CN112305159A - 转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，包括与转炉烟道连通的过滤装置、与过滤装置连通的管道、连接在管道上的用于分析一氧化碳浓度的分析仪以及用于将气体抽入到分析仪中的取样泵，所述过滤装置包括密封的外壳、设置在外壳内的滤芯，所述管道上沿管道的径向设有过滤罐，所述过滤罐中螺纹连接有镂空的龙骨架，所述龙骨架的夹层中密封设有布袋，所述龙骨架的上段一体设有密封板，下端一体设有连接环，所述管道与过滤罐对接口位于密封板和连接环之间，所述连接环与过滤罐才用密封螺纹对接，所述过滤罐上设有用于驱动龙骨架自动转动的驱动装置。本发明具有减少维修的次数和频率，进而减小维护的成本的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一氧化碳浓度检测的技术领域，更具体地说，它涉及一种转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置。
背景技术
钢铁材料是各行各业的基础材料，钢铁的质量决定产品的质量，例如钢筋的抗拉抗压强度决定了桥梁建筑的牢靠性。钢铁在生产的时候，通过焦炭与氧化铁进行氧化还原反应，反应不完全时会产生一氧化碳，因此需要对转炉烟气通道中的一氧化碳进行检测。
申请号为2017105143378的中国专利公开了一种电化学一氧化碳浓度检测装置，包括恒温测量气室、抽气泵、取样电磁阀、标定电磁阀、加热制冷模块、电化学信号采集模块和控制***，恒温测量气室上设有进气通道，进气通道上设有抽气泵和取样电磁阀，恒温测量气室内部设有加热制冷模块、温湿度传感器和电化学信号采集模块，恒温测量气室上还设有标定通道，标定通道上设有标定电磁阀，取样电磁阀、标定电磁阀、电化学信号采集模块、温湿度传感器、加热制冷模块均与控制***连接。
上述电化学一氧化碳浓度检测装置，在对烟气进行检测的过程中，由于烟气中含有焦炭、粉尘等固体颗粒，需要对这些杂质进行过滤，现有的采用过滤网或者过滤芯来对杂质进行过滤，但是这样会带来定期清理过滤网或者过滤芯，造成维护次数频繁，维护成本高的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其优点是，减少维修的次数和频率，进一步减小维护的成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，包括与转炉烟道连通的过滤装置、与过滤装置连通的管道、连接在管道上的用于分析一氧化碳浓度的分析仪以及用于将气体抽入到分析仪中的取样泵，所述过滤装置包括密封的外壳、设置在外壳内的滤芯，所述管道上沿管道的径向设有过滤罐，所述过滤罐中螺纹连接有镂空的龙骨架，所述龙骨架的夹层中密封设有布袋，所述龙骨架的上段一体设有密封板，下端一体设有连接环，所述管道与过滤罐对接口位于密封板和连接环之间，所述连接环与过滤罐才用密封螺纹对接，所述过滤罐上设有用于驱动龙骨架自动转动的驱动装置。
上述设置达到的效果：过滤装置作为初级过滤，过滤掉大颗粒，这些大颗粒通过取样泵反吹，即可将这些固体颗粒从过滤芯上吹回到转炉烟道中。过滤罐和布袋进行二次过滤，由于管道与过滤罐的对接处比较小，当与管道接触的布袋透气性大幅度降低时，此时驱动装置驱动龙骨架转动，使得没有被灰尘封堵上的布袋继续对准管道，当一层的布袋全部使用过后，龙骨架转动多圈，使得下一层的布袋对准管道和过滤罐的对接处，这样能够减少布袋更换的次数，减少人工维护的次数，进一步降低人工维护的成本。
进一步设置：所述驱动装置包括沿过滤罐的轴向固定在密封板上的多边形的驱动杆、滑移套设在驱动杆上的驱动套以及用于驱动驱动套转动的伺服电机，所述过滤罐的上端可拆卸连接有支架，所述伺服电机固定在支架上。
上述设置达到的效果：伺服电机工作后，带动驱动套转动，驱动套带动驱动杆转动，转动杆转动后带动龙骨架转动，驱动杆为多边形的，只能够在驱动套中滑动而不能够与驱动套之间相对转动。从而实现自动驱动龙骨架转动作用。
进一步设置：所述驱动装置还包括用于控制伺服电机的控制***，所述控制***包括固定在管道上的电磁流量计、用于控制伺服电机的控制器，在所述取样泵恒力抽取检测气体时，所述电磁流量计检测到气体流量小于设定阈值时将信号传递给控制器，所述控制器接收到电磁流量计的信号后，控制所述伺服电机工作，使得所述布袋的不同位置对准管道的出口。
上述设置达到的效果：在取样泵恒力抽取检测气体时，电磁流量计检测到气体流量小于设定阈值时将信号传递给控制器，控制器接收到电磁流量计的信号后，控制伺服电机工作，使得布袋的不同位置对准管道的出口。控制器具体为PLC控制器，通过对控制器编程来控制伺服电机，这样实现智能化控制伺服电机工作，更加的便捷。
进一步设置：所述过滤罐外位于连接环的下方设有用于控制伺服电机的行程开关，所述行程开关的触点延伸到过滤罐内，所述连接环触碰到行程开关的触点时，控制伺服电机停止转动。
上述设置达到的效果：行程开关用于自动提醒工作人员更换龙骨架。
进一步设置：所述管道上还接有用于除水的冷凝箱，所述冷凝箱内固定设有在冷凝箱内的成S形的分布的隔板，相邻所述隔板之间设有用于吸水的海绵，所述冷凝箱内设有用于挤压海绵的脱水装置。
上述设置达到的效果：冷凝箱用于加速水气凝结成水珠，海绵用于去除气体中的水。
进一步设置：所述脱水装置包括用于挤压海绵的夹板以及用于驱动夹板移动的气缸。
上述设置达到的效果：脱水装置用于挤压海绵，使得海绵能够长期使用。
进一步设置：所述管道上连接有用于对过滤装置进行反吹的进风管，所述滤芯内转动连接有用于清灰的刮板，所述外壳上固定有用于驱动刮板转动的减速电机，所述刮板上靠近滤芯的一面上固定有弹性的刷毛。
上述设置达到的效果：进风管用于对滤芯进行反吹，由于焦炭具有一定的粘性，配合刮板，能够缩短对滤芯的清理时间。
进一步设置：所述刷毛上固定设有阶梯状的连接杆，所述刮板上开设有滑孔，所述连接杆滑移连接在滑孔中，所述连接杆上套设有弹簧，所述滑孔中螺纹连接有挡圈，所述连接杆的细端穿过挡圈，所述弹簧的两端分别抵触在挡圈上和连接杆的粗端端面上。
上述设置达到的效果：当减速电机的转速越来越快时，此时刷毛的离心力也越来愈大，随着长久的使用，刷毛会有不可恢复的变形磨损等，此时可通过改变的电机的转速，来改变刷毛与滤芯之间的相对位置，确保刷毛能够自动调节。
进一步设置：还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置包括净化箱、可拆洗设置在净化箱内的氧化铜网以及用于对氧化铜加热的加热模块。
上述设置达到的效果：由于气色谱仪和不分光红外线一氧化碳分析仪而言，一氧化碳依旧存在检测气体中，这样会危害工作人员的健康，因此将检测过的尾气与灼热的氧化铜反应，将一氧化碳氧化成二氧化碳，有效保护工作人员的健康。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、在对烟气检测含量时，能够过滤掉烟气中的水、固体杂质，提高检测的精度并且能够保护好一氧化碳分析仪；
2、相比较现有技术，能够极大的增加维护的周期，从而能够降低人工维护的成本。
附图说明
图1是本实施例的整体和转炉烟道的结构示意图；
图2是本实施例的体现过滤装置和反吹的进风管的结构示意图；
图3是本实施例的过滤装置内部的结构示意图；
图4是本实施例的刮板的结构示意图；
图5是本实施例的过滤罐内部的结构示意图；
图6是本实施例的冷凝箱内部的结构示意图；
图7是本实施例的分析仪和尾气处理装置的结构示意图；
图8是本实施例的尾气处理装置的内部结构示意图。
图中：1、过滤装置；11、外壳；12、滤芯；13、刮板；14、减速电机；15、连接杆；16、弹簧；17、滑孔；18、挡圈；2、管道；3、分析仪；31、取样泵；41、过滤罐；42、龙骨架；43、布袋；44、连接环；45、密封板；5、驱动装置；51、驱动杆；52、驱动套；53、支架；54、伺服电机；61、进风管；62、鼓风机；63、电磁阀；72、电磁流量计；73、行程开关；80、冷凝箱；81、隔板；82、海绵；83、夹板；84、气缸；9、尾气处理装置；91、净化箱；92、氧化铜网；93、加热模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：参考图1-3，一种转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，包括与转炉烟道连通的过滤装置1、与过滤装置1连通的管道2、连接在管道2上的用于分析一氧化碳浓度的分析仪3以及用于将气体抽入到分析仪3中的取样泵31，取样泵31将转炉烟道中的烟气抽取到分析仪3中，由于烟气中含有固体颗粒需要过滤，此时用过滤装置1过滤掉，使得干净的气体进入分析仪3中，避免杂质影响检测结果。分析仪3可以是一氧化碳不分光红外线气体分析仪3、气相色谱仪、电量法检测仪。管道2的长度可以任意选定，根据实际的现场环境来选去。
参考图2-4，过滤装置1包括密封的外壳11、设置在外壳11内的滤芯12。外壳11通过法兰和转炉烟道连接，外壳11靠近转炉烟道的一端开口，另一端封闭；滤芯12和无外壳11同轴设置，并且滤芯12和外壳11间隔设置，管道2连接在外壳11的圆柱面上。气体从转炉烟道上进入外壳11内，再穿过滤芯12进入管道2中，从而将气体中焦炭、灰尘等颗粒过滤掉。滤芯12采由细铁丝制成过滤网经过卷圆制成，滤芯12包括多层过滤网，这样确保过滤的效果好。
参考图2-4，滤芯12固定在外壳11中，管道2上设有进风管61，进风管61上设置鼓风机62，进风管61和管道2上均设置电磁阀63，当对取样气体进行检测时，将管道2上电磁阀63打开，将进风管61上的电磁阀63关上；在对滤芯12进行清理时，将管道2上电磁阀63关上，将进风管61上电磁阀63打开，此时鼓风机62开始吹风，从而对滤芯12进行反吹，确保滤芯12的透气性好。
参考图2-4，滤芯12内转动连接有用于清灰的刮板13，外壳11上固定有用于驱动刮板13转动的减速电机14，刮板13上靠近滤芯12的一面上固定有弹性的刷毛。当减速电机14工作时刷毛不断对滤芯12进行清理，配合反向吹风，将滤芯12中的灰尘、焦炭吹到转炉烟道中，减少人工清理的次数，进而减小人工维护的成本。
参考图2-4，刷毛上固定设有阶梯状的连接杆15，刮板13上开设有滑孔17，连接杆15滑移连接在滑孔17中，连接杆15上套设有弹簧16，滑孔17中螺纹连接有挡圈18，连接杆15的细端穿过挡圈18，弹簧16的两端分别抵触在挡圈18上和连接杆15的粗端端面上。弹簧16的设置，使得刷毛具有一定的弹性，避免刮板13在启动时，卡死在滤芯12中；当减速电机14的转速越来越快时，此时刷毛的离心力也越来愈大，随着长久的使用，刷毛会有不可恢复的变形磨损等，此时可通过改变的电机的转速，来改变刷毛与滤芯12之间的相对位置，确保刷毛能够自动调节。
参考图5-7，管道2上沿管道2的径向设有过滤罐41，管道2和过滤罐41连通；过滤罐41中螺纹连接有镂空的龙骨架42，这样使得龙骨架42能够透气，龙骨架42的夹层中密封嵌设有布袋43，龙骨架42的上段一体设有密封板45，下端一体设有连接环44，密封板45和连接环44均与过滤罐41采用密封螺纹连接；管道2与过滤罐41对接口位于密封板45和连接环44之间，过滤罐41上设有用于驱动龙骨架42自动转动的驱动装置5。布袋43进行二次过滤，确保待测气体中不含有其他的杂质，由于布袋43实用过一段时间后，就不能够再用，这样导致维护频繁，维护成本比较高。上述结构，当布袋43透气性大幅度降低时，此时驱动装置5驱动龙骨架42转动，使得没有被灰尘封堵上的布袋43继续对准管道2，当一层的布袋43全部使用过后，龙骨架42转动多圈，使得下一层的布袋43对准管道2和过滤罐41的对接处，这样能够减少布袋43更换的次数。
参考图5-7，驱动装置5包括沿过滤罐41的轴向固定在密封板45上的驱动杆51、滑移套设在驱动杆51上的驱动套52以及用于驱动驱动套52转动的伺服电机54，过滤罐41的上端可拆卸连接有支架53，伺服电机54固定在支架53上，支架53通过法兰和螺栓与过滤罐41可拆卸对接。驱动装置5还包括用于控制伺服电机54的控制***，控制***包括固定在管道2上的用于检测气体流量的电磁流量计72、用于控制伺服电机54的控制器，在取样泵31恒力抽取检测气体时，电磁流量计72检测到气体流量小于设定阈值时将信号传递给控制器，控制器接收到电磁流量计72的信号后，控制伺服电机54工作，使得布袋43的不同位置对准管道2的出口。控制器具体为PLC控制器，通过对控制器编程来控制伺服电机54。
参考图5-7，过滤罐41外位于连接环44的下方设有用于控制伺服电机54的行程开关73，行程开关73的触点延伸到过滤罐41内，连接环44触碰到行程开关73的触点时，形成开关控制伺服电机54停止转动，同时控制器针对伺服电机54停机而发出报警信号，控制器可以与蜂鸣器配合使用，进而控制蜂鸣器报警而提醒人们更换龙骨架42。更换龙骨架42时，将支架53从过滤罐41上拆卸下来，再人工转动龙骨架42，直到龙骨架42脱离过滤罐41。
参考图2和图6，管道2上位于过滤罐41和过滤装置1之间还接有用于除水的冷凝箱80，转炉内水汽比较重，当水汽遇冷后会凝结成水珠，冷凝箱80的侧壁中设置空腔，空腔内通入冷水，这样加速水汽凝结。冷凝箱80内固定设有在冷凝箱80内的成S形的分布的隔板81，隔板81增加气体流动的长度，相邻隔板81之间设有用于吸水的海绵82，海绵82能够进一步起到过滤杂质的作用，同时用于吸水。冷凝箱80内设有用于挤压海绵82的脱水装置，当海绵82吸收一定的水后，将失去吸水的作用，此时通过脱水装置脱水，确保海绵82始终具有吸水功能。
参考图6，脱水装置包括用于挤压海绵82的夹板83以及用于驱动夹板83移动的气缸84，夹板83位于海绵82的上下两侧，夹板83采用透气型的硬板，其中一个夹板83固定在冷凝箱80或者隔板81上，另一个夹板83与气缸84固定连接。气缸84周期性的驱动夹板83，从而不断对海绵82进行除水。
参考图7-8，分析仪3的出气管上还设置尾气处理装置9，对于气色谱仪和不分光红外线一氧化碳分析仪3而言，一氧化碳依旧存在检测气体中，这样会危害工作人员的健康。尾气处理装置9包括净化箱91、可拆洗设置在净化箱91内的氧化铜网92以及用于对氧化铜加热的加热模块93，加热模块93采用电加热，氧化铜网92内嵌设有电阻丝。当样本气体经过灼热的氧化铜时，发生氧化还原反应，将一氧化碳变成二氧化碳。氧化铜被完全还原成铜后，更换新的氧化铜网92即可。
上述实施例的实施原理为：首先取样泵31工作，使得转炉烟道中空气进入过滤装置1的初步过滤，再经过海绵82吸收气体中的水汽，然而二次精细过滤，使得样本气体纯净后，进入分析仪3中进行一氧化碳的浓度检测，最后将样本气体通入尾气处理装置9中进行净化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：包括与转炉烟道连通的过滤装置(1)、与过滤装置(1)连通的管道(2)、连接在管道(2)上的用于分析一氧化碳浓度的分析仪(3)以及用于将气体抽入到分析仪(3)中的取样泵(31)，所述过滤装置(1)包括密封的外壳(11)、设置在外壳(11)内的滤芯(12)，所述管道(2)上沿管道(2)的径向设有过滤罐(41)，所述过滤罐(41)中螺纹连接有镂空的龙骨架(42)，所述龙骨架(42)的夹层中密封设有布袋(43)，所述龙骨架(42)的上段一体设有密封板(45)，下端一体设有连接环(44)，所述管道(2)与过滤罐(41)对接口位于密封板(45)和连接环(44)之间，所述连接环(44)与过滤罐(41)才用密封螺纹对接，所述过滤罐(41)上设有用于驱动龙骨架(42)自动转动的驱动装置(5)。
2.根据权利要求1所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：所述驱动装置(5)包括沿过滤罐(41)的轴向固定在密封板(45)上的多边形的驱动杆(51)、滑移套设在驱动杆(51)上的驱动套(52)以及用于驱动驱动套(52)转动的伺服电机(54)，所述过滤罐(41)的上端可拆卸连接有支架(53)，所述伺服电机(54)固定在支架(53)上。
3.根据权利要求2所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：所述驱动装置(5)还包括用于控制伺服电机(54)的控制***，所述控制***包括固定在管道(2)上的电磁流量计(72)、用于控制伺服电机(54)的控制器，在所述取样泵(31)恒力抽取检测气体时，所述电磁流量计(72)检测到气体流量小于设定阈值时将信号传递给控制器，所述控制器接收到电磁流量计(72)的信号后，控制所述伺服电机(54)工作，使得所述布袋(43)的不同位置对准管道(2)的出口。
4.根据权利要求3所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：所述过滤罐(41)外位于连接环(44)的下方设有用于控制伺服电机(54)的行程开关(73)，所述行程开关(73)的触点延伸到过滤罐(41)内，所述连接环(44)触碰到行程开关(73)的触点时，控制伺服电机(54)停止转动。
5.根据权利要求1所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：所述管道(2)上还接有用于除水的冷凝箱(80)，所述冷凝箱(80)内固定设有在冷凝箱(80)内的成S形的分布的隔板(81)，相邻所述隔板(81)之间设有用于吸水的海绵(82)，所述冷凝箱(80)内设有用于挤压海绵(82)的脱水装置。
6.根据权利要求5所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：所述脱水装置包括用于挤压海绵(82)的夹板(83)以及用于驱动夹板(83)移动的气缸(84)。
7.根据权利要求1所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：所述管道(2)上连接有用于对过滤装置(1)进行反吹的进风管(61)，所述滤芯(12)内转动连接有用于清灰的刮板(13)，所述外壳(11)上固定有用于驱动刮板(13)转动的减速电机(14)，所述刮板(13)上靠近滤芯(12)的一面上固定有弹性的刷毛。
8.根据权利要求7所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：所述刷毛上固定设有阶梯状的连接杆(15)，所述刮板(13)上开设有滑孔(17)，所述连接杆(15)滑移连接在滑孔(17)中，所述连接杆(15)上套设有弹簧(16)，所述滑孔(17)中螺纹连接有挡圈(18)，所述连接杆(15)的细端穿过挡圈(18)，所述弹簧(16)的两端分别抵触在挡圈(18)上和连接杆(15)的粗端端面上。
9.根据权利要求1所述的转炉烟气通道一氧化碳浓度检测装置，其特征在于：还包括尾气处理装置(9)，所述尾气处理装置(9)包括净化箱(91)、可拆洗设置在净化箱(91)内的氧化铜网(92)以及用于对氧化铜加热的加热模块(93)。
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