在线密闭缓存采样器的制作方法

本发明涉及一种在线密闭缓存采样器，属于采样设备领域。

背景技术：

密闭采样器主要用于有毒有害、易燃易爆、易污染、或不同压力下密闭取得准确流体介质样品来进行化验分析。常用于石油化工、煤化工、化工品、食品行业，实现采样时保护样品纯度、保护环境、保护系统安全、保护人员。现有的取样器主要结构是多路管线和多个阀门装配固定在面板上操作很多阀门，接头非常多漏点多，并且取样前需要先置换掉入口管段和取样器自身管路的残留废液介质，第一选择排到放空管回收利用、或者使用两个取样瓶子一个取残留液后一个取用于分析样品，甚至将置换出的残留介质直接排放到大气中、附近地漏或者拿着器具把残留废液导入现场收集装置，直接将介质暴露在大气环境、人员面前存在极大危害隐患。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种在线密闭缓存采样器，该在线密闭缓存采样器单接口连接主管，泄漏点少，操作过程简单，并且有效避免介质置换浪费，保证所取样品即为最新样品，还同时避免了废气直接排放到大气中对环境造成污染。

本发明所述的在线密闭缓存采样器，包括壳体，壳体下方设有取样瓶固定单元，壳体的中空腔内下部设有密封阀座，密封阀座中部配合设置有阀芯下部，阀芯上部外周套装有弹压件，阀芯顶端连接设置在壳体的中空腔内上部的行程单元，行程单元由设置在壳体上方的驱动机构驱动；壳体与取样瓶固定单元之间设有端盖，端盖内设有流道和吸附通道，流道一端连通密封阀座出口，流道另一端连通取样瓶固定单元内的取样瓶，吸附通道一端连通取样瓶固定单元内的取样瓶，另一端连通设置在壳体一侧的吸附箱；壳体的一侧设有进液孔。

采样前，将操作阀与安装在进液孔处，取样瓶固定单元内固定有取样瓶。具体采样时，驱动机构驱动行程单元向上运动，采样的介质经操作阀进入进液孔，然后经进液孔流向壳体中空腔的中上部，当壳体中空腔内的介质缓存到一定量时，行程单元继续向上运动带动阀芯向上运动，阀芯与密封阀座分离，采样介质经进液孔后经阀芯与密封阀座之间的间隙流入流道，最后流进取样瓶，随着取样瓶内的介质逐渐增多，取样瓶内原有的气体通过吸附通道进入吸附箱，经吸附箱吸附过滤后排到大气中；取样结束后，驱动机构向下运动，阀芯在弹压件的作用下迅速复位，阀芯将密封阀座关闭，防止壳体中空腔内介质流动至取样瓶中导致采样质量出现问题，并且行程单元反向运动，使壳体中空腔内的介质反向排回操作阀外。采样过程中，壳体中空腔内会缓存足够的残留量，保证流入取样瓶内的介质均是所要取的最新样品，有效避免介质置换浪费；并且整套结构接口漏点少，且能有效避免对环境的污染。

优选的，所述的壳体的中空腔包括上腔体、中腔体和下腔体，上腔体和下腔体通过中腔体连通，进液孔设置在中腔体一侧的壳体壁上，进液孔连通中腔体；密封阀座设置在下腔体内，行程单元设置在上腔体内。上腔体内的残存量与流入取样瓶的介质能够更好地分离，进一步保证流入取样瓶的介质为最新的需测量介质。

优选的，所述的行程单元包括行程杆和容积块，行程杆底端与阀芯顶端固定连接，行程杆顶端设有行程限位块，容积块下表面设有深度槽，行程杆和行程限位块设置在深度槽内，深度槽底端设有阻挡圈，阻挡圈包裹在行程杆外周，阻挡圈内径小于行程限位块外径，且阻挡圈与容积块固定；容积块顶端连接驱动机构。容积块外径与上腔体直径相匹配。采样过程中，驱动机构带动容积块和阻挡圈向上运动，介质逐渐流进上腔体内，阻挡圈先是沿行程杆向上运动，行程杆位置不动，当阻挡圈运动至行程限位块处时，阻挡圈继续向上运动，同时通过行程限位块带动行程杆同时向上运动，行程杆带动阀芯向上运动，阀芯与密封阀座分离，介质通过阀芯与密封阀座之间的间隙进入流道，最终流入取样瓶；当介质到达需要的量时，驱动机构向下运动，行程限位块受到的力消失，行程限位块、行程杆和阀芯回落，阀芯重新将密封阀座关闭，阻止介质继续流入取样瓶，随着驱动机构继续向下运动，容积块将上腔体内的介质反向挤压排回操作阀外。

优选的，所述的取样瓶固定单元包括与端盖固定连接的瓶罩，瓶罩下方设有u型支架，u型支架两侧分别与瓶罩通过转轴连接，u型支架底面设有拉杆，拉杆顶端设有软垫，拉杆底端贯穿u型支架底面与操作手柄连接，软垫与u型支架底面之间的拉杆外周套装有推力弹簧。通过操作手柄向下拉动拉杆，将推力弹簧压缩，然后取样瓶的瓶口端插入瓶罩呢，流道和吸附通道均插入取样瓶的瓶口内，取样瓶的平底对准软垫，然后将操作手柄放松，推力弹簧回弹将取样瓶顶紧在瓶罩内，瓶罩的内径与取样瓶的外形相匹配，因此推力弹簧顶进取样瓶后，取样瓶不会发生作用晃动；软垫能够对取样瓶起到保护作用，防止操作手柄的操作不慎将取样瓶打破。

优选的，所述的上腔体内壁上部设有密封组件，密封组件与容积块外径相配合。密封组件的设置避免介质发生泄漏。密封组件一般包括密封圈和轴承，购买市售零件组合即可，属于现有技术。

优选的，所述的密封组件上方的上腔体内壁一侧设有检查孔，当密封组件被磨损时，在容积块动作时会有微量液体介质在检查孔泄露，当检修人员发现检查孔处有微量液体介质时，则会判定本装置需要进行维修；检查孔的设置能够使工作人员及时发现泄漏进行必要的维修操作。

优选的，所述的进液孔处壳体外壁增设接口法兰，接口法兰中部设有进液通道，进液通道连通进液孔。接口法兰的设置方便本装置与操作阀安装固定。

优选的，所述的进液通道内设有滤网，能够将从操作阀流出的介质进行过滤，保证采样介质的纯净度。

优选的，所述的阀芯上部和下部分别为密封杆和密封芯，密封芯外形与密封阀座的阀腔相匹配，密封杆直径小于密封芯上底面直径，密封杆位于中腔体内，并且中腔体呈阶梯状，弹压件套装在阶梯状中腔体内壁轴肩与密封芯上底面之间的密封杆外周。弹压件对密封芯有力的作用，保证密封芯与密封阀座配合紧密；并且在采样完毕后，驱动机构向下运动，容积块对行程限位块失去力的作用，此时弹压件能够将密封芯迅速压入密封阀座内，将密封阀座重新关闭。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明结构简单，设计合理，体积小，安装方便；单接口连接主管，泄漏点少，操作过程简单，并且设置取样前的介质缓存空降，有效避免介质置换浪费，保证所取样品即为最新样品，还同时避免了废气直接排放到大气中对环境造成污染；设置取样瓶固定单元，保证取样瓶与流道密闭可靠连接。

附图说明

图1、在线密闭缓存采样器结构示意图(非采样过程中)；

图2、在线密闭缓存采样器结构示意图(采样过程中)；

图3、图2中a局部放大图。

图中：1、驱动机构；2、壳体；3、接口法兰；4、操作阀；5、进液通道；6、滤网；7、进液孔；8、端盖；9、流道；10、取样瓶；11、u型支架；12、拉杆；13、操作手柄；14、推力弹簧；15、瓶罩；16、软垫；17、吸附通道；18、吸附箱；19、密封阀座；20、阀芯；21、中腔体；22、弹压件；23、阻挡圈；24、深度槽；25、行程杆；26、密封组件；27、检查孔；28、行程限位块；29、上腔体；30、容积块；31、密封杆；32、密封芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图1-图3，本发明所述的在线密闭缓存采样器，包括壳体2，壳体2下方设有取样瓶固定单元，壳体2的中空腔内下部设有密封阀座19，密封阀座19中部配合设置有阀芯20下部，阀芯20上部外周套装有弹压件22，阀芯20顶端连接设置在壳体2的中空腔内上部的行程单元，行程单元由设置在壳体2上方的驱动机构1驱动；壳体2与取样瓶固定单元之间设有端盖8，端盖8内设有流道9和吸附通道17，流道9一端连通密封阀座19出口，流道9另一端连通取样瓶固定单元内的取样瓶10，吸附通道17一端连通取样瓶固定单元内的取样瓶10，另一端连通设置在壳体2一侧的吸附箱18；壳体2的一侧设有进液孔7。

本实施例中：

壳体2的中空腔包括上腔体29、中腔体21和下腔体，上腔体29和下腔体通过中腔体21连通，进液孔7设置在中腔体21一侧的壳体2壁上，进液孔7连通中腔体21；密封阀座19设置在下腔体内，行程单元设置在上腔体29内。上腔体29内的残存量与流入取样瓶10的介质能够更好地分离，进一步保证流入取样瓶10的介质为最新的需测量介质。

行程单元包括行程杆25和容积块30，行程杆25底端与阀芯20顶端固定连接，行程杆25顶端设有行程限位块28，容积块30下表面设有深度槽24，行程杆25和行程限位块28设置在深度槽24内，深度槽24底端设有阻挡圈23，阻挡圈23包裹在行程杆25外周，阻挡圈23内径小于行程限位块28外径，且阻挡圈23与容积块30固定；容积块30顶端连接驱动机构1。容积块30外径与上腔体29直径相匹配。采样过程中，驱动机构1带动容积块30和阻挡圈23向上运动，介质逐渐流进上腔体29内，阻挡圈23先是沿行程杆25向上运动，行程杆25位置不动，当阻挡圈23运动至行程限位块28处时，阻挡圈23继续向上运动，同时通过行程限位块28带动行程杆25同时向上运动，行程杆25带动阀芯20向上运动，阀芯20与密封阀座19分离，介质通过阀芯20与密封阀座19之间的间隙进入流道9，最终流入取样瓶10；当取样瓶10内介质到达需要的量时，驱动机构1向下运动，行程限位块28受到的力消失，行程限位块28、行程杆25和阀芯20回落，阀芯20重新将密封阀座19关闭，阻止介质继续流入取样瓶10，随着驱动机构1继续向下运动，容积块30将上腔体29内的介质反向挤压排回操作阀4外。

取样瓶固定单元包括与端盖8固定连接的瓶罩15，瓶罩15下方设有u型支架11，u型支架11两侧分别与瓶罩15通过转轴连接，u型支架11底面设有拉杆12，拉杆12顶端设有软垫16，拉杆12底端贯穿u型支架11底面与操作手柄13连接，软垫16与u型支架11底面之间的拉杆12外周套装有推力弹簧14。通过操作手柄13向下拉动拉杆12，将推力弹簧14压缩，然后取样瓶10的瓶口端插入瓶罩15内，流道9和吸附通道17均插入取样瓶10的瓶口内，取样瓶10的平底对准软垫16，然后将操作手柄13放松，推力弹簧14回弹将取样瓶10顶紧在瓶罩15内，瓶罩15的内径与取样瓶10的外形相匹配，因此推力弹簧14顶进取样瓶10后，取样瓶10不会发生作用晃动；软垫16能够对取样瓶10起到保护作用，防止操作手柄13的操作不慎将取样瓶10打破。

上腔体29内壁上部设有密封组件26，密封组件26与容积块30外径相配合。密封组件26的设置避免介质发生泄漏。密封组件26一般包括密封圈和轴承，购买市售零件组合即可，属于现有技术。

密封组件26上方的上腔体29内壁一侧设有检查孔27，当密封组件26被磨损时，在容积块30动作时会有微量液体介质在检查孔27泄露，当检修人员发现检查孔27处有微量液体介质时，则会判定本装置需要进行维修；检查孔27的设置能够使工作人员及时发现泄漏进行必要的维修操作。

进液孔7处壳体2外壁增设接口法兰3，接口法兰3中部设有进液通道5，进液通道5连通进液孔7。接口法兰3的设置方便本装置与操作阀4安装固定。

进液通道5内设有滤网6，能够将从操作阀4流出的介质进行过滤，保证采样介质的纯净度。

阀芯20上部和下部分别为密封杆31和密封芯32，密封芯32外形与密封阀座19的阀腔相匹配，密封杆31直径小于密封芯32上底面直径，密封杆31位于中腔体21内，并且中腔体21呈阶梯状，弹压件22套装在阶梯状中腔体21内壁轴肩与密封芯32上底面之间的密封杆31外周。弹压件22对密封芯32有力的作用，保证密封芯32与密封阀座19配合紧密；并且在采样完毕后，驱动机构1向下运动，容积块30对行程限位块28失去力的作用，此时弹压件22能够将密封芯32迅速压入密封阀座19内，将密封阀座19重新关闭。

采样前，将操作阀4与接口法兰3安装固定，取样瓶10固定在瓶罩15内，流道9和吸附通道17均插入取样瓶10的瓶口内。具体采样时，驱动机构1驱动行程单元向上运动，带动容积块30和阻挡圈23向上运动，采样的介质经操作阀4进入进液孔7，然后介质经进液孔7逐渐流进上腔体29内，阻挡圈23先是沿行程杆25向上运动，行程杆25位置不动，当阻挡圈23运动至行程限位块28处时，此时上腔体29内的介质缓存到一定量，阻挡圈23继续向上运动，同时通过行程限位块28带动行程杆25同时向上运动，行程杆25带动阀芯20向上运动，阀芯20与密封阀座19分离，介质通过阀芯20与密封阀座19之间的间隙进入流道9，最终流入取样瓶10，随着取样瓶10内的介质逐渐增多，取样瓶10内原有的气体通过吸附通道17进入吸附箱18，经吸附箱18吸附过滤后排到大气中；当取样瓶10内介质到达需要的量时，取样结束，驱动机构1向下运动，行程限位块28受到的力消失，弹压件22能够使密封芯32迅速复位压入密封阀座19内，将密封阀座19重新关闭，防止壳体上腔体29内介质流动至取样瓶10中导致采样质量出现问题，随着驱动机构1继续向下运动，容积块30将上腔体29内的介质反向挤压排回操作阀4外。采样过程中，壳体2中空腔内会缓存足够的残留量，保证流入取样瓶10内的介质均是所要取的最新样品，有效避免介质置换浪费；并且整套结构接口漏点少，且设置吸附箱18，吸附箱18内设有活性炭，能有效避免对环境的污染。驱动机构1可以选择液压缸、气缸或者丝杠等结构，并且驱动机构1可以有控制系统控制，可以实现一键取样和定时取样。