Устройство для отбора проб жидких сред из трубопровода

 

Изобретение относится к отбору проб, движущихся по трубопроводу жидкостей, и может быть использовано в любой отрасли промышленности для контроля физических, химических и других свойств жидкостей, где требуется отбор представительных проб. Устройство для отбора проб жидких сред из трубопровода содержит корпус, полый вал с пробозаборным отверстием, смонтированную на валу крыльчатку, отсекающее устройство и выполненные в корпусе каналы для отвода пробы и сброса жидкости в трубопровод. Устройство дополнительно оснащено смонтированным в полом валу и соединенным с крепежной рейкой с крыльчаткой внутренним валом. Устройство снабжено установленными на внутреннем валу перемешивающими шнеками большого и малого диаметра, а также снабжено устройством деления пробы и установленной на внутреннем валу муфтой управления отсекающим устройством. Устройство имеет высокую производительность, позволяет получить представительную пробу и просто в эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам отбора проб жидкостей, движущихся по трубопроводу, и может быть использовано в промышленности для контроля физических, химических и другого рода свойств жидкостей, где требуется отбор представительных проб.

Известно устройство для отбора проб жидких сред из трубопровода (SU 970111 А, кл. G 01 N 1/10, опублик. 30.10.1982), содержащее корпус, полый вал с пробозаборным отверстием, смонтированную на валу крыльчатку, отсекающее устройство и выполненные в корпусе каналы для отвода пробы и сброса жидкости в трубопровод. Описанное устройство позволяет осуществлять пробоотбор жидкости в определенный момент времени и избегать ее застаивания в полом валу.

Недостатком данного устройства является большой объем пробы из-за невозможности ее сокращения, а также отсутствие перемешивания пробы, что существенно снижает ее представительность. Одновременно с этим небольшое число осуществляемых устройством операций снижает производительность пробоотбора.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение непрерывного отбора пробы жидкости из контролируемой партии с одновременными ее перемешиванием и сокращением.

Техническим результатом изобретения является высокая представительность пробы, простота эксплуатации и увеличение производительности пробоотбора.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для отбора проб жидких сред из трубопровода, содержащее корпус, полый вал с пробозаборным отверстием, смонтированную на валу крыльчатку, отсекающее устройство и выполненные в корпусе каналы для отвода пробы и сброса жидкости в трубопровод, дополнительно оснащено смонтированным в полом валу и соединенным крепежной рейкой с крыльчаткой внутренним валом, установленными на внутреннем валу перемешивающими шнеками большого и малого диаметра, а также снабжено устройством деления пробы и установленной на внутреннем валу муфтой управления отсекающим устройством.

Винтовая линия шнеков большего диаметра совпадает с винтовой линией крыльчатки, а винтовая линия шнеков малого диаметра не совпадает с винтовой линией крыльчатки, что создает небольшой противоток и обеспечивает интенсивное перемешивание жидкости, и, как следствие, повышает представительность пробы.

Повышение производительности пробоотбора осуществляется за счет выполнения устройством операций перемешивания, сокращения и отбора пробы. Сокращение осуществляется устройством деления пробы, выполненным в виде расходящегося канала, при этом один из них сбрасывает часть жидкости обратно в трубопровод, а второй отбирает конечный объем пробы.

На фиг. 1 изображен общий вид сверху устройства для отбора проб жидких сред из трубопровода в положении отбора пробы; на фиг.2 изображен вид А-А, повернутый на 90^o против часовой стрелки, на фиг.1; на фиг.3 изображен вид сверху устройства для отбора проб жидких сред из трубопровода в положении сброса жидкости обратно в трубопровод; на фиг.4 изображен вид Б, уменьшенный в масштабе, и вид В-В, повернутый на 90^o против часовой стрелки, на фиг.3.

Устройство состоит из корпуса (1), являющегося частью трубопровода, полого вала (2), внутреннего вала (3), крепежной рейки (4) с крепежными элементами (5), перемешивающих шнеков (6), крыльчатки (7), подшипников (8) и (9), обеспечивающих вращение крыльчатки и внутреннего вала, уплотняющих элементов (10), отсекающего устройства (11), канала (12) сброса жидкости в трубопровод с соплом (13) с обратным клапаном, сопла (14) с обратным клапаном для однопоточной работы канала (15) отвода пробы и канала (16) сброса части пробы обратно в трубопровод, канала (17) отвода части пробы на анализ, муфты (18) управления отсекающим устройством.

Устройство для отбора проб жидких сред из трубопровода работает следующим образом.

Поток жидкости с определенным расходом движется по трубопроводу, в который вмонтирован корпус пробоотборника (1), представляющий собой колено. Крыльчатка (7), установленная на полом неподвижном валу (2), вращается под действием потока жидкости. Посредством крепежной рейки (4), соединенной жестко с крыльчаткой (7) крепежными элементами (5), вращающий момент передается внутреннему валу (3), который таким образом постоянно вращается. Вращение крыльчатки (7) обеспечивают подшипники (8), вращение внутреннего вала (3) - подшипники (9). Жидкость, предварительно перемешенная посредством конструктивных особенностей крыльчатки (7) и крепежной рейки (4), поступает в полость вала (2), где за счет группы шнеков (6) окончательно перемешивается, приобретая однородный состав, и поступает к отсекающему устройству (11).

Группа перемешивающих шнеков (6) состоит из шнеков большого и малого диаметров. Шнеки большего диаметра имеют винтовую линию, совпадающую с винтовой линией крыльчатки (7); (левая - левая, правая - правая), что обеспечивает перемешивание, содействие потоку жидкости в полом валу (2) и препятствует застаиванию. Шнеки малого диаметра имеют винтовую линию, не совпадающую с винтовой линией крыльчатки (7): (левая - правая, правая - левая), что содействует созданию незначительного противотока, обеспечивающего интенсивное перемешивание жидкости в полости вала (2).

Конфигурация отсекающего устройства (11), представляющего собой периодически вращающееся кольцо, способствует снижению гидравлического воздействия на контролируемую жидкость и направляет ее в канал (15) отвода пробы (фиг.1). В нем проба попадает на делительное устройство, представляющее собой расходящийся канал. Диаметры канала (17) отвода части пробы на анализ и канала (16) сброса части пробы обратно в трубопровод равны диаметру канала (15) отвода пробы. Это необходимо для предотвращения гидравлического влияния на контролируемую жидкость. Та часть пробы, которая отводится по каналу (17), идет на анализ, причем дополнительного перемешивания и разделения не требуется, так как эти операции в полной мере проделывает предлагаемый пробоотборник. Другая же часть пробы, не требуемая для дальнейшего анализа, отводится по каналу (16) через сопло (14) с обратным клапаном, что предотвращает попадание в канал жидкости из трубопровода.

Отсекающее устройство (11), установленное на подшипники (9), имеет уплотняющие элементы - прокладки (10), что предотвращает просачивание жидкости из полости вала (2). Задняя часть отсекающего устройства (11) входит в муфту (18), установленную на внутреннем валу (3).

После получения необходимого объема пробы по команде муфта (18) мгновенно снимает фиксацию отсекающего устройства (11) и жестко соединяет его с вращающимся внутренним валом (3). После их совместного поворота на 180^o муфта (18) автоматически отсоединяет внутренний вал (3) от отсекающего устройства (11) при мгновенном стопорении последнего, в результате чего пробоотводящий канал (15) перекрывается, и жидкость начинает поступать в канал (12) сброса жидкости, сливаясь в трубопровод. Сброс осуществляется через сопло (13), имеющее обратный клапан, который препятствует попаданию жидкости в канал (12) из трубопровода (фиг.3). Таким образом, в устройстве избегается застаивание жидкости в полом валу (2) в положении, когда проба не отбирается.

Предлагаемое изобретение производит непрерывный пробоотбор, перемешивание и деление пробы из всей партии материала, текущего по трубопроводу, не требует дополнительных затрат энергии на привод, просто в эксплуатации. Это позволяет применять пробоотборник для получения представительных проб и высокой производительности пробоотбора.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб жидких сред из трубопровода, содержащее корпус, полый вал с пробозаборным отверстием, смонтированную на валу крыльчатку, отсекающее устройство и выполненные в корпусе каналы для отвода пробы и сброса жидкости в трубопровод, отличающееся тем, что оно дополнительно оснащено смонтированным в полом валу и соединенным с крепежной рейкой с крыльчаткой внутренним валом, установленными на внутреннем валу перемешивающими шнеками большого и малого диаметра, а также снабжено устройством деления пробы и установленной на внутреннем валу муфтой управления отсекающим устройством.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что винтовая линия шнеков большего диаметра совпадает с винтовой линией крыльчатки, а винтовая линия шнеков малого диаметра не совпадает с винтовой линией крыльчатки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4