CN114813229A - 一种粉、粒料高效取样装置 - Google Patents

Abstract

一种粉、粒料高效取样装置，涉物料取样、抽检装置技术领域，解决现有取样装置结构设计不合理、取样操作不便、效率低、取样量不准的技术不足，采用的技术方案包括：固定筒、取样阀芯和驱动组件，固定筒斜向下固定于物料输送管道上，其上设有漏料口；取样阀芯活动设于固定筒内并与之吻合，其首端设有取样腔，尾端设有柱塞部；取样口设于取样腔首端上部，可伸入管道内以接取料样；出样口设于取样腔尾端下部，可在取样阀芯复位时与漏料口对齐以放出料样；驱动组件的动作端与取样阀芯连接以驱使其移动。本发明在驱动组件的驱使下通过取样阀芯上的取样口和取样腔取样，取样阀芯回退复位时通过出样口与漏料口放样，结构简单，使用方便，取样精准且高效。

Description

一种粉、粒料高效取样装置

技术领域

本发明涉及化工生产中物料取样、抽检装置技术领域，更具体的涉及一种用于在生产过程中抽取物料输送管道内粉、粒料的高效取样装置。

背景技术

聚烯烃（INEOS、UNIPOL、JPP、SPG、ST）或其他反应工艺，生产过程中均需要定时采集参与反应的原物料（大多为粉、粒料）或合成产物（大多为粉、粒料）来化验、检测以进行反应过程分析，从而根据检验结果指导操作员及时调整反应参数，确保产品质量合格，防止出现产品质量不合格、产品性能不满足要求等生产异常情况，避免发生质量事故。因此，及时、准确的完成采样对整个化工生产过程具有重大的指导作用。

目前本领域内广泛使用的取样装置大多为球阀类，其造价便宜、成本较低，且易于获取，来源广泛，直接安装在物料输送管道或罐体上作为放料取样开关。然而，球阀类的取样装置大多为手动控制，实际使用时受限于球阀结构设计，其取样口极易发生堵塞，球阀部件间的间隙极易被粉、粒料阻滞，导致手动操作困难且费力，影响了取样效率，对取样操作人员的体力和精力消耗较大，而且，若阀门因阻滞等原因关闭不及时还会导致大量物料流出而浪费。特别是在风大层高的空旷空间内取样时，往往会因取样操作困难、不便而引起料样的粉尘飞扬，导致其污染周围环境。而且，球阀类的取样装置通过阀门开启程度和开启时间来控制取样量，手动操作时取样量会因人而异，不能实现对取样量的精准控制，极易导致测量结果的偏差。另外，球阀类的取样装置受限于球阀结构设计，放样时不可避免的会有料样残留，而残留的料样可能会随下一取样操作中的新鲜料样一同放出，同样会造成测量结果的偏差，不能反应生产的实时状况，容易引起生产事故。

因此，需要对现有的取样装置进行改进以解决上述问题。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于解决现有取样装置的结构设计不合理，取样操作不便、取样效率低、取样量不精准、放样浪费严重，导致化验检测结果偏差、不能指导实际生产工艺控制的问题，而提供一种结构简单、使用方便、取样精准且高效的粉、粒料高效取样装置。

为解决本发明所提出的技术不足，采用的技术方案为，一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，包括有：

固定筒，为首端开口的中空筒式结构，首端斜向下固定安装在物料输送管道上并与之连通，其下部筒壁上设有漏料口；

取样阀芯，活动设于所述的固定筒内并与之吻合，其首端设有用于暂存粉、粒料料样的取样腔，其尾端设有柱塞部；

取样口，设于所述取样腔的首端上部，可经固定筒的首端开口伸至所述的物料输送管道内以接取料样，所述取样口接取料样时，所述的柱塞部对应封堵所述的漏料口；

出样口，设于取样腔的尾端下部，可在取样口回退至固定筒内、所述的取样阀芯复位并封堵固定筒的首端开口时，与漏料口对齐以放出料样；

驱动组件，固设于固定筒上，其动作端与取样阀芯连接以驱使其移动。

进一步的，所述的固定筒上还设有反吹装置，包括：

反吹气嘴，设于固定筒的尾端筒壁上并与之连通，与外部气源连接以在所述取样口伸出并取样时，向所述取样阀芯与固定筒间的空隙吹气，用于防止二者间隙中进入粉、粒料而阻滞取样阀芯的移动。

进一步的，所述固定筒的首端外壁上还设有罩在其首端开口上方外的缓冲帽檐，用于降低所述物料输送管道内粉、粒料对所述取样装置首端的冲击。

更进一步的，所述的缓冲帽檐可拆卸更换地固定连接在所述固定筒的首端筒壁上。

进一步的，所述的固定筒与取样阀芯之间设有用于防止取样阀芯周向转动的限位导向结构。

进一步的，所述固定筒与取样阀芯处于所述物料输送管道内的前端面皆设计成顺应粉、粒料流动方向的竖向切面。

进一步的，所述的出样口与所述取样腔的后端面相切。

进一步的，所述取样腔的后端面设计成顺应粉、粒料流动方向的竖向切面。

进一步的，所述取样腔对应所述取样口的前端设有用于缓冲并引导粉、料样进入取样腔内的弧形内凹导流面。

进一步的，所述固定筒的漏料口下连接有倒料管，所述倒料管下连接有自动放料阀。

实际使用时，驱动组件驱使取样阀芯沿固定筒的轴线方向伸缩来控制本发明取样装置的取样操作。取样阀芯与固定筒吻合，保证了取样阀芯回退复位时，能够有效封堵固定筒的首端开口，防止管道内的粉、粒料经固定筒向外泄漏，同时也保证了取样阀芯可以固定筒的轴线为准伸缩移动。

取样阀芯回退复位时，取样腔后端下部的出样口与固定筒下部筒壁上的漏料口对齐，而固定筒斜向下的固定方式也使得取样腔内暂存的粉、粒料在重力作用下经由出样口和漏料口漏出，实现对取样腔接取的料样的收集动作。驱动组件驱使取样阀芯前端的取样口经固定筒的首端开口伸至物料输送管道内时，柱塞部前移并将漏料口完全封堵，同时粉、粒料经由取样口进入到取样腔内，完成本发明取样装置的取样动作。粉、粒料填满取样腔后，驱动组件驱使取样阀芯回退复位，继而完成上述料样的收集动作。

本发明的有益效果为：

1、本发明取样装置由固定筒、取样阀芯和驱动组件构成，通过驱动组件自动控制取样阀芯在固定筒内移动，并通过取样阀芯前端的取样腔和取样口在物料输送管道内定量（以取样腔容积为准）接取粉、粒料料样，结构设计更合理，且结构简单，使用方便，取样量精度和取样效率更高，有效解决了球阀类取样装置带来的取样操作困难、费力、取样量不精准、取样检测结果偏差的问题。

2、本发明取样装置的固定筒首端为斜向下设置，其重心在后下部，取样阀芯与固定管吻合，其在驱动组件控制下回退至固定筒内复位时，取样腔内暂存的粉、粒料料样在重力的作用下会自动经对齐的出样口和漏料口漏下，保证不会有料样在取样腔内残留，有效解决了球阀类取样装置放料不彻底、导致下一取样周期中取得的料样中混合有上一取样周期中残留的料样，进而导致化验结果不具实时性、化验结果偏差的问题。

3、本发明取样装置由驱动组件实现自动化控制，无需人工手动操作取样，效率更高，且省时省力。同时，取样阀芯回退复位后出料口才能与漏料口对齐而放料，此时取样阀芯与固定筒完全吻合，有效阻止了物料输送管道内粉、粒料外泄，不仅能够保证每次取样和放出的料样量都相同，还能避免如球阀类取样装置取样后因关闭不及时导致的放样浪费的问题。特别是在风大层高的空旷空间取样时，能够有效解决因阀门阻滞、操作不便导致的粉尘飞扬、污染环境的问题。

附图说明

图1为本发明取样阀芯复位状态下的整体结构示意图；

图2为本发明取样阀芯伸出状态下的整体结构示意图；

图3为本发明整体结构分解示意图；

图4为本发明取样阀芯复位状态下的固定筒及取样阀芯剖面结构示意图。

图中：1.固定筒，11.漏料口，12.过孔，13.限位滑杆，14.倒料管，2.取样阀芯，21.取样腔，22.柱塞部，23.取样口，24.出样口，25.限位滑槽，26.弧形内凹导流面，3.驱动组件，31.驱动气缸，32.法兰盘组件，33.伸缩杆，4.螺套，5.反吹气嘴，6.缓冲帽檐，7.自动放料阀。

具体实施方式

以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的结构作进一步地说明。

参照图1至图4所示，本发明一种粉、粒料高效取样装置，包括有固定筒1、取样阀芯2和驱动组件3。其中，固定筒1优选的为首端开口的中空圆筒式结构，首端通过螺套4斜向下螺纹固定安装在物料输送管道（图中未画出）上，其前端开口位于物料输送管道的管壁上，或者略伸入到管壁内，使得固定筒1内部空腔能够与物料输送管道连通。具体的，在固定筒1的下部后侧筒壁上开设有一与其内部空腔连通的漏料口11。

相配合的，在物料输送管道上设置有用于螺纹固定连接所述螺套4的固定连接孔座（图中未画出），该固定连接孔座斜向下设置并与物料输送管道内部空间连通。

需要说明的是，为了便于取样，本发明取样装置应安装在竖向设置的物料输送管道上，取样时利用物料输送压力和重力通过取样口将粉、粒料自动装填到取样腔内。

具体的，取样阀芯2为与固定筒1内部空腔相适应的圆柱状结构，其外经与固定筒1的内径相匹配，其长度与固定筒1的内壁长度相匹配，活动插接在固定筒1内并与之吻合。

具体的，取样阀芯2的首端设有用于暂存粉、粒料料样的取样腔21，取样阀芯2位于取样腔21后部的尾端为圆柱状的柱塞部22。

具体的，驱动组件3同轴线固定连接于固定筒1的尾端，其动作端穿过固定筒1尾端的筒壁与取样阀芯2连接以驱使其沿固定筒1的轴线方向伸缩移动。

具体的，取样腔21的首端上部开设有与其空腔连通的、位于取样阀芯2前端上部的取样口23，取样腔21的尾端下部开设有与其空腔连通的、位于取样阀芯2中部下侧的出样口24。

常态下，即取样阀芯2在驱动组件3控制下回退至固定筒1内复位时，取样口23随取样阀芯2收回到固定筒1内，此时取样阀芯2的前端与固定筒1的前端开口对齐并将之封堵，取样腔21后端的出样口24与固定筒1中下部的漏料口11对齐。

当驱动组件3驱使取样阀芯2伸出时，取样腔21前端上部的取样口23经固定筒1的首端开口伸入到物料输送管道内以接取向下流动传送的粉、粒料。此时，取样阀芯2后端的柱塞部22随取样腔21同步前移并完全封堵固定筒1下部的漏料口11，取样腔21后端下部的出样口24同步前移并被固定筒1的下部内壁封堵，防止取样腔21内接取的料样漏出，保证取样的正常进行。而后，管道内的粉、粒料在输送压力及重力作用下经取样口23自动进入到取样腔21内，直至取样腔21被料样装满，从而完成取样阀芯2的取样动作。

取样阀芯2的取样动作完成后，驱动组件3驱使其回退至固定筒1内并复位，从而使取样腔21后端下部的出样口24与固定筒1下部的漏料口11对齐。由于固定筒1采用斜向下的方式固定，其重心在后下部位置上，此时取样腔21内暂存的料样在重力作用下会自动经由出样口24和漏料口11漏出，从而完成取样阀芯2的放样动作。

采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果。

首先，本发明取样装置由固定筒1、取样阀芯2和驱动组件3构成，通过驱动组件3自动控制取样阀芯2在固定筒1内移动，并通过取样阀芯2前端的取样腔21和取样口23在物料输送管道内定量（以取样腔21的有效容积为准）接取粉、粒料料样，结构设计更合理，且结构简单，使用方便，取样量精度和取样效率更高，有效解决了球阀类取样装置带来的取样操作困难、费力、取样量不精准、取样检测结果偏差的问题。

而且，本发明取样装置的固定筒1首端为斜向下设置，其重心在后下部，取样阀芯2与固定管吻合，其在驱动组件3控制下回退至固定筒1内复位时，取样腔21内暂存的粉、粒料料样在重力的作用下会自动经对齐的出样口24和漏料口11漏下，保证不会有料样在取样腔21内残留，有效解决了球阀类取样装置放料不彻底、导致下一取样周期中取得的料样中混合有上一取样周期中残留的料样，进而导致化验结果不具实时性、化验结果偏差的问题。

另外，本发明取样装置由驱动组件3实现自动化控制，无需人工手动操作取样，效率更高，且省时省力。同时，取样阀芯2回退复位后出料口才能与漏料口11对齐而放料，此时取样阀芯2与固定筒1完全吻合，有效阻止了物料输送管道内粉、粒料外泄，不仅能够保证每次取样和放出的料样量都相同，还能避免如球阀类取样装置取样后因阀门关闭不及时导致的放样浪费的问题。特别是在风大层高的空旷空间取样时，能够有效解决因阀门阻滞、操作不便导致的粉尘飞扬、污染环境的问题。

作为本发明解决其所提出的技术问题所采用的进一步改进的技术方案，还包括有以下技术特征。

优选的，参照图1及图4所示，本发明取样装置的驱动组件3包括有驱动气缸31，该驱动气缸31通过法兰盘组件32同轴线地固定连接在固定筒1的尾端。固定筒1的尾端筒壁上开设有若干过孔12，驱动气缸31的伸缩杆33经所述的过孔12与取样阀芯2的尾端固定连接。

本发明取样装置的驱动组件3采用气缸驱动形式，结构简单，操作方便，可实现自动化控制，且气缸的运行稳定，故障率低，可靠性高，可延长本发明取样装置的使用寿命，还节能环保。

另外，驱动气缸31既可以选用单杆气缸，也可以选用双杆气缸。本实施例中的驱动气缸31采用双杆驱动形式，其优点在于直线驱动稳定性好，可防止取样阀芯2移动过程中偏转。

进一步的，参照图1及图4所示，本发明取样装置的固定筒1上还设有反吹装置，反吹装置包括有固定连接在固定筒1的尾端上部筒壁上并与固定筒1内部空腔相连通的反吹气嘴5，该反吹气嘴5通过导气管与外部气源连接。

由于取样阀芯2与固定筒1之间是活动连接，二者间的接触面不可避免的存在微小的缝隙，特别是当取样阀芯2伸出时，管道内的粉、粒料容易从二者间的缝隙进入，若不及时处理，长时间使用后取样阀芯2易被进入的粉、粒料阻滞而影响其伸缩。为了解决这一问题，本发明取样装置在固定筒1上增加了反吹装置。

实际使用时，当驱动组件3驱使取样阀芯2伸出以将取样口23伸入物料输送管道内部并取样时，固定筒1与取样阀芯2后端的空腔增大，利于进气。此时，反吹装置通过外部气源、导气管和反吹气嘴5将高压气体压入固定筒1内，而进入固定筒1内的高压气体由固定筒1尾端一侧向其首端开口一侧流出，从而将进入固定筒1与取样阀芯2间缝隙中的粉、粒料反向吹入到物料输送管道内，有效解决了因粉、粒料进入而阻滞取样阀芯2正常移动的问题，提高了本发明取样装置的运行可靠性，降低了故障率。

进一步的，参照图1、图2及图4所示，本发明取样装置的固定筒1其首端外壁上还设有罩在其首端开口上方外的缓冲帽檐6，该缓冲帽檐6位于固定筒1前端筒壁上的螺套4前侧，其前端部略向外伸出，可遮蔽固定筒1及取样阀芯2位于物料输送管道内的首端。

当取样阀芯2回退至固定筒1内复位时，管道内高流速、高流量的粉、粒料直接冲击的是缓冲帽檐6，极大地降低了固定筒1及取样阀芯2位于管道内的首端所受到的物料冲击力，减缓了二者首端被物料冲刷的程度，降低了因物料冲刷导致的严重磨损，延长了本发明取样装置的使用寿命。

需要注意的是，取样阀芯2在驱动组件3驱使下伸出并将取样口23伸至物料输送管道内部时，缓冲帽檐6不应阻碍取样口23正常取样。

另外需要注意的是，缓冲帽檐6的厚度不应大于螺套4前端螺纹部的厚度，防止其干涉固定筒1安装在物料输送管道上。

优选的，取样阀芯2伸出后取样口23恰好完全从固定筒1的首端开口处伸出，此时缓冲帽檐6可以小部分遮挡取样后的后端，起到降低管道内粉、粒料对取样阀芯2前端的取样腔21冲击力的作用，从而减缓取样阀芯2前端的受力，降低取样阀芯2的磨损，进一步提高了本发明取样装置的使用寿命。

进一步的，参照图3所示，本发明取样装置的缓冲帽檐6优选的设计为套环式结构，可拆卸更换地固定连接在固定筒1首端筒壁的螺套4前侧，既可以通过过盈嵌套的方式固定套接在固定筒1的筒壁上，也可以通过螺纹固定连接的方式连接在固定筒1的筒壁上，保证固定效果、防止使用过程中缓冲帽檐6偏转移动即可。

长期使用后缓冲帽檐6不可避免的会出现严重磨损，进而会丧失其缓冲作用，本发明取样装置的缓冲帽檐6设计为可拆卸更换的结构，保证了缓冲帽檐6磨损后可以被及时更换，保证对固定筒1及取样阀芯2首端的保护效果，可靠性更高，进一步提高了本发明取样装置的使用寿命。

进一步的，本发明的固定筒1与取样阀芯2之间设有用于防止取样阀芯2周向转动的限位导向结构。

优选的，参照图3所示，限位导向结构包括有纵向设于固定筒1的内筒壁上部的、向固定筒1内部凸出的限位滑杆13，相配合的，在取样阀芯2的外壁上部纵向设有内凹的、用于嵌合所述限位滑杆13的限位滑槽25，实际使用时，取样阀芯2在限位滑槽25和限位滑杆13的限位导向作用下沿固定筒1的轴线方向伸缩移动。

本发明固定筒1与取样阀芯2之间设置的限位导向结构可以防止取样阀芯2伸缩移动过程中偏转，保证使用过程中取样阀芯2上的取样口23可以始终保持在上的位置，从而便于接取物料输送管道内向下输送的粉、粒料，保证了本发明取样装置的取样可靠性。

进一步的，参照图4所示，本发明固定筒1与取样阀芯2处于物料输送管道内的前端面皆设计成顺应粉、粒料流动方向的竖向切面。

由于固定筒1为圆筒状结构，且采用斜向下的方式固定连接在物料输送管道上，取样阀芯2与固定筒1吻合，若不对二者首端形状进行处理，其伸入管道内的前端与粉、粒料间就会存在较大的接触面，会造成固定筒1及取样阀芯2前端的严重磨损。本发明将固定筒1与取样阀芯2的前端面设计为顺应粉、粒料流动方向的竖向切面，可以最大程度的降低物料对二者前端的冲击力，减少磨损，有利于提高本发明取样装置的使用寿命。

进一步的，参照图4所示，本发明取样阀芯2的柱塞部22位于取样腔21的后端，二者直接连接为一体，取样腔21的后端面即为柱塞部22的前端面。出样口24设置在取样腔21的后端下部，且其边缘与取样腔21的后端面，即柱塞部22的前端面相切，此种结构设计可以保证取样腔21的出样口24后端不会留有多余空间，取样阀芯2回退复位并放样时，料样不会因集聚在取样腔21后端多余的空间内而残留，使得放样更彻底，保证每次放样时放出的料样量都相同。

更进一步的，参照图4所示，本发明取样阀芯2的取样腔21后端面，设计成顺应粉、粒料流动方向的竖向切面，此种设计可以保证取样腔21内暂存的料样不会在其后端面上堆积，竖向切面有利于料样在重力作用下从出样口24和漏料口11漏下，使得放样更彻底，进一步提高了本发明取样装置取样量的精准度，解决了因放样不彻底导致后一取样过程中放出的料样中掺杂有上一取样过程中残留的料样的问题。

进一步的，参照图2所示，本发明取样阀芯2的取样腔21对应所述取样口23的前端设有用于缓冲并引导粉、料样进入取样腔21内的弧形内凹导流面26。

由于取样阀芯2伸出时通过取样口23接取料样，而管道中的粉、粒料流速、流量较大，若经取样口23直接冲击取样腔21前端会给取样阀芯2造成极大的压力，导致取样阀芯2前端严重磨损，导致取样阀芯2与固定筒1间的旷量增加，长期使用势必会造成取样阀芯2松动、晃动等。为了解决上述问题，本发明在取样腔21对应取样口23的前端设计有弧形内凹导流面26，可以起到引导粉、粒料进入取样腔21，降低其对取样腔21前端冲击力的作用，进一步提高了本发明取样装置的可靠性。

进一步的，参照图1及图4所示，本发明固定筒1的漏料口11下连接有一倒料管14，该倒料管14底部开口端连接有一电控或气动控制开闭的自动放料阀7。

本发明通取样装置通过自动放料阀7控制取样腔21内暂存的料样的放料，可实现料样收集的自动化控制，能够做到随用随取，方便了取样操作，节省了人力，也避免了料样不受控制的经取样口23和漏料口11自动漏出，解决了放样浪费的问题。

上述实施例仅仅为了表述清楚本发明的具体一种实施方式，并不是对本发明的实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，依据本发明可以推导总结出其他一些对固定筒1、取样阀芯2、驱动组件3、取样腔21、取样口23、出样口24、柱塞部22、反吹装置、缓冲帽檐6、限位导向结构、弧形内凹导流面26倒料管14及自动放料阀7等的调整或改动在此就不进行一一列举。凡是依据本发明的精神和原则之内做出的任何修改、替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，包括有：

固定筒，为首端开口的中空筒式结构，首端斜向下固定安装在物料输送管道上并与之连通，其下部筒壁上设有漏料口；

取样阀芯，活动设于所述的固定筒内并与之吻合，其首端设有用于暂存粉、粒料料样的取样腔，其尾端设有柱塞部；

取样口，设于所述取样腔的首端上部，可经固定筒的首端开口伸至所述的物料输送管道内以接取料样，所述取样口接取料样时，所述的柱塞部对应封堵所述的漏料口；

出样口，设于取样腔的尾端下部，可在取样口回退至固定筒内、所述的取样阀芯复位并封堵固定筒的首端开口时，与漏料口对齐以放出料样；

驱动组件，固设于固定筒上，其动作端与取样阀芯连接以驱使其移动。

2.根据权利要求1所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述的固定筒上还设有反吹装置，包括：

反吹气嘴，设于固定筒的尾端筒壁上并与之连通，与外部气源连接以在所述取样口伸出并取样时，向所述取样阀芯与固定筒间的空隙吹气，用于防止二者间隙中进入粉、粒料而阻滞取样阀芯的移动。

3.根据权利要求1所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述固定筒的首端外壁上还设有罩在其首端开口上方外的缓冲帽檐，用于降低所述物料输送管道内粉、粒料对所述取样装置首端的冲击。

4.根据权利要求3所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述的缓冲帽檐可拆卸更换地固定连接在所述固定筒的首端筒壁上。

5.根据权利要求1所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述的固定筒与取样阀芯之间设有用于防止取样阀芯周向转动的限位导向结构。

6.根据权利要求1所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述固定筒与取样阀芯处于所述物料输送管道内的前端面皆设计成顺应粉、粒料流动方向的竖向切面。

7.根据权利要求1所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述的出样口与所述取样腔的后端面相切。

8.根据权利要求7所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述取样腔的后端面设计成顺应粉、粒料流动方向的竖向切面。

9.根据权利要求1所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述取样腔对应所述取样口的前端设有用于缓冲并引导粉、料样进入取样腔内的弧形内凹导流面。

10.根据权利要求1所述的一种粉、粒料高效取样装置，其特征在于，所述固定筒的漏料口下连接有倒料管，所述倒料管下连接有自动放料阀。

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