FR2486240A1 - Valve for sampling fluids flowing through a pipe - suitable for toxic or reactive polymerisation systems - Google Patents

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    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
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    • G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping

Abstract

A valve for sampling a fluid flowing through a pipe comprises a hollow stem mounted radially on a cylindrical barrel installed in line with the pipe. The stem is blanked off to seal the radial outlet until inserted sufficiently to submerge a lateral entry into the stem bore. Pref. when the stem is retracted, the end of the stem is flush with the bore profile of the barrel. The stem is shifted by e.g. a screwed collar or a rack mechanism, pref. operated electromagnetically. No system descrived for flushing the stem when in the closed (withdrawn) position. Esp. useful for sampling hazardous materials such as acrylonitrile or materials which may decompose or react in any fittings which incorporate stagnant zones, e.g. unstabillised acrylic monomers, for taking intermittent samples on line without exposing the sample.

Description

La présente invention concerne une vanne en particulier pour le prélèvement d'échantillons sur une conduite de liquide. Elle concerne plus spécialement une vanne pour le prélèvement d'échantillons de liquides toxiques et/ou polymérisant facilement tels que par exemple de la suspension acrylique.The present invention relates to a valve in particular for taking samples from a liquid pipe. It relates more specifically to a valve for taking samples of toxic and / or easily polymerizing liquids such as, for example, acrylic suspension.

Dans le procédé de fabrication des fibres d'acrylonitrile, sur certaines installations, il est prévu de recycler à la sortie du polymériseur, une partie de la suspension acrylique, dite suspension non épuisée constituée par du produit polymérisé et du produit non polymérisé. I1 s'agit d'un produit toxique sur lequel on effectue régulièrement des prélèvements d'échantillons à des fins d'analyse.In the process for manufacturing acrylonitrile fibers, on certain installations, provision is made to recycle, at the outlet of the polymerizer, part of the acrylic suspension, known as the non-exhausted suspension consisting of polymerized product and unpolymerized product. It is a toxic product from which samples are taken regularly for analysis.

De façon courante, pour cette opération, une sortie est ménagée latéralement dans une tuyauterie de transport, ladite sortie pouvant autre ouverte ou fermée au moyen d'une vanne telle que vanne à boule. Mais ce type de montage et de matériel ne donnent pas satisfaction. Il y a formation d'un corps mort entre l'obturateur de la vanne et la tuyauterie de transport. Dans ce corps mort, la suspens ion acrylique polymérise et forme un bouchon. Avant chaque prise d'échantillon, il est nécessaire de ringarder, vanne ouverte, afin de déboucher l'installation et de laisser couler le temps nécessaire à un bon nettoyage. Cela présente deux inconvénients rejet dans l'atmosphère d'un produit toxique et perte non négligeable de matière.Currently, for this operation, an outlet is formed laterally in a transport pipe, said outlet being able to open or close by means of a valve such as a ball valve. However, this type of assembly and equipment is not satisfactory. A dead body forms between the valve plug and the transport piping. In this dead body, the suspensory acrylic ion polymerizes and forms a plug. Before each sample is taken, it is necessary to nerdy, valve open, in order to unclog the installation and allow the time necessary for good cleaning to flow. This has two drawbacks rejection into the atmosphere of a toxic product and significant loss of material.

La vanne selon la présente demande permet d'éviter ces inconvénients.The valve according to the present application makes it possible to avoid these drawbacks.

I1 s'agit d'une vanne trois voies pour liquides comprenant un corps de vanne jauni d'un conduit principal dont une extrémité constitue l'entrée du liquide et dont l'autre extrémité constitue une sortie principale et d'un conduit secondaire transversal au conduit principal, caractérisé par le fait qu'elle comporte - un piston pouvant coulisser dans le conduit secondaire et péné
trer en partie dans le conduit principal, ledit piston compor
tant une tete d'obturation du conduit secondaire et un canal
ayant une entrée située sur la face latérale du piston en aval
de la tette d'obturation et une sortie constituant la sortie
secondaire de la vanne, - des moyens assurant le déplacement du piston entre deux pistons
une première position selon laquelle la tete d'obturation
ferme le conduit secondaire, l'entrée du canal du piston
étant située à l'air libre,
une deuxième position selon laquelle le piston a pénétré
en partie dans le conduit principal, l'entrée du canal
est située dans ledit conduit principal et recueille au
moins une partie du liquide laquelle s'évacue par la sor
tie secondaire.It is a three-way valve for liquids comprising a valve body yellowed with a main duct, one end of which constitutes the inlet for the liquid and the other end of which constitutes a main outlet, and a secondary duct transverse to the main duct, characterized in that it comprises - a piston which can slide in the secondary and penetrated duct
partly in the main duct, said piston comprises
both a plug for the secondary duct and a channel
having an inlet located on the side face of the downstream piston
shutter tab and an outlet constituting the outlet
secondary of the valve, - means ensuring the displacement of the piston between two pistons
a first position according to which the shutter head
closes the secondary duct, the inlet of the piston channel
being located in the open air,
a second position according to which the piston has penetrated
partly in the main duct, the entrance to the canal
is located in said main duct and collects at
minus part of the liquid which drains out
secondary tie.

Au montage de la vanne, l'entrée et la sortie principale sont branchées directement sur la tuyauterie dans laquelle on doit effectuer le prélèvement, le conduit principal de la vanne constituant ainsi un tronçon de ladite tuyauterie. Le conduit secondaire est de préférence perpendiculaire au conduit principal.When the valve is assembled, the main inlet and outlet are connected directly to the piping from which the sample must be taken, the main duct of the valve thus constituting a section of said piping. The secondary conduit is preferably perpendicular to the main conduit.

La tete d'obturation est en matériau compatible avec le matériau du corps de vanne de façon à éviter toute corrosion par effet électrochimique. L'extrémité de ladite tete d'obturation présente de préférence une face concave dont le profil épouse la forme du conduit principal. Ainsi, quand le piston occupe la première position ou position "REPOS", la tete d'obturation n'offre aucune entrave à l'écoulement dans le conduit principal.The closure head is made of a material compatible with the material of the valve body so as to avoid any corrosion by electrochemical effect. The end of said closure head preferably has a concave face whose profile matches the shape of the main duct. Thus, when the piston occupies the first position or "REPOS" position, the closure head does not obstruct the flow in the main conduit.

Le canal pratiqué dans le piston comporte une portion longitudinale s'étendant de préférence dans l'axe du piston. Cette portion communique avec la face latérale du piston par un trou percé dans la paroi du piston immédiatement en aval de la tete d'obturation et dont le débouché constitue entrée du canal. Avantageusement, lorsque le piston occupe la deuxième position, ou position "PRELEVEMENT" l'entrée du canal est située en face de l'arrivée du liquide dans la vanne.The channel formed in the piston has a longitudinal portion preferably extending in the axis of the piston. This portion communicates with the lateral face of the piston through a hole drilled in the wall of the piston immediately downstream of the shutter head and the outlet of which constitutes inlet to the channel. Advantageously, when the piston occupies the second position, or "TAKING" position, the inlet of the channel is located opposite the arrival of the liquid in the valve.

L'6tanch6ttd du piston avec la paroi du conduit secondaire est réalisée par tous moyens connus tels que joints, segments... The sealing of the piston with the wall of the secondary conduit is carried out by any known means such as seals, segments ...

Le déplacement du piston peut etre réalisé par tous moyens mécaniques connus tels que système tige filetée-écrou, crémaillère, etc.. à commande manuelle. Il peut également etre assuré par des moyens à commande électro-magnétique.The displacement of the piston can be achieved by any known mechanical means such as threaded rod-nut system, rack, etc. with manual control. It can also be provided by means of electromagnetic control.

Mais l'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple de réalisation ci-après, donné à titre illustratif mais non limitatif.However, the invention will be better understood with the aid of the exemplary embodiment below, given by way of illustration but not limitation.

- La figure 1 est une vue de face en coupe selon BB, le piston
étant en position "REPOS", - La figure 2 est une vue de côté en coupe selon AA de la figure 1, - La figure 3 représente la vanne selon la figure 1, le piston
occupant la position "PRELEVEMENT". - Figure 1 is a front view in section on BB, the piston
being in the "REST" position, - Figure 2 is a side view in section along AA of Figure 1, - Figure 3 shows the valve according to Figure 1, the piston
occupying the "SAMPLING" position.

La vanne représentée sur les figures comporte un corps de vanne 1 définissant un conduit principal cylindrique 2, muni d'une entrée 3 et d'une sortie principale 4. L'entrée 3 et la sortie principale 4 sont raccordées respectivement à deux tronçons 5 et 6 d'une conduite dans laquelle circule le liquide dont on veut effectuer des prélêvements. Le corps de vanne 1 comporte également un conduit secondaire cylindrique 7, perpendiculaire au conduit principal 2, et dans lequel peut se déplacer un piston 8. Le piston 8 comporte une tete d'obturation 9 du conduit secondaire 7 réalisée dans le meme matériau que le corps de vanne 2, soit par exemple de l'aluminium à 95 Z. L'extrémité 10 de la tete 9 présente une forme concave épousant exactement la forme du conduit principal 2 (figure 2).The valve shown in the figures comprises a valve body 1 defining a cylindrical main duct 2, provided with an inlet 3 and a main outlet 4. The inlet 3 and the main outlet 4 are connected respectively to two sections 5 and 6 of a pipe in which the liquid from which one wishes to take samples circulates. The valve body 1 also comprises a cylindrical secondary conduit 7, perpendicular to the main conduit 2, and in which a piston 8 can move. The piston 8 comprises a closure head 9 for the secondary conduit 7 made of the same material as the valve body 2, for example aluminum 95 Z. The end 10 of the head 9 has a concave shape exactly matching the shape of the main conduit 2 (Figure 2).

Ainsi dans la position "REPOS" (figures 1 et 2) ladite tete 9 ne constitue pas un obstacle à l'écoulement dans le conduit 2. Dans le corps cylindrique du piston 8 est percé un canal cylindrique coaxial 11, débouchant d'une part à l'extrémité 12 du piston opposée à la tete 9 et d'autre part, à la surface latérale du piston, immédiatement en aval de la tete 9, par un trou latéral 13 percé dans le corps du piston. Comme cnie remarqte ,en particulier à la figure 3, le trou 13 débouche face à l'entrée 3 du liquide, lorsque le piston occupe la position "PRELEVEMENT". Lorsque le piston occupe la position "REPOS" (figures 1 et 2), le trou 13 débouche à l'air libre.Thus in the "REST" position (Figures 1 and 2) said head 9 does not constitute an obstacle to the flow in the conduit 2. In the cylindrical body of the piston 8 is pierced a coaxial cylindrical channel 11, opening on the one hand at the end 12 of the piston opposite to the head 9 and on the other hand, to the lateral surface of the piston, immediately downstream of the head 9, by a lateral hole 13 drilled in the body of the piston. As mentioned above, in particular in FIG. 3, the hole 13 opens facing the inlet 3 of the liquid, when the piston occupies the "TAKING" position. When the piston occupies the "REST" position (Figures 1 and 2), the hole 13 opens into the open air.

Le corps du piston est fileté extérieurement dans la partie opposée à la tete et est en prise avec un écrou rotatif 14 solidaire d'un volant de manoeuvre 15. L'écrou est monté dans une chape 16, solidarisée avec le corps de vanne 1 par boulonnage au moyen de tiges - entretoises 17 et d'un jeu de deux plaques 18, 19 enserrant le corps de vanne 1 et maintenues également par un boulonnage schématisé par les axes 20. Le corps du piston est muni de deux butées de fin de course 21, 22, la butée 22 servant également à immobiliser le piston en rotation. L'étanchétté de la tête d'obturation 9 avec le conduit secondaire est réalisée par des joints 23 soumis à l'action d'une presse-étoupe 24 vissée sur la plaque 18.The piston body is externally threaded in the part opposite the head and is engaged with a rotary nut 14 secured to an operating wheel 15. The nut is mounted in a yoke 16, secured to the valve body 1 by bolting by means of rods - spacers 17 and a set of two plates 18, 19 enclosing the valve body 1 and also maintained by bolting shown diagrammatically by the axes 20. The piston body is provided with two end stops 21, 22, the stop 22 also serving to immobilize the rotating piston. The sealing of the closure head 9 with the secondary conduit is carried out by seals 23 subjected to the action of a cable gland 24 screwed onto the plate 18.

Fonctionnement
Dans la position "REPOS" (fig. 1 et 2), la totalité du liquide circule normalement dans la tuyauterie 5-6 en traversant le conduit principal 2. La tete d'obturation 9 ferme complètement le conduit secondaire 7, il n'y a aucun écoulement par ce conduit. L'orifice latéral 13, d'entrée du canal 11, est situé à l'air libre. Ainsi, l'entrée 13 comme la sortie 12 du canal 11, sont accessibles de l'extérieur et ledit canal 11 peut etre facilement nettoyé et maintenu dans un état permanent de propreté.Operation
In the "REST" position (fig. 1 and 2), all of the liquid circulates normally in piping 5-6 through the main duct 2. The shutter head 9 completely closes the secondary duct 7, there is no has no flow through this conduit. The lateral orifice 13, at the entrance to the channel 11, is located in the open air. Thus, the inlet 13 as the outlet 12 of the channel 11, are accessible from the outside and said channel 11 can be easily cleaned and kept in a permanent state of cleanliness.

Pour effectuer un prélèvement, on manoeuvre le volant 15, ce qui par l'intermédiaire de l'écrou 14 entratne le déplacement du piston 8 en direction de l'axe du conduit principal 2. En fin de course la tete d'obturation 9 et l'orifice 13 se trouvent à l'intérieur du conduit 2. Une partie du liquide arrivant par l'entrée principale 3 pénètre dans le canal ll par l'orifice 13 et s'écoule par la sortie 12 où il peut etre recueilli. Etant donné que le canal 11 est maintenu parfaitement propre et qu'il n'y a aucun corps mort dans le conduit 2, le liquide peut etre recueilli dès le début de son écoulement car la partie ainsi prélevée est représentative de l'état dans le conduit 2. Lorsque le prélèvement est effectué, on manoeuvre le volant 15 en sens inverse, ce qui a pour effet de ramener le piston 8 en position "REPOS", la tete 9 obturant totalement le conduit secondaire 7.To take a sample, the handwheel 15 is operated, which by means of the nut 14 causes the piston 8 to move in the direction of the axis of the main duct 2. At the end of the stroke, the shutter head 9 and the orifice 13 is located inside the duct 2. Part of the liquid arriving through the main inlet 3 enters the channel ll through the orifice 13 and flows through the outlet 12 where it can be collected. Since the channel 11 is kept perfectly clean and there is no dead body in the duct 2, the liquid can be collected from the start of its flow because the part thus removed is representative of the state in the conduit 2. When the sample is taken, the flywheel 15 is operated in the opposite direction, which has the effect of bringing the piston 8 back to the "REST" position, the head 9 completely closing off the secondary conduit 7.

Le dispositif selon la présente demande présente au moins deux avantages principaux - pas de perte de matière au prélèvement ; en effet le liquide
peut etre recueilli dès qu'il commence à s'écouler par la
sortie 12 puisqu'il n'y a pas de bouchon et que le canal Il
peut etre maintenu propre en permanence, - lorsqu'on travaille sur un produit toxique, le risque de pollu
tion est pratiquement supprimé, car il n'y a plus de rejet du
produit dans l'atmosphère.The device according to the present application has at least two main advantages - no loss of material on removal; indeed the liquid
can be collected as soon as it begins to flow through the
exit 12 since there is no plug and the channel Il
can be kept clean at all times, - when working on a toxic product, the risk of pollution
tion is practically deleted, because there is no longer any rejection of the
produced in the atmosphere.

Bien évidemment, la vanne selon la demande, peut présenter des
variantes de réalisation. Par exemple la commande par tige filetée
écrou peut etre remplacée par un système à crémaillère afin de
faire la manoeuvre plus rapidement. De même, la commande manuelle
peut etre remplacée par une commande électro-magnétique.Obviously, the valve according to demand, can have
variant embodiments. For example the control by threaded rod
nut can be replaced by a rack system in order to
make the maneuver faster. Similarly, manual control
can be replaced by an electromagnetic control.

L'invention est applicable en particulier à la prise d'échantil
lons, ceci pour tous liquides. Elle s'applique tout spécialement
aux liquides toxiques et/ou polymérisant facilement, tels que la
suspens ion acrylique. The invention is applicable in particular to taking samples
Lons, this for all liquids. It applies especially
toxic and / or easily polymerizing liquids, such as
hanging acrylic ion.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Vanne trois voies pour liquides, comprenant un corps de vanne (1)1. Three-way valve for liquids, comprising a valve body (1) muni d'une conduit principal (2) dont une extrémité (3) constitue provided with a main duct (2) one end of which (3) constitutes l'entrée du liquide et dont l'autre extrémité (4) constitue une the liquid inlet and the other end (4) of which forms a sortie principale et d'un conduit secondaire (7) transversal au main outlet and a secondary duct (7) transverse to conduit principal, caractérisé par le fait qu'elle comporte main duct, characterized in that it comprises - un piston (8) pouvant coulisser dans le conduit secondaire et - a piston (8) which can slide in the secondary duct and pénétrer en partie dans le conduit principal, ledit piston partially penetrate the main duct, said piston comportant une tette d'obturation (9) du conduit secondaire comprising a shutter tab (9) of the secondary duct et un canal (11) ayant une entrée (13) située sur la face and a channel (11) having an inlet (13) located on the face latérale du piston immédiatement en aval de la teste d'obtura side of the piston immediately downstream of the plug test tion et une sortie (12) constituant la sortie secondaire de tion and an outlet (12) constituting the secondary outlet of la vanne, valve, - des moyens (14 - 15) assurant le déplacement du piston entre - means (14 - 15) ensuring the displacement of the piston between deux positions, two positions, . une première position selon laquelle la tête d'obtu . a first position according to which the obtu head ration ferme le conduit secondaire, l'entrée du canal ration closes the secondary duct, the canal entrance du piston étant située à l'air libre, the piston being located in the open air, . une deuxième position selon laquelle le piston a pé . a second position according to which the piston has pe nétré en partie dans le conduit principal, l'entrée partly entering the main duct, the inlet du canal est située dans ledit conduit principal et of the canal is located in said main conduit and recueille au moins une partie du liquide laquelle collects at least part of the liquid which s'évacue par la sortie secondaire. is evacuated through the secondary outlet. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que2. Valve according to claim 1, characterized in that le conduit secondaire (7) est perpendiculaire au conduit princi the secondary duct (7) is perpendicular to the main duct pal (2). pal (2). 3. Vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par3. Valve according to one of claims 1 and 2, characterized by le fait que le canal (11) du piston (8) comporte une portion lon the fact that the channel (11) of the piston (8) has a lon portion gitudinale s'étendant dans l'axe dudit piston, l'entrée du canal gitudinal extending in the axis of said piston, the inlet of the channel étant constituée par un trou (13) percé dans la paroi du piston. being constituted by a hole (13) drilled in the wall of the piston. 4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized by the fait que l'extrémité de la tête d'obturation (9) présente une face concave (10) dont le profil épouse la forme de l'intérieur du conduit principal. causes the end of the closure head (9) to have a concave face (10) whose profile matches the shape of the interior of the main duct. 5. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens assurant le déplacemént du piston sont constitues par un système tige filetée-écrou (14).5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means ensuring the displacement of the piston are constituted by a threaded rod-nut system (14). 6. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens assurant le déplacement du piston sont constitués par un système à crémaillère.6. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means ensuring the displacement of the piston are constituted by a rack system. 7. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens assurant le déplacement du piston sont électromagnétiques. 7. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means ensuring the displacement of the piston are electromagnetic.
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