CN115266219A - 石油液化气的采样模块及采样方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及石油液化气的采样模块及采样方法，其中，石油液化气的采样模块，包括：安装架组件；旋转驱动组件，旋转驱动组件固定安装在安装架组件上；取样组件，取样组件包括取样管结构，取样管结构具有取样位置和置换位置，取样管结构与旋转驱动组件的输出端相连；旋转驱动组件可驱动取样管结构位于取样位置或置换位置。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的石油液化气在采样的时候劳动强度较大，并容易造成操作人员的人身伤害的问题。

Description

石油液化气的采样模块及采样方法

技术领域

本申请涉及石油液化气的采样的技术领域，尤其涉及一种石油液化气的采样模块及采样方法。

背景技术

液化石油气(Liquefied petroleum gas简称LPG)为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等轻烃组成的混合物，常温常压下为无色低毒气体，由炼油厂各装置加压、降温、液化得到一种无色、挥发性液体。液氨(Liquid ammonia)又称为无水氨，是一种无色，有强烈刺激性气味液体。

现有技术中，液化石油气(丙烯、丁烷、丁烯、液氨)采样器存在80％的定量问题和死体积的置换问题，当人工通过采样钢瓶进行采样时，采样钢瓶需要多次用样品置换和冲洗，这样的采样方式加大了操作人员劳动强度和污染环境，容易造成操作人员的人身伤害。

发明内容

本申请提供了一种石油液化气的采样模块及采样方法，用于解决现有技术中的石油液化气在采样的时候劳动强度较大，并造成操作人员的人身伤害的问题。

为解决上述问题，本申请提供了一种石油液化气的采样模块，包括：安装架组件；旋转驱动组件，旋转驱动组件固定安装在安装架组件上；取样组件，取样组件包括取样管结构，取样管结构具有取样位置和置换位置，取样管结构与旋转驱动组件的输出端相连；旋转驱动组件可驱动取样管结构位于取样位置或置换位置。

进一步地，取样管结构包括旋转板、取样管、定量管、进口阀和出口阀，进口阀和出口阀均安装在旋转板上，取样管的进口与进口阀相连，取样管的出口与出口阀相连，定量管安装在取样管的出口侧。

进一步地，石油液化气的采样模块还包括阀门开关组件，阀门开关组件可移动地安装在旋转板上，进口阀和出口阀均可与阀门开关组件相连接。

进一步地，阀门开关组件，阀门开关组件包括平移板、出口阀电机、第一齿轮、第二齿轮、进口阀电机、第三齿轮和第四齿轮，出口阀电机和进口阀电机均安装在平移板上，第一齿轮安装在出口阀电机的输出轴上，第二齿轮安装在出口阀的操作轴上，第三齿轮安装在进口阀电机的输出轴上，第四齿轮安装在进口阀的操作轴上。

进一步地，阀门开关组件还包括平移电机、螺杆和移动块，平移电机安装在旋转板上，螺杆安装在平移电机的输出轴上，移动块具有与螺杆相适配的螺纹孔，移动块固定在平移板上。

进一步地，旋转驱动组件，旋转驱动组件包括旋转驱动电机、旋转齿轮和齿轮盘，驱动电机固定在安装架组件上，旋转齿轮安装在驱动电机的输出轴上，齿轮盘固定在旋转板的背离取样组件的一侧。

进一步地，采样模块还包括主管路组件和泄压管路组件，主管路组件与取样组件的进口相连通，泄压管路组件连接在主管路组件上。

根据本申请的另一方面，还提供了一种石油液化气的采样方法，采样方法使用上述的采样模块，采样方法包括以下步骤：S10对采样组件内部进行置换；S20将石油液化气进行取样进入取样组件；S30对采样后的取样组件进行泄压；S40关闭采样模块的采样阀和末端阀。

进一步地，在S10步骤中还包括：S11将样品采入至取样组件内；S12通过旋转驱动组件驱动取样管结构旋转预定角度。

进一步地，在S10步骤置换完毕后，在S20步骤前还包括吹扫。

本申请提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

应用本申请的技术方案，当需要对石油液化气进行采样的时候，先将石油液化气采集至取样组件，石油液化气采集时不能够充满取样管结构，旋转驱动组件通过旋转取样管结构，将石油液化气对取样管结构内进行置换，置换完毕后，再进行取样。通过旋转驱动组件的作业可以大大地降低劳动强度，减少对操作人员的人身伤害，提高工作效率。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的劳动强度较大，并造成操作人员的人身伤害的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实施例的石油液化气的采样模块的平面结构主视示意图；

图2示出了图1的采样模块的俯视示意图；

图3示出了图1的采样模块的工艺结构示意图；

图4示出了图3的采样模块的另一工艺结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、旋转驱动组件；20、取样组件；21、取样管结构；211、旋转板；212、取样管；213、定量管；214、进口阀；215、出口阀；216、压力开关；30、阀门开关组件；31、平移板；32、出口阀电机；33、第二齿轮；34、进口阀电机；35、第四齿轮；36、平移电机；40、主管路组件；41、手动样品入口控制阀；42、过滤器；43、减压阀；44、流量计；45、入口自动控制电磁阀；46、取样电磁阀；47、出口自动控制电磁阀；48、手动样品出口控制阀；50、泄压管路组件；51、排气电磁阀；52、泄压电磁阀；53、真空泵；60、可燃气报警器；70、防爆器控制器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图4所示，本实施例的石油液化气的采样模块，包括：安装架组件、旋转驱动组件10和取样组件20。旋转驱动组件10固定安装在安装架组件上。取样组件20包括取样管结构21，取样管结构21具有取样位置和置换位置，取样管结构21与旋转驱动组件10的输出端相连。旋转驱动组件10可驱动取样管结构21位于取样位置或置换位置。

应用本实施例的技术方案，当需要对石油液化气进行采样的时候，先将石油液化气采集至取样组件20，石油液化气采集时不能够充满取样管结构21，旋转驱动组件10通过旋转取样管结构21，将石油液化气对取样管结构21内进行置换，置换完毕后，再进行取样。通过旋转驱动组件10的作业可以大大地降低劳动强度，减少对操作人员的人身伤害，提高工作效率。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的劳动强度较大，并造成操作人员的人身伤害的问题。

如图1和图2，在本实施例的技术方案中，取样管结构21包括旋转板211、取样管212、定量管213、进口阀214和出口阀215，进口阀214和出口阀215均安装在旋转板211上，取样管212的进口与进口阀214相连，取样管212的出口与出口阀215相连，定量管213安装在取样管212的出口侧。进口阀214和出口阀215可以实现对取样管212的开闭，旋转板211的设置便于取样管212的固定和旋转。需要说明的是，取样管结构21还包括卡固结构，卡固结构固定在旋转板211上，卡固结构可与取样管212配合将取样管212卡固，这样有助于提高采样的稳定性和精度。取样管212的内壁涂覆隔离涂层，隔离涂层的材料为PTFE(聚四氟乙烯，Polytetra fluoroethylene)，上述材质的涂层可以有效地防止样品中微量成分的吸附，提高防腐性能，便于清洗，进而保证了取样的真实性。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，石油液化气的采样模块还包括阀门开关组件30，阀门开关组件30可移动地安装在旋转板211上，进口阀214和出口阀215均可与阀门开关组件30相连接。上述结构有助于提高采样模块的自动化操作。需要说明的是，阀门开关组件具有防爆结构。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，阀门开关组件30，阀门开关组件30包括平移板31、出口阀电机32、第一齿轮、第二齿轮33、进口阀电机34、第三齿轮和第四齿轮35，出口阀电机32和进口阀电机34均安装在平移板31上，第一齿轮安装在出口阀电机32的输出轴上，第二齿轮33安装在出口阀215的操作轴上，第三齿轮安装在进口阀电机34的输出轴上，第四齿轮35安装在进口阀214的操作轴上。上述结构设置紧凑，方便操作。具体地，第一齿轮和第三齿轮均为锥齿轮，第二齿轮33和第四齿轮35均为内齿轮。这样进一步保证了阀门开关组件30的配合精度。阀门开关组件30还包括，两个防爆挡板，出口阀电机32的转轴和进口阀电机34的转轴分别对应的穿过防爆挡板，电机和取样管结构21隔开，可以有效地防爆。需要说明的是，钢瓶出口压力表带压力开关，能够准确的判断汽液界面，即在取样管212的出口和出口阀215之间还设置有压力开关216。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，阀门开关组件30还包括平移电机36、螺杆和移动块，平移电机36安装在旋转板211上，螺杆安装在平移电机36的输出轴上，移动块具有与螺杆相适配的螺纹孔，移动块固定在平移板31上。上述结构操作方便，安全性较好。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，旋转驱动组件10，旋转驱动组件10包括旋转驱动电机、旋转齿轮和齿轮盘，驱动电机固定在安装架组件上，旋转齿轮安装在驱动电机的输出轴上，齿轮盘固定在旋转板211的背离取样组件20的一侧。上述结构加工成本较低，操作方便。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，采样模块还包括主管路组件40和泄压管路组件50，主管路组件40与取样组件20的进口相连通，泄压管路组件50连接在主管路组件40上。上述结构有助于置换、排放等工作。

通过上述可知，本实施例解决了现有技术中的石油液化气在采样存在80％的定量问题和死体积的置换问题，操作人员手动采样容易造成所采的样品不具备真实性和代表性。本实施例的自动化结构，降低了劳动强度，避免人为造成可能的安全隐患。如图4所示，下面详细介绍主管路组件40，主管路组件40包括主管路，从主管路的入口侧依次设置有(由主管路入口至取样管方向)：手动样品入口控制阀41(采样入口阀)，过滤器42，减压阀43，流量计44，入口自动控制电磁阀45，取样电磁阀46，主管路出口侧依次设置有(由取样管至主管路出口方向)：出口自动控制电磁阀47和手动样品出口控制阀48。泄压管路的第一端连接在入口自动控制电磁阀45和取样电磁阀46之间的主管路上，泄压管路的第二端连接在出口自动控制电磁阀47和手动样品出口控制阀48之间的主管路上。工艺管路还包括三通阀，三通阀的一条支路连接在泄压阀和排气阀之间，三通阀的另一条支路连接在排气阀和钢瓶入口阀之间。采样模块上还设置有可燃气报警器60和防爆器控制器。工艺结构如图3的连接方式也是可以的。

根据本申请的另一方面，还提供了一种石油液化气的采样方法，采样方法使用上述的采样模块，采样方法包括以下步骤：S10对采样组件内部进行置换；S20将石油液化气进行取样进入取样组件20；S30对采样后的取样组件20进行泄压；S40关闭采样模块的采样阀和末端阀。

在S10步骤中还包括：S11将样品采入至取样组件20内；S12通过旋转驱动组件10驱动取样管结构21旋转预定角度。采样完毕需要将样品运输至实验室或者指定位置，采样完毕可以将采样模块放置在运输架上，保证取样管垂直运输并放置，这样进一步保证了取样管内部样品具有代表性。

在S10步骤置换完毕后，在S20步骤前还包括吹扫。通过上述可知，该采样模块的工艺装置以工作、控制和安全方面分类，包括：钢瓶连接结构(取样管结构21)：可视化采样钢瓶(取样管212)、钢瓶定位装置、旋转平台(旋转板211)、出口快速接头、入口快速接头。

控制结构：入口自动控制电磁阀45、取样电磁阀46、排气电磁阀51、泄压电磁阀52、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、防爆器控制器70、出口自动控制电磁阀47。

安全模块：手动样品入口控制阀41、过滤器42、手动样品出口控制阀48、可燃气报警器60、数显压力控制器、减压阀43、流量计44、真空泵53。

操作过程为：

连接模式：

1.1首先将可视化采样钢瓶连接放在钢瓶定位装置上。

1.2将出口快速接头与可视化采样钢瓶相连，将入口快速接头与80％可视化采样钢瓶相连。

1.3打开手动样品入口控制阀与手动样品出口控制阀。

1.4按下防爆器控制器启动按钮，自动控制采样模块工作。

2、置换模式：

2.1控制第二伺服电机(平移电机36)驱动丝杠滑动平台将第一伺服电机(进口阀电机34)，第四伺服电机(出口阀电机32)与相对应的驱动齿轮(第二齿轮33和第四齿轮35)连接到位。

2.2打开入口自动控制电磁阀45、打开排气电磁阀51、打开出口自动控制电磁阀47将采样管线进行清洗至少30秒(依据样品的洁净度，时间可调)，冲洗完毕关闭排气电磁阀。

2.3打开取样电磁阀46，第四伺服电机控制驱动第二齿轮33打开钢瓶出口阀，第一伺服电机控制驱动第四齿轮35打开钢瓶入口阀，对可视化采样钢瓶吹扫10秒。

2.4第四伺服电机控制驱动第四齿轮关闭钢瓶出口阀，样品部分充满可视化采样钢瓶，第一伺服电机控制驱动第二齿轮关闭钢瓶入口阀。

2.5第四伺服电机控制驱动第四齿轮打开钢瓶出口阀，让部分样品通过钢瓶出口阀以汽相形式逸出，第四伺服电机控制驱动第二齿轮关闭钢瓶出口阀。

2.6第三控制伺服电机将旋转平台旋转180°后再控制第三伺服电机将旋转平台回位到原始位置，关闭入口自动控制电磁阀，打开排气电磁阀，延时5秒，将样品排出，释放液相中的剩余样品，关闭排气电磁阀，打开入口自动控制电磁阀，延迟10秒。

2.7重复2.4-2.6步骤3次或3次以上，样品置换模式完成。

3、取样模式：

3.1控制第一伺服电机控制驱动第四齿轮关闭钢瓶入口阀，第四伺服电机控制驱动第二齿轮打开钢瓶出口阀，通过时间控制让多余的液体以汽相形式排出，当钢瓶内部样品到可视化采样钢瓶的80％刻线时，第四伺服电机控制驱动第二齿轮33关闭钢瓶出口阀，实现可视化采样钢瓶中80％的样品取样，取样模式完成。

4、泄压模式：

4.1关闭入口自动控制电磁阀，打开排气电磁阀，打开泄压电磁阀，启动真空泵三秒钟，将残留烃类通过真空泵向低压管网泄压，实现烃类零排放。关闭排气电磁阀、关闭泄压电磁阀，关闭取样电磁阀。这样的操作步骤减少了对环境的污染，提高了取样的真实性。

4.2控制第二伺服电机驱动丝杠滑动平台将第一伺服电机，第四伺服电机与驱动相对应的齿轮断开回到初始位置，防爆器控制器70面板上的指示灯亮提示采样结束，手动关闭手动样品入口控制阀与手动样品出口控制阀，取下可视化采样钢瓶，采样完成。

5、安全模式：当采样管线压力超过3MPa时，数显压力控制器切断样品进入，然后将信号传输到防爆器控制器自动关闭所有电控阀门，停止采样；当可燃气报警器检测到有泄漏气体时将信号传输到防爆器控制器自动关闭所有电控阀门，报警灯亮，直到排出所有故障点，按复位按钮，系统才能正常工作。这样的操作步骤和工艺结构保证液化石油气全自动采样系统安全运行。

上述方法，操作方便，效率较高，对人体伤害较小，对环境的污染性较低。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种石油液化气的采样模块，其特征在于，包括：

安装架组件；

旋转驱动组件(10)，所述旋转驱动组件(10)固定安装在所述安装架组件上；

取样组件(20)，所述取样组件(20)包括取样管结构(21)，所述取样管结构(21)具有取样位置和置换位置，所述取样管结构(21)与所述旋转驱动组件(10)的输出端相连；

所述旋转驱动组件(10)可驱动所述取样管结构(21)位于所述取样位置或所述置换位置。

2.根据权利要求1所述的石油液化气的采样模块，其特征在于，所述取样管结构(21)包括旋转板(211)、取样管(212)、定量管(213)、进口阀(214)和出口阀(215)，所述进口阀(214)和所述出口阀(215)均安装在所述旋转板(211)上，所述取样管(212)的进口与所述进口阀(214)相连，所述取样管(212)的出口与所述出口阀(215)相连，所述定量管(213)安装在所述取样管(212)的出口侧。

3.根据权利要求2所述的石油液化气的采样模块，其特征在于，所述石油液化气的采样模块还包括阀门开关组件(30)，所述阀门开关组件(30)可移动地安装在所述旋转板(211)上，所述进口阀(214)和所述出口阀(215)均可与所述阀门开关组件(30)相连接。

4.根据权利要求3所述的石油液化气的采样模块，其特征在于，所述阀门开关组件(30)，所述阀门开关组件(30)包括平移板(31)、出口阀电机(32)、第一齿轮、第二齿轮(33)、进口阀电机(34)、第三齿轮和第四齿轮(35)，所述出口阀电机(32)和进口阀电机(34)均安装在所述平移板(31)上，所述第一齿轮安装在所述出口阀电机(32)的输出轴上，所述第二齿轮(33)安装在所述出口阀(215)的操作轴上，所述第三齿轮安装在所述进口阀电机(34)的输出轴上，所述第四齿轮(35)安装在所述进口阀(214)的操作轴上。

5.根据权利要求4所述的石油液化气的采样模块，其特征在于，所述阀门开关组件(30)还包括平移电机(36)、螺杆和移动块，所述平移电机(36)安装在所述旋转板(211)上，所述螺杆安装在所述平移电机(36)的输出轴上，所述移动块具有与所述螺杆相适配的螺纹孔，所述移动块固定在所述平移板(31)上。

6.根据权利要求2所述的石油液化气的采样模块，其特征在于，所述旋转驱动组件(10)，所述旋转驱动组件(10)包括旋转驱动电机、旋转齿轮和齿轮盘，所述驱动电机固定在所述安装架组件上，所述旋转齿轮安装在所述驱动电机的输出轴上，所述齿轮盘固定在所述旋转板(211)的背离所述取样组件(20)的一侧。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的石油液化气的采样模块，其特征在于，所述采样模块还包括主管路组件(40)和泄压管路组件(50)，所述主管路组件(40)与所述取样组件(20)的进口相连通，所述泄压管路组件(50)连接在所述主管路组件(40)上。

8.一种石油液化气的采样方法，其特征在于，所述采样方法使用权利要求1至7中任一项所述的采样模块，所述采样方法包括以下步骤：

S10对采样组件内部进行置换；

S20将石油液化气进行取样进入取样组件(20)；

S30对采样后的取样组件(20)进行泄压；

S40关闭采样模块的采样阀和末端阀。

9.根据权利要求8所述的采样方法，其特征在于，在所述S10步骤中还包括：

S11将样品采入至取样组件(20)内；

S12通过旋转驱动组件(10)驱动所述取样管结构(21)旋转预定角度。

10.根据权利要求9所述的采样方法，其特征在于，在所述S10步骤置换完毕后，在所述S20步骤前还包括吹扫。

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