CN114264517A - 一种任意一点罐上取样装置及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种任意一点罐上取样装置及取样方法，包括罐体，包括通过螺装和/或焊接方式固定于量油口上方的防护罩，所述防护罩内设有执行机构,位于所述执行机构内的卷筒端面上固定设有旋转接头，所述旋转接头延伸至防护罩外与硬质管活动连接，所述硬质管与PLC控制柜侧壁上的样品进口通过法兰连接，所述样品进口下方固定设有回样出口，所述回样出口通过硬质管与所述罐体固定连接，所述执行机构包括防爆伺服电机、K型减速机、卷筒，所述防爆伺服电机、K型减速机通过联轴器连接，且所述防爆伺服电机、K型减速机通过螺装和/或焊接方式固定于所述防护罩底部，所述K型减速机的输出轴端上设有卷筒，所述卷筒缠绕有挠性软管。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种任意一点罐上取样装置及取样方法。
背景技术
根据SH/T3414-2017《石油化工钢制立式储罐用采样器选用、检验及验收标准》。需要测量液面上、中、下三点的液位样品，采样点分别是1/6,1/2,5/6处。现如今的取样方式利用罐下采样器的浮筒来确定液面的位置，然后采样管按比例设置在罐下采样器的位置，传统的这种取样结构的取样位置点通常采用菱形架或者折臂式，在理论状态下在1/6,1/2,5/6处安装接管，在实际罐内的运行状况下，由于高度的变化和采样管刚性不足，3个点的位置不能完全在液面高度的1/6,1/2,5/6处，取样有较大误差，且罐下采样器无法实现任意点采样，限制了样品的采样点，无法精确确定采样点采取具有代表性的样品。传统的菱形架式或者折臂式在罐内占用空间大。罐外的控制箱都采用手动的截止阀进行取样，取样的样品无法定量，只能根据瓶体的刻度大概进行取样，如需要取样需每次手动操作进行，也无法进行远程定时，定量取样，原有的取样方式具有局限性，且不利于操作。
鉴于上述因素，本申请人特别设计了一种新的罐下取样装置，能够实现定量或是定时取样，即可进行就地手动操作取样，也可进行远程自动操作，能够满足工程使用的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种任意一点罐上取样装置及取样方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种任意一点罐上取样装置，包括罐体，包括通过螺装和/或焊接方式固定于量油口上方的防护罩，所述防护罩内设有执行机构,位于所述执行机构内的卷筒端面上固定设有旋转接头，所述旋转接头延伸至防护罩外与硬质管活动连接，所述硬质管与PLC控制柜侧壁上的样品进口通过法兰连接，所述样品进口下方固定设有回样出口，所述回样出口通过硬质管与所述罐体固定连接。
进一步地，所述执行机构包括防爆伺服电机、K型减速机、卷筒，所述防爆伺服电机、K型减速机通过联轴器连接，且所述防爆伺服电机、K型减速机通过螺装和/或焊接方式固定于所述防护罩底部，所述K型减速机的输出轴端上设有卷筒，所述卷筒缠绕有挠性软管。
进一步地，所述挠性软管的一端通过量油口延伸至所述罐体内，另一端固定与所述旋转接头连接。
进一步地，所述挠性软管为金属软管或非金属软管。
进一步地，所述执行机构与PLC控制柜电性连接，进而控制所述挠性软管取样管口位于所述罐体内的位置。
进一步地，所述硬质管设有双根部阀，其中一个双根部阀位于所述硬质管上，另一个设置于所述硬质管与PLC控制柜的连接处。
进一步地，所述回样出口端的硬质管通过双根部阀，其中一个双根部阀位于所述硬质管上，另一个设置于所述硬质管与PLC控制柜的连接处硬质管与所述罐体。
进一步地，所述PLC控制柜包括体积流量计、循环泵、电磁阀、管道视镜、重量传感器，所述PLC控制柜内设有的可编程逻辑控制器-PLC与体积流量计通过连接线电性连接；
所述PLC控制柜内设有的可编程逻辑控制器-PLC与重量传感器通过连接线电性连接；
所述PLC控制柜内设有的可编程逻辑控制器-PLC与循环泵通过连接线电性连接；
所述管道视镜连接于体积流量计、循环泵所在管道上，所述重量传感器至于所述PLC控制柜内。
进一步地，所述可编程逻辑控制器-PLC与外置终端无线连接，实现远程工作，同时控制罐内取样管位置和取样箱内的泵、阀，按照预设的逻辑，得到目标样品后取样器自动停止工作。
一种任意一点罐上取样方法，包括如下步骤；
取上部样：
第一步，手动开启进油和回油管路上的根部阀；
第二步，所述PLC控制柜内设有的可编程逻辑控制器-PLC判断箱内上部样取样点位上是否放置了留样瓶；没有空留样瓶系统报错，有空留样瓶系统进行灌泵流程；
第三步，灌泵，电磁阀VG1、VG2、V1开启，循环泵MB启动；
按照管路长度，达到灌泵量后，流量计发出灌泵完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制MB停止工作，所有电磁阀关闭；
第四步，找取样点，可编程逻辑控制器-PLC根据液位计信号，算出上部样取样点位，发出信号，伺服电机工作，取样管到达上部样位置后，电机编码器向可编程逻辑控制器-PLC发出信号；
第五步，循环/置换和放样，电磁阀VX1、VX2、V1开启，MB启动，按照管路长度，达到循环量后，流量计发出循环完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制电磁阀V1关闭、V2开启，达到取样量后，体积流量计向可编程逻辑控制器-PLC发出信号，MB停止，所有电磁阀关闭；
第六步，循环/置换和放样，电磁阀VX1、VX2、V1开启，MB启动，按照管路长度，达到循环量后，流量计发出循环完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制电磁阀V1关闭、V2开启，达到取样量后，重量传感器向可编程逻辑控制器-PLC发出信号，MB停止，所有电磁阀关闭；
第七步，换瓶装置工作，找到混合样取样瓶，VX1、VX2、V2开启，MB启动，达到取样量后泵MB停止，所有电磁阀关闭；
第八步，按照第一步至第七步流程循环，取得中部样和混合样的中部样组分；
第九步，按照第一步至第七步流程循环，取得下部样和混合样的下部样组分；
第十步，按照第一步至第七步流程取得制定高度的样品，可在PLC控制柜上设置的防爆触摸屏上输入相应高度或在外置终端远程输入，可编程逻辑控制器-PLC按照“判断、灌泵、找取样点、循环和放样”流程控制泵阀“启、停、开、闭”得到样品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用控制柜控制伺服电机的转动带动取样管在罐内的高度，通过控制柜内的泵抽取样品，按需求可配置体积流量计传感器或重量传感器；通过本装置，储罐内的取样可实现任意一点的取样，在不改变原储罐的结构基础上通过罐内任意一点的取样可真实反应罐内液体的状态，而不是通过传统的上、中、下，三点大概来反映罐内液体的状态，通过罐外的采样箱可实现远程控制，可实现定时定量的控制，可实现无人值守。本装置既可应用于新储罐也可用于老储罐的改装。新建储罐、改造储罐、拱顶罐、内浮顶罐、外浮顶罐，均能适用，该装置可利用储罐上原有的人工量油口改装后进行取样，改装后人工取样口既可进行人工取样也可进行自动取样。
附图说明
图1是本发明整体连接示意图；
图2是本发明局部放大示意图；
图3是本发明安装取样瓶与重量传感器连接示意图；
图4是本发明工作原理意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，一种任意一点罐上取样装置，包括罐体1，包括通过螺装和/或焊接方式固定于量油口8上方的防护罩2，所述防护罩2内设有执行机构,位于所述执行机构内的卷筒5端面上固定设有旋转接头7，所述旋转接头7延伸至防护罩2外与硬质管9活动连接，所述硬质管9与PLC控制柜10侧壁上的样品进口通过法兰连接，所述样品进口下方固定设有回样出口，所述回样出口通过硬质管9与所述罐体1固定连接。
为了便于在使用状态下实现全自动取样，应用PLC控制柜10控制执行机构，进而控制取样管口的位置，本发明进一步优选的实施例是，所述执行机构包括防爆伺服电机3、K型减速机4、卷筒5，所述防爆伺服电机3、K型减速机4通过联轴器连接，且所述防爆伺服电机3、K型减速机4通过螺装和/或焊接方式固定于所述防护罩2底部，所述K型减速机4的输出轴端上设有卷筒5，所述卷筒5缠绕有挠性软管6。
为了便于在使用状态下能够通过挠性软管6取样传送至PLC控制柜10，本发明进一步优选的实施例是，所述挠性软管6的一端通过量油口8延伸至所述罐体1内，另一端固定与所述旋转接头7连接。
为了便于在使用状态下能够通过卷筒实现挠性软管6的在罐体内任意位置的伸缩，保证挠性软管6的使用周期更长，本发明进一步优选的实施例是，所述挠性软管6为金属软管或非金属软管。
罐体内设有套管(为现有技术)，挠性软管在套管内上下移动，套管上不同间距位置设有通孔，套管量油口位置延伸至罐体底部。
为了便于在使用状态下，利用PLC控制柜10控制伺服电机的转动带动取样管(挠性软管)在罐内的高度，本发明进一步优选的实施例是，所述执行机构与PLC控制柜10电性连接，进而控制所述挠性软管6取样管口位于所述罐体1内的位置。
为了便于在使用状态下，实现对管路内截止的控制，从而起到及时止损(浪费取样时间)的目的，本发明进一步优选的实施例是，所述硬质管9设有双根部阀(手动机械阀)，其中一个双根部阀位于所述硬质管9上，另一个设置于所述硬质管9与PLC控制柜10的连接处。
为了便于在使用状态下，实现对管路内截止的控制，从而起到及时止损(浪费取样时间)的目的，本发明进一步优选的实施例是，所述回样出口端的硬质管9通过双根部阀(手动机械阀)，其中一个双根部阀位于所述硬质管9上，另一个设置于所述硬质管9与PLC控制柜10的连接处硬质管9与所述罐体1。
为了便于在使用状态下实现对整体的控制，从而实现不同方式的样品取样方式，本发明进一步优选的实施例是，所述PLC控制柜10包括体积流量计、循环泵、电磁阀、管道视镜、重量传感器，所述PLC控制柜10内设有的可编程逻辑控制器-PLC与体积流量计通过连接线电性连接；
为了便于在使用状态下实现对整体的控制，从而实现不同方式的样品取样方式，本发明进一步优选的实施例是，所述PLC控制柜10内设有的可编程逻辑控制器-PLC与重量传感器通过连接线电性连接；
为了便于在使用状态下实现对罐内的介质进行自动抽样，本发明进一步优选的实施例是，所述PLC控制柜10内设有的可编程逻辑控制器-PLC与循环泵通过连接线电性连接；
为了便于在使用状态下能够观察管道内部介质情况，本发明进一步优选的实施例是，所述管道视镜连接于体积流量计、循环泵所在管道上，所述重量传感器至于所述PLC控制柜10内。
通过设置的体积流量计、重量传感器，在通过控制柜内的循环泵抽取样品，按需求可配置体积流量计传感器或重量传感器；所述重量传感器与换瓶装置配合(换瓶装置工作，找到混合样取样瓶，VX1、VX2、V2开启，MB启动，达到取样量后泵MB停止，所有电磁阀关闭)。
为了便于在使用状下能够实现远程控制，实现无人值守，本发明进一步优选的实施例是，所述可编程逻辑控制器-PLC与外置终端无线连接，实现远程工作，同时控制罐内取样管位置和取样箱内的泵、阀，按照预设的逻辑，得到目标样品后取样器自动停止工作。
一种任意一点罐上取样方法，包括如下步骤；
取上部样：
第一步，手动开启进油和回油管路上的根部阀；
第二步，所述PLC控制柜内设有的可编程逻辑控制器-PLC判断箱内上部样取样点位上是否放置了留样瓶；没有空留样瓶系统报错，有空留样瓶系统进行灌泵流程；
第三步，灌泵，电磁阀VG1、VG2、V1开启，循环泵MB启动；
按照管路长度，达到灌泵量后，流量计发出灌泵完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制MB停止工作，所有电磁阀关闭；
第四步，找取样点，可编程逻辑控制器-PLC根据液位计信号，算出上部样取样点位，发出信号，伺服电机工作，取样管到达上部样位置后，电机编码器向可编程逻辑控制器-PLC发出信号；
第五步，循环/置换和放样，电磁阀VX1、VX2、V1开启，MB启动，按照管路长度，达到循环量后，流量计发出循环完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制电磁阀V1关闭、V2开启，达到取样量后，体积流量计向可编程逻辑控制器-PLC发出信号，MB停止，所有电磁阀关闭；
第六步，循环/置换和放样，电磁阀VX1、VX2、V1开启，MB启动，按照管路长度，达到循环量后，流量计发出循环完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制电磁阀V1关闭、V2开启，达到取样量后，重量传感器向可编程逻辑控制器-PLC发出信号，MB停止，所有电磁阀关闭；
第七步，换瓶装置工作，找到混合样取样瓶，VX1、VX2、V2开启，MB启动，达到取样量后泵MB停止，所有电磁阀关闭；
第八步，按照第一步至第七步流程循环，取得中部样和混合样的中部样组分；
第九步，按照第一步至第七步流程循环，取得下部样和混合样的下部样组分；
第十步，按照第一步至第七步流程取得制定高度的样品，可在PLC控制柜上设置的防爆触摸屏上输入相应高度或在外置终端远程输入，可编程逻辑控制器-PLC按照“判断、灌泵、找取样点、循环和放样”流程控制泵阀“启、停、开、闭”得到样品。
本发明的工作原理，利用PLC控制柜10(PLC控制柜(PLC控制柜为PLC控制系统)置于全自动取样箱内(硬质管与全自动取样箱通过法兰连接，回样出口通过法兰与硬质管连接，硬质管固定连接到罐体上))内的循环泵，将样品抽出储罐，经由卷筒上的挠性软管(中空管)、执行机构、布置在罐壁外侧的固定管道(硬质管)，最后进入全自动取样箱；取样时，可编程逻辑控制器(PLC)可以远程工作，同时控制罐内取样管位置和取样箱内的泵、阀，按照预设的逻辑，得到目标样品后取样器自动停止工作。
罐上取样原理，应用PLC控制柜控制执行机构，进而控制挠性软管(中空管)口的位置；在储罐罐顶取样口安装一套执行机构(由伺服电机，减速机，卷筒、旋转接头组成)，挠性软管(中空管)通过储罐原取样口(原取样口上设有快速拆装密封盖)伸入罐内，执行机构使挠性软管(中空管)(进样口)可以到达竖直方向的任意高度(任意点)。
当需要采用手工取样时，打开快速密封机构，然后将挠性软管(中空管)上升到防护箱内，然后将手动取样瓶通过手动取样口抛入取样口内。
本发明不同于传统的罐下采样器采样管放置于罐内的菱形架上，折臂上作为取样点，取样器上端用浮球或者系在浮盘上作为驱动，本产品创新的使用防爆电机作为驱动源，整个装置安装在储罐上端，电机连接减速机，减速机连接卷筒，卷筒上缠绕有软管，卷筒的另一端安装有旋转接头，一端连接缠绕卷筒上的金属管另一端连接硬管硬管连接在罐外的控制箱上，控制箱安装有PLC可实现软管在罐内任意一点的控制，油温温度的监控，电磁阀的开关，通过传感器可进行取样重量或体积的控制，也可进行循环时长的设置，取样时即可进行手动操作取样，也可进行远程操作。
所述本发明通过设置可编程逻辑控制器(PLC)，通过可编程逻辑控制器(PLC)电性连接显示屏，通过可编程逻辑控制器(PLC)控制相应的循环时长设定、取样时长设定、整体系统的反冲洗时长设定、取样质量(重量)设定、伺服电机速度设定，通过可编程逻辑控制器(PLC)能够实现点动取样(即任意位置取样)。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种任意一点罐上取样装置，包括罐体(1)，其特征在于：包括通过螺装和/或焊接方式固定于量油口(8)上方的防护罩(2)，所述防护罩(2)内设有执行机构,位于所述执行机构内的卷筒(5)端面上固定设有旋转接头(7)，所述旋转接头(7)延伸至防护罩(2)外与硬质管(9)活动连接，所述硬质管(9)与PLC控制柜(10)侧壁上的样品进口通过法兰连接，所述样品进口下方固定设有回样出口，所述回样出口通过硬质管(9)与所述罐体(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述执行机构包括防爆伺服电机(3)、K型减速机(4)、卷筒(5)，所述防爆伺服电机(3)、K型减速机(4)通过联轴器连接，且所述防爆伺服电机(3)、K型减速机(4)通过螺装和/或焊接方式固定于所述防护罩(2)底部，所述K型减速机(4)的输出轴端上设有卷筒(5)，所述卷筒(5)缠绕有挠性软管(6)。
3.根据权利要求2所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述挠性软管(6)的一端通过量油口(8)延伸至所述罐体(1)内，另一端固定与所述旋转接头(7)连接。
4.根据权利要求3所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述挠性软管(6)为金属软管或非金属软管。
5.根据权利要求1所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述执行机构与PLC控制柜(10)电性连接，进而控制所述挠性软管(6)取样管口位于所述罐体(1)内的位置。
6.根据权利要求5所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述硬质管(9)设有双根部阀，其中一个双根部阀位于所述硬质管(9)上，另一个设置于所述硬质管(9)与PLC控制柜(10)的连接处。
7.根据权利要求6所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述回样出口端的硬质管(9)通过双根部阀，其中一个双根部阀位于所述硬质管(9)上，另一个设置于所述硬质管(9)与PLC控制柜(10)的连接处硬质管(9)与所述罐体(1)。
8.根据权利要求1所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述PLC控制柜(10)包括体积流量计、循环泵、电磁阀、管道视镜、重量传感器，所述PLC控制柜(10)内设有的可编程逻辑控制器-PLC与体积流量计通过连接线电性连接；
所述PLC控制柜(10)内设有的可编程逻辑控制器-PLC与重量传感器通过连接线电性连接；
所述PLC控制柜(10)内设有的可编程逻辑控制器-PLC与循环泵通过连接线电性连接；
所述管道视镜连接于体积流量计、循环泵所在管道上，所述重量传感器至于所述PLC控制柜(10)内。
9.根据权利要求8所述的一种任意一点罐上取样装置，其特征在于：所述可编程逻辑控制器-PLC与外置终端无线连接，实现远程工作，同时控制罐内取样管位置和取样箱内的泵、阀，按照预设的逻辑，得到目标样品后取样器自动停止工作。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种任意一点罐上取样方法，其特征在于：包括如下步骤；
取上部样：
第一步，手动开启进油和回油管路上的根部阀；
第二步，所述PLC控制柜(10)内设有的可编程逻辑控制器-PLC判断箱内上部样取样点位上是否放置了留样瓶；没有空留样瓶系统报错，有空留样瓶系统进行灌泵流程；
第三步，灌泵，电磁阀VG1、VG2、V1开启，循环泵MB启动；
按照管路长度，达到灌泵量后，流量计发出灌泵完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制MB停止工作，所有电磁阀关闭；
第四步，找取样点，可编程逻辑控制器-PLC根据液位计信号，算出上部样取样点位，发出信号，伺服电机工作，取样管到达上部样位置后，电机编码器向可编程逻辑控制器-PLC发出信号；
第五步，循环/置换和放样，电磁阀VX1、VX2、V1开启，MB启动，按照管路长度，达到循环量后，流量计发出循环完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制电磁阀V1关闭、V2开启，达到取样量后，体积流量计向可编程逻辑控制器-PLC发出信号，MB停止，所有电磁阀关闭；
第六步，循环/置换和放样，电磁阀VX1、VX2、V1开启，MB启动，按照管路长度，达到循环量后，流量计发出循环完成信号，可编程逻辑控制器-PLC控制电磁阀V1关闭、V2开启，达到取样量后，重量传感器向可编程逻辑控制器-PLC发出信号，MB停止，所有电磁阀关闭；
第七步，换瓶装置工作，找到混合样取样瓶，VX1、VX2、V2开启，MB启动，达到取样量后泵MB停止，所有电磁阀关闭；
第八步，按照第一步至第七步流程循环，取得中部样和混合样的中部样组分；
第九步，按照第一步至第七步流程循环，取得下部样和混合样的下部样组分；
第十步，按照第一步至第七步流程取得制定高度的样品，可在PLC控制柜上设置的防爆触摸屏上输入相应高度或在外置终端远程输入，可编程逻辑控制器-PLC按照“判断、灌泵、找取样点、循环和放样”流程控制泵阀“启、停、开、闭”得到样品。
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| CN202210112726.9A Pending CN114264517A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种任意一点罐上取样装置及取样方法 |
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| CN (1) | CN114264517A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114772089A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-22 | 中国航空油料集团有限公司 | 液体物料储罐及采样方法 |
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-
2022
- 2022-01-29 CN CN202210112726.9A patent/CN114264517A/zh active Pending
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