一种可自动洗瓶的炉水取样装置

技术领域

本发明涉及锅炉检测采样领域，特别是一种可自动洗瓶的炉水取样装置。

背景技术

为确保锅炉运行安全以及实时监控锅炉内炉水变化，需要定时对炉水进行采样，常规采样间隔为四到八小时，有些精密锅炉则需要每两小时采样一次，现阶段炉水采样过程均为人工手持采样瓶在炉水冷却器接口处承接采样，为确保采样具有代表性，要求在采样前将取样阀门打开，以5L/min～6L/min的流速畅流3min后取样，同时取样时用所取水样清洗取样瓶3-4次后再取样，炉水经高温高压作用下温度高于普通沸腾水温，经炉水冷却器可冷却到达四十摄氏度左右，但长时间使用的炉水冷却器内部结垢会导致冷却效果变弱，从而造成炉水流出时超过人体耐受温度，同时炉水内添加有大量的药剂，对人体有一定的腐蚀作用，因此长时间的徒手采样和清洗采样瓶会对采样人员造成一定的伤害。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种可自动洗瓶的炉水取样装置，有效的解决了现阶段炉水采样自动化程度低、人工操作步骤多，炉水洗瓶时高温且带有刺激性药剂的炉水易接触采样人员从而对采样人员造成伤害的问题。

其解决问题的技术方案包括一个竖向的支撑杆，支撑杆的上端铰接有一个可在左右方向的竖直平面内转动的连杆，连杆的自由端固定有一个U形杆，U形杆与连杆构成一个叉子状结构，U形杆的开口处铰接有一个瓶托，采样瓶可拆卸安装瓶托内，瓶托可绕其铰接轴在左右方向的竖直平面内转动，瓶托的底部设有一个套筒，U形杆的底部设有一个与连杆同轴的螺纹杆，螺纹杆上旋装有一个第一齿轮，第一齿轮靠近采样瓶的端面上设有与第一齿轮同轴的弧形凸起，弧形凸起的一端与第一齿轮端面平滑连接，另一端在弧形突起在最高位置于第一齿轮端面陡向连接，U形杆上设有一个与连杆平行且有向U形杆底部移动趋势的顶杆，顶杆的一端可置于套筒内且顶杆置于套筒内时采样瓶与连杆同轴，顶杆另一端与弧形凸起对应，第一齿轮上连接有驱动装置，连杆转动至最上端位置时第一齿轮转一个角度，此角度可使第一齿轮向U形杆底部移动，同时满足顶杆经弧形凸起驱动完成一个往复运动，连杆上贯穿有一个硬质管，硬质管与连杆处于同一竖直平面内，硬质管的上端与连杆自由端之间夹角呈锐角，硬质管的上端的右侧设有一个与硬质管连通的漏斗，硬质管的下端连通有一个集水瓶，集水瓶底部设有一个排水口，集水瓶转动至竖直时排水口打开，集水瓶转动倾斜时排水口关闭，支撑杆的左侧设有第一磁铁，支撑杆的右侧设有第二磁铁，集水瓶转动至竖直时与第一磁铁吸附，集水瓶转动倾斜时与第二磁铁吸附。

本发明构思新颖，结构巧妙，实用性强，有效的解决了现阶段炉水采样自动化程度低、人工操作步骤多，炉水洗瓶时高温且带有刺激性药剂的炉水易接触采样人员从而对采样人员造成伤害的问题。

附图说明

图1为本发明采样瓶进水时的主视图。

图2为本发明集水瓶进水时的主视图。

图3为本发明采样瓶进水时的主视局部剖面图。

图4为本发明俯视图。

图5为本发明集水瓶竖直时排水口连通时的局部剖视图。

图6为本发明集水瓶竖倾斜时排水口不连通时的局部剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图6可知,本发明包括一个竖向的支撑杆1，支撑杆1的上端铰接有一个可在左右方向的竖直平面内转动的连杆2，连杆2的自由端固定有一个U形杆3，U形杆3与连杆2构成一个叉子状结构，U形杆3的开口处铰接有一个瓶托4，采样瓶可拆卸安装瓶托4内，瓶托4可绕其铰接轴在左右方向的竖直平面内转动，瓶托4的底部设有一个套筒5，U形杆3的底部设有一个与连杆2同轴的螺纹杆6，螺纹杆6上旋装有一个第一齿轮7，第一齿轮7靠近采样瓶的端面上设有与第一齿轮7同轴的弧形凸起8，弧形凸起8的一端与第一齿轮7端面平滑连接，另一端在弧形突起在最高位置于第一齿轮7端面陡向连接，U形杆3上设有一个与连杆2平行且有向U形杆3底部移动趋势的顶杆9，顶杆9的一端可置于套筒5内且顶杆9置于套筒5内时采样瓶与连杆2同轴，顶杆9另一端与弧形凸起8对应，第一齿轮7上连接有驱动装置，连杆2转动至最上端位置时第一齿轮7转一个角度，此角度可使第一齿轮7向U形杆3底部移动，同时满足顶杆9经弧形凸起8驱动完成一个往复运动，连杆2上贯穿有一个硬质管10，硬质管10与连杆2处于同一竖直平面内，硬质管10的上端与连杆2自由端之间夹角呈锐角，硬质管10的上端的右侧设有一个与硬质管10连通的漏斗11，硬质管10的下端连通有一个集水瓶12，集水瓶12底部设有一个排水口，集水瓶12转动至竖直时排水口打开，集水瓶12转动倾斜时排水口关闭，支撑杆1的左侧设有第一磁铁13，支撑杆1的右侧设有第二磁铁14，集水瓶12转动至竖直时与第一磁铁13吸附，集水瓶12转动倾斜时与第二磁铁14吸附。

为了实现支撑杆1的支撑和转动，所述支撑杆1的下端设有一个底座15，支撑杆1的下端转动连接在底座15上。

为了第一齿轮7的驱动，所述第一齿轮7外侧啮合有一个经慢速电机驱动的齿轮轴，慢速电机固定在硬质管10上，连杆2的前端铰接有一个支杆16，支杆16的自由端固定有第一配重块，连杆2靠近铰接位置设有一个慢速电机的驱动按压开关17，连杆2转动至最上端位置时，支杆16接触并挤压按压开关实现慢速电机转动一个周期，此周期满足第一齿轮7转动一个角度。

为了实现顶杆9的安装并使其具有向U形杆3底部移动趋势，所述U形杆3上设有一个安装架，顶杆9滑动安装在安装架上，顶杆9靠近第一齿轮7端部的一端套装有压簧18，压簧18的一端固定在安装架上，另一端安装在顶杆9上。

为了方便采样瓶的安装，所述瓶托4包括一个圆环，圆环内侧设有橡胶片，圆环与套筒5之间经L形杆固定连接。

为了实现第一磁铁13与第二磁铁14的安装和与集水瓶12的吸附，所述集水瓶12的外缘面上固定有一个可被磁铁吸附的金属环，第一磁铁13与第二磁铁14分别经第一连接杆与第二连接杆固定在支撑杆1上。

为了实现集水瓶12排水口在集水瓶12竖直时打开，倾斜时关闭，所述集水瓶12的排水口处设有排水管19，排水管19下端设有一个圆盘20，圆盘20的外圆面均布有三个通孔，三个通孔相互连通，排水管19的下端为与圆盘20外圆面贴并合可与圆盘20外圆面贴壁滑动的圆弧形，圆盘20的下端固定有第二配重块21。

本发明的具体工作过程：本装置置于炉水冷却器出水管的外侧，要求安装位置保证集水瓶12与第一磁铁13吸附时，采样瓶的瓶口正对炉水冷却器出水管，且此时的采样瓶的瓶口倾斜朝上，炉水冷却器出水管的水流可直接进入到采样瓶内，当集水瓶12与第二磁铁14吸附时，此时采样瓶的瓶口倾斜朝下，并使得漏斗11进入到炉水冷却器出水管水流的下方，使得炉水冷却器出水管水流经漏斗11进入到集水瓶12内，其中采样瓶在瓶托4内安装要保证瓶托4的铰接轴靠近采样瓶口位置，保证采样瓶在脱离楔形块束缚后可转动至采样瓶口朝上状态。

初始状态时，将采样瓶放置在瓶托4上，圆环内的橡胶片可对采样瓶进行束缚，将第一齿轮7移动至远离U形杆3底部的位置，此时将顶杆9端部置入到套筒5内，在此位置时由于此时的第一齿轮7处于靠近采样瓶的位置，因此第一齿轮7转动经弧形凸起8驱动顶杆9往复运动的过程中，顶杆9置于套筒5内的部分始终不能从套筒5的脱出，此时打开炉水冷却器的阀门，炉水冷却器出水管开始流水，并将集水瓶12手动放置在靠近第一磁铁13位置，并被第一磁铁13吸附，此时硬质管10处于竖直状态，此状态下经支杆16第一配重块的作用下慢速电机的驱动按压开关17被挤压，慢速电机转动一个轴其，并使的齿轮轴驱动第一齿轮7转一个角度，此角度使得顶杆9完成一个往复运动，此往复运动使得顶杆9不能从套筒5内脱出，此过程中炉水进入到采样瓶内，采样瓶的自重增大，同时由于此时采样瓶处于倾斜状态，随着采样瓶自重逐渐增大，第一磁铁13的吸附作用不再能够支撑采样瓶保持开口倾斜朝上状态，第一磁铁13与集水瓶12脱离，此时连杆2转动，使得采样瓶转动至开口倾斜朝下，同时漏斗11转动至水流正下方，同时集水瓶12与第二磁铁14吸附，此时的集水瓶12处于倾斜状态，在第二配重块21的作用下，集水瓶12底部排水口关闭，水流从漏斗11进入到集水瓶12内，此过程中集水瓶12自重逐渐增加，采样瓶开口朝下，其内部的水逐渐从瓶口流出自重减少，当集水瓶12内重力增加到可以使第二磁铁14与集水瓶12脱离时，连杆2顺时针摆动，使得集水瓶12转动至趋于竖直状，并在惯性力的作用下，实现集水瓶12再次与第一磁铁13吸附，此时 在第二配重块21的作用下排水口被打开，集水瓶12内的水开始排出，此时采样瓶复位至出与水流对应，水流再次进入到采样瓶内，此过程往复进行，使得采样瓶被排出的炉水反复的冲洗，从而实现采样前的洗瓶，当采样瓶运动至开口朝下时，连杆2运动至最下端位置，此时支杆16不再挤压慢速电机驱动按压开关17，此过程中慢速电机不转动。

经过多次洗瓶以后，第一齿轮7运动至靠近U形杆3底部位置，此时采样瓶再次复位至开口朝上位置时，慢速电机再次转动驱动第一齿轮7向U形杆3底部移动，此时在弧形凸起8的作用下实现顶杆9往复运动的过程中，顶杆9从弧形凸起8的最高位置向第一齿轮7端面陡向复位时，第一齿轮7在螺纹杆6上旋转向U形杆3底部运动的距离使得顶杆9置于套筒5内的端部可从套筒5内脱离，此过程中炉水已经进入到采样瓶内大半但水量还不能使第一磁铁13与集水瓶12脱离，一旦顶杆9脱离套筒5，在采样瓶的自重作用下，使采样瓶绕瓶托4铰接轴转动，使得采样瓶瓶口转动至竖直状，此时瓶口不对进水管，水不能向采样瓶内进入，采样瓶内水不再增加，此时的采样瓶内的水使得采样瓶的自重不足以实现第一磁铁13与集水瓶12脱离所需要的力，此时本装置持续保持本状态，工作人员关闭炉水冷却器阀门并将采样瓶取走即可，完成采样。

本装置对比传统设备有以下好处：

1、本装置可在无人为参与下自动化完成洗瓶和采样过程，其中洗瓶采用采样时的炉水进行多遍清洗，采样之前满足放流三分钟，整个过程无需人为过多操作，可一步自动化完成且操作规程完全满足采样的各项要求，并且能有效的保证采样人员不与炉水的直接接触，使得整个采样过程更加自动化也更加安全。

2、本装置的洗瓶过程中采样瓶和集水瓶12的交替接水和排水，使得采样瓶在接水和排水的过程中将瓶身清洗干净，同时洗瓶在前采样在后，在洗瓶完成后，放流至少已经满足三分钟要求，此时的炉水样本足够满足采样要求。

3、装置在第一齿轮7转动一个角度时，由于时慢速电机驱动，因此该角度所完成所需要的时间可实现将采样瓶内流入至少一半的水量，但该水量还不能达到第一磁铁13与集水瓶12脱离所需要的重力时的水量，因此弧形突起块驱动顶杆9往复运动的过程占水流进入到采样瓶的一部分时间，当顶杆9陡向复位至第一齿轮7端面上时，慢速电机的一个转动周期还未完成，剩下的转动周期水流持续进入到采样瓶内使得采样瓶持续增重，直至第一磁铁13与集水瓶12脱离，但当第一齿轮7运动至足够靠近U形杆3底部时，弧形突起块挤压顶杆9的过程中顶杆9是向套筒5内移动的，但第一齿轮7时持续向U形杆3底部移动的，因此，顶杆9在弧形凸起8上时，顶杆9不会与套筒5脱离，但是一旦顶杆9与弧形凸起8陡向脱离时，第一持续向U形杆3底部移动的距离足够实现顶杆9与套筒5脱离，磁欧石在采样瓶自重作用下，采样瓶变成竖直，并且此过程中已经完成了采样水量的要求，但没有达到第一磁铁13与集水瓶12脱离的要求，在没有达到极限水量时的第一磁铁13不会与集水瓶12脱离，在采样瓶转动轴竖直时，采样瓶不再进水，此时水量不再能够进入到采样瓶内，采样人员可直接从外部观察出来，方便采样人员的关闭阀门，因此本装置在采样时无需人员时刻观察，整个采样过程更加智能化。

本发明构思新颖，结构巧妙，实用性强，有效的解决了现阶段炉水采样自动化程度低、人工操作步骤多，炉水洗瓶时高温且带有刺激性药剂的炉水易接触采样人员从而对采样人员造成伤害的问题。