專利名稱：可容易地移除的燃燒管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分析器的燃燒爐，并且更具體地涉及對(duì)其中的燃燒管進(jìn)行可移動(dòng)的安裝。
背景技術(shù)：
使用感應(yīng)爐進(jìn)行無(wú)機(jī)固體樣品的燃燒要求加壓富氧環(huán)境。石英燃燒管典型地用于保持該加壓的環(huán)境，但在燃燒過(guò)程期間其被燃燒的副產(chǎn)品涂覆。石英管必須被清潔并且最終被替代以便保持樣品結(jié)果的精確性。在裝備有自動(dòng)清潔器的現(xiàn)有的燃燒爐中安裝燃燒管即耗時(shí)又麻煩，這要求流體裝置和電連接件被移除并將自動(dòng)清潔器裝置從爐的燃燒管區(qū)移除。一旦完成拆卸則燃燒管從爐的前部被移除。一旦新的燃燒管被安裝，則爐必須被重新組裝，這經(jīng)常包括對(duì)流體連接件進(jìn)行連接，如果未恰當(dāng)?shù)赝瓿?安裝)則流體連接件能導(dǎo)致系統(tǒng)中的泄漏。因而，在現(xiàn)有的爐中進(jìn)行燃燒管的維護(hù)、拆除和替換是困難、耗時(shí)的，并且導(dǎo)致分析器的工作停止。因而，存在改進(jìn)分析燃燒爐的需求，在改進(jìn)的燃燒爐中燃燒管能被容易地接觸，而無(wú)需從爐組件拆除流體裝置、自動(dòng)清潔器等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)通過(guò)提供一種燃燒管安裝系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，在該燃燒管安裝系統(tǒng)中，燃燒管穿過(guò)爐外殼的底板中的孔而被可移除地安裝。燃燒管能通過(guò)凸輪鎖定機(jī)構(gòu)手動(dòng)地或者自動(dòng)地從爐外殼的底板解鎖，所述凸輪鎖定機(jī)構(gòu)用于將燃燒管定位在爐外殼下方的爐的開(kāi)放區(qū)中，以便容易地移除和替換。在優(yōu)選實(shí)施例中，燃燒管包括底部密封組件，所述底部密封組件被放置在下部密封組件上并被升起以自動(dòng)地與上部的爐密封件對(duì)齊。爐外殼的底板中的凸輪接合與底部密封組件相關(guān)的凸輪，以便當(dāng)燃燒管被升起進(jìn)入爐外殼時(shí)將燃燒管鎖定就位?？梢瞥娜紵芟蛳?移動(dòng))的結(jié)果是，避免了拆卸爐部件(包括位于燃燒管上方的自清潔機(jī)構(gòu))的步驟，因?yàn)楸仨氂墒炀毤脊?lái)替換燃燒管。操作者能容易地將燃燒管從爐解鎖并使其下降，以便接觸和替換。當(dāng)閱讀本發(fā)明的下列描述并參考附圖時(shí)，本發(fā)明的這些和其它的特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的爐的前透視圖；圖2是蓋被移除的爐外殼的放大的前透視圖，示出燃燒管鎖定機(jī)構(gòu)處于解鎖位置；圖3是具有其底部密封組件的燃燒管的透視圖；圖4是底部密封組件的分解透視圖；圖5是已組裝的底部密封組件的剖視圖；圖6是爐的前透視圖，示出了鎖定機(jī)構(gòu)處于解鎖位置；圖7是在圖6中所示出的爐的部分前透視圖，示出為蓋已被移除。圖8是在圖7中所示出的爐的前透視圖，示出了燃燒管下降和升起穿過(guò)爐外殼的底板的孔。圖9是在圖8中所示出的爐的前透視圖，示出了從爐外殼下降的燃燒管處于移除
/替換位置；圖10是爐外殼的底視透視圖；圖11是爐外殼和用于燃燒管的鎖定機(jī)構(gòu)的左前(在左前方觀察的)分解透視圖；圖12是已組裝的爐外殼的右前(在右前方觀察的)透視圖；圖13是用于燃燒管的凸輪鎖定機(jī)構(gòu)的截?cái)嘭Q直剖視圖；圖14是燃燒管的截?cái)嘭Q直剖視圖，示出為該燃燒管處于爐外殼的底板內(nèi)的鎖定位置；并且圖15是示出了燃燒管處于用于移除的解鎖位置的截?cái)嘭Q直剖視圖。
具體實(shí)施例方式首先參考圖1，示出了分析器10，分析器10包括感應(yīng)爐組件20，感應(yīng)爐組件20包括自動(dòng)清潔機(jī)構(gòu)30，自動(dòng)清潔機(jī)構(gòu)30在2010年8月12日提交的標(biāo)題為“燃燒爐自動(dòng)清潔器(U. S. Provisional Patent Application Serial No. 61/373, 014, filed August 12， 2010)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/373，014中被描述，其公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)參考在此被合并。分析器的部件自身能類似于在碳硫分析器(型號(hào)CS600，能從密歇根州圣約瑟夫市的 Leco 公司(Leco Corporation of St. Joseph, Michigan)獲得)中所采用的那些部件。 分析器10在圖1中示出為蓋護(hù)罩被移除以露出感應(yīng)爐的部件，感應(yīng)爐的部件也在圖2-5中被示出。可分離的自動(dòng)清潔器組件30通過(guò)銷釘連接可移除地安裝至被加熱的過(guò)濾器組件 40，過(guò)濾器組件40在65處被可密封地固定至燃燒爐外殼50的頂壁51。外殼50另外還包括側(cè)壁53和55，界面后壁57，和底板58，如在圖7_12中最佳地看到的。外殼50被安裝至分析器10的結(jié)構(gòu)基底17，分析器10包括外殼50。爐外殼50的前部被可迅速移除的門(mén)52 封閉，門(mén)52在被移除時(shí)(如在圖2中所見(jiàn))露出感應(yīng)線圈61，感應(yīng)線圈61以傳統(tǒng)方式圍繞燃燒管60 (圖7)，以便當(dāng)感應(yīng)線圈61被可豎直移動(dòng)的基座12引入燃燒管60的熱區(qū)內(nèi)時(shí)來(lái)加熱在陶瓷坩堝14中保留的分析樣品。管60以傳統(tǒng)方式通過(guò)上部密封組件65被可密封地聯(lián)接(couple)至過(guò)濾器組件40的下端。用于保持樣品保留坩堝14的基座12(圖1)被定位在杯形的下部密封組件16上并且利用被聯(lián)接至組件16的氣缸18和活塞桿22(圖7) 被升起和下降進(jìn)入燃燒管60。在圖1中所示出的位置中，活塞桿22處于氣缸18內(nèi)的下降縮回位置中。
燃燒管底部組件80 (圖3- 可密封地將管60的下端聯(lián)接至下部密封組件16，以便在樣品燃燒期間，氧氣向上流動(dòng)穿過(guò)組件16中的入氣口，從而將燃燒的副產(chǎn)品掃入出氣口 13 (圖1)，以用于分析。氧氣通過(guò)氧氣入口 15和通向入口槍的合適的通道也被提供至燃燒管60的上端，以便在燃燒期間將氧氣引導(dǎo)進(jìn)入坩堝14。外殼50包括凸輪致動(dòng)的鎖定組件100，鎖定組件100與底部組件80協(xié)作，以允許燃燒管60從燃燒爐外殼50的底板的下方被容易地取出，如后面所述的。燃燒管60能夠時(shí)從Leco公司可獲得的、部件號(hào)為619_500_775的傳統(tǒng)石英燃燒管，或其等效物。如在圖3-5中所見(jiàn)的，燃燒管包括底部組件80，底部組件80具有其中帶中央孔81 (用于接收燃燒管60)的基本圓筒形的凸緣82，如在圖3中所示的?？拷咕?2 的上邊緣的是環(huán)狀凹部83，以用于接收0形環(huán)密封件84。一旦燃燒管被插入凸緣82中，則鎖定帽85通過(guò)螺紋被擰在凸緣82上并且壓縮0形環(huán)密封件，以用于可密封地將燃燒管保持在凸緣82內(nèi)。凸緣82包括具有內(nèi)部環(huán)形凹部87的下部圓筒形套管86，以用于接收第二 0形環(huán)88，第二 0形環(huán)88用于將底部組件80密封在下部密封組件16上。此外，組件80 包括金屬RFI屏蔽件89和定位在凸緣82的環(huán)形凹部91內(nèi)的第三密封0形環(huán)78 (圖14和 15)。凸緣82包括凸輪90，凸輪90具有外部環(huán)形豎直表面92、上斜切表面94和下斜切表面96，上斜切表面94從豎直延伸的環(huán)形表面92向上并且向內(nèi)以大約45°的角度斜切， 下斜切表面96從表面92向內(nèi)并且向下以大約45°的角度斜切。因而這兩個(gè)斜切表面在它們之間形成大約90°的角度，以配合在90°槽107內(nèi)(如下面對(duì)于圖14所描述的)。凸緣 82還包括環(huán)形凸邊93，環(huán)形凸邊93具有大于爐外殼的底板58中的孔59的直徑，以便當(dāng)燃燒管處于被安裝的鎖定位置時(shí)，接合底板58的下表面，如在圖14中所見(jiàn)。凸輪90因此限定成與凸輪致動(dòng)的組件100的偏心銷106和108相互接合，以用于鎖定和解鎖組合起來(lái)的燃燒管60和底部組件80 (在圖3中示出)，如現(xiàn)在所描述的。圖7-15示出了從爐外殼50移除燃燒管60，并且為了清楚起見(jiàn)，感應(yīng)線圈以及其它對(duì)于描述凸輪致動(dòng)的燃燒管的安裝配置而言不必要的部件已經(jīng)從這些圖中刪除。而且，在圖7-10中，用于自動(dòng)操作凸輪致動(dòng)的組件100的氣動(dòng)致動(dòng)器未被示出，因?yàn)檫@些圖的主要目的是用于示出在燃燒管拆除和替換期間燃燒管的運(yùn)動(dòng)。圖7-9示出了當(dāng)缸18被移動(dòng)至回縮位置時(shí)燃燒管的運(yùn)動(dòng)，一旦凸輪致動(dòng)的組件100已經(jīng)被移動(dòng)至解鎖位置，就允許燃燒管被降低穿過(guò)爐外殼50的底板58中的圓形孔59 (圖10)，如在圖8中所見(jiàn)。當(dāng)下降至如在圖9中所見(jiàn)的位置時(shí)，燃燒管60和底部組件80能從下部密封組件16被提起并且通過(guò)松開(kāi)鎖定環(huán)85、使管從底部組件80移除，用新的燃燒管替代燃燒管60。凸輪致動(dòng)的組件100與燃燒管底部組件80的凸輪90協(xié)作，以形成可釋放鎖定機(jī)構(gòu)，從而從爐外殼50的下方可鎖定地保持和替代地釋放燃燒管60。組件100被用于手動(dòng)或者自動(dòng)地從燃燒爐外殼50解鎖燃燒管60 (和附連的底部組件80)，如在圖11-15中最佳地所見(jiàn)的。燃燒爐外殼50的底板58包括一對(duì)圓柱形盲孔 102和104，圓柱形盲孔102和104可旋轉(zhuǎn)地接收機(jī)構(gòu)100的偏心銷106和108?？?02和 104形成為且尺寸設(shè)置成與底板58中的孔59的相對(duì)的邊緣相交，并且定位成使得銷106和 108的向內(nèi)的邊緣上的基本V形的90°槽107穿過(guò)開(kāi)口 111而露出，開(kāi)口 111位于孔59的這種截平的圓柱側(cè)壁中。彈簧110和112接合銷106和108的內(nèi)端，銷106和108通過(guò)安裝板114被保持在孔102和104內(nèi)，安裝板114通過(guò)(延伸穿過(guò)安裝板114中的孔120的) 緊固件118被固定至底板58的前表面116。一對(duì)手動(dòng)致動(dòng)的手柄122和IM分別被銷接至孔123和125、鄰近偏心銷106、108的端部，以便銷106和108能通過(guò)操作員對(duì)手柄122和 124的操縱而被手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，從而將手柄122和124向內(nèi)旋轉(zhuǎn)至解鎖位置(例如在圖7_10 中所見(jiàn))。彈簧110、112推動(dòng)手柄122、124進(jìn)入板114的向內(nèi)的表面上的凹進(jìn)的凹部113、 115，從而推動(dòng)手柄122、124進(jìn)入可釋放的鎖定位置(圖1和12-14)。在圖15中所示出的解鎖位置，手柄被旋轉(zhuǎn)出凹槽113、115，使得銷106和108的90°的槽107旋轉(zhuǎn)至一位置， 在該位置中槽107的表面105和109(表面105和109通常分別接合組件80的凸輪90上的斜切面94和96)釋放凸輪90，如在圖15中所見(jiàn)的，以便燃燒管60和底部組件80在由箭頭A所指示的方向中向下下降，從而當(dāng)處于圖9中所示的位置時(shí)進(jìn)行移除。表面105及其與圓柱形銷106和108的尖端連接也抵靠推動(dòng)凸輪90的斜切面94，以有助于將底部組件 80和燃燒管60從底板50向下釋放。凸輪致動(dòng)的燃燒管釋放組件100能由操作員手動(dòng)地致動(dòng)從而將手柄122，IM壓向彼此以旋轉(zhuǎn)銷106、108并釋放燃燒管60，或者能被自動(dòng)地操作。為了這樣的目的，底板58 包括在底板58中的孔59的前面的一對(duì)弓形凹口 130和132，并且弓形凹口 130和132與孔102和104聯(lián)通以露出銷106和108上的孔127和129(圖11)，孔127和129接收致動(dòng)銷131和133。銷元件131、133從底板58向上延伸并且能分別被氣缸141和143的致動(dòng)桿140和142接合，如在圖12和13中最佳地所見(jiàn)的。氣缸141和143通過(guò)緊固件145以傳統(tǒng)方式被固定至外殼50的側(cè)壁53和55中的凹部150內(nèi)。因而，凸輪致動(dòng)的組件100能 (通過(guò)操作員接合手柄122或124)手動(dòng)地起作用(enter)或者(通過(guò)氣缸141和143的致動(dòng))電動(dòng)地起作用，從而將銷106和108從在圖14中示出的鎖定位置旋轉(zhuǎn)至在圖15中示出的解鎖位置。當(dāng)在解鎖位置時(shí)，燃燒管及其密封組件能利用缸18向下下降，以使燃燒管 60下降進(jìn)入在圖9中示出的位置，在該位置燃燒管60能從爐外殼取出并被替換。一旦燃燒管被新管替代并且被安裝至底部組件80，則隨后缸18能被驅(qū)動(dòng)，通過(guò)使燃燒管(如在圖8中所見(jiàn)的)沿向上的方向升起至在圖1中示出的鎖定位置，而實(shí)現(xiàn)相反的操作。隨著燃燒管被升起穿過(guò)孔59，凸輪90的表面94接合銷106和108上的凸輪面105， 以便當(dāng)燃燒管60沿著與圖15中箭頭A的方向相反的方向移動(dòng)時(shí)使銷106和108旋轉(zhuǎn)，從而再次將鎖定銷106、108移動(dòng)至在圖14中示出的鎖定位置。在該位置中，銷106、108上的表面105、109分別接合凸輪90的斜切表面94、96并且將燃燒管60牢固地保持就位，同時(shí)底部組件的凸邊93接合爐外殼50的底板58的下表面。如在圖15中所見(jiàn)的，銷106和108 充分向外地延伸過(guò)在孔59的圓柱側(cè)壁中的槽111，以便接合凸輪90。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能對(duì)在此所描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行各種改進(jìn)， 而不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于分析器的燃燒爐，其包括爐外殼，所述爐外殼具有底板，底板中具有孔，以用于接收燃燒管；基本圓柱形的燃燒管；和下部密封組件，所述下部密封組件被聯(lián)接至所述燃燒管，并且能在升起位置和下降位置之間移動(dòng)，以用于穿過(guò)所述底板中的所述孔將所述燃燒管升起進(jìn)入所述爐外殼和將所述燃燒管從所述爐外殼下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒爐，其中所述燃燒管包括在下端的底部組件，并且所述爐外殼的所述底板包括鎖定組件，所述鎖定組件選擇性地接合所述底部組件，以用于將所述燃燒管保持在所述爐外殼內(nèi)的使用位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒爐，其中所述鎖定組件包括至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)凸輪，當(dāng)所述燃燒管借助所述基座被升起進(jìn)入所述孔內(nèi)時(shí)，所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)凸輪接合所述底部組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒爐，其中所述底部組件包括凸輪，所述凸輪與所述凸輪鎖定組件的所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)凸輪協(xié)作，以便選擇性地將所述燃燒管相對(duì)于所述爐外殼的所述底板鎖定和釋放。
5.一種燃燒管組件，其包括基本圓柱形的燃燒管；和底部組件，所述底部組件被固定成接近所述燃燒管的一端，以用于可釋放地將所述燃燒管安裝至燃燒爐的底板中的孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒管組件，其中所述底部組件包括凸緣，所述凸緣包括 凸輪；上部環(huán)，所述上部環(huán)圍繞所述燃燒管并且能以螺紋連接的方式聯(lián)接至所述上部凸緣； 和環(huán)形密封件，所述環(huán)形密封件定位在所述上部環(huán)和所述凸緣之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒管組件，其中所述凸緣的所述凸輪具有環(huán)形外表面和橫越所述環(huán)形表面的相對(duì)側(cè)的上斜切表面和下斜切表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒管組件，其中所述凸緣具有與所述上部環(huán)相對(duì)的內(nèi)部環(huán)形凹部，并且包括定位于所述凹部中的下部環(huán)形密封件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒管組件，其中所述凸緣包括圓筒形套管，所述下部環(huán)形密封件被定位在所述圓筒形套管中，所述圓筒形套管成形為在爐的下部密封組件的上方可密封地延伸。
10.一種用于分析器的燃燒爐和燃燒管的組件，其包括爐外殼，所述爐外殼具有底板，在所述底板中具有孔，以用于接收燃燒管；和可釋放的鎖定機(jī)構(gòu)，所述鎖定機(jī)構(gòu)在所述燃燒管和所述底板之間延伸，以用于交替地將所述燃燒管保持在使用位置和釋放所述燃燒管以向下穿過(guò)所述孔而移除。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件，其中所述鎖定機(jī)構(gòu)包括接近所述燃燒管的一端而被固定的凸輪，以用于將所述燃燒管可釋放地保持在燃燒爐外殼的所述底板中；和至少一個(gè)偏心銷，所述至少一個(gè)偏心銷可旋轉(zhuǎn)地安裝至所述燃燒爐外殼、鄰近所述孔，以用于可釋放地接合所述燃燒管的所述凸輪。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組件，其中所述鎖定機(jī)構(gòu)包括在所述孔的相對(duì)側(cè)上的至少一對(duì)偏心銷。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其中所述凸輪包括一對(duì)間隔開(kāi)的斜切表面，所述斜切表面相對(duì)于彼此以大約90°延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其中所述偏心銷包括具有斜度的槽，所述槽具有成大約90°角的側(cè)壁，所述側(cè)壁接合所述凸輪的所述斜切表面，以將所述燃燒管保持就位。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中所述偏心銷包括手柄，所述手柄用于在凸輪接合位置和凸輪脫離位置之間旋轉(zhuǎn)所述偏心銷。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組件，其中所述鎖定機(jī)構(gòu)還包括用于旋轉(zhuǎn)所述偏心銷的致動(dòng)件。
17.一種用于分析器的感應(yīng)爐，其包括爐外殼，所述爐外殼具有底板，所述底板具有孔，在所述孔中具有基本圓柱形的側(cè)壁， 以用于接收燃燒管；基本圓柱形的燃燒管；一對(duì)銷接收孔，所述一對(duì)銷接收孔延伸進(jìn)入所述底板，以便在所述孔的相對(duì)側(cè)上與所述孔的所述側(cè)壁相交；一對(duì)銷，所述一對(duì)銷可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述銷接收孔中，每個(gè)銷包括V形槽，所述V形槽面對(duì)所述孔并且在所述銷接收孔和所述孔的交點(diǎn)處露出；和凸輪，所述凸輪被安裝至所述燃燒管的下端并且包括具有斜度的表面，所述具有斜度的表面接合所述一對(duì)銷的所述V形槽，以便當(dāng)所述銷在第一位置時(shí)將所述燃燒管在所述爐外殼內(nèi)保持就位和當(dāng)所述銷旋轉(zhuǎn)至用于釋放所述燃燒管的第二位置時(shí)與所述銷脫離接合。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的感應(yīng)爐，其中所述V形槽為大約90°。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)爐，其中所述凸輪具有在所述具有斜度的表面之間的環(huán)形表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的感應(yīng)爐，其中所述具有斜度的表面相對(duì)于彼此以大約90° 延伸。
全文摘要
一種燃燒管安裝系統(tǒng)，其可釋放地將燃燒管安裝至爐外殼的底板中的孔。燃燒管具有帶凸輪的底部組件并且能通過(guò)所述底板中的偏心銷手動(dòng)地或自動(dòng)地解鎖，以用于選擇性地接合所述凸輪，從而從所述爐的底板下降所述燃燒管。當(dāng)新的燃燒管被放置在所述下部密封組件上并且被升起時(shí)，新的燃燒管自動(dòng)對(duì)齊并接合所述上部爐密封件并且接合爐外殼的底板上的凸輪，當(dāng)燃燒管被引入爐內(nèi)時(shí)，凸輪將燃燒管鎖定就位。
文檔編號(hào)G01N31/12GK102511003SQ201080042407
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2010年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者G·C·福特 申請(qǐng)人:萊克公司