专利名称：免维护取样探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在线分析系统预处理装置，具体是一种免维护取样探头。
背景技术：
取样探头是在线分析系统中一个重要的采样装置，它被长期安装在高粉尘、高水 份、高腐蚀性气体等恶劣环境中，完成气体采样过滤，是提供气体分析仪进行气体成份量分 析必不可少的一部分。 气样首先通过取样探头采样，经过预处理装置除尘净化、除水后才能进入分析仪 器进行分析，探头中的粉尘通过一定压力的压縮空气反吹到烟道、炉窑中。国内外传统的在 线分析系统配置的取样探头一般为"微孔过滤器"，过滤器表面附着的粉尘靠气脉冲进行反 吹清灰，清灰效率低、效果差。象水泥炉窑等工业燃煤锅炉燃烧过程的烟气中含有相当浓度 粘度的粉尘，这些粉尘累积板结使探头过滤器表面微孔堵塞，更严重的使探头取样孔堵塞， 造成分析结果不准确，分析系统无法工作的严重后果。因此，目前气体取样探头，维护周期 指标仅达到15 30天，无法做到在寿命期广5年免维护的水平，而且只能装1级过滤器， 过滤指标只能达到3 5阳的较低性能指标。所以这种过滤器经常造成样品后处理和分析仪 器因进灰而引起故障率增高，经常维护、使用费用高，在线连续分析时间减少的问题。为了 提高取样探头的维护周期，现有的取样过滤探头都采用反吹气源提供反吹气压，用于清除 过滤器表面积灰。但是由于烟气成份复杂，且常含有水份，湿法脱硫后的烟气还含有CaO极 容易形成尘块板结，而烟尘在过滤器上的附着力较大，反吹清灰效果不佳，反吹效率低下， 造成过滤器经常堵塞、无法连续采样分析。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用两级过滤器，过滤精度高，使用时间 长，且在整个工作寿命期间可以免于维护的取样探头。 为实现上述目的，本发明所述的免维护取样探头，它包括保护罩和安装在保护罩 内的烟尘过滤器、微孔过滤器，以及反吹阀、安装座、波纹管和防雨罩；所述烟尘过滤器上 侧为进气口 ，进气口与保护罩外部相通，烟尘过滤器下侧设有出气口 ，出气口连通微孔过滤 器；微孔过滤器置于烟尘过滤器后并与波纹管相连，微孔过滤器及波纹管以悬臂连接方式 固定在安装座上，波纹管后端连通反吹阀再至取样探头出口，以上各部件皆位于防雨罩内， 在防雨罩上还设有样气出口用于收集样气。 所述烟尘过滤器包括过滤器壳体、限位不锈钢筛网和柔性过滤介质，所述两个限 位不锈钢筛网设置在过滤器壳体内，柔性过滤介质装填在两个限位不锈钢筛网之间。所述 柔性过滤介质最好是石英颗粒。 本发明的烟尘过滤器采用非刚性的过滤间隙可变特征的过滤介质。当需过滤时， 过滤介质间隙较小，在清灰时，过滤间隙又能变大。解决维护周期长的另一关键是不能将灰 尘阻挡在过滤器表面，因为实际受尺寸限制，积灰面积有限，很快过滤器表面积满灰尘，必然造成维护周期短，本发明采用体积间隙过滤法，允许灰尘进入过滤器内部，把灰尘阻挡在 充满过滤介质内部的间隙中，同样的过滤器尺寸体积其容尘量要大得多，也是延长维护周 期的重要措施。又由于过滤间隙在清灰时自动变大，很容易将阻挡在间隙中的尘粒清除出 去，无需拆下清洗等维护工作。 压縮空气经过滤后，通过由外PLC控制的反吹阀使压縮空气形成脉冲气源吹入波 纹管，由于波纹管具有弹性，在脉冲气源推动波纹管过程中，波纹管在外力作用下产生机械 振动，由于微孔过滤器仅与保温管连接，并悬置于保护罩内，所以其也产生振动，使微孔过 滤器表面板结的粉尘破碎，降低了粉尘附着力，清除了灰尘，使取样探头始终可以免维护工 作。 为了提高破碎板结粉尘的效果，可以在波纹管内设有次声能发生器，用脉冲气压 源通过次声能发生器产生20HZ的次声能加剧振动，降低灰尘在过滤器表面的附着力。
此外，还可以在防雨罩内装有温度调节器，在烟尘过滤器内壁处设有加热器，通过 温度调节器控制加热器恒温在130°C，以保证进入过滤器的气体温度高于露点，不会出现冷 凝现象。 本发明的优点 1、烟尘过滤器采用体积间隙过滤法，尺寸体积较小，反吹时很容易将阻挡在间隙 中的尘粒清除出去，不需拆下清洗的维护工作。 2、利用反吹的压縮空气形成脉冲气源，推动弹性件波纹管产生机械振动，从而带 动微孔过滤器振动，使微孔过滤器表面板结的粉尘破碎，降低了粉尘附着力，清除了灰尘。
3、用脉冲气压源通过次声能发生器产生20HZ的次声能降低灰尘在过滤器表面的 附着力。 上述三种结构使探头清灰效率更高，确保探头达到免维护的状态，采用两级过滤 方式，提高了过滤效果，2级过滤器使过滤精度可达1阳。


图1是本发明的安装示意图；
图2是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示是免维护取样探头的结构示意图，其包括保护罩1、烟尘过滤器2、反吹 阀3、安装座4、波纹管5、微孔过滤器6和防雨罩7，其中烟尘过滤器2和微孔过滤器6位于 保护罩1内，烟尘过滤器2上侧为进气口 9，进气口 9与保护罩1外部相通，烟尘过滤器2下 侧设有出气口 10，另一侧的出气口后为微孔过滤器6，反吹阀3用于从外部接入反吹气，反 吹阀3 —侧与安装座4连接，波纹管5 —侧固定在安装座4上，另一侧以悬臂式连接方式连 接微孔过滤器6，并使微孔过滤器置于烟尘过滤器2出气口后的保护罩1内。在波纹管5内 还设有次声能发生器14，以上各部件皆位于密封的防雨罩7内，在防雨罩上设有样气出口 8 用于排出样气，在防雨罩7内装有温度调节器15，在烟尘过滤器2内壁处设有由温度调节器 控制的加热器16，接线端子17则用于连接探头内各电器组件。 取样探头中的烟尘过滤器包括过滤器壳体11、限位不锈钢筛网12和柔性过滤介质13，所述两个限位不锈钢筛网12设置在过滤器壳体11内，柔性过滤介质13装填在两个 限位不锈钢筛网12之间。 柔性过滤介质是石英颗粒，其制备方法包括以下步骤 (1)用①5mm钢球与纯石英碎块按1 : 4_6混合，在球磨机中将石英碎块机械磨 碎，成近似于球状、无棱角的石英颗粒； (2)用孔径为0. 8mm的筛网筛滤除大于。0. 8mm的石英颗粒和钢球； (3)用孔径为0. 5mm的细不锈钢筛网滤除直径小于0. 5mm的石英颗粒； (4)将直径为①0.5 ①0.8mm的石英颗粒散开摊平，表面喷洒聚四氟液雾，在
35t: 45t:下烘干，之后将处理后的颗粒搅拌后再摊平进行二次喷洒聚四氟液雾，如此反
复处理三次； (5)再用孔径为lmm的不锈钢筛网筛除大于lmm的颗粒，获得小于lmm的氟处理的 石英颗粒，即为柔性过滤介质。 本发明制备的颗粒状过滤介质耐腐蚀、耐高温(< 250°C )，在限位不锈钢筛网中， 受自重作用，分析时为小体积，在脉冲反吹气压作用下，颗粒处于翻腾状态，其体积充满在 较大的限位空间内，实现颗粒间的间隙自动扩大到mm数量级。当需过滤时，间隙要很小，在 清灰时过滤间隙又能变大。为了解决维护周期长的另一关键问题，本发明采用体积间隙过 滤法，允许灰尘进入过滤器内部，把灰尘阻挡在充满过滤介质内部的间隙中，同样的过滤器 尺寸体积其容尘量要大得多，也是延长维护周期的重要措施。又由于过滤间隙在清灰时自 动变大，很容易将阻挡在间隙中的尘粒清除出去，不需拆下清洗进行维护工作。本发明的这 种过滤烟尘方法不存在过滤精度与维护周期之间原理上的矛盾，可以很好地解决存在过滤 不好，易堵的问题。
权利要求
一种免维护取样探头，其特征在于它包括保护罩(1)和安装在保护罩内的烟尘过滤器(2)、微孔过滤器(6)，以及反吹阀(3)、安装座(4)、波纹管(5)、和防雨罩(7)；所述烟尘过滤器(2)上侧为进气口(9)，进气口(9)与保护罩(1)外部相通，烟尘过滤器(2)下侧设有出气口(10)，出气口(10)连通微孔过滤器(6)；微孔过滤器置于烟尘过滤器(2)后并与波纹管(5)相连，微孔过滤器(6)及波纹管(5)以悬臂连接方式固定在安装座(4)上，波纹管(5)后端连通反吹阀(3)再至取样探头出口，以上各部件皆位于防雨罩(7)内，在防雨罩上还设有样气出口(8)用于收集样气。
2. 根据权利要求1所述的免维护取样探头，其特征在于所述烟尘过滤器包括过滤器壳 体(11)、限位不锈钢筛网(12)和柔性过滤介质(13)，所述两个限位不锈钢筛网(12)设置 在过滤器壳体(11)内，柔性过滤介质(13)装填在两个限位不锈钢筛网(12)之间。
3. 根据权利要求1或2所述的免维护取样探头，其特征在于柔性过滤介质(13)是石英 颗粒。
4. 根据权利要求1或2所述的免维护取样探头，其特征是在波纹管(5)内设有次声 能发生器(14)。
5. 根据权利要求1或2所述的免维护取样探头，其特征是在防雨罩(7)内装有温度 调节器(15)，在烟尘过滤器(2)内壁处设有由温度调节器控制的加热器(16)。
全文摘要
本发明公开了一种免维护取样探头，它包括保护罩和安装在保护罩内的烟尘过滤器、微孔过滤器，以及反吹阀、安装座、波纹管和防雨罩；所述烟尘过滤器上侧为进气口，进气口与保护罩外部相通，烟尘过滤器下侧设有出气口，出气口连通微孔过滤器；微孔过滤器置于烟尘过滤器后并与波纹管相连，微孔过滤器及波纹管以悬臂连接方式固定在安装座上，波纹管后端连通反吹阀再至取样探头出口，以上各部件皆位于防雨罩内，在防雨罩上还设有样气出口用于收集样气。本发明通过烟尘过滤器和微孔过滤器构成两级过滤，提高了过滤效果，同时采用反吹加机械振动方式防止粉尘附着，实现了免维护功能。
文档编号G01N1/22GK101762410SQ201010018269
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者索菲菲 申请人:索菲菲