Трубопроводный пробоотборник
Изобретение относиться к пробоотборникам, которые переносят объемный твердый и сыпучий порошок, а более конкретно – к автономному устройству для отбора проб в конфигурации, предотвращающей вращение пробы. Изобретение может использоваться для сбора образцов сухого материала, протекающего в трубе. Устройство содержит трубку для образца, имеющую закрытый дальний конец и отверстие для впуска образца в стенке трубки для образца рядом с закрытым дальним концом, а также цилиндр для текучей среды с трубным концом и выходным концом и с поршнем, установленный вокруг трубки для образца и соединенный с ней. Устройство также содержит первый и второй уплотнительные рукава вокруг трубки для образца, поддерживающие ее с возможностью скольжения. Соединительная структура трубы простирается между трубным концом корпуса и трубой. Трубка для образца представляет собой поршень внутри корпуса – цилиндра для текучей среды, и корпус – цилиндр для текучей среды конфигурируется для вдвигания и выдвигания трубки для образца внутри прохода. Технический результат – повышение надежности отбора и перемещения пробы за счет исключения вращательного движения пробы. 7 з.п. ф-лы, 25 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к пробоотборнику для способов отбора проб, которые переносят объемный твердый и сыпучий порошок, а более конкретно, к автономному устройству для отбора проб в конфигурации с предотвращением вращения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно множество систем для отбора проб разнообразных материалов. Однако у известных из уровня техники систем существуют многочисленные неудобства и недостатки, и имеется необходимость в усовершенствованиях для преодоления таких неудобств и недостатков. Некоторые примеры устройств для отбора проб известных из уровня техники описываются в патентах США № 4433587 и 4082004.
Системы для отбора проб известные из уровня техники имеют несколько недостатков. Некоторые такие недостатки систем для отбора проб известных из уровня техники заключаются в том, что они содержат множество рабочих деталей, что может привести к использованию более дорогостоящих компонентов и к увеличению времени сборки. Предпочтительно иметь устройство для отбора проб, которое содержит меньше компонентов, таких как корпус, который функционирует и как технологический канал, и как воздушный цилиндр. Было бы также предпочтительным иметь устройство для отбора проб, которое содержит отводную трубку, а также поршневой шток воздушного цилиндра, который предотвращает вращение трубки и поддерживает отверстие в соответствующем совмещении с технологическим потоком. Было бы также предпочтительным иметь устройство для отбора проб, которое требует немного инструментов, или вообще их не требует, для сборки или разборки, а также для чистки и обслуживанияn.
В способе, который переносит объемные твердые и сыпучие порошкообразные среды в технологическом трубопроводе (или в технологическом канале), имеется необходимость в извлечении образца технологической среды без воздействия на свойства материала. Современные пробоотборники используют трубку, которая вдвигается в технологический трубопровод (или технологический канал), и отверстие на боковой стороне трубки, которое затем переносят технологическую среду в пробоотборник. Затем получают возможность для перемещения технологических сред по трубке и для их сбора в приемнике. Затем трубку выдвигают из технологического трубопровода. Правильное извлечение образца требует, чтобы отверстие трубки для отбора проб было обращено к направлению протекания технологической среды. В настоящее время имеется ряд способов обеспечения вращательного совмещения, которые в целом включают использование креплений, рабочих органов и отверстий на пневматических цилиндрах, присоединенных к устройствам для извлечения образцов. Они включают использование шпилек для предотвращения вращения, сдвоенных поршневых штоков, тяг и сдвоенных опорных брусков. Все эти способы включают увеличение сложности из–за дополнительных деталей, уплотнений и точек износа. Именно эти потребности обусловили появление устройств или приборов для отбора проб по настоящему изобретению.
Настоящее устройство использует трубку для переноса образца с отверстием, которое делает возможным поступление технологической среды в трубку. Устройство обеспечивает поддержание правильной ориентации отверстия относительно потока среды. Изобретение делает возможным извлечение образца, поддерживая при этом ориентацию отверстия относительно потока. Устройство по настоящему изобретению также уменьшает количество деталей и, следовательно, сложность, и облегчает чистку и обслуживание.
Настоящее устройство поддерживает простоту, уменьшая количество деталей, при этом обеспечивая критическую особенность предотвращения вращения. Это является новым усовершенствованием, поскольку это поддерживает базовую форму и форму воздушного цилиндра, при этом по–прежнему предотвращая вращение посредством осей отводного поршня и стержня и давая возможность для функционирования поршневого штока в цилиндре как трубки для переноса образца. Это является существенным усовершенствованием по сравнению с пробоотборниками известными из литературы.
Таковы отмеченные выше потребности, которые обусловили появление устройства по настоящему изобретению. Настоящее изобретение решает и преодолевает такие проблемы.
ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного трубопроводного устройства для отбора проб, в котором технологический канал и воздушный цилиндр имеют одинаковую структуру.
Другой целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного трубопроводного устройства для отбора проб, которое содержит меньшее количество компонентов, и они более дешевые.
Другой целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного трубопроводного устройства для отбора проб, которое требует немного, или вообще не требует, инструментов для сборки/разборки, а также для чистки и обслуживания.
Другой целью изобретения является создание усовершенствованного трубопроводного устройства для отбора проб, которое преодолевает определенные проблемы существующих устройств и способов, известных из литературы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к усовершенствованному устройству для сбора образцов сухого материала, протекающего в трубе. Устройство содержит трубку для образца, имеющую закрытый дальний конец и отверстие для впуска образца в стенке трубки для образца рядом с закрытым дальним концом, корпус, конфигурируемый как цилиндр для текучей среды и имеющий трубный конец и выпускной конец, поршень, установленный вокруг трубки для образца и соединенный с ней, и расположенный внутри корпуса, первый и второй уплотнительные рукава вокруг трубки для образца, поддерживающие ее с возможностью скольжения, трубный конец, содержащий первый уплотняющий рукав, и выпускной конец, содержащий второй уплотняющий рукав, и соединительную структуру трубы, простирающуюся между проточным концом корпуса и трубой. Трубка для отбора образцов представляет собой поршневой шток внутри корпуса – цилиндра для текучей среды, и корпус - цилиндр для текучей среды конфигурируется для вдвигания и выдвигания трубки для образца внутри трубы.
Является в высшей степени предпочтительным, когда цилиндр для текучей среды представляет собой воздушный цилиндр. В предпочтительных вариантах осуществления, соединительная структура трубы приваривается к трубе, и трубный конец содержит выдвинутый впуск для текучей среды в цилиндр для текучей среды. Предпочтительно, выпускной конец содержит вдвинутый впуск для текучей среды в цилиндр.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, трубка для образца и корпус - цилиндр для текучей среды имеют центральные линии, которые не совпадают. В другом предпочтительном варианте осуществления, поршень и цилиндр для текучей среды имеют некруглые поперечные сечения для предотвращения вращения поршня в цилиндре.
Предпочтительно, чтобы первый и второй уплотнительные рукава содержали некруглые уплотнения, и трубка для образца была некруглый, конфигурируемой для скольжения с уплотнением внутри некруглых уплотнений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Чертежи иллюстрируют предпочтительный вариант осуществления, включающий отмеченные выше характеристики и признаки изобретения. Изобретение будет легко понято из описаний и чертежей. На чертежах:
Фигура 1 представляет собой общий вид спереди варианта осуществления трубопроводного устройства по настоящему изобретению для сбора образцов сухого материала, протекающего в трубе;
Фигура 2 представляет собой вид сбоку трубопроводного устройства на Фигуре 1 с трубкой для отбора образцов во вдвинутом положении;
Фигура 3 представляет собой общий вид трубопроводного устройства на Фигуре 1, иллюстрирующий входное отверстие для образца;
Фигура 4 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии A–A на Фигуре 3;
Фигура 5 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии E–E на Фигуре 4;
Фигура 6 представляет собой общий вид трубопроводного устройства на Фигуре 1 с трубкой для отбора образцов в выдвинутом положении;
Фигура 7 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии F–F на Фигуре 6;
Фигура 8 представляет собой вид спереди трубопроводного устройства на Фигуре 1 со вдвинутой трубкой для отбора образцов, но не показывающий трубопровод;
Фигура 9 представляет собой вид сверху трубопроводного устройства на Фигуре 8;
Фигура 10 представляет собой вид сбоку трубопроводного устройства на Фигуре 8;
Фигура 11 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии I–I на Фигуре 10;
Фигура 12 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии J–J на Фигуре 8;
Фигура 13 представляет собой вид спереди трубопроводного устройства на Фигуре 8 с выдвинутой трубкой для отбора образцов;
Фигура 14 представляет собой вид сверху трубопроводного устройства на Фигуре 13;
Фигура 15 представляет собой вид сбоку трубопроводного устройства на Фигуре 13;
Фигура 16 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии G–G на Фигуре 15;
Фигура 17 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии H–H на Фигуре 13;
Фигура 18 представляет собой общий вид второго варианта осуществления трубопроводного устройства по настоящему изобретению для сбора образцов сухого материала, протекающего в трубе;
Фигура 19 представляет собой вид с разрезом трубопроводного устройства на Фигуре 18;
Фигура 20 представляет собой вид с разрезом трубопроводного устройства на Фигуре 18;
Фигура 21 представляет собой вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии K–K на Фигуре 20;
Фигура 22 представляет собой частичный вид Секции B трубопроводного устройства на Фигуре 21;
Фигура 23 представляет собой вид с конца трубопроводного устройства на Фигуре 18;
Фигура 24 представляет собой общий вид третьего варианта осуществления трубопроводного устройства по настоящему изобретению для сбора образцов сухого материала, протекающего в трубе; и
Фигура 25 представляет собой вид с конца трубопроводного устройства на Фигуре 24.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Устройство пробоотборника по настоящему изобретению поддерживает совмещение отверстия трубки для образца с потоком продукта в технологической линии высокого давления с продуктом сухого материала и использует саму трубку для переноса образца как поршневой шток пневматического (или альтернативно, гидравлического) цилиндра. Устройство по настоящему изобретению объединяет трубку для отбора образцов с воздушным цилиндром, используемым для приведения ее в действие, тем самым дополнительно уменьшая общее количество деталей и сложность. Вместо механического предотвращения вращения отверстия посредством наложения ограничений на воздушный цилиндр и рабочий орган, устройство заключает воздушный цилиндр, структуру для предотвращения вращения и трубку для переноса образца в единое устройство. Фигуры 1–25 иллюстрируют варианты осуществления таких устройств по настоящему изобретению, используемых для сбора образцов сухого материала, протекающего в трубе 12.
Вариант осуществления 10 устройства по настоящему изобретению, как иллюстрируется на Фигурах 1–17, содержит трубку для образца 14, содержащую закрытый дальний конец 16 и отверстие для впуска образца 18 в стенке трубки для образца 14 рядом с закрытым дальним концом 16. Фигуры 1–3 иллюстрируют устройство 10, которое также содержит корпус, конфигурируемый как цилиндр для текучей среды, 22 который содержит трубный конец 24 и выпускной конец 26. Поршень 28 устанавливается вокруг трубки для образца 14 и соединяется с ней, и располагается внутри корпуса 22. Первый и второй уплотнительные рукава 30, 32 располагаются вокруг трубки для образца 14 и поддерживают ее с возможностью скольжения. Трубный конец цилиндра для текучей среды 24 содержит первый уплотняющий рукав 30 и выпускной конец цилиндра для текучей среды 26 содержит второй уплотняющий рукав 32. Как лучше всего видно на Фигурах 4 и 7, соединительная структура трубы 34 простирается между трубным концом 24 корпуса 22 и трубой 12.
Фигуры 1–25 иллюстрируют цилиндр для текучей среды 22, который является воздушным цилиндром. В устройстве по настоящему изобретению 10, трубка для образца 14 и корпус-цилиндр для текучей среды 22 имеют центральные линии, которые не совпадают.
Фигуры 1, 2, 4 и 7, все, иллюстрируют соединительную структуру трубы 34, которая приваривается к трубе 12 с помощью сварного шва 12w. Трубный конец 24 содержит выдвинутый впуск для текучей среды 36 в цилиндр для текучей среды 22. Фигуры 4 и 7 иллюстрируют лучше всего выпускной конец 26, который содержит вдвинутый впуск для текучей среды 38 в цилиндр для текучей среды 22.
В устройстве 10, трубка для образца 14 представляет собой поршень 28 внутри корпуса - цилиндра для текучей среды 22, и корпус - цилиндр для текучей среды 22 конфигурируется для вдвигания и выдвигания трубки для образца 14 внутри трубы 12. Фигура 4 показывает трубку для образца 14 во вдвинутом состоянии и в трубе 12, собирающую образец. Фигура 5 иллюстрирует трубку для образца 14 в выдвинутом состоянии. Фигура 5 также конкретно иллюстрирует закрытый дальний конец 16 и входное отверстие для образца 18 трубки для образца 14. Поршень 28 также легко увидеть на Фигуре 5.
Фигуры 6–7 показывают взаимную связь между цилиндром для текучей среды 22 и поршнем 28. Фигура 7 также иллюстрирует положение выдвинутого впуска для текучей среды 36 и вдвинутого впуска для текучей среды 38.
Фигуры 8–10 показывают устройство 10, не соединенное с трубой 12. Показаны трубный конец 24 цилиндра для текучей среды 22, а также соединительная структура трубы 34. Фигура 9 иллюстрирует трубку для образца 14 устройства 10, которая имеет круговое поперечное сечение.
Фигуры 11–12 иллюстрируют трубку для образца 14 во вдвинутом состоянии и ее взаимодействие с поршнем 28, а также выдвинутый впуск для текучей среды 36 и вдвинутый впуск для текучей среды 38.
Фигуры 13 и 15 сходны с Фигурами 8 и 10 за исключением того, что Фигуры 13 и 15 иллюстрируют трубку для образца 14 в выдвинутом положении внутри цилиндра для текучей среды 22. Фигура 14 идентична Фигуре 9, на которой иллюстрируемое поперечное сечение трубки для образца 14 круговое.
Фигуры 16–17 сходны с Фигурами 11–12 за исключением того, что на Фигурах 16–17 трубка для образца 14 находится в выдвинутом состоянии внутри цилиндра для текучей среды 22. Фигуры 16–17 ясно показывают закрытый дальний конец 16 внутри трубного конца цилиндра для текучей среды 24.
Фигуры 18–25 иллюстрируют два дополнительных варианта осуществления устройства 10, устройства 10a на Фигурах 18–23 и устройства 10b на Фигурах 24–25. В варианте осуществления 10 устройства по настоящему изобретению на Фигурах 18–23, некруглые поперечные сечения поршня 44 и цилиндра для текучей среды 42 предотвращают вращение поршня 44 в цилиндре для текучей среды 42. Фигуры 22–23 также иллюстрируют, что первый и второй уплотнительные рукава могут содержать некруглые уплотнения 40. Как иллюстрируется на Фигурах 18–23, некруглые цилиндр 42 и поршень 44 имеют квадратную форму, хотя характеристики предотвращения устройств по настоящему изобретению обеспечивают многие некруглые формы. Фигуры 19–20 иллюстрируют поршень 44, который также может быть некруглым, например, иметь квадратную форму или любую некруглую форму.
На Фигурах 24–25, третий вариант осуществления 10b устройства по настоящему изобретению содержит некруглую трубку для образца (не показана), которая в таком варианте осуществления будет вращаться по желанию. Устройство 10b содержит конец 46 корпуса, который имеет некруглое отверстие 46, через которое скользит трубка для образца, имеющая некруглое поперечное сечение, приводимая в движение поршнем (не показан) и корпусом - цилиндром 50. Такие поршень и цилиндр 50 могут иметь простые круговые поперечные сечения, поскольку характеристики предотвращения вращения устройства 10b обеспечиваются отверстием 46 и соответствующей ему трубкой для образца. Для сравнения, устройство 10 на Фигурах 1–17 содержит круговой поршень 28 и круговой цилиндр 22, и характеристики предотвращения вращения обеспечиваются центральной линией цилиндра 22, не совпадающей с центральной линией трубки для образца 14.
Самые разнообразные материалы доступны для обсуждаемых разнообразных деталей, и они иллюстрируются в настоящем документе. Хотя принципы настоящего изобретения и связанного с ним способа описываются в связи с конкретными вариантами осуществления, нужно ясно понимать, что эти описания приводятся только в качестве примеров и не предназначены для ограничения рамок настоящей заявки. Считается, что настоящее изобретение описывается настолько подробно, что специалисты в данной области могут его понимать, и будет очевидно, какие именно варианты могут осуществляться без отклонения от духа и рамок настоящего изобретения.
1. Устройство для сбора образцов сухого материала, протекающего в трубе, устройство содержит:
трубку для образца, имеющую закрытый дальний конец и отверстие для впуска образца в стенке трубки для образца рядом с закрытым дальним концом;
корпус, выполненный в виде цилиндра для текучей среды и имеющий трубный конец и выпускной конец;
поршень, установленный вокруг трубки для образца и соединенный с ней и расположенный внутри корпуса;
первый и второй уплотнительные рукава вокруг трубки для образца, поддерживающие ее с возможностью скольжения, причем трубный конец содержит первый уплотнительный рукав, а выпускной конец содержит второй уплотнительный рукав; и
соединительную структуру трубы, проходящую между трубным концом корпуса и трубой,
при этом трубка для образца представляет собой поршневой шток внутри упомянутого корпуса – цилиндра для текучей среды, и упомянутый корпус – цилиндр для текучей среды выполнен с возможностью вдвигания и выдвигания трубки для образца внутри трубы.
2. Устройство по п.1, в котором цилиндр для текучей среды представляет собой воздушный цилиндр.
3. Устройство по п.1, в котором соединительная структура трубы приваривается к трубе.
4. Устройство по п.1, в котором трубный конец содержит выдвинутый впуск для текучей среды в цилиндр для текучей среды.
5. Устройство по п.1, в котором выпускной конец содержит вдвинутый впуск для текучей среды в цилиндр для текучей среды.
6. Устройство по п.1, в котором трубка для образца и корпус – цилиндр для текучей среды имеют центральные линии, которые не совпадают.
7. Устройство по п.1, в котором поршень и цилиндр для текучей среды имеют некруглые поперечные сечения, тем самым предотвращается вращение поршня в цилиндре.
8. Устройство по п.1, в котором первый и второй уплотнительные рукава содержат некруглые уплотнения, и трубка для образца является некруглой и выполнена с возможность скольжения внутри некруглых уплотнений.
