Устройство для отбора проб Советский патент 1980 года по МПК G01N1/02 B65G51/34 

1

Изобретение относится к устройствам для отбора проб в системах ана.литического 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, со-стоящем из трубопровода, на концах которого установлены приемные камеры 1 .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство системы контейнерного трубопроводного пневмотранспорта, ак.гаочающее ампулу и приемо-отправочную станцию, выполненную в виде пневмотрубопровода и приемных камер со штоками, соединенными с мембранными исполнительными механизмами 2.

Эти устройства сложны по конструкции, так как для наполнения ампу.пы пробой необходимо вводить дополнительные узлы, а также недостаточно .надежны, поскольку форма приемных камер, соединение их с трубопроводом.

а также вьтолнение 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 кон0струкции и повышение надежности устройства .

Это достигается тем, что в устройстве для отбора проб шток выполнен полым, а приемные камеры выполнены

5 в виде стаканов с крышками и наклонными днищами и снабжены наклонными штуцерами, соединяющими камеры с пневмотрубопроводом, и втулками, расположеннь 4и в крышках соосно штокам. Што0ки и втулки снабжены упорами с прокладками, причем упоры имеют осевые отверстия. Кроме того, штуцеры, камеры и пневмотрубопровод имеют равные диаметры.

5

Ампула может быть выполнена в виде сферы или полусфер, материал которых имеет разный удельный вес, и снабжена пружинными клапанами. Выполнение полусфер из материалов .с раз0ным удельным весом обеспечивает ориентацкю 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 - амп ула. Устройство содержит ампулу 1, устанавливаемую в приемно-отправочную станцию, состоящую из пневмотрубопровода 2, на концах которого укреплены аналогичные по конструкции приемные камеры 3, 4с полыми штоками 5 , 6, соединенные с источником анализируемого вещества 7 и анализатором 8. Штоки соединены с мембранны ми исполнительными механизмами 9, 10 Приемные камеры выполнены в виде стаканов с крышками 11, 12 и наклонными днищами 13, 14. В крышках 11, 1 соосно штокам 5, 6 расположены втулки 15, 16. В боковых поверхностях непосредственно у днищ 13, 14 камер 3, 4 установлены наклонные штуцеры 17, 18. Во втулках 15, 16 и штоках 5, 6 укреплены упоры 19 с отверстиями 20 для прохода газа. На торцах втулок 15, 16 и штоков 5, 6 расположенных в камерах 3, 4 укреплены прокладки 21, причем толщина этих прокладо-к больше, чем выступающая над торцами часть упоров 19. Противоположные тор цы штоков 5, 6 соединены с мембранами 22, 23 исполнительных механизмов 9f 10. Мембраны 22, 23 образуют с крышками 24 исполнительных механизмов 9, 10, управляющие камеры 25, 2 Отверстия штоков 5,6 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 11 29 объединены общей командной линией (Рпр), связанной с программатором хроматографа. Блок 2 содержит панель 30 пневматических, реле, переключатель 31 потоков и эжектор 32. Блок 29 содержит панель 33 пневмореле и переключатель 34 по токов. Панель 30 пневмореле блока 28 связана с управляющей камерой 25 ис полнитрльного механизма 9 и управляющими камерами клапанов 35, 36, 37 установленных соответственно в линиях анализируемого .вещества, сжа того воздуха и атмосферы. Переключа тель 31 потоков блока 28 через импульсную линию сообщает полость што ка 5 с атмосферой или эжектором 32 блока 28. Панель 33 пневмореле блока 29 св зана с управляющей камерой 26 испол нительного механизма 10 и управляющ ми камерами клапанов 38, 39, 40, 41, установленных соответственно в линиях анализируемого вещества, сжатого воздуха атмосферы и газа-носителя. Переключатель 34 потоков блока 29 связывает полость штока б 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 - из 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 металлическими стяжками 48, также имеющими сферическую форму. Место стыка стяжек запаивается 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 началомработы в камере 4, благодаря своей сферической форме свободно .(с минимальным трением) скатывается по наклонному днищу 14 и по наклонному штуцеру 18 ко входу трубопровода 2, откуда 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 из полусфер а1Лпулы 1 тяжелая, а другая легкая, центр тяжести ампулы 1 располагается в центре пружинного клапана 44 тяжелой полусферы 42. Поэтому, 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,

Поскольку шток 5 под действием мембраны 22 исполнительного механизма 9 перемещается в сторону неподвижной втулки 15, ориентированная указанньм 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 ориентировке в камере 3, ампула 1 герметично стыкуется со штоком 6 и ..А 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 из ам.пулы 1 и вводится в анализатор 8. На этом цикл работы устройства заканчивается .

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

Синхронизирующий сигнал Рпр программного 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 потоков блока 29 устанавливается в положение, при котором канал штока б связан с источником газа-носителя.

Панель 30 пневматических реле блока 28 управляет клапанами 45, 36, 37 и исполнительным механизмом 9, а панель 33 пневматических реле блока 29 управляет клапанами 38, 39, 40, 41, а также исполнительным механизмом 10.

При применения 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 зоной вакуума, вырабатываемого эжектором 32 блока 28. При этом перек.пючатеать 34 потоков блока 29 соединяет отверстие штока б 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 R 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. Поскольку ампула оказывается перед заполнением абсо,лютно пустой, то поступившее в ампулу анализируемое вещество будет хорошо представлять состав э.того вещества в источнике 7.

Формула изобретения

35

1.Устройство для отбора проб, включающее ампулу и приемо-отправочную станцию, выполненную в виде пневмотрубопровода и приемных камер со

0 штоками, соединенными с мембранными исполнительными механизмами, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, шток выполнен полым, а приемные камеры выполнены в виде стаканов с крышками и наклонными днищами и снабжены наклонными штуцерами, соединяющими камеры с пневмотрубопроводом, и втулками, расположенными в крышках соосно штокам.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что штоки и втулки снабжены упорами с прокладками, причем упоры имеют отверстия.

5 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что штуцеры, камеры и пневмотрубопровод имеют равные внутренние диаметры.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ампула выполнена в виде сферы и снабжена пружинными клапанами.

5. Устройство по п. 1, 4, отличающееся тем, что, с це-. лью ориентации ампулы в пространстве.