CN107063778B - 一种丙烯在线内循环式密闭采样系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种丙烯在线内循环式密闭采样系统及方法，采样系统包括采样控制部和排气采样部，采样控制部包括单片机、固态继电器、控制面板，控制面板上设置有定时器和声鸣器，排气采样部包括工艺物料管道、物料进气管路、物料出气管路、采样进气管路、采样出气管路、去火炬管路、物料循环管路和采样钢瓶，物料进气、物料出气、物料循环、去火炬管路上分别设置物料进口阀、物料出口阀、物料循环阀、废气排放阀。本发明的丙烯在线内循环式密闭采样系统及方法，采用内循环采样理念，将采样管路闭合设计，利用简单的电磁阀门智能控制，简化了废气排放及物料置换操作，避免了物料排放到空气中，造成环境污染，同时提高了采样的效率，节省了劳动力。
Description
技术领域
本发明涉及气体采样领域，特别涉及到一种丙烯在线内循环式密闭采样系统及方法。
背景技术
近年来，随着化学工业的迅速发展，作为基础原料之一的丙烯产量及消费量增长很快，丙烯在生产过程工艺流程中，为确保产品的质量，需要定时采样进行检测。传统的丙烯采样方法采用钢瓶直接采样，在采样前，需要打开采样管道的阀门，进行排掉采样管道内的残气的操作，再进行钢瓶采样，且在采样过程中需用物料置换取样装置三次，所有置换过的残余物料需要统一收集处理，在采样操作过程中会有少量物料排放至大气，造成环境污染。
如中国专利(CN202382990U)公开了一种气体采样装置，包括容气罐、若干阀门、采样钢瓶、六通阀、工艺介质进气管、工艺介质出气管、采样进气管、采样出气管、两个火炬出气管，所述容器罐与所述工艺介质进气管连接，所述工艺介质进气管、所述工艺介质出气管、所述采样进气管、所述采样出气管、所述两个火炬出气管均与所述六通阀连接，所述采样进气管的另一端与所述采样出气管的另一端分别与所述采样钢瓶的两端连接。上述实用新型，虽然采样气体无泄漏，但仍存在排气、置换及采样管路繁多，阀门操作复杂，采样过程自动化程度低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是丙烯采样过程中，废气排放及物料置换操作复杂，物料排放至大气易造成环境污染，阀门需要手动控制，自动化程度低，提出了一种丙烯在线内循环式密闭采样系统，采用内循环采样理念，将采样管路闭合设计，利用简单的电磁阀门智能控制，简化了废气排放及物料置换操作，避免了物料排放到空气中，造成环境污染，同时提高了采样的效率，节省了劳动力。
为解决上述技术问题本发明采用的技术方案如下：一种丙烯在线内循环式密闭采样系统，包括采样控制部和排气采样部，所述采样控制部包括单片机、固态继电器、控制面板，所述控制面板上设置有定时器和声鸣器，所述排气采样部包括工艺物料管道、物料进气管路、物料出气管路、采样进气管路、采样出气管路、去火炬管路、物料循环管路和采样钢瓶，所述物料进气管路、所述物料出气管路、所述物料循环管路、所述去火炬管路上分别设置有物料进口阀、物料出口阀、物料循环阀、废气排放阀。
本技术方案中，优选地，所述单片机和所述控制面板通过信号线连接，所述操作面板的信号输出端通过信号线与所述单片机的引脚相连，所述单片机与所述固态继电器之间采用信号线连接。
优选地，所述物料进口阀、所述物料出口阀、所述物料循环阀、所述废气排放阀均为电磁阀，所述固态继电器与所述物料进口阀、所述物料出口阀、所述物料循环阀、所述废气排放阀之间通过导线连接。
优选地，所述控制面板设置有排废气按钮、开始采样按钮、停止采样按钮、恢复循环按钮，采样过程中通过触动按钮向所述单片机发出不同的执行信号，进而通过所述固态继电器实现所述物料进口阀、所述物料出口阀、所述物料循环阀、所述废气排放阀的循环开合。
优选地，所述物料进气管路和所述物料出气管路的一侧分别与工艺物料管道相连通，所述物料进气管路和所述物料出气管路的另一侧通过所述物料循环管路相连通，所述物料循环管路的上下两端分别与所述采样进气管路和所述采样出气管路相连通，所述采样进气管路与所述物料进气管路共线相接，所述采样出气管路与所述物料出气管路共线相接，所述采样出气管路与所述物料出气管路的交接处引出所述去火炬管路，所述物料进气管路、所述采样进气管路、所述去火炬管路和所述物料循环管路采用焊接连接，所述物料出气管路、所述采样出气管路和所述去火炬管路采用焊接连接。
优选地，所述采样进气管路的端口连接有一根连接软管，所述连接软管的进口端与所述采样进气管路通过螺纹密封连接，所述连接软管的出口端安装有第一快速接头，所述采样出气管路的右端口设置有密封胶垫。
优选地，所述采样钢瓶的两端连接有球阀，所述球阀为广式内螺纹球阀，所述球阀的上下两端与管路均通过螺纹密封连接。
优选地，所述采样钢瓶的下端焊接有凸台，所述凸台上钻有贯通到所述采样钢瓶内的标准螺纹孔，所述凸台上设置有压力表，所述压力表的安装方式为径向直接式安装，所述压力表与采样钢瓶螺纹密封连接。
利用上述丙烯在线内循环式密闭采样系统进行采样的方法包括以下步骤：
(1)采样之前，球阀处于关闭状态，采样钢瓶的进气端连接有第二快速接头，采样钢瓶的出气端连接有第三快速接头；
(2)控制面板上的定时器到达预设取样时间时，声鸣器发出提示音，提示到达预设采样时间；
(3)将采样钢瓶出气端的第三快速接头插入采样出气管路，将连接软管的第一快速接头插入在采样钢瓶的第二快速接头内，打开球阀；
(4)触动控制面板上的排废气按钮，单片机控制固态继电器，使得物料循环阀打开，物料出口阀关闭，废气排放阀打开，用工艺管道中的物料对采样钢瓶进行置换处理，置换后的废气通过去火炬管路送至火炬进行焚烧处理；
(5)废气处理完毕后，触动控制面板上的开始采样按钮，单片机控制固态继电器，使得废气排放阀关闭，物料出口阀打开，物料循环阀关闭，丙烯采样开始，采样过程中观察采样钢瓶一侧的压力表，当达到一定压力后，表示取样钢瓶已经装满；
(6)触动控制面板上的停止采样按钮，单片机控制固态继电器，使得物料进口阀和物料出口阀关闭，关闭采样钢瓶两端的球阀，通过第二快速接头和第三快速接头取下取样钢瓶，采样完成；
(7)人工将连接软管的第一快速接头插入采样出气管路中，保证采样管路的密闭性；
(8)触动控制面板上的恢复循环按钮，单片机控制固态继电器，使得物料出进口阀、物料出口阀，物料循环阀均打开，开启回路循环系统，保证回路里充满新鲜的物料，采样过程完毕；
(9)待定时器到达下次预设取样时间，重复进行上述操作步骤。
本发明中，采用循环采样理念，将采样管路闭合设计，利用简单的阀门控制，采样全过程采用密闭控制，将采样过后的丙烯废气排放至管道内，送往火炬焚烧处理，采样结束后，工艺管道内物料循环通过采样管道，保持正常循环流动，减少采样过程中需要将原有采样管道内的死气排出的操作，免除原有采样管道内的死气排出需要单独处理操作，操作简便且实现内循环式密闭采样。
本发明中，采样过后的丙烯废气排放至管道内，送往火炬焚烧处理，避免了物料排放到空气中，造成环境污染。
本发明中，物料进口阀、物料出口阀、物料循环阀、废气排放阀均为电磁阀，与固态继电器通过导线连接，由单片机控制开合，人工仅需操作控制面板上的相应按钮即可，操作简单，提高了采样的效率，节省了采样所需的时间。
本发明中，控制面板上安装有定时器和声鸣器，对于采样间隔进行有效、准确的控制，避免了因人为因素造成采样间隔的变化，同时采样间隔，操作者可以进行其他工作，有声鸣器提醒，而不必担心耽搁采样时间，节省了劳动力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的丙烯在线内循环式密闭采样系统(采样过程)的结构示意图。
图2是本发明的丙烯在线内循环式密闭采样系统(物料循环过程)的结构示意图。
图3是本发明丙烯在线内循环式密闭采样系统的采样流程图。
附图中：
1、单片机 2、固态继电器 3、控制面板
31、定时器 32、声鸣器 33、排废气按钮
34、开始采样按钮 35、停止采样按钮 36、恢复循环按钮
4、工艺物料管道 5、物料进气管路 6、物料出气管路
7、采样进气管路 8、采样出气管路 9、去火炬管路
10、物料循环管路 11、物料进口阀 12、物料出口阀
13、物料循环阀 14、废气排放阀 15、球阀
16、压力表 17、采样钢瓶 18、连接软管
19、第一快速接头 20、第二快速接头
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
【实施例】：
本发明所示的丙烯在线内循环式密闭采样系统包括采样控制部和排气采样部，采样控制部包括单片机1、固态继电器2、控制面板3，排气采样部包括工艺物料管道4、物料进气管路5、物料出气管路6、采样进气管路7、采样出气管路8、去火炬管路9、物料循环管路10和采样钢瓶17。
单片机1、控制面板3通过信号线连接，操作面板3的信号输出端通过信号线与单片机1的引脚相连。单片机1与固态继电器2之间采用信号线连接，单片机1采集控制面板3产生的信号，单片机1通过接收到控制面板3的不同信号，实现对于物料进口阀11、物料出口阀12、物料循环阀13、废气排放阀14的开合控制。
控制面板3包括定时器31和声鸣器32，根据取样的间隔设定定时器31的时间间隔，并触发声鸣器32发出提示音，控制面板3设置有排废气按钮33、开始采样按钮34、停止采样按钮35、恢复循环按钮36，采样过程中通过触动按钮向单片机1发出不同的执行信号，进而通过固态继电器2实现物料进口阀11、物料出口阀12、物料循环阀13、废气排放阀14的循环开合。
排废气按钮34控制物料循环阀13打开，物料出口阀12关闭，废气排放阀14打开；开始采样按钮34控制废气排放阀14关闭，物料出口阀12打开，物料循环阀13关闭；停止采样按钮35控制物料进口阀11和物料出口阀12关闭；恢复循环按钮36控制物料进口阀11、物料出口阀12，物料循环阀13均打开。
物料进气管路5和物料出气管路6的一侧分别与工艺物料管道4相连通，物料进气管路5和物料出气管路6的另一侧通过物料循环管路10相连通，物料循环管路10的上下两端分别与采样进气管路7和采样出气管路8相连通，采样进气管路7与物料进气管路5共线相接，采样出气管路8与物料出气管路6共线相接，采样出气管路8与物料出气管路6的交接处引出去火炬管路9，物料进气管路5、采样进气管路7、去火炬管路9和物料循环管路10采用焊接连接，物料出气管路6、采样出气管路8和去火炬管路9采用焊接连接。
物料进口阀11、物料出口阀12、物料循环阀13、废气排放阀14分别位于物料进气管路5、物料出气管路6、物料循环管路10、去火炬管路9上，物料进口阀11、物料出口阀12、废气排放阀14的左侧分别与物料进气管路5、物料出气管路6、去火炬管路9的左侧管路的右端螺纹密封连接，物料进口阀11、物料出口阀12、废气排放阀14的右侧分别与物料进气管路5、物料出气管路6、去火炬管路9的右侧管路的左端螺纹密封连接，物料循环阀13的上部与物料循环管路10的上部管路的下端螺纹密封连接，物料循环阀13的下部与物料循环管路10的下部管路的上端螺纹密封连接。
物料进口阀11、物料出口阀12、物料循环阀13、废气排放阀14均为电磁阀，固态继电器2与物料进口阀11、物料出口阀12、物料循环阀13、废气排放阀14之间通过导线连接。
所述采样进气管路7的端口连接有一根连接软管18，所述连接软管18的进口端与所述采样进气管路7通过螺纹密封连接，所述连接软管18的出口端安装有第一快速接头19，所述采样出气管路8的右端口设置有密封胶垫，以防止采样过程中丙烯从接口处漏气。
采样钢瓶17的两端连接有球阀15，球阀9为广式内螺纹球阀，球阀15的上下两端与管路均通过螺纹密封连接。
采样钢瓶17的下端焊接有凸台20，凸台20上钻有贯通到采样钢瓶17内的标准螺纹孔，凸台20上设置有压力表16，压力表16的安装方式为径向直接式安装，压力表16与采样钢瓶17螺纹密封连接，压力表16用来显示采样钢瓶17内的压力，确定停止采样的时间。
如上所述的丙烯在线内循环式密闭采样系统，采样流程如图3所示，具体的采样方法包括以下步骤：
(1)采样之前，球阀15处于关闭状态，采样钢瓶17的进气端连接有第二快速接头20，采样钢瓶17的出气端连接有第三快速接头21；
(2)控制面板3上的定时器31到达预设取样时间时，声鸣器32发出提示音，提示到达预设采样时间；
(3)将采样钢瓶17出气端的第三快速接头21插入采样出气管路8，将连接软管18的第一快速接头19插入在采样钢瓶17的第二快速接头20内，打开球阀15；
(4)触动控制面板3上的排废气按钮34，单片机1控制固态继电器2，使得物料循环阀13打开，物料出口阀12关闭，废气排放阀14打开，用工艺管道中的物料对采样钢瓶17进行置换处理，置换后的废气通过去火炬管路9送至火炬进行焚烧处理；
(5)废气处理完毕后，触动控制面板3上的开始采样按钮34，单片机1控制固态继电器2，使得废气排放阀14关闭，物料出口阀12打开，物料循环阀13关闭，丙烯采样开始，采样过程中观察采样钢瓶17一侧的压力表16，当达到一定压力后，表示取样钢瓶已经装满；
(6)触动控制面板3上的停止采样按钮35，单片机1控制固态继电器2，使得物料进口阀11和物料出口阀12关闭，关闭采样钢瓶17两端的球阀15，通过第二快速接头20和第三快速接头21取下取样钢瓶17，采样完成；
(7)人工将连接软管18的第一快速接头19插入采样出气管路8中，保证采样管路的密闭性；
(8)触动控制面板3上的恢复循环按钮36，单片机1控制固态继电器2，使得物料进口阀11、物料出口阀12，物料循环阀13均打开，开启回路循环系统，保证回路里充满新鲜的物料，采样过程完毕。
(9)待定时器31到达下次预设取样时间，重复进行上述操作步骤。
本实施例中，采用循环采样理念，将采样管路闭合设计，利用简单的阀门控制，采样全过程采用密闭控制，将采样过后的丙烯废气排放至管道内，送往火炬焚烧处理，采样结束后，工艺管道内物料循环通过采样管道，保持正常循环流动，减少采样过程中需要将原有采样管道内的死气排出的操作，免除原有采样管道内的死气排出需要单独处理操作，操作简便且实现内循环式密闭采样。
本实施例中，采样过后的丙烯废气排放至管道内，送往火炬焚烧处理，避免了物料排放到空气中，造成环境污染。
本实施例中，物料进口阀、物料出口阀、物料循环阀、废气排放阀均为电磁阀，与固态继电器通过导线连接，由单片机控制开合，人工仅需操作控制面板上的相应按钮即可，操作简单，提高了采样的效率，节省了采样所需的时间。
本实施例中，控制面板上安装有定时器和声鸣器，对于采样间隔进行有效、准确的控制，避免了因人为因素造成采样间隔的变化，同时采样间隔，操作者可以进行其他工作，有声鸣器提醒，而不必担心耽搁采样时间，节省了劳动力。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (6)
1.一种丙烯在线内循环式密闭采样系统，其特征在于：所述丙烯在线内循环式密闭采样系统包括采样控制部和排气采样部，所述采样控制部包括单片机(1)、固态继电器(2)、控制面板(3)，所述控制面板(3)上设置有定时器(31)和声鸣器(32)，所述排气采样部包括工艺物料管道(4)、物料进气管路(5)、物料出气管路(6)、采样进气管路(7)、采样出气管路(8)、去火炬管路(9)、物料循环管路(10)和采样钢瓶(17)，所述物料进气管路(5)、所述物料出气管路(6)、所述物料循环管路(10)、所述去火炬管路(9)上分别设置有物料进口阀(11)、物料出口阀(12)、物料循环阀(13)、废气排放阀(14)；
所述物料进口阀(11)、所述物料出口阀(12)、所述物料循环阀(13)、所述废气排放阀(14)均为电磁阀，所述固态继电器(2)与所述物料进口阀(11)、所述物料出口阀(12)、所述物料循环阀(13)、所述废气排放阀(14)之间通过导线连接；
所述控制面板(3)上设置有排废气按钮(33)、开始采样按钮(34)、停止采样按钮(35)、恢复循环按钮(36)，采样过程中通过触动按钮向所述单片机(1)发出不同的执行信号，进而通过所述固态继电器(2)实现所述物料进口阀(11)、所述物料出口阀(12)、所述物料循环阀(13)、所述废气排放阀(14)的循环开合；
所述物料进气管路(5)和所述物料出气管路(6)的一侧分别与工艺物料管道(4)相连通，所述物料进气管路(5)和所述物料出气管路(6)的另一侧通过所述物料循环管路(10)相连通，所述物料循环管路(10)的上下两端分别与所述采样进气管路(7)和所述采样出气管路(8)相连通，所述采样进气管路(7)与所述物料进气管路(5)共线相接，所述采样出气管路(8)与所述物料出气管路(6)共线相接，所述采样出气管路(8)与所述物料出气管路(6)的交接处引出所述去火炬管路(9)；
所述采样进气管路(7)的端口连接有一根连接软管(18)，所述连接软管(18)的进口端与所述采样进气管路(7)通过螺纹密封连接，所述连接软管(18)的出口端安装有第一快速接头(19)，所述采样出气管路(8)的右端口设置有密封胶垫。
2.根据权利要求1所述的丙烯在线内循环式密闭采样系统，其特征在于：所述单片机(1)和所述控制面板(3)通过信号线连接，所述控制面板(3)的信号输出端通过信号线与所述单片机(1)的引脚相连，所述单片机(1)与所述固态继电器(2)之间采用信号线连接。
3.根据权利要求1所述的丙烯在线内循环式密闭采样系统，其特征在于：所述物料进气管路(5)、所述采样进气管路(7)、所述去火炬管路(9)和所述物料循环管路(10)采用焊接连接，所述物料出气管路(6)、所述采样出气管路(8)和所述去火炬管路(9)采用焊接连接。
4.根据权利要求1所述的丙烯在线内循环式密闭采样系统，其特征在于：所述采样钢瓶(17)的两端连接有球阀(15)，所述球阀(9)为广式内螺纹球阀，所述球阀(15)的上下两端与管路均通过螺纹密封连接。
5.根据权利要求1所述的丙烯在线内循环式密闭采样系统，其特征在于：所述采样钢瓶(17)的下端焊接有凸台(20)，所述凸台(20)上钻有贯通到所述采样钢瓶(17)内的标准螺纹孔，所述凸台(20)上设置有压力表(16)，所述压力表(16)的安装方式为径向直接式安装，所述压力表(16)与采样钢瓶(17)螺纹密封连接。
6.一种丙烯在线内循环式密闭采样方法，其特征在于，所述丙烯在线内循环式密闭采样方法包括以下步骤：
(1)采样之前，球阀(15)处于关闭状态，采样钢瓶(17)的进气端连接有第二快速接头(20)，采样钢瓶(17)的出气端连接有第三快速接头(21)；
(2)控制面板(3)上的定时器(31)到达预设取样时间时，声鸣器(32)发出提示音，提示到达预设采样时间；
(3)将采样钢瓶(17)出气端的第三快速接头(21)插入采样出气管路(8)内，将连接软管(18)的第一快速接头(19)插入在采样钢瓶(17)的第二快速接头(20)内，打开球阀(15)；
(4)触动控制面板(3)上的排废气按钮(34)，单片机(1)控制固态继电器(2)，使得物料循环阀(13)打开，物料出口阀(12)关闭，废气排放阀(14)打开，用工艺管道中的物料对采样钢瓶(17)进行置换处理，置换后的废气通过去火炬管路(9)送至火炬进行焚烧处理；
(5)废气处理完毕后，触动控制面板(3)上的开始采样按钮(34)，单片机(1)控制固态继电器(2)，使得废气排放阀(14)关闭，物料出口阀(12)打开，物料循环阀(13)关闭，丙烯采样开始，采样过程中观察采样钢瓶(17)一侧的压力表(16)，当达到一定压力后，表示取样钢瓶已经装满；
(6)触动控制面板(3)上的停止采样按钮(35)，单片机(1)控制固态继电器(2)，使得物料进口阀(11)和物料出口阀(12)关闭，关闭采样钢瓶(17)两端的球阀(15)，通过第二快速接头(20)和第三快速接头(21)取下取样钢瓶(17)，采样完成；
(7)人工将连接软管(18)的第一快速接头(19)插入采样出气管路(8)中，保证采样管路的密闭性；
(8)触动控制面板(3)上的恢复循环按钮(36)，单片机(1)控制固态继电器(2)，使得物料进口阀(11)、物料出口阀(12)，物料循环阀(13)均打开，开启回路循环系统，保证回路里充满新鲜的物料，采样过程完毕；
(9)待定时器(31)到达下次预设取样时间，重复进行上述操作步骤。
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