Пробоотборник Советский патент 1984 года по МПК G01N1/10 

$6 J Фиг.1 4 Изобретение относится к иробоотбррникам различных газов в том чис ле газов горячих и содержащих конденсируннциеся пары и аэрозольные ча тицы, например, из напорного трубопровода, и может быть использовано в химической, нефтяной, газрвой и других отраслях промышленности. Известен пробоотборник, содержащий цилиндр с заборным отверстием, поршень со штоком и приспособлением для перекрытия заборного отверстия СП . Недостатками данного пробоотборника являются низкая представител-ьность проб и ненадежность работы устройства. Известен также пробоотборнщс, содержащий цилиндр с забор шм отверсти ем, основной поршень со штоком, дополнительный поршень, соединенный тягой с основным поршнем, кожух с входными отверстиями и выходнь и шту церами, перегородками и сальниковым устройством, причем кожух с цилиндром установлены коаксиальио с концевым зазором С23. Недостатком известного щ обоотбор кика является низкая эксплуатационная надежность устройства при отборе проб из трубопроводов и аппаратов высокого давления. Так, при диаметре пробоотборника по торцу 35 мм и давЛенин в трубопроводе 2 МПа газы раз ивают усилие на пробоотборник велич ной около 100 кг, вьщавливаняцее проб отборник из уплотнения задвижки, через которую пробоотборник вводится в трубопровод апи аппарат. Кроме того, сварные соединения деталей пробоотборника приводят к деформации цилиндру, нарушению герметизации ото бранной пробы, что снижает уровень ее представительности. Следует также отметить, что представительность про бы снижается и за счет того, что в пробоотборнике трудно обеспечить условия изокинетичности отбора проб, в соответствии с которыми пробу необходимо вводить в пробоотборник со скоростью, равной скорости потока вблизи заборного отве1$стия, которая обычно неизвестна. Измерение ркороети потока, например, с помощью трубок Пито-Прандтля в ввде самостоятельного устройства усложняет технику пробортбора, требует врезки в тру бопровод дополнительных шутцеров для установки трубок Пито-Прандтля. Цель изобретения - повьш1ение надежности в работе устройства и представительности пробы. Цель достигается тем, что пробоотборник, содержащий цилиндр с заборными отверстиями, основной поршень со штоком, дополнительный поршень, соединенный тягой с основным поршнем, кожух с входными отверстиями и выходными штуцерами, перегородками и сальниковым устройством, кожух с цилиндром установлены коаксиально с кольцевым зазором, снабжен закрытыми с торцов трубками, установленнь1ми одна над другой в кольцевом зазоре кожуха и цилиндра, а на цилиндрических поверхностях трубок выполнены отверстия, сообщающиеся с входными отверстиями кожуха, при этом внешняя поверхность кожуха выполнена с винтовой нарезкой. Кроме того, винтовая нарезка выполнена многозаходной. На фиг. 1 изображен пробоотборник, исходное состояние, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, при отборе проб из трубопровода через задвижку. Пробоотборник состоит из Щ1ЛИНДра 1 с заборным отверстием 2. Внутри цилиндра 1 помещен основной поршень 3 с разъемным штоком 4 и дополнительный поршень 5, соединенный гибкой тягой 6 с основным поршнем 3. Цилиндр 1 помещен в кожух 7, имеющий на внешней поверхности винтовую нарезку. В кольцевой зазор между кожухом и цилиндром помещены две трубки 8, расположенные противолежащим образом, закрытые с торцов и имеющие на цилиндрических поверхностях отверстия 9, герметические сообщающиеся с отверстиями в кожухе 7, причем отверстия в хвостовой части пробоотборника сообщаются со штуцерами 10. Цилиндр 1 по концам закрыт крьш1ками 11. Кольцевой зазор между цилиндром 1 и кожухом 7 герметизируется с помощью сальниковых уплотнений 12. Трубки 8 одновременно выполняют роль перегородок, обеспечивающих направленное движение теплоносителя в пространстве между цилиндром 1 и кожухом 7. На кожухе 7 имеются штуцера 13 для ввода и вьшода теплоносителя, задвижка 14, трубопровод 15, дифманометр 16, манометр 17. Пробоотборник работает следующим образом. Пробоотборник в исходном состояни (поршни 3 и 5 находятся в крайнем левом положении) вводится через задвижку 14 в трубопровод или аппарат 15 таким образом, что.бы заборное отверстие 2 было направлено навстречу потоку анализируемого газа. К шту церам 10 подключаются дифманометр 16 и манометр 17. По показаниям дифмано метра определяется скорость потока газа вблизи заборного отверстия 2, скорость перемещения штока 4 и продолжительность отбора пробы в пробоотборник. С расчетной скоростью начи нают перемещать шток 4 вправо до упо ра. При этом внутри цилиндра 1 происходит перемещение основного поршня 3, который в конце забора пробы за тягу 6 перекрывает дополнительным поршнем 5 заборное отверстие 2. При необходимости через штуцера 13 через кольцевой зазор мелоду кожухом 7 и цилиндром 1 пропускается теплоноситель или хладагент (в зависимости от конкретных условий отбора проб). После отбора пробы отключаются от штуцеров 10 дифманометр 16 и манометр 17 и пробоотборник выводится из трубопровода 15 и задвижки 14. После отбора пробы пробоотборник может транспортироваться к месту анали за с вывинченньм разъемным штоком 4. Для подачи пробы на анализ, напри мер, в хроматограф, в заборное отвер тие ввинчивается штуцер переходной трубки (не показан), ввинчивается разъемный шток 4, в кольцевой зазор между кожухом 7 и цилиндром 1 через штуцера 13 пропускается теплоноситель в случае, если проба может содержать конденсируемые компоненты, пробоотборник прогревается, затем :шток перемещается влево, при этом за счет сжатия пробы дополнительный поршень 5 перемещается влево, открывая заборное отверстие 2, и основной поршень 3 вытесняет отобранную пробу газа в хроматограф на анализ. Объем пробы достаточен для выполнения нескольких параллельных анализов. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении технологичности изготовления пробоотборника, так как отсутствие сварных соединений кожуха и внутреннего цилиндра позволяет упростить изготовление пробоотборника и избежать деформадаи основной детали внутреннего цилиндра, что повьш1ает герметизацию отбираемой пробы и увеличивает допустимое время транспортирования пробы к месту анализа. Кроме того, повьш1ается. эксплуатационная надежность пробоотборника при отборе проб из напорных трубопроводов, так как при ввинчивании пробо-. отборника в трубопровод через муфту задвижки исключается выдавливание пробоотборника из муфты за счет давления в системе. Многозаходная винтовая нарезка на кожухе пробоотборника ускоряет ввод пробоотборника в трубопровод (аппарат) и вывод его после отбора проб в 2-5 раз в зависимости от числа заходов резьбы, что значительно уменьшает время отбора пробы в целом. Повышение уровня изокинетичности отбора проб, герметизации отбираемой пробы повышает ее представительность, так как качественный и количественный состав отобранной пробы близок к действительным характеристикам анализируемого газа. Таким образом, в единой конструкции обеспечиваются отбор, транспорт, подготовка отобранной пробы к анализу и измерение давления и скорости потока газа в трубопроводе или в аппарате .

1. ПРОБООТБОРНИК для отбора проб газа из напорного трубопровода, содержащий цилиндр с заборными отверстиями, основной поршень со штоком, дополнительный поршень, соединенный тягой с основным поршнем, кожух с входными отверстиями и ВЬГХОДНЬ1МИ ШТУ церами, перегородками и сальниковым устройством, причем кожух с цилиндром установлены коаксиально с кольцевым зазором, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения представительности пробы и надежности в работе, он снабжен закрытыми с торцов трубками,установленными одна над другой в кольцевом зазоре, а на цилиндрических поверхностях трубок выполнены отверстия, сообщающиеся с входными отверстиями кожуха, при зтом внешняя поверхность кожуха выполнена с винтовой нарезкой. 2. Пробоотборник по п. 1, отличающий тем, что винтовая нарезка выполнена многозаходной.