ITTO20010087A1 - Apparecchio a prova di esplosione installabile in un impianto petrolchimico o simile, e gas cromatografo per un processo petrolchimico o sid - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto per Invenzione Industriale

La presente invenzione si riferisce a vari tipi di apparecchi a prova di esplosione installati in un impianto petrolchimico e simili e più in particolare ad un apparecchio a prova di esplosione con un mezzo di riscaldamento e un traguardo di riscaldamento, e un gas-cromatografo per un processo.

In generale, in un processo petrolchimico o in un processo per la produzione di acciaio, è stato convenzionalmente impiegato un gas-cromatografo per un processo con un apparecchio per analizzare la composizione del gas di processo, monitorare ciascuna fase del processo in base al risultato dell’analisi ed effettuare vari tipi di operazioni di controllo.

In un gas cromatografo di questo tipo, un gas di misura (gas di campione) da misurare che viene campionato da una tubazione di processo viene inviato ad una colonna mediante un gas di trasporto, e viene separato in rispettivi componenti entro la colonna utilizzando la differenza nella velocità di spostamento in base a differenze nella adsorbìbi1ità (affinità) o al coefficiente di ripartizione dei rispettivi componenti rispetto ad una fase stazionaria. I componenti separati del gas vengono rilevati mediante un rivelatore della conduttività termica. I valori di rilevamento vengono convertiti in segnali elettrici e elaborati in forma ad onda mediante un controllore. In base ai segnali elaborati in forma d’onda, viene analizzata la composizione del gas di bersaglio misurato. Il processo viene controllato in base ai valori analitici, e le forme d'onda del cromatogramma vengono registrate mediante un registratore.

Un gas-cromatografo ha una unità analizzatrice con una valvola per commutare i percorsi di flusso per il gas di campione e per il gas di trasporto, una colonna per separare il gas di campione nei rispettivi componenti del gas, un rivelatore per rivelare i componenti del gas e simili, una porzione di apparecchio elettrico per azionare e controllare il gas-cromatografo e simile. Nell’analisi del gas di campione, quando le temperature della colonna, della valvola di selezione e percorso di flusso, del gas campione, del rivelatore e simili oscillano (diminuiscono), i componenti del gas (componenti pesanti) vengono condensati e le concentrazioni dei componenti non corrispondono alle concentrazioni originali del campione. Pertanto, allo scopo di garantire una misura corretta, vengono provvisti un mezzo di riscaldamento per riscaldare l'unità analizzatrice e una camera termostatica per mantenere la temperatura della unità analizzatrice .

Quando un gas-cromatograf o di questo tipo viene installato in un impianto petrolchimico o simile, se un gas combustibile entra nel gas-cromatografo per venire in contatto con una porzione del circuito elettrico, questo può esplodere. Per questa ragione, il gas-cromatografo deve avere una struttura predeterminata a prova di esplosione nello stesso modo dei vari tipi di misuratori elettrici.

I brevetti giapponesi aperti n. 4-248320 e 4-259856 descrivono un cromatografo in cui una camera termostatica è disposta in una custodia a prova di esplosione resistente alla pressione e mezzi di riscaldamento vengono incorporati nella camera termostatica. In questa disposizione, i mezzi di riscaldamento e la camera termostatica mantengono la colonna e la valvola di controllo del percorso di flusso ad una temperatura ottimale per separare e analizzare il gas di campione.

Quando l’unità analizzatrice è disposta nella camera termostatica in questo modo per controllare il gas campione e il gas di trasporto ad una temperatura predetermi nata, la conduttività termica del gas può essere misurata con elevata precisione. Poiché il mezzo di riscaldamento al quale una tensione che può generare una scarica elettrica viene disposta nella camera a prova di esplosione resistente alla pressione, anche se in questo caso si verifica una esplosione, si evita che la fiamma sfugga al1 'esterno .

Nel gas-cromatografico convenzionale, poiché la camera termostatica è costruita entro la custodia a prova di esplosione resistente alla pressione e l’unità analizzatrice e il mezzo di riscaldamento sono disposti nella camera termostatica, il volume interno della custodia a prova di esplosione resistente alla pressione aumenta, e la dimensione esterna della custodia a prova di esplosione resistente alla pressione aumenta di conseguenza. Quando il volume interno della custodia a prova di esplosione resistente alla pressione aumenta, quando si verifica una esplosione, la pressione di esplosione generata nella custodia a prova di esplosione resistente alla pressione aumenta, e la fiamma tende a sfuggire all'esterno. Allo scopo di impedire in modo affidabile una fuga della fiamma all’esterno, è necessario formare una grande distanza a prova di esplosione, e almeno lo spessore della parete definente la distanza a prova di esplosione deve essere aumentato. Come risultato, nel gas· cromatografo convenzionale, risultano limitate le riduzioni di dimensioni, di peso e di costo.

Questo problema si Verifica non soltanto in un gas-cromatografo per un processo, ma è comune da vari tipi di apparecchi a prova di esplosione in generale installati ciascuno in un impianto petrolchimico o simile e avente all'interno un traguardo di riscaldamento e un mezzo di riscaldamento per il traguardo di riscaldamento.

Uno scopo della presente invenzione è quello di provvedere un apparecchio a prova di esplosione in cui la dimensione, il peso e il costo della sua custodia a prova di esplosione resistente alla pressione possano essere ridotti , e un gascromatografo per un processo.

Al fine di realizzare il suddetto scopo, secondo la presente invenzione, viene provvisto un apparecchio a prova di esplosione comprendente una custodia a prova di esplosione resistente alla pressione, un mezzo di riscaldamento disposto nella custodia a prova di esplosione resistente alla pressione, un elemento di conduzione del calore riscaldato mediante il mezzo di riscaldamento entro la custodia a prova di esplosione resistente alla pressione e adatto ad inviare calore dal mezzo di riscaldamento all’esterno della custodia a prova di esplosione resistente alla pressione mediante conduzione termica, e un»traguardo di riscaldamento disposto all'esterno della custodia a prova di esplosione resistente alla pressione in contatto con 1'elemento di conduzione del calore e riscaldato dal calore fornito dall’elemento di conduzione del calore.

La figura 1 è una vista prospettica illustrante l'aspetto esterno di un gas-cromatografo per un processo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione,

la figura 2 è una vista in sezione del gascromatografo illustrato nella figura 1,

la figura 3 è una vista in pianta del collettore illustrato nelle figure 1 e 2,

la figura 4 è una vista in sezione presa secondo il piano di traccia IV-IV della figura 3,

la figura 5 è una vista in sezione presa secondo il pianto di traccia V-V della figura 3, la figura 6 è una vista dal basso del collettore illustrato nelle figure 1 e 2,

la figura 7 è una vista in sezione presa secondo il piano di traccia VII-VII della figura 6,

la figura 8 è una vista in sezione presa secondo il piano di traccia VIII-VIII della figura 6,

la figura 9 è una vista in sezione della porzione di rivelazione illustrata nella figura 2, e la figura 10 è una vista di configurazione del sistema illustrante il sistema di percorso di flusso e il sistema di controllo del gas-cromatografo illustrato nelle figure 1 e 2.

La presente invenzione verrà descritta in dettaglio con riferimento ai disegni allegati.

Le figure da 1 a 10 illustrano un gascromatografo per un processo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Riferendosi alla figura 1, un gas-cromatograf o 1 ha una custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione che ricopre tutto il dispositivo. La custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione è costituita da un involucro 3 per contenere la porzione principale del corpo del gas-cromatografo 1, una custodia terminale 4 montata sul lato superiore dell’involucro 3 e un collettore 5 montato sul lato inferiore dell'involucro 3. Una zona 6 a prova di esplosione è formata nella custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione.

L’involucro 3 è formato in un corpo cilindrico da un metallo, quale alluminio, ed è fissato ad un montate (non illustrate) tramite una staffa. L’involucro 3 contiene un rivelatore 7, una valvola a solenoide 8, una microvalvola 9, un sensore di pressione 10, una pluralità di piastre di circuito stampato 11 e simili, come illustrato nella figura 2. Una porzione di collegamento 3a formata da una porzione cilindrica di piccolo diametro sporge integralmente dal centro della superficie superiore dell'involucro 3, e la custodia terminale 4 è fissata alla porzione di collegamento 3a.

Il rivelatore 7, la valvola a solenoide 8, la microvalvola 9 e il sensore di pressione 10 sono collegati elettricamente ad un circuito di controllo 12 (figura 10) montato su una piastra a circuito stampato 11. Come rivelatore 7, si utilizza un rivelatore di conduttività termica (TCD) e il suo segnale di rilevamento viene inviato al circuito di controllo 12 e viene elaborato in forma d'onda. Il sensore di pressione 10 rileva la pressione di un gas di trasporto CG ed emette un segnale di rilevamento al circuito di controllo 12. Il circuito di controllo 12 controlla la microvalvola 9 in base al segnale di rilevamento rial sensore di pressione 10, in modo da regolare la pressione del gas di trasporto CG.

Una custodia terminale 4 ha una superficie posteriore aperta ed è formata in un corpo cilindrico con un asse perpendicolare all’involucro 3. Una porzione di collegamento cilindrica 4a pende verticalmente integralmente dalla porzione inferiore della custodia terminale 4. Un porta-collo 13 formato da un anello con una sezione a forma di L invertito è fissato alla faccia terminale inferiore della porzione di collegamento 4a con una pluralità di bulloni 14a. La porzione di collegamento 4a si adatta sulla superficie esterna della porzione di collegamento 3a dell’involucro 3. In questa condizione di accoppiamento, il portaeoilo 13 è fissato alla porzione di collegamento 3a con una pluralità di bulloni 14b.

Uno spazio a prova di esplosione con una intercarpedine d e una profondità L è definito dalla porzione di collegamento 3a dell'involucro 3, dalla porzione di collegamento 4a della custodia terminale 4,dal portaeoilo 13 allo scopo di evitare la fuga della fiamma all'esterno. Per esempio, l'intercapedine d e la profondità L dello spazio a prova di esplosione vengono impostai É. in modo da soddisfare a d = 0,15 mm o meno e L = 12,5 mm o più, quando il volume della custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione è di 2000 cc o inferiore e il giunto è un giunto a bicchiere.

Una pluralità di terminali 16 e di piastre a circuito stampato 17 da collegare a fili esterni sono disposti nella custodia terminale 4. I terminali 16 sono collegati ai circuiti elettrici delle piastre a circuito stampato 17. Le piastre 17 a circuito stampato sono collegate elettricamente al circuito di controllo 12 (figura 10) montato sulla piastra a circuito stampato 11 nell'involucro 3 tramite cavi 18.

Una porzione di collegamento 20 (figura 1) alla quale deve essere collegato un condotto di un filo, esterno (non illustrato) mediante introduzione mentre si mantiene uno spazio a prova di esplosione con una intercapedine e una profondità predeterminate, viene formata sulla superficie esterna della custodia per terminali 4. Un'apertura posteriore 21 della custodia per terminali 4 è chiusa con un coperchio terminale 22 mediante impegno di avvitamento. Una porzione di giunto filettato 23 del coperchio terminale 22 e dell'apertura posteriore 21 definisce pure uno spazio a prova di esplosione con una intercapedine e profondità predeterminate. L’intercapedine e la profondità dello,spazio a prova di esplosione formate alla porzione del giunto filettato 23 sono definite dal numero di filetti. Il numero di riferimento 24 indica un connettore.

Il collettore 5 a forma di disco è fabbricato da un materiale metallico, fluale acciaio inossidabile, ed è adattato in una apertura inferiore 3b dell'involucro 3 e fissato a questo con una pluralità di bulloni 26. Un giunto 27 dell'involucro 3 del collettore 5 definisce pure uno spazio a prova di esplosione con l'intercapedine d e la profondità L predeterminate .

Come illustrato nelle figure da 3 a 8 , il collettore 5 è costituito da una porzione 31 di ricevimento del calore, da una porzione ad anello 32 che circonda la porzione 31 di ricevimento del calore, e da sei porzioni di collegamento da 33a a 33f che collegano la porzione ad anello 33 e la porzione 31 di ricevimento del calore. Sei porzioni punzonate;: arcuate da 34a a 34f per separare le porzioni di collegamento da 33a a 33f sono formate tra la porzione 31 di ricevimento del calore e la porzione ad anello 32.

La porzione 31 di ricevimento del calore è costituita da una porzione cilindrica a parete spessa 31a e da una porzione a piastra inferiore a parete sottile 31 b che chiude la superficie inferiore della porzione cilindrica 31a, in modo da avere una forma a coppa, e forma una porzione di ricevimento 36 per ricevere un riscaldatore 35 (figure 2 e 10) che serve come mezzo di riscaldamento. Il riscaldatore 35 è collegato elettricamente ad una piastra a circuito stampato 37 tramite fili 38, e riscalda la porzione 31 di ricevimento del calore ad una temperatura predeterminata (da circa 90°C a 100°C) quando viene eccitata. La piastra a circuito stampato 37 è fissata per coprire una apertura nella superficie superiore della porzione 31 di ricevimento del calore, ed è collegata elettricamente al circuito di controllo 12. Dopo essere stata adattata nella porzione di ricevimento 36, i l riscaldatore 35 può essere stampato con una resina sintetica 39 per migliorare la conduzione termica alla porzione 31 di ricevimento del calore.

Nove percorsi di flusso del gas da A1 a A9 formati da fori passanti assiali sono ricavati nella porzione cilindrica 31a della porzione 31 di ricevimento del calore per separare l’uno dall’altro nella direzione circonferenziale . Come illustrato nella figura 9, dispositivi di arresto della fiamma da 41a a 40i in metallo sono adattati nei percorsi di flusso del gas da A1 a A9. I dispositivi di arresto della fiamma 40 e i percorsi di flusso del gas da A1 a A9 definiscono uno spazio a prova di esplosione con una intercapedine (d = 0,15 mm) e una profondità (L = 20 mm) predeterminate.

Il percorso di flusso del gas A1 forma uno sfiatatoio nel percorso di flusso per evitare un aumento della pressione interna della custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione. I percorsi di flusso del gas A2 e A3 formano percorsi di flusso del gas di trasporto, e comunicano tra loro tramite un percorso di flusso A11, come illustrato in figura 10. La microvalvola 9 e il sensore di pressione 10 sono disposti nel percorso di flusso A11 . Il percorso di flusso del gas A4 forma un percorso di ingresso dell’aria di strumentazione, ed ha una apertura inferiore collegata ad una sorgente 41 di alimentazione dell'aria di strumentazione attraverso il percorso di flusso dell'aria C1 e una apertura superiore collegata alla valvola a solenoide 8 tramite un percorso di flusso dell’aria C2 . Il percorso di flusso del gas A5 forma un percorso di scarico dell'aria della strumentazione ed ha una apertura superiore collegata alla valvola a solenoide 8 tramite un percorso di flusso dell'aria C3 e una apertura inferiore collegata ad un percorso di flusso dell’aria di sfiato C4. I percorsi di flusso del gas A6 e A7 formano percorsi dell'aria della strumentazione ed hanno aperture superiori col legate alla valvola a Solenoide 8 tramite percorsi di flusso dell'aria C5 e C6 e aperture inferiori col legate ad una valvola selettrice 75 del percorso di flusso (che verrà descritta in seguito) attraverso i percorsi di flusso dell’aria C7 e C8. I percorsi del gas A8 e A9 formano un percorso di ingresso del gas di misura e un percorso di scarico del gas di misura rispettivamente, e comunicano tra loro tramite un percorso di flusso A12.

Come illustrato nella figura 9, una piastra di collettore 42 è fissata alla superficie superiore della porzione cilindrica 31a tramite una guarnizione 43. Una pluralità di fori per viti 44 (figure 3 e 4) in cui devono essere avvitate viti di fissaggio (non illustrate) per fissare la piastra di collettore 42 sono formate nella superficie superiore della porzione cilindrica 31a. Il rivelatore 7 è disposto in una porzione predeterminata della piastra di collettore 42 per essere di fronte al percorso di flusso A 12 . Il rivelatore 7 è collegato elettricamente ad una piastra a circuito stampato 48 tramite fili conduttori 49. Una pluralità di percorsi di flusso comprendenti i percorsi di flusso A11 e A12 e comunicanti rispettivamente con i percorsi di flusso del gas da A1 a A9 sono formati tra la guarnizione 43 e la superficie superiore della porzione cilindrica 31a. Una pluralità di fori per viti 46 (figura 4), in cui devono essere avvitate viti di fissaggio (non illustrate) per fissare una unità analizzatrice 70 (che verrà descritta in seguito), sono formati nella superficie inferiore della porzione cilindrica 31a.

La porzione ad anello 32 del collettore 5 ha una porzione cilindrica 32a sporgente dalle vicinanze della periferia interna della sua porzione superiore integralmente, in modo da adattarsi nella apertura inferiore 3b dell 'involucro 3 ed è fissata alla porzione inferiore dell’involucro 3 con i bulloni 26 (figura 2). La porzione ad anello 32 ha sette aperture di collegamento per il gas da B1 a B7 (figure 3 e 6) che si estendono radialmente (nella direzione radiale) per sboccare nella superficie circonferenziale esterna della porzione ad anello 32 separatamente 1 ’una dall’altra nella direzione ci rconferenziale. Come illustrato nella figura 8, le aperture di collegamento per gas da B1 a B7 sono col legate a tubazioni 47 tramite opportuni attrezzi 50 di collegamento delle tubazioni.

L’apertura di collegamento del gas B1 forma una apertura di ingresso del gas di campione, 1'apertura di collegamento del gas B2 forma una apertura di scarico del gas di campione e l’apertura di collegamento del gas B3 forma una apertura di ingresso del gas di trasporto. L'apertura di collegamento del gas B4 forma una apertura di ingresso dell’aria della strumentazione, l'apertura di collegamento del gas B5 forma una apertura di scarico del gas di strumentazione, l’apertura di collegamento del gas B6 forma una apertura di sfiato e l’apertura di collegamento del gas B7 forma una apertura di scarico del gas di misura per scaricare all’esterno il gas di campione rilevato.

Le aperture di collegamento per gas B3, B4, B5 e B7 corrispondono rispettivamente ai percorsi di flusso del gas A2, A4, A5 e A9, mentre le aperture di collegamento del gas B1, B2 , B3 , B4, B5 e B7 corrispondono rispettivamente alle porzioni di collegamento da 33a a 33f. L’apertura di sfiato B6 sbocca nella porzione punzonata 34e con una estremità interna formata in una scanalatura anulare.

Un percorso di comunicazione 51 con una estremità comunicante con l’apertura di ingresso del gas di campione B1 e l'altra estremità comunicante con un percorso 52 (figure 6 e 8) formate da un foro cieco nella superficie inferiore della porzione cilindrica 31a e definita nella porzione di collegamento 33a. Un percorso di comunicazione 53 con una estremità comunicante con l'apertura 52 di scarico del gas di campione e l'altra estremità comunicante con un percorso 54 (figura 6) formata da un foro cieco nella superficie inferiore della porzione cilindrica 31a è definita nella porzione di collegamento 33b. Un percorso di comunicazione 55 (figure 3 e 5) attraverso cui il percorso A2 di flusso del gas di trasporto e l'apertura di ingresso B3 comunicano tra loro è definita nella porzione di collegamento 33c. Un percorso di comunicazione 56 (figura 3) attraverso cui il percorso A4 dell'ingresso dell’aria di strumentazione e l’apertura B4 comunicano tra loro è definito nella porzione di collegamento 33b. Un percorso di comunicazione 57 attraverso cui il percorso A5 di ingresso dell'aria di strumentazione e l'apertura B5 comunicano tra loro è definito nella porzione di collegamento 33e. Un percorso di comunicazione 58 attraverso cui il percorso A9 di scarico del gas di misura e l’apertura B7 comunicano tra loro è definito nella porzione di collegamento 33e.

Una pluralità di fori 59 di attacco dei bulloni (figura 4) in cui devono essere attaccati i bulloni 26 si estende attraverso la porzione ad anello 32, e una pluralità di fori per viti 61 (figura 7) in cui devono essere avvitati i bulloni 60 (figura 2) per fissare un mezzo di mantenimento della temperatura 90 (che verrà descritto in seguito) sono formati nella superficie inferiore della porzione ad anello 32.

Un isolatore termico 62 è disposto nella intercapedine tra la porzione di ricevimento di calore 31 e la porzione ad anello 32 in modo da soddisfare ad uno standard predeterminato di prova di esplosione. L'isolatore termico 62 è costituito da un elemento di gomma siliconica ad anello 62a che ricopre le porzioni punzonate da 34a a 34f e supportato dalle porzioni di collegamento da 33a a 33f e un elemento di resina siliconica 62a che riempie lo spazio circondato dalla superficie superiore dell’elemento di gomma siliconica 62a, la porzione di ricevimento del calore 31 e la porzione ad anello 32. Quando il riscaldatore 35 riscalda la porzione di ricevimento del calore 31, l’isolatore termico 62 blocca la conduzione di calore dalla porzione di ricevimento del calore 31 alla porzione ad anello 32.

L’unità analizzatrice 70 è fissata ad una superficie inferiore (superficie di alimentazione di calore) 31c della porzione di ricevimento del calore 31 tramite una piastra centrale 71 (figura 9). Guarnizioni 72 e 73 sono rispettivamente interposte tra la porzione di ricevimento del calore 31 e la piastra centrale 71, e tra la piastra centrale 71 e l’unità analizzatrice 70. Come illustrato nelle figure 2 e 10, l'unità analizzatrice 70 è costituita da una valvola selettrice del percorso di flusso 75 e da una colonna 76 avvolta intorno alla valvola selettrice del percorso di flusso 75.

La valvola selettrice del percorso di flusso 75 ha una tubazione di dosaggio 77 e percorsi di flusso da 78a a 781 per un gas di campione SG e per il gas di trasporto CG. La valvola selettrice del percorso di flusso 75 guida il gas di campione SG, insieme con il gas di trasporto CG, al rivelatore 7 attraverso la colonna 76 in misura, e guida il gas di trasporto CG alla colonna 76 e al rivelatore 7 in non-misura. Come valvola selettrice del percorso di flusso 75, viene impiegata una valvola a diaframma nota convenzionalmente azionata pneumaticamente, che viene inserita/disinserita dall’aria di strumentazione , ed è collegata al rivelatore 7 tramite i percorsi di flusso dell’aria C7 e C8. Il percorso di flusso 78a è collegato ad un tubo di alimentazione 80 per il gas di campione SG, e il percorso di flusso 78b è collegato ad un tubo di scarico 81 del gas di campione. Il percorso di flusso 78c è collegato al percorso di flusso A3 del gas di trasporto e il percorso di flusso 781 è collegato al percorso di ingresso A8 del gas di misura.

Quando la valvola selettrice del percorso di flusso 75 è inserita, questa collega i percorsi di flusso 78a e 78b, i percorsi di flusso 78c e 78d, i percorsi di flusso 78e e 78f, i percorsi di flusso 78i e 78j, i percorsi di flusso 78g e 78h, i percorsi di flusso 78k e 781, come indicato dalle linee piene nella figura 10. Quando la valvola selettrice del percorso di flusso 75 è disinserita, questa collega i percorsi di flusso 78a e 78d, i percorsi di flusso 78b e 78e, i percorsi di flusso 78c e 78j, i percorsi di flusso 78i e 78g, i percorsi di flusso 78h e 78k, e i percorsi di flusso 78f e 781, come indicato con le linee tratteggiate nella figura 10.

La colonna 76 è costituita da una prima a una terza colonna collegate in serie da 76a a 76c. Polvere, quale carbone attivo, allumina attivata, setacci molecolari o simili, adatti per separare i componenti del gas di campione SG ed aventi una dimensione di particelle uniformi, riempie la colonna 76 come fase stazionaria. La prima colonna 76a è col legata tra i percorsi di flusso 78f e 78g. La seconda colonna 76b è collegata tra i percorsi di flusso 78i e 78h. La terza colonna 76c è collegata tra i percorsi di flusso 78j e 78k.

Quando la valvola selettrice del percorso di flusso 75 è inserita, il gas di campione SG inviato dal tubo di alimentazione 80 viene scaricato all’esterno tramite il percorso di flusso 78a -percorso di flusso 78b - tubo di scarico del gas di campione 81. Quando la valvola selettrice del percorso di flusso 75 è disinserita, il gas di campione SG viene scaricato all’esterno tramite il percorso di flusso 78a - il percorso di flusso 78d -il tubo dosatore 77 - il percorso di flusso 78e - il percorso di flusso 78b - il tubo di scarico del gas di campione 81.

Quando la valvola selettrice del percorso di flusso 75 è inserita, il gas di trasporto CG inviato dall’apertura di ingresso del gas di trasporto B3 viene scaricato all’esterno del gas-cromatografo tramite il percorso di flusso del gas di trasporto A2 - il percorso di flusso A11 - la microvalvola 9 - il sensore di pressione 10 - il percorso di flusso del gas di trasporto A3 - i1 percorso di flusso 78c - il percorso di flusso 78d - il tubo di dosaggio 77 - il percorso di flusso 78e - il percorso di flusso 78f -la prima colonna 76a - il percorso di flusso 78g - il percorso di flusso 78h - la seconda colonna 76b - il percorso di flusso 78i - il percorso di flusso 78j -la terza colonna 76c - il percorso di flusso 78k - il percorso di flusso 781 - il percorso di ingresso del gas di misura A8 - il percorso di flusso A12 - il rivelatore 7 - il percorso di scarico del gas di misura A9.

Quando la valvola selettrice del percorso di flusso 75 è disinserita, il gas di trasporto CG viene scaricato all’esterno del gas-cromatografo tramite il percorso di flusso del gas di trasporto A2 - il percorso di flusso A11 - la microvalvola 9 -il sensore di pressione 10 - il percorso di flusso del gas di trasporto A3 - i1 percorso di flusso 78c il percorso di flusso 78j - la terza colonna 76c - il percorso di flusso 78k - il percorso di flusso 78h -la seconda colonna 76b - il percorso di flusso 78i -il percorso di flusso 78g - la prima colonna 76a - il percorso di flusso 78f - il percorso di flusso 781 -il percorso di ingresso del gas di misura A8 - i1 percorso di flusso A12 - il rivelatore 7 - il percorso di scarico del gas di misura A9.

Come illustrato nella figura 9, i percorsi 86, 87 e 88, che possono collégare tra loro i percorsi di flusso del gas A3, A6, A7 e A8 e la valvola selettrice del percorso di flusso 75, i percorsi di flusso 78a e 78b e il tubo di alimentazione 80/tubo di scarico del gas di campione 81 l'uno all’altro, e il tubo di dosaggio 77 e i percorsi di flusso 78d e 78e l’uno all'altro, e sono costituiti da una pluralità di fori, sono formati nella piastra centrale 71 e nelle guarnizioni 72 e 73, rispettivamente.

Una camera termostatica 90 che serve come mezzo di mantenimento della temperatura per mantenere la temperatura dell’unità analizzatrice 70 bloccandola dall’aria esterna, è disposta sotto la porzione ad anello 32 del collettore 5, come illustrato nella figura 2. La camera termostatica 90 è costituita da un tubo esterno cilindrico con fondo 91 formato da acciaio inossidabile o simile, e da un tubo interno 92 disposto nel tubo esterno 91. Una flangia 91a è formata integralmente alla apertura superiore del tubo esterno 91 in modo da venire in stretto contatto con la superficie inferiore della porzione ad anello 32 ed è fissata alla porzione ad anello 32 con i bulloni 60. Il tubo interno 92 è fissato alla superficie interna del lato terminale superiore del tubo esterno 91 alla sua apertura superiore mediante saldatura o simile. Una porzione cava 93 tra i tubi esterno ed interno 91 e 92 forma uno spazio termoisolato mantenuto sostanzialmente vuoto, così da eliminare l’influenza negativa di una variazione nella temperatura esterna rispetto alla unità analizzatrice 70.

Con questa disposizione, quando la porzione che riceve il calore 31 del collettore 5 viene riscaldata dal riscaldatore 35, il calore condotto dalla porzione che riceve il calore 31 viene inviato dalla superficie di alimentazione di calore 31c alla unità analizzatrice 70 disposta nella camera termostatica 90 attraverso la guarnizione 72, la piastra centrale 71, e la guarnizione 73. L’unità analizzatrice 70, avendo ricevuto calore dalla porzione di ricevimento del calore 31, viene mantenuta ad una temperatura predeterminata (ad esempio 50°C) entro la camera termostatica 90.

Verrà descritto in riferimento alla figura 10, il funzionamento del gas-cromatografo 1 con la precedente struttura.

Quando la valvola selettrice del percorso di flusso 75 è disinserita (condizioni di non misura), i suoi percorsi di flusso da 78a a 781 vengono mantenuti nella condizfone indicata dalle linee tratteggiate. In questa condizione, il gas di campione SG inviato dal tubo di alimentazione 80 al percorso di flusso 78a viene scaricato all'esterno del gas-cromatografo 1 tramite il percorso di flusso 78d - il tubo di dosaggio 77, il percorso di flusso 78f, il percorso di flusso 78d - il tubo di scarico del gas di campione 81.

A questo punto, il gas di trasporto CG costituito da un gas puro, quale elio (He), azoto (N2) , idrogeno (H2) o simile, inviato dalla apertura di ingresso del gas di trasporto B3 viene scaricato all’esterno del gas-cromatograf o 1 attraverso il percorso di flusso del gas di trasporto A2 - i1 percorso di flusso A11 - la microvalvola 9 - il sensore di pressione 10 - il percorso di flusso del gas di trasporto A3 - il percorso di flusso 78c - il percorso di flusso 78j - la terza colonna 76c - il percorso di flusso 78k - il percorso di flusso 78h -la seconda colonna 76b - il percorso di flusso 78i -il percorso di flusso 78g - la prima colonna 76a - il percorso di flusso 78f - il percorso di flusso 781 -il percorso di ingresso del gas di misura A8 - il percorso di flusso A12 - il rivelatore 7 - il percorso di flusso del gas di misura A9.

Nella misura, la valvola selettrice del percorso di flusso 75 viene inserita per commutare i percorsi di flusso da 78a a 781 dalla condizione indicata dalle linee tratteggiate alla condizione indicata dalle linee piene, in modo che i percorsi di flusso 78a e 78b comunicano tra loro e i percorsi di flusso 78d e 78e comunicano con il tubo di dosaggio 77. Perciò, il gas di campione SG misurato e erogato dal tubo di dosaggio 77 viene emesso dal gas di trasporto CG guidato al tubo di dosaggio 77 tramite il percorso di flusso del gas di trasporto A2 - i1 percorso di flusso A11 - la microvalvola 9 - il sensore di pressione 10 - il percorso di flusso del gas di trasporto A3 - il percorso di flusso 78c - il percorso di flusso 78d, e inviato nella prima colonna 76a tramite il percorso di flusso 78e, il percorso di flusso 78f.

Π gas di campione SG alimentato nella prima colonna 76a viene grossolanamente separato in un gruppo componente di bassa qualità e in un gruppo componente di elevata qualità mediante una fase stazionaria introdotta nella prima colonna 76a. I componenti di bassa e alta qualità separati scorrono attraverso il percorso di flusso 78g - il percorso di flusso 78h - la seconda colonna 76b - il percorso di flusso 78i - il percorso di flusso 78j - la terza colonna 76c, in modo da essere ulteriormente separati in rispettivi componenti dalla seconda e dalla terza colonna 76b e 76c. I componenti del gas rispettivamente separati dalla seconda e dalla terza colonna 76b e 76c vengono inviati al percorso di flusso 78k - al percorso di flusso 781 - al percorso di ingresso del gas di misura A8 - al percorso di flusso A12 e rilevati dal rivelatore 7 in unità di componenti. I segnali di rilevamento vengono trasformati in segnali elettrici. I segnali elettrici convertiti sono proporzionali alla concentrazione dei rispettivi componenti gassosi. Così, vengono effettuati un controllo del processo e una registrazione in forma d’onda a cromatogramma sulla base dei segnali elaborati a forma d’onda dal circuito di controllo 12.

Quando la misura è terminata, la valvola selettrice del percorso di flusso 75 viene portata alla condizione iniziale, e il rivelatore 7 e dalla prima alla terza colonna da 76a a 76c vengono puliti con il gas di trasporto CG.

In questa forma di realizzazione, il riscaldatore 35 è disposto nel collettore 5 che forma la custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione insieme con l’involucro 3, e l’unità analizzatrice 70 è disposta all’esterno del collettore 5 insieme con la camera termostatica 90. L’unità analizzatrice 70 viene riscaldata ad una temperatura predeterminata mediante conduzione termica tramite la porzione 31 di ricevimento del calore riscaldata dal riscaldatore 35. Secondo questa disposizione, non è necessario che l’unità analizzatrice 70 sia disposta nella custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione, e la custodia 2 a prova di esplosione resistente alla pressione, particolarmente l'involucro 3, possono essere resi compatti e leggeri. Poiché l’unità analizzatrice 70 è disposta nella camera termostatica 90, la stessa non viene influenzata negativamente da una variazione della temperatura esterna, e viene impostata e mantenuta in una condizione di temperatura ottima. Come risultato, è possibile migliorare la precisione della misura.

Poiché le aperture di collegamento del gas da B1 a B7 sono formate radialmente nella porzione ad anello 32 del collettore 5, gli attrezzi di collegamento dei tubi 50 dei tubi adiacenti 47 possono essere fissati e staccati più facilmente che non nel caso in cui le aperture di collegamento del gas dal B1 a B7 sono formate nella superficie inferiore del collettore 5. Più in particolare, poiché le aperture di collegamento del gas da B1 a B7 sono formate radialmente nella superficie circonferenziale esterna della porzione ad anello 32, tanto più distanti dal centro del collettore 5, tanto maggiore è la distanza tra gli attrezzi di collegamento 50 dei tubi adiacenti. Perciò, quando gli attrezzi di collegamento dei tubi 50 devono essere fissati e staccati con un attrezzo, quale una chiave, l’attrezzo interferisce meno con gli attrezzi 50 che collegano un tubo adiacente, e gli attrezzi di collegamento dei tubi 50 possono essere attaccati e staccati facilmente.

Poiché i percorsi di comunicazione 55, 56, 57 e 58 per collegare i percorsi di flusso del gas A2, A4, A5 e A9 e le aperture di collegamento del gas B3, B4, B5 e B7 l 'una con l’altra sono formate nelle porzioni di collegamento 33c, 33d, 33e e 33f del collettore 5, i percorsi di flusso del gas A2, A4, A5 e A9 e le aperture di collegamento del gas B3, B4, B5 e B7 non è necessario che siano collegate 1'una all'altra tramite elementi separati, quali tubi. Inoltre, le temperature dei percorsi di comunicazione 55, 56, 57 e 58 possono essere impostate sostanzialmente uguali alle temperature intèrne delle porzioni di collegamento 33c, 33b, 33e e 33f. Come risultato, la oscillazione di temperatura del gas può essere ridotta e le aree in sezione delle porzioni di collegamento possono essere diminuite, cosicché si può aumentare 1'effetto di isolamento termico.

La forma di realizzazione descritta sopra esemplifica un gas-cromatografo per un processo. Tuttavia, la presente invenzione non è limitata affatto a ciò, ma può essere applicata ad un apparecchio a prova di esplosione con un mezzo di riscaldamento e il proprio traguardo di riscaldamento. La colonna è costituita da tre colonne, cioè dalla prima alla terza colonna da 76a a 76c. Tuttavia, la presente invenzione non è limitata a ciò, e a seconda del gas di misura, si possono impiegare due colonne.

Nella forma di realizzazione precedente, 1‘intercapedine d e la profondità L dello spazio a prova di esplosione possono avere un qualsiasi valore se la fiamma non sfugge all’esterno, e vengono scelte dai valori di misura o da valori standard a prova di esplosione.

Come è stato descritto precedentemente, secondo la presente invenzione, il traguardo di riscaldamento è disposto all’esterno della custodia a prova di esplosione resistente alla pressione, in modo che questa viene riscaldata mediante conduzione termica attraverso la custodia a prova di esplosione resistente alla pressione. Quindi, la custodia a prova di esplosione resistente alla pressione può essere formata compatta e leggera in modo da ridurre il costo di produzione dell’apparecchio.

Poiché l’unità analizzatrìce è disposta all’esterno del collettore insieme con il mezzo di mantenimento del calore ed è riscaldata per conduzione termica tramite il collettore, è possibile ridurre la dimensione e il costo della custodia a prova di esplosione resistente alla pressione.

Poiché l’isolatore termico basato sullo standard a prova di esplosione è interposto nell'intercapedine tra la porzione di ricevimento del calore e la porzione ad anello, anche se si verifica una esplosione nella custodia a prova di esplosione resistente alla pressione, si può evitare che la fiamma sfugga all’esterno. La conduzione termica tra la porzione di ricevimento del calore e la porzione ad anello viene evitata, cosicché l'unità anal izzatrice può essere riscaldata sufficientemente.

Poiché la porzione cava tra i tubi interno ed esterno forma uno spazio di isolamento termico sostanzialmente vuoto, l’unità analizzatrice non viene influenzata negativamente dalla temperatura dell'aria esterna e può essere mantenuta ad una temperatura costante .

Poiché la pluralità di aperture di collegamento del gas sono formate radialmente, quanto più distanti dal centro del collettore, tanto maggiore è la distanza tra gli attrezzi di collegamento dei tubi adiacenti, cosicché gli attrezzi di collegamento dei tubi possono essere fissati e staccati facilmente.

Poiché i percorsi di comunicazione attraverso cui i corrispondenti percorsi di flusso del gas e le aperture di collegamento del gas comunicano tra loro sono formati nelle rispettive porzioni di collegamento del collettore, le temperature dei persorsi di comunicazione possono essere impostate vicine alle temperature interne delle porzioni di collegamento, e è possibile ridurre l’oscillazione di temperatura del gas. Inoltre, le zone in sezione nelle porzioni di collegamento possono essere diminuite per aumentare l’effetto di isolamento termico.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Apparecchio a prova di esplosione caratterizzato dal fatto di comprendere: una custodia (2) a prova di esplosione resistente alla pressione, mezzi di riscaldamento (35) disposti in detta custodia a prova di esplosione resistente alla pressione , un elemento di conduzione del calore (5) riscaldato da detto mezzo» di riscaldamento in detta custodia a prova di esplosione resistente alla pressione e adatto a fornire calore da detto mezzo di riscaldamento all'esterno di detta custodia a prova di esplosione resistente alla pressione mediante conduzione termica, e un traguardo di riscaldamento (70) disposto all’esterno di detta custodia a prova di esplosione resistente alla pressione in contatto con detto elemento di conduzione e riscaldato dal calore fornito da detto elemento di conduzione del calore. 2. - Apparecchio secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di conduzione del calore comprende : una porzione di ricevimento del calore (31) disposta in detta custodia a prova di esplosione resistente al calore e adatta a ricevere calore da detto mezzo di riscaldamento, e una porzione di alimentazione del calore (31c) rivolta verso l’esterno di detta custodia a prova di esplosione resistente alla pressione e adatta a venire in contatto superficiale con detto traguardo di riscaldamento per fornire calore condotto da detta porzione di ricevimento del calore a detto traguardo di riscaldamento. 3. - Gas-cromatografo caratterizzato dal fatto che comprende: una custodia (2) a prova di esplosione resistente alla pressione costituita da almeno un involucro (3) con una apertura (3b) e un collettore (5) fissato a detta apertura di detto involucro, detto collettore avendo una pluralità di percorsi di flusso del gas (A1-A9), una unità analizzatrice (70) avente una valvola selettrice del percorso di flusso (75) e adatta a venire in contatto superficiale con una superficie esterna di detto collettore per commutare i percorsi di flusso di un gas introdotto, e una colonna (76a-76c) per separare un componente del gas introdotto, mezzi di riscaldamento (35) disposti in detta custodia a prova di esplosione resistente alla pressione, per riscaldare una superficie interna di detto collettore, così da fornire calore a detta unità analizzatrice tramite detto collettore, e un mezzo di mantenimento della temperatura (90) disposto all’esterno di detta custodia a prova di esplosione resistente alla pressione, per mantenere la temperatura di detta unità analizzatrice. 4. - Gas-cromatografo secondo la rivendicazione 3, in cui detto collettore comprende: una porzione di ricevimento del calore (31) per ricevere calore da detto mezzo di riscaldamento, una porzione ad anello (32) con una porzione cilindrica (3a) che circonda detta porzione di ricevimento del calore e atta ad adattarsi in dette aperture di detto involucro, e una superficie circonferenziale esterna in cui sboccano detti percorsi di flusso di detto collettore, una pluralità di porzioni di collegamento (33a-33f) per collegare detta porzione ad anello e detta porzione di ricevimento del calore l’una all’altra, e un isolatore termico (62) disposto tra detta porzione di ricevimento del calore e detta porzione ad anello e atto a bloccare la conduzione di calore da detta porzione di ricevimento del calore a detta porzione ad anello. 5 Gas- cromatografo secondo la rivendicazione 4, in cui detto mezzo di riscaldamento comprende un riscaldatore, detta porzione di ricevimento del calore è formata da una porzione cilindrica a parete spessa (31a) e da una porzione a lastra di base (31b) in modo da avere una forma a coppa, e detto riscaldatore è disposto in contatto con una superficie interna di detta porzione di ricevimento del calore. 6. - Gas-cromatografo secondo la rivendicazione 5, in cui detti percorsi di flusso del gas di detto collettore sono formati in detta porzione cilindrica di detta porzione di ricevimento del calore, e detta porzione ad anello ha aperture di collegamento per gas (B1-B5, B7) di detti percorsi di flusso del gas ciascuno con una estremità che sbocca in una superficie c irconf erenz iale esterna dello stesso e formati radialmente in modo da corrispondere a dette porzioni di collegamento. 7. - Gas-cromatografo secondo la rivendicazione 6, in cui dette porzioni di collegamento hanno percorsi di comunicazione (51, 53, 55-58) per collegare detti percorsi di fiusso del gas di detto collettore all’altra estremi tà di una corrispondenti, di dette aperture di collegamento del gas. 8. - Gas-cromatografo secondo la rivendicazione 3, in cui detto mezzo di man tenimen to della temperatura comprende una camera termostatica per contenere detta unità analizzatrice e per mantenere detto analizzatore ad una temperatura costante. 9. - Gas-cromatografo secondo la rivendicazione 8, in cui detta camera termostatica comprende un tubo interno (92) per contenere detta unità analizzatrice, un tubo esterno (91) per contenere detto tubo interno , e una porzione cava sostanzialmente vuota (93) formata tra detti tubi interno ed esterno.