KR0177373B1 - 시료 채취 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파라자일렌을 산화시켜 테레프탈산을 제조하는 공정에서 제품의 순도를 측정하기 위한 방법에 관하여 기재하고 있다. 이는, 화학 반응의 결과 생성된 제품을 사일러로 유동시키는 분체 유동관으로부터 소정 부피의 시료를 포집할 수 있도록 제1개폐 수단이 구비된 제1분기관을 통하여 상기 분체 유동관에 연결된 시료 포집기와, 제2개폐 수단이 구비된 제2분기관을 통하여 상기 시료 포집기에 연결되어서 상기 시료 포집기로부터 공급되는 시료를 채취하는 시료 채취 수단과, 상기 제2분기관으로부터 분기되어 있는 제3분기관을 통하여 상기 시료 포집기와 연결되고 시료의 유동 상태를 확인할 수 있는 시료 유동 확인 수단과, 상기 시료 유동 확인 수단 및 시료 채취 수단은 각각 제4분기관 및 제5개폐 수단이 구비된 제5분기관을 통하여 상기 분체유동관에 연결되고, 상기 시료 채취 수단은 상기 제2분기관과 제5분기관이 연결될 수 있는 제1수직관통구 및 상기 제1수직관통구에 평행한 상태로 형성된 제2수직관통구와, 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구에 직각 방향으로 형성된 제1수평관통홈 및 제2수평관통홈과, 제1구동 수단의 작동에 의하여 상기 제1수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 소정 부피의 채취홈이 형성된 제1피스톤과, 제2구동 수단의 작동에 의하여 상기 제2수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구를 선택적으로 개폐시킬 수 있는 개구부가 형성된 제2피스톤으로 이루어진다. 따라서, 본 발명에 따르면, 파라자일렌을 산화시킴으로서 제조되는 테레프탈산 제품의 품질 상태를 점검하기 위하여 투과율 측정 방법을 사용할 때 채취되는 테레프탈산 시료의 양을 정확하고 일정하게 유지시킴으로서 투과율 측정 방법을 효과적으로 수행하며 그 결과 테레프탈산 제품의 품질 상태를 효과적으로 점검할 수 있다.

Description

시료 채취 장치
본 발명은 빛의 투과율 측정 방식에 의하여 파라자일렌을 산화시킴으로서 제조되는 테레프탈산의 순도를 측정할 수 장치에 관한 것으로, 특히 순도를 측정하고자 하는 테레프탈산 제품의 시료를 정량적으로 채취할 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 파라자일렌을 산화시킴으로서 제조되는 테레프탈산의 품질을 파악하기 위하여 상기 테레프탈산의 순도를 측정한다. 이때, 상기 테레프탈산의 순도는 빛의 투과율을 측정함으로서 분석된다. 즉, 테레프 탈산의 순도를 측정하는 투과울의 분석 방식은 시료를 채취하는 단계와, 채취된 시료를 분석하는 단계로 이루어지고 상기 분석 단계는 A/T 340 방식에 의하여 수행된다. 예를 들면, 테레프탈산의 소정량을 채취한 후 채취된 테레프탈산을 암모니아 등과 같은 알카리 용액에 용해시키며 이 후에 용해된 용액에 빛을 투과시켜서 테레프탈산의 순도를 분석하게 된다.
그러나, 종래 일실시예에 따르면, 상기된 바와 같이 테레프탈산의 순도를 측정하는 공정은 수작업으로 실시된다. 따라서 상대적으로 많은 인력이 소요되고 또한 정확한 양의 시료 채취가 어려운 문제점이 야기된다. 따라서, 이러한 문제점을 해소시키기 위하여 채취된 시료를 분석하는 공정에 자동화설비를 설치하였다. 비록 자동화설비에 의하여 시료의 분석이 정확하게 수행될 수 있었지만 시료의 채취 공정은 여전히 수작업으로 이루어지므로 이를 개선시키는 방안이 요구되었다
따라서, 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 본 발명의 기술적 과제는 테레프탈산 품질의 상태를 점검하기 위하여 사용되는 빛의 투과율 분석을 용이하게 수행할 수 있도록 테레프탈산 시료의 정량적 채취를 수행할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 테레프탈산 시료를 정량적으로 채취하기 위한 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 시료 채취 장치의 시료 채취 수단에 테레프탈산 시료가 충진된 것을 도시한 단면도.
도 3은 테레프탈산 시료가 채취되는 상태를 도시한 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
110. 분체 유동관120. 시료 포집기
130. 시료 채취 수단132. 제1피스톤
134. 제1구동 수단136. 제2피스톤
138. 제2구동 수단140. 시료 유동 확인 수단
상기된 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 화학 반응의 결과 생성된 제품을 사일러로 유동시키는 분체 유동관으로부터 소정 부피의 시료를 포집할 수 있도록 제1개폐 수단이 구비된 제1분기관을 통하여 상기 분체 유동관에 연결된 시료 포집기와, 제2개폐 수단이 구비된 제2분기관을 통하여 상기 시료 포집기에 연결되어서 상기 시료 포집기로부터 공급되는 시료를 채취하는 시료 채취 수단과, 상기 제2분기관으로부터 분기되어 있는 제3분기관을 통하여 상기 시료 포집기와 연결되고 시료의 유동 상태를 확인할 수 있는 시료 유동 확인 수단과, 상기 시료 유동 확인 수단 및 시료 채취 수단은 각각 제4분기관 및 제5개폐 수단이 구비된 제5분기관을 통하여 상기 분체유동관에 연결된 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 시료 채취 수단은 상기 제2분기관과 제5분기관이 연결될 수 있는 제1수직관통구 및 상기 제1수직관통구에 평행한 상태로 형성된 제2수직관통구와, 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구에 직각 방향으로 형성된 제1수평관통홈 및 제2수평관통홈과, 제1구동 수단의 작동에 의하여 상기 제1수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 소정 부피의 채취홈이 형성된 제1피스톤과, 제2구동 수단의 작동에 의하여 상기 제2수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구를 선택적으로 개폐시킬 수 있는 개구부가 형성된 제2피스톤으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 시료 채취 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2 및 도 3은 시료 채취 장치를 구성하는 시료 채취 수단의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 시료 채취 장치는 화학 반응의 결과 생성된 제품을 사일러(silo)로 유동시키는 분체유동관(110)으로부터 소정 부피의 시료를 포집할 수 있도록 제1개폐 수단(S1)이 구비된 제1분기관을 통하여 상기 분체 유동관(110)에 연결된 시료 포집기(120)와, 제2개폐 수단(S4)이 구비된 제2분기관을 통하여 상기 시료 포집기(120)에 연결되어서 상기 시료 포집기(120)로부터 공급되는 시료를 채취하는 시료 채취 수단(130)과, 상기 제2분기관으로부터 분기되어 있는 제3분기관을 통하여 상기 시료 포집기(120)와 연결되고 시료의 유동 상태를 확인할 수 있는 시료 유동 확인 수단(140)과, 상기 시료 유동 확인 수단(140) 및 시료 채취 수단(130)은 각각 제4분기관 및 제5개폐 수단(S5)이 구비된 제5분기관을 통하여 상기 분체유동관(110)에 연결되어 있다.
한편, 상기 시료 채취 수단(130)은 상기 제2분기관과 제5분기관이 연결될 수 있는 제1수직관통구 및 상기 제1수직관통구에 평행한 상태로 형성된 제2수직관통구와, 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구에 직각 방향으로 형성된 제1수평관통홈 및 제2수평관통홈과, 제1구동 수단(134)의 작동에 의하여 상기 제1수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 소정 부피의 채취홈이 형성된 제1피스톤(132)과, 제2구동 수단(138)의 작동에 의하여 상기 제2수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구를 선택적으로 개폐시킬 수 있는 개구부가 형성된 제2피스톤(136)으로 이루어져 있다. 또한, 상기 시료 채취 수단(130)은 상기 제2수직관통구을 따라서 왕복 운동하는 제3피스톤을 구동시키는 제3구동 수단(139)을 부가적으로 구비하고 있으며 상기 제2수직관통구의 일단부는 채취된 시료를 배출시키는 배출구로 작용한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 시료 채취 장치가 도시되어 있는 도 1을 참조하여 시료 채취 방식을 설명하면 다음과 같다.
파라자일렌을 산화시키는 화학 반응 시스템에서 화학 반응의 결과 테레프탈산이 생성된다. 이러한 테레프탈산은 약 0.5 내지 20Kg/cm2정도의 고압하에서 유동하는 기체의 유동에 의해 분체유동관(110)을 따라 사일러로 이송되어 저장된다. 이때, 제1개폐 수단(S1)이 구비된 제1분기관을 통하여 상기 분체 유동관(110)에 시료 포집기(120)가 연결된다. 또한, 상기 시료 포집기(120)에는 솔레노이드 밸브 등과 같은 개폐 수단(S2,S8)이 설치된 공기 유입관에 연결되어 있다. 그리고, 상기 시료 포집기(120)는 상기 공기 유입관으로부터 유입된 공기를 외부로 배출시키는 공기 배출관에 연결되어 있고 상기 공기 배출관은 솔레노이드 밸브 등과 같은 개폐 수단의 작동에 의하여 선택적으로 개폐된다. 상기 공기 유입관을 통하여 상기 시료 포집기(120)에 유입되는 공기에 의해서 상기 시료 포집기(120), 다수의 분기관 및 잔류 시료 포집기(150)에 잔존하는 불순물을 제거한다.
따라서, 상기 공기 유입관으로 공기가 유입되는 것을 차단시키고 또한 상기 제1개폐 수단(S1)이 개방된 상태에서 상기 분체유동관(110)으로부터 일단의 테레프탈산 시료가 상기 제1분기관을 따라서 유동하여 상기 시료 포집기(120)에 포집된다. 상기 시료 포집기(120)에 포집된 일단의 테레프탈산 시료는 상기 제2개폐 수단(S4)의 개방 작동에 의하여 상기 제2분기관을 통해서 상기 시료 포집기(120)로부터 상기 시료 채취 장치(130)로 공급된다. 이때, 상기 테레프탈산 시료가 상기 시료 채취 장치(130)로 공급되기 전에 상기 시료의 유동 상태를 확인하기 위하여 상기 제2분기관으로부터 분기된 제3분기관을 통하여 시료 유동 확인 수단(140)이 상기 시료 포집기(120)에 연결된다. 즉, 상기 제3분기관에 설치된 제3개폐수단(S7)의 개방 작동에 의하여 상기 시료 포집기(120)로부터 테레프탈산 시료는 상기 제3분기관을 통하여 시료 유동 확인 수단(140)으로 유동하게 된다.
이때, 제1개폐수단(S1) 및 제3개폐수단(S7)을 약 10초 내지 10분동안 폐쇄시키면 상기 시료 포집기(120)내에서 고압의 공기와 테레프탈산 시료의 유동은 정지된다. 상기된 바와 같이 시료의 유동이 정지된 상태가 약 10초 내지 5분 경과한 후, 상기 시료 포집기(120)와 연결된 공기 배출관에 설치된 개폐수단(S3)을 개방하면 상기 시료 포집기(120)의 압력은 대기압 상태로 저하된다. 이때, 상기 기체 투입관에 설치된 개폐 수단(S2), 제2분기관에 설치된 제2개폐수단(S4) 및 제3분기관에 설치된 제3개폐수단(S5)를 개방시키면, 상기 기체 투입관을 통하여 약 0.1 내지 10Kg/cm2또는 0.1 내지 1.0KG/cm2바람직하게는 약 0.2 내지 0.4Kg/cm2정도의 압력을 갖는 기체가 상기 시료 포집기(120)로 유입된고 상기 시료 포집기(120)에 포집된 테레프탈산 시료는 상기 제2분기관을 통하여 상기 시료 채취 수단(130)으로 유동된다.
그리고, 상기 시료 유동 확인 수단(140)을 경유하여 유동하는 테레프탈산 시료는 제4분기관을 통하여 잔류 시료포집기(150)에 포집된 후 상기 분체 유동관(110)으로 유입된다. 한편, 상기 분체 유동관(110)으로부터 상기 시료 포집기(120)로 분기된 테레프탈산 시료의 유동 상태는 상기 제2개폐 수단(S4)이 닫혀지고 상기 제3개폐 수단(S7)이 개방된 상태에서 상기 시료 유동 확인 수단(140)을 통하여 확인된다. 따라서, 상기 시료 유동 확인 수단(140)을 통하여 상기 테레프탈산 시료의 유동 상태가 양호한 상태 즉 연속적인 유동 상태임을 확인하면, 상기 제3개폐 수단(S7)을 폐쇄시키고 또한 상기 제2개폐 수단(S4)을 개방시키고 그 결과 상기 시료 포집기(120)로부터 테레프탈산 시료는 상기 제2분기관을 통하여 상기 시료 채취 장치(130)로 공급된다.
한편, 상기 시료 채취 장치의 작동 상태가 도시되어 있는 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1피스톤(132)에 형성된 채취홈 및 상기 제2피스톤(136)에 형성된 개구부가 상기 제1수직관통구에 일치되어서 상기 제2분기관 및 제5분기관이 연결될 수 있도록 상기 제1피스톤(132) 및 제2피스톤(136)은 상기 제1구동 수단(134) 및 제2구동 수단(138)의 작동에 의하여 상기 제1수평관통홈 및 제2수평관통홈을 따라서 이동하게 된다. 상기된 바와 같이, 상기 제2분기관 및 제5분기관이 연결되고 상기 제5분기관에 설치된 제5개폐 수단(S5)이 개방된 상태에서 상기 제2분기관을 통하여 상기 시료 채취 장치(130)에 유입된 테레프탈산 시료는 상기 시료 채취 장치(130)를 경유하여 상기 잔류 시료포집기(150)로 유입된다.
한편, 상기 제5개폐 수단(S5)이 닫혀진 상태에서 상기 시료 채취 장치(130)에 유입된 테레프탈산 시료는 상기 제1수직관통구를 충진시킨다. 이때, 상기 제1구동 수단(134)의 작동에 의하여 상기 제1피스톤(132)은 상기 제1수평관통홈을 따라서 상기 제2수직관통구를 향하여 이동하게 되고 그 결과 상기 제1피스톤(132)에 형성된 채취홈을 충진시키고 있는 소정 부피의 테레프탈산 시료도 이동하게 된다. 그리고, 상기 제2구동 수단(138)의 작동에 의하여 상기 제2피스톤(136)은 상기 제2수평관통홈을 따라서 상기 제2수직관통구를 향하여 이동하게 된다. 이때, 상기 제1피스톤(132)에 형성된 채취홈 및 상기 제2피스톤(136)에 형성된 개구부가 상기 제2수직관통구에 일치된 상태에서 상기 채취홈을 충진시키고 있는 테레프탈산 시료는 중력의 작용하에서 상기 제2수직관통구를 따라서 하향이동한다. 따라서 상기 테레프탈산 시료는 상기 제2수직관통구의 하단에 형성된 배출구를 통하여 시료 분석용 용기(10)에 채취된다.
한편, 상기 제2수직관통구를 통하여 하향이동하는 테레프탈산 시료의 일부가 상기 제2수직 관통구에 잔존하는 것을 방지시키기 위하여 상기 제2수직관통구의 상부에 설치된 제3구동 수단(139)의 작동에 의하여 제3피스톤이 상기 제2수직관통구를 따라서 하향이동하게 된다. 즉, 상기 제3피스톤의 구동에 의하여 상기 제2수직관통구에 잔존하는 테레프탈산 시료의 일부를 상기 시료 분석용 용기(10)에 채취시킨다.
이때, 상기 시료 분석용 용기에 채취된 테레프탈산 시료의 양은 약 1g 내지 20g 으로 한정된다. 바람직하게는, 채취되는 테레프탈산 시료의 양은 약 5g 내지 10g으로 한정된다. 따라서, 채취된 테레프탈산 시료는 암모니아 등과 같은 알카리 용액에 용해되고 이 후에 용해된 용액에 빛을 투과시켜서 테레프탈산의 순도를 분석하게 된다. 이러한 분석 결과는 자동 분석 장치에 의해 자동적으로 분석되고 또한 중앙 통제실의 단말기로 이송된다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 첨부된 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지 및 사상을 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 파라자일렌을 산화시킴으로서 제조되는 테레프탈산 제품의 품질 상태를 점검하기 위하여 투과율 측정 방법을 사용할 때 채취되는 테레프탈산 시료의 양을 정확하고 일정하게 유지시킴으로서 투과율 측정 방법을 효과적으로 수행하며 그 결과 테레프탈산 제품의 품질 상태를 효과적으로 점검할 수 있다.

Claims (4)

  1. 화학 반응의 결과 생성된 제품을 사일러로 유동시키는 분체 유동관으로부터 소정 부피의 시료를 포집할 수 있도록 제1개폐 수단이 구비된 제1분기관을 통하여 상기 분체 유동관에 연결된 시료 포집기;
    제2개폐 수단이 구비된 제2분기관을 통하여 상기 시료 포집기에 연결되어서 상기 시료 포집기로부터 공급되는 시료를 채취하는 시료 채취 수단;
    상기 제2분기관으로부터 분기되어 있는 제3분기관을 통하여 상기 시료 포집기와 연결되고 시료의 유동 상태를 확인할 수 있는 시료 유동 확인 수단;
    상기 시료 유동 확인 수단 및 시료 채취 수단은 각각 제4분기관 및 제5개폐 수단이 구비된 제5분기관을 통하여 상기 분체유동관에 연결되고,
    상기 시료 채취 수단은 상기 제2분기관과 제5분기관이 연결될 수 있는 제1수직관통구 및 상기 제1수직관통구에 평행한 상태로 형성된 제2수직관통구와, 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구에 직각 방향으로 형성된 제1수평관통홈 및 제2수평관통홈과, 제1구동 수단의 작동에 의하여 상기 제1수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 소정 부피의 채취홈이 형성된 제1피스톤과, 제2구동 수단의 작동에 의하여 상기 제2수평관통홈을 따라서 왕복 운동하고 상기 제1수직관통구 및 제2수직관통구를 선택적으로 개폐시킬 수 있는 개구부가 형성된 제2피스톤으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1피스톤에 형성된 채취홈을 통하여 채취되는 테레프탈산 시료의 양은 1g 내지 20g으로 한정되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1피스톤에 형성된 채취홈을 통하여 채취되는 테레프탈산 시료의 양은 5g 내지 10g으로 한정되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2수직관통구를 따라서 왕복 운동가능한 피스톤을 구동시킬 수 있는 구동 수단을 부가적으로 포함한 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
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