CN113670675B - 一种气体密闭采样器 - Google Patents

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Abstract

一种气体密闭采样器，属于气袋密闭采样技术领域。其特征在于：包括入口球阀和出口球阀，在所述入口球阀的出口与出口球阀的入口之间设置文丘里喷嘴（5），在出口球阀的入口端的一侧设有采样阀管嘴（6），通过采样阀管嘴（6）连接采样气袋的气袋接头（9），采样阀管嘴（6）内设有浮动封闭装置，气袋接头（9）内设有设有自密封装置。本发明利用文丘里效应对气袋进行抽真空，排除气袋内空气，之后充入样品，此过程无需人员触碰和操作气袋，减少安全风险。采样气袋管嘴使用自密封设计，取下后可自动密封，达到一定压力后也会自动脱开并密封，减少破裂风险，提高企业和员工的使用积极性，实现采样作业安全。

Description

一种气体密闭采样器
技术领域
一种气体密闭采样器，属于气袋密闭采样技术领域。
背景技术
对于石油化工行业，气体采样分析是操作频率较高，安全风险较大的日常作业。尤其对高压易燃或有毒有害样品的采集，如有操作不当、采样阀异常、气样容器泄露等情况发生，就会对操作人员带来不可挽回的伤害。
传统的密闭采样器，多是采用高压钢瓶作为气样容器，此类密闭采样器，虽然解决了采样过程中的安全问题，但实际使用中存在诸多缺点，如：（1）高压钢瓶重量较大，尤其是样品较多时携带非常困难，大幅增加操作人员工作量；（2）成本较高，部署和后期更新的投资较大；（3）对于低压气体，从钢瓶中取出时需配置专用设备，进一步增加投资。以上缺点直接影响企业部署和员工合理使用密闭采样器的积极性，实际安全效果大打折扣。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种适用性广，安全可靠、无接触，成本低的气体密闭采样器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气体密闭采样器，其特征在于：包括入口球阀和出口球阀，在所述入口球阀的出口与出口球阀的入口之间设置文丘里喷嘴，在出口球阀的入口端的一侧设有采样阀管嘴，通过采样阀管嘴连接采样气袋的气袋接头，采样阀管嘴内设有浮动封闭装置，气袋接头内设有自密封装置；入口球阀和出口球阀同步转动，且入口球阀阀芯和出口球阀阀芯的阀位设有小于60度的位差。
本发明针对传统密闭采样器存在的诸多缺点，对采样阀和采样气袋接头进行全新设计，可直接适配常见采样气袋。采样阀利用文丘里效应对气袋进行抽真空，排除气袋内空气，之后充入样品，此过程无需人员触碰和操作气袋，减少安全风险。在采样阀管嘴内设有浮动封闭装置，气袋接头内设有设有自密封装置，采样气袋接头使用自密封设计，取下后可自动密封，达到一定压力后也会自动脱开并密封，减少破裂风险。本发明适用于常见的各种采样气袋，在石油化工行业绝大多数使用环境下可替代传统密闭采样器，提高企业和员工的使用积极性，实现采样作业安全。
所述的入口球阀和出口球阀的阀杆通过连杆连为一体。入口球阀前部接工艺管线，出口球阀后部接火炬线，入口阀和出口阀阀杆使用连杆连接，同步转动。两阀阀位有位差，以实现抽气置换、充气采样和关闭三种状态，简化操作。
所述的文丘里喷嘴水平设置在入口球阀与出口球阀之间的连接板中部，文丘里喷嘴的内部流通直径小于入口球阀阀体及出口球阀的阀体内的流通腔的高度和宽度。文丘里喷嘴设置在两阀中间，两阀全开时为抽气置换提供负压。
所述的采样阀管嘴倾斜连接在出口球阀的阀体下部，所述浮动封闭装置包括活动设置的采样阀管嘴密封球和上顶板，上顶板一端固定在采样阀管嘴内壁上部，另一端与另一侧的采样阀管嘴内壁留有介质流通间隙，所述采样阀管嘴密封球放置在该间隙上部。
所述的上顶板与采样阀管嘴密封球接触的一端部设有倾斜端面。
所述的采样阀管嘴中部设有与气袋接头卡接的快拆卡榫，气袋接头上部对应设有卡槽。
所述的快拆卡榫包括多个金属球和包覆在金属球外部的弹簧箍。可自动复位实现自动密封。
所述的自密封装置包括下密封凸起和气袋接头密封阀，下密封凸起成环形设置在气袋接头内壁上，气袋接头密封阀呈倒置的T型设置，气袋接头密封阀下部抵靠在下密封凸起的底部，气袋接头密封阀下部横向尺寸小于环形下密封凸起的内部直径。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
（1）本发明针对传统密闭采样器存在的诸多缺点，对采样阀和采样气袋接头进行全新设计，可直接适配常见采样气袋。采样阀利用文丘里效应对气袋进行抽真空，排除气袋内空气，之后充入样品，此过程无需人员触碰和操作气袋，减少安全风险。在采样阀管嘴内设有浮动封闭装置，气袋接头内设有设有自密封装置，采样气袋接头使用自密封设计，取下后可自动密封，达到一定压力后也会自动脱开并密封，减少破裂风险。本发明适用于常见的各种采样气袋，在石油化工行业绝大多数使用环境下可替代传统密闭采样器，提高企业和员工的使用积极性，实现采样作业安全。
（2）采样过程安全。从气袋置换到样品灌装，可实现介质密闭排放，同时无需人员接触气袋，可在采样箱外操作采样阀手柄，确保操作人员安全。
（3）减少气袋破裂风险。当样品灌装压力过高，可自动脱落并密封气袋，减少气袋由于压力过高而破裂的情况，降低气袋运输风险。
（4）操作简单。采样过程仅需操作一个手阀，大大降低操作难度和劳动强度，减少由于操作失误造成的安全风险。适配常见气袋，运输轻便，气样取出简单。
（5）部署成本低。采样器和气袋接头可直接适配常见采样气袋，同时各主要部件结构简单，可单独更换，部署和后期维护成本大幅降低。同时低压气样取出时无需专用设备，进一步降低部署成本。
附图说明
图1为气体密闭采样器结构剖视图示意图。
图2为气体密闭采样器抽气置换状态阀位全开示意图。
图3为气体密闭采样器充气采样状态阀位半开示意图。
图4为气体密闭采样器关闭状态阀位示意图。
图5为采样阀管嘴与气袋接头分离示意图。
图6为采样阀管嘴与气袋接头连接示意图。
其中，1、入口球阀阀杆 2、出口球阀阀杆 3、入口球阀阀芯 4、出口球阀阀芯 5、文丘里喷嘴 6、采样阀管嘴 601、上顶板 7、采样阀管嘴密封球 8、快拆卡榫 801、金属球802、弹簧箍 9、气袋接头 901、卡槽 902、下密封凸起 10、气袋接头密封阀 11、连接板。
具体实施方式
图1~6是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~6对本发明做进一步说明。
参照附图1~6：一种气体密闭采样器，包括入口球阀和出口球阀，在所述入口球阀的出口与出口球阀的入口之间设置文丘里喷嘴5，在出口球阀的入口端的一侧设有采样阀管嘴6，通过采样阀管嘴6连接采样气袋的气袋接头9，采样阀管嘴6内设有浮动封闭装置，气袋接头9内设有自密封装置；入口球阀和出口球阀同步转动，且入口球阀阀芯3和出口球阀阀芯4的阀位设有小于60度的位差。
入口球阀和出口球阀的阀杆通过连杆连为一体。文丘里喷嘴5水平设置在入口球阀与出口球阀之间的连接板11中部，文丘里喷嘴5的内部流通直径小于入口球阀阀体及出口球阀的阀体内的流通腔的高度和宽度。
采样阀管嘴6倾斜连接在出口球阀的阀体下部，所述浮动封闭装置包括活动设置的采样阀管嘴密封球7和上顶板601，上顶板601一端固定在采样阀管嘴6内壁上部，另一端与另一侧的采样阀管嘴6内壁留有介质流通间隙，所述采样阀管嘴密封球7放置在该间隙上部。上顶板601与采样阀管嘴密封球7接触的一端部设有倾斜端面。
采样阀管嘴6中部设有与气袋接头9卡接的快拆卡榫8，气袋接头9上部对应设有卡槽901。快拆卡榫8包括多个金属球801和包覆在金属球801外部的弹簧箍802。
自密封装置包括下密封凸起902和气袋接头密封阀10，下密封凸起902成环形设置在气袋接头9内壁上，气袋接头密封阀10呈倒置的T型设置，气袋接头密封阀10下部抵靠在下密封凸起902的底部，气袋接头密封阀10下部横向尺寸小于环形下密封凸起902的内部直径。
工作原理与工作过程：入口球阀前部入口接工艺管线，出口球阀后部出口接火炬线，入口球阀阀杆1和出口球阀阀杆2使用连杆连接，保持入口球阀阀芯3和出口球阀阀芯4同步转动。入口球阀阀芯3和出口球阀阀芯4阀位有20°左右的位差，如图2所示，以实现抽气置换、充气采样和关闭三种状态，简化操作。
文丘里喷嘴5设置在入口球阀和出口球阀两阀中间，两阀全开时，为抽气置换提供负压。采样阀管嘴6入口在文丘里喷嘴5的后部，采样阀管嘴6内设采样阀管嘴密封球7和快拆卡榫8，快拆卡榫8由3到4个金属球801和外侧的弹簧箍802组成。气袋接头9外侧有与快拆卡榫8对应的卡槽901。气袋接头9内侧有密封阀，密封阀由弹性组件支撑，如轮胎美式气嘴，可自动复位实现密封。
当气袋接头9插入采样袋管嘴6时，采样袋管嘴6内的采样阀管嘴密封球7和气袋接头密封阀10自动顶开，同时快拆卡榫8与卡槽901自动卡接固定，此时气袋和采样器处于联通状态。当采样完毕拔下气袋接头9时，采样袋管嘴6内的密封球7和气袋接头密封阀10自动回到密封位置，实现密封。若出现操作失误，气袋达到设定压力而未关闭采样阀时，气体压力推动气袋接头9，挤压快拆卡榫8打开，气袋自动脱落，同时两管嘴自动密封，避免气体外泄。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种气体密闭采样器，其特征在于：包括入口球阀和出口球阀，在所述入口球阀的出口与出口球阀的入口之间设置文丘里喷嘴（5），在出口球阀的入口端的一侧设有采样阀管嘴（6），通过采样阀管嘴（6）连接采样气袋的气袋接头（9），采样阀管嘴（6）内设有浮动封闭装置，气袋接头（9）内设有自密封装置；入口球阀和出口球阀同步转动，且入口球阀阀芯（3）和出口球阀阀芯（4）的阀位设有小于60度的位差；
所述的入口球阀和出口球阀的阀杆通过连杆连为一体；
所述的文丘里喷嘴（5）水平设置在入口球阀与出口球阀之间的连接板（11）中部，文丘里喷嘴（5）的内部流通直径小于入口球阀阀体及出口球阀的阀体内的流通腔的高度和宽度；
所述的采样阀管嘴（6）倾斜连接在出口球阀的阀体下部，所述浮动封闭装置包括活动设置的采样阀管嘴密封球（7）和上顶板（601），上顶板（601）一端固定在采样阀管嘴（6）内壁上部，另一端与另一侧的采样阀管嘴（6）内壁留有介质流通间隙，所述采样阀管嘴密封球（7）放置在该间隙上部；
所述的自密封装置包括下密封凸起（902）和气袋接头密封阀（10），下密封凸起（902）成环形设置在气袋接头（9）内壁上，气袋接头密封阀（10）呈倒置的T型设置，气袋接头密封阀（10）下部抵靠在下密封凸起（902）的底部，气袋接头密封阀（10）下部横向尺寸小于环形下密封凸起（902）的内部直径。
2.根据权利要求1所述的一种气体密闭采样器，其特征在于：所述的上顶板（601）与采样阀管嘴密封球（7）接触的一端部设有倾斜端面。
3.根据权利要求1所述的一种气体密闭采样器，其特征在于：所述的采样阀管嘴（6）中部设有与气袋接头（9）卡接的快拆卡榫（8），气袋接头（9）上部对应设有卡槽（901）。
4.根据权利要求3所述的一种气体密闭采样器，其特征在于：所述的快拆卡榫（8）包括多个金属球（801）和包覆在金属球（801）外部的弹簧箍（802）。
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