устройство для отбора проб из потока обработки

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб из потока обработки шлама с использованием кинетической энергии потока обработки в двухэтапной системе пробоотборника, которая содержит резак (2), установленный в потоке (1) обработки для формирования потока первичной пробы, и элемент (5) пробоотборника для формирования потока вторичной пробы, и канал (3) для направления потока первичной пробы по направлению к элементу (5) пробоотборника, отличающееся тем, что канал (3) установлен, по существу, в вертикальном положении и канал (3) имеет отверстие (7) для вывода потока первичной пробы обратно в основной поток обработки, при этом входное отверстие элемента (5) пробоотборника помещается в канале (3) для отбора представительной пробы при определенной скорости потока, которая подходит для соответствующего анализатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед вторичным пробоотборником (5) установлено сито (4).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторичный элемент (5) пробоотборника для потока пробы установлен между отверстием (7), сформированным в стенке канала (3) для возврата потока обработки пробы обратно в исходный поток обработки, и изгибом канала (3).

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что вторичный элемент (5) пробоотборника для потока пробы установлен между отверстием (7), сформированным в стенке канала (3) для возврата потока обработки пробы обратно в исходный поток обработки, и изгибом канала (3).

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что часть канала (3) находится за пределами потока обработки и содержит возвратное отверстие (7) для потока обработки.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству для отбора проб из потока обработки в виде шлама с использованием кинетической энергии потока обработки.

Во многих процессах, где обрабатываемый материал находится в виде шлама, состоящего из твердых частиц и жидкости, необходимо производить анализ характеристик материала. В некоторых случаях можно исследовать шлам непосредственно и поэтому представительная проба отбирается с помощью пробоотборника, и эта проба переносится в анализатор. Таким анализатором является, например, анализатор флюоресценции в рентгеновском излучении или анализатор размера частиц. Одно из наиболее важных свойств пробоотборника состоит в отборе представительной пробы при определенной скорости потока, которая подходит для соответствующего анализатора. На практике поток имеет скорость в диапазоне от 10 литров/минуту до 1000 литров/минуту. Кроме того, пробоотборник должен быть сконструирован так, чтобы он не блокировался шламом или отходами потока для того, чтобы обеспечить надежную работу устройства.

В больших потоках обработки небольшая насадка или резак не может за один этап срезать представительную пробу из-за неоднородности пробы и эффекта разделения на кромке. Обычное решение этой проблемы состоит в том, что пробу отбирают в два этапа. В двухэтапном пробоотборнике пробу сначала отбирают, используя большой резак и, после этого вторичную пробу отбирают из потока обработки первичной пробы. Эта вторичная проба имеет, в общем, скорость потока, пригодную для анализатора. Вся система пробоотборника содержит два отдельных пробоотборника, которые соединены друг с другом.

Проблема такой двухэтапной системы пробоотборника состоит в возврате потока обработки первичной пробы обратно в основной поток обработки.

Известно устройство для отбора проб из потока жидкости, в котором небольшая часть потока обработки захватывается насадком и некоторая часть ее кинетической энергии преобразуется в давление. Это давление способствует протеканию жидкости из насадки в трубопровод через открытый клапан в датчик и, минуя датчик, возвращению в поток обработки через тот же клапан (см. патент US 4018089).

В соответствии с данным патентом исследуется небольшой поток обработки, поскольку первичный образец может быть введен непосредственно в анализатор.

Таким образом в данном патенте речь не идет о двухэтапной системе отбора проб.

Настоящее изобретение направлено на устранение некоторых недостатков известного уровня техники и для реализации улучшенного устройства для отбора пробы из больших потоков обработки в двухэтапной системе отбора пробы. Существенные новые свойства настоящего изобретения будут очевидны из прилагаемой формулы изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением устройство для отбора пробы основано на трубе или аналогичном профиле, который установлен, по существу, с изгибом под углом 90 градусов. Трубу или аналогичный профиль устанавливают в поток обработки, анализ которого производится в положении, при котором изгиб располагается в направлении, по существу, перпендикулярном направлению потока обработки. На первом конце трубы или аналогичного профиля по отношению к направлению потока обработки установлен резак пробоотборника. Второй конец трубы по отношению к направлению потока обработки установлен на изгибе, по существу, под углом 90 градусов, который направлен в канал для первичной пробы. Этот канал создает поток первичной пробы до уровня, который, по существу, отличается от уровня потока обработки. В канале установлен элемент пробоотборника, который отбирает часть потока первичной пробы в виде потока вторичной пробы для передачи ее в анализатор. Этот канал также имеет отверстие для выхода остальной части потока первичной пробы обратно в основной поток обработки. Для того чтобы поток первичной пробы достигал уровня, отличающегося от уровня потока обработки, канал предпочтительно устанавливают, по существу, в вертикальном положении и, следовательно, поток обработки, анализ которого производится, является, по существу, горизонтальным.

Изменение уровня потока первичной пробы в канале создается кинетической энергией потока обработки пробы, которая преобразуется в потенциальную энергию. Часть кинетической энергии также теряется на трение. Когда поток обработки достигает резца, он имеет некоторую кинетическую энергию из-за перемещения потока. Когда поток первичной пробы достигает, по существу, вертикальной стенки канала, он вынужден изменять направление и подниматься на более высокий уровень, чем уровень потока обработки. Это требует потенциальной энергии, которая отбирается из кинетической энергии и, таким образом, скорость потока снижается. Изменение направления создает турбулентность, а также трение в потоке первичной пробы. Трение дополнительно снижает кинетическую энергию потока первичной пробы.

Элемент пробоотборника в устройстве, в соответствии с настоящим изобретением, для отбора потока обработки вторичной пробы установлен в канале так, что отверстие элемента пробоотборника для потока пробы располагается между отверстием, сформированным в стенке канала для возврата потока первичной пробы обратно в исходный поток обработки, и изгибом трубы.

Настоящее изобретение более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемый чертеж, который изображает вид сбоку предпочтительного варианта воплощения настоящего изобретения.

В соответствии с чертежом поток обработки шлама, анализ которого производится, протекает в направлении, обозначенном стрелкой 1. Резак 2 для отбора пробы из потока обработки шлама установлен в потоке 1. Резак 2 прикреплен к каналу 3, который расположен, по существу, в вертикальном положении, по существу, перпендикулярно к потоку 1. В стенке канала 3 сформировано отверстие 7. Для отбора пробы для анализатора в канале 3 установлен пробоотборник 5, который расположен, по меньшей мере, частично внутри канала 3. Сито 4 установлено перед пробоотборником 5 для того, чтобы предохранять пробоотборник 5 от блокирования вредными включениями из потока обработки. Пробоотборник 5 дополнительно соединен с трубой 6, которая предназначена для передачи пробы в анализатор.

При работе устройства в соответствии с настоящим изобретением резак 2 срезает часть потока обработки шлама и эта часть - поток первичной пробы протекает в резак 2, пока поток не достигнет стенки канала 3. Благодаря тому, что проба поднимается на более высокий уровень и из-за трения скорость потока пробы снижается. Это означает, что часть кинетической энергии потока переходит в потенциальную энергию, и часть ее теряется на трение. Это изменение энергии приводит к изменению уровня потока в потоке первичной пробы внутри канала 3.

Пробоотборник 5 помещается в положение, где всегда имеется проба, которую необходимо отобрать. В зависимости от скорости потока высота входного отверстия пробоотборника 5 устанавливается на уровне потока обработки непосредственно над изгибом между резаком 2 и каналом 3. Когда поток первичной пробы достигает пробоотборника 5, пробоотборник 5 отбирает поток вторичной пробы из потока первичной пробы. Остальная часть потока первичной пробы возвращается через отверстие 7 канала 3 обратно в поток 1 основной обработки. Поток вторичной пробы в пробоотборнике 5 подается в анализатор.