Устройство для взятия проб
Изобретение относится к средствам для взятия проб, в частности, вязких и загрязненных, имеющих различные характеристики вязкости. Устройство для взятия проб содержит корпус, внутри которого находится поворотная заглушка, через которую выполнены два просверленных отверстия, разделенных углом, равным углу, разделяющему два отверстия, проходящих через корпус и ведущих к впускной для пробы трубке и к выпускной трубке. Корпус имеет также отверстие для взятия проб, снабженное калиброванным клапаном, расположенным вблизи основания цилиндрической камеры, выполненной в корпусе и частично ограниченной поворотной заглушкой. Устройство содержит поршень, установленный с возможностью перемещения в поворотной заглушке в направлении дна и от него и ограничивающий камеру на стороне, противоположной основанию. Изобретение обеспечивает отбор проб высокой вязкости и загрязненности, позволяет удерживать пробу внутри полностью закрытого и герметизированного объема в течение времени, необходимого для транспортирования пробы, без контакта с продуктом. Обслуживание устройства и его чистка не составляет трудностей. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к устройству для взятия проб, в частности, вязких и загрязненных проб, которые могут иметь очень различные характеристики вязкости.
Уровень техники
Некоторые устройства можно использовать для взятия жидких проб из резервуара, прежде чем они вытесняются посредством перемещения поршня, который ограничивает камеру с изменяемым объемом, в которую засасываются пробы. Одним из таких известных всем устройств является шприц. Другое устройство, разработанное заявителем, для взятия проб грязи описано в патенте Франции №2700851. Оно содержит мембрану, образованную круглым эластичным кожухом, который надувается для закрывания камеры для проб и сдувается для ее открывания. Площадь отверстия может быть равной поперечному сечению камеры (цилиндрической), если кожух проходит вдоль линии стенки камеры, когда он сдут, что означает, что очень вязкие пробы можно легко втягивать внутрь без помех вследствие их нерегулярности. Однако это устройство можно использовать только для взятия проб со стороны, в то время как часто является более удобным и менее опасным или более целесообразным по другим причинам брать пробы, проходящие через трубку.
Другой тип устройства для взятия жидких проб описан в качестве примера в патенте Франции №2747780, в котором пробу всасывают внутрь точно через трубку с двумя смежными коленчатыми патрубками, прерванную перед этими коленчатыми патрубками. Кромка приемной камеры, в которую должна отбираться проба, расположена вокруг коленчатых патрубков, так что приемная камера восстанавливает непрерывность трубки и всасываемая проба проходит через нее. Это устройство особенно просто и равномерность поперечного сечения трубки такова, что можно брать пробы различной вязкости без большого изменения их физического состава. Однако невозможно контролировать забираемый объем, кроме как путем выбора приемной камеры с желаемым объемом, что не очень удобно и, иногда, невозможно при реальных условиях в лаборатории; кроме того, заборные камеры являются открытыми, что означает, что их необходимо держать внутри защитной камеры, если пробы являются опасными.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является надежный и простой забор жидких проб, которые могут иметь различную и возможно высокую вязкость и загрязненность. В частности, желательно не погружать устройство для взятия проб в продукт, и удерживать пробу продукта внутри полностью закрытого и герметизированного объема в течение времени, необходимого для ее транспортировки или проведения первого исследования, без контакта с продуктом; проба может быть отсортирована и выброшена в отходы без всякого риска.
Устройство содержит корпус, внутри которого имеется поворотная заглушка, через которую выполнены два просверленных отверстия, разделенных на угол, равный углу, разделяющему два отверстия, проходящих через корпус и ведущих к впускной трубке и выпускной трубке для части жидкости, не входящей в пробу, при этом корпус имеет также отверстие для взятия пробы, снабженное калиброванным клапаном, расположенным вблизи основания цилиндрической камеры, выполненной в корпусе и частично ограниченной поворотной заглушкой, устройство содержит также поршень, установленный с возможностью перемещения в поворотной заглушке в направлении основания и от него и ограничивающий камеру со стороны, противоположной основанию.
Следует отметить, что хотя в изобретении присутствуют элементы, известные из уровня техники, они комбинируются новым образом, который можно рассматривать как неочевидный; использование корпуса и поворотной заглушки может наводить на мысль о клапане, однако клапаны предназначены только для прерывания или открывания потока без обеспечения возможности взятия пробы из жидкости, протекающей через них; имеется поршень, который изменяет объем камеры, однако этот поршень не втягивает пробу в камеру; наконец, проба образуется путем создания потока, который проходит через камеру, в которую необходимо отобрать пробу содержимого, однако эта камера не заключена в съемную колбу, как в прежних конструкциях.
Герметизация устройства и простота его обслуживания улучшается, если основание камеры ограничено основанием поворотной заглушки, отверстие для взятия пробы расположено на окружности корпуса, общей для впускного и выпускного отверстий, и отделено от одного из впускного и выпускного отверстий углом, равным углу между просверленными отверстиями и поворотной заглушкой.
В достаточно простом варианте выполнения конструкции, в корпусе образовано отверстие противоположно основанию камеры, поворотная заглушка расположена в корпусе у указанного отверстия, поршень соединен с управляющим устройством, имеющим часть, которая соединена посредством резьбы с поворотной заглушкой; объем для взятия пробы можно очень легко регулировать, если указанная часть управляющего устройства является юбкой, покрывающей поворотную заглушку, и если на поворотной заглушке выполнена градуировка, которая закрывается юбкой при перемещении поршня.
Перечень чертежей
Ниже приводится подробное описание изобретения на примере специального варианта выполнения, который является предпочтительным вариантом выполнения, со ссылками на чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - разрез устройства;
фиг.2А, 2В, 2С и 2D - разрезы, иллюстрирующие возможные положения поворотной заглушки в корпусе.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Неподвижной частью устройства, согласно изобретению, является корпус 1 с приблизительно цилиндрической полостью, открытой с обеих сторон; при этом его внутренняя поверхность снабжена конической стенкой 2, которая служит седлом для уплотнительного кольца 3, которое расположено вокруг поворотной заглушки 4, привинчено к нему и снабжено соответствующей конусностью для обеспечения плотного и герметичного сопряжения между корпусом 1 и поворотной заглушкой 4. Как только плечо 8 поворотной заглушки 4 приходит в контакт с концом кольца 3, направленного вдоль конической поверхности, кромка кольца 3 прижимается с образованием контакта с конической стенкой 2 посредством толкания поворотной заглушки 4 в направлении вершины конуса стенки 2. Поворотная заглушка 4 удерживается в своем продольном направлении в корпусе 1 с достаточным усилием прижатия к кольцу 3 фланцем 5, привинченным к поворотной заглушке 4 и опирающимся на плоскую поверхность 6 корпуса 1, направленную в сторону указанной вершины конуса, что делает невозможным извлечение поворотной заглушки 4. Регулировочные винты 7 проходят с зацеплением через фланец 5 и их округленная головка, находящаяся в контакте с поверхностью 6, может использоваться для изменения вхождения поворотной заглушки 4 в корпус 1, например, в случае износа уплотнительного кольца 3. Поворотная заглушка 4 продолжена за фланцем 5 управляющим устройством 9 (рукояткой), которое используется для поворота заглушки.
Поворотная заглушка 4 снабжена основанием 10, смежным с фланцем 5, который закрывает ее на этой стороне, в то время как она открыта с противоположной стороны, однако поршень 11 закрывает отверстие и ограничивает цилиндрическую камеру 12 с основанием 10 и внутренней боковой поверхностью 13 поворотной заглушки 4. Положение поршня 11 зависит от резьбового штока 14, приводимого в движение управляющим устройством 15 (рукояткой), расположенным противоположно управляющему устройству 9 и связанным резьбой с фланцем 16, закрепленным на поворотной заглушке 4. Вращение управляющего устройства 15 и штока 14 приводит к скользящему перемещению поршня 11, который изменяет объем камеры 12. Поскольку резьбовой шток 14 заканчивается штифтом 17, который связан с материалом поршня 11 с возможностью поворота в нем, то поршень 11 не вращается.
Корпус 1 содержит три отверстия, включая отверстие 18 для взятия проб, которое показано на фиг.1; оно закрыто калиброванным клапаном 19, состоящим из шарика 20 с калиброванной пружиной 21, для обеспечения открывания отверстия 18 для взятия проб, когда давление в камере 12 достаточно высоко. Колба, показанная пунктирными линиями, может быть поджата относительно отверстия 18 для взятия проб и клапана 19 с целью улавливания пробы, которая будет вытекать из камеры 12.
На фиг.2А, 2В, 2С и 2D показаны два других отверстия, которые проходят через корпус 1; впускное отверстие 22 для пробы и отверстие 23 для выпуска жидкости, которая не берется на пробу. Отверстия 18, 22 и 23 расположены на одной окружности так, что одинаковый угол разделяет отверстия 18 и 22 и отверстия 22 и 23. Кроме того, через поворотную заглушку 4 и кольцо 3 проходят два просверленных отверстия 24 и 25, расположенные на той же высоте, что и отверстия 18, 22 и 23, и разделенные тем же углом. Поскольку поворотная заглушка 4 поворачивается в корпусе 1 и просверленные отверстия 24 и 25 проходят перед отверстиями 18, 22 и 23, то устройство может находиться в одном их четырех основных положений, показанных на фиг.2А-2D. Показанное на фиг.2А положение является положением, в котором продукт, из которого необходимо взять пробу, проходит из впускной трубки 26, заканчивающейся у впускного отверстия 22 и соединенной с резервуаром 27, из которого засасывается продукт, в выпускную трубку 28, смежную с отверстием 23 и ведущую в сливной резервуар 29. Насос 30, предусмотренный между резервуарами 27 и 29, предпочтительно на выпускной трубе 28 для предотвращения нарушения физического состава пробы на впускной стороне устройства, обеспечивает этот поток через устройство и камеру 12, просверленные отверстия 24 и 25 поворотной заглушки 4, находятся соответственно перед отверстиями 22 и 23 в корпусе; входное отверстие 18 для взятия проб закрыто поворотной заглушкой 4.
Когда поток протекает достаточное время для вхождения представительной пробы жидкости в камеру 12, поворотная заглушка 4 может быть повернута в положение, показанное на фиг.2В, в котором просверленные отверстия 24 и 25 находятся перед глухими частями корпуса 1 и в котором отверстия 18, 22 и 23 в корпусе все закрыты. В этом положении камера 12 закрыта и имеется время, необходимое для измерения характеристик пробы, в частности для выполнения радиологических измерений или измерений с использованием выбранных датчиков (не изображены), установленных на поворотной заглушке 4 и входящих в камеру 12. Пробу можно заменить, если она будет признана неподходящей, путем возвращения поворотной заглушки 4 в положение, показанное на фиг.2А; или же может быть принято решение о взятии пробы путем перемещения поворотной заглушки в положение, показанное на фиг.2С, в котором просверленное отверстие 25 поворотной заглушки 4 находится перед отверстием 18 для взятия проб и в котором другое просверленное отверстие 24 все еще находится перед закрытой частью корпуса 1, отверстия 22 и 23 остаются закрытыми.
В этом положении можно перемещать поршень 11 путем вращения управляющего устройства 15 для уменьшения объема камеры 12 и вытеснения объема пробы из устройства через входное отверстие 18 для взятия проб, где она собирается в указанную выше колбу.
В конце типичной операции по взятию пробы активируют насос 31, соединенный с трубкой 26, для впрыска воды или другой промывочной жидкости во впускное отверстие 22, после приведения поворотной заглушки 4 в положение, показанное на фиг.2А, и после приведения поршня 11 в положение максимального вдвигания в поворотную заглушку 4 проба, оставшаяся в камере 12, выгружается в приемный резервуар 29 с помощью поршня 11 и затем промывочная жидкость промывает отверстия 22 и 23 и камеру 12.
Окончательный поворот поворотной заглушки 4 приводит ее в положение, показанное на фиг.2D, в котором просверленные отверстия 24 и 25 расположены соответственно перед отверстием 18 для взятия проб и выпускным отверстием 22 для впрыска промывочной жидкости в впускное отверстие с достаточно высоким давлением для открывания клапана 19 и завершения промывки устройства, при этом промывочная жидкость выходит через отверстие 18. Можно брать другую пробу. Поскольку устройство является полностью чистым, то можно обращаться с ним без всякого риска.
На фиг.1 показано, что управляющее устройство 15 может быть снабжено юбкой 32, закрывающей один конец поворотной заглушки 4, выступающий из корпуса 1 и снабженный градуировками 33. Когда поршень 11 вдавливается внутрь, то юбка 32 закрывает градуировки 33 одну за другой для количественного отражения изменения объема камеры 12 и объема взятой пробы. Этот признак является очень полезным для опасных проб, поскольку в этом случае объем пробы равен допустимому количеству, заданному пороговым значением.
Поворот поворотной заглушки 4 облегчается, если фланец 5 снабжен стопорным штифтом 34, который можно вытягивать с помощью кнопки 35, но который под действием пружины возвращается в положение проникания, в котором он входит в отверстия 37, выполненные в корпусе 1 и определяющие специальные положения (показанные на фиг.2 A-D) поворотной заглушки 4. На фиг.1 показано только одно такое отверстие, однако другие отверстия являются идентичными.
Кольцо 3, выполненное из материала с низким коэффициентом трения и зажатое между корпусом 1 и поворотной заглушкой 4, создает достаточно хорошее уплотнение вокруг просверленных отверстий 24 и 25, дно 10 поворотной заглушки 4 герметично закрывает камеру 12 с одной стороны, и поршень 11 снабжен уплотнителями 38, которые обеспечивают тот же эффект на другой стороне камеры 12. Поэтому даже в худшем случае утечки пробы являются очень небольшими.
Обслуживание устройства является простым благодаря простой форме его элементов, в частности, просто открывать корпус 1 на обоих концах; можно сразу видеть, что устройство можно полностью разбирать посредством простого удаления нескольких винтов с целью выполнения всех операций по обслуживанию и чистке.
Наконец, очень просто управлять устройством, поскольку это зависит от двух рукояток, расположенных на противоположных концах устройства и в легкодоступных зонах.
1. Устройство для взятия проб, содержащее корпус (1), внутри которого находится поворотная заглушка (4), через которую выполнены два просверленных отверстия (24, 25), разделенных углом, равным углу, разделяющему два отверстия (22, 23), проходящих через корпус (1) и ведущих к впускной для пробы трубке и к выпускной трубке, при этом корпус (1) имеет также отверстие (18) для взятия проб, снабженное калиброванным клапаном (19), расположенным вблизи основания цилиндрической камеры (12), выполненной в корпусе и частично ограниченной поворотной заглушкой (4), при этом устройство также содержит поршень (11), установленный с возможностью перемещения в поворотной заглушке в направлении дна и от него и ограничивающий камеру на стороне, противоположной основанию.
2. Устройство для взятия проб по п.1, отличающееся тем, что основание камеры (12) ограничено основанием (10) поворотной заглушки (4), отверстие (18) для взятия проб расположено на окружности корпуса, общей для впускного и выпускного отверстий, и отделено от одного из впускного и выпускного отверстий (22, 23) углом, равным углу между просверленными отверстиями (24, 25) в поворотной заглушке.
3. Устройство для взятия проб по одному из п.1 или 2, отличающееся тем, что в корпусе (1) противоположно основанию камеры выполнено отверстие, поворотная заглушка (4) расположена в корпусе у указанного отверстия, и что поршень соединен с управляющим устройством (15), имеющим часть, которая соединена посредством резьбы с поворотной заглушкой.
4. Устройство для взятия проб по п.3, отличающееся тем, что указанная часть управляющего устройства является юбкой (32), покрывающей поворотную заглушку, и что на поворотную заглушку нанесены градуировки (33).
5. Устройство для взятия проб по любому из пп.1, 2 и 4, отличающееся тем, что поворотная заглушка (4) отделена от корпуса (1) уплотнительным кольцом (3).
6. Устройство для взятия проб по п.3, отличающееся тем, что поворотная заглушка (4) отделена от корпуса (1) уплотнительным кольцом (3).
7. Устройство для взятия проб по п.5, отличающееся тем, что уплотнительное кольцо (3) и корпус (1) соприкасаются по коническим поверхностям (2), что поворотная заглушка (4) соединена с корпусом (1) через систему для регулирования положения поворотной заглушки вдоль поворотного шпинделя поворотной заглушки (4), и что уплотнительное кольцо находится в контакте с поворотной заглушкой вдоль конических поверхностей.
8. Устройство для взятия проб по п.6, отличающееся тем, что уплотнительное кольцо (3) и корпус (1) соприкасаются по коническим поверхностям (2), что поворотная заглушка (4) соединена с корпусом (1) через систему для регулирования положения поворотной заглушки вдоль поворотного шпинделя поворотной заглушки (4), и что уплотнительное кольцо находится в контакте с поворотной заглушкой вдоль конических поверхностей.
9. Устройство для взятия проб по одному из п.7 или 8, отличающееся тем, что система для установки поворотной заглушки (4) состоит из фланца (5), образованного на поворотной заглушке (4) и снабженного регулировочными винтами (7), опирающимися на корпус (1).
10. Устройство для взятия проб по п.9, отличающееся тем, что фланец (5) снабжен стопорным штифтом (34), предотвращающим поворот поворотной заглушки (4), и корпус (1) снабжен глухими отверстиями (37), образованными на круговой траектории движения штифта (34), когда поворотная заглушка (4) поворачивается, и задающими предпочтительные положения остановки поворотной заглушки.
11. Устройство для взятия проб по п.3, отличающееся тем, что оно содержит управляющее устройство (9) для поворота поворотной заглушки, расположенное противоположно управляющему устройству (15) для поршня.
