CN114509291A - 一种低温结晶产物在线采样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温结晶产物在线采样装置。该装置包括固定组件、可拆组件两部分组成。固定组件由全通径球阀、短节、快开接头子头组成,固定组件通过短节采用焊接方式固定于待采样管道,短节另一端依次焊接连接全通径球阀、短节、快开子接头;可拆组件由密封垫片、快开接头母头、套筒、软密封填料、软密封压盖、短节、采样管及采样杆组成,可拆组件中快开母接头与套筒一端通过管螺纹可拆卸地固定在一起,套筒另一端设有阶梯型变径,在阶梯变径处设置软密封填料,并通过软密封压盖限制软密封填料的轴向位移,软密封压盖通过螺栓与套筒固定在一起。该装置实现了低温固态结晶产物、固液混合物的在线采样,解决了现有采样重复利用率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于炼化、食品医药领域,涉及一种采样设备,具体地说,涉及一种低温结晶产物在线采样装置。
背景技术
在石油化工工业中,为保证产品质量并对产品过程指标进行监测,需要在化工装置中设置若干采样点,通过对定期采样样品的分析检验,从而保证产品质量并指导生产。由于此类装置多为连续运行,因此在线采样装置的设计较为关键。然而现有在线采样技术多适用于气态,液态等流体介质,对于低温环境下的固态结晶产物、固液混合物等浆态或半固态介质的在线采样并不适用,且现有技术多为一个采样点配套一个固定采样装置,对于平行管路多个采样点,采样装置具有重复性,固定采样装置空间占用及配置成本较高。
专利CN 201820112019.9公开了一种用于固体粉末或液体在线采样器。采样器包括的采样器本体与需要被采样设备进行连接、活动采样部件和相关的密封组件、吹气管以及定位标尺。通过一定的操作步骤达到在线定量采样的目的。适用于流化床、沸腾床、浆态床等具有含有固体粉末和液体浆料等物料的在线定量采样,解决常规采样器易堵塞,不易定量等问题,此现有技术不足在于与待采样管道永久性连接,采样器发生故障时,无法切断与待采样管道的连接,采样器配置成本较高。
专利CN200820161234.4公开了一种供石油、化工等行业中使用的在线采样器,由进料口、应急阀、出料密封组件、出料口、轴、丝杆、丝杆座和摇臂组成,进料口与应急阀的一端相联,应急阀的另一端与出料密封组件的一端相联,出料密封组件的另一端与丝杆座相联,轴穿过出料密封组件上密封圈的中心,其一端和丝杆的一端相联,丝杆与丝杆座间用螺纹联接,丝杆的另一端与摇臂相联,出料口装在出料密封组件上,其特征是进料口是只针阀,针阀的阀座为进料口座,针阀的阀芯装在轴的另一端。与目前石油、化工行业中使用的在线采样器相比,具有密封可靠,使用寿命长的优点。此现有技术保障了密封可靠性,但不足在于仅适用于粘度小的液体,或气体采样,其内部腔体容易堵塞,不适用于低温结晶固体采样。
CN200620003478.0公开了一种真空连续快速凝固过程中用于真空快淬炉的在线取样装置,装置包括隔离阀门、法兰盘、门夹、抽气阀门、冲气阀门、取样腔和取样杆。本实用新型设置了独立的隔离、充气、真空阀门以及与取样腔配套的取样杆,使取样过程中的炉腔内气氛不变,达到在线取样的目的。本实用新型结构简单,易于操作,效果好。此现有技术兼具密封可靠及采样器可拆,但采用法兰盘方式连接,拆装过程耗时较长,且取样杆无法实现轴向定位。
发明内容
为了解决现有技术无法在线采集固态结晶产物、固液混合物,在线采样装置不可拆卸,重复利用低的问题,本发明提供一种低温结晶产物在线采样装置。
本发明提供的低温结晶产物在线采样装置由固定组件、可拆组件两部分组成。所述固定组件由短节一、全通径球阀、短节二、快开子接头组成,固定组件通过短节一采用焊接方式固定于待采样管道,短节一的另一端依次焊接连接全通径球阀、短节二、快开子接头;所述可拆组件由密封垫片、快开母接头、套筒、软密封填料、软密封压盖、采样杆及绝热把手组成,所述快开母接头的一端通过密封垫片与固定组件中的快开子接头连接,快开母接头的另一端与套筒的一端通过管螺纹可拆卸地固定在一起,套筒另一端设有阶梯型变径,在阶梯变径处设置软密封填料,并通过软密封压盖限制软密封填料的轴向位移,软密封压盖通过固定螺栓与套筒固定在一起,采样杆同轴地依次穿过软密封压盖、软密封填料、套筒及快开母接头和密封垫片,采样杆的端部设置绝热把手。
所述全通径球阀,其内部流道截面与同规格管道内径相同,可以方便采样杆的通过,球阀顶部设有扳手,扳手通过阀杆带动启闭件旋转实现阀门快速启闭;所述短节为圆柱形空心短管,两端设有用于焊接的坡口;所述快开子接头由扁平状空心六棱柱与空心圆柱连接而成,圆柱外侧中部设有环状弧形凹槽,圆柱外侧内外缘均设有倒角,端面精加工,空心六棱柱与空心圆柱内部过渡处设有阶梯型变径,阶梯变径处内径与短节外径相同。所述快开母接头为现有技术与快开子接头配合使用。所述套筒由两个不等径空心圆柱体组成,套筒小端外缘设有管螺纹及倒角。套筒内侧大小圆柱体过渡处设有阶梯型变径,在阶梯变径处可以安置软密封填料,在阶梯另一侧设有三个成120°均匀分布的挡块,用于采样杆的辅助定位,圆柱大端端面精加工,四周设有均布螺纹孔。所述软密封填料呈圆筒桩波纹结构,采用柔性石墨材料制成,具备柔软性、回弹性、耐低温等特点。所述端盖为一空心圆环。圆环内径略小于套筒大端内径,圆环一端精加工,四周设有均布螺纹孔。
所述采样杆主体为圆柱体,圆柱体一端为圆管切半结构,圆管内缘设有倒角,可用于固体结晶物的接取和挖采,半圆管顶部靠近圆柱体外边缘设有与套筒内部挡块呈相同分布的定位块,采样杆定位块与套筒挡块相配合,可实现采样杆的抽出时轴向定位。圆柱体另一端设有圆柱形把手,圆柱型把手与圆管相贯,圆柱形把手上面覆有环形隔冷层,防止采样人员冻伤。把手附近设有环形凸台,凸台外径略大于压盖内径,可实现采样杆的采样伸入时轴向定位。
作为改进的方案,在套筒下面依次设置短节三、采样阀和采样管,当采集的样品在套筒中被加热成液体后,可以通过采样阀直接采样至采样瓶。
作为进一步的改进方案,在套筒外部设有具有快速电源接口的石墨烯加热膜片及绝热保护层,石墨烯加热膜片可以及时的给采集的样品加热,绝热保护层可以防止操作人员冻伤。
本发明在包括但不限于炼油、化工、医药、食品等过程工业中低温环境下固态结晶产物、固液混合物的在线采样装置中应用。
本发明提供的低温结晶产物在线采样装置的工作原理为:
正常工况下,固定组件中全通径球阀呈关闭状态。在线采样时,可拆组件可通过快开子、母接头与固定组件连接,可拆组件与固定组件连接后形成由全通径球阀、快速接头、采样杆、密封填料构成的密闭腔体,此时全通径阀门打开,采样杆可以同心地通过全通径阀门伸入到待采样管道中固态结晶产物、固液混合物,采样完成后,采样杆退回到初始位置,全通径阀门关闭,打开快速接头,将采样所获得的固态结晶产物、固液混合物转移至采样瓶中,完成采样。
本发明具有以下有益效果:
1.实现了低温固态结晶产物、固液混合物的在线采样。
2.解决了现有采样装置不可拆卸,重复利用低的问题。
3.采样杆设有双向轴向定位结构,可精确判断采样杆采样伸出位置。
4.采样把手设有保冷结构,防止操作人员冻伤。
附图说明
图1是本发明一种低温结晶产物在线采样装置方案1结构示意图;
图2是本发明一种低温结晶产物在线采样装置方案2结构示意图;
图3是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的固定组件示意图;
图4是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的可拆组件示意图;
图5是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的剖面示意图;
图6是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的套筒示意图;
图7是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的压盖示意图;
图8是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的采样杆示意图;
图9是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的辅助加热及绝热示意图;
图10是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的固体转移外观示意图;
图11是本发明一种低温结晶产物在线采样装置的移液堵头外观示意图。
图中:1-短节一、2-全通径球阀、3-短节二、4-快开子接头、5-快开母接头、6-套筒、7-软密封填料、8-软密封压盖、9-采样杆、10-固定螺栓、11-密封垫片、12-短节三、13-采样阀、14-采样管、15-绝热把手、16-辅助加热装置、17-绝热结构、18-移液堵头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示,一种低温结晶产物在线采样装置,如图3,图4所示,该采样装置由固定组件、可拆组件两部分组成;如图5所示,其中固定组件包括:短节一1,全通径球阀2、短节二3、快开接头子头4;可拆组件包括:快开接头母头5、套筒6、软密封填料7、压盖8、采样杆9、固定螺栓10、垫片11、短节三12、采样阀13、采样管14组成。所述固定组件通过短节一1采用焊接方式固定于待采样管道,短节一1另一端依次焊接连接全通径球阀2、短节二3、快开子接头4。所述可拆组件中快开母接头5与套筒6一端通过管螺纹可拆卸地固定在一起,套筒6另一端设有阶梯型变径,在阶梯变径处设置软密封填料7,并通过软密封压盖8限制软密封填料的轴向位移,防止填料滑出,软密封压盖8通过固定螺栓12与套筒6固定在一起,同时限制采样杆9采样伸入时的轴向位移。采样杆9同轴地依次穿过软密封压盖8、软密封填料7、套筒6及快开接头母头7和垫片11。
正常工况下,固定组件中全通径球阀2呈关闭状态。保证待采样管道系统呈密闭状态,在线采样时,可拆组件可通过快开子接头4、快开母接头5及垫片11与固定组件连接并压紧快开母接头5扳手,可拆组件与固定组件连接后形成由全通径球阀2、快开子接头4、快开母接头5、垫片10、采样杆9、软密封填料7、软密封压盖8构成的密闭腔体。此时全通径阀门2打开,采样装置密闭腔体与待采样管道系统联通,采样杆9与套筒6,形成滑动副,采样杆6可以同心地通过全通径阀门2伸入到待采样管道中接取或挖采固态结晶产物、固液混合物,采样杆9凸台直径略大于软密封压盖8内径,采样杆在采样至带采样管道中心处时,采样杆9伸入长度在凸台处实现定位限制;采样完成后,采样杆9退回到初始位置。为防止采样物品污染软密封填料,限制采样杆9伸出位移,如图8所示采样杆9端部设有3个呈120°分布的定位块,定位块与如图6所示套筒6圆柱内部呈120°分布的3个挡块配合工作,限制采样杆的抽出,当采样杆需要完全抽出时,可将采样杆旋转60°,此时采样杆定位块位于套筒内部挡块间隙中,采样杆即可通过套筒6及压盖8完全抽出。
采样杆抽出至预设位置时,此时可关闭全通径球阀,对于室温状态下性质稳定且无毒害危险性的结晶产物,可直接打开快速母接头5扳手,将采样所获得的固态结晶产物、固液混合物转移至采样瓶。对于室温状态下,结晶产物易融化分解或不适宜操作人员直接接触的介质,可将采样装置通过如图9所示的辅助加热装置上连接移动电源,通过石墨烯加热膜片提供热源将待采样介质融化为液态,并将采样阀打开,使采样管连接采样瓶,完成采样。对于不适宜现场直接加热的结晶产物,可通过如图10所示的移液堵头18,移液堵头为快速接头子头的变形体体,其一端完全封闭与套筒,另一端可与采样杆构成如图11与快速接头母头快速连接,同套筒及采样杆构成密闭腔体,方便结晶产物的转移。
以上所述仅是本发明的典型实施例而已,并没有对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,利用上述内容做出的变更或修改应视为同等变化的等效实例。凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何同等变化,均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:该装置由固定组件、可拆组件两部分组成。所述固定组件由短节一、全通径球阀、短节二、快开接头子头组成,固定组件通过短节一采用焊接方式固定于待采样管道,短节一的另一端依次焊接连接全通径球阀、短节二、快开子接头;所述可拆组件由密封垫片、快开母接头、套筒、软密封填料、软密封压盖、采样杆及绝热把手组成,所述快开母接头的一端通过密封垫片与固定组件中的快开子接头连接,快开母接头的另一端与套筒的一端通过管螺纹可拆卸地固定在一起,套筒另一端设有阶梯型变径,在阶梯变径处设置软密封填料,软密封压盖通过固定螺栓与套筒固定在一起,采样杆同轴地依次穿过软密封压盖、软密封填料、套筒及快开母接头和密封垫片,采样杆的端部设置绝热把手。
2.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:在所述套筒下面依次设置短节三、采样阀和采样管。
3.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:在套筒外部设置具有快速电源接口的石墨烯加热膜片,及绝热保护层。
4.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:所述全通径球阀,其内部流道截面与同规格管道内径相同。
5.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:所述短节为圆柱形空心短管,两端设有用于焊接的坡口。
6.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:所述快开子接头由扁平状空心六棱柱与空心圆柱连接而成,圆柱外侧中部设有环状弧形凹槽,圆柱外侧内外缘均设有倒角,端面精加工,空心六棱柱与空心圆柱内部过渡处设有阶梯型变径,阶梯变径处内径与短节外径相同。
7.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:所述短节为圆柱形空心短管,两端设有用于焊接的坡口。
8.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:所述套筒由两个不等径空心圆柱体组成,套筒小端外缘设有管螺纹及倒角,套筒内侧大小圆柱体过渡处设有阶梯型变径,在阶梯变径处可以安置软密封填料,在阶梯另一侧设有三个成120°均匀分布的挡块,用于采样杆的辅助定位,圆柱大端端面精加工,四周设有均布螺纹孔。
9.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:所述软密封填料呈圆筒桩波纹结构,所述端盖为一空心圆环。
10.根据权利要求1所述的低温结晶产物在线采样装置,其特征在于:所述采样杆主体为圆柱体,圆柱体一端为圆管切半结构,圆管内缘设有倒角,圆柱体另一端设有圆柱形把手,圆柱型把手与圆管相贯,圆柱形把手上面覆有环形隔冷层。
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