CN112082813B - 密闭采样器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及密闭采样器，包括取样瓶、连接于取样瓶的进口端的介质进料管、连接于取样瓶的出口端的介质出料管以及对流入介质进料管的采样介质进行加热的伴热装置，伴热装置包括换热筒体、端盖、安装于换热筒体与端盖之间的安装管板、将端盖的内腔分隔为中转腔、介质进料腔和介质出料腔的“T”形隔板、内置于换热腔以供采样介质通过的换热管以及将导热液注入换热筒体的换热腔的换热机构，换热管设置有两组，其中一组换热管的一端连通于介质进料腔且另一端连通于中转腔，另外一组换热管的一端连通于中转腔且另一端连通于介质出料腔，介质进料管连通于介质出料腔。本申请具有减少采样管道发生堵塞的可能的效果。

Description

密闭采样器

技术领域

本申请涉及采样器的领域，尤其是涉及密闭采样器。

背景技术

采样器广泛应用于石化和化学工业，采样的样品有苯/生物燃料/石蜡/汽油/酸性物质/甲苯/石脑油/煤油/酒精/溶剂/胺类化合物/芳香烃/乙二醇/酮。

目前，授权公告号为CN 201289440Y的专利公开了一种密闭采样器：由箱体、介质进口管、介质出口管、排污管、转换开关、采样进口接头、采样出口接头、取样瓶组件、压紧把手和压力表组成；介质进口管、介质出口管以及采样进口接头、采样出口接头分别用管道和转换开关上的四个接口相联，取样瓶组件的上下接口分别用压紧把手压紧在采样出口接头上和采样进口接头上，压力表和采样出口接头上的管道相联，上述都装在箱体内，介质进口管、介质出口管及排污管分别和箱体外相应的管道相联，其特征是在采样出口管座上有一吹扫气体管，该吹扫气体管和吹扫气进气管道相联，在采样进口管座上有一采样进料、吹扫两用管，该两用管与采样进料、吹扫两用管相联，并与排污管道相联。

针对上述中的相关技术，发明人认为对于部分介质进行采样时，尤其在冬季严寒的气候条件下，容易发生结晶凝固，极易造成采样器的管道堵塞，影响其采样效率，因此需要进一步改进。

发明内容

为了减少采样管道发生堵塞的可能，保证采样效率，本申请提供密闭采样器。

本申请提供的密闭采样器采用如下的技术方案：

密闭采样器，包括取样瓶、连接于取样瓶的进口端的介质进料管、连接于取样瓶的出口端的介质出料管以及对流入介质进料管的采样介质进行加热的伴热装置，所述伴热装置包括具有换热腔的换热筒体、具有内腔的端盖、安装于换热筒体与端盖之间的安装管板、将端盖的内腔分隔为中转腔、介质进料腔和介质出料腔的“T”形隔板、内置于换热腔以供采样介质通过的换热管以及将导热液注入换热筒体的换热腔的换热机构，换热管设置有两组，其中一组换热管的一端连通于介质进料腔且另一端连通于中转腔，另外一组换热管的一端连通于中转腔且另一端连通于介质出料腔，介质进料管连通于介质出料腔。

通过采用上述技术方案，当对易结晶凝固的介质进行采样时，先将温度较高的导热液注入换热筒体的换热腔内，采样介质先通过介质进料腔流经其中一组换热管进入中转腔，在此过程中与换热腔内的导热液进行热传递，完成一次加热；进入中转腔内的采样介质流入另外一组换热管内并且由介质出液管流入介质进料管进入取样瓶，在此过程中与换热腔内的导热液进行二次热传递，完成二次加热，有效防止易结晶凝固的采样介质凝结于介质进料管内，一方面，保证采样介质在介质进料管的流动速度，从而保证采样效率；另一方面，减少介质进料管发生堵塞的可能。

优选的，每组所述换热管由多根U形管组成，U形管的直管轴线方向平行于换热筒体的长度方向，所述换热筒体设置有对粘附于U形管的直管表面的污垢进行清理的第一清洁机构。

通过采用上述技术方案，长期使用后，污垢会附着于U形管的直管周壁导致其壁厚增大，从而热值增大，进而降低了热传递效果，换热筒体设置有对粘附于U形管的直管表面的污垢进行清理的第一清洁机构，有效保证换热管与导热液之间的热传递效果。

优选的，所述第一清洁机构包括设置于安装管板且轴线平行于U形管的直管轴线的导向杆、沿导向杆的轴向滑移连接的第一刮板以及驱动第一刮板滑移的第一驱动组件，第一刮板开设有供U形管的直管穿过的第一清洁孔。

通过采用上述技术方案，设置有导向杆为第一刮板提供滑移基体，实现第一刮板与导向杆的滑动式装配，第一驱动组件驱动第一刮板沿导向杆的轴向滑移从而对附着于U形管上的污垢进行刮除。

优选的，所述第一驱动组件包括一端转动连接安装管板且另一端延伸至换热筒体外部的丝杆以及驱动丝杆转动的第一驱动件，所述丝杆的轴线方向平行于导向杆的轴线方向，所述丝杆螺纹穿设于第一刮板。

通过采用上述技术方案，第一驱动件转动带动丝杆转动，由于导向杆对第一刮板的转动限制，从而实现第一刮板沿丝杆的轴向进行滑移。

优选的，所述第一刮板设置有多个且沿导向杆的轴向分布，相邻两个第一刮板之间开设供换热腔内的导热液通过的开口，相邻两个第一刮板上的开口呈交错分布，所述换热机构包括连通于换热腔的导热液进液管以及连通于换热腔的导热液出液管以及连接于导热液进液管为其提供输出压力的输液泵，所述导热液进液管的进液口和导热液出液管的出液口分别位于换热腔的两端。

通过采用上述技术方案，设置有多个第一刮板，一方面，增加导热液的流程，提高导热液与U形管的热传递效果；一方面，多个第一刮板可提高壳程流体速度，迫使导热液按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度，另一方面，多个第一刮板分别对U形管的直管段不同位置的污垢进行刮除，有效提高刮除效率。

优选的，多个所述第一刮板均螺纹连接于丝杆。

通过采用上述技术方案，多个第一刮板均螺纹连接于丝杆，丝杆正向或者反向转动时同步带动多个第一刮板同时沿导向杆的轴向进行滑移，从而对附着于U形管的直管上的污垢进行刮除。

优选的，位于远离所述安装管板一侧的第一刮板螺纹连接于丝杆，其余的第一刮板开设有供丝杆穿过的通孔，相邻两个第一刮板之间、安装管板与相邻的第一刮板之间均设置有定位弹簧。

通过采用上述技术方案，当第一驱动件丝杆转动时，带动与其螺纹配合的位于远离所述安装管板一侧的第一刮板朝靠近安装管板方向滑移，从而压缩或者拉伸相邻两个第一刮板之间以及安装管板与相邻的第一刮板之间的定位弹簧，实现各个第一刮板的往复滑移，另外，通过第一驱动件带动丝杆转动从而调节相邻两个第一刮板的间距，根据不同采样介质调节相邻两个第一刮板的间距，从而调节换热腔内的导热液的湍流程度，保证热传递效果。

优选的，所述输液泵为变速水泵。

通过采用上述技术方案，输液泵为变速水泵设置，一方面，通过调节变速水泵的输出压力，当输出压力周期性的增大减少时，实现第一刮板沿导向杆轴向往复滑移，从而减少污垢附着于U形管的直管周壁的可能；另一方面，通过调节变速水泵的输出压力，调节导热液的流动速度，从而根据不同调节换热腔内的导热液的流动速度，保证热传递效果。

优选的，所述换热筒体设置有对粘附于U形管的弧形管表面的污垢进行清理的第二清洁机构，所述第二清洁机构包括一对通过铰接轴铰接于换热腔内壁的第二刮板以及驱动第二刮板的自由端绕铰接轴的轴线转动的第二驱动组件，所述铰接轴的轴线与U形管的弧形管圆心重合，第二刮板开设有供U形管的弧形管穿过的第二清洁孔。

通过采用上述技术方案，长期使用后，污垢会附着于U形管的弧形管周壁导致其壁厚增大，从而热值增大，进而降低了热传递效果，第二驱动组件驱动第二刮板的自由端绕铰接轴的轴线转动从而将附着于U形管的弧形管周壁的污垢进行刮除，进一步有效保证换热管与导热液之间的热传递效果。

优选的，所述第二驱动组件包括同轴转动套设于丝杆的螺纹管、螺纹套设于螺纹管且沿螺纹管的轴向滑移的滑动座、一端铰接于第二刮板且另一端铰接于滑动座的连接杆以及位于换热筒体的外部以驱动螺纹管转动的第二驱动件。

通过采用上述技术方案，第二驱动件带动螺纹管转动，从而带动滑动座沿螺纹管的轴向滑移，通过连接杆带动第二刮板的自由端绕铰接轴的轴线转动从而将附着于U形管的弧形管周壁的污垢进行刮除。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

设置有对流入介质进料管的采样介质进行加热的伴热装置，有效防止易结晶凝固的采样介质凝结于介质进料管内，一方面，保证采样介质在介质进料管的流动速度，从而保证采样效率；另一方面，减少介质进料管发生堵塞的可能；

换热筒体设置有对粘附于U形管的直管表面的污垢进行清理的第一清洁机构，有效保证换热管与导热液之间的热传递效果；

第二驱动组件驱动第二刮板的自由端绕铰接轴的轴线转动从而将附着于U形管的弧形管周壁的污垢进行刮除，进一步有效保证换热管与导热液之间的热传递效果。

附图说明

图1是实施例1中的密闭采样器的整体结构示意图。

图2是实施例1中的三通阀A、三通阀B、三通阀C的结构示意图。

图3是实施例1中的伴热装置的结构示意图。

图4是实施例1中的第二清洁机构的结构示意图。

图5是实施例1中的第二驱动组件的结构示意图。

图6是实施例2中的的密闭采样器的整体结构示意图。

图7是实施例2中的定位弹簧的结构示意图。

附图标记说明：1、箱体；2、取样瓶；21、介质进料管；22、介质出料管；23、针型阀；24、压力表；3、伴热装置；31、换热筒体；32、端盖；321、中转腔；322、介质进料腔；323、介质出料腔；33、安装管板；34、隔板；341、第一连接板；342、第二连接板；35、U形管；36、换热机构；361、储热箱；362、导热液进液管；363、导热液出液管；3631、截止阀A；364、输液泵；37、介质进液管；38、介质出液管；39、清洗进液管；391、截止阀B；30、清洗出液管；301、截止阀C；4、压差调节器；41、三通阀A；42、三通阀B；43、三通阀C；44、排料管；45、介质出口阀；46、排污管；47、排污阀；5、第一清洁机构；51、导向杆；52、第一刮板；521、开口；522、第一清洁孔；53、第一驱动组件；531、丝杆；532、第一手轮；54、定位弹簧；6、第二清洁机构；61、第二刮板；611、铰接轴；612、第二清洁孔；613、避让槽；62、第二驱动组件；621、螺纹管；622、滑动座；623、连接杆；624、第二手轮。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开的密闭采样器，参照图1，包括箱体1、安装于箱体1内的取样瓶2、连接于取样瓶2的进口端的介质进料管21、连接于取样瓶2的出口端的介质出料管22、安装于箱体1内以对流入介质进料管21的采样介质进行加热的伴热装置3以及安装于箱体1内对介质进料管21和介质出料管22进行压力调节的压差调节器4。介质进料管21和介质出料管22均设置有控制其启闭的针型阀23和显示其压力值的压力表24。

参照图2、图3，伴热装置3包括一端呈开口521设置且具有换热腔的圆筒形换热筒体31、密封安装于换热筒体31的开口521一端的安装管板33、具有内腔设置且密封安装于安装管板33远离换热筒体31的一端的端盖32、将端盖32的内腔分隔为中转腔321、介质进料腔322和介质出料腔323的“T”形隔板34、内置于换热腔以供采样介质通过的换热管以及将导热液注入换热筒体31的换热腔的换热机构36。隔板34包括呈水平设置以将端盖32的内腔均分成两个中转腔321的第一连接板341以及竖向设置以将其中一个中转腔321分隔成介质进料腔322和介质出料腔323的第二连接板342,端盖32与隔板34一体成型设置。端盖32设置有连通于介质进料腔322的介质进液管37以及连通于介质出料腔323的介质出液管38。

换热管设置有两组，每组换热管由多根呈平行设置的U形管35组成。U形管35的直管轴线方向平行于换热筒体31的轴线方向，其中一组U形管35的一端穿过安装管板33且连通于介质进料腔322，另一端穿过安装管板33且连通于中转腔321，另外一组U形管35的一端穿过安装管板33且连通于中转腔321，另一端穿过安装管板33且连通于介质出料腔323，介质出液管38连通于介质进料管21。多根U形管35的弧形管的圆心处于同一直线上，每根U形管35的两个直管所在的平面垂直于第一连接板341。

参照图1、图2，换热机构36包括供储存导热液的储热箱361、一端连通于换热腔且另一端连通于储热箱361的导热液进液管362、一端连通于换热腔且另一端连接于储热箱361的导热液出液管363以及连接于导热液进液管362为其提供输出压力的输液泵364。导热液进液管362的进液口和导热液出液管363的出液口分别位于换热腔的两端，导热液出液管363设置有控制其通闭的截止阀A3631。

参照图2、图3，换热筒体31设置有对粘附于U形管35的直管表面的污垢进行清理的第一清洁机构5以及对粘附于U形管35的弧形管表面的污垢进行清理的第二清洁机构6。换热筒体31设置有连通于换热腔两端的清洗进液管39和清洗出液管30，清洗进液管39上设置有控制其通闭的截止阀B391，清洗出液管30上设置有控制其通闭的截止阀C301。

参照图3，第一清洁机构5包括多根固定安装于安装管板33且轴线平行于U形管35的直管轴线的导向杆51、沿导向杆51的轴向滑移连接的第一刮板52以及驱动第一刮板52滑移的第一驱动组件53。导向杆51可以是四根且均布于换热腔内，第一刮板52设置有多个且沿导向杆51的轴向分布，第一刮板52滑移套设于第一刮板52。相邻两个第一刮板52之间开设供换热腔内的导热液通过的开口521，相邻两个第一刮板52上的开口521呈上下交错分布，第一刮板52开设有供U形管35的直管穿过以对粘附于U形管35的直管表面的污垢进行刮除的第一清洁孔522。

第一驱动组件53包括一端转动连接安装管板33且另一端延伸至换热筒体31外部的丝杆531以及位于换热筒体31的外部且驱动丝杆531转动的第一驱动件。丝杆531与换热筒体31同轴设置且位于两组U形管35之间，丝杆531螺纹穿设于多个第一刮板52，第一驱动件为同轴固定连接于丝杆531远离安装管板33的一端的第一手轮532。

参照图4、图5，第二清洁机构6包括一对呈对称设置且通过铰接轴611铰接于换热腔内壁的第二刮板61以及驱动两块第二刮板61的自由端绕铰接轴611的轴线同时朝相互靠近或者远离方向转动的第二驱动组件62。两块第二刮板61开设有供丝杆531穿过的避让槽613，铰接轴611的轴线与U形管35的弧形管圆心重合，第二刮板61开设有供U形管35的弧形管穿过以对粘附于U形管35的弧形管表面的污垢进行刮除的第二清洁孔612。

第二驱动组件62包括同轴套设于丝杆531的螺纹管621、螺纹套设于螺纹管621且沿螺纹管621的轴向滑移的滑动座622、一端铰接于第二刮板61且另一端铰接于滑动座622的连接杆623以及位于换热筒体31的外部以驱动螺纹管621转动的第二驱动件。螺纹管621与丝杆531相对转动设置，螺纹管621远离安装管板33的一端延伸至换热筒体31的外部，螺纹管621与丝杆531之间转动密封连接，螺纹管621与换热筒体31的侧壁转动密封连接。第二驱动件为同轴固定套设于螺纹管621的第二手轮624，丝杆531的一端延伸至螺纹管621的外部。第二手轮624的直径大于第一手轮532的直径，便于工人对第二手轮624进行转动操作。

参照图2，压差调节器4的输入端和输出端分别连接有三通阀A41和三通阀 B，介质进料管21连接于三通阀 A，三通阀 A 与介质出液管38连接，介质出料管22连接于三通阀B，三通阀 B连接有排料管44，排料管44上设置有介质出口阀45。三通阀 C连接有排污管46，排污管46上设置有排污阀47，三通阀 A 和三通阀 B 的排污接口连通于三通阀 C。

实施例1的实施原理为：采样过程：装上取样瓶2，依次缓慢打开三通阀 A、取样瓶2进口处的针型阀23、取样瓶2出口处的针型阀23、介质出口阀45，采样介质经取样瓶2循环采样。取样瓶2进口压力表24和取样瓶2出口压力表24采集取样瓶2进口处的针型阀23、取样瓶2出口处的针型阀23的压力数据，并经过压差调节器4调节压差，待压差调节器4指示平稳后，关闭三通阀 A、取样瓶2进口处的针型阀23、取样瓶2出口处的针型阀23、介质出口阀45，打开排污阀47和三通阀 C,待取样瓶2进口压力表24和取样瓶2出口压力表24指示为零时，再依次关闭排污阀47和三通阀 C，采样结束。

在此过程中，打开截流阀A，关闭截流阀B、截流阀C，启动输液泵364依次将储热箱361内的导热液抽送至导热液进液管362、换热腔以及导热液出液管363依次循环，采样介质先通过介质进料腔322流经其中一组U形管35进入中转腔321，在此过程中与换热腔内的导热液进行热传递，完成一次加热；进入中转腔321内的采样介质流入另外一组U形管35内并且由介质出液管38流入介质进料管21进入取样瓶2，在此过程中与换热腔内的导热液进行二次热传递，完成二次加热，有效防止易结晶凝固的采样介质凝结于介质进料管21内，一方面，保证采样介质在介质进料管21的流动速度，从而保证采样效率；另一方面，减少介质进料管21发生堵塞的可能。

关闭截流阀A,对附着于U形管35的直管周壁污垢进行清理：正向或反向转动第一手轮532，带动丝杆531正向或者反向转动时同步带动多个第一刮板52同时沿导向杆51的轴向进行滑移，从而对附着于U形管35的直管上的污垢进行刮除；对附着于U形管35的弧形管周壁污垢进行清理：第二手轮624转动带动螺纹管621转动，从而带动滑动座622沿螺纹管621的轴向滑移，通过连接杆623带动两块第二刮板61的自由端绕铰接轴611的轴线同时朝相互靠近或者远离方向转动，从而将附着于U形管35的弧形管周壁的污垢进行刮除，刮除完毕后，打开截流阀B、截流阀C,向清洗进液管39注入清洁液，将污垢由清洁出液管排出。

实施例2：

参照图6、图7，本实施例与实施例1的不同之处在于，位于远离安装管板33一侧的第一刮板52螺纹连接于丝杆531，其余的第一刮板52开设有供丝杆531穿过的通孔，相邻两个第一刮板52之间、安装管板33与相邻的第一刮板52之间均固定连接有定位弹簧54，定位弹簧54套设于导向杆51，输液泵364为变速水泵。

实施例2的实施原理为：当第一手轮532正向转动带动丝杆531转动时，带动与其螺纹配合的位于远离安装管板33一侧的第一刮板52朝靠近安装管板33方向滑移，从而压缩或者拉伸相邻两个第一刮板52之间以及安装管板33与相邻的第一刮板52之间的定位弹簧54，实现各个第一刮板52的滑移从而对附着于U形管35的直管上的污垢进行刮除，另外，通过第一手轮532带动丝杆531转动从而调节相邻两个第一刮板52的间距，根据不同采样介质调节相邻两个第一刮板52的间距，从而调节换热腔内的导热液的湍流程度，保证热传递效果。

输液泵364为变速水泵设置，一方面，通过调节变速水泵的输出压力，使得输液泵364的输出压力进行周期性变化时，可带动第一刮板52沿导向杆51轴向往复滑移，从而减少污垢附着堆积于U形管35的直管周壁的可能；另一方面，通过调节变速水泵的输出压力，调节导热液的流动速度，从而根据不同调节换热腔内的导热液的流动速度，保证热传递效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.密闭采样器，其特征在于：包括取样瓶(2)、连接于取样瓶(2)的进口端的介质进料管(21)、连接于取样瓶(2)的出口端的介质出料管(22)以及对流入介质进料管(21)的采样介质进行加热的伴热装置(3)，所述伴热装置(3)包括具有换热腔的换热筒体(31)、具有内腔的端盖(32)、安装于换热筒体(31)与端盖(32)之间的安装管板(33)、将端盖(32)的内腔分隔为中转腔(321)、介质进料腔(322)和介质出料腔(323)的“T”形隔板(34)、内置于换热腔以供采样介质通过的换热管以及将导热液注入换热筒体(31)的换热腔的换热机构(36)，换热管设置有两组，其中一组换热管的一端连通于介质进料腔(322)且另一端连通于中转腔(321)，另外一组换热管的一端连通于中转腔(321)且另一端连通于介质出料腔(323)，介质进料管(21)连通于介质出料腔(323)；每组所述换热管由多根U形管(35)组成，U形管(35)的直管轴线方向平行于换热筒体(31)的长度方向，所述换热筒体(31)设置有对粘附于U形管(35)的直管表面的污垢进行清理的第一清洁机构(5)，所述第一清洁机构(5)包括设置于安装管板(33)且轴线平行于U形管(35)的直管轴线的导向杆(51)、沿导向杆(51)的轴向滑移连接的第一刮板(52)以及驱动第一刮板(52)滑移的第一驱动组件(53)，第一刮板(52)开设有供U形管(35)的直管穿过的第一清洁孔(522)。

2.根据权利要求1所述的密闭采样器，其特征在于：所述第一驱动组件(53)包括一端转动连接安装管板(33)且另一端延伸至换热筒体(31)外部的丝杆(531)以及驱动丝杆(531)转动的第一驱动件，所述丝杆(531)的轴线方向平行于导向杆(51)的轴线方向，所述丝杆(531)螺纹穿设于第一刮板(52)。

3.根据权利要求2所述的密闭采样器，其特征在于：所述第一刮板(52)设置有多个且沿导向杆(51)的轴向分布，相邻两个第一刮板(52)之间开设供换热腔内的导热液通过的开口(521)，相邻两个第一刮板(52)上的开口(521)呈交错分布，所述换热机构(36)包括连通于换热腔的导热液进液管(362)、连通于换热腔的导热液出液管(363)以及连接于导热液进液管(362)为其提供输出压力的输液泵(364)，所述导热液进液管(362)的进液口和导热液出液管(363)的出液口分别位于换热腔的两端。

4.根据权利要求3所述的密闭采样器，其特征在于：多个所述第一刮板(52)均螺纹连接于丝杆(531)。

5.根据权利要求3所述的密闭采样器，其特征在于：位于远离所述安装管板(33)一侧的第一刮板(52)螺纹连接于丝杆(531)，其余的第一刮板(52)开设有供丝杆(531)穿过的通孔，相邻两个第一刮板(52)之间、安装管板(33)与相邻的第一刮板(52)之间均设置有定位弹簧(54)。

6.根据权利要求4所述的密闭采样器，其特征在于：所述输液泵(364)为变速水泵。

7.根据权利要求2所述的密闭采样器，其特征在于：所述换热筒体(31)设置有对粘附于U形管(35)的弧形管表面的污垢进行清理的第二清洁机构(6)，所述第二清洁机构(6)包括一对通过铰接轴(611)铰接于换热腔内壁的第二刮板(61)以及驱动第二刮板(61)的自由端绕铰接轴(611)的轴线转动的第二驱动组件(62)，所述铰接轴(611)的轴线与U形管(35)的弧形管圆心重合，第二刮板(61)开设有供U形管(35)的弧形管穿过的第二清洁孔(612)。

8.根据权利要求7所述的密闭采样器，其特征在于：所述第二驱动组件(62)包括同轴转动套设于丝杆(531)的螺纹管(621)、螺纹套设于螺纹管(621)且沿螺纹管(621)的轴向滑移的滑动座(622)、一端铰接于第二刮板(61)且另一端铰接于滑动座(622)的连接杆(623)以及位于换热筒体(31)的外部以驱动螺纹管(621)转动的第二驱动件。

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