Устройство для отбора проб

Устройство для отбора проб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 !

О П-И O À Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06,0477(21) 247 27 40/2 5-26 (51)М. Нл.

G 01 N 1/02

В 65 G 51/34 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 5.01,80 Бюллетень ¹ (53) УДК543,053 (088. 8) Дата опубликования описания 28,01.80 (72) Авторы изобретения

И. Б . Вайнберг, A, M. Зеликман, B . .H. Липов ский и A.Ê.Äàâûäåíêoâ

Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСTB0 ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ

Изобретение относится к устройствам для отбора проб в системах аналитического контроля состава содержащихся в ампулах проб хроматографическим и другими методами и может найти широкое применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известна пробоотборная система, содержащая ампулу, расположенную в дневмотранспортном устройстве, состоящем из трубопровода, на концах которого установлены приемные камеры (l l .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство системы контейнерного трубопроводного пневмотранспорта, включающее ампулу и приемо-отправочную станцию, выполненную в виде пневмотрубопровода и приемных камер со штоками, соединенными с мембранными исполнительнычи механизмами (21 .

Эти устройства сложны по конструкции, так как для наполнения ампулы пробой необходимо вводить дополнительные узлы, а также недостаточно ,надежны, поскольку форма приемных ка.мер, соединение их с трубопроводом, а также выполнение ампул создают значительное сопротивление движению ампулы, которое препятствует движению ампулы на прямых участках и вызывает удары и заклинивания ампулы на изгибах трубопровода. Повышенное сопротивление приводит к потерям сжатого воздуха.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для отбора проб шток выполнен полым, а приемные камеры выполнены в виде стаканов с крышками и наклонными днищами и снабжены наклонными штуцерами, соединякщими камеры с пневмотрубопроводом, и втулками, расположенными в крышках соосно штокам. Штоки и втулки снабжены упорами с прокладками, причем упоры имеют осевые отверстия. Кроме того, штуцеры, камеры и пневмотрубопровод имеют равные диаметры.

Ампула может быть выполнена в виде сферы или полусфер, материал которых имеет разный удельный вес, и снабжена пружинными клапанами. Выполнение полусфер из материалов с разным удельно весом обеспечивает ори711415 ентацию ампулы в пространстве. Ампула также может быть снабжена мембраной, установленной между полусферами и повышающей представительность проб при их отборе из источников с малым избыточным давлением или с вакуумом.

На фиг. 1 показано устройство для, отбора проб, вертикальный разрез; на фи г. 2 — ампула.

Устройство содержит ампулу 1, устанавливаемую в приемно-отправочную станцию, состоящую из пневмотрубопровода 2, на концах которого укреплены аналогичные по конструкции приемные камеры 3, 4 с полыми штоками 5, 6, соединенные с источником анализируемого вещества 7 и анализатором 8. Штоки соединены с мембранными исполнительными механизмами 9, 10.

Приемные камеры выполнены в виде стаканов с крышками 11, 12 и наклон- 20 ными днищами 13, 14. В крышках 11, 1 2 соосно штокам 5, б расположены втулки 1 5, 1 б. В боковых поверхностях непосредственно у днищ 13, 14 камер

3, 4 установлены наклонные штуцеры

17, 18

Ва втулках 15, 16 и штоках 5, б укреплены упоры 19 с отверстиями 20 для прохода газа. На торцах втулок

15, 1 б и штоков 5, б расположенных в камерах 3, 4 укреплены прокладки

1 21, причем толщина этих прокладок больше, чем выступающая над торцами часть упоров 19. Противоположные торцы штоков 5, 6 соединены с мембранами 22, 23 исполнительных механизмов

9, 10 ° Мембраны 22, 2 образуют с крышками 24 исполнительных механизмов 9, 10, управляющие камеры 25, 26. отверстия штоков 5, б через соответствующие импульсные линии связаны с командным пунктом 27, управляющим работой устройства, Командный пункт 27 состоит из двух автономных функциональных блоков 28 и 29.

Блоки 28 и 29 объединены общей 45 командной линией (Рпр), связанной с программатором хроматографа. Блок 28 содержит панель 30 пневматических. реле, переключатель 31 потоков и эжектор 32. Блок 29 содержит панель gp

33 пневмореле и переключатель 34 потоков °

Панель 30 пневмореле блока 28 связана с управляющей камерой 25 исполнительного механизма 9 и управляющими камерами клапанов 35, 36, 37 установленных соответственно в линиях анализируемого вещества, сжатого воздуха и атмосферы, Переключатель 31 потоков блока 28 через импульсную линию сообщает полость што- 60 ка 5 с атмосферой или эжектором 32 блока 28, Панель 33 пневмореле блока 29 связана с управляющей камерой 26 исполнительного механизма 10 и управляющи- 65 ми камерами клапанов 38, 39, 40, 41, установленных соответственно в линиях анали эируемого вещества, сжатого воздуха атмосферы и газа-носителя.

Переключатель 34 потоков блока 29 связывает полость штока 6 через импульсную линию с источником сжатого воздуха или с источником газа носителя.

Ампула 1 выполнена в виде сферы или полусфер 42, 43, материал которых имеет разный удельный вес, Для достижения необходимой разницы в весе полусферы выполнены из разных материалов, например, полусфера 42 - иэ нержавеющей стали, а полусфера 43 — из фторопласта.

В стенках полусфер 42 и 43 установлены один против другого пружинные клапаны 44. Клапан 44 состоит из плоской пружины 43 и мягкой прокладки

46, прижимаемой пружиной 45 к отверстию 47.

Для скрепления полусфер 42 и 43 между собой они стягиваются металюжческими стяжками 48, также имеющими сферическую форму, Место стыка стяжек эапаивается или проклеивается эпоксидной смолой, Для улучшения представительности пробы и отбора пробы из источников с малым избыточных давлением или под вакуумом ампула 1 снабжается мембраной 49, установленной между полусферами 42 и 43.

Штуцеры, камеры и пневмотрубопровод имеют равные внутренние диаметры, причем стакан камеры в верхней части имеет проточку, Устройство работает следующим образом.

Пустая ампула 1, размещаемая перед началом работы в камере 4, благодаря своей сферической форме свободно (c минимальным трением) скатывается по наклонному днищу 14 и по наклонному штуцеру 18 ко входу трубопровода 2, отк;да увлекаемая потоком сжатого воздуха она транспортируется в камеру 3.

Поскольку диаметр трубопровода 2 выбирается минимальным по отношению к диаметру ампулы 1 (диаметр трубопровода на 2-3 мм больше диаметра ампулы), благодаря равенству диаметров штуцеров 17, 18 и камер 3, 4 и трубопровода 2 ампула 1 по всей трассе транспортируется при незначительном сопротивлении, Попадая в зону проточки на внутренней поверхности установленной строго вертикально (по отвесу) камеры 3, ампула 1 из-за увеличения проходного сечения теряет скорость и зависает в потоке сжатого воздуха. Благодаря тому, что одна иэ полусфер ампулы 1 тяжелая, а другая легкая, центр тяжести ампулы 1 располагается в центре пружинного клапана 44 тяжелой полусферы 42. Поэто711415 му, при зависании ампулы 1 в камере 3 происходит ее ориентировка таким образом, что пружинные клапаны 44 оказываются соосно расположенными по отношению к расположенным на вертикальной оси упорам 19, 5

Поскольку шток 5 под действием мембраны 22 исполнительного механизма 9 перемещается в сторону неподвижной втулки 15, ориентированная указанным образом ампула 1 подхватывается штоком 5 и прижимается к неподвижной втулке 15. При этом торцовые прокладки 21 обеспечивают герметичность стыковки ампулы 1 со втулкой

15 и штоком 5, Под действием усилия мембраны 22 упоры 19 открывают пружинные клапаны 44,и ампула 1 через канал втулки 15 сообщается с источником анализируемого вещества 7, а через канал штока 5 с атмосферой.

В результате происходит промывка и заполнение внутренней полости ампулы 1 анализируемым веществом, Затем в результате опускания штока 5 под действием мембраны 22, ампула 1 расстыковывается, опускается на днище

13 и скатывается к трубопроводу 2, откуда струей сжатого воздуха вновь доставляется в камеру 4.

После ориентировки ампулы 1 в камере 4, происходящей аналогично ори- 30 ентировке в камере 3, ампула 1 герметично стыкуется со штоком 6 и втулкой 16, причем втулка 16 сообщает ампулу 1 с анализатором 8, а шток 6 сообщает ампулу 1 с источником газа-носителя.

В результате анализируемое вещество вымывается газом-носителем иэ ам.пулы 1 и вводится в анализатор 8. йа этом цикл работы устройства закан- о чивается.

Все описанные операции по заполнению ампулы, транспортиров ке ее по трубопроводу и опорожнению реализуются с помощью командного пункта 27, работа которого синхронизируется с работой программного устройства хроматографа.

С инхрони зирующий си гн ал Рпр и рограммного устройства воздействует на блоки 28 и 29, управляющие работой исполнительных механизмов 9, 10. При этом переключатель 31 потоков блока

28 устанавливается в положение, при котором канал штока 5 связывается с атмосферой, а переключатель 34 пото- 55 ков блока 29 устанавливается в положение, при котором канал штока 6 связан с источником газа-носителя.

Панель 30 пневматических реле блока 28 управляет клапанами 55, 36, gg

37 и исполнительным механизмом 9, а панель 33 пневматических реле блока 29 управляе-. клапанами 38,,39, 40, 41, а также исполнительным механизмом 10.

При применении ампулы с мембраной 49 для приведения устройства в рабочее состояние переключатель 31 потоков блока 28 устанавливается в положение, при котором отверстие подвижного штока 5 соединяется с эоной вакуума, вырабатываемого эжектором

32 блока 28, При этом переключатель-.

34 потоков блока 29 соединяет отверстие штока 6 с источником сжатого воздуха.

При этом последовательность вырабатываемых командным пунктом 27 сигналов, а также механизм подачи ампулы 1 в камеры 3 и 4, их ориентировка и стыковка аналогичны описанным выше операциям. отличие в работе состоит в том, что в камере 4 при опорожнении ампулы 1 анализируемое вещество вытесняется мембраной 49 полностью, поэтому при заполнении ампулы 1 последнюю не надо продувать, а соединение подмембранной полости со стороны тяжелой полусферы с вакуумом обеспечивает заполнение ампулы 1 анализируемым веществом даже при пониженном давлении в точке отбора анализируемого вещества. Поскольк у ампула оказывается перед заполнением абсо,лютно пустой, то поступившее в ампулу анализируемое вещество будет хорошо представлять состав этого вещества в источнике 7.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб, вкл:очающее ампулу и приемо-отправочную станцию, в ыполненную в виде пнев— мотрубопровода и приемных камер со шток ами „соединенными с мембранными исполнительными механизмами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежно" òè,,шток выполнен полым, а приемные камеры выполнены в виде стаканов с крышками и наклонными днищами н снабжены наклонными штуцерами, соединяющими камеры с пнев— мотрубопроводом, и втулками, расположенными в крышках соосно штокам, 2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что штоки и втулки снабжены упорами с прокладками, причем упоры имеют отверстия.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что штуцеры, камеры и пневмотрубопровод имеют равчые внутренние диаметры.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ампула выполнена в виде сферы и снабжена пружинными клапанами.

5. Устройство по и. 1, 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ориентации ампулы в пространстве.

711415

Фиг Г

ЦНИИПИ Заказ 8999/29 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ампула выполнена в виде полусфер, материал которых имеет разный удельный вес.

6, Устройство по п ° 1, 5, о т л и ч,а ю щ е е с. я тем, что с целью 5 повышения .представительности проб при отборе из источников с малым избыточным давлением или под вакуумом, ампула снабжена мембраной, установ- i ленной между полусферами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3237883, кл. 243-25, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 441218, кл. В 65 С 51/32, 14.02.72. (прототип).