工业分析采样设备及采样方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业分析技术领域，具体而言涉及工业分析采样设备及采样方法。
【背景技术】
[0002]工业分析是分析化学在工业生产中的应用，有指导和促进生产的作用。各工业生产单位一般都设置有质检中心或中央化验室，尤其是石油化工、煤化工、制药以及水处理等行业，涉及到的工业分析项目都很多。且根据生产需要，每个分析项目的分析频率不同。在装置开车初期或装置运行不稳定的时候，有些分析项目的分析频率会非常高。
[0003]进行工业分析的前提是对待分析物质进行采样。目前的工业分析采样设备一般包括通过导管依次连接的采样器、控制阀、样品容器等。
[0004]图1示出了现有的一种工业分析采样设备的具体结构，包括安装于采样器出口的采样阀I (采样器未示出)、与采样阀I通过导管连接并连通的控制阀2以及与控制阀2通过导管连接并连通的样品容器3。其中样品容器3为具有两个开口的钢瓶，两个开口处分别设置有进口阀门4和出口阀门5。
[0005]采样过程如下:
[0006]步骤1:将预先组装好的采样器和控制阀2安装在待采样工艺主管道或设备上。
[0007]步骤2:使采样阀I保持常开。打开控制阀2，排出待采样流体以完成对导管的清洗。
[0008]步骤3:关闭控制阀2。
[0009]步骤4:将样品容器3的进口阀门4与控制阀2连通。
[0010]步骤5:分别打开控制阀2、进口阀门4以及出口阀门5，排出待采样流体以完成对导管以及样品容器3的清洗。
[0011 ] 步骤6:关闭出口阀门5，向样品容器3中填充待分析流体。
[0012]步骤7:填充完毕后分别关闭控制阀2和进口阀门4，取下并封闭样品容器3，送化验室分析化验。
[0013]按照现有的采样过程，对于含有剧毒带液气体、液体或粘稠性流体，采样结束后无法直接对控制阀2与采样容器3之间的导管、进口阀门4和出口阀门5等处进行吹扫置换，容易导致流体的残余。
【发明内容】
[0014]本发明旨在提供一种工业分析采样设备及采样方法，在采样结束时可以直接对设备进行吹扫，防止流体残余。
[0015]根据本发明的技术方案，一种工业分析采样设备包括控制阀组以及样品容器，样品容器包括具有开口的容器本体，控制阀组包括用于采样、第一冲洗排放和吹扫的三个流道，样品容器包括用于采样、第一冲洗排放和第二冲洗排放的三个流道；控制阀组的三个流道和样品容器的三个流道上各自设置有开关组件以控制每个流道的通断；每个流道均具有位于开关组件上游侧的入口端和位于开关组件下游侧的出口端；控制阀组中，用于吹扫的流道的出口端与用于采样的流道的出口端连通；样品容器中，用于第二冲洗排放的流道的入口端与用于采样的流道的入口端连通，用于第二冲洗排放的流道的出口端与用于第一冲洗排放的流道的出口端连通，用于采样的流道的出口端和用于第一冲洗排放的流道的入口端分别与容器本体的开口连通；控制阀组的用于采样的流道的出口端与样品容器的用于采样的流道的入口端连通，样品容器的用于第一冲洗排放的流道的出口端与控制阀组的用于第一冲洗排放的流道的入口端连通。
[0016]通过在控制阀组中增加用于吹扫的流道，使得待采样流体填充完毕后，可以向控制阀组以及样品容器中充入吹扫气体对设备内部残留的流体进行吹扫置换，避免设备中有流体残余。
[0017]优选地，控制阀组还包括用于第二冲洗排放的流道，用于第二冲洗排放的流道上设置有开关组件以控制该流道的通断，用于第二冲洗排放的流道具有位于开关组件上游侧的入口端和位于开关组件下游侧的出口端；控制阀组的用于第二冲洗排放的流道的入口端与用于采样的流道的入口端相连通，用于第二冲洗排放的流道的出口端与用于第一冲洗排放的流道的出口端相连通。
[0018]用于第二冲洗排放的流道在控制阀组中相对于其他流道独立存在，流体在其内部的流动不受其他流道通断的限制，可以对设备进行更好的清洗并保持设备内流体的循环流动，又不会影响其他流道的正常作业。
[0019]优选地，控制阀组的所有流道中的至少两个位于一个阀体中，和/或样品容器的所有流道中的至少两个位于另一个阀体中。这样可以使控制阀组形成阀组结构，减少漏点、方便加工和组装。
[0020]优选地，控制阀组以及样品容器的所有流道中，至少一个流道上的开关组件为O型球阀组件；至少一个流道连通有安装孔，安装孔将至少一个流道分为中心轴线在同一平面内的第一通道段和第二通道段，至少一个流道的入口端位于第一通道段，出口端位于第二通道段；0型球阀组件沿所在的安装孔的轴线方向可拆卸地安装在安装孔中。
[0021]安装O型球阀组件的流道不存在高低落差，流体的流动方向不受限制，也减少了流体的泄露。
[0022]优选地，O型球阀组件包括:内阀座和外阀座，沿所在的安装孔的轴线方向抵接在安装孔中，内阀座与外阀座之间形成容纳空腔以及位于容纳空腔的相对两侧并分别与所在的流道的第一通道段和第二通道段同轴连通的第四通道段和第五通道段，外阀座具有沿安装孔的轴线方向延伸并与容纳空腔连通的穿孔；O型球芯，绕其自身中心轴线可转动地抵接在容纳空腔中并具有第三通道段，O型球芯具有转动至第三通道段与第四通道段和第五通道段同轴以使所在的流道的第一通道段和第二通道段连通的状态，以及转动至第三通道段与第四通道段和第五通道段错开使所在的流道的第一通道段和第二通道段断开连通的状态；阀杆，与O型球芯相对固定并沿穿孔的轴线方向伸出至阀体的外部；间隙补偿机构，用于沿所在的安装孔的轴线方向给予内阀座、外阀座以及O型球芯一个预紧力；以及阀杆密封组件，沿安装孔的轴线方向可拆卸地套设在阀杆外。
[0023]O型球阀组件的各个构件均沿安装孔的轴线方向层叠组装，间隙补偿机构可以确保内阀座、外阀座和O型球芯之间的紧密接触，防止O型球阀组件泄露。主要是确保内阀座与外阀座之间的结合缝处、内阀座和外阀座与O型球芯之间、阀杆与外阀座穿孔之间的紧密贴合,不产生泄露。
[0024]优选地，安装孔具有内螺纹段，间隙补偿机构包括阀盖，阀盖安装在安装孔中且套设在阀杆外，阀盖具有与安装孔的内螺纹段相配合的外螺纹段，当阀盖在安装孔中拧紧时提供预紧力。
[0025]旋拧阀盖就可以压紧内阀座、外阀座和O型球芯，简单方便。且通过调整阀盖可以调整预紧力，并调整内阀座、外阀座和O型球芯之间的间隙。
[0026]优选地，内阀座和外阀座中的至少一个由工程塑料制成，以便当O型球芯、内阀座以及外阀座之间产生间隙时在预紧力的作用下保持内阀座与外阀座之间的贴合。这样可以防止内阀座、外阀座和O型球芯之间产生缝隙。
[0027]优选地，内阀座与外阀座之间具有间隙，间隙补偿机构包括以密封的方式被压紧在间隙中的弹性材料，使得O型球芯、内阀座以及外阀座之间产生间隙时，内阀座和外阀座之间可以沿安装孔的轴线方向相对移动。这样可以防止内阀座和外阀座之间产生缝隙导致结合缝不紧而产生泄露。
[0028]优选地，内阀座和外阀座之间的接触面中的至少一个具有弹性体，弹性体的硬度低于弹性体所在的阀座的其余部分的硬度。这样可以防止内阀座和外阀座之间，内阀座、夕卜阀座和O型球芯之间产生缝隙。
[0029]优选地，阀杆与O型球芯为一体结构或材料配合连接。这样可以防止阀杆与O型球芯产生相对移动。
[0030]根据本发明的技术方案，一种工业分析采样方法采用前述的工业分析采样设备，方法包括以下步骤:分别打开控制阀组的用于采样的流道、样品容器的用于采样的流道、样品容器的用于第一冲洗排放的流道以及控制阀组的用于第一冲洗排放的流道上的开关组件，对工业分析采样设备进行清洗；分别关闭样品容器的用于第一冲洗排放的流道以及控制阀组的用于第一冲洗排放的流道上的开关组件，向容器本体中填充待分析流体；分别关闭控制阀组的用于采样的流道以及样品容器的用于采样的流道上的开关组件；分别打开控制阀组的用于吹扫的流道、样品容器的用于第二冲洗排放的流道以及控制阀组的用于第一冲洗排放的流道上的开关组件，向工业分析采样设备中充入吹扫气体；分别关闭控制阀组中用于第一冲洗排放的流道、样品容器的用于第二冲洗排放的流道以及控制阀组中用于吹扫的流道上的开关组件；以及取下样品容器。
[0031]通过在控制阀组中增加用于吹扫的流道，使得待分析流体填充完毕后，可以向控制阀组以及样品容器中充入吹扫气体对设备内部残留的流体进行吹扫置换，避免设备中有流体残余。
[0032]根据本发明的技术方案，一种工业分析采样方法采用前述的工业分析采样设备，方法包括以下步骤:打开控制阀组的用于第二冲洗排放的流道上的开关组件，对工业分析采样设备进行清洗；分别打开控制阀组的用于采样的流道、样品容器的用于采样的流道、样品容器的用于第一冲洗排放的流道以及控制阀组的用于第一冲洗排放的流道上的开关组件，对工业分析采样设备进行清洗；分别关闭样品容器的用于第一冲洗排放的流道以及控制阀组的用于第一冲洗排放的流道上的开关组件，向容器本体中填充待分析流体；分别关闭控制阀组的用于采样的流道以及样品容器的用于采样的流道上的开关组件；分别打开控制阀组的用于吹扫的流道、样品容器的用于第二冲洗排放的流道以及控制阀组的用于第一冲洗排放的流道上的开关组件，向工业分析采样设备中充入吹扫气体；分别关闭控制阀组的用于第一冲洗排放的流道、样品容器的用于第二冲洗排放的流道以及控制阀组中用于吹扫的流道上的开关组件；以及取下样品容器。
[0033]用于第二冲洗排放的流道在控制阀组中相对于其他流道独立存在，流体在其内部的流动不受其他流道通断的限制，可以对设备进行更好的清洗或保持设备内流体的循环流动，又不会影响其他流道的正常作业。同时待分析流体填充完毕后，可以通过用于吹扫的流道向控制阀组以及样品容器中充入吹扫气体对设备内部残留的流体进行吹扫置换，避免设备中有流体残余。
【附图说明】
[0034]图1示出了根据现有技术的工业分析采样设备的示意图；
[0035]图2示出了根据本发明的实施例的第一种采样设备的示意图，其中箭头所示为流体在设备中的流动方向；
[0036]图3示出了根据本发明的实施例的第二种采样设备的示意图，其中箭头所示为流体在设备中的流动方向；
[0037]图4示出了根据本发明的实施例的第三种采样设备的示意图，其中箭头所示为流体在设备中的流动方向；
[0038]图5示出了根据本发明的实施例的第一种控制阀组的示意图，其中箭头所示为控制阀组限定出的流体流向；
[0039]图6示出了根据图5的控制阀组的阀体内部结构示意图，主要示出了流道以及安装孔的布置方式；
[0040]图7示出了根据本发明的实施例的第二种控制阀组的示意图，其中箭头所示为控制阀组限定出的流体流向；
[0041]图8示出了根据图7的控制阀组的阀体内部结构示意图，主要示出了流道以及安装孔的布置方式；
[0042]图9示出了根据本发明的实施例的第三种控制阀组的示意图，其中箭头所示为控制阀组限定出的流体流向；
[0043]图10示出了根据图9的控制阀组的阀体内部结构示意图，主要示出了流道以及安装孔的布置方式；
[0044]图11示出了根据本发明的实施例的第四种控制阀组的示意图，其中箭头所示为控制阀组限定出的流体流向。
[0045]图12示出了根据图11的控制阀组的阀体内部结构示意图，主要示出了流道以及安装孔的布置方式；
[0046]图13示出了根据本发明的实施例的样品容器的示意图；
[0047]图14示出了根据本发明的实施例的样品容器中三阀组的示意图；
[0048]图15示出了根据图14的三阀组的阀体的主视图；
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