JPH10507270A - 流体サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液圧式管継ぎ手（２０）を備えた密閉容器（１２）から正確な量の流体をサンプリングする際に使用するための流体サンプリング装置（１０）であり、管継ぎ手に流体サンプリング装置を接続することができる。この装置（１０）は、空気流路（４８）の下端（５０）に開いている内部的に密封可能な頂部開口（３３）と、流体流路（２６）の頂端に開いている底部開口（３８）とを備えた流体サンプリング・フロート・チャンバ（２８）を有する。この流体サンプリング・フロート・チャンバ（２８）内には浮動ボール（３０）が設置してあり、この浮動ボールは頂部開口（３３）を密閉できるような寸法となっている。ベンチュリ（５４）を通る空気の流れに応答して空気を空気流路（４８）を通して流体サンプリング・フロート・チャンバ（２８）から吸い出す真空発生手段が、フロート・チャンバ（２８）の頂部開口（３３）の上方に設置してある。ベンチュリ（５４）の下流側には、ベンチュリ（５４）を通る空気流の方向を制御する空気弁（６２）が設置してある。

Description

【発明の詳細な説明】 流体サンプリング装置 従来技術の状態 流体供給源における正確な深さのところで正確な量のサンプル流体を採取する ことは、石油炭鉱、潤滑油処理を含む多くの産業ならびに化学、食品産業では、 汚染物の存在を調べ、流体の物理的特性を検知するのに流体の品質を識別するた めに重要である。 Petersの米国特許第4,271,704号が、油井で流体のサンプルを採取するための 流体サンプラを開示している。ここでは、１つのチャンバが浮動ボールで加圧さ れ、この浮動ボールがチャンバの頂端を密閉する。装置は油井内に下ろされる。 油井内の静水圧がチャンバ内の圧力を超えると、オイルがチャンバを満たし、浮 動ボールが頂部に向かって浮動し、チャンバを再び満たし、その結果、それ以上 のオイルが装置に入らないようになっている。Davidowicz等の米国特許第4,271, 704号が、２つのボール（一方は浮動し、他方は浮動しない）を備えたチャンバ を有する流体サンプリング装置を開示している。フロート・チャンバを加圧、減 圧することによって、正確な量の流体サンプルを得ることができる。Liegel等の 米国特許第4,715,789号が、作動油を制御するための弁組立体を開示している。 この弁組立体はボールとスプリング を利用するが、浮動ボールは使用しない。 これらの装置は未密閉容器からサンプルを得るには適しているかもしれないが 、密閉圧力容器の内容物が外気や塵埃で汚染されないように特に密閉圧力容器に 迅速に取り付けたり、取り外したりし得るようにはなっていない。したがって、 密閉容器から流体サンプルを採取する装置の要求がまだある。 発明の簡単な説明 本発明は、管継ぎ手を備えた密閉容器から正確な量の流体をサンプリングする ことができ流体サンプリング装置であって、管継ぎ手に接続できるようになって いる流体サンプリング装置において、 内部的に密封可能な頂部開口であり、空気流路の下端に開いている頂部開口と 、流体流路の上端に開いている底部開口とを備えた流体サンプリング・フロート ・チャンバと、 この流体サンプリング・フロート・チャンバ内に設置してあり、頂部開口上に 密封状態で着座できるような寸法となっている浮動ボールと、 ベンチュリを流れる空気流に応答して、流体サンプリング・チャンバからその 頂部開口の上方に位置する空気流路を通して空気を吸い出す真空発生手段と、 前記ベンチュリの下流側に設置してあり、ベンチュリを通る空気流の方向を制 御する空気弁と、 流体流路の下端に接続してあり、密閉容器の管継ぎ手 に接続されたときに開き、管継ぎ手から外されたときに閉じるカップラと、 このカップラ上方で流体流路に開いており、圧力逃がし弁に接続しているドレ ン管路と を包含し、 この流体サンプリング装置の使用時に、カップラが密閉容器の管継ぎ手に接続 され、それによって、密閉容器から流体サンプリング・フロート・チャンバへの 通路を開き、空気流がベンチュリおよび空気弁を通って流れて流体サンプリング ・フロートに真空を作用させ、浮動ボールが頂部開口と密封接触するように浮動 するまで流体を密閉容器からチャンバに流入させ、装置を密閉容器から外したと きにカップラを通る流体の流れを遮断し、空気弁が閉じて流体サンプリング・フ ロート・チャンバ内へ空気流を送り込んでサンプリングした流体を圧力逃がし弁 およびドレン管路を通して流体サンプリング・フロート・チャンバから追い出す ようにしたことを特徴とする流体サンプリング装置を提供する。 本発明は、さらに、管継ぎ手を備えた密閉容器から正確な量の流体をサンプリ ングすることができ流体サンプリング装置であって、管継ぎ手に接続できるよう になっている流体サンプリング装置において、 頂部開口および底部開口を備え、内部に浮動ボールを設置してあり、この浮動 ボールが頂部開口に密閉状態で着座できる流体サンプリング・フロート・チャン バと、 空気入口および空気出口を備えた空気チューブを有し、この空気チューブが フロート・チャンバの頂部開口と連通している真空発生ベンチュリと、 空気出口の下流側に設置した空気弁と、 フロート・チャンバの底部開口の下方に位置し、密閉容器に接続できるよう になっているカップラであり、密閉容器に接続したときに開き、密閉容器から外 したときに閉じるカップラと、 底部開口とカップラの間にあり、流体を流体サンプリング・フロート・チャ ンバから排出させる圧力逃がし弁とを包含し、装置の使用時に、加圧流体がベン チュリの空気チューブを通って流れてフロート・チャンバ内の空気圧力を低下さ せ、浮動ボールがフロート・チャンバの頂部開口と密閉接触するように流体内で 浮動するまでサンプリングしようとしている流体を吸引し、その後、装置を密閉 容器から外したときにカップラが閉じ、その後、空気弁が閉じ、空気を直接フロ ート・チャンバ内へ流入させ、それが流体を圧力逃がし弁を通してフロート・チ ャンバから追い出すようになっていることを特徴とする流体サンプリング装置を 提供する。 本発明は、またさらに、密閉容器から正確な量の流体をサンプリングするのに 使用するための流体サンプリング装置であって、 頂部開口および底部開口を備え、内部に浮動ボールが設置してある流体サンプ リング・フロート・チャンバと、 この流体サンプリング・フロート・チャンバの頂部開口に接続したベンチュリ と、 流体サンプリング・フロート・チャンバの底部開口と流体連絡する圧力逃がし 弁と、 ベンチュリの下流側に設置してあり、（ａ）ベンチュリを通して流体サンプリ ング・フロート・チャンバから空気を吸引して、浮動ボールがフロート・チャン バの頂部開口を密封するまでフロート・チャンバにサンプリングしようとしてい る流体を吸い上げさせ、充填させるように、そして、（ｂ）圧力逃がし弁を通し てフロート・チャンバ内の流体を追い出すように空気流を選択的に方向づける空 気弁と を包含することを特徴とする流体サンプリング装置を提供する。 図面の詳細な説明 第１図は、本発明の流体サンプルおよびサンプルを取り出すようになっている シリンダを示す展開、部分断面図である。 第２図は、シリンダに接続した流体サンプラの側面図であり、流体を集めつつ あるときのサンプリング流体を示す図である。 第３図は、正確な量のサンプリング流体を充填した流体サンプラの側面図であ る。 第４図は、圧力逃がし弁を通して排出される流体サンプルを示す流体サンプラ の側面図である。 第５図は、全部の流体サンプルを流体サンプラから流体サンプル収集容器に排 出させた後の流体サンプラの側面図である。 発明の詳細な説明 第１図を参照すると、ここには、流体サンプラ１０および流体１４を満たした シリンダ１２が示してある。吸引チューブ１６がシリンダ１２の底部１８付近か らシリンダ１２の頂部２２のところにある管継ぎ手２０まで延びている。流体１ ４のサンプルがシリンダ１６から吸い上げられるのはこの吸引チューブ１６を通 してである。また、流体１４をシリンダ１４から取り出すのもこの吸引チューブ １６を通してである。 流体サンプラ装置１０は管継ぎ手２０と係合できるカップラ２４を有する。主 流路２６がカップラ２４をフロート・チャンバ２８に接続している。フロート・ チャンバ２８はその中に浮動ボール３０を収容している。フロート・チャンバ２ ８およびそれに接続する流路の自由体積は既知であり、したがって、正確な量の サンプリング流体を得ることができる。 フロート・チャンバ２８は、密閉用シート３２と、上端３４のところにある開 口３３と、下端３８のところにあるブロック手段３６とを有し、このブロック手 段は浮動ボール３０がフロート・チャンバ２８の下端３８を密閉するのを防いで いる。これにより、流体の流れが阻止されることがない。浮動ボール３０は、プ ラスチック材 料で作られているか、中空のアルミニウム・ボールであるとよく、サンプリング のために集められる流体に浮くように設計する。特に、浮動ボール３０の重量は それが排除する流体の体積の重量よりも小さくする。浮動ボール３０は、フロー ト・チャンバ２８内を自由に動けるが、密閉用シート３２に流体的に緊密に着座 できるような寸法となっている。側部流路４０が主流路２６と接続しており、ま た、圧力逃がし弁４２とも接続している。この圧力逃がし弁４２は、圧力が加え られたときにそこから流体を流出させるようになっている。流体ドレン管路４４ が圧力逃がし弁４２に接続している。フロート・チャンバの壁あるいは一部（図 示せず）が透明材料で作ってあり、装置がサンプリング流体でいっぱいになった ときにユーザにわかるようになっていると好ましい。 排気流路４８がその下端５０のところでフロート・チャンバ２８の上端と連通 している。排気流路４８の上端５２は真空発生装置、即ち、圧縮空気供給源（図 示せず）に接続したベンチュリ５４と連通している。このベンチュリ５４は空気 流開口５８と下流側空気流出口６０とを備えたベンチュリ流路５６を有する。排 気流路４８の上端５２がベンチュリ流路５６に接続している。ハンドル６４を備 えたボールコック弁（または他の弁）６２が下流側空気流出口６０に設けてあり 、これは、空気流がベンチュリ流路５６を直接流れるか、あるいは、排気流路４ ８を通って下流へ流れ、フロート・チャンバ２８内に 流入し、圧力逃がし弁４２を通って排出するかを制御する。吸引チューブまたは 吸引ホース６６がボールコック弁６２に接続してあると好ましい。この吸引チュ ーブは空気流を所望に部位へ向けるのに使用され、浮動ボール３０が密閉用シー ト３２上に流体的に緊密に着座しない場合に偶発的に排出される可能性のある流 体を運び去るようになっている。 カップラ２４は普通の設計のものであり、これはシリンダ１２の管継ぎ手２０ と連結したときにのみ開き、管継ぎ手２０から外したときには閉じるようになっ ている。本願の発明者は、液圧式カップラおよび管継ぎ手が、非常に良好に作動 し、容易に入手でき、コストが低く、信頼性があることを見出した。接続時に開 き、分離時に閉じる他のタイプの急速接続ドライ・ブレイク式管継ぎ手も使用で きる。あるいは、フロート・チャンバ内に流体を流入させるのみで流出は許さな い普通の一方向チェックバルブを主流路２６の下流側に設置してもよいし、任意 スタイルのコネクタ（図示せず）と一緒に使用してもよい。 第２図を参照して、流体サンプラ１０は、液圧式カップラ２４によってシリン ダ１２上の液圧式管継ぎ手２０に取り付けた状態で示してあり、このとき、ボー ルコック弁６２は開いている。こうして、加圧空気または他のガスがベンチュリ 流路５６を通って流れ、ボールコック弁６２から流出し、フロート・チャンバ２ ８から空気を 吸引してそこに低圧ゾーンを創り出すように作用する。シリンダ１２内の流体１ ４は吸引チューブ１６を流れ、フロート・チャンバ２８内に流入するようになっ ている。フロート・チャンバ２８内の流体１４の液面の上昇で浮動ボール３０が 浮上し、フロート・チャンバ２８の上端３４のところで密閉用シート３２に着座 することになる。それによって、開口３３を通る流体の流れを遮断することがで きる。この位置で、流体１４はフロート・チャンバ２８から吸い出され得ず、ベ ンチュリ流路５６と連通する排気流路４８に流入する。第３図は所定量のサンプ リング流体１４で満たされたフロート・チャンバ２８を示している。 第４図を参照して、ここではボールコック弁６２がまだ開いており（図示せず ）、流体サンプラ装置１０が、まず、液圧式カップラ２４をシリンダ１２の液圧 式管継ぎ手２０から分離することによってシリンダ１２から外される。これは液 圧式カップラ２４を通ってフロート・チャンバ・ボール２８から流出する可能性 のある流体の流れを遮断する。ボールコック・ハンドル６４を次に回転させてボ ールコック弁６２を通る空気流を遮断する。次いで、加圧空気（もはやボールコ ック弁６２を通って移動することができない）は、排気流路４８を通ってフロー ト・チャンバ２８に流入することになる。これはそこに収容されたサンプリング 流体１４に圧力を加え、それを加圧し、圧力逃がし弁４２を作動させ、サンプリ ン グ流体が側部流路４０を通り、圧力逃がし弁４２を通ってフロート・チャンバ２ ８から排出させられ、流体ドレン管路４４を出て流体サンプラ容器６８内に流入 することになる。このことは第４図，第５図に最も良く示してある。流体サンプ ラ装置が液圧式カップラ２４の代わりにあるいはそれと一緒に一方向弁を備えて いる場合、流体サンプラ装置１０は、サンプリング流体をフロート・チャンバ２ ８（図示せず）から排出させる前に密閉シリンダ１２から分離する必要はない。 こうして、集められた流体サンプルは正確に所定量であり、分析や汚染物検出 のために理想的である。 こうして、この流体収集装置１０は、シリンダの内容物を汚染しない方法で正 確な所定量のサンプル流体を集めることのできる理想的な装置を提供する。たと えば、ただ１つの流体サンプリング装置１０を用いて複数のシリンダから共通の 流体収集容器６８にサンプルを引き出すことができる。次いで、このように一緒 に集められた流体に分析を実施することができる。流体がかたまって流れる場合 、個々のシリンダについてさらにテストすることは不要である。流体の混合物が 基準に満たない場合、個々のサンプラあるいはサンプラ・グループからの流体に ついてさらにテストすればよい。 図面および上記の説明は本発明の構造の細部および操作法に関して本発明の唯 一の形態を表すことを意図したものではない。実際には、発明の精神、範囲から 逸脱す ることなく変更、修正をなし得ることは当業者には自明のことであろう。形態な らびに部分の釣り合いの変更と共に均等物での代替も、周囲状況に応じてあるい は便利であるならば、考えられる。特別な用語を使用してきたが、それらの用語 は包括的な説明の意味でのみ使用したのであり、限定の目的で使用したのではな い。本発明の範囲は以下の請求の範囲に記載されている通りである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 管継ぎ手を備えた密閉容器から正確な量の流体をサンプリングするこ とができ流体サンプリング装置であって、管継ぎ手に接続できるようになってい る流体サンプリング装置において、 内部的に密封可能な頂部開口であり、空気流路の下端に開いている頂部開口と 、流体流路の上端に開いている底部開口とを備えた流体サンプリング・フロート ・チャンバと、 この流体サンプリング・フロート・チャンバ内に設置してあり、頂部開口上に 密封状態で着座できるような寸法となっている浮動ボールと、 ベンチュリを流れる空気流に応答して、流体サンプリング・チャンバからその 頂部開口の上方に位置する空気流路を通して空気を吸い出す真空発生手段と、 前記ベンチュリの下流側に設置してあり、ベンチュリを通る空気流の方向を制 御する空気弁と、 流体流路の下端に接続してあり、密閉容器の管継ぎ手に接続されたときに開き 、管継ぎ手から外されたときに閉じるカップラと、 このカップラ上方で流体流路に開いており、圧力逃がし弁に接続しているドレ ン管路と を包含し、 この流体サンプリング装置の使用時に、カップラが密閉容器の管継ぎ手に接 続され、それによって、密閉容 器から流体サンプリング・フロート・チャンバへの通路を開き、空気流がベンチ ュリおよび空気弁を通って流れて流体サンプリング・フロートに真空を作用させ 、浮動ボールが頂部開口と密封接触するように浮動するまで流体を密閉容器から チャンバに流入させ、装置を密閉容器から外したときにカップラを通る流体の流 れを遮断し、空気弁が閉じて流体サンプリング・フロート・チャンバ内へ空気流 を送り込んでサンプリングした流体を圧力逃がし弁およびドレン管路を通して流 体サンプリング・フロート・チャンバから追い出すようにしたことを特徴とする 流体サンプリング装置。 ２． 請求の範囲第１項記載の流体サンプリング装置において、流体サンプ リング・チャンバの少なくとも一部がシースルー壁を有し、フロート・チャンバ の内部を目視点検できるようになっていることを特徴とする流体サンプリング装 置。 ３． 請求の範囲第１項記載の流体サンプリング装置において、さらに、圧 力逃がし弁の下流側にあってサンプリング流体を装置から流出させるドレン・チ ューブを包含することを特徴とする流体サンプリング装置。 ４． 請求の範囲第１項記載の流体サンプリング装置において、圧力逃がし 弁が、空気弁が閉じたときに、流体サンプリング・フロート・チャンバを通る空 気圧力よりも低い圧力で起動して開くようになっていることを特徴とする流体サ ンプリング装置。 ５． 請求の範囲第１項記載の流体サンプリング装置において、浮動ボール が中空のアルミニウム・ボールであることを特徴とする流体サンプリング装置。 ６． 請求の範囲第１項記載の流体サンプリング装置において、さらに、流 体サンプリング・フロート・チャンバからのサンプリング流体を集める流体サン プル収集容器を包含することを特徴とする流体サンプリング装置。 ７． 請求の範囲第１項記載の流体サンプリング装置において、密閉容器の 管継ぎ手と流体サンプリング装置のカップラがドライ・ブレイク式であることを 特徴とする流体サンプリング装置。 ８． 管継ぎ手を備えた密閉容器から正確な量の流体をサンプリングするこ とができ流体サンプリング装置であって、管継ぎ手に接続できるようになってい る流体サンプリング装置において、 頂部開口および底部開口を備え、内部に浮動ボールを設置してあり、この浮 動ボールが頂部開口に密閉状態で着座できる流体サンプリング・フロート・チャ ンバと、 空気入口および空気出口を備えた空気チューブを有し、この空気チューブが フロート・チャンバの頂部開口と連通している真空発生ベンチュリと、 空気出口の下流側に設置した空気弁と、 フロート・チャンバの底部開口の下方に位置し、密閉容器に接続できるよう になっているカップラであり、 密閉容器に接続したときに開き、密閉容器から外したときに閉じるカップラと、 底部開口とカップラの間にあり、流体を流体サンプリング・フロート・チャ ンバから排出させる圧力逃がし弁とを包含し、装置の使用時に、加圧流体がベン チュリの空気チューブを通って流れてフロート・チャンバ内の空気圧力を低下さ せ、浮動ボールがフロート・チャンバの頂部開口と密閉接触するように流体内で 浮動するまでサンプリングしようとしている流体を吸引し、その後、装置を密閉 容器から外したときにカップラが閉じ、その後、空気弁が閉じ、空気を直接フロ ート・チャンバ内へ流入させ、それが流体を圧力逃がし弁を通してフロート・チ ャンバから追い出すようになっていることを特徴とする流体サンプリング装置。 ９． 請求の範囲第８項記載の流体サンプリング装置において、流体サンプ リング・チャンバの少なくとも一部がシースルー壁を有し、フロート・チャンバ の内部を目視点検できるようになっていることを特徴とする流体サンプリング装 置。 １０． 請求の範囲第８項記載の流体サンプリング装置において、さらに、圧 力逃がし弁の下流側にあってサンプリング流体を装置から流出させるドレン・チ ューブを包含することを特徴とする流体サンプリング装置。 １１． 請求の範囲第８項記載の流体サンプリング装置において、圧力逃がし 弁が、空気弁が閉じたときに、 流体サンプリング・フロート・チャンバを通る空気圧力よりも低い圧力で起動し て開くようになっていることを特徴とする流体サンプリング装置。 １２． 請求の範囲第１項記載の流体サンプリング装置において、浮動ボール が中空のアルミニウム・ボールであることを特徴とする流体サンプリング装置。 １３． 請求の範囲第８項記載の流体サンプリング装置において、さらに、流 体サンプリング・フロート・チャンバからのサンプリング流体を集める流体サン プル収集容器を包含することを特徴とする流体サンプリング装置。 １４． 請求の範囲第８項記載の流体サンプリング装置において、密閉容器の 管継ぎ手と流体サンプリング装置のカップラがドライ・ブレイク式であることを 特徴とする流体サンプリング装置。 １５． 密閉容器から正確な量の流体をサンプリングするのに使用するための 流体サンプリング装置であって、 頂部開口および底部開口を備え、内部に浮動ボールが設置してある流体サンプ リング・フロート・チャンバと、 この流体サンプリング・フロート・チャンバの頂部開口に接続したベンチュリ と、 流体サンプリング・フロート・チャンバの底部開口と流体連絡する圧力逃がし 弁と、 ベンチュリの下流側に設置してあり、（ａ）ベンチュリを通して流体サンプリ ング・フロート・チャンバから 空気を吸引して、浮動ボールがフロート・チャンバの頂部開口を密封するまでフ ロート・チャンバにサンプリングしようとしている流体を吸い上げさせ、充填さ せるように、そして、（ｂ）圧力逃がし弁を通してフロート・チャンバ内の流体 を追い出すように空気流を選択的に方向づける空気弁と を包含することを特徴とする流体サンプリング装置。 １６． 請求の範囲第１５項記載の流体サンプリング装置において、流体サン プリング・チャンバの少なくとも一部がシースルー壁を有し、フロート・チャン バの内部を目視点検できるようになっていることを特徴とする流体サンプリング 装置。 １７． 請求の範囲第８項記載の流体サンプリング装置において、さらに、圧 力逃がし弁の下流側にあってサンプリング流体を装置から流出させるドレン・チ ューブを包含することを特徴とする流体サンプリング装置。 １８． 請求の範囲第８項記載の流体サンプリング装置において、圧力逃がし 弁が、空気弁が閉じたときに、流体サンプリング・フロート・チャンバを通る空 気圧力よりも低い圧力で起動して開くようになっていることを特徴とする流体サ ンプリング装置。 １９． 請求の範囲第１５項記載の流体サンプリング装置において、密閉容器 の管継ぎ手と流体サンプリング装置のカップラがドライ・ブレイク式であること を特徴とする流体サンプリング装置。