ПРОБООТБОРНОЕ УСТРОЙСТВО

Заявляемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, трубопроводному транспорту, пищевой промышленности и может использоваться в качестве устройства для отбора части перекачиваемой по трубопроводу под давлением жидкости или любой другой текучей среды и последующего возврата ее назад в трубопровод.
Известно устройство для отбора проб жидкости из резервуара (патент РФ № 2012864), содержащее вертикальную трубку, закрепленную в основании резервуара, с пробоотборными щелевыми отверстиями, которые расположены с диаметрально противоположных сторон трубки.
Известное устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что отверстия, через которые отбирается часть жидкости из резервуара, перекрываются в процессе отбора пробы, и, соответственно, отсутствует постоянная циркуляция отбираемого продукта.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для отбора проб жидкостей из трубопровода (патент РФ № 2141105), где пробозаборный элемент выполнен в виде трубки с одним пробозаборным отверстием на боковой поверхности и установлен навстречу потоку.
Недостатком вышеописанного пробозаборного устройства является то, что оно не позволяет отбирать часть жидкости из реверсивных потоков из-за отсутствия второго идентичного первому пробозаборного отверстия с диаметрально противоположной стороны трубки.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечение отбора проб как из прямого, так и из реверсивного потока без потери представительности отбираемой пробы.
Технический результат достигается за счет того, что в пробоотборном устройстве, содержащем пробозаборный элемент с пробозаборным отверстием на боковой поверхности, установленный навстречу потоку, согласно заявляемой полезной модели пробозаборный элемент имеет два канала, геометрически идентичных друг другу, каждый канал имеет соответственно два пробозаборных отверстия - входное и выходное, входное отверстие выполнено на боковой сферической поверхности пробозаборного элемента в той части, которая располагается внутри трубопровода в потоке, а выходное отверстие выполнено на торцевой плоской поверхности пробозаборного элемента в той части, которая располагается снаружи трубопровода, при этом входной канал соединяется через исполнительный механизм с выходным каналом, образуя тем самым замкнутый контур с равномерной площадью сечения.
Наличие в одном конструктивном изделии канала входа и выхода, геометрически идентичных друг другу, обеспечивает постоянную циркуляцию части жидкости, перекачиваемой по трубопроводу в ту или обратную сторону по контуру пробоотборного устройства, тем самым позволяет осуществлять отбор части жидкости из реверсивного потока в основном трубопроводе без потери представительности отбираемой пробы. Конфигурация входных/выходных отверстий, выполненных в каналах пробоотборного устройства, позволяет отбирать жидкость перекачиваемого по трубопроводу продукта на всех уровнях.
Пробоотборное устройство (фиг. 1) может быть выполнено, например, в виде цилиндрического или овального стержня с двумя каналами, выполненными в теле стержня, с диаметрально противоположных сторон, один из которых является входным, другой - выходным. Оба канала идентичны, то есть конфигурация и геометрические размеры одинаковы. Каждый канал имеет два отверстия - вход и выход. Входное отверстие 1 выполнено на боковой сферической поверхности пробозаборного элемента, в той части, которая располагается внутри трубопровода в потоке. Форма и размеры отверстия соответствуют ГОСТ 2517-12, так как доказана их эффективность в представительности отбираемой части жидкости из общего потока продукта в трубопроводе. Размеры отверстий зависят от диаметра трубопровода, и соответствуют табличным данным, указанным в Приложении «Б» к ГОСТ 2517-12. (табл. № 1, №2). Второе (выходное) отверстие 2 выполнено на торцевой плоской поверхности пробозаборного элемента, в той части, которая располагается снаружи трубопровода. Отверстие 2 имеет радиальную форму и соединяется с исполнительным механизмом, отвечающим за технологическую манипуляцию с продуктом. Отверстия 1 и 2 соединяются каналом в теле стержня сечением, равным площади отверстия 2 (кроме зоны стабилизации). Различие значений недопустимо, так как увеличение сечения канала приведет к созданию застойной зоны, а уменьшение создаст гидравлическое сопротивление и, как следствие, к изменению скоростных характеристик потока отобранной части жидкости. Оба этих фактора негативно сказываются на представительности отобранной части жидкости. Для обеспечения отбора части жидкости из нижнего уровня (при горизонтальном трубопроводе) общего потока продукта в канале пробозаборного элемента предусмотрена зона стабилизации потока 3, выполненная в соответствии с требованиями Приложения «Г» к ГОСТ 2517-12.
Пробозаборное устройство монтируется на трубопровод таким образом, чтобы пробозаборное отверстие одного из каналов располагалось строго перпендикулярно навстречу потоку, а отверстие второго канала, соответственно с диаметрально противоположной стороны пробозаборного устройства. По мере движения потока по трубопроводу часть жидкости под воздействием динамического давления напора технологической среды попадает в отверстие пробоотборного устройства, которое расположено строго перпендикулярно навстречу потоку, и по входному каналу поступает в исполнительный механизм. Это может быть вентиль, автоматический пробоотборник или поточный анализатор технологической среды, перекачиваемой по трубопроводу. Затем отобранная жидкость, пройдя исполнительный механизм, устремляется по выходному каналу назад в трубопровод. Этот движение обеспечивается за счет того, что отверстие выходного канала расположено на задней грани пробоотборного устройства относительно направления потока, жидкость, обтекая тело пробоотборного устройства, согласно эффекту Вентури, создает в этой зоне область пониженного давления. В результате, получаем постоянно циркулирующий по контуру пробоотборного устройства поток представительно отобранной жидкости.
Таким образом, конструктивно упрощается система, предназначенная для отбора пробы перекачиваемого продукта, отпадает потребность дополнительной трубной обвязки с запорными элементами, насосами и т.д. Конструктивное решение геометрически идентичного исполнения входного и выходного каналов пробоотборного устройства позволяет производить отбор части жидкости и при реверсивном потоке без потери ее представительности.