Пробоотборное устройство Советский патент 1983 года по МПК G01N1/22 

2. Устройство по п. 1, о т л И7 чающееся тем, что корпус

выполнен подвижным относительно стёнwij..отбираемой емкости.

1. ПРОВООТБОРНОЕ УСТРОЙСТВО,, содержащее коррус, выдвижной шток с клапаном, расположенным на выступающем из корпуса конце выдвмжного штока, отличающееся тем, чтог с целью обеспечения автоматического отбора и достоверности пробы, оно снабжено поршнем, установленным в средней части выдвижного mToxia, ограничителем хода, поршня, выполненным в виде .установленного в корпусе сменного стакана, концевыми вык.лючателями, расположенньами на внутренней цилиндрической поверхности ограничителя хода, программно-регистрирующим устройством и источником переменного давления, присоединенным к корпусу со стороны ограничителя хода поршня, с электропневмоклапаном и )егулируемым дренажом, свободный конец выдвижного штока выполнен с кольцевым буртиком, а корпус, выдвижной шток, концевые выключатели и с электропневмоклапан подключены к nporpaNWHo-регистрирующему устройст(Л ву. 4. СО 1 ОО

Изобретение относится к технике измерений парам етров (отбора проб, например)газожидкостных смесей и потоков, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и при проведении исследований гидродинё мических и теплофизических процессов для олределенйя фазового состава потока в напорных трубопроводах, емкостях и аппаратах, на лабораторных установках.i Известно, устройство для отбора проб из трубопроводов газожидкостных смесей,, используемое при определении их газосодержаняя fl.

Устройство имеет пробозаборный элемент, выполненный в виде двух соосных цилиндров с отверстиями Для взятия пробы и штока с поршнем, с помощью которого проба подается .анализатор. Отбор пробы, производитс вручную. Кроме того,, устройство не обеспечивает получения пробы из различных точек по сечению потока без изменения ;конструкции пробоот- борных элементов.

Наиболее близким к- изобретению по технической сущности является пробоотборное устройство, содержащее корпус, выдвижной шток с клапаном, расположенным на выступающем из корпуса конце выдвижного штока С2 . Однако устройство обслуживается вручную, не обеспечивает минимальног времени между проведением двух ртб.оров пробы, полного удаления предьщущей пробы при проведении следующего анализа,

Цель изобретения - обеспечение автоматического отбора и достоверности пробы,,

Указанная цель достигается тем что пробоотборное устройство, содержашее корпус, выдвижной шток с клапаном, расположенным на выступающем из корпуса конце выдвижного штока, снабжено поршнем, установленным в средней части выдвижного штока, ограничителем хода поршня, выполненным в виде установленного в корпусе сменного стакана, двумя концевыми выключателями, расположенными на внутрённей цилиндрической; поверхности ограничителя хода, программно-регистрирующим устройством и источником переменного давления, присоединенными к корпусу со стороны органичителя хода поршня, с электропневмоклапаном

и регулируе(шм дренажом, свободный конец выдвижного штока выполнен с кольцевым буртиком, а корпус, выдвижной шток, концевые выключатели и электропневмоклапан подключены к программно-регистрирующему устройству.

Кроме того,, корпус пробоотборного устройства выполнен подвижным относительно стенки отбираемой емокости.

Введение указанных элементов, обеспечивающих автоматизацию процесса отбора, несмотря на некоторое услож |Нение конструкции пробоотборного устПройства,позволяет получить минималь. ное время транспортного запаздывания среды, регулируемую продолжительност процесса отбора пробы, воз1ложнрсть быстрой подготовки к повторным отборам исследуемой среды, что является одним из основных качеств пробоотборных устройств

На фиг. 1 изображен общий вид пробоотборного устройства, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. /

Пробоотборное устройство имеет гладкий цилиндрический корпус 1, соединенный со стенкой емкости 2 с помощью цангового зажима 3 и уплотнения 4. Корпус 1 разделен поршнем 5 на две полости - подпоршневую б и надпоршневую 7. Со стороны надпоршнёвой полости 7 поршень 5 соединен при помощи штока 8 с клапаном 9, . который контактирует с седлом 10 корпуса 1. На свободном конце штока 8 имеется кольцевой буртик.11, который взаимодействует с торцовой частью ограничителя 12 хода, где установлена втулка 13 и вьшолнены отверстия 14 для сообщения подпоршневой полости 6 с источником 15 переменного давления, на внутренней поверхности ограничителя 12 хода установлено два концевых выключателя 1,6 И 17, с которыми при перемещении штока 8 взаимодействует кольцевой буртик 11, Через штуцер 113 с накидной гайкой 19 и сальником 20 подпоршневая полость 6 соединена с источником 15 переменного давления, в котором . установлен управляющий элемент, например электропневмоклапан 21, с дренажным отверстием 22 и сменной расходной шайбой 23, В штуцере 18 установлен герметичный электроразъем 24, соединяющий концевые выключатели

16 и .17 и скользящий электрический контакт 25 датчика состава пробы, примыкающий к штоку 8, с программнорегистрирующим блоком 26. Контакт 27 присоединен к корпусу 1,который является вторым электродом датчика состава пробы.

Пробоотборное устройство работает следующим образом.

В исходном положении клапаны 9 и 21 закрыты. При подготовке пробоотборного устройства к отбору пробы подается команда на открытие злектропневмоклапана 21, в результате чего воздух из источника 15 переменного давления поступает в подпоршневую полость 6 и перемещает поршень 5 влево вплоть до соприкосновения кольцевого буртика 11 штока с втулкой 13 изготовленной из электроизоляционного материала и установленной в .торце ограничителя 12 хода. При этом дренажное отверстие 22 электропневмоклапана 21 закрывается. Одновременно с этим кольцевой буртик 11 замыкает . электроконтакт концевого выключателя 16, расположенного на внутренней по- верхности ограничителя 12 хода около в.тулкй 13, что свидетельствует о готовности пробоотборНого устройства к отбору пробы.

Отбор пробы осуществляется при подаче с программно-регистрирующето блока 26 команды на закрытие электропневмоклапана 21. Источник переменно го давления перекрывается и воздух из подпоршневой полости 6 удаляется через дренажное отверстие 22, где уст тановлена сменная расходная шайба;.23, позволяюсцая при необходимости изме : нять скорость отбора пробы. Под действием возникающего перепада давления др Рр - Р„т-л где РОС - давлениесзтбираемой среды, «тм. атмосферное давление, поршень 5 перемещается внутри корпуса 1 вплоть до соприкосновения клапана 9 с седлом 10, образуя при этом над- . поршневую полость 7, заполненную отобранной пробой. В результате перемещения поршня кольцевой буртик 11 штока 8 размыкает электроконтакт концевого выключателя 16 и замыкает контакт концевого выключателя 17, после чего электрическая цепь программно-регистрирующего блока 26 соединяется через скользящий конTakT 25 со штоком 8, являющимся одним из электродов датчика состава пробы. ДРУГИМ электродом является корпус 1, к которому присоединен контакт 27 ; программно-регистрирующего блока 26; Фиксация корпуса 1 относительно стенки ёмкости 2 после его перемещения для отбора проб из различных зон исследуемой емкости осуществляется при помощи цангового зажима 3.

При посадке клапана 9 на седло 10,

надпоршневая полость 7, заключенна между поршнем 5, корпусом 1 и клапаном 9, является измерительной зоной датчика состава отобранной пробы,

В случае отбора двухфазной среды, состоящей из смеси неэлектропроводной жидкости и ее паров, датчик состава пробы представляет собой конденсатор, электродами которого являются корпус 1 и шток 8. Если ЖЕ жидкая фаза отбираемой пробы является электропроводной, тр. те же элементы конструкции можно использоватв как ре-.. зисторный датчик состава пробы.

За базовый образец принято пробцотборное устройство типа ПУ-2, предназначенное для отбора проб растворов из аппаратов и емкостей с последующим прокачиванием проб через датчик анализатора, и возвратом в . :емкость, с техническими данными ПУ-2 питание давлением 2-10 .атм, объем j .пробы 1.ЭО±50 мл, цикличность отбора 15 с, температура отбираемой-среды р-ЮО и габаритными размерами: пневматический насос 2400x564x300 мм массой 28,5 кг, блок управления 1400-564x370.мм массой 41,5 кг.

По сравнению с базовым образцом :предлагаемое устройство обладает ,меньшими габаритами и массой за счет совмещения отбора и анализа проб в надпоршневрй-полости; меньшей цикличностью отбора. - порядка 1-1,5 с, :вследствие автоматизации отбора и.анализа пробы и возможностью регулированкя скорости отбора и объема

: ПрО.бЫ „ . . .

В предлагаемом устройстве . отборный элемент - надпоршневая полость, ограниченная клапаном, прршшем и корпусом, выполяет функции анализатора состава отобранной среды (С последующим ее возвратом в емкость что приводит к сокращению времени анализа. Предлагаемое автоматическое пробортборное устройство для определения соотношения фаз в пробе выгодно отличается от известного ввиду того, что основные операции, сопут- . ствующие отбору и анализу пробы производятся автоматически, управление работой и измерения производят:ся дистанционно, что позволяет применять предлагаемое устройство на подвижных объектах и аппаратах с . агрессивными средствами и повышает безопасность эксплуатации. Благодаря устранению ручных операций и совмещению 23 одном устройстве функций анализа и отбора пробы цикличность работы устройства сокращена в 10 раз и обеспечивает минимальное время анализа, что является одним из основных качеств в пробоотборных устройствах. В предлагаемом устройстве можно регулировать.скорость отбора проб, что позволяет использовать его

для определения состава среды за различные промежутки времени, объем отбираемой пробы может варьироваться за счет изменения диаметра uiToka при сохранении остальных элементов устройства неизменными, поскольку корпус устройства 4ожно передвигать относительно стенки емкости, становится возможным отбор проб из различных зон емкости, конструкция . устройства обеспечивает полное удаление предыдущей пробы из анализатора при проведении Последующего замера, что повышает досто верность получаемых результатов.

А -А