工業(yè)分析采樣設(shè)備及采樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及工業(yè)分析采樣設(shè)備及采樣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)分析是分析化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，有指導(dǎo)和促進(jìn)生產(chǎn)的作用。各工業(yè)生產(chǎn)單位一般都設(shè)置有質(zhì)檢中心或中央化驗(yàn)室，尤其是石油化工、煤化工、制藥以及水處理等行業(yè)，涉及到的工業(yè)分析項(xiàng)目都很多。且根據(jù)生產(chǎn)需要，每個分析項(xiàng)目的分析頻率不同。在裝置開車初期或裝置運(yùn)行不穩(wěn)定的時候，有些分析項(xiàng)目的分析頻率會非常高。
[0003]進(jìn)行工業(yè)分析的前提是對待分析物質(zhì)進(jìn)行采樣。目前的工業(yè)分析采樣設(shè)備一般包括通過導(dǎo)管依次連接的采樣器、控制閥、樣品容器等。
[0004]圖1示出了現(xiàn)有的一種工業(yè)分析采樣設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，包括安裝于采樣器出口的采樣閥I (采樣器未示出)、與采樣閥I通過導(dǎo)管連接并連通的控制閥2以及與控制閥2通過導(dǎo)管連接并連通的樣品容器3。其中樣品容器3為具有兩個開口的鋼瓶，兩個開口處分別設(shè)置有進(jìn)口閥門4和出口閥門5。
[0005]采樣過程如下:
[0006]步驟1:將預(yù)先組裝好的采樣器和控制閥2安裝在待采樣工藝主管道或設(shè)備上。
[0007]步驟2:使采樣閥I保持常開。打開控制閥2，排出待采樣流體以完成對導(dǎo)管的清洗。
[0008]步驟3:關(guān)閉控制閥2。
[0009]步驟4:將樣品容器3的進(jìn)口閥門4與控制閥2連通。
[0010]步驟5:分別打開控制閥2、進(jìn)口閥門4以及出口閥門5，排出待采樣流體以完成對導(dǎo)管以及樣品容器3的清洗。
[0011 ] 步驟6:關(guān)閉出口閥門5，向樣品容器3中填充待分析流體。
[0012]步驟7:填充完畢后分別關(guān)閉控制閥2和進(jìn)口閥門4，取下并封閉樣品容器3，送化驗(yàn)室分析化驗(yàn)。
[0013]按照現(xiàn)有的采樣過程，對于含有劇毒帶液氣體、液體或粘稠性流體，采樣結(jié)束后無法直接對控制閥2與采樣容器3之間的導(dǎo)管、進(jìn)口閥門4和出口閥門5等處進(jìn)行吹掃置換，容易導(dǎo)致流體的殘余。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明旨在提供一種工業(yè)分析采樣設(shè)備及采樣方法，在采樣結(jié)束時可以直接對設(shè)備進(jìn)行吹掃，防止流體殘余。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，一種工業(yè)分析采樣設(shè)備包括控制閥組以及樣品容器，樣品容器包括具有開口的容器本體，控制閥組包括用于采樣、第一沖洗排放和吹掃的三個流道，樣品容器包括用于采樣、第一沖洗排放和第二沖洗排放的三個流道；控制閥組的三個流道和樣品容器的三個流道上各自設(shè)置有開關(guān)組件以控制每個流道的通斷；每個流道均具有位于開關(guān)組件上游側(cè)的入口端和位于開關(guān)組件下游側(cè)的出口端；控制閥組中，用于吹掃的流道的出口端與用于采樣的流道的出口端連通；樣品容器中，用于第二沖洗排放的流道的入口端與用于采樣的流道的入口端連通，用于第二沖洗排放的流道的出口端與用于第一沖洗排放的流道的出口端連通，用于采樣的流道的出口端和用于第一沖洗排放的流道的入口端分別與容器本體的開口連通；控制閥組的用于采樣的流道的出口端與樣品容器的用于采樣的流道的入口端連通，樣品容器的用于第一沖洗排放的流道的出口端與控制閥組的用于第一沖洗排放的流道的入口端連通。
[0016]通過在控制閥組中增加用于吹掃的流道，使得待采樣流體填充完畢后，可以向控制閥組以及樣品容器中充入吹掃氣體對設(shè)備內(nèi)部殘留的流體進(jìn)行吹掃置換，避免設(shè)備中有流體殘余。
[0017]優(yōu)選地，控制閥組還包括用于第二沖洗排放的流道，用于第二沖洗排放的流道上設(shè)置有開關(guān)組件以控制該流道的通斷，用于第二沖洗排放的流道具有位于開關(guān)組件上游側(cè)的入口端和位于開關(guān)組件下游側(cè)的出口端；控制閥組的用于第二沖洗排放的流道的入口端與用于采樣的流道的入口端相連通，用于第二沖洗排放的流道的出口端與用于第一沖洗排放的流道的出口端相連通。
[0018]用于第二沖洗排放的流道在控制閥組中相對于其他流道獨(dú)立存在，流體在其內(nèi)部的流動不受其他流道通斷的限制，可以對設(shè)備進(jìn)行更好的清洗并保持設(shè)備內(nèi)流體的循環(huán)流動，又不會影響其他流道的正常作業(yè)。
[0019]優(yōu)選地，控制閥組的所有流道中的至少兩個位于一個閥體中，和/或樣品容器的所有流道中的至少兩個位于另一個閥體中。這樣可以使控制閥組形成閥組結(jié)構(gòu)，減少漏點(diǎn)、方便加工和組裝。
[0020]優(yōu)選地，控制閥組以及樣品容器的所有流道中，至少一個流道上的開關(guān)組件為O型球閥組件；至少一個流道連通有安裝孔，安裝孔將至少一個流道分為中心軸線在同一平面內(nèi)的第一通道段和第二通道段，至少一個流道的入口端位于第一通道段，出口端位于第二通道段；0型球閥組件沿所在的安裝孔的軸線方向可拆卸地安裝在安裝孔中。
[0021]安裝O型球閥組件的流道不存在高低落差，流體的流動方向不受限制，也減少了流體的泄露。
[0022]優(yōu)選地，O型球閥組件包括:內(nèi)閥座和外閥座，沿所在的安裝孔的軸線方向抵接在安裝孔中，內(nèi)閥座與外閥座之間形成容納空腔以及位于容納空腔的相對兩側(cè)并分別與所在的流道的第一通道段和第二通道段同軸連通的第四通道段和第五通道段，外閥座具有沿安裝孔的軸線方向延伸并與容納空腔連通的穿孔；O型球芯，繞其自身中心軸線可轉(zhuǎn)動地抵接在容納空腔中并具有第三通道段，O型球芯具有轉(zhuǎn)動至第三通道段與第四通道段和第五通道段同軸以使所在的流道的第一通道段和第二通道段連通的狀態(tài)，以及轉(zhuǎn)動至第三通道段與第四通道段和第五通道段錯開使所在的流道的第一通道段和第二通道段斷開連通的狀態(tài)；閥桿，與O型球芯相對固定并沿穿孔的軸線方向伸出至閥體的外部；間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，用于沿所在的安裝孔的軸線方向給予內(nèi)閥座、外閥座以及O型球芯一個預(yù)緊力；以及閥桿密封組件，沿安裝孔的軸線方向可拆卸地套設(shè)在閥桿外。
[0023]O型球閥組件的各個構(gòu)件均沿安裝孔的軸線方向?qū)盈B組裝，間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)可以確保內(nèi)閥座、外閥座和O型球芯之間的緊密接觸，防止O型球閥組件泄露。主要是確保內(nèi)閥座與外閥座之間的結(jié)合縫處、內(nèi)閥座和外閥座與O型球芯之間、閥桿與外閥座穿孔之間的緊密貼合,不產(chǎn)生泄露。
[0024]優(yōu)選地，安裝孔具有內(nèi)螺紋段，間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括閥蓋，閥蓋安裝在安裝孔中且套設(shè)在閥桿外，閥蓋具有與安裝孔的內(nèi)螺紋段相配合的外螺紋段，當(dāng)閥蓋在安裝孔中擰緊時提供預(yù)緊力。
[0025]旋擰閥蓋就可以壓緊內(nèi)閥座、外閥座和O型球芯，簡單方便。且通過調(diào)整閥蓋可以調(diào)整預(yù)緊力，并調(diào)整內(nèi)閥座、外閥座和O型球芯之間的間隙。
[0026]優(yōu)選地，內(nèi)閥座和外閥座中的至少一個由工程塑料制成，以便當(dāng)O型球芯、內(nèi)閥座以及外閥座之間產(chǎn)生間隙時在預(yù)緊力的作用下保持內(nèi)閥座與外閥座之間的貼合。這樣可以防止內(nèi)閥座、外閥座和O型球芯之間產(chǎn)生縫隙。
[0027]優(yōu)選地，內(nèi)閥座與外閥座之間具有間隙，間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括以密封的方式被壓緊在間隙中的彈性材料，使得O型球芯、內(nèi)閥座以及外閥座之間產(chǎn)生間隙時，內(nèi)閥座和外閥座之間可以沿安裝孔的軸線方向相對移動。這樣可以防止內(nèi)閥座和外閥座之間產(chǎn)生縫隙導(dǎo)致結(jié)合縫不緊而產(chǎn)生泄露。
[0028]優(yōu)選地，內(nèi)閥座和外閥座之間的接觸面中的至少一個具有彈性體，彈性體的硬度低于彈性體所在的閥座的其余部分的硬度。這樣可以防止內(nèi)閥座和外閥座之間，內(nèi)閥座、夕卜閥座和O型球芯之間產(chǎn)生縫隙。
[0029]優(yōu)選地，閥桿與O型球芯為一體結(jié)構(gòu)或材料配合連接。這樣可以防止閥桿與O型球芯產(chǎn)生相對移動。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，一種工業(yè)分析采樣方法采用前述的工業(yè)分析采樣設(shè)備，方法包括以下步驟:分別打開控制閥組的用于采樣的流道、樣品容器的用于采樣的流道、樣品容器的用于第一沖洗排放的流道以及控制閥組的用于第一沖洗排放的流道上的開關(guān)組件，對工業(yè)分析采樣設(shè)備進(jìn)行清洗；分別關(guān)閉樣品容器的用于第一沖洗排放的流道以及控制閥組的用于第一沖洗排放的流道上的開關(guān)組件，向容器本體中填充待分析流體；分別關(guān)閉控制閥組的用于采樣的流道以及樣品容器的用于采樣的流道上的開關(guān)組件；分別打開控制閥組的用于吹掃的流道、樣品容器的用于第二沖洗排放的流道以及控制閥組的用于第一沖洗排放的流道上的開關(guān)組件，向工業(yè)分析采樣設(shè)備中充入吹掃氣體；分別關(guān)閉控制閥組中用于第一沖洗排放的流道、樣品容器的用于第二沖洗排放的流道以及控制閥組中用于吹掃的流道上的開關(guān)組件；以及取下樣品容器。
[0031]通過在控制閥組中增加用于吹掃的流道，使得待分析流體填充完畢后，可以向控制閥組以及樣品容器中充入吹掃氣體對設(shè)備內(nèi)部殘留的流體進(jìn)行吹掃置換，避免設(shè)備中有流體殘余。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，一種工業(yè)分析采樣方法采用前述的工業(yè)分析采樣設(shè)備，方法包括以下步驟:打開控制閥組的用于第二沖洗排放的流道上的開關(guān)組件，對工業(yè)分析采樣設(shè)備進(jìn)行清洗；分別打開控制閥組的用于采樣的流道、樣品容器的用于采樣的流道、樣品容器的用于第一沖洗排放的流道以及控制閥組的用于第一沖洗排放的流道上的開關(guān)組件，對工業(yè)分析采樣設(shè)備進(jìn)行清洗；分別關(guān)閉樣品容器的用于第一沖洗排放的流道以及控制閥組的用于第一沖洗排放的流道上的開關(guān)組件，向容器本體中填充待分析流體；分別關(guān)閉控制閥組的用于采樣的流道以及樣品容器的用于采樣的流道上的開關(guān)組件；分別打開控制閥組的用于吹掃的流道、樣品容器的用于第二沖洗排放的流道以及控制閥組的用于第一沖洗排放的流道上的開關(guān)組件，向工業(yè)分析采樣設(shè)備中充入吹掃氣體；分別關(guān)閉控制閥組的用于第一沖洗排放的流道、樣品容器的用于第二沖洗排放的流道以及控制閥組中用于吹掃的流道上的開關(guān)組件；以及取下樣品容器。
[0033]用于第二沖洗排放的流道在控制閥組中相對于其他流道獨(dú)立存在，流體在其內(nèi)部的流動不受其他流道通斷的限制，可以對設(shè)備進(jìn)行更好的清洗或保持設(shè)備內(nèi)流體的循環(huán)流動，又不會影響其他流道的正常作業(yè)。同時待分析流體填充完畢后，可以通過用于吹掃的流道向控制閥組以及樣品容器中充入吹掃氣體對設(shè)備內(nèi)部殘留的流體進(jìn)行吹掃置換，避免設(shè)備中有流體殘余。
【附圖說明】
[0034]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)分析采樣設(shè)備的示意圖；
[0035]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一種采樣設(shè)備的示意圖，其中箭頭所示為流體在設(shè)備中的流動方向；
[0036]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二種采樣設(shè)備的示意圖，其中箭頭所示為流體在設(shè)備中的流動方向；
[0037]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第三種采樣設(shè)備的示意圖，其中箭頭所示為流體在設(shè)備中的流動方向；
[0038]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一種控制閥組的示意圖，其中箭頭所示為控制閥組限定出的流體流向；
[0039]圖6示出了根據(jù)圖5的控制閥組的閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，主要示出了流道以及安裝孔的布置方式；
[0040]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二種控制閥組的示意圖，其中箭頭所示為控制閥組限定出的流體流向；
[0041]圖8示出了根據(jù)圖7的控制閥組的閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，主要示出了流道以及安裝孔的布置方式；
[0042]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第三種控制閥組的示意圖，其中箭頭所示為控制閥組限定出的流體流向；
[0043]圖10示出了根據(jù)圖9的控制閥組的閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，主要示出了流道以及安裝孔的布置方式；
[0044]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第四種控制閥組的示意圖，其中箭頭所示為控制閥組限定出的流體流向。
[0045]圖12示出了根據(jù)圖11的控制閥組的閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，主要示出了流道以及安裝孔的布置方式；
[0046]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的樣品容器的示意圖；
[0047]圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的樣品容器中三閥組的示意圖；
[0048]圖15示出了根據(jù)圖14的三閥組的閥體的主視圖；
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