Устройство для автоматического отбора проб растворов из автоклавов Советский патент 1986 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к устройствам автоматического отбора проб пульп и растворов, находящихся при высокой температуре и под давлением конкретно из автоклавов, и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промьшшенности. Для управления процессами автоклавного вьпцелачивания на гидрометаллургических производствах необходимо осуществлять контроль различных характеристик технологических сред (содержание полезного компонента в твердой и жидкой фазе, рН и др). Для производства этих измерений проба анализируемого продукта с заданным интервалом времени извлекается из аппарата и в зависимости от применяемых средств контроля подается в датчики соответствующих приборов - анализаторов, в экспресслабораторию или в накопительную емкость. При этом она,- как правило, должна быть заданного объема и приведена к нормальньм температуре и давлению. Известно устройство для отбора проб жидкости, находящейся под давлением, содержащее приемник проб со штоком и поршнем, соединенный трубо проводом с емкостью для жидкости, запорный вентиль и буферную емкость с поршнем, соединенным со штоком. Однако это устройство не может быть использовано для отбора проб пульп и склонных к выделению осадков жидкостей, поскольку частицы твердой фазы; попадая в зазор между корпусом приемника проб и поршнем, вызьшают его заклинивание и быстрый абразивный износ. Известен также автоматический про боотборник жидких сред, содержащий электромагнитный клапан, выполненный в виде цилиндра с установленными в его верхней и нижней частях фланцами коаксиально установленной тонкостен ной втулкой и расположенного внутри нее подпружиненного сердечника, доза тор, накопительный баллон и заборны трубки. Недостатком известного пробоот. борника является низкая надежность при отборе проб из аппаратов с боль шим давлением и высокой температурой особенно при ручном отборе, когда жидкость резко выбрасывается и испа ряется, что приводит к потерям, представляет опасность для окружающих и снижает достоверность результатов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического отбора проб растворов из автоклавов, . содержащее пробоотборную трубку, помещенную в автоклав, сборник проб, на входе которого установлен управляемый клапанj соединенный с блоком управления г дозатор пробы, запорные элементы и линию подачи сжатого воздуха . Недостатком известного устройства является низкая надежность предотвращения выбросов пульпы из автоклавов . и значительная погрешность дозирования . Целью изобретения является повышение представительности отбираемой пробы с одновременным повьшением надежности . Указаннаяцель достигается тем, что устройство снабжено буферной емкостью, сопряженной с пробоотборной трубкой и связанной через один из запорных элементов с дозатором, соединенным через управляемьм клапан со сборником проб, датчиками нижнего и верхнего уровней пробы в буферной емкости, подключенными к соответствующим входам блока управления, при этом линия подачи сжатого воздуха подключена через индивидуальные запорные элементы к дозато.ру и к буферной емкости, каждая из которых дополнительно содержит установленные в верхней части и соединенные с блоком управления дроссельные вентили, связанные с атмосферой. Кроме того, пробозаборная трубка снабжена блоком охлаждения, выполненным в виде проточной камеры с патрубками для циркуляции хладагента. На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического отбора проб растворов из автоклавов . Устройство состоит из пробоотборной трубки , проходящей внутри блока 2 охлаждения, буферной емкости 3, дозатора 4 (объемного), сборника 5 проб с управляемым клапаном 6. В буферной емкости 3 установлены датчики нижнего 7 и верхнего 8 уровней. В верхней части дозатора 4 и буферной емкости 3 установлены дрос сельные .вентили 9 и 10, Устройство содержит также линию 1I подачи сжатого воздуха и блок 12 управления операциями пробоотбора. На линиях подачи сжатого воздуха и трубопроводе, соединяющем буферную емкость 3 и дозатором 4, установлены запорные элементы (клапаны) 13, 14 и 15. Отбор пробы осуществляют из авто клава 16 с пневматическим перемешиванием. Дозатор 4 размещен по высоте меж ду датчиками (сигнализаторами) нижнего 7 и верхнего 8 уровней. - Сборник 5 проб может быть датчиком прибора-анализатора или накопительным баллоном. Устройство работает следующим об разом. В исходном положении все запорные злементы за исключением клапана 14 закрыты. Через открытый клапан 14 сжатый воздух из линии 11 подается в буфер ную емкость 3 и через пробоотборную трубку 1 - в автоклав 16. Поскольку в автоклавах использует ся пневматическое перемешивание, в технологических воздушных; магистраля постоянно поддерживается давление вы ше, чем давление в автоклавах 16. По этому сжатый воздух для устройства берется непосредственно из них. Выходя через пробоотборную трубку 1, воздух предотвращает попадание пульпы в нее и одновременно перемешивает материал в точке отбора пробы, исключая образование здесь застойной зоны. По команде блока 12 управления закрывается клапан 14 и открываются вентипи 9, 10 и 13. Сжатый воздух из буферной емкости 3 начинает выходить через дросселирующий вентиль 10, а пульпа из автоклава 16 трубку 1 постепенно и спокойно заполняет буферную емкость 3. Время ее заполнения определяется размером отверстия дросселирующего вентиля 10 и выбирается таким, чтобы при прохождении до буферной емкости 3 пульпа успевала охлаждаться до необходимой температуры хладагентом 314 находящимся в блоке 2. Достаточное охлаждение достигается использованием в качестве хладагента воды из водопровода. Одновременно сжатый воздух через клапан 13 поступает в объемный дозатор 4 и, стравливаясь через дросселирующий вентиль 9, создает в дозаторе 4 давление, равное давлению в автоклаве 16. При достижении пульпой датчика 7 нижнего уровня закрывается клапан 13 и открывается клапан 15. Одновременно с заполнением буферной емкости 3 восходящий поток пульпы через клапан 15 начинает заполнять дозатор 4, вытесняя из него воздух через отверстие дросселирующего вентиля 9. При достижении пульпой датчика 8 верхнего уровня закрьгоается клапан 15, отсекая необходимый объем пульпы в дозаторе 4, закрьгеается дросселирующий вентиль 10, открывается клапан 14, и пульпа, находящаяся в бу- фермой емкости 3, выдавливается в автоклав 16. После ее удаления эта же струя воздуха продувает буферную емкость 3 и пробоотборную трубку 1 и в дальнейшем продолжает подаваться в автоклав, исключая попадание пульпы в заборную трубку и перемешивая материал в зоне отбора пробы до следующей команды. Отдозиррванная проба пульпы, находящаяся в дозаторе 4 при нормальных давлении и температуре, через открывающийся клапан 6 направляется в сборник 5. Транспортирование пробы можно осуществлять самотеком либо при необходимости сжатым воздухом, подаваемым через клапан 13. Таким образом, устройство обеспечивает автоматический отбор и транспортирование к месту выполнения анализов заданного объема представительной пробы пульп и растворов, находящихся в аппаратах при высоких температуре и давлении. Заполнение дозатора осуществляется восходящим потоком пульпы, что исключает расслоение ее твердой фазы, а пробы осуществляется из зоны с активным перемешиванием.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТБОРА ПРОБ РАСТВОРОВ ИЗ АВТОКЛАВОВ, содержащее пробоотборную трубку, помещенную в автоклав, сборник проб, на входе которого установлен управляемый клапан, соединенный с блоком управления, дозатор пробы, запорные элементы и линию подачи сжатого воздуха, о т л ич ающе е с я тем, что,.с целью повышения представительности отбираемой пробы, устройство снабжено буферной емкостью, сопряженной с пробоотборной трубкой и связанной через один из запорных элементов с дозатором, соединенным через управляемый клапан со сборником проб, датчиками нижнего и верхнего уровней пробы в буферной емкости, подключенными к соответствующим входам блока управления, при этом линия подачи сжатого воздуха подключена через индиврщуальные запорные элементы к дозатору и к буферной ем- кости, каждая из которых дополнительно содержит установленные в верхней части и соединенные с блоком управ- S ления дроссельные вентили, связанные с атмосферой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью стабилизации температуры пробы, пробозаборная трубка снабжена блоком охлаждения, вьтолненным в виде цро.точной камеры с патрубками для циркуляции хладагента. О1 00 со