端进入，两股气流混 合后经射流喷射器9的出气端排入大气。使用射流喷射器9，具有很大的好处，该部件没有活动的部件，所以不存在维护、修 理和更换的问题，质量可以，能够长期可靠的工作。关于射流喷射器9的工作原理，下一个进一步的技术方案介绍中有更详细的说 明。7.进一步的技术方案。所述的射流喷射器9，其包括竖直的喷射器主体，喷嘴，横向柱体；所述竖直的喷射器主体，其内部从上到下开设四段连通的、位于同一轴线的镂空 腔，分别是第一段为圆柱形的镂空腔，其顶部为第一进气端；第二段为圆柱形的镂空腔， 其腔壁上开设横向的进气通孔；第三段为上大下小的圆锥台形镂空腔；第四段为圆柱形的 镂空腔，其底部为出气端；上述三段的圆柱形镂空腔，以第二段的圆柱形镂空腔直径为最 大；所述的喷嘴，其为管形物，并且其下部向中心轴线斜向收缩；喷嘴位于喷射器主体 的镂空腔内，两者设置为同一轴线；喷嘴的上端与喷射器主体密封固定连接，喷嘴收缩的下 部位于圆锥台形镂空腔内；第二段镂空腔和第三段镂空腔，该两者镂空腔的圆柱形表面均 与喷嘴之间存在间隙；所述的横向柱体，其开设横向的通孔，其左端作为第二进气端，其右端与喷射器主 体固定连接、并且横向的进气通孔与第二段镂空腔相通。以上的描述可以结合图2和图11进行理解。图2是本实用新型装置的示意图之 二；图11是图2中I处的局部放大图，放大比例为6 1，本图表达的是射流喷射器作剖视 处理的结构图。下面作相关的说明和解释。射流喷射器9的工作原理如下1.首先假设第二段镂空腔的腔壁上不存在进气通孔。当较高速度流动的气体从上而下进入射流喷射器9的喷嘴后，由于喷嘴的下部斜 向收缩，在单位时间内流量不变的情况下，气体通过的截面越小、其流速越快，因此在喷嘴 的下端口，气体的流动速度迅速提高，达到喷射状态，并经过第四段的镂空腔进入大气。2.实际情况是第二段镂空腔的腔壁上存在进气通孔。由于气体在喷嘴下端口变成了高速的喷射状态，就在喷嘴下端口的周围趋向形成 真空，如此一来，在气压差的作用下，高温样气就被吸引进来，其路径是通过横向柱体左端 的第二进气端进入、经过横向柱体内部的横向通孔、再进入第二段镂空腔，然后与高速喷射 的气体混合，混合后的气体最后通过第四段镂空腔排入大气。以上介绍了射流喷射器9的工作原理。进一步分析上述工作原理便可可知a.较高速度流动的气体进入射流喷射器9的 喷嘴，会导致高温样气的流动、并最后从第四段镂空腔排入大气。b.阻止气体进入射流喷射 器9的喷嘴，会导致高温样气的流动停止。c.控制或改变进入喷嘴的气流速度(或者讲压 力)，就能最终控制或改变样气的流动速度。
权利要求1.一种高温烟气分析仪的取样装置，包括机壳，过滤器，中空的探杆0)，设置在取样 气道中的检测探头(30)，驱使烟气流动的驱动机构，电路；所述的电路包括自动化控制电 路；所述的检测探头(30)通过导线与电路连接；其特征是包括反吹机构、加热机构；所述的过滤器包括第一过滤器(1)和第二过滤器(7)；所述的第二过滤器(7)包括芯体(7-2)和外罩(7-1)；所述的芯体(7-2)为横卧的圆 环柱体；所述的外罩(7-1)，其呈现为横卧的圆桶状，其包括从左至右依序设置的桶底、桶 身和桶盖；外罩(7-1)上开设三个孔，其分别是反吹气孔，进气孔和出气孔；反吹气孔位于 桶身，进气孔位于桶底的中央，出气孔位于桶身或桶盖；芯体(7-2)位于外罩(7-1)内，两者 设置为同轴；芯体(7-1)的外表圆壁和外罩(7-1)桶身的内侧圆壁，该两者之间存在圆管状 的空隙，此空隙为取样气道；芯体(7-2)的右端部与桶盖密封相邻或者芯体(7-2)的右端部 与桶盖密封连接；探杆(30)的右部，外罩(7-1)的桶底，芯体(7-2)的左端部，该三者从左至右依序设 置；通过桶底中央的进气孔，探杆O)的内部和芯体(7-2)的内部相通；探杆O)的左端设 置第一过滤器(1)；所述的出气孔通过气管与驱动机构连通；所述的加热机构包括加热体( 和电加热零件；所述的加热体( 为圆环形柱体，圆 环形柱体由两个对称设置的半圆环形柱体块(fe、5b)构成；每一个半圆环形柱体块中均设 置电加热零件，电加热零件通过导线与电路连接；加热体(5)设置在第二过滤器(7)外罩 (7-2)的外侧；所述的反吹机构包括反吹气管G)，既能提供反吹气、也能切断反吹气的控气部件； 所述的反吹气管(4)包括相互连通为一体的三者气管头，呈螺旋形状的气管身，气管尾； 气管头的端部与控气部件的接头连通，控气部件的接线端与电路连接；气管尾的端部与外 罩(7-1)桶身的反吹气孔连接相通；螺旋形状的气管身围绕在加热体( 外侧。
2.根据权利要求1所述的一种高温烟气分析仪的取样装置，其特征是所述的反吹气 孔位于桶身的右部；所述的气管尾，其端部与反吹气孔连接相通，在该连接相通处，气管尾 与桶身以切线的结构连接相通。
3.根据权利要求1所述的一种高温烟气分析仪的取样装置，其特征是所述的电加热 零件包括电热丝及其绝缘外套；所述的半圆环形柱体块(5ajb)中开设安装孔；电热丝连同绝缘外套设置在安装孔 内，电热丝通过导线与电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种高温烟气分析仪的取样装置，其特征是所述的自动化 控制电路包括温度控制器；温度控制器包括温度控制电路和温度检测头；温度检测头，其设置在加热体( 上，其通过导线与温度控制电路连接。
5.根据权利要求1所述的一种高温烟气分析仪的取样装置，其特征是所述的取样装 置包括气源，三通电磁阀(10)，以引流方式驱使烟气流动的射流喷射器(9)；所述的三通电磁阀(10)包括接线端，进气口(10a)，第一出气口(10b)，第二出气口 (IOc)；所述的射流喷射器(9)包括第一进气端，第二进气端，出气端；三通电磁阀(10)，其接线端与自动化控制电路连接，其进气口(IOa)通过连接气管 (11)与气源连通，其第一出气口(IOb)与反吹气管⑷的气管头连通，其第二出气口(IOc) 与射流喷射器(9)的第一进气端连通；射流喷射器(9)，其第二进气端与第二过滤器(7)外罩(7-1)上的出气孔通过气管连 通，其出气端与大气相通。
6.根据权利要求5所述的一种高温烟气分析仪的取样装置，其特征是所述的射流喷 射器(9)，其包括竖直的喷射器主体，喷嘴，横向柱体；所述竖直的喷射器主体，其内部从上到下开设四段连通的、位于同一轴线的镂空腔， 分别是第一段为圆柱形的镂空腔，其顶部为第一进气端；第二段为圆柱形的镂空腔，其腔 壁上开设横向的进气通孔；第三段为上大下小的圆锥台形镂空腔；第四段为圆柱形的镂空 腔，其底部为出气端；上述三段的圆柱形镂空腔，以第二段的圆柱形镂空腔直径为最大；所述的喷嘴，其为管形物，并且其下部向中心轴线斜向收缩；喷嘴位于喷射器主体的镂 空腔内，两者设置为同一轴线；喷嘴的上端与喷射器主体密封固定连接，喷嘴收缩的下部位 于圆锥台形镂空腔内；第二段镂空腔和第三段镂空腔，该两者镂空腔的圆柱形表面均与喷 嘴之间存在间隙；所述的横向柱体，其开设横向的通孔，其左端作为第二进气端，其右端与喷射器主体固 定连接、并且横向的进气通孔与第二段镂空腔相通。
7.根据权利要求1所述的一种高温烟气分析仪的取样装置，其特征是所述的第二过 滤器(7)，除了包括芯体(7- 和外罩(7-1)之外，还包括连接件和连接螺栓；所述的芯体(7-2)，其左端与外罩(7-1)的桶底固定连接；所述的连接件为圆柱体，其中央开设连接螺孔；连接件位于芯体(7-2)右端的内部、并 且两者固定连接；所述的外罩(7-1)桶身，其右端边缘设置为外高内低的台阶，外高内低的分界处形成 圆带；所述的桶盖为圆形平板，其中央开设安装通孔，其直径尺寸与圆带的直径尺寸配合， 并且桶盖位于圆带内；连接螺栓穿过桶盖中央的安装通孔、旋入连接件中央的连接螺孔内，由此实现芯体 (7-2)右端和桶盖的固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种高温烟气分析仪的取样装置，其特征是所述的机壳包括安装板(3)、罩壳00)；所述的取样，其取样点为高温烟囱内部；高温 烟囱的壁体上开设检测通孔；所述的探杆左端及其第一过滤器穿过高温烟 壁体的检测通孔，设置在高温烟囱内 部；探杆的右部，外罩的桶底，加热体左端，均与安装板固定连接；安装板固定安装在高温 烟囱壁体的外表面；所述的罩壳与安装板拆卸式连接。
专利摘要本实用新型涉及高温气体检测的技术领域，公开了一种高温烟气分析仪的取样装置。为了解决探头堵塞等问题，提出了技术方案取样装置包括过滤器等；其特征是包括反吹机构、加热机构；第二过滤器(7)包括芯体(7-2)和外罩(7-1)；芯体(7-2)为横卧的圆环柱体；外罩(7-1)，其呈现为横卧的圆桶状；芯体(7-2)位于外罩(7-1)内，两者设置为同轴；出气孔通过气管与驱动机构连通；加热机构包括加热体(5)和电加热零件；加热体(5)为圆环形柱体、其设置在外罩(7-2)的外侧；反吹机构包括反吹气管(4)，控气部件；反吹气管(4)包括气管头，呈螺旋形状的气管身，气管尾；螺旋形状的气管身围绕在加热体(5)外侧。有益效果是探头不会堵塞，等等。
文档编号G01N1/22GK201828437SQ20102055658
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者廖明君, 徐颖 申请人:上海北分仪器技术开发有限责任公司