一種煙塵和煙氣取樣裝置的制作方法

本實用新型涉及煙氣取樣設備，特別的，涉及一種煙塵和煙氣取樣裝置。

背景技術：
為了準確測定冶金過程中產生的煙塵和煙氣的成份，需要從冶金鍋爐內提取煙塵和煙氣試樣。但是鍋爐內進行著劇烈的熔煉反應，形成1000℃以上的高溫，給煙塵和煙氣的取樣帶來很大的困難。現有的高溫煙塵和煙氣取樣裝置一般為水幕式取樣器和水冷取樣器：水幕式取樣器由套管、水噴管和收集水槽等結構組成。套管里通水，從收集水槽上方的水噴管流出形成水幕，煙氣流經水幕，其中的煙塵被水幕捕集進入收集水槽。但是，很多冶金煙塵中含有可溶于水的物質，這就使得水幕式取樣器的使用受到很大局限。水冷取樣器由取樣管和套在取樣管外的水冷套管組成，通過在水冷套管中流動的冷卻水給取樣管和取樣管內的煙氣降溫。但是，煙氣溫度降低后多種成分達到露點溫度而凝結在取樣管壁上，增大了管路阻力從而容易導致煙塵堵塞取樣管。中國專利號為201410819774.7的《多功能高溫煙氣取樣裝置》，該專利文獻公開的電廠鍋爐高溫煙氣取樣裝置，包括有外管、內管和進水管等組件，高溫煙氣取樣內管貫穿外管，進水管深入到外管前端，在外管后端設置有出水管接頭。但是，冶金鍋爐內的煙塵量較多，該取樣裝置未設置任何煙塵阻擋部件，如果直接用其對冶金鍋爐內煙氣進行取樣，不僅會使得取樣的煙氣含塵率高，而且還容易導致內管被煙塵堵塞。此外，該裝置中水冷管的布置方式也不盡合理。進水管深入到外管前端，出水管頭設置在外管后端中部，這樣的布置方式容易造成冷卻水不能充滿外管和內管之間的空間，使得冷卻效果不好。另外，中國專利201120449605.0公開了一種高溫煙氣水冷套取樣器，包括焊接成一個封閉循環水套的循環水外套管、循環水內管、循環水內套管、進水管、出水管，該方案中，其取樣管與循環水內套管之間填充的是鐵渣，其取樣管外壁沒有直接與水接觸，因此，該方案在取樣煙氣流量較大時可能導致煙氣冷卻程度不夠，不利于后續的檢測；另外，該方案中，進水管與其循環水內管連接，出水管與循環水外套管連接，經進水管進入循環水內管中的水會由于重力作用先流入循環水外套管中，整個水冷套中充滿水以后的水流路徑為：從進水管進入循環水內管一端，流至循環水內管另一端，再流至循環水外套管連接有出水管的一端，由于循環水外套管外壁也是要和高溫煙氣直接接觸的，該方案中冷卻水進 入循環水外套管所需路徑長，使得循環水外套管外壁冷卻效果不好，容易因高溫煙氣產生形變。

技術實現要素：
本實用新型目的在于提供一種煙塵和煙氣取樣裝置，以解決背景技術中提出的問題。為實現上述目的，本實用新型提供了一種煙塵和煙氣取樣裝置，包括取樣內管、冷卻中管、和冷卻外管，所述冷卻中管長度方向一端封閉另一端開口，所述冷卻外管套在冷卻中管外且長度方向兩端均封閉，其中冷卻中管的開口端位于冷卻外管管腔內，冷卻中管的封閉端穿過冷卻外管管壁伸至冷卻外管外，冷卻中管管腔內套有所述取樣內管，取樣內管一端伸出冷卻中管的開口端后再穿過冷卻外管管壁而伸至冷卻外管外，取樣內管另一端穿過冷卻中管封閉端的管壁伸至冷卻中管外，冷卻外管靠近冷卻中管封閉端的一端設有進水口，且進水口位于冷卻外管豎直方向截面的最低位置，冷卻中管的封閉端設有出水口，且出水口位于冷卻中管豎直方向截面的最高位置；所述取樣內管穿過冷卻外管管壁的一端為連接高溫煙氣的進煙端，穿過冷卻中管管壁的一端為連接檢測設備的出煙端。進一步的，所述取樣裝置還包括取樣頭，取樣內管伸出冷卻中管開口端且位于冷卻外管管腔內的管段上連接有所述取樣頭，取樣頭內設有過濾煙塵的過濾網，以及收集過濾網濾掉的煙塵的煙塵收集部。進一步的，所述過濾網在取樣頭內沿豎直方向設置，即過濾網的網面與取樣內管軸心線垂直。取樣內管和冷卻外管均為可靈活拆連的分體式結構，且取樣內管和冷卻外管的拆連部位均位于靠近取樣頭的位置，使得取樣頭可通過該拆連部位靈活拆裝；取樣內管和冷卻外管的拆連部位可采用帶密封件的螺紋連接或其他帶密封件的連接。作為優選，所述取樣頭兩端與取樣內管的連接也采用可拆卸的密封連接，以方便更換不同結構的取樣頭。進一步的，所述取樣裝置還包括檢測高溫煙氣溫度的熱電偶，熱電偶從取樣內管出煙端插入，貫穿整個取樣內管，并使測試端的末端伸出取樣內管進煙端而與高溫煙氣接觸；當取樣內管上安裝有可拆卸的取樣頭時，將取樣頭換成與取樣內管管徑相同的不帶過濾網和煙塵收集部的管段，所述熱電偶從取樣內出煙端插入，貫穿整個取樣內管及取樣頭，并使測試端的末端伸出取樣內管進煙端而與高溫煙氣接觸。進一步的，所述冷卻中管內壁與取樣內管外壁之間及冷卻中管外壁與冷卻外管內壁之間均連接有使三者位置相對固定的支撐結構。進一步的，為增強冷卻水的冷卻效果，所述取樣內管、冷卻外管、冷卻中管還可以為螺旋管。有益效果：本實用新型的取樣裝置通過冷卻外管及冷卻中管在取樣內管外圍成密封的雙層管狀套筒式結構，取樣內管貫穿冷卻中管，冷卻外管嵌套在冷卻中管外面，使得冷卻水能夠充滿外管、中管和內管之間的空間，使得取樣桿不會因冶金爐內的高溫而產生形變。本實用新型的取樣裝置冷卻水從冷卻外管位于冷卻中管封閉端的下方進入，從冷卻中管封閉端上方流出，冷卻水受熱后可迅速排出，整個裝置內的冷卻水首先進入冷卻外管，使得冷卻外管外壁的冷卻效果較好，不容易因高溫而產生形變，冷卻水在流經冷卻外管時受熱后有一定溫升，再流入冷卻中管對取樣內管進行冷卻冷卻中管和取樣內管之間無任何填充物，使得取樣煙氣急劇冷卻，有利于保持煙氣中各成分的原物相，便于后續檢測與分析研究。本實用新型中設有位于冷卻外管管腔內的取樣頭，煙塵與煙氣在取樣頭內經冷卻水冷卻，取樣頭內設有過濾網，防止煙塵跟隨煙氣進入取樣內管造成管路阻塞，過濾網呈豎直方向設置，方便煙塵直接落入取樣頭內的煙塵收集部。本實用新型的取樣裝置中，冷卻外管與取樣內管均設有可靈活拆裝的拆連部位，取樣頭兩端與取樣內管也采用可拆卸的密封連接，使得取樣頭可以靈活拆卸更換。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：圖1是本實用新型優選實施例的主視圖；圖2是本實用新型另一優選實施例的主視圖。圖中：1、取樣內管；11、進煙端；12、出煙端；13、拆連部位A；2、冷卻中管；21、開口端(冷卻中管)；22、封閉端(冷卻中管)；23、出水口；3、冷卻外管；31、進水口；32、拆連部位B；4、取樣頭；41、過濾網；42、煙塵收集部；5、熱電偶；51、測試端。具體實施方式以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以根據權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1的一種煙塵和煙氣取樣裝置，包括分別沿水平方向設置的取樣內管1、冷卻 中管2、和冷卻外管3，冷卻中管2長度方向一端封閉另一端開口，冷卻外管3套在冷卻中管2外且長度方向兩端均封閉，其中冷卻中管2的開口端21位于冷卻外管3管腔內，冷卻中管2的封閉端穿過冷卻外管3管壁伸至冷卻外管3外，冷卻中管2管腔內套有取樣內管1，取樣內管1一端伸出冷卻中管2的開口端21后再穿過冷卻外管3管壁而伸至冷卻外管3外，取樣內管1另一端穿過冷卻中管封閉端22的管壁伸至冷卻中管2外，冷卻外管3靠近冷卻中管封閉端22的一端設有進水口31，且進水口31位于冷卻外管3橫截面上沿豎直方向的最低位置，冷卻中管2的封閉端22設有出水口23，且出水口23位于冷卻中管橫截面沿豎直方向的最高位置；取樣內管1穿過冷卻外管3管壁的一端為進煙端11，穿過冷卻中管2管壁的一端為出煙端12。參見圖1，取樣內管1伸出冷卻中管2開口端且位于冷卻外管3管腔內的管段上連接有取樣頭4，參見圖1，取樣頭4內設有過濾煙塵的過濾網41，以及收集過濾網41濾掉的煙塵的煙塵收集部42。參見圖1，過濾網41在取樣頭4內沿豎直方向設置，即過濾網41的網面與取樣內管1軸心線垂直。參見圖1，取樣內管1和冷卻外管3均為可靈活拆連的分體式結構，且取樣內管的拆連部位A13和冷卻外管的拆連部位B32均位于靠近取樣頭4的位置，圖1的實施例中，拆連部位A13、拆連部位B32均與冷卻中管開口端21齊平，取樣頭可通過拆連部位A13、拆連部位B32靈活拆裝；圖1的實施例中，拆連部位A13、拆連部位B32均采用帶密封件的螺紋連接。參見圖1，取樣頭4兩端與取樣內管1的連接也采用帶密封件的螺紋連接，以方便更換不同結構的取樣頭。參見圖2的另一實施例，本取樣裝置還設置還裝設有檢測高溫煙氣溫度的熱電偶5，熱電偶5的測試端51從取樣內管1的出煙端12插入，貫穿整個取樣內管1及取樣頭4，并使測試端51伸出取樣內管1的進煙端11而與高溫煙氣接觸，方便及時獲得進煙端的進煙溫度，圖2的實施例中，取樣頭4不設有煙塵收集部與過濾網，取樣頭4的管徑與取樣內管1的管徑相同。本實用新型中，冷卻中管2內壁與取樣內管1外壁之間及冷卻中管2外壁與冷卻外管3內壁之間均連接有使三者位置相對固定的支撐結構(圖中未示出)。圖1及圖2的實施例中，進水口31處與出水口23處均連接有剛性管件，且出水口23處的剛性管頂部出口高度高于冷卻外管3橫截面沿豎直方向的最高高度，使得冷卻水能充 滿冷卻外管3與冷卻中管2在取樣內管1外圍構成的全部密封空間，冷卻更均勻，效果更好。本實用新型的冷卻水循環路徑大致如下：冷卻水從進水口31進入冷卻外管3，并經冷卻中管2的開口端21進入冷卻中管2，冷卻水逐漸沒過取樣內管1并充滿冷卻外管3與冷卻中管2的形成的冷卻管腔，充滿管腔后，出水口23位置處的水流出整個裝置外，源自進水口的冷卻水再流入冷卻中管2持續補充，出水口23設置在冷卻中管2的封閉端，整個裝置內的冷卻水首先進入冷卻外管3，使得冷卻外管3外壁的冷卻效果較好，不容易因高溫而產生形變，冷卻水流經冷卻外管3時受熱有一定溫升，再流入冷卻中管2對取樣內管1進行冷卻，冷卻中管2和取樣內管1之間無任何填充物，使得取樣煙氣急劇冷卻，有利于保持煙氣中各成分的原物相，便于后續檢測與分析研究。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。