Устройство для отбора проб Советский патент 1980 года по МПК G01N1/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ

Изобретение относится к технике исследования химических и физических свойств, а именно к устройствам для отбора проб, преимущественно жидкости, например воды из водоемов или водотоков, и может быть использовано для отбора проб нефтепродуктов, эмуль сий, кислот и т. п. Известно устройство для отбора проб жидкости, содержащее поплавок, закрепленный на подвижной штанге, пробоотборную трубку, соед1Шенную с измерительным блоком 11. Недостатком устройства является невозмож ность получения достоверной пробы для заданной точки, так как транспортировка всего отбираемого объема по трубопроводу приводит к переМе1ииванию отобранной в данный момент пробы с предыдущими и последующими в процессе забора пробы жидкос;ти. Известно устройство, осуществляющее транс портирование у11аковочного материала в трубопроводе, содержащее транспортную магистрал контейнер, загружаемый зернистым материалом и установленный с возможностью перемещения, узлы загрузки и выгрузки, насос, трубопроводы с кранами и блок управления, соединенный с насосом 2. Устройство предназначено для доставки из узла загрузки к узлу выгрузки контейнера, например, с зернкстьгм материалом, свободно перемещаемого по транспортной магистрали потоком жидкости, т. е. устройство выполняет, в основном, транспортировочные функции. Целью изобретения является повьпиение достоверности отбираемой пробы. Указанная цель достигается тем, что насос и узлы Забора и слива проб соединены с помощью трубопроводов, контейнер вьшолнен с отверстиями и с поперечным сечением, равным сечению транспортной магистрали, имеет в средней части наружную кольцевую,/высоединенную отверстиями с внутренней полостью контейнера выточку и снабжен кольцевым клапаном с отверстиями, установленным с возможностью перемещения в выточке, узлы забора и слива проб выполнены с отверстиями.

Целесообразно транспортную магистраль вы-; олнить в ввде гибкого трубопрЬв6аГГн1 прй ер, из полимерного материала, узел забора пррб снабжать Якорем и буем, узлы забора и слива проб снабжать соединенными с блоком управлений концевыми выключателями.

На фиг. 1 изображена структурная схемТГустрбйства для отбо|ра проб; на фиг. 2 схема установки устройства в водоеме; на фиг. 3 - узел забора пробы в открытом положении, разрез; на фиг. 4 узел забора пробь1 в закрьпом положении, разрез; на фиг. 5узел слива пробы в открытом положении, разрез; на фиг. 6 - узел слива пробы б Закрытом положении, разрез; на фй. 7 - кольцевой клапан.

Устройство для отбора проб содержит транспортную магистраль 1, контейнер 2, установленный с возможностью перемещения, узел 3 забора проб, узел 4 слива проб, насос 5 подачи рабочей жидкости в транспортную магистраль , .трубопроводы 6 и 7 с кранами 8 и 9 и блок 10 управления. Краны 8 и 9 выполнень в виде управляемь1Х трехходовых кранов. Насос 5 снабжен заборным патрубком 11, опущенным в водоем. Узел забора проб 3 установлен в месте отбора проб с помо.щью якоря 12 и буя 13. Узлы забора и слива пробы снабжены концевь1ми выключателями 14 и 15.

Блок 10 управления электрически соединен с насосом 5 кранами 8 и 9 и концевыми выключателями 14, 15.

Контейнер 2 выполнен в виде пустотелой цилиндрической емкбсти, торцовые части которой по диЙМетру соответствуют внутреннему : диаметру трансцортной магистрали 1. Для исключения влияния материала контейнера 2 на качество отобранной пробы контейнер выполнен из устойчивого к агрессйвньш средам материала. Контейнер 2 выполнен с внутренней полостью 16, в которую помещается отбираемая 1гроба..В средней части контейнер 2 снабжен наружной кольцевой выточкой 17, Которая посредством отверстий 18 соединена с внутренней полостью 16. В кольцевой выточке 17 установлен с возможностью П1гремещения кольцевой клапан 19, который вьшолнен сь сквозными прорезями 20. При этом отверстия 18 н сквозные прорези 20 размещены так, что при установке кольцевого клапана 19 в крайнем левом положении отверстия 18 соединены со сквозными прорезями 20. При перемепхений кольцевого клапана 19 от этого крайнего пьложения в правую сторону, отверстия 18 перекрываются кольцевым клапаном 19.

Корпус 21 узла забора пробы ЗеташЯ нен в виде стакана, в который с уплотнением

вставлена гильза 22. Корпус 21 крепится с уплотйением к транспортной магистрали 1.

Внутренняя камера 23 гильзы 22 1феднэзначена для помещения контейнера 2 на время забора npoiSbi воды, поэтому ее диаметр равен внутреннему диаметру транспортной магистрали I.

В торцовой стенке корпуса 21 установлен упор 24, к которому прикреплен конечный

выключатель 14, имеющий стержень 25. Торцовая стенка корпуса 21 имеет щтуцер 26, к которому крепится трубопровод 7.

Корпусом 21 и гильзой 22 образована кольцевая камера 27, в которой установлен с возможностью перемещения кольцевой клапан 28. Крайние положения перемещения кольцевого клапана 28 ограничены упорами 29 и 30. Кольцевой клапан 28 имеет сквозные прорези 31, т. е. он выполнен по подобию кольцевого

клапана 19.

Для соединения камеры 23 с окружающей средой в корпусе 21 имеются отверстия 32. Гильза имеет отверстия 33 - 37.

Отверстия 33, 34, 36 и 37 размещены так,

что при установке контейнера 2 в узле забора пробы 3 в положении, когда контейнер 2 прижат к упору 2С f. е. в момент забора пробы воды (см. фиг. 3) отверстие 33 соединяет щтуцер 26 через камеру 23 с кольцевой камерой

27, отверстие 37 соединяет кольцевую камеру 27 с камерой 23 со стороны транспортной магистрали 1, а отверстия 34 и 36 соединяют кольцевую камеру 27 с кольцевой выточкой 17. Отверстия 35 соосны с отверстиями 32 и размещены так, что при установке кольцевого клапана 28 в крайнее левое положение до упора 29 отверстия 3.2 соединены со сквозными прорезями 31, п оследние через отверстия 35 соединены со сквозНыми прорезями 20 кольцевой втулки 19 и далее через отверстие 18

контейнера 2 с внутренней полостью 16 контейнера.

Корпус 38 узла слива пробы 4 выполнен в виде стакана, в который с уплотнением

вставлена nwbsai 39. Корпус 38 крепится с уплотнением к транспортной магистрали 1. Камера 40 гильзы 39 предназначена для помеи ения контейнера 2 на время слива пробы, поэтому ее диаметр равен внутреннему

диаметру транспортной магистрали I.

В тордовой стенке корпуса 38 установлен упор 41, к 1Штйрдму прикреплен конечный выключатель 15, имеющий ст(гржень 42. Тор-цовая стенка корпуса 38 имеет штуцер 43.

Корпусом 38 и Г101ьзой 39 образована кольцевая камера 44, в которой устшовлен с возможност&к перемещения кольцевой йлапан 45. Крайние положе шя перемещетия кольцевого клапана 45 ограничены упорами 46 и 47. Кол цевой клапан 45 имеет сквозные прорези 48, Для слива пробы корпус 38 имеет штуцер 49, а гильза 39 имеет отверстие; 50. С целью быстрейшего опорожнения внутренней полости 16 контейнера 2 корпус 38 имеет отверсти 51, а гильза 39 - отверстие 52. Гильза 39 имеет отверстия 53 и 54, посред ством которых кольцевая камера 44 соединена с камерой 40. Отверстия 53 и 54 расположены так, что при установке контейнера 2 в положении, прижатом к упору. 41, через отвepctия 53 и 54 кольцевая камера 44 соединена с кольцевой выточкой 17 контейнера 2. Та часть кольцевой камеры 44, которая примыкает к торцовой стенке корпуса 38, соединена посредством трубки 55 с транспортной магистралью 1. Противоположная часть кольц вой камеры 44 соединена посредством трубки 56 со штуцером 43. Устройство работает следующим образом. С помощью блока 10 устанавливают кран 8 в положение подачи воды от насоса 5 к узлу 4 слива пробы, а кран 9 в положение подачи воды из трубопровода 7 на слив. Затем включают насос 5, забирают воду из водо ма через заборный патрубок 11 и по трубопро воду 6 подают ее через кран 8 в камеру 40 узла 4. Одновременно вода по трубке 56 поступает в кольцевую камеру 44 и воздействует на кольцевой клапан 45, который, перемещаясь в крайнее положение, ограниченное уп ром 47, перекрывает отверстие 50 и щтуцер 49. Через отверстие 53 давление передается на кольцевой клапан 19, который перемещаясь, перекрывает отверстия 18 контейнера 2. Под давлением воды контейнер 2 движется от упора 41 по транспортной магистрали 1 в камеру 23 узла 3 забора пробы и прижимается к упору 24. При этом контейнер 2 .воздействует на стержень 25 концевого выключателя 14, который передает сигнал блоку 10 управления о том, что контейнер 2 находится в узле 3. При перемещении контейнера 2 в транспорт ной магистрали 1 вода, выталкиваемая контейнером 2, проходит через штуцер 26 в трубопровод 7 и по нему поступает к крану 9, через который идет на слив. При достижении контейнером 2 упора 24 контейнер 2 останавли вается, при зтом вода из транспортной магистрали 1 через отверстие 37 поступает в кольцевую камеру 27, из которой через отверстие 36 - в кольцевую выточку 17 контейнера 2. Так как движение контейнера 2 ограничено упором 24, то в кольцевой выточке 17 и коль цевой камере 27 создается напор, под воздействием чего кольцевые клапаны 19 и 28 пег ремещаются до упоров (кольцевой клапан 28 436 перемещается д.о упора 29, кольп,свой клапан 19 до jTiopa в кольцевой выточке 17). При перемещении кольцевых клапанов 19 и 28 происходит совмещение отверстий 18, 20, 35, 31 и 32 и образуются каналы, которые соединяют внутреннюю полость 16 контейнера 2С окружающей средой. Проба по этим каналам выжимает воздух и заполняет внутреннюю полость 16 контейнера 2. При поступлении от конечного выключателя 14 сигнала на блок Ш управления о приходе контейнера 2 в узел 3 забора пробы по установленной программе насос 5 отключается, Для того, чтобы вернуть контейнер 2 с пробой в. узел 4 слива пробы, блоком управления 10 подается команда кранам 8 и 9. Кран .8 устанавливается в положение подачи воды от узла 4 на слнв. Кран 9 устанавливается в положение подачи воды от насоса 5 по трубопроводу 6 в трубопровод 7 и далее к узлу 3 забора пробы. Вода, поступающая от насоса 5; по трубопроводу 7 через щтуцер 26, подается в камеру 23 узла 3 забора пробы. Создаваемый в камере 23 напор воды воздействует На контейнер 2, одаовременно этот напор передается через отверстие 33 в кольцевую камеру 27, а из нее через отверстие 34 - в кольцевую выточку 17 контейнера 2, Под действием напора воды кольцевые клапа- , ны 19 и 28 перемещаются до упоров (клапан 28 до упора 30, а клапан 19 до упора в кольцевой выточке 17). При таком перемещении кольцевой клапан Д9 перекрывает отверстия 18 и изолирует отобранную пробу, находящуюся во внутренней полости 16 контейнера 2 от окружающей с)едл, в том числе и от воды, перемещающей контейнер 2 в транспортной магистрали 1. Кольцевой клапан 28 йёрекрывает отверстия 32 в корпусе 21 узла 3 забора пробы и исключает выход рабочей воды из транспортной магистрали 1. .. Под действием напора воды контейнер 2 перемещается в узел 4 слива пробы. Вода, выталкиваемая контейнером 2 из транспортной магистр али , проходит через ипуцер 43 узла 4 и поступает к крану 8, через который идет на слив. Контейнер 2, пройдя транспортную магистраль 1, входит в камеру 40 узла 4 слива пробы и прижимается напором воды к упору 41. При этом контейнер 2 воздействует на стержень 42 конечного выключателя 15, который передает сигнал блоку 10 управления о том, что контейнер 2 находится в 4 узле слива пробы. При остановке контейнера 2 упором 41 напор из транспортной магистрали 1 по трубке 55 передается в кольцевую камеру 44 и далее через отверстие 54 в кольцевую выточку 17 контейнера 2. Под воздействием напора кольцевые клапаны 19 и 45 перемещаются до упоров (кольцевой клапан 45 до упора 46, клапан 19 до упора в КС лицевой выточке 17). При таком перемещении кольцевых клапано 19 и 45 совмещаются нижние отверстия и про рези 18, 26, 50, 48 и 50 и верхние отверстия 18, 20, 52, 48, 5, которые образуют ншший и верхний каналы. По нижнему каналу проба из внутренней полости 16 контейнера 2 сливается и поступает на последующую обработку. По верхнему каналу во внутреннюю полость 16 поступает воздух. При поступлении от конечною выключателя 15 сигнала на блок управления 10 о при ходе контейнера 2 в узел 4 слива пробы по установленной программе насос 5 отключается. Форм у л а изобретения 1. Устройство для отбора проб, сойержаще транспортную магистраль, контейнер, установл ный с возмо кностью перемещения, узлы забора и слива проб, насос подачи рабочей жидкости в транспортную магистраль, трубопроводы с кранами и блрк управления, соедш ен йый с насосом, узлами за&5ра и слива проб зо 38 и кранами, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности отбираемой пробы, насос и узлы забора и слива проб соединены с помощью трубопроводов, контейнер выполнен с отверстиями и с поперечным сечеинем, равным сечению транспортной магистрали, имеет в средней части наружную кольцевую выточку и снабжен кольцевым клапаном с отверстиями, установленным с возможностью перемещения в выточке, узлы забора и слива проб вьшолнены с отверстиями. 2.Устройство для отбора проб по п. 1, отличающееся тем, что транспортная магистраль выполнена в виде гибкого трубопровода, например, из полимерного материала. 3.Устройство для отбора проб по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что узел забора проб снабжен якорем и буем. 4. Устройство для отбора проб по rai. 1-3, отличающееся тем, что узлы забора и слива проб снабжены соединениьпли с блоком управления концевыми выключателями. Источники информации, прицять е во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 500487, кл. G 01 N 1/Ш, 1972. 2.Патент США N 3333901, кл. 302-66, 1967 (прототип). .. X farf-H TliH T y////

27 22 иг.2

35 3Z . ////////////A y///,Z./Z, tvor / , //i///////////J /} Д j J/ 2////////. ,{,20 7ZZ77//. S ±ESsnLE 4 ZJ 7// /7/////yy/. 27 36 (риг.З