一种制酸烟气单点多项采样装置及采样方法与流程

1.本发明涉及采样设备技术领域，尤其涉及一种制酸烟气单点多项采样装置及采样方法。

背景技术：

2.在铜冶炼的过程当中，二氧化硫气体用来制取硫酸，二氧化硫烟气经过净化、除雾、干燥等工序转化为三氧化硫，完成制酸过程；但是烟气中含有大量的有害杂质，如砷、氟、酸雾等，需要经过采样检验便于指标的控制。
3.传统的制酸烟气采样包括单点烟气采样以及多点烟气采样，均需要在烟气管道内引流处一根气流，对烟气进行采样分析；传统的烟气采样的过程当中当需要采集多项样本时，需要人工或者机器更换不同的采样瓶，更换的过程不仅繁琐，效率较低，最重要的是更换的过程当中容易产生有害烟气泄露的现象，在采样初期需要排空引气管道内的余气，在这个过程当中同样存在烟气外溢的情况，影响周围环境以及工作人员身体健康；因此，如何在采样过程当中降低烟气外溢的状况是需要解决的问题。

技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种制酸烟气单点多项采样装置及采样方法，该发明能够在封闭的状态下自动完成对多个采样瓶的烟气灌装，避免烟气外溢，降低了对环境的影响，同时提高了采样效率。
5.为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种制酸烟气单点多项采样装置，包括安装于行走单元上的灌装主体，所述灌装主体内部设置有灌装组件，所述灌装主体包括灌装壳体，所述灌装壳体内壁固定连接有灌装挡板，所述灌装挡板表面开有若干个用于安装采样瓶的灌装安装口，所述灌装挡板与灌装壳体内壁之间形成第一灌装腔室，所述灌装组件位于第一灌装腔室内，所述第一灌装腔室内设置有用于控制灌装组件移动的控制组件，所述灌装组件包括灌装安装基座，所述灌装安装基座侧壁安装两个灌装支管，两个所述灌装支管连通有采样单元，所述采样单元包括采样，所述采样包括两个并列设置的采样管，两个所述采样管分别与对应的灌装支管相连通，第一个所述采样管串接有泵体，第二个所述采样管串接有三通组件。
6.优选地，所述灌装挡板位于灌装壳体的中间位置，所述灌装壳体内壁转动连接有密封门，所述密封门、灌装挡板以及灌装壳体之间形成第二灌装腔室。
7.优选地，所述控制组件包括第一控制装置、第二控制装置以及第三控制装置，其中通过第一控制装置控制灌装组件沿着第一方向线性移动，通过第二控制装置控制灌装组件沿着第二方向线性移动，通过第三控制装置控制灌装组件沿着第三方向线性移动。
8.优选地，所述第三控制装置包括控制基座，所述控制基座内壁开有控制腔室，所述控制腔室内密封滑动连接有控制活塞，所述控制活塞侧壁固定连接有与灌装安装基座相固定的控制杆，所述控制活塞将控制腔室分隔为第一控制腔室以及第二控制腔室，所述第一
控制腔室连通有泵气设备。
9.优选地，所述灌装支管包括灌装管壳体，所述灌装管壳体内壁固定连接有灌装气囊，所述灌装气囊为o形且位于灌装管壳体边缘部分，所述灌装气囊与第二控制腔室相连通。
10.优选地，所述灌装支管内壁设置有单向阀门，所述单向阀门位于灌装气囊内侧。
11.优选地，所述灌装挡板侧壁安装有位于第一灌装腔室内的循环组件，所述循环组件包括循环主体以及第一循环风管以及第二循环风管，所述循环主体包括循环壳体，所述循环壳体内壁密封滑动连接有控制块，所述控制块侧壁固定连接有循环支管，所述控制块内壁开有两个循环开口，所述循环开口与对应的循环支管相连通，所述控制块具有第一位置以及第二位置，其中所述控制块处于第一位置时，两个循环开口相连通；所述控制块处于第二位置时，第一个循环开口与第一循环风管相连通，第二个循环开口与第二循环风管相连通。
12.优选地，所述第一循环风管安装于灌装挡板顶端位置，所述第二循环风管安装于灌装挡板底端位置。
13.一种制酸烟气单点多项采样方法：步骤一、余气排空：将采样单元末端插接于烟道内，控制三通组件处于第一状态并且启动泵体，让烟气循环预定时间；步骤二、灌装采样：待步骤一种烟气循环预定时间后，通过控制组件控制灌装组件处于不同位置，依次对不同的采样瓶完成烟气的灌装；步骤三、空气循环：待步骤二中烟气灌装结束后，控制三通组件处于第二状态，让空气循环预定时间。
14.优选地，在步骤一余气排空以及步骤三烟气循环时，灌装组件位于循环主体内。
15.本发明的有益效果为：1、设置采样管为两组，分别在其内部设置有泵体以及三通组件，通过控制三通组件处于不同的状态即可分别完成烟气循环以及空气循环，通过烟气循环排空路径内的余气，保证采样得到烟气的准确性也避免了烟气外溢的状况，通过空气循环能够排空管道的烟气，避免烟气泄露，降低对环境的影响；并且烟气灌装在相对封闭的第一灌装腔室内进行的，采样瓶插接稳定后，烟气泄露概率低，在第一灌装腔室外侧设置有第二灌装腔室进一步降低了烟气泄露的概率，进一步降低了制酸烟气对环境的影响，同时也保护了工作人员的身体健康。
16.2、通过设置灌装气囊以及单向阀门的组合能够进一步降低烟气外溢的概率，在烟气灌装的过程当中灌装气囊能够自动膨胀，对末端封闭，避免烟气外溢；通过设置单向阀门，在灌装组件以及采样瓶错开后，单向阀门关闭，此时烟气无法通过第二个采样管道进入第一灌装腔室，并且此时第一个采样管内的泵体能继续工作，排空灌装支管周围部分外溢的烟气，进一步维持了第一灌装腔室内烟气含量的环境，降低烟气外溢概率。
17.3、通过设置循环主体能缩短烟气循环路径，降低烟气外溢概率；在烟气循环以及空气循环的过程当中，烟气能够在循环主体内流通，避免烟气在第一灌装腔室内流动，调节控制块处于第二位置，能够让空气从顶端进入，烟气从底端排出，实现气体的循环，实现对第一灌装腔室的净化，避免后续工作过程当中烟气外溢。
18.4、整个采样装置简单精巧，设置在行走单元上能够便于控制，用时少，从之前采样时长6-8小时缩短为1.5-2小时；用人少，从之前取样需要2-3人缩短为1人，能够在烟气稳定的阶段单人独自采样多项数据，极大地提高了制酸烟气采样的效率。
附图说明
19.图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明图1的侧视结构示意图；图3为本发明灌装主体的内部结构示意图；图4为本发明图3的a-a线剖视结构示意图；图5为本发明图3的b-b线剖视结构示意图；图6为本发明的c处放大结构示意图；图7为本发明的d处放大结构示意图。
20.图中：1、行走单元；2、灌装主体；201、灌装壳体；202、灌装挡板；2021、灌装安装口；203、密封门；3、采样单元；4、采样瓶；5、灌装组件；501、灌装安装基座；502、灌装支管；5021、灌装管壳体；5022、单向阀门；5023、灌装气囊；6、控制组件；601、第一控制装置；602、第二控制装置；603、第三控制装置；6031、控制基座；6032、控制杆；6033、控制活塞；701、第一循环风管；702、第二循环风管；703、循环主体；7031、循环壳体；7032、控制块；7033、循环支管。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
22.参照图1-图7，一种制酸烟气单点多项采样装置，包括安装于行走单元1上的灌装主体2，灌装主体2内部设置有灌装组件5，灌装主体2包括灌装壳体201，灌装壳体201内壁固定连接有灌装挡板202，灌装挡板202表面开有若干个用于安装采样瓶4的灌装安装口2021，灌装挡板202与灌装壳体201内壁之间形成第一灌装腔室，灌装安装口2021为多个且阵列分布，通过灌装组件5一次向多个采样瓶4内灌入烟气，完成多项烟气的灌装采样，灌装安装口2021处固定有与采样瓶4大小适配的限位箍，采样瓶4插接于限位箍内，所有的采样瓶4插接闭合后，第一灌装腔室相对封闭，灌装组件5位于第一灌装腔室内，避免了灌装衔接过程中烟气泄露的问题，在第一灌装腔室内设置有用于控制灌装组件5移动的控制组件6，通过控制组件6控制灌装组件5移动至不同的采样瓶4一侧，完成烟气的灌装。
23.具体参照附图7；灌装组件5包括灌装安装基座501，灌装安装基座501侧壁安装两个灌装支管502，在采样瓶4表面固定连接有与两个灌装支管502对应的接头管道，并且接头管道内设置有单向阀，当灌装支管502与接头管道插接对应时，此时管道内的单向阀被外力推开，烟气从第一个灌装支管502进入采样瓶4内，采样瓶4内的余气从第二个灌装支管502排出，循环预定时间排出采样瓶4内的余气，实现烟气的灌装。
24.并且两个灌装支管502连通有采样单元3，采样单元3包括采样，采样包括两个并列设置的采样管，两个采样管分别与对应的灌装支管502相连通，第一个采样管主体部分串接有泵体，第二个采样管主体部分串接有三通组件，两个采样管一体成型，将采样单元3的采样管插入到烟道当中，此时控制三通组件处于第一导通状态，烟气能够从第二个采样管进入到灌装支管502内，完成烟气的灌装，并且多余的气体能够从第一个采样管内排出，
烟气在泵体的作用下在两个采样管之间定向流动，完成烟气的灌装过程；两个采样管末端的开口部分错开一定的距离，避免初始循环的空气重新回流至灌装组件5内，避免造成采样精度下降。
25.灌装挡板202位于灌装壳体201的中间位置，灌装壳体201内壁转动连接有密封门203，密封门203、灌装挡板202以及灌装壳体201之间形成第二灌装腔室，在灌装的过程当中将密封门203关闭，在灌装壳体201内壁设置有与密封门203相对于的密封垫，采样瓶4在插接稳定的情况下，第一灌装腔室相对密封，烟气不会泄露；设置第二灌装腔室能够进一步提高整体的密封性，低浓度的烟气不会第二灌装腔室泄露，降低了烟气泄露的概率，降低了对环境的影响。
26.具体可以参照附图3，其中控制组件6包括第一控制装置601、第二控制装置602以及第三控制装置603，其中通过第一控制装置601控制灌装组件5沿着竖直方向线性移动，通过第二控制装置602控制灌装组件5沿着采样瓶4水平方向线性移动，通过第三控制装置603控制灌装组件5沿着靠近或者远离采样瓶4的方向线性移动，控制末端的灌装组件5伸缩以靠近或者远离采样瓶4完成烟气的灌装；第二控制装置602可以选择为电动滑轨以及电动滑块的配合，第三控制装置603固定于电动滑块的侧壁，能够随着其同步移动；第一控制装置601可以选为丝杆与导向杆的组合，丝杆在转动的过程当中控制第二控制装置602上下移动，丝杆自带锁定功能，能够满足工作的需求。
27.具体参照附图7；第三控制装置603包括控制基座6031，控制基座6031内壁开有控制腔室，控制腔室内密封滑动连接有控制活塞6033，控制活塞6033侧壁固定连接有与灌装安装基座501相固定的控制杆6032，控制活塞6033将控制腔室分隔为第一控制腔室以及第二控制腔室，第一控制腔室连通有泵气设备，并且控制活塞6033与第二控制腔室内壁连接有弹簧，泵气设备向第一控制腔室泵气时能够推动控制活塞6033朝着外侧移动，通过控制杆6032能够控制末端的灌装安装基座501移动；并且能够在弹簧的作用下快速复位，加速复位过程。
28.其中灌装支管502包括灌装管壳体5021，灌装管壳体5021内壁固定连接有灌装气囊5023，灌装气囊5023为o形且位于灌装管壳体5021边缘部分，灌装气囊5023与第二控制腔室相连通，在控制活塞6033以及灌装安装基座501朝着外侧移动时，此时第二控制腔室空间缩小，内部的气体能够泵入到灌装气囊5023内控制其膨胀，通过灌装气囊5023能够让灌装管壳体5021边缘部分封闭，避免烟气泄露；可以优选设置灌装管壳体5021末端可以伸缩，灌装气囊5023固定于伸缩的内壁，在伸缩末端与采样瓶4表面相抵时，此时灌装气囊5023膨胀但是并未与采样瓶4的接头管道外壁相抵紧，灌装管壳体5021主体部分继续朝着采样瓶4方向移动时，此时灌装气囊5023继续膨胀，最终灌装气囊5023在静态的状态下与接头管道外壁相抵密封，能够降低灌装气囊5023与接头管道外壁之间的磨损，并且能够进一步增强密封效果，进一步避免烟气泄露。
29.在灌装支管502内壁设置有单向阀门5022，单向阀门5022位于灌装气囊5023内侧，单向阀门5022可以选择为密封球体与弹簧的组合，在密封球体的侧壁固定有触杆，触杆能够与接头管道内的密封球体相配合，控制二者同步打开，实现烟气灌装的过程；这里需要说明的是，在两个灌装支管502内设置单向阀门5022，在灌装组件5与采样瓶4脱离的状态下，单向阀门5022均关闭，此时烟气无法从第二个采样管道进入第一灌装腔室，泵体在工作的
过程当中能够产生负压，能够拉开第一个采样管道内的单向阀门5022，让其开启，此时通过泵气能够对灌装支管502末端以及周围泄露的部分烟气及时排除，避免烟气泄露。
30.为了能够快速地实现烟气循环以及空气循环，避免烟气在第一灌装腔室内泄漏，在灌装挡板202侧壁安装有位于第一灌装腔室内的循环组件，循环组件包括循环主体703以及第一循环风管701以及第二循环风管702，循环主体703包括循环壳体7031，循环壳体7031内壁密封滑动连接有控制块7032，控制块7032侧壁固定连接有循环支管7033，控制块7032内壁开有两个循环开口，循环开口与对应的循环支管7033相连通，控制块7032具有第一位置以及第二位置，其中控制块7032处于第一位置时，两个循环开口相连通；控制块7032处于第二位置时，第一个循环开口与第一循环风管701相连通，第二个循环开口与第二循环风管702相连通，其中控制块7032与循环壳体7031内壁之间连接有弹簧，让该弹簧变形所需要的力大于使单向阀门5022内弹簧变形的作用力，在灌装支管502朝着循环主体703的循环支管7033方向移动时，二者首先相抵，单向阀门5022内的弹簧挤压形变，单向阀门5022打开，循环壳体7031在控制块7032的第一位置处侧壁开有一连通口用于连通两个循环开口，此时烟气能够在两个循环开口以及连通口之间循环，避免烟气外溢；在空气循环的过程当中，首先控制块7032处于第一位置，待采样管以及灌装支管502内的烟气排空后，继续推动灌装支管502以及循环支管7033移动，让控制块7032处于第二位置，此时两个循环开口分别与对应的循环风管连通，实现空气在第一灌装腔室内的循环。
31.优选设置第一循环风管701安装于灌装挡板202顶端位置，第二循环风管702安装于灌装挡板202底端位置，制酸烟气的密度大于空气，空气从顶端的第一循环风管701进入，烟气从底端的第二循环风管702处排出，空气在第一灌装腔室内实现循环，提高了烟气排空的效率，烟气残留量极低，对环境的影响极小。
32.参照图1-图7，一种制酸烟气单点多项采样方法；步骤一、余气排空：将采样单元末端插接于烟道内，控制三通组件处于第一状态并且启动泵体，此时第二根采样管连通烟道以及灌装支管，此时两个采样管以及两个灌装支管以及第一灌装腔室之间形成烟气通道，让烟气能够循环流动，让烟气循环预定时间，将采样管内的余气排空后，再进行烟气的灌装采样，保证采样瓶内采样得到烟气的准确稳定。
33.步骤二、灌装采样：待步骤一种烟气循环预定时间后，通过控制组件控制灌装组件处于不同位置，依次对不同的采样瓶完成烟气的灌装；在烟气灌装的过程当中第一控制装置、第二控制装置以及第三控制装置在中心控制器的配合下，让灌装组件与多个采样瓶逐步对接，完成烟气的灌装；这里需要说明的是，采样瓶的开口处安装有塞头，且塞头部分连通有与两个灌装支管相对应的接头管道，管道内设置有单向阀，在接头管道以及灌装支管对接口，控制烟气循环在采样瓶内循环流动，让烟气充盈采样瓶，完成烟气的灌装。
34.步骤三、空气循环：待步骤二中烟气灌装结束后，控制三通组件处于第二状态，此时第二根采样管与外界空气连通，此时持续启动泵体，让空气循环预定时间，此时空气流动方向与烟气流动方向一致，即从第二根采样管的三通组件处进入第一灌装腔室，最终进入到第二根采样管内，排空采样管道以及灌装腔室内残留的烟气，避免烟气泄露对环境以及作业人员产生影响。
35.并且在余气排空以及烟气循环时，灌装组件位于循环主体内，在余气排空时，此时控制块处于第一位置，让烟气能够在两个灌装支管之间流动，让灌装支管内烟气排空，保证
采样烟气的稳定准确；在空气循环的过程当中，控制块首先处于第一位置，将灌装支管内主要烟气排空，接着让控制块处于第二位置，此时空气能够在灌装支管以及第一灌装腔室内循环，外接的空气能够从顶端进入，并且携带着烟气从底端排出，最终排入到烟气管道内，避免烟气泄露影响环境以及工作人员。
36.在一次烟气采样结束后，工作人员打开密封门，依次更换多个采样瓶，完成后续的烟气采样工作。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。

技术特征：

1.一种制酸烟气单点多项采样装置，包括安装于行走单元（1）上的灌装主体（2），所述灌装主体（2）内部设置有灌装组件（5），其特征在于：所述灌装主体（2）包括灌装壳体（201），所述灌装壳体（201）内壁固定连接有灌装挡板（202），所述灌装挡板（202）表面开有若干个用于安装采样瓶（4）的灌装安装口（2021），所述灌装挡板（202）与灌装壳体（201）内壁之间形成第一灌装腔室，所述灌装组件（5）位于第一灌装腔室内，所述第一灌装腔室内设置有用于控制灌装组件（5）移动的控制组件（6），所述灌装组件（5）包括灌装安装基座（501），所述灌装安装基座（501）侧壁安装两个灌装支管（502），两个所述灌装支管（502）连通有采样单元（3），所述采样单元（3）包括采样，所述采样包括两个并列设置的采样管，两个所述采样管分别与对应的灌装支管（502）相连通，第一个所述采样管串接有泵体，第二个所述采样管串接有三通组件。2.根据权利要求1所述的一种制酸烟气单点多项采样装置，其特征在于，所述灌装挡板（202）位于灌装壳体（201）的中间位置，所述灌装壳体（201）内壁转动连接有密封门（203），所述密封门（203）、灌装挡板（202）以及灌装壳体（201）之间形成第二灌装腔室。3.根据权利要求1所述的一种制酸烟气单点多项采样装置，其特征在于，所述控制组件（6）包括第一控制装置（601）、第二控制装置（602）以及第三控制装置（603），其中通过第一控制装置（601）控制灌装组件（5）沿着第一方向线性移动，通过第二控制装置（602）控制灌装组件（5）沿着第二方向线性移动，通过第三控制装置（603）控制灌装组件（5）沿着第三方向线性移动。4.根据权利要求1所述的一种制酸烟气单点多项采样装置，其特征在于，所述第三控制装置（603）包括控制基座（6031），所述控制基座（6031）内壁开有控制腔室，所述控制腔室内密封滑动连接有控制活塞（6033），所述控制活塞（6033）侧壁固定连接有与灌装安装基座（501）相固定的控制杆（6032），所述控制活塞（6033）将控制腔室分隔为第一控制腔室以及第二控制腔室，所述第一控制腔室连通有泵气设备。5.根据权利要求4所述的一种制酸烟气单点多项采样装置，其特征在于，所述灌装支管（502）包括灌装管壳体（5021），所述灌装管壳体（5021）内壁固定连接有灌装气囊（5023），所述灌装气囊（5023）为o形且位于灌装管壳体（5021）边缘部分，所述灌装气囊（5023）与第二控制腔室相连通。6.根据权利要求5所述的一种制酸烟气单点多项采样装置，其特征在于，所述灌装支管（502）内壁设置有单向阀门（5022），所述单向阀门（5022）位于灌装气囊（5023）内侧。7.根据权利要求1所述的一种制酸烟气单点多项采样装置，其特征在于，所述灌装挡板（202）侧壁安装有位于第一灌装腔室内的循环组件，所述循环组件包括循环主体（703）以及第一循环风管（701）以及第二循环风管（702），所述循环主体（703）包括循环壳体（7031），所述循环壳体（7031）内壁密封滑动连接有控制块（7032），所述控制块（7032）侧壁固定连接有循环支管（7033），所述控制块（7032）内壁开有两个循环开口，所述循环开口与对应的循环支管（7033）相连通，所述控制块（7032）具有第一位置以及第二位置，其中所述控制块（7032）处于第一位置时，两个循环开口相连通；所述控制块（7032）处于第二位置时，第一个循环开口与第一循环风管（701）相连通，第二个循环开口与第二循环风管（702）相连通。8.根据权利要求7所述的一种制酸烟气单点多项采样装置，其特征在于，所述第一循环风管（701）安装于灌装挡板（202）顶端位置，所述第二循环风管（702）安装于灌装挡板（202）
底端位置。9.一种制酸烟气单点多项采样方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、余气排空：将采样单元末端插接于烟道内，控制三通组件处于第一状态并且启动泵体，让烟气循环预定时间；步骤二、灌装采样：待步骤一种烟气循环预定时间后，通过控制组件控制灌装组件处于不同位置，依次对不同的采样瓶完成烟气的灌装；步骤三、空气循环：待步骤二中烟气灌装结束后，控制三通组件处于第二状态，让空气循环预定时间。10.根据权利要求9所述的一种制酸烟气单点多项采样方法，其特征在于，在步骤一余气排空以及步骤三烟气循环时，灌装组件位于循环主体内。

技术总结

本发明提供一种制酸烟气单点多项采样装置及采样方法，包括安装于行走单元上的灌装主体，所述灌装主体内部设置有灌装组件，所述灌装主体包括灌装壳体，所述灌装壳体内壁固定连接有灌装挡板，所述灌装挡板表面开有若干个用于安装采样瓶的灌装安装口，所述灌装挡板与灌装壳体内壁之间形成第一灌装腔室，所述灌装组件位于第一灌装腔室内，所述第一灌装腔室内设置有用于控制灌装组件移动的控制组件，所述灌装组件包括灌装安装基座，所述灌装安装基座侧壁安装两个灌装支管，两个所述灌装支管连通有采样单元。该发明能够在封闭的状态下自动完成对多个采样瓶的烟气灌装，避免烟气外溢，降低了对环境的影响，同时提高了采样效率。同时提高了采样效率。同时提高了采样效率。