一种可拼装的多功能烟气采样枪的制作方法

本发明涉及烟气采样领域，尤其涉及一种可拼装的多功能烟气采样枪。

背景技术：

在锅炉热效率试验及空气预热器特性试验等热力试验项目中，排烟氧量和温度是反应设备性能的两个重要参数，从而，简单、精确测量这两个数据是获得准确试验结果的基础工作。通常锅炉尾部烟道截面尺寸很大，烟气在烟道中分层现象严重，这导致烟气成分及温度在截面上分布不均匀。因此，国家标准规定采用网格法测量烟气氧量及温度。

目前，烟气采样枪主要有光管式、笛形管式等。光管式采样枪为一根中空的薄壁管，其采用逐点插拔的方式进行采样，虽然可保证各采样点的烟气量均匀一致，但采样点的位置难以控制且工作量较大。同时烟气温度较高，采样枪受热后，反复插拔过程中会带来诸多不安全因素。笛形管式采样枪由一根开有若干等直径小孔的中空薄壁管组成，虽能同时采集不同深度的烟气，但小孔位置固定，无法适应不同烟道，从而使网格精度受限。

上述两种烟气采样枪长度一般3-5米，从而不方便运输、携带。当采样枪内某一段堵塞时，处理比较困难，可能会导致整个采样枪不能使用，整体更换成本高。在需要测量烟气温度时，需要将不同长度的热电阻用铁丝绑缚在采样枪上，试验的工作量较大，拆卸也比较麻烦，且绑缚后，热电阻与热电阻、热电阻与采样管间相互有热量传递，影响温度测量准确性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可拼装的多功能烟气采样枪，该烟气采样枪可拆卸拼装，方便运输，且可通过中间拼接段的选取调整烟气采样孔的间距以适应不同烟道，能够同时测量烟道内的烟气氧量和温度，操作简单且测量结果准确。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可拼装的多功能烟气采样枪，包括依次拼装的采样枪顶段、多节中间拼接段和采样枪尾段，中间拼接段的中部设置有采集烟气采样孔，中间拼接段上在烟气采样孔的一侧设置有可开闭烟气采样孔的采样孔盖，采样枪尾段的末端设置有采样枪接口，采样枪尾段远离采样枪接口的一端套设有橡胶塞，橡胶塞上设置有若干小孔，小孔内插接有不同长度的热电阻，采样枪顶段和中间拼接段的外周均设置有卡扣，热电阻穿过小孔与烟气采样枪长度方向上的卡扣卡合。

其中，所述中间拼接段可设置成不同的长度。

其中，所述卡扣的内侧敷设有绝热材料。

其中，所述采样枪尾段靠近采样枪接口的一端设置有防烫手柄。

其中，所述采样孔盖分为开有不同大小圆孔的下部和盖住烟气采样孔的上部，采样孔盖可沿中间拼接段上下移动或者转动。

其中，所述采样孔盖的内侧设置有上下两外凸的滑块，中间拼接段的外周设置有内凹的水平的两横向滑槽和竖直的竖向滑槽，两横向滑槽对应上下两滑块设置，竖向滑槽的上下两端穿过两横向滑槽后分别延伸至上下两横向滑槽外，滑块可在横向滑槽和竖向滑槽内滑动。

其中，所述横向滑槽内设置有横向卡件，竖向滑槽内在上下两横向滑槽之间设置有竖向卡件。

其中，所述烟气采样枪上对应热电阻的顶端设置有遮热罩。

其中，所述遮热罩包括设置在采样孔盖上的连接件，连接件铰接有上连接杆和下连接杆，下连接杆的长度略短于上连接杆，上连接杆和下连接杆间隔设置，上连接杆外固定有伞形的外罩，下连接杆外固定有伞形的内罩，内罩的上部设置有若干导流孔。

其中，所述上连接杆和下连接杆的上部通过一弹簧连接。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的烟气采样枪根据现场烟道尺寸，通过中间拼接段的长度及数量选择，配合采样孔盖开合来控制烟气采样孔的间距，以尽可能满足网格法所要求的测点位置。

2、本发明的烟气采样枪在保证测量结果准确的前提下，采样枪拆装方便，便于运输携带，采样枪可分段拆卸，当某一段堵塞时，管子较短，处理相当简单；实在无法解决时，可更换单个中间拼接段，成本较低。

3、本发明的烟气采样枪设置的卡扣能有效便捷的将热电阻固定在采样枪上，使用完毕后也便于热电阻的拆卸，大大减小试验工作量。

4、本发明的烟气采样枪设置的卡扣能够将不同热电阻分隔开来，减小热电阻间热量传递；且卡扣内敷设绝热材料，减少热电阻和采样枪间的热量传递，提高温度测量的准确性。

5、本发明的烟气采样枪尾段固定的耐高温橡胶塞与烟道测孔结合，可以固定采样枪，且橡胶塞起密封作用，防止外部空气吸入，提高测量准确度。

6、本发明的烟气采样枪尾段固定有防烫手柄，方便在拔插过程中抓握，减少不安全因素。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为采样枪顶段的结构图；

图3为采样枪的中间拼接段的结构图；

图4为采样孔盖的结构图；

图5为中间拼接段的横向滑槽和竖向滑槽的结构图；

图6为采样孔盖处于中间拼接段的烟气采样孔时的位置关系图；

图7为采样孔盖与中间拼接段的烟气采样孔连通时的位置关系图；

图8为采样孔盖盖住中间拼接段的烟气采样孔时的位置关系图；

图9为采样枪尾段的结构图；

图10为采样枪尾段的橡胶塞的结构示意图。

图11为采样枪卡扣的安装示意图；

图12为采样枪卡扣的结构示意图；

图13为采样枪遮热罩的结构示意图；

图14为采样枪遮热罩展开时的状态示意图。

附图标记说明：

1-采样枪顶段，11-顶端拼接头，2-中间拼接段，21-中间拼接头，22-横向滑槽 ，221-横向卡件，23-竖向滑槽，231-竖向卡件，3-采样枪尾段，4-卡扣，41-腔部，42-尖端，5-烟气采样孔，6-采样孔盖，61-下部，611-圆孔，62-上部，621-连接件，622-上铰接轴，623-下铰接轴，624-上连接杆，625-下连接杆，626-弹簧，627-外罩，628-内罩，6281-导流孔，63-滑块，7-橡胶塞， 71-小孔，8-防烫手柄，9-采样枪接口，10-绝热材料。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，一种可拼装的多功能烟气采样枪，包括依次拼装的采样枪顶段1、多节中间拼接段2和采样枪尾段3；

如2所示，所述采样枪顶段1为圆筒状，采样枪顶段1的一端设置有顶端拼接头11。所述中间拼接段2为圆筒状，中间拼接段2的一端与顶端拼接头11螺纹连接，另一端设置有中间拼接头21；如3所示，所述中间拼接段2的长度方向的中点处设置有采集烟气的烟气采样孔5，中间拼接段2上在烟气采样孔5的上方设置有可开闭烟气采样孔5的采样孔盖6。

所述多节中间拼接段2可分别设置成不同的长度，通过不同长度的中间拼接段2的拼装使得烟气采样孔5的间距不同，从而满足不同网格精度所需，以适用不同长度的烟道。具体的，可根据烟道实际尺寸，合理选择不同长度及数量的中间拼接段2配合采样孔盖6开合来拼装烟气采样枪，确保烟气采样枪上的烟气采样孔5位于所需网格测量中心。以长度为L₁、L₂、L₃的中间拼接段2为例，其中L₁=30cm，L₂=40cm，L₃=50cm，通过中间拼接段2的选择及采样孔盖6的开合，可拼接网格间距为30cm，35cm，40cm，45cm，50cm，55cm，60cm，65cm，70cm，75cm，80cm，85cm，90cm，95cm，100cm等。

所述多节的中间拼接段2上的烟气采样孔5的直径相同，多节的中间拼接段2外套设的采样孔盖6的大小和形状均相同。

优选的，所述采样孔盖6为上下贯通的圆筒状，可沿中间拼接段2上下移动或者转动，用于开合烟气采样孔5和改变烟气采样孔5的大小。具体的，如图4所示，采样孔盖6分为下部61和上部62；所述下部61的高度D1大于烟气采样孔5的直径，下部61的圆周上开设有若干圆孔611；进一步，所述圆孔611绕下部61外周均匀设置，下部61上的圆孔611的直径依次减小，最大的圆孔611的直径与烟气采样孔5的直径相同，相邻两圆孔611之间的距离略大于烟气采样孔5的直径。

所述上述下部62的高度D2大于烟气采样孔5的直径，通过采样孔盖6的上下移动，使得下部62遮挡烟气采样孔5；通过拼接不同长度和数量的中间拼接段2配合下部62开合烟气采样孔5，以调节多节中间拼接段2的长度，确保烟气采样枪上的烟气采样孔5位于所需网格测量中心，以满足在不同烟道的网格测点的需要。

为了实现采样孔盖6在中间拼接段2外周上下移动并转动，具体采用以下结构：所述采样孔盖6的内侧设置有上下两外凸的滑块63；如图5所示，所述中间拼接段2的外周对应上下两滑块63设置有内凹的水平的两横向滑槽22，滑块63可在横向滑槽22内水平滑动，横向滑槽22内设置有若干卡住滑块63的横向卡件221（图5中只示出部分横向卡件221）；所述中间拼接段2的外周还设置有竖直的竖向滑槽23，所述竖向滑槽23的上下两端穿过两横向滑槽22后分别延伸至上下两横向滑槽22外，所述竖向滑槽23内在上下两横向滑槽22之间设置竖向卡件231；本实施例中，所述横向卡件221和竖向卡件231均由具有一定弹性的耐高温橡胶制成；横向卡件221和竖向卡件231由于具有一定的弹性，通过挤压变形可允许滑块63通过，同时又可以卡住滑块63，防止其水平滑动或者下滑，限制住滑块63的位置。

如图6所示，采样孔盖6的滑块63卡在竖向卡件231中，采样孔盖6整体处于中间拼接段2上的烟气采样孔5的上方；如图7所示，向下推动采样孔盖6，使得滑块63向下滑动到横向滑槽22和竖向滑槽23的连通处，然后转动采样孔盖6，使得两滑块63分别在两横向滑槽22水平转动，连通烟气采样孔5和所需的圆孔611；如图8所示，水平转动采样孔盖6使得滑块63转动到横向滑槽22和竖向滑槽23的连通处，向下推动采样孔盖6到竖向滑槽23的底部，使得采样孔盖6的上部62盖住烟气采样孔5。通过采样孔盖6的上下移动和水平转动，使得下部61上的不同直径的圆孔611分别与烟气采样孔5连通，以达到改变烟气采样孔5的大小的目的；在外部泵抽吸力的作用下，烟气从烟气采样孔5被吸入烟气取样枪，但是由于烟气采样孔5越靠近烟气采样枪的顶端，烟气采样孔5内的负压越小，烟气采样孔5内外的压差越小，烟气流量也就越小，因此通过改变不同中间拼接段2上的烟气采样孔5的大小，可以使进入烟气采样孔5的烟气的流量相同，确保测量结果的准确性。

所述采样枪尾段3的一端与中间拼接头21螺纹连接，另一端设置有采样枪接口9；如图9所示，所述采样枪尾段3靠近采样枪接口9的一端设置有防烫手柄8，方便在烟气采样拔插过程中抓握，避免烫手，减少不安全因素；所述采样枪尾段3远离采样枪接口9的一端套设有用于与烟道测孔密封及起固定作用的橡胶塞7，所述橡胶塞7为便于插拔的倒圆台形，本实施例中，所述橡胶塞7为耐高温橡胶塞7；如图10所示，橡胶塞7沿其圆周中心均匀设置有供热电阻穿过的小孔71，小孔71内插接有不同长度的热电阻（图中未示出）。

如图1和图11所示，所述采样枪顶段1和中间拼接段2的外周均设置有卡住热电阻的卡扣4；测量烟气温度时，热电阻通过橡胶塞7上的小孔71插入，卡设在烟气采样枪的长度方向上的卡扣4上。优选的，所述采样枪顶段1和中间拼接段2的外周的卡扣4的数量与橡胶塞7上的小孔71的数量一致且位置相互对应设置，使得采样枪顶段1和多节中间拼接段2上的多个卡扣4和小孔71处于同一直线上。

本实施例中，如图12所示，所述卡扣4包括连接在采样枪顶段1和中间拼接段2外侧面的圆弧形的腔部41和连接在腔部41开口两侧的尖端42，尖端42与腔部41一体成型，热电阻从尖端42卡入腔部41并固定在腔部41内，这样方便热电阻的卡住和拔出，结构简单，方便实用。烟气采样枪设置的卡扣4，不仅方便热电阻的拆装，而且卡扣4将不同长度的热电阻分隔开来，减少了热电阻相互间影响，同时能够减少高温高压烟气对热电阻的影响，防止热电阻的形变，在烟气采样枪适用在横向的烟道时，能够有效避免热电阻在流体作用下发生断裂。

优选的，如图6所示，所述卡扣4的内侧敷设有绝热材料10，本实施例中，所述绝热材料10敷设在腔部41内侧，以减少热电阻和采样枪间的热量传递，进一步提高温度测量的准确性。

优选的，所述烟气采样枪上对应热电阻的顶端设置有遮热罩，以解决在烟气取样枪测量温度时，由于壁面温度比流动烟气温度低，从而导致测出的温度偏低，提高温度测量的准确性。

本实施例中，如图13和图14所示，所述遮热罩包括若干均匀设置在采样孔盖6的上部62圆周方向的连接件621，具体的，采样孔盖6圆周方向均匀连接有四个连接件621。

所述连接件621上下水平连接有上铰接轴622和下铰接轴623，上铰接轴622铰接有上连接杆624，上连接杆624的长度与采样孔盖6的高度一致，下铰接轴623铰接有下连接杆625，下连接杆625的长度略短于上连接杆624，上连接杆624和下连接杆625的上部通过一弹簧626连接，弹簧626使得上连接杆624和下连接杆625间隔设置。

所述上连接杆624外连接有伞形的外罩627，下连接杆625外连接有伞形的内罩628，所述内罩628的上部设置有若干导流孔6281；另外，外罩627和内罩628上均设置有若干供热电阻穿过的穿孔（图中未示出）。

烟气上升同时进入外罩627和内罩628内，从而撑开外罩627和内罩628，由于上连接杆624和下连接杆625的上端分别上下铰接在连接件621上，因此外罩627和内罩628被撑开成伞形时，内罩628处于外罩627内，外罩627和内罩628之间形成一环形的导流空间；

烟气从内罩628通过导流孔6281流入内罩628和外罩627之间的导流空间后流出外罩627和内罩628外；这样，由于内罩628的设置，烟气进入内罩628内，使得壁面温度与烟气温度接近，这样，处于烟气采样孔5外以及内罩628内的热电阻测出的烟气温度更为准确；另外，外罩627和内罩628的间隔设置，能够使得烟气能够从导流孔6281顺利流出，不会堆积在遮热罩的顶部，影响热电阻的温度测量。

上述烟气采样枪的工作过程如下：

按选择好的中间拼接段2，依次连接采样枪顶段1、多节中间拼接段2及采样枪尾段3，调整局部采样孔盖6的开合；若需测温度时，将热电阻通过橡胶塞7上的小孔71插入，沿着长度方向固定于采样枪上的卡扣4；将采样枪送入烟道测孔，利用橡胶塞7实现密封与固定；采样枪接口9通过橡胶管与烟气分析仪连接。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。