Устройство для отбора проб технологической жидкости
PROCESS FLUID SAMPLING DEVICE

Устройство для отбора проб технологической жидкости относится к технологии и технике отбора проб жидкости и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется точность определения параметров исследуемой жидкости. Например, при отборе проб на количественное определение агрессивных компонентов, в частности, растворенного кислорода в сточной воде.
Известно устройство отбора проб жидких нефтепродуктов из резервуара (патент на ПМ RU № 145897, МПК G01N 1/16, опубл. 27.09.2014 Бюл. № 27), содержащее приемную емкость, насос с впускным и выпускным соединительными патрубками, заборные трубки, сливной кран и магистральный трубопровод, причем магистральный трубопровод одним концом соединяется с приемной емкостью, а с другого конца соединяется со сливным краном, при этом насос с помощью впускного и выпускного соединительных патрубков соединяется с магистральным трубопроводом, причем устройство собрано в едином корпусе, соединительные патрубки, заборные трубки, сливной кран и магистральный трубопровод содержат запорные регулирующие вентили, причем заборные трубки присоединены к впускным насосным патрубкам и закреплены в стенке корпуса на разных уровнях по высоте, так что выступают за пределы корпуса, а их концы содержат соединительные фланцы.
Недостатками данной системы является сложность конструктивных элементов и использование насосного оборудования, приводящие к необходимости периодического обслуживания и ремонтам, что увеличивает количество персонала для использования данного технического решения, и узкая область применения в качестве стационарного оборудования, применяемого для резервуаров, не обеспечивающее при необходимости герметичный отбор пробы.
Известно устройство для отбора контрольных проб жидкости (патент на ПМ RU № 2036, МПК G01N 1/10, опубл. 16.04.1996), содержащее подсоединенный к точке отбора проб запорный орган, причем оно снабжено трубчатой иглой, одним концом закрепленной на запорном органе, другим, иглообразным, - соединенной с пробоотборной емкостью через мембрану, выполненную из легкопрокалываемого материала и герметично установленную на пробоотборной емкости.
Недостатком данного технического решения является сложность конструктивных элементов, которая обусловлена наличием недолговечной прокалываемой мембраны, что гарантирует необходимость постоянного обслуживания узла отбора пробы, а необходимость использования специальных элементов в виде бортового клана в точке отбора ведет к увеличению металлоемкости.
Наиболее близким по технической сущности является водоотборное устройство (патент RU № 202449, МПК G01N 1/10, опубл. 18.02.2021 Бюл. № 5), выполненное в виде сосуда с входным отверстием, содержащего пробку с двумя трубками разной длины, верхние концы которых снабжены съемным клапаном, причем сосуд дополнительно снабжен съемной крышкой-цилиндром, нижняя часть которой герметично соединена с сосудом, пробка с трубками установлена в верхней части крышки-цилиндра, при этом внешний диаметр пробки равен внутреннему диаметру входного отверстия сосуда, а конец трубки меньшей длины не выходит за пределы нижней поверхности пробки.
Недостатком данного устройства является узкая область применения в качестве устройства для отбора проб с глубины, поскольку отбор пробы может быть осуществлен только из окружающей устройство среды, в толще воды. Наличие двух патрубков, с учетом постоянного монтажа и демонтажа пробки, в которой они располагаются, усложняет конструкцию и использование и, как следствие снижает надежность.
Технической задачей предполагаемого технического решения является создание универсального устройства для отбора проб технологической жидкости, которое, позволяет производить отбор пробы и доставку до места проведения анализа без контакта с атмосферой и состоит из небольшого количества простых конструктивных элементов, что повышает надежность, упрощает изготовление, ремонт, обслуживание позволяет осуществлять его использование и переноску без использования специального оборудования.
Техническая задача решается устройством для отбора проб технологической жидкости, включающим пробоотборную емкость с дном и верхней герметичной съемной крышкой, оснащенной пробкой, длинную трубку, зафиксированную герметично в пробке, газоотводный канал, проходящий через пробку и сообщенный в рабочем положении с верхом емкости и наружным пространством.
Новым является то, что пробка вставлена в крышку с возможностью перемещения сверху вниз из рабочего положения в транспортное соответственно, длинная трубка оснащена сверху дополнительной съемной пробкой для фиксации в точке отбора проб, а снизу уплотнением, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия с дном емкости при перемещении пробки в транспортное положение, газоотводный канал сообщен с наружным пространством боковым выходным отверстием в пробке, которое выполнено с возможностью входа в емкость при перемещении пробки в транспортное положение.
На фиг. 1 изображена схема устройства в транспортном положении.
На фиг. 2 изображено схема устройства в рабочем положении.
Устройство для отбора проб технологической жидкости (не показано) включает пробоотборную емкость 1 (фиг. 1 и 2) с дном 2 и верхней герметичной съемной крышкой 3, оснащенной пробкой 4, длинную трубку 5, зафиксированную герметично в пробке 4, газоотводный канал 6, проходящий через пробку 4, съемную пробку 7 и уплотнение 8 в нижней части трубки 5. Пробоотборная емкость 1, пробка 4,  длинная трубка 5 и съемная пробка 7 могут быть выполнены из любого материала, соответствующего условиям применения на конкретном предприятии (например, для нефтедобывающих предприятий для отбора проб сточной воды в качестве материала может быть использована резина, стекло и т.п. – авторы на это не претендуют). Верхняя герметичная крышка 3 и уплотнение 8 могут быть выполнены из любого непроницаемого материала, соответствующего условиям применения на конкретном предприятии (например, резина, силикон, полиуретан и т.п. – авторы на это не претендуют).
Герметичная съемная крышка 3 фиксируется на пробоотборной емкости 1 за счет плотного насаживания или вкручивания или любым другим известным способом (авторы на это не претендуют). Пробка 4 может быть вставлена в крышку 3 с возможностью перемещения сверху вниз из рабочего положения в транспортное соответственно при помощи небольшого усилия или вкручена по резьбе или другим любым похожим способом (авторы на это не претендуют). Длинная трубка 5 оснащена сверху дополнительной съемной пробкой 7 для фиксации в точке отбора проб при помощи нанизывания, или вкручивания на длинную трубку 5 или любым другим известным способом. Размеры съемной пробки 7 подбираются в зависимости от размеров пробоотборного крана, используемого на промышленном объекте, таким образом, чтобы тело пробки 7 герметично перекрывало выход технологической жидкости из точки отбора пробы. Уплотнение 8 крепится к нижней части длинной трубки 5 при помощи сварки, клея или другим известным способом, обеспечивающим надежную фиксацию материала уплотнения 8 к материалу длинной трубки 5. Газоотводный канал 6 с боковым выходным отверстием 9 в пробке 4 может быть выполнение сверлением, проточкой или любым другим известным способом. Боковое выходное отверстие 9 расположено на такой высоте в пробке 4, которая обеспечивает вход выходного отверстия 9 в емкость 1 при перемещении пробки 4 в транспортное положение, в котором, в дальнейшем, будет производиться доставка устройства до места проведения анализа без контакта с атмосферой.
Размеры пробоотборной емкости 1 выбираются эмпирически, в зависимости от необходимого объема отбираемой пробы технологической жидкости, который определяется в зависимости от метода анализа. Например, для одного из методов определения растворенного кислорода требуется от 200-1000 мл. отбираемой жидкости. Размер длинной трубки 5 выбирается в зависимости от расположения точки отбора проб таким образом, чтобы обеспечить комфорт и безопасность работника при выполнении данной операции, например, чтобы длина длинной трубки 5 позволяла поставить само устройство на твердую поверхность и уже после производить отбор проб. Например, на объектах подготовки нефти, где пробоотборники находятся в доступном для оператора месте, длинна длинной трубки 5 составит не более двух метров.  При похожих условиях предлагаемое устройство переносится к месту проведения испытаний одним человеком.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на чертежах (фиг. 1 и 2) не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
Для удобства и оперативности отбора проб, устройство к месту отбора проб (пробоотборная трубка, сливной кран или т.п. - не показано) предлагается транспортировать в практически собранном, после последнего использования, виде без использования специального оборудования (для переноски небольшой емкости достаточно и одного оператора). Герметичная крышка 3 уже зафиксирована на пробоотборной емкости 1, например, насаживанием, вкручиванием или другим известным способом. Пробка 4 находится в транспортном положении (фиг. 1). Оператор фиксирует съемную пробку 7 в точке отбора проб и в верхней части длинной трубки 5, после чего пробку 4 переводит в рабочее положение (фиг. 2) вытягиванием, вкручиванием или другим известным способом из крышки 3. После открытия (вентиля, крана, задвижки или т.п. – не показано) поступления жидкости из места отбора проб, производят заполнение пробоотборной емкости 1 по длинной трубке 5 и выход газа по газоотводному каналу 6. После небольшого выхода пробы жидкости из газоотводного канала 6, пробку 4 переводят в транспортное положение (фиг. 1). При этом боковой канал 9 газоотводного канала 6 входит внутрь емкости 1, а уплотнение 8 трубки герметично упрется в дно 2 емкости 1, исключая доступ газа из атмосферы в емкость 1 и вытекания пробы из емкости 1 соответственно. После перекрытия поступления жидкости к месту отбора проб съемную пробку 7 отсоединяют от точки отбора проб и устройство доставляют в место проведения испытаний. Для удобства транспортировки, часть пробы, которая могла остаться в трубке 5, можно слить в специально отведенное место, направив трубку 5 в нужном направлении и перевернув устройство, при этом проба полностью остается внутри емкости 1.
Предлагаемое устройство для отбора проб технологической жидкости позволяет производить отбор пробы и доставку до места проведения анализа без контакта с атмосферой и состоит из небольшого количества простых конструктивных элементов, что позволяет осуществлять его использование и переноску без использования специального оборудования. Отбор пробы может производиться из большинства промышленных объектов, снабженных пробоотборным краном за счет возможности подбора размеров съемной пробки в верхней части длинной трубки, что делает устройство универсальным.