一种密闭式自动取样系统的制作方法

本实用新型涉及石油化工行业中各种有毒、有害、易燃、易爆介质采样技术领域，尤其涉及一种密闭式自动取样系统。

背景技术：

石油化工生产中需要对各种有毒、有害、易燃、易爆介质进行频繁的采样。乙烯是整个石油化工行业的核心，在一个国家的国民经济中占有不可动摇的地位，世界上已经将乙烯工业的发展作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一，而乙烯装置所用的取样系统是取样心脏设备，更是质量检测的关键，在石油化工行业中具有非常重要的地位。

但是，目前石油化工生产中有毒、有害、易燃、易爆介质尤其是乙烯的采样装置普遍密封不严，无法实现自动采样，而且取样瓶的装、卸不便和接头处的泄漏问题一直没能很好的解决。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种密闭式自动取样系统。实现密闭状态下自动采样；而且取样瓶装卸方便，避免了接头处的泄露。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种密闭式自动取样系统，包括缸体活塞腔、缸体密封腔、缸体取样腔与取样阀芯；所述缸体活塞腔设有第一压力气源入口，缸体密封腔设有第二压力气源入口，缸体取样腔设有吹扫气源入口与介质出口，取样阀芯一端设有活塞另一端设有取样槽；缸体活塞腔、缸体密封腔与缸体取样腔依次密封相连，内部形成一密闭腔体，取样阀芯密封安装在密闭腔体内，取样阀芯活塞位于缸体活塞腔内；第一压力气源入口与第二压力气源入口分别与压力气源相连，吹扫气源入口与吹扫气源相连，介质出口与取样瓶相连。

还包括气动快速接头，三个气动快速接头分别固接在第一压力气源入口、第二压力气源入口与吹扫气源入口，连接方式均为螺纹旋合密封；第一压力气源入口、第二压力气源入口与吹扫气源入口分别通过气动快速接头与各自的气源相连。

还包括开闭式快速接头；所述开闭式快速接头包括快开母头与快开公头，快开母头与快开公头均设有对顶阀芯与复位弹簧，快开母头设有保护气体出口与密封槽，快开母头与介质出口相连，快开公头与取样瓶相连；快开公头插入快开母头后，接触面通过密封圈密封，两个对顶阀芯相互作用，快开公头与快开母头内腔联通；快开公头离开快开母头后，对顶阀芯在复位弹簧的作用下复位，快开公头与快开母头各自封闭。

所述缸体活塞腔一个端面设有第一压力气源入口，第一压力气源入口为通孔，缸体活塞腔腔体内第一压力气源入口处设有缓冲机构，缸体活塞腔腔体另一端面设有密封槽。

所述缸体密封腔的侧壁上设有第二压力气源入口，第二压力气源入口与缸体密封腔的一个端面通过连通孔联通，内壁与两个端面均设有密封槽。

所述缸体取样腔的侧壁上设有吹扫气源入口与介质出口，吹扫气源入口与介质出口均为通孔，吹扫气源入口与介质出口处均设有工艺倒角；缸体取样腔一端面设有密封槽，另一端面设有工艺倒角，内壁设有密封槽。

所述取样阀芯包括活塞、连接杆与取样杆；连接杆与取样杆为一体，连接杆与活塞通过螺纹连接；活塞侧壁上设有密封槽，取样杆上设有密封槽、导向槽与取样槽。

所述取样阀芯活塞通过密封圈与缸体活塞腔内壁密封，连接杆通过密封圈与缸体密封腔内壁密封，取样杆通过密封圈与缸体取样腔内壁密封。

所述缸体活塞腔与缸体密封腔通过卡箍接头进行箍紧，缸体活塞腔端面通过密封圈与缸体密封腔端面压紧密封；所述缸体密封腔与缸体取样腔通过卡箍接头进行箍紧，缸体密封腔端面通过密封圈与缸体取样腔端面压紧密封。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型包括缸体活塞腔、缸体密封腔、缸体取样腔与取样阀芯，缸体活塞腔第一压力气源入口与缸体密封腔第二压力气源入口分别与压力气源相连，缸体取样腔吹扫气源入口与吹扫气源相连，缸体取样腔介质出口与取样瓶相连；

压力气体由第一压力气源入口进入，带动取样阀芯向右侧移动，使取样阀芯的取样杆伸出装置，进入到取样介质中，介质由取样槽口流入后至取样槽中；待介质流入取样槽后，通过第二压力气源入口通入压力气体，压力气体带动取样阀芯向左侧移动，进而使取样头缩进装置，至极限位置使取样槽正对介质出口，在重力作用下，介质由介质出口流入取样瓶；至此为一个取样循环，重复上述操作直至取至需要的样品量为止；

本实用新型实现密闭状态下自动采样，提高了取样作业效率，避免了操作人员与有毒有害介质直接接触，保障了作业人员的人身安全，避免了有毒有害介质的泄露，有利于环境的保护。

2)本实用新型设有吹扫气源入口，吹扫气源入口通过气动快速接头与吹扫气源相连，取样前及取样后分别吹扫，其目的为将装置内残余介质清除，避免对装置造成污染，也为下一次取样提供干净环境，保证取样介质的准确度。

3)本实用新型取样阀芯活塞侧壁上设有密封槽，取样杆上设有密封槽、导向槽与取样槽；取样阀芯活塞通过密封圈与缸体活塞腔内壁密封，连接杆通过密封圈与缸体密封腔内壁密封，取样杆通过密封圈与缸体取样腔内壁密封；各部件密闭严密，避免了有毒有害介质的泄露。

4)本实用新型缸体活塞腔与缸体密封腔通过卡箍接头进行箍紧，缸体活塞腔端面通过密封圈与缸体密封腔端面压紧密封；所述缸体密封腔与缸体取样腔通过卡箍接头进行箍紧，缸体密封腔端面通过密封圈与缸体取样腔端面压紧密封；各部件密闭严密，避免了有毒有害介质的泄露。

5)缸体活塞腔腔体内第一压力气源入口处设有缓冲结构，避免活塞跟缸体活塞腔腔体内端面产生碰撞。

6)本实用新型介质出口处设有工艺倒角，缸体取样腔另一端面设有工艺倒角；取样阀芯来回运动时保证密封的同时也避免对取样口密封圈及取样口导向圈造成损伤。

7)开闭式快速接头包括快开母头与快开公头，快开公头插入快开母头后，接触面通过密封圈密封，两个对顶阀芯相互作用，快开公头与快开母头内腔联通；快开公头离开快开母头后，对顶阀芯在复位弹簧的作用下复位，快开公头与快开母头各自封闭；插入式连接，取样瓶装卸方便快捷，装卸前后快开公头与快开母头各自封闭，有效避免了接头处的有毒有害介质的泄露。

附图说明

图1是本实用新型工作状态及结构示意剖视图；

图2是本实用新型活塞在右侧极限位置结构示意剖视图(不包括开闭式快速接头)；

图3是本实用新型活塞在左侧极限位置结构示意剖视图(不包括开闭式快速接头)；

图4是本实用新型开闭式快速接头结构示意剖视图。

图中：1-缸体活塞腔2-缸体密封腔3-缸体取样腔4-取样阀芯5-开闭式快速接头6-气动快速接头7-乙烯装置管道8-乙烯9-取样瓶10-卡箍接头11-第一压力气源入口12-缓冲结构13-o型密封圈21-第二压力气源入口22-连通孔23-y型密封圈31-氮气吹扫口32-介质出口33-取样槽工艺工艺倒角34-取样口工艺工艺倒角35-阀芯密封圈41-活塞42-连接杆43-取样杆44-活塞密封45-取样口密封圈46-取样口导向圈47-取样槽51-快开母头52-快开公头53-对顶阀芯54-复位弹簧55-保护气体出口56-密封圈57-卡套钢球

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

【实施例】：

如图1～3所示一种密闭式自动取样系统，一种用于石油化工行业大型乙烯装置的密封式自动采样系统，包括缸体活塞腔1、缸体密封腔2、缸体取样腔3、取样阀芯4、开闭式快速接头5与气动快速接头6。

缸体活塞腔1的左端面设有第一压力气源入口11，第一压力气源入口11为通孔，缸体活塞腔腔体内第一压力气源入口11处设有缓冲结构12，缓冲结构12为与第一压力气源入口11末端相连的工艺槽，缓冲结构12避免活塞41与缸体活塞腔1腔体内端面产生碰撞。缸体活塞腔1的右端面设有与o型密封圈13适配的密封槽。

缸体密封腔2的侧壁上设有第二压力气源入口21，第二压力气源入口21不是通孔，第二压力气源入口21与缸体密封腔2的左端面通过连通孔22联通，缸体密封腔2的内壁设有与y型密封圈23适配的密封槽；缸体密封腔2的左右两个端面均设有与o型密封圈13适配的密封槽。

缸体取样腔3的侧壁上设有氮气吹扫口31与介质出口32，氮气吹扫口31与介质出口32均为通孔，介质出口32处、氮气吹扫口31处设有取样槽工艺工艺倒角33；缸体取样腔3的左端面设有o型密封圈13适配的密封槽。缸体取样腔3的右端面设有取样口工艺工艺倒角34，缸体取样腔3的内壁设有与阀芯密封圈35适配的密封槽。介质出口32及氮气吹扫口31处设有取样槽工艺工艺倒角33，缸体取样腔3的右端面设有取样口工艺工艺倒角34，在取样阀芯4来回运动时保证密封的同时也避免对取样口密封圈45及取样口导向圈46造成损伤。

取样阀芯4包括活塞41、连接杆42与取样杆43；连接杆42与取样杆43为一体结构，连接杆42与活塞41通过螺纹连接密封。活塞41侧壁上设有与活塞密封44适配的密封槽，取样杆43上设有与取样口密封圈45适配的密封槽，设有与取样口导向圈46适配的导向槽，设有取样槽47。

如图4所示，开闭式快速接头5包括快开母头51与快开公头52。快开母头51与快开公头52均设有对顶阀芯53与复位弹簧54，快开母头51设有保护气体出口55与密封槽，快开母头51与介质出口32相连，快开公头52与取样瓶9相连。快开公头52插入快开母头51后通过卡套钢球57卡接，接触面通过密封圈56密封，快开母头51内孔设置直口结构，并在外圆柱面附加o型圈保证对接时的密封效果，两个对顶阀芯53相互作用，快开公头51与快开母头52内腔联通。将快开公头52拔出快开母头51后，对顶阀芯53在复位弹簧54的作用下复位，快开公头51与快开母头52各自封闭。

将快开公头51插入快开母头52便完成连接，将快开公头51拔出便完成拆卸，取样瓶9装卸方便快捷。而且装卸前后快开公头51与快开母头52均各自封闭，只有在连接时开公头51与快开母头52才联通，装卸前后各自封闭，有效避免了接头处的有毒有害介质的泄露。

如图1～3所示，缸体活塞腔1右端与缸体密封腔2左端通过卡箍接头10进行箍紧，缸体活塞腔1右端面通过o型密封圈13与缸体密封腔2左端面压紧密封。缸体密封腔2右端与缸体取样腔3左端通过卡箍接头10进行箍紧，缸体密封腔2右端面通过o型密封圈13与缸体取样腔3左端面压紧密封。各部件密闭严密，避免了有毒有害介质的泄露。

取样阀芯活塞41安装在缸体活塞腔1内，取样阀芯活塞41通过活塞密封44与缸体活塞腔1内壁密封。连接杆42安装在缸体密封腔2内，连接杆42通过y型密封圈23与缸体密封腔2内壁密封。取样杆43安装在缸体取样腔3内，取样杆43通过阀芯密封圈45、取样口导向圈46、取样口密封圈45与缸体取样腔3内壁密封。各部件密闭严密，避免了有毒有害介质的泄露。

气动快速接头6为现有产品，可采用pc10-02型，三个气动快速接头6分别固接在第一压力气源入口11、第二压力气源入口21与氮气吹扫口31，第一压力气源入口11通过气动快速接头6与第一压力气源相连，第二压力气源入口21通过气动快速接头6与第二压力气源相连。氮气吹扫口31通过气动快速接头6与氮气气源相连，取样前及取样后分别用氮气吹扫，其目的为将装置内残余介质清除，避免对装置造成污染，也为下一次取样提供干净环境，保证取样介质的准确度。介质出口32通过开闭式快速接头5与取样瓶9相连。

如图1～3所示，乙烯8装在乙烯装置管道7中，本实用新型的工作原理与工作过程如下：

步骤一、将第一压力气源入口11通过气动快速接头6与第一压力气源相连，第二压力气源入口21通过气动快速接头6与第二压力气源相连，氮气吹扫口31通过气动快速接头6与氮气气源相连，介质出口32通过开闭式快速接头5与取样瓶9相连。

步骤二、通过氮气吹扫口31通入氮气进行吹扫；

步骤三、如图2所示，如箭头所示，通过第一压力气源入口11通入压力气体，压力气体流经缸体密封腔1推动活塞41左端面，带动取样阀芯4向右侧移动，推动腔内气体经连通孔22至第二压力气源入口21后排出，进而使取样阀芯4的取样杆43伸出装置，进入到乙烯8中，如箭头所示，乙烯8由取样槽口流入后至取样槽47中；

步骤四、如图3所示，乙烯8流入取样槽47后，通过第二压力气源入口21通入压力气体，压力气体流经连通孔22推动活塞41右端面，带动取样阀芯4向左侧移动，推动腔内气体经第一压力气源入口11后排出，进而使取样阀芯4的取样杆43缩进装置，至极限位置使取样槽47正对介质出口32，在重力作用下，乙烯8由介质出口32流入取样瓶9；至此为一个取样循环，重复上述操作直至取至需要的样品量为止；

步骤五、取样完成后，通过氮气吹扫口31通入氮气进行吹扫。取样前及取样后分别吹扫，其目的为将装置内残余介质清除，避免对装置造成污染，也为下一次取样提供干净环境，保证取样介质的准确度。

本实用新型实现密闭状态下自动采样；而且取样瓶9装卸方便，装卸前后快开公头51与快开母头52均各自封闭，避免了接头处的泄露。

以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。