专利名称：一种超细微颗粒物取样装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种超细微颗粒物取样装置。
背景技术：
普通的超细微颗粒物取样装置或只有采样系统，或只有采样系统和稀释系统；或只有采样系统和冷却系统。若没有冷却系统，则只能用于低、中温环境，在高温环境下长时间工作，取样管会因为过高的温度而被烧坏，即使现有冷却系统，也存在采样管头部冷却效率不理想的状况；若没有稀释系统，则无法提取超细颗粒物，即使用其它方法提取到颗粒物，也不能保证试验反应时间的精确性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种超细微颗粒物取样装置；该取样装置可以有效地提取超细颗粒物并预防所取样品在取样管内部的继续反应；同时，可以大大降低高温气体样品温度，确保取样管可在高温环境下长期连续工作。
本发明提供的一种超细微颗粒物取样装置，包括取样管和冷却水路，其特征在于管头位于中心取样管的上端，外层套管套在中心取样管外，外层套管与中心取样管之间设有用于冷却的进水管和出水管，进水管的管口位于中心取样管的下端部，出水管的管口位于中心取样管的上端部，外层套管与中心取样管之间设有二根稀释气管，其出气口对称位于管头上；管头、中心取样管和外层套管形成的腔体为密封状。
本发明的优点在于由于具备惰性气体稀释通道，不仅可以降低取样管内的高温气体样品温度，保护中心取样管(特别是其头部)，而且惰性气体成分可以充分稀释所取气体样品，即保证了能有效提取样品，又防止样品在取样管内的继续反应，从而保证所取样品与取样点处成分一致；该装置所具备的冷却水路，其冷却效果优于现有技术；该冷却水路可以对处于高温环境下工作的中心取样管进行连续冷却，大大降低取样管的整体温度，从而保证取样管可在高温环境下长期连续工作，实现高温环境下的超细微颗粒物连续取样。
图1为本发明提供的取样装置的纵向剖面结构示意图；图2为本发明提供的取样装置的横向剖面结构示意图；图3为图1和图2的A-A剖面图。
具体实施例方式
下面结合实例和附图对本发明作进一步的详细说明。
如附图所示，中心取样管5的一端与管头1相连，另一端连接抽气泵抽取高温烟尘样品，携带超细颗粒物的高温烟气通过取样装置的管头1和中心取样管5送入其他收集和分析装置。中心取样管5外套有外层套管2。在中心取样管5和外层套管2之间设有冷却水的进水管3和冷却水的出水管3’。进水管3的管口位于中心取样管5的下端部，出水管3’的管口位于中心取样管5的上端部，形成冷却水路对所取样品进行冷却，以便实现高温下的连续取样。在中心取样管5和外层套管2之间设置有二根氮气管6、7，氮气管6、7的管口对称位于管头1中。管头1、中心取样管5和外层套管2应构成一个密封腔。为制作方便，外层套管2下端采用密封端盖4密封。
在制作过程中应注意以下几个问题(1)确保中心取样管5与管头1的密封，防止冷却水进入中心取样管5，造成收集到的实验样品湿润，导致试验失败，并有可能损坏中心取样管5后部所连接的分析设备；(2)确保氮气管6与管头1的密封，防止氮气进入冷却水路，影响N2稀释系统的稀释效果以及管头1与冷却水路系统内的冷却效果，在高温试验时损坏取样装置，并导致试验失败。(3)冷却水出水管3’的管口与管头之间的距离d1的值应在3-8mm之内，推荐5mm。d1值太小则会因为少量水汽化后造成内部压力大，冷却水难以进入；d1值太大则会影响采样装置头部的冷却效果。(4)冷却水进水管3伸入外层套管的长度d2的值不宜太长，推荐5-8mm，以免减少有效冷却水体积。
本发明的结构设计，使本发明具备冷却水路，可以有效地降低取样装置内的介质温度，保证本装置可以在高温下连续取样。同时，采用两根对称分布的氮气管通以氮气稀释所取的高温烟尘样品，不仅可以利用氮气流的风冷作用降低取样器头部的温度，保护取样头，更重要的是通过惰性气体成分充分稀释所取样品，这样即可以保证有效提取样品，又可以防止样品在取样管内的继续反应，从而保证所取样品与取样点处成分一致，确保试验的准确性。本取样装置的冷却水流量根据制造取样管的耐热不锈钢金属的耐热程度、取样点环境温度、冷却水管径，在保证冷却水管管内冷却水不汽化的前提下确定，并且可以通过改变管内流速进行调节；稀释气体--氮气的用量根据取样对象、取样管管径、氮气管径确定，在满足等速取样原理的条件下(即所取气体与稀释气体的混合样在取样管内的流速与高温流动烟尘的流速一致)，可以通过改变取样管内的气体流速进行调节。
权利要求
1.一种超细微颗粒物取样装置，包括取样管和冷却水路，其特征在于管头(1)位于中心取样管(5)的上端，外层套管(2)套在中心取样管(5)外，外层套管(2)与中心取样管(5)之间设有用于冷却的进水管(3)和出水管(3’)，进水管(3)的管口位于中心取样管(5)的下端部，出水管(3’)的管口位于中心取样管(5)的上端部，外层套管(2)与中心取样管(5)之间设有二根稀释气管(6、7)，其出气口对称位于管头(1)上；管头(1)、中心取样管(5)和外层套管(2)形成的腔体为密封状。
2.根据权利要求1所述的取样装置，其特征在于出水管(3’)的管口与管头(1)之间的距离(d1)为3-8mm。
3.根据权利要求1所述的取样装置，其特征在于进水管(3)伸入外层套管的长度(d2)为5-8mm。
全文摘要
本发明公开的一种超细微颗粒物取样装置，其管头位于中心取样管的上端，外层套管套在中心取样管外，管层之间设有用于冷却的进水管和出水管，进水管的管口位于中心取样管的下端部，出水管的管口位于中心取样管的上端部，外层套管与中心取样管之间设有二根稀释气管，其出气口对称位于管头上；管头、中心取样管和外层套管形成的腔体为密封状。本发明对高温烟气进行稀释，以保证有效提取样品，并阻止所取样品在取样管内发生反应，保证反应时间的精确性，同时降低取样器头部温度，保护取样装置。并设置冷却水路，以降低取样装置的温度，避免高温受损。本发明特别适合于高温环境下(如各种燃烧装置、冶金炉、工业窑炉等)的超细微颗粒物取样。
文档编号G01N1/38GK1570590SQ20041001310
公开日2005年1月26日 申请日期2004年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者徐明厚, 郑楚光, 刘小伟, 柳朝晖, 于敦喜, 黄建辉 申请人:华中科技大学
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