一种用于干法除尘的自动取样系统及其应用的制作方法

1.本发明涉及干法除尘取样技术领域，尤其是一种用于干法除尘的自动取样系统及其应用。


背景技术：

2.干法除尘的过程中往往需要对除尘效果进行判断，现有的方法主要有两种：第一种是传统的取样方法，在干法除尘系统的出气口端设置取样管道，当需要取样时，打开取样管道上的阀门，并将取样滤布封堵在取样管道的出气口处，一段时间后完成取样，在取样滤布上形成取样粉尘斑，根据取样粉尘斑的颜色深度判断出气管道处的粉尘含量。第二种是将粉尘浓度检测仪嵌在出气管道上，用于检测出气管道中的粉尘浓度。
3.以上两种检测方法中，第二种检测方案基本不需要人工参与，能减少工人的劳动强度，但是检测结果易受温度、管道内气体流量等的影响，检测结果不准确，业界认可度较低。大多数需要准确判断出气管道处风尘浓度的企业还是采用第一种取样方法，但是第一种取样方法需要工人攀登至出气管道处将取样滤布放置在取样管道的出气口，持续一定时间后再将取样滤布取下，整个过程工人的劳动环境极其恶劣，且在实际的取样过程中，为了防止工人出现意外，一般需要至少两个工人组成一组去取样，浪费人力物力。目前还没有替代第一种取样方法的自动取样系统。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中存在的不足之处，提供一种替代人工的干法除尘自动取样系统。
5.本发明的目的是以下述方式实现的：
6.一种用于干法除尘的自动取样系统，包括取样盒，所述取样盒为中空腔室结构，所述取样盒侧壁上设置有与所述中空腔室连通的取样进气口与取样出气口；所述取样盒内设置有主动辊和供料辊，所述主动辊和所述供料辊位于所述取样进气口的两侧，所述主动辊和所述供料辊均可转动的架设在所述取样盒的侧壁上，所述供料辊上套接有卷状的滤布，所述主动辊在驱动机构的驱动下将卷状的所述滤布从所述供料辊侧牵引至所述主动辊侧，实现所述滤布由所述供料辊至所述主动辊的传动。
7.作为本发明技术方案的一种可选方案，所述取样盒内与所述主动辊平行设置有一张紧辊，且所述张紧辊可转动地架设在所述取样盒的内侧壁上，所述滤布由所述供料辊绕过所述张紧辊，再由所述主动辊牵引传送。
8.作为本发明技术方案的一种可选方案，所述主动辊上方设置有一支撑梁，所述支撑梁上设置有顶紧组件，所述顶紧组件上设置有辅助轮，所述滤布夹紧在所述辅助轮与所述主动辊之间，所述辅助轮随所述主动辊转动，实现夹紧在两者之间的所述滤布的传送。
9.作为本发明技术方案的一种可选方案，所述顶紧组件包括设置在所述支撑梁上的至少两组顶紧气缸，所述顶紧气缸的缸体可拆卸地设置在所述支撑梁上，所述顶紧气缸的
伸缩轴上通过滚轮支架连接有所述辅助轮，所述辅助轮可转动地设置在所述滚轮支架上，所述辅助轮的中心线均与所述主动辊的中心线平行；所述顶紧气缸的缸体固定在第一连接板上，所述第一连接板通过拉紧螺栓与第二连接板连接，所述第一连接板和所述第二连接板分别位于所述支撑梁的两侧，旋紧所述拉紧螺栓，所述第一连接板与所述第二连接板夹紧在所述支撑梁的两侧进而将所述顶紧气缸固定在所述支撑梁上，旋松所述拉紧螺栓，所述顶紧气缸能够沿所述支撑梁移动进而调整所述辅助轮之间的距离。
10.作为本发明技术方案的一种可选方案，所述取样盒内设置有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将所述取样盒的中空腔室分隔成供料室、取样室和采集室，所述供料辊和所述张紧辊设置在所述供料室内，所述取样进气口和所述取样出气口对应贯穿所述取样室，所述主动辊设置在所述采集室内，所述第一隔板和所述第二隔板上还设置有用于传送所述滤布的长孔，所述采集室内在所述第二隔板和所述主动辊之间还设置有红外相机，所述红外相机设置在所述采集室的顶壁并朝向所述滤布设置。
11.作为本发明技术方案的一种可选方案，还包括终端显示屏，所述红外相机与所述终端显示屏通讯连接；还包括控制系统，所述控制系统包括存储模块和分析模块；所述控制系统与所述红外相机通讯连接；还包括警报系统，所述警报系统与所述控制系统电连接；所述控制系统的存储模块内设置有用于判断所述滤布污染程度的灰度阈值，所述分析模块用于分析所述红外相机采集到的所述滤布的灰度，当所述灰度超过所述灰度阈值时，所述警报系统发出警报。
12.作为本发明技术方案的一种可选方案，所述滤布上还喷有标号码。
13.作为本发明技术方案的一种可选方案，所述驱动机构为伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述主动辊连接用于驱动所述主动辊转动。
14.作为本发明技术方案的一种可选方案，所述主动辊远离所述第二隔板的一侧还设置有用于将采样完成后所述滤布折叠起来的摆布机构；所述摆布机构包括设置在所述伺服电机输出轴上的第一齿轮，所述第一齿轮还啮合有第二齿轮，所述第二齿轮可转动地设置在所述采集室内，所述第二齿轮朝向所述滤布的一侧固定设置有一连接轴，所述连接轴通过一连杆机构设置有摆杆，当所述伺服电机转动时，所述第二齿轮通过所述连杆机构带动所述摆杆摆动，进而实现由所述主动辊处垂下的所述滤布的折叠。
15.本发明还公开了该自动取样系统在干法除尘系统中的应用，所述取样进气口内伸入有设置在干法除尘系统出气管道处的取样管道，所述取样管道由所述取样进气口伸入所述滤布上方；所述取样出气口通过第一气管与所述出气管道连通；所述取样管道与所述第一气管之间还设置有将二者连通的第二气管；所述取样管道上在所述第二气管的进气口与所述取样盒之间设置有第一电动球阀；所述第二气管上设置有第二电动球阀；所述出气管道上在所述取样管道的进气口与所述第一气管的出气口之间设置有第三电动球阀。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明的用于干法除尘的自动取样系统能够实现在干法除尘系统的出气管道处的滤布取样，替代人工取样，大大减少了工人的劳动强度，同时减少了因工人的主观因素造成的取样结果偏差，能够准确地判断干法除尘系统的除尘状况，作出适应性干预。
18.另外还可以对取样结果的实时监测，并自动地对取样结果进行判断，实现异常结果的自动报警，提高了该取样系统的智能性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例中自动取样系统干法除尘系统中应用的示意图。
21.图2为本发明实施例中自动取样系统的示意图。
22.图3为本发明实施例中自动取样系统的右侧视图。
23.图4为图3中a
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a截面处的示意图。
24.图5为本发明实施例中自动取样系统的正视图。
25.图6为图5中b
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b截面处的示意图。
26.图7为图6中c处的局部放大图。
27.图8为本发明实施例中自动取样系统的取样盒内部的结构示意图。
28.图9为图5中d处的局部放大图。
29.图10为本发明实施例中的控制原理图。
30.附图标记：
31.100
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取样盒；101
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取样进气口；102
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取样出气口；103
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第一隔板；104
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第二隔板；1041
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长孔；105
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供料室；106
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取样室；107
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采集室；111
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主动辊；112
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供料辊；113
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滤布；1131
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标号码；114
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驱动机构；115
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张紧辊；116
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支撑梁；117
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行星减速机；120
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顶紧组件；121
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辅助轮；122
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顶紧气缸；123
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滚轮支架；124
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第一连接板；125
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拉紧螺栓；126
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第二连接板；130
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摆布机构；131
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第一齿轮；132
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第二齿轮；133
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连接轴；134
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连杆机构；135
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摆杆；200
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干法除尘系统；210
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出气管道；220
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取样管道；230
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第一气管240
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第二气管；250
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第一电动球阀；260
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第二电动球阀；270
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第三电动球阀；300
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取样粉尘斑；400
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红外相机；500
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终端显示屏；600
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控制系统；610
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存储模块；620
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分析模块；700
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警报系统。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本申请文件中，以该取样系统在布袋式除尘系统中的应用为例，可以理解的是，本申请文件中所述的取样系统同样适用于其他的干法除尘系统。
36.如图2至图4所示，本发明公开了一种用于干法除尘的自动取样系统，包括取样盒100，取样盒100为中空腔室结构，取样盒100侧壁上设置有与中空腔室连通的取样进气口
101与取样出气口102；取样盒内设置有主动辊111和供料辊112，主动辊111和供料辊112位于取样进气口101的两侧，主动辊111和供料辊112均可转动的架设在取样盒100的侧壁上，供料辊112上套接有卷状的滤布113，主动辊111在驱动机构114的驱动下将卷状的滤布113从供料辊112侧牵引至主动辊111侧，实现滤布113由供料辊112至主动辊111的传动。
37.在实际使用的过程中，如图1所示，取样进气口101内伸入有设置在干法除尘系统200出气管道210处的取样管道220，取样管道220由取样进气口101伸入滤布113上方；取样出气口101通过第一气管230与出气管道210连通；取样管道220与第一气管230之间还设置有将二者连通的第二气管240；取样管道220上在第二气管240的进气口与取样盒100之间设置有第一电动球阀250；第二气管240上设置有第二电动球阀260；出气管道210上在取样管道220的进气口与第一气管230的出气口之间设置有第三电动球阀270。
38.正常情况下，第一电动球阀250和第二电动球阀260闭合，第三电动球阀270开启，经过干法除尘系统200除尘后的气体经由出气管道210进入下道工序，当需要检测出气管道210中气体的粉尘含量时，先开启第二电动球阀260，关闭第三电磁阀270，使得气体先经由取样管道220及第二气管240进入出气管道，冲出取样管道中残留的气体，避免取样误差。
39.随后，关闭第二电动球阀260，开启第一电动球阀250，气体经由取样管道220进入取样盒100，冲击在供料辊112和主动辊111之间的滤布上，规定时间后即完成取样。在滤布上留下取样粉尘斑300，根据取样粉尘斑300的颜色深度即可对干法除尘系统200的除尘效果进行直观判断。若想进行多次取样，则在驱动机构114的带动下，主动辊111牵引滤布由供料辊112向主动辊111方向传料，驱动机构114可以根据实际需要选择间歇驱动，完成单次取样后，滤布113向主动辊111方向传送一定距离，使得取样进气口101处对应的滤布为干净无污染的滤布，可以再次进行取样。
40.待取样完成后，关闭第一电动球阀250，打开第三电动球阀270，使得取样管道220闭合，气体再次由出气管道210进入后续工序。带有粉尘的滤布缠绕在主动辊111上。
41.可以理解的是，为了方便将新的成卷滤布113放入供料辊112上，以及方便将取样完成后的滤布从主动辊111拆下以观察粉尘含量，取样盒100对应侧壁为可拆卸式侧壁，本领域技术人员根据实际的需求即可对取样盒100的侧壁作出适用性的设计，因此，在此不再赘述。
42.这种方案可以代替传统的人工取样，只需要定期更换新的滤布卷即可，大大减少了工人的劳动强度，同时减少了因工人的主观因素造成的取样结果偏差，能够准确地判断干法除尘系统的除尘状况，作出适应性干预。例如，对于布袋式除尘系统，当取样后滤布上粉尘较多时，取样粉尘斑300颜色较深，说明除尘效果不佳，可能原因是除尘滤袋上的灰尘饱和，此时就需要控制布袋式除尘系统上的电磁脉冲阀对除尘滤袋进行反吹。若反吹后除尘效果仍不能满足需求，则可能是除尘滤袋出现破损，需要对除尘滤袋进行更换。
43.在以上的技术方案中，滤布直接由供料辊112传送至驱动机构114驱动的主动辊111上，在取样的过程中，为了保证取样结果的准确性，滤布113最好直接贴紧取样管道220的出气口处，因此在本方案中，再次如图4所示，取样盒100内与主动辊111平行设置有一张紧辊115，且张紧辊115可转动地架设在取样盒100的内侧壁上，滤布113由供料辊112绕过张紧辊115，再由主动辊111牵引传送。这样就能保证张紧辊115与主动辊111之间的滤布113始终保持水平状态，可以方便贴紧在取样管道220的出气口处，提高了取样的准确性。
44.在以上的技术方案中，取样后的滤布113可缠绕在主动辊111上，在驱动机构114的驱动下实现滤布由供料辊112朝向主动辊111的传送，但是这种方案中，可能会存在取样后滤布113在主动辊111上缠绕过紧造成的滤布113上各个取样粉尘斑300之间相互污染，影响取样结果的准确性。在本方案中，如图4和图9所示，主动辊111上方设置有一支撑梁116，支撑梁116上设置有顶紧组件120，顶紧组件120上设置有辅助轮121，滤布113夹紧在辅助轮121与主动辊111之间，辅助轮121随主动辊111转动，实现夹紧在两者之间的取样后滤布113的传送。在本方案中，取样后的滤布113无需缠绕在主动辊111上，从主动辊111上垂下后可以仅在重力的作用下落在取样盒100的底壁上，可以理解的是，为了方便去下取样完成后的滤布113，可以将取样盒的底壁设置成可拆卸式，本领域技术人员在本方案的指导下可以做出适应性的设计。
45.作为上述技术方案的一种具体的方案，如图8和图9所示，顶紧组件120包括设置在支撑梁116上的至少两组顶紧气缸122，顶紧气缸122的缸体可拆卸地设置在支撑梁116上，顶紧气缸的伸缩轴上通过滚轮支架123连接有辅助轮121，辅助轮121可转动地设置在滚轮支架123上，辅助轮121的中心线均与主动辊111的中心线平行；在顶紧气缸122的驱动下，辅助轮121与主动辊111能够将两者之间的滤布113夹紧并在驱动机构114的驱动下实现传送，防止因夹持力不够造成的滤布113在传送过程中出现打滑现象。
46.其中，顶紧气缸122与支撑梁116的连接方式为，顶紧气缸122的缸体固定在第一连接板124上，第一连接板124通过拉紧螺栓125与第二连接板126连接，第一连接板124和第二连接板126分别位于支撑梁116的两侧，旋紧拉紧螺栓125，第一连接板124与第二连接板126夹紧在支撑梁116的两侧进而将顶紧气缸122固定在支撑梁116上，旋松拉紧螺栓125，顶紧气缸122能够沿支撑梁116移动进而调整辅助轮121之间的距离，辅助轮121之间的距离以避开滤布113上取样粉尘斑300为宜。
47.在以上的技术方案中，取样完成后的滤布113堆积在取样盒100的底壁上，可以隔一段时间取下观察滤布113观察取样粉尘斑300状态，只能根据滤布卷的跟换时间及驱动机构114的驱动频率判断每块取样粉尘斑300的取样时间；且取样的过程中从取样管道220与滤布113之间缝隙溢出的气体容易污染供料辊112上未取样的滤布，也容易对取样完成后的取样粉尘斑300造成二次污染。在本方案中，如图3至图7所示，取样盒100内设置有第一隔板103和第二隔板104，第一隔板103和第二隔板104将取样盒100的中空腔室分隔成供料室105、取样室106和采集室107，供料辊112和张紧辊115设置在供料室105内，取样进气口101和取样出气口102对应贯穿取样室106，主动辊111设置在采集室107内，第一隔板103和第二隔板104上还设置有用于传送滤布的长孔1041，第一隔板103和第二隔板104的设置将取样管道220的出气口隔绝在取样室106中，避免了对供料室105中未取样滤布113的污染，也能防止气体对采集室107中取样完成的滤布113造成污染，进一步保证了取样结果的稳定性。
48.另外，采集室107内在第二隔板104和主动辊111之间还设置有红外相机400，红外相机400设置在采集室107的顶壁并朝向滤布113设置。红外相机400可以对取样完成后的滤布上的取样粉尘斑300进行拍照，记录每块取样粉尘斑300的取样时间。
49.另外，为了能够及时获取样结果，实现对干法除尘系统200的除尘效果进行实时监测，如图10所示，该自动取样系统还包括终端显示屏500，所述红外相机400与所述终端显示屏500通讯连接；红外相机400采集到的取样结果实时显示在终端显示屏500上，终端显示屏
500可以设置在中控室，工作人员可以实时观察到红外相机的采集结果。
50.还包括控制系统600，控制系统600包括存储模块610和分析模块620；控制系统600与红外相机400通讯连接；控制系统600的存储模块610内设置有用于判断滤布污染程度的灰度阈值，分析模块620用于分析红外相机400采集到的滤布的灰度；还包括警报系统700，警报系统700与控制系统600电连接；当灰度超过灰度阈值时，警报系统700发出警报。提醒工作人员注意，工作人员可以根据红外相机400采集到的结果作出适应性的干预，例如对除尘滤袋进行反吹，或者判断是否需要对除尘滤袋进行更换。
51.在这种方案中可以实现对干法除尘系统200出气管道210的气体进行自动取样及对取样结果的实时监测，可以自动地对取样结果进行判断，并实现异常结果的自动报警，大大减少了工人的劳动强度。
52.可以理解的是，为了进一步实现对该自动取样系统的智能控制，再次如图10所示，控制系统600与第一电动球阀250、第二电动球阀260、第三电动球阀270均为电性连接，可以对整个取样过程进行智能控制。
53.红外相机400的设置可以及时地对取样结果进行采集并实时观察，在这种情况下，采样完成后的滤布113可以做为“留底”，用作后续必要时，对取样结果进行对照。为了能够将红外相机400采集到的取样粉尘斑300与滤布113上的取样粉尘斑对应起来，在滤布113上间歇喷有标号码1131，使得每一个标号码1131对应一个取样粉尘斑300。后续对照时，可以根据红外相机400上采集到的取样粉尘斑300对应的标号码1131查找对应滤布上的取样粉尘斑300。
54.根据以上说明，驱动机构114可以实现对滤布113的间歇驱动即可，在本方案中，作为一种具体的结构，驱动机构114为伺服电机，伺服电机114的输出轴与主动辊111连接用于驱动主动辊111转动，可以理解的是，在实际的应用过程中，本领域技术人员可以根据实际需要在伺服电机的输出轴处增设星星减速机117以满足不同的传送需求。
55.另外，在上述的方案中，取样完成后的滤布113无序地堆积在取样盒100的底壁上，这样在取走滤布的过程中较为不便，在本方案中，如图8所示，主动辊111远离第二隔板104的一侧还设置有用于将采样完成后滤布113折叠起来的摆布机构130；摆布机构130包括设置在伺服电机输出轴上的第一齿轮131，第一齿轮131还啮合有第二齿轮132，第二齿轮132可转动地设置在采集室107内，第二齿轮132朝向滤布113的一侧固定设置有一连接轴133，连接轴133通过一连杆机构134设置有摆杆135，当伺服电机转动时，第二齿轮132通过连杆机构134带动摆杆135摆动，进而实现由主动辊111处垂下的滤布113折叠，方便后续将滤布取走。
56.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。