EA043970B1 - FLUID SAMPLING DEVICE - Google Patents
FLUID SAMPLING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- EA043970B1 EA043970B1 EA202091377 EA043970B1 EA 043970 B1 EA043970 B1 EA 043970B1 EA 202091377 EA202091377 EA 202091377 EA 043970 B1 EA043970 B1 EA 043970B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- process vessel
- flexible polymer
- polymer tube
- fluid
- length
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 74
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 104
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 claims description 70
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 30
- 239000004812 Fluorinated ethylene propylene Substances 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 15
- 229920009441 perflouroethylene propylene Polymers 0.000 claims description 15
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 14
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 8
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 5
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 4
- QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N ethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical group C=C.FC(F)=C(F)F QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 claims description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 18
- 239000004813 Perfluoroalkoxy alkane Substances 0.000 description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229920001780 ECTFE Polymers 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 5
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012625 in-situ measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N oxygen difluoride Chemical class FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Устройство для отбора проб текучих сред.Device for sampling fluids.
Уровень техникиState of the art
Точки отбора обычно представляют собой соединения с малым отверстием (диаметром < 1 дюйма) с технологическими сосудами, которые используются для извлечения образцов из этих сосудов или для гидравлического соединения этих сосудов с оперативными датчиками. Они используются во многих промышленных процессах. Относительно малое отверстие соединения в совокупности с условиями процесса, благоприятствующими осаждению (вызываемому, например, высокой перенасыщенностью, добавлением промывочной жидкости или колебаниями температуры), что имеет место во многих отраслях промышленности, делают точки отбора весьма склонными к осаждению твердых веществ, накоплению накипи и возможной закупорке. Закупорки точек отбора являются главной причиной отказов онлайн датчиков и пробоотборников, и являются серьезным бременем как в плане затрат на обслуживание, так и в плане обеспечения безопасности.Sampling points are typically small orifice connections (<1 inch diameter) to process vessels that are used to extract samples from those vessels or to hydraulically connect these vessels to on-line sensors. They are used in many industrial processes. The relatively small connection opening, coupled with process conditions favoring precipitation (caused, for example, by high supersaturation, addition of flushing fluid, or temperature fluctuations) as occurs in many industries, makes tapping points highly prone to solids precipitation, scale accumulation, and possible blockage. Plugged sampling points are a leading cause of failure of online sensors and samplers, and are a significant burden in terms of both maintenance costs and safety.
Закупорки точек отбора в настоящее время устраняются путем прочистки связанного с ними изолирующего клапана, например путем сверления. Эта мера часто является временной, поскольку она обеспечивает уменьшенное отверстие и способствует быстрому образованию новых отложений или росту накипи. Заедание изолирующего клапана точки отбора также является обычным отказом, и единственным способом избежать прерывания процесса может быть установка на ходу нового клапана и точки отбора, и возможно даже другого соединительного инструмента, что требует привлечения высококвалифицированных подрядчиков и выливается в соответствующие денежные и альтернативные издержки.Plugged tap points are currently cleared by cleaning the associated isolation valve, such as by drilling. This measure is often temporary because it creates a smaller opening and encourages the rapid formation of new deposits or scale growth. A stuck tap point isolation valve is also a common failure, and the only way to avoid process interruption may be to install a new valve and tap point, and perhaps even a different connecting tool, on the fly, which requires highly skilled contractors and incurs associated monetary and opportunity costs.
Предшествующее обсуждение текущего уровня техники для настоящего изобретения предназначено для облегчения понимания настоящего изобретения. Однако следует понимать, что это обсуждение не является подтверждением или признанием того, что любой упомянутый материал был частью общих знаний в Австралии или любой другой стране на дату приоритета.The previous discussion of the current state of the art for the present invention is intended to facilitate understanding of the present invention. It should be understood, however, that this discussion is not an endorsement or admission that any material referred to was part of the general knowledge of Australia or any other country at the priority date.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
В соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство для отбора проб текучих сред из технологического сосуда с псевдоожиженным слоем через отверстие в стенке сосуда, содержащее гибкую трубку с открытым концом, сообщающуюся по текучей среде с технологическим сосудом с псевдоожиженным слоем, средство для присоединения этого устройства для отбора проб к технологическому сосуду, в котором по меньшей мере часть гибкой трубки выполнена с возможностью проходить в технологический сосуд, в котором длина гибкой трубки, проходящей в технологический сосуд, равна по меньшей мере 5-кратному наружному диаметру этой гибкой трубки, причем часть гибкой трубки, проходящая в технологический сосуд, является по существу линейной.The present invention provides a device for sampling fluids from a fluidized bed process vessel through an opening in the wall of the vessel comprising an open-ended flexible tube in fluid communication with the fluidized bed process vessel, means for connecting the sampling device to a process vessel, in which at least a portion of the flexible tubing is configured to extend into the process vessel, in which the length of the flexible tubing extending into the process vessel is equal to at least 5 times the outer diameter of the flexible tubing, and the portion of the flexible tubing extending into the process vessel is essentially linear.
Предпочтительно изгиб трубки под действием потока текучей среды ингибирует образование накипи или твердого осадка на гибкой трубке. В одной форме настоящего изобретения изгиб трубки облегчает удаление любой накипи или твердых веществ, которые могут осесть на трубке.Preferably, bending the tube under the influence of fluid flow inhibits the formation of scale or solid deposits on the flexible tube. In one form of the present invention, bending the tube makes it easier to remove any scale or solids that may have settled on the tube.
Предпочтительно изгиб трубки вызывает превышение прочности на изгиб накипи или отложившихся твердых веществ.Preferably, bending the tube causes the bending strength of the scale or deposited solids to exceed the bending strength.
Без привязки к какой-либо конкретной теории считается, что степень изгиба, требуемая для превышения прочности на изгиб накипи или отложившихся твердых веществ, не является высокой. Гибкость трубки не должна быть такой, чтобы она значительно отклонялась от линейности при использовании.Without being bound by any particular theory, it is believed that the degree of bending required to exceed the bending strength of scale or deposited solids is not high. The flexibility of the tube should not be such that it deviates significantly from linearity during use.
В контексте настоящего изобретения термин текучая среда должен включать в себя любой способный течь материал, включая густые суспензии.In the context of the present invention, the term fluid is intended to include any flowable material, including thick suspensions.
В контексте настоящего изобретения термин сосуд должен пониматься как включающий любой приемник текучей среды, включая трубы, открытые и закрытые реакторы и другое оборудование.In the context of the present invention, the term vessel is to be understood to include any fluid receptacle, including pipes, open and closed reactors, and other equipment.
В контексте настоящего описания термин отбор проб должен пониматься как включающий взятие образцов текучей среды для любой цели, и должен также охватывать измерение свойств текучей среды на месте.As used herein, the term sampling should be understood to include taking samples of a fluid for any purpose, and should also cover in situ measurement of the properties of the fluid.
В контексте настоящего описания фраза по существу ингибирует образование накипи или твердого осадка должна пониматься как включающий уменьшение скорости образования накипи или других твердых отложений.As used herein, the phrase substantially inhibits the formation of scale or other solid deposits should be understood to include reducing the rate of formation of scale or other solid deposits.
Предпочтительно устройство для отбора проб текучих сред содержит средство для его присоединения к технологическому сосуду.Preferably, the fluid sampling device includes means for connecting it to the process vessel.
Устройство для отбора проб текучих сред может дополнительно содержать клапан для открытия или закрытия отверстия.The fluid sampling device may further comprise a valve for opening or closing the opening.
Гибкая трубка может быть косвенно или напрямую сообщаться по текучей среде с клапаном. В одной форме настоящего изобретения гибкая трубка напрямую соединяется с клапаном. Во второй форме настоящего изобретения предлагается дистанцирующий элемент между клапаном и гибкой трубкой. Этот дистанцирующий элемент может быть предусмотрен в форме по существу жесткой трубки, сообщенной по текучей среде с клапаном и с гибкой трубкой.The flexible tube may be in indirect or direct fluid communication with the valve. In one form of the present invention, the flexible tubing is directly connected to the valve. In a second form of the present invention, a spacer is provided between the valve and the flexible tube. This spacer element may be provided in the form of a substantially rigid tube in fluid communication with the valve and with the flexible tube.
Предпочтительно, когда длина трубки по меньшей мере в 5 раз больше, чем ее наружный диаметр, трубка снабжается некоторой степенью изгиба. В то время как на степень изгиба трубки будут влиятьPreferably, when the length of the tube is at least 5 times greater than its outer diameter, the tube is provided with some degree of bending. While the degree of bending of the tube will be influenced
- 1 043970 свойства материала, а также отношение ее длины к диаметру, авторы настоящего изобретения установили, что это отношение, равное по меньшей мере 5, обеспечивает достаточный изгиб для того, чтобы по существу ингибировать образование на трубке накипи или других отложившихся твердых веществ.- 1 043970 material properties, as well as the ratio of its length to diameter, the present inventors have found that this ratio of at least 5 provides sufficient bending to substantially inhibit the formation of scale or other deposited solids on the tube.
Устройство для отбора проб текучих сред по настоящему изобретению может использоваться во множестве производственных процессов, включая обработку минералов, нефтехимические, целлюлознобумажные, металлургические и нефтеперегонные процессы. В любом производственном процессе оно может использоваться при множестве различных условий. Следует иметь в виду, что текучие среды в производственных процессах могут варьироваться от быстротекущих до застойных.The fluid sampling apparatus of the present invention can be used in a variety of industrial processes, including mineral processing, petrochemical, pulp and paper, metallurgical and petroleum refining processes. In any production process it can be used under many different conditions. It should be kept in mind that fluids in manufacturing processes can range from fast flowing to stagnant.
Следует иметь в виду, что различные отрасли промышленности сталкиваются с различными формами накипи или закупорки. Специалисту в данной области техники будут понятны типичные виды накипи или закупорки для любого конкретного технологического сосуда. Знание типичных видов накипи или закупорки облегчит выбор подходящих трубок. В дополнение к этому информация о хрупкости потенциальной накипи или материала закупорки определяет степень изгиба, требуемого для ингибирования образование закупорки или накипи.It should be kept in mind that different industries experience different forms of scale or blockage. One skilled in the art will recognize the typical types of scale or blockage for any particular process vessel. Knowing the typical types of scale or blockage will make it easier to select the appropriate tubing. In addition, information about the brittleness of the potential scale or blockage material determines the degree of bending required to inhibit formation of the blockage or scale.
Например, в глиноземной промышленности наиболее распространенными формами закупорки являются накипь, включая глинозем (такая как гиббсит и бемит), алюмосиликаты и другие силикаты, а также окалина на основе железа. Степень образования накипи или закупорки в любом технологическом сосуде будет зависеть, среди прочего, от концентраций, температур и скоростей потока текучей среды.For example, in the alumina industry, the most common forms of plugging are scale, including alumina (such as gibbsite and boehmite), aluminosilicates and other silicates, and iron-based scale. The extent of scale formation or blockage in any process vessel will depend on, among other things, concentrations, temperatures and flow rates of the fluid.
Альтернативно, нефтегазовая промышленность сталкивается и с неорганическими и органическими формами закупорок и накипи, включая щелочноземельные карбонаты и сульфаты, а также воск.Alternatively, the oil and gas industry encounters both inorganic and organic forms of plugging and scale, including alkaline earth carbonates and sulfates, as well as waxes.
Предпочтительно гибкая трубка является полимерной.Preferably the flexible tube is polymeric.
Выбор полимера и длины трубки требуют рассмотрения химических свойств (например, значения рН, коррозионности) и механических свойств текучей среды (например, температуры и скорости потока), а также химических свойств полимера (стойкость к коррозии), механических свойств полимера (гибкость и твердость) и отверстия клапана.The choice of polymer and tubing length requires consideration of the chemical properties (e.g., pH, corrosivity) and mechanical properties of the fluid (e.g., temperature and flow rate), as well as the chemical properties of the polymer (corrosion resistance), the mechanical properties of the polymer (flexibility and hardness) and valve openings.
Первым соображением может быть способность полимера противостоять или выдерживать химические свойства текучей среды. Некоторые процессы, в которые может быть погружена трубка по настоящему изобретению, могут ограничивать выбор материала из-за совместимости материалов. Например, силиконовый каучук подвергся бы разъеданию в глиноземной промышленности, которая использует чрезвычайно едкие текучие среды при высоких температурах. Известны многочисленные промышленные ресурсы, которые предоставляют информацию о пригодности полимеров в различных перерабатывающих отраслях промышленности (например, www.plasticsintl.com/plastics_chemical_resistence_chart; www.tss.trelleborg.com/en/resources/design-support-and-engineering-tools/chemical-compatibility;The first consideration may be the ability of the polymer to withstand or withstand the chemical properties of the fluid. Some of the processes in which the tube of the present invention may be immersed may limit the choice of material due to material compatibility. For example, silicone rubber would be subject to corrosion in the alumina industry, which uses extremely caustic fluids at high temperatures. There are numerous industry resources that provide information on the suitability of polymers in various process industries (e.g. www.plasticsintl.com/plastics_chemical_resistence_chart; www.tss.trelleborg.com/en/resources/design-support-and-engineering-tools/chemical -compatibility;
www.calpaclab.com/download-charts).www.calpaclab.com/download-charts).
Хотя такие факторы, как состав и температура текучей среды являются релевантными в качестве общего руководства, следующие типы полимеров могут быть подходящими для следующих сред.While factors such as fluid composition and temperature are relevant as a general guide, the following types of polymers may be suitable for the following media.
Таблица 1Table 1
Типы полимеров, подходящие в различных промышленных растворахTypes of polymers suitable for various industrial solutions
LDPE: полиэтилен низкой плотности; HDPE: полиэтилен высокой плотности; TFE: тетрафторэтилен; PFA: перфторалкоксилалкан; FEP: фторированный этиленпропилен; ECTFE: сополимер этилена и хлортрифторэтилена; ETFE: этилен-тетрафторэтилен; PC: поликарбонат; PS: полистирол.LDPE: low density polyethylene; HDPE: high density polyethylene; TFE: tetrafluoroethylene; PFA: perfluoroalkoxyalkane; FEP: fluorinated ethylene propylene; ECTFE: ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer; ETFE: ethylene tetrafluoroethylene; PC: polycarbonate; PS: polystyrene.
Силиконовые каучуки могут подходить для основанных на воде растворов в горнодобывающей промышленности или для обработки сточных вод. Силикон является легкодоступным, экономичным и универсальным материалом с хорошей стойкостью к адгезии.Silicone rubbers may be suitable for water-based solutions in mining or wastewater treatment applications. Silicone is a readily available, economical and versatile material with good adhesion resistance.
Фторполимеры могут быть более подходящими для агрессивных текучих сред, таких как используемые при обработке минерального сырья (например глинозема (щелочная среда) и карбоната лития (кислотная среда)), а также в нефтедобывающей промышленности. Фторполимеры обычно имеют высокие уровни химической и теплостойкости, низкую проницаемость и низкий коэффициент трения. Примерные фторполимеры включают в себя перфторалкокси (PFA), политетрафторэтилен (PTFE), фторированный этиленпропилен (FEP), этилентетрафторэтилен (ETFE), поливинилфторид, поливинилиденфторид, политетрафторэтилен, полихлортрифторэтилен, полиэтилентетрафторэтилен и полиэтиленхлортрифторэтилен.Fluoropolymers may be more suitable for aggressive fluids such as those used in mineral processing (eg alumina (alkaline) and lithium carbonate (acidic)), as well as in the petroleum industry. Fluoropolymers typically have high levels of chemical and heat resistance, low permeability, and low coefficient of friction. Exemplary fluoropolymers include perfluoroalkoxy (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyethylene tetrafluoroethylene, and polyethylene chlorotrifluoroethylene.
- 2 043970- 2 043970
Перфторалкоксиалканы являются сополимерами тетрафторэтилена (C2F4) и перфторэфиров (C2F3OR1, где R1 - перфторированная группа, такая как трифторметил).Perfluoroalkoxyalkanes are copolymers of tetrafluoroethylene (C2F 4 ) and perfluoroethers (C2F3OR 1 , where R 1 is a perfluorinated group such as trifluoromethyl).
Предпочтительно полимер имеет низкую проницаемость для компонентов текучей среды, из которой должны отбираться пробы.Preferably, the polymer has low permeability to the components of the fluid from which samples are to be taken.
Предпочтительно полимер имеет низкий коэффициент трения. Большинство полимеров имеют коэффициент трения в диапазоне 0,2-0,6. Фторзамещенные углеводороды обычно имеют более низкие коэффициенты трения, чем углеводородные полимеры. Например, фторированный этиленпропилен, перфторалкоксиалкан, этилентетрафторэтилен, сополимер этиленхлорфторэтилен имеют чрезвычайно низкие коэффициенты трения в области 0,14-0,25. Политетрафторэтилен имеет самое низкое значение m для любого материала с динамическим коэффициентом трения 0,05-0,15 и статическим коэффициентом трения приблизительно 0,05.Preferably the polymer has a low coefficient of friction. Most polymers have a coefficient of friction in the range of 0.2-0.6. Fluorocarbons generally have lower friction coefficients than hydrocarbon polymers. For example, fluorinated ethylene propylene, perfluoroalkoxyalkane, ethylene tetrafluoroethylene, ethylene chlorofluoroethylene copolymer have extremely low friction coefficients in the range of 0.14-0.25. Polytetrafluoroethylene has the lowest m-value of any material, with a dynamic coefficient of friction of 0.05-0.15 and a static coefficient of friction of approximately 0.05.
Следующее соображение состоит в том, что если полимер является слишком слабым для того, чтобы пережить изгиб, вследствие предела упругости или предела усталости, то он может преждевременно разрушиться или приобрести постоянную деформацию.The next consideration is that if the polymer is too weak to survive bending due to its elastic limit or fatigue limit, it may fail prematurely or become permanently deformed.
Следующим соображением является изначальная степень гибкости полимера. Слишком большая гибкость может вызвать потерю формы и возможное скручивание трубки. Слишком малая гибкость может не позволить отваливаться прилипшим веществам, поскольку трубка не сможет деформироваться в достаточной степени.The next consideration is the initial degree of flexibility of the polymer. Too much flexibility can cause loss of shape and possible curling of the tube. Too little flexibility may prevent adhered substances from falling off because the tube will not be able to deform sufficiently.
Как известно, полимеры описываются их модулем упругости при изгибе. Модуль упругости при изгибе представляет собой свойство, которое является мерой сопротивления материала изгибу. Чем выше модуль упругости при изгибе, тем ниже отклонение под заданной нагрузкой. Предпочтительный модуль упругости при изгибе полимера будет зависеть от многих факторов, включая скорости потока в технологическом сосуде с псевдоожиженным слоем. Однако предпочтительными являются модули упругости при изгибе меньше чем 10 ГПа. В одной форме настоящего изобретения модуль упругости при изгибе составляет меньше чем 2,5 ГПа. Модули упругости при изгибе поликарбонатов могут составлять порядка 2,5 ГПа. Модули упругости при изгибе PFA составляют порядка 0,5-0,8 ГПа.As is known, polymers are described by their flexural modulus of elasticity. Flexural modulus is a property that is a measure of a material's resistance to bending. The higher the flexural modulus, the lower the deflection under a given load. The preferred flexural modulus of a polymer will depend on many factors, including flow rates in the fluidized bed process vessel. However, flexural moduli of less than 10 GPa are preferred. In one form of the present invention, the flexural modulus is less than 2.5 GPa. The flexural modulus of polycarbonates can be on the order of 2.5 GPa. The flexural moduli of PFA are on the order of 0.5-0.8 GPa.
Как известно, полимеры описываются их твердостью. Твердость определяется как стойкость материалов к постоянному вдавливанию. Твердость полимера может измеряться способами Роквелла или Шора.As is known, polymers are described by their hardness. Hardness is defined as the resistance of materials to constant indentation. Polymer hardness can be measured by the Rockwell or Shore methods.
Следующим соображением является стойкость полимера к адгезии. Трубка или ее покрытие должны иметь некоторое изначальное сопротивление адгезии присутствующих загрязняющих материалов.The next consideration is the adhesion resistance of the polymer. The tube or its coating must have some inherent resistance to adhesion of contaminant materials present.
В одной форме настоящего изобретения полимер представляет собой обработанный в расплаве полимер. Без привязки к какой-либо конкретной теории считается, что обработанный в расплаве полимер имеет меньше микрополостей, чем другие полимеры, что уменьшает склонность к отложению накипи или других твердых веществ.In one form of the present invention, the polymer is a melt-processed polymer. Without being bound by any particular theory, it is believed that the melt-processed polymer has fewer microcavities than other polymers, which reduces the tendency to deposit scale or other solids.
Жидкости в глиноземной промышленности часто являются чрезвычайно едкими и чрезвычайно агрессивными. Полимеры PFA демонстрируют хорошую совместимость с байеровскими растворами, а также другие свойства, полезные для настоящего изобретения.Liquids in the alumina industry are often extremely caustic and extremely corrosive. PFA polymers exhibit good compatibility with Bayer solutions, as well as other properties useful for the present invention.
Полимерная трубка может быть приготовлена с помощью аддитивного производства. Следует иметь в виду, что трубки, приготовленные с помощью аддитивного производства, могут иметь химические и механические свойства, отличные от трубок, приготовленных с помощью обычных методик.The polymer tube can be prepared using additive manufacturing. It should be kept in mind that tubes prepared using additive manufacturing may have different chemical and mechanical properties than tubes prepared using conventional techniques.
Выбор длины и диаметра трубки будет зависеть от механических условий текучей среды внутри технологического сосуда. Следует понимать, что трубка нуждается в определенной степени изгиба, но не слишком большой. Чем больше поток жидкости внутри технологического сосуда, тем короче должен быть конец для данного диаметра трубки. В технологических сосудах с быстро движущимися текучими средами более длинный конец (например, больше чем 300 мм) может быть более склонен к скручиванию или щелканью (вероятнее всего по внутренней стенке технологического сосуда). Альтернативно, в по существу статической или медленно движущейся текучей среде может использоваться более длинный конец.The choice of tube length and diameter will depend on the mechanical conditions of the fluid within the process vessel. It should be understood that the tube needs a certain amount of bending, but not too much. The greater the fluid flow inside the process vessel, the shorter the end must be for a given tube diameter. In process vessels with fast moving fluids, a longer end (eg greater than 300mm) may be more prone to curling or snapping (most likely against the inner wall of the process vessel). Alternatively, in a substantially static or slow moving fluid, a longer end may be used.
Следует иметь в виду, что технологические сосуды, содержащие быстро движущиеся жидкости, могут требовать более короткой трубки, чем технологические сосуды, содержащие медленно движущиеся жидкости.It should be kept in mind that process vessels containing fast moving liquids may require shorter tubing than process vessels containing slow moving liquids.
Многие производственные процессы функционируют с комбинацией быстро движущихся текучих сред и медленно движущихся текучих сред. Быстро движущиеся текучие среды могут иметь место в таких местах, как трубы, желоба, нагреватели и варочные котлы в любом конкретном процессе. Медленно движущиеся текучие среды могут иметь место в таких местах, как резервуары.Many manufacturing processes operate with a combination of fast moving fluids and slow moving fluids. Fast moving fluids may occur in places such as pipes, troughs, heaters, and digesters in any given process. Slow moving fluids may occur in places such as tanks.
Трубы с текучей средой под высоким давлением могут иметь скорости текучей среды порядка 10 мс-1. В байеровской промышленности текучие среды, проходящие через крутой изгиб или процесс, предназначенный для создания высокого сдвига, могут иметь скорости текучей среды порядка 8 мс-1. В целом текучие среды в трубах могут течь со скоростями порядка 3-6 мс-1, а густые суспензии в трубах часто медленнее, порядка 2-5 мс-1, и на всасывающих линиях насосов порядка 1 мс-1. Текучие среды, текущие с более высокими скоростями, часто характеризуются турбулентным потоком. Изгиб трубки будет завиHigh pressure fluid pipes may have fluid velocities on the order of 10 ms -1 . In the Bayer industry, fluids passing through a tight bend or process designed to create high shear may have fluid velocities on the order of 8 ms -1 . In general, fluids in pipes can flow at speeds on the order of 3-6 ms -1 , but thick suspensions in pipes are often slower, on the order of 2-5 ms -1 , and on pump suction lines on the order of 1 ms -1 . Fluids flowing at higher speeds often exhibit turbulent flow. The bend of the tube will depend
- 3 043970 сеть от типа потока (турбулентный или ламинарный), который может быть оценен с помощью числа Рейнольдса для конкретной текучей среды и конфигурации.- 3 043970 network on the type of flow (turbulent or laminar), which can be estimated using the Reynolds number for a particular fluid and configuration.
Следует иметь в виду, что скорости пристенной текучей среды могут отличаться от расчетных или измеренных объемных скоростей.It should be kept in mind that wall fluid velocities may differ from calculated or measured volumetric velocities.
Области с низким потоком могут включать в себя желоба переполнения отстойника с пристенными скоростями вплоть до 0,5 мс-1 и осадители с пристенными скоростями порядка 0,1-0,2 мс-1.Low flow areas may include settling tank overflow troughs with wall velocities as low as 0.5 ms -1 and precipitators with wall velocities on the order of 0.1-0.2 ms -1 .
В некоторых отраслях промышленности скорости потока жидкости чаще описывают в терминах объема. Что касается байеровской промышленности, то конкретный выпускной золотник переполнения отстойника может работать при объемных скоростях потока вплоть до 2600 кл/ч. Без привязки к какойлибо теории считается, что длина трубки приблизительно 50-100 мм с наружным диаметром приблизительно 10 мм является подходящей. Альтернативно, конкретный сливной порог отстойника может иметь объемную скорость потока 750 кл/ч. Без привязки к какой-либо теории считается, что длина трубки приблизительно 150-200 мм с наружным диаметром приблизительно 10 мм является подходящей. Альтернативно, в сосуде осадителя с относительно низкими скоростями потока длина трубки приблизительно 150200 мм с наружным диаметром приблизительно 10 мм считается подходящей.In some industries, fluid flow rates are more often described in terms of volume. In the Bayer industry, this particular settling tank overflow valve can operate at volumetric flow rates up to 2600 kph. Without being bound by any theory, it is believed that a tube length of approximately 50-100 mm with an outer diameter of approximately 10 mm is suitable. Alternatively, a particular septic tank overflow threshold may have a volumetric flow rate of 750 kL/h. Without being bound by any theory, it is believed that a tube length of approximately 150-200 mm with an outer diameter of approximately 10 mm is suitable. Alternatively, in a precipitator vessel with relatively low flow rates, a tube length of approximately 150-200 mm with an outer diameter of approximately 10 mm is considered suitable.
Специалисту в данной области техники известна склонность любого технологического сосуда к блокировке или образованию накипи. Химические и физические свойства текучей среды внутри сосуда будут влиять на степень образования твердых отложений или накипи. В дополнение к скорости текучей среды ключевые переменные могут включать в себя турбулентность текучей среды (турбулентный или ламинарный поток), содержание частиц, размер частиц и перенасыщение. Образование накипи из частиц (в результате осаждения частиц) облегчается высоким содержанием твердых частиц, их мелким размером, низкой скоростью относительно поверхности осаждения и высоким перенасыщением. В отличие от этого, образование кристаллической накипи облегчается низким содержанием твердых частиц, их малым размером, низкой скоростью и низким перенасыщением.One skilled in the art is aware of the tendency of any process vessel to become blocked or scaled. The chemical and physical properties of the fluid within the vessel will influence the extent to which solid deposits or scale will form. In addition to fluid velocity, key variables may include fluid turbulence (turbulent or laminar flow), particle content, particle size, and supersaturation. Particle scale formation (from particle deposition) is facilitated by high solids content, small particle size, low velocity relative to the deposition surface, and high supersaturation. In contrast, crystalline scale formation is facilitated by low solids content, small particle size, low velocity and low supersaturation.
Текучие среды с большим потоком могут приводить к меньшему образованию накипи, чем текучие среды с низким потоком или застойные текучие среды. В качестве крайнего примера, застойные растворы в байеровском процессе могут образовывать толстую накипь на внутренних стенках сосуда. В байеровском процессе это может быть буферный резервуар, содержащий маточный (сырой) раствор. При проектировании устройства для отбора проб текучих сред для такого технологического сосуда длина трубки должна проходить дальше уровня накипи или ожидаемого уровня накипи. Специалист в данной области техники должен понимать, какой уровень накипи или твердых отложений ожидается, и с какой скоростью они будут образовываться в любом сосуде технологической схемы.High flow fluids may result in less scale formation than low flow or stagnant fluids. As an extreme example, stagnant solutions in the Bayer process can form thick scales on the interior walls of the vessel. In a Bayer process, this may be a buffer reservoir containing a mother liquor. When designing a fluid sampling device for such a process vessel, the length of the tubing must extend beyond the scale level or expected scale level. One skilled in the art will understand what level of scale or solid deposits are expected and at what rate they will form in any vessel in a process flow.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 5-100 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 5-50 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 5-40 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 5-30 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 5-20 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 5-10 раз больше ее наружного диаметра.In one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 5 to 100 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 5 to 50 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 5 to 40 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 5 to 30 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 5 to 20 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 5 to 10 times its outer diameter.
В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 10-100 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 10-50 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 10-40 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 10-30 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 10-20 раз больше ее наружного диаметра.In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 10 to 100 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 10 to 50 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 10 to 40 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 10 to 30 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 10 to 20 times its outer diameter.
В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 20-100 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 20-50 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 20-40 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 20-30 раз больше ее наружного диаметра.In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 20 to 100 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 20-50 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 20 to 40 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 20-30 times its outer diameter.
В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 30-100 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 30-50 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длиIn one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 30 to 100 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 30-50 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention,
- 4 043970 на гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 30-40 раз больше ее наружного диаметра.- 4 043970 on a flexible polymer tube passing into the process vessel, 30-40 times larger than its outer diameter.
В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 40-100 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 40-50 раз больше ее наружного диаметра.In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 40 to 100 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 40-50 times its outer diameter.
В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, в 50-100 раз больше ее наружного диаметра.In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 50-100 times its outer diameter.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, примерно в 5 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, примерно в 10 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, примерно в 20 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, примерно в 30 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, примерно в 40 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, примерно в 50 раз больше ее наружного диаметра. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, примерно в 100 раз больше ее наружного диаметра.In one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 5 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 10 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 20 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 30 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 40 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 50 times its outer diameter. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 100 times its outer diameter.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 50-1000 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 50-500 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 50-400 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 50-300 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 50-200 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 50-100 мм.In one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 50-1000 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 50-500 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 50-400 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 50-300 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 50-200 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 50-100 mm.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 100-1000 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 100-500 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 100-400 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 100-300 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 100-200 мм.In one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 100-1000 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 100-500 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 100-400 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 100-300 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 100-200 mm.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 200-1000 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 200-500 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 200-400 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 200-300 мм.In one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 200-1000 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 200-500 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 200-400 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 200-300 mm.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 300-1000 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 300-500 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 300-400 мм.In one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 300-1000 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 300-500 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 300-400 mm.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 400-1000 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет 400-500 мм.In one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 400-1000 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is 400-500 mm.
В одной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 25 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 50 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 75 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 100 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 150 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 200 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубIn one form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 25 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 50 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 75 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 100 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 150 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 200 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tubing is
- 5 043970 ки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 300 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 400 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 500 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения длина гибкой полимерной трубки, проходящей в технологический сосуд, составляет примерно 1000 мм.- 5 043970 ki passing into the process vessel is approximately 300 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 400 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 500 mm. In one alternative form of the present invention, the length of the flexible polymer tube extending into the process vessel is approximately 1000 mm.
Внутренний диаметр гибкого шланга предпочтительно составляет 5-50 мм. Более предпочтительно внутренний диаметр составляет 5-20 мм. В одной форме настоящего изобретения внутренний диаметр трубки составляет приблизительно 10 мм. В одной альтернативной форме настоящего изобретения внутренний диаметр трубки составляет приблизительно 8 мм.The internal diameter of the flexible hose is preferably 5-50 mm. More preferably, the inner diameter is 5-20 mm. In one form of the present invention, the inner diameter of the tube is approximately 10 mm. In one alternative form of the present invention, the inner diameter of the tube is approximately 8 mm.
Наружный диаметр гибкого шланга предпочтительно составляет 5-50 мм. Более предпочтительно наружный диаметр составляет 5-20 мм. В одной форме настоящего изобретения наружный диаметр трубки составляет приблизительно 10 мм.The outer diameter of the flexible hose is preferably 5-50 mm. More preferably, the outer diameter is 5-20 mm. In one form of the present invention, the outer diameter of the tube is approximately 10 mm.
Толщина стенки гибкого шланга предпочтительно составляет 1-5 мм. Более предпочтительно внутренний диаметр составляет 1-2 мм. В одной форме настоящего изобретения внутренний диаметр трубки составляет приблизительно 1 мм.The wall thickness of the flexible hose is preferably 1-5 mm. More preferably, the inner diameter is 1-2 mm. In one form of the present invention, the inner diameter of the tube is approximately 1 mm.
Следует иметь в виду, что различные отверстия могут служить для различных целей в зависимости от типа обработки. Например, трубчатые отверстия могут быть связаны с линией для подачи текучих сред или других компонентов в сосуд или для забора из него образцов. Когда берутся образцы, образец текучей среды может быть проанализирован удаленно или на месте. В дополнение к этому, трубчатые отверстия могут использоваться для обеспечения зондов для измерений в реальном времени, например давления, температуры, значения рН, удельной электропроводности или потока.It should be kept in mind that different holes may serve different purposes depending on the type of processing. For example, the tubular openings may be connected to a line for introducing fluids or other components into or withdrawing samples from the vessel. When samples are taken, the fluid sample can be analyzed remotely or on site. In addition, tubular holes can be used to provide probes for real-time measurements such as pressure, temperature, pH, conductivity or flow.
Трубка может быть установлена полностью через изолирующий шаровой клапан. В этом случае шаровой клапан становится бездействующим (постоянно открытым), но может выполнять функцию аварийной изоляции: при небольшом усилии проходящая через него трубка может быть срезана поворотом клапана. В этом случае имеется приспособление/инструмент, который может безопасно удалить старую трубку и выдвинуть новую трубку в точку отбора без прерывания процесса. Остатки старой трубки проталкиваются в процесс, где они легко разрушаются насосами или оседают на днищах резервуаров.The tube can be installed entirely through an isolating ball valve. In this case, the ball valve becomes inactive (permanently open), but can perform the function of emergency isolation: with a small force, the tube passing through it can be cut off by turning the valve. In this case, there is a fixture/tool that can safely remove the old tube and push the new tube into the tapping point without interrupting the process. Remains of old tubing are pushed into the process where they are easily destroyed by pumps or deposited on the bottoms of tanks.
Трубка может удерживаться на месте с помощью специально изготовленных ниппелей с обеих сторон обычного полнопроходного шарового клапана (изолирующего клапана). Трубка представляет собой доступную химическую трубку (например, шланг Swagelok PFA-T8-063 диаметром 1/2 дюйма).The tube can be held in place by specially made nipples on either side of a conventional full bore ball valve (isolation valve). The tubing is available chemical tubing (such as Swagelok PFA-T8-063 1/2-inch diameter hose).
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Дополнительные особенности настоящего изобретения более полно описываются в следующем описании неограничивающего варианта его осуществления. Это описание включено исключительно в целях иллюстрирования настоящего изобретения. Его не следует понимать как ограничение приведенных выше сущности, раскрытия или описания изобретения. Это описание будет сделано со ссылкой на сопроводительный чертеж, в котором:Additional features of the present invention are more fully described in the following description of a non-limiting embodiment. This description is included solely for the purpose of illustrating the present invention. It should not be construed as limiting the foregoing spirit, disclosure, or description of the invention. This description will be made with reference to the accompanying drawing in which:
фигура представляет собой поперечное представление устройства для отбора проб текучих сред в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.The figure is a cross-sectional view of a fluid sampling device in accordance with one embodiment of the present invention.
Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments
В данном описании, если контекст не требует иного, под словом раствор или его вариациями, такими как растворы, следует понимать густые суспензии, суспензии и другие смеси, содержащие нерастворенные твердые вещества.As used herein, unless the context otherwise requires, the word solution or variations thereof such as solutions are intended to mean thick slurries, slurries, and other mixtures containing undissolved solids.
В данном описании, если контекст не требует иного, под словом содержать или его вариациями, такими как содержит или содержащий, будет подразумеваться включение указанного целого числа или группы целых чисел, но не исключение какого-либо другого целого числа или группы целых чисел.As used herein, unless the context otherwise requires, the word contain or its variations such as contains or containing will mean the inclusion of the specified integer or group of integers, but not the exclusion of any other integer or group of integers.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что описанное в настоящем изобретении изобретение может быть подвергнуто вариациям и модификациям, отличающимся от конкретно описанных. При этом следует понимать, что настоящее изобретение включает в себя все такие вариации и модификации. Настоящее изобретение также включает в себя все стадии, особенности, композиции и соединения, упомянутые или обозначенные в данном описании, индивидуально или совместно, а также любые и все комбинации или любые две или более стадий или особенностей.One skilled in the art will appreciate that the invention described herein may be subject to variations and modifications other than those specifically described. It should be understood that the present invention includes all such variations and modifications. The present invention also includes all of the steps, features, compositions and compounds mentioned or designated herein, individually or collectively, as well as any and all combinations or any two or more steps or features.
Использование точек отбора является известным во многих промышленных процессах. Они требуют текущего обслуживания. В байеровском процессе областями, более склонными к быстрому образованию отложений, являются области в части сырого раствора технологической схемы от выщелачивания до теплообменников и промывочных устройств (такие как нижние потоки очистителя после выщелачивания, нижние и верхние потоки отстойника и промывки, предохранительная фильтрация и резервуар сырого раствора), которые требуют частого сверления и разрабатывания шаровых клапанов для предотвращения их отказов. Отложения могут быстро образовываться внутри клапана, приводя к закупоркам или прихватам, что может вызвать нежелательные последствия для процесса.The use of sampling points is known in many industrial processes. They require ongoing maintenance. In the Bayer process, areas more prone to rapid scale formation are areas in the raw solution portion of the process flow from the leach to the heat exchangers and wash devices (such as the leach clarifier underflows, settling and wash underflows and overheads, safety filtration, and the wet solution tank ), which require frequent drilling and development of ball valves to prevent valve failure. Deposits can quickly form inside the valve, causing blockages or sticking that can cause undesirable effects on the process.
На фигуре показано поперечное сечение одного варианта осуществления устройства для отбора проб текучих сред, изображенного как узел 10 точки отбора, присоединенный к технологическому сосуThe figure shows a cross-section of one embodiment of a fluid sampling device depicted as a sampling point assembly 10 connected to a process pump
- 6 043970 ду 12. Узел 10 точки отбора содержит гибкий наконечник 14 из PFA с открытым концом 15, адаптер 16 для удержания части наконечника, изолирующий шаровой клапан 18, фитинги 20 по мере необходимости в зависимости от приложения, а также по мере необходимости трубку 22, соединенную с оборудованием.- 6 043970 DN 12. The tapping point assembly 10 contains a flexible PFA tip 14 with an open end 15, an adapter 16 to hold part of the tip, an isolating ball valve 18, fittings 20 as needed depending on the application, and a tube 22 as needed connected to the equipment.
Узел 10 точки отбора присоединяется к внешней поверхности 24 технологического сосуда 12. В варианте осуществления, показанном на фигуре, тело 26 узла 10 точки отбора приварено к отверстию 28 во внешней поверхности 24. Тело 26 предпочтительно содержит кольцевое основание, периферийная поверхность которого приваривается к краям отверстия.The sampling point assembly 10 is attached to the outer surface 24 of the process vessel 12. In the embodiment shown in the figure, the body 26 of the sampling point assembly 10 is welded to the hole 28 in the outer surface 24. The body 26 preferably includes an annular base, the peripheral surface of which is welded to the edges of the hole .
При использовании текучая среда из технологического сосуда 12 входит в узел 10 точки отбора через открытый конец 15 из гибкого наконечника 14. Гибкий наконечник 14 является непроницаемым для текучей среды.In use, fluid from the process vessel 12 enters the sampling point assembly 10 through the open end 15 of the flexible tip 14. The flexible tip 14 is fluid-tight.
Гибкие трубки из PFA в соответствии с настоящим изобретением были установлены в различных местах технологической схемы байеровского процесса.Flexible PFA tubing in accordance with the present invention has been installed at various locations in the Bayer process flowsheet.
Четыре трубки были установлены на точках отбора в желобе переполнения резервуара отстойника (средняя скорость текучей среды), и они оставались по существу свободными от отложений в течение временных интервалов, показанных ниже, выгодно отличаясь от стандартных точек отбора, которые обычно требуют очистки после 40-50 дней.Four tubes were installed at sampling points in the sump tank overflow trough (average fluid velocity) and they remained substantially free of sediment for the time intervals shown below, comparing favorably with standard sampling points which typically require cleaning after 40-50 days.
Таблица 2table 2
Эксплуатационные качества трубкиTube performance
*отказ не был связан с отложениями в наконечнике из PFA. Резервуар был выведен из эксплуатации для капитального ремонта.*failure was not due to deposits in the PFA tip. The tank was taken out of service for major repairs.
Три трубки были установлены на точках отбора в резервуаре D (высокая скорость текучей среды), как показано ниже в табл. 3.Three tubes were installed at the sampling points in tank D (high fluid velocity), as shown in the table below. 3.
Таблица 3Table 3
Эксплуатационные качества трубкиTube performance
Требовалось одно обслуживание; Требовались три обслуживания.One service was required; Three services were required.
Четыре трубки были установлены на точках отбора в резервуаре D (высокая скорость), как показано ниже в табл. 4.Four tubes were installed at the sampling points in tank D (high velocity) as shown in the table below. 4.
Таблица 4Table 4
Эксплуатационные качества трубкиTube performance
Требовалось одно обслуживание.One service required.
Резервуар D следует понимать как резервуар между переливом отстойника и предохранительной фильтрацией. В типичной байеровской схеме время пребывания раствора может составлять приблизительно 0,5-2 ч.Tank D should be understood as the reservoir between the sump overflow and the safety filtration. In a typical Bayer setup, the residence time of the solution may be approximately 0.5-2 hours.
Стандартные точки отбора, установленные в аналогичной среде, имели максимальный срок службы 24-35 дней.Standard sampling points installed in a similar environment had a maximum service life of 24-35 days.
Дополнительная трубка была установлена на нижнем потоке отстойника с выступом 100 мм, как показано ниже в табл. 5.An additional tube was installed on the bottom flow of the settling tank with a projection of 100 mm, as shown in the table below. 5.
Таблица 5Table 5
Эксплуатационные качества трубкиTube performance
Стандартная точка отбора, установленная в аналогичной среде, имела максимальный срок службыA standard sampling point installed in a similar environment had the longest service life
Claims (17)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2017904923 | 2017-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA043970B1 true EA043970B1 (en) | 2023-07-11 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100504316C (en) | Apparatus for measuring fluid levels | |
| US8225848B2 (en) | Device for reducing fouling in a tubular heat exchanger | |
| EP1869446A4 (en) | Apparatuses and systems for monitoring fouling of aqueous systems including enhanced heat exchanger tubes | |
| CA2671486C (en) | Deposit removal probe and method of use | |
| US20200300387A1 (en) | Fluid Sampling Device | |
| Obot | Under-deposit corrosion on steel pipeline surfaces: mechanism, mitigation and current challenges | |
| AU2020250295A1 (en) | Online Sampling Device | |
| EA043970B1 (en) | FLUID SAMPLING DEVICE | |
| WO2015187026A1 (en) | Device and method for scaling reduction in a dead water zone of a fluid conduit | |
| BR112013009028B1 (en) | METHOD TO PRODUCE AND TRANSPORT RAW OIL | |
| Bonis | Weight loss corrosion with H2S: From facts to leading parameters and mechanisms. | |
| CN212743958U (en) | Wax-proof and scale-proof device for oil exploitation pipeline | |
| Olabisi et al. | Experimental Investigation of Pipeline Corrosion in a Polluted Niger Delta River | |
| Lauer | The use of high performance polymeric coatings to mitigate corrosion and deposit formation in pipeline applications | |
| CN200947053Y (en) | Tube type liquid level equipment of plastic cylinder | |
| CN111943303A (en) | Degassing device | |
| Raheem et al. | Surface Precipitation and Growth Kinetics of Calcium Carbonate (CaCO3) Scale Using a Novel Capillary Flow Rig | |
| El-Raghy et al. | Microbial-induced corrosion of subsea pipeline in the Gulf of Suez | |
| US20200122206A1 (en) | Method And System For Moving Substances And Preventing Corrosion In A Conduit | |
| Jarragh et al. | Evaluation of the effectiveness of online corrosion monitoring utilizing ER/LPR probes and coupon within hydrocarbon systems | |
| CN210834341U (en) | Throttle is with preventing stifled sampling device | |
| CN207378250U (en) | Fluid pipeline counnter attack mechanism of qi structure | |
| US20230055983A1 (en) | Liquid intake with removable cover | |
| Galík et al. | Corrosion Tests at the Water Treatment Plant in Jakubany/Korozne Skusky Na Upravni Vody Jakubany | |
| Ramachandran et al. | Development Of A New High Shear Corrosion Inhibitor With Beneficial Water Quality Attributes |