Автоматический пробоотборник Советский патент 1992 года по МПК G01N1/10 

1

{21)4870235/05 (22) 15.03.90 (46)23.10.92. Вюл. №39 (71)01пяПрк-Ч 1й филиал Всс о озно1 0 нзуч- но-исследс г гепьского и пооек но-конст- рукторскогс шституга комплексной автоматизации нефтяной г, гасово промышленности

(72) А.Ф. K .ac3KOj и В,А. Бурхапо (5G) Авторское свидетельство СССР № 275250, к G 01 N 1/10, 1985.

AB&opCi or- свидетельство СССР 6341UO. кл. G 01 N 1/10, 1975. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРОБООТБОРНИК

(57) Использование: техника для автоматического отбора проб из трубопроводов. CyiuHoosb мзобре:вгшя: пробоотборник со2

держит корпус, в котором размещена электромагнитная катушка с подпружиненным сердечником, служащим в качестве золотника длл верхнею и нижнего клапанов. К сердечнику прикреплен поршень посредством штока. Наружный диаметр поршня ранен внутренним диаметрам седел клапанов. Дозатор имеел возможность сообщаться с накопительным баллоном, а к корпусу посредством соединительных трубок подсоединены пробозаборные трубки. Подпоршиевая полость сообщается с про- Ьозаборными трубками, например, через выполненный в корпусе радиальный канал и соединительную трубку, э нэдпоршневая попость сообщается с накопительным баллоном, например, через продольный канал, выполненный в стенке корпуса, 1 ил,

/ зобретение относится к технике для автоматического отбора жидкости из трубопровода.

Известен про6оо борник,в стволе корпуса которого размещен поршень, при воз- вратно-поступагелыюм движении которого с помощью электропривода осуществляется перекачка прсб жидкости из заборного зонда в контейнер.

Недостаток пробоотборника - сложность изготовления и низкий ресурс безотказной работы ич-за наличия электродвигателя с редуктором и кпизошипмо-шагунным механизмом, имеющих большое количество подвижных детапей.

Известен пробоотборник, содержащий корпусе злектромагнтным клапаном, сообщающим дозатор с баллоном.

Недостаток пробоотборника - неуравновешенность золотника электромагнитного клапана от усилий перепада давления между трубопроводом и баллоном. Это требует увеличения усилия прижима уплотнений при увеличении давления в трубопроводе или диаметра проходных сечений клапанов и, как следствие, увеличение мощности электромагнита, а значит и увеличение материалоемкости, .энергоемкости и габаритов издепия.

Целью изобретения является повышение надежности работы при изменении давления в трубопроводе.

На чертеже изображен общий вид автоматического прэбсотборп -кэ.

Автоматический пробоотборник состо- VIT из корпуса 1, в котором р-тзмещена электромагнитная катушка 2. В катушку 2 вставлен поджатый пружиной 3 сердечник 4 с торцовыми уплотнениям1/ 5 и 6, соединенный с поршнем 7,

fc3C3&

Х|

eafazclt

Наружный дмамеф поршня 7 рапен внутренним диаметром седел 8 и 9. Через каналы 10, 11 и 12 полость камеры 13 сообщается соответственно с н оиптольним баллоном 14, дозатором Го и пробозчбор- ными трубками 16.

Шток 17, соединяющий порщрнь 7 с сердечником 4, имеет меньший см у поршня 7 диаметр, Подпоршневая гюлость 18 и надпоршневая 19 полости чеЦез каналы 10 и 20 постоянно сообщены соответственно с баллоном 14 и пробозаборными их-быми 16, которые установлены nonociM rpv6on- ровода 21. Поршень 7 установлен р дополнительной камере 22 корпуса 1

Устройство работает следующим обра зом,

В исходном (по чертежу) положении до затор 15 через каналы 11 и 10, a i3ivc зазор между штоком 17 и седлом 8 сообщен с баллоном 14 (имеющим атмосферное давление) К стволу седла 9 и подпоршнеоой полости 18 подходит одинаковое давление из трубопровода 21.

Так как равны площади проходных сечений, уплотняемые поршнем 7 и сердечником 4 при кон (акте с седлом 9, а также равны, но противоположно направлены, величины давлений, действующие на эти площади, то возникающие усилия от перепада давления на сердечник со стороны поршня 7 и седла 9 взаимоуравновешиваются.

При включении электропитания катушки 2 сердечник 4, перемещаясь вниз, перекрывает седло 0 и открывает седло 9. Рабочая среда через СРД/О 9 поступав в камеру 13 и заполняет через канал 11 дозатор 15. Так как равны площади сечений, перекрываемых поршнем 7 и сердечником 4 при контакте с седлом 8 а так-ке равны, но противоположно направлены величины давления, действующие на 3iH площади, го возникающие от перепада давления усилия на сердечник 4 со сторон торца 7 и седла 9 взаимоуравновешиваются,

При выключении электропитания ка тушки 2, сердечник 4 COBMGCIно с поршнем 7 пружиной 3 возвращается в исходное положение.

При этом рабочая среда из дозатора 15 через канал 11, кольцевой зазор между штоком 17 и седлом 8, а также канал 10 вытесняется в баллон 14.

При повторном включении - выключении электропитания катушки 2 цикл перевода проб из трубопровода 21 в дозатор 15, а затем из дозатора 15 в баллон 14 повторяется.

Для герметичного перекрытия седел 8 и 9 величина контактного напряжения в уплон очиях 5 и 6 должна превышать величину перепада давления. Величина площади контакта седел 8 (или 9) с уплотнениями 5 (или 6) пропорционапьна диметру прочодного сечсчия седел 8, а величина площади, на которую действуе усилие от давления находится в квадратичной зависимости от диаметра проходного сечения седла 8.

То есть усилие электромагнита, необхо0 димосдля перемещения и прижатия сердечника с определенным усилием к седлу пропорционально диаметру седел для уравновешенного от давления сердечника, а для неуравновешенного сердечника прототипа

5 усилие электромагнита находится в кубической зависимости от диаметра.

Таким образом, уравновешивание сердечника обеспечивает минимальную силу удара сердечника о седло при его переклю0 чешшх независимо от величины давления, а значит повышается долговечность уплотнений а значит и надежность работы пробоотборника

Кроме того, в заявляемом пробоотбор5 нике уравновешивание сердечника от усилий давления позволяет

чл,1 увеличить давление при одинако- вчх с проккипом диаметре седел и усилии зпекфомагнита - что позволит увеличить

0 диапазон давлений в трубопроводе,на который можно установить пробоотборник,

-или увеличить диаметр седел при одинаковых с прототипом давлении и усилии олектромтгнита - тогда появляется возмож5 ность увеличивать диапазон отбираемой жидкости по вязкости;

-или уменьшить усилие электромагнита при одинаковых с прототипом давлении и диаметре седел, что приведет к сокрзще0 нию металлоемкости и энергоемкости. Формула изобретения Автоматический пробоотборник, содержащий корпус с фланцем в нижней его части, электромагнитный клапан,

5 подпружиненный сердечник которого выполнен в виде золотника с торцовыми уплотнениями, пересрывающими седла клапанов пробоотборника, и накопительный баллон, отличающийся тем, что,

0 с целью повышения надежности в работе при изменении давления в трубопроводе, пробоотборник выполнен с вертикальным каналом в верхней его части, снабжен пробозаборными трубками, а баллон размещен

5 в нижней части пробоотборника, фланец выполнен в виде дополнительного корпуса с радиальным каналом, снабженного установленным внутри него подпружиненным поршнем и штоком, жестко соединенным с подпружиненным сердечником, при этом надпоршневая часть дополнительного корпуса соединена с баллоном через вертикальный канал, подпоршневая часть дополнительного корпуса соединена с

пробозаборными трубками через радиальный канал, а подпружиненный поршень выполнен диаметром, равным диаметрам 5 седел клапанов пробоотборника.