Устройство для отбора проб

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Нл. 6 01 И 1/02В 65 С 51/34 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 28,01,80 72) Авторы изобретения И,Б,Вайнберг, А,М.Зеликман, В.Н,Липовский и А.К.ЦавыденковСпециальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ 1Изобретение относится к устройствам для отбора проб в системах аналитического 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 впневмотранспортном устройстве, состоящем из трубопровода, на концахкоторого установлены приемные камеры 1) .15Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяустройство системы контейнерноготрубопроводного пневмотранспорта,включающее ампулу и приемо-отправочную станцию, выполненную в виде пневмотрубопровода и приемных камер соштоками, соединенными с мембраннымиисполнительнычи механизмами 21Эти устройства сложны по конструкции, так как для наполнения ампулыпробой необходимо вводить дополнительные узлы, а также недостаточно,надежны, поскольку форма приемных ка.мер, соединение их с трубопроводом,а также выполнение 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 конструкции и повышение надежности устройства,Это достигается тем, что в устройстве для отбора проб шток выполнен полым, а приемные камеры выполнены в виде стаканов с крышками и наклонными днищами и снабжены наклонными штуцерами, соединякщими камеры с пнев" мотрубопроводом, и втулками, расположенньья в крышках соосно штокам. Штоки и втулки снабжены упорами с прокладками, причем упоры имеют осевые отверстия, Кроме того, штуцеры, камеры и пневмотрубопровод имеют равные диаметры.Ампула может быть выполнена в виде сферы или полусфер, материал которых имеет разный удельный вес, и снабжена пружинными клапанами, Выполнение полусфер из материалов с разным удельно весом обеспечивает ориентацию ампулы в пространстве. Ампула также может быть снабжена мембраной, установленной между полусферами и повышающей представительностьпроб при их отборе из источников смалым избыточным давлением или с вакуумом.На Фиг, 1 показано устройство для,отбора проб, вертикальный разрез; нафи г. 2 - амп ула.устройство содержит ампулУ 1, устанавливаемую в приемно-отправочную станцию, состоящую из пневмотру-бопровода 2, на концах которого укреплены аналогичные по конструкцииприемные камеры 3, 4 с полыми штоками 5, 6, соединенные с источникоманализируемого вещества 7 и анализатором 8. Штоки соединены с мембранными исполнительными механизмами 9, 10.Приемные камеры выполнены в видестаканов с крышками 11, 12 и наклонными днищами 13, 14, В крышках 11, 1 2соосно штокам 5, б расположены втулки 1 5, 1 б, В боковых поверхностяхнепосредственно у днищ 13, 14 камер3, 4 установлены наклонные штуцеры17, 18.Ва втулках 15, 16 и штоках 5, букреплены упоры 19 с отверстиями 20для прохода газа. На торцах втулок15, 16 и штоков 5, б расположенныхв камерах 3, 4 укреплены прокладки121, причем толщина этих прокладокбольше, чем выступающая над торцамичасть упоров 19, Противоположные торцы штоков 5, б соединены с мембранами 22, 23 исполнительных механизмов9, 10Мембраны 22, 23 образуют скрышками 24 исполнительных механизмов 9, 10, управляющие камеры 25, 26.отверстия штоков 5, б через соответствующие импульсные линии связаны с командным пунктом 27, управляющим работой устройства, Командныйпункт 27 состоит из двух автономныхфункциональных блоков 28 и 29.Блоки 28 и 29 объединены общей 45командной линией (Рпр), связанной спрограмматором хроматографа, Блок 28содержит панель 30 пневматических.реле, переключатель 31 потоков иэжектор 32. Блок 29 содержит панель 5 О33 пневмореле и переключатель 34 потоков.Панель 30 пневмореле блока 28связана с управляющей камерой 25 исполнительного механизма 9 и управляющими камерами клапанов 35, 36,37 установленных соответственно влиниях анализируемого вещества, сжатого воздуха и атмосферы, Переключатель 31 потоков блока 28 через импульсную линию сообщает полость штока 5 с атмосферой или эжектором 32блока 28,Панель 33 пневмореле блока 29 связана с управляющей камерой 26 исполнительного механизма 10 и управляющи ми камерами клапанов 38, 39, 40, 41,установленных соответственно в линиях анализируемого вещества, сжатого воздуха атмосферы и газа-носителя.Переключатель 34 потоков блока 29связывает полость штока б через импульсную линию с источником сжатоговоздуха или с источником газа носителя.Ампула 1 выполнена в виде сферыили полусфер 42, 43, материал которыхимеет разный удельный вес,Для достижения необходимой разницы в весе полусферы выполнены изразных материалов, например, полусфера 42 - иэ нержавеющей стали, аполусфера 43 - из фторопласта.В стенках полусфер 42 и 43 установлены один против другого пружинные клапаны 44. Клапан 44 состоит изплоской пружины 43 и мягкой прокладки46, прижимаемой пружиной 45 к отверстию 47.Для скрепления полусфер 42 и 43между собой они стягиваются металюжческими стяжками 48, также имеющимисферическую форму, Место стыка стяжек эапаивается или проклеиваетсяэпоксидной смолой,Для улучшения представительностипробы и отбора пробы из источников смалым избыточных давлением или подвакуумом ампула 1 снабжается мембраной 49, установленной между полусферами 42 и 43,Штуцеры, камеры и пневмотрубопровод имеют равные внутренние диаметры,причем стакан камеры в верхней частиимеет проточку,Устройство работает следующим образом,Пустая ампула 1, размещаемая передначаломработы 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 потокомсжатого воздуха она транспортируетсяв камеру 3.Поскольку диаметр трубопровода 2выбирается минимальным по отношениюк диаметру ампулы 1 (диаметр трубопровода на 2-3 мм больше диаметраампулы), благодаря равенству диаметров штуцеров 17, 18 и камер 3, 4 итрубопровода 2 ампула 1 по всей трассе транспортируется при незначительном сопротивлении. Попадая в зонупроточки на внутренней поверхностиустановленной строго вертикально (поотвесу) камеры 3, ампула 1 из-за увеличения проходного сечения теряетскорость и зависает в потоке сжатоговоздуха. Благодаря тому, что одна иэполусфер ампулы 1 тяжелая, а другаялегкая, центр тяжести ампулы 1 располагается в центре пружинного клапана 44 тяжелой полусферы 42. Поэто 711415му, призависанииампулы 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, 5Поскольку шток 5 иод действием мембраны 22 исполнительного механизма 9 перемещается в сторону неподвижной втулки 15, ориентированная указанным образом ампула 1 подхватыва О ется 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 ори ентировке в камере 3, ампула 1 герметично стыкуется со штоком 6 и втулкой 16, причем втулка 16 сообщает ампулу 1 с анализатором 8, а шток 6 сообщает ампулу 1 с источни ком газа-носителя.В результате анализируемое вещество вымывается газом-носителем иэ ам.пулы 1 и вводится в анализатор 8, йа этом цикл работы устройства закан чивается.Все описанные операции ио заполнению ампулы, транспортировке ее ио 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 5 О 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 пото ков блока 29 устанавливается в положение, ири котором канал штока 6 связан с источником газа-носителя,Панель 30 пневматических реле блока 28 управляет клапанами 35, 36, 6 О 37 и исполнительным механизмом 9, а панель 33 пневматических реле блока 29 управляет клапанами 38, 39, 40, 41, а также исполнительным механизмом 10. При применении ампулы с мембраной 49 для приведения устройства в рабочее состояние переключатель 31 потоков блока 28 устанавливается в положение, ири котором отверстие подвижного штока 5 соединяется с эоной вакуума, вырабатываемого эжектором 32 блока 28, При этом переключатель 34 потоков блока 29 соединяет отверстие штока 6 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 в 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 этого вещества в источнике 7.формула и эобретения1, Устройство для отбора проб,включающее ампулу и приемо-отправочную станцию, выполненную в виде пневмотрубопровода и приемных камер соштоками соединенными с мембраннымиисполнительными механизмами, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения конструкции и повышения надежности, шток выполнен полым, а приемные камеры выполнены ввиде стаканов с крышками и наклонными днищами н снабжены наклонными штуцерами, соединяющими камеры с иневмотрубопроводом, и втулками, расположенными в крышках соосно штокам,2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что штоки ивтулки снабжены упорами с прокладками, причем упоры имеют отверстия.3. Устройство ио и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что штуцеры,камеры и пневмотрубоировод имеютравчые внутренние диаметры.4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ампула выполнена в виде сферы и снабжена пружинными клапанами,5. Устройство по п. 1, 4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ориентации ампулы в пространстве.711415 б, Устройство по п1, 5 о тл и ч,а ю щ е е с. я тем, что с целью 5повышения представительности пробпри отборе из источников с малымизбыточным давлением или под вакуумом,фо аж 1019 Подписное ЦНИИПИ Заказ 8999/2 филиал ППП Патент Ужгород, ул. Проектная,4 ампула выполнена в виде полусфер,материал которых имеет разный удельный вес. ампула снабжена мембраной, установ-ленной между полусферами,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США У 3237883,кл. 243-25, 19 бб.2, Авторское свидетельство СССРР 441218, кл. в 65 С 51/32, 14.02.72.