Устройство для отбора проб сыпучих материалов
Изобретение относится к области химического машиностроения и может найти применение для оснащения контактных аппаратов для проведения различных процессов , например каталитической конверсии углеводородов. Цель изобретения состоит в повышении надежности, в частности в обеспечении работоспособности устройства при оснащении им аппаратов, работающих под давлением газообразных сред, содержащих конденсирующиеся компоненты. Устройство содержит пробоотборную камеру 1, поворотную пробоотборную трубу 4 и неподвижную трубу-заслонку 5. Пробоотборная труба 4 и труба-заслонка 5 имеют вырезы , расположенные в слое сыпучего материала и способные совмещаться при повороте трубы 4. В межтрубное пространство , имеющее чередующиеся участки сужения и расширения, подается продувочный газ. Определенное соотношение размеров труб 4 и 5 и выполнение межтрубного пространства с переменным сечением позволяют при минимальном расходе продувочного газа полностью исключить конденсацию на элементах конструкции. Дополнительная надежность обеспечивается также гермеi (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК.Я0,» 1406460 A 1 дц4 и 01 N 1/20
® ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I : „3 К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области химического машиностроения и может найти применение для оснащения контактных 4ь CO Cb 4ь CO а3 иг оправа 0ыпуоий ааеаероаа (21) 4170125/23-26 (22) 29.12.86 (46) 30.06.88. Бюл. № 24 (71) Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов «Леннефтехим» (72) А. Б. Гущевский, Г. Г. Ковров, В. А. Крылов, Н. Г. Литвиненко, Е. Л. Лобанов, М. И. Мухранов, Ю. А. Скипин, А. Н. Созинов В. П. Сухарев, В. Е. Федотов и Б. М. Штерман (53) 543.053 (988.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 273512, кл. G O l N 1/20, 1970. Авторское свидетельство СССР № 1082110, кл. G 01 N 1/20, 1982. аппаратов для проведения различных процессов, например каталитической конверсии углеводородов. Цель изобретения состоит в повышении надежности, в частности в обеспечении работоспособности устройства при оснащении им аппаратов, работающих под давлением газообразных сред, содержащих конденсирующиеся компоненты. Устройство содержит пробоотборную камеру 1, поворотную пробоотборную трубу 4 и неподвижную трубу-заслонку 5. Пробоотборная труба 4 и труба-заслонка 5 имеют вырезы, расположенные в слое сыпучего материала и способные совмещаться при повороте трубы 4. В межтрубное пространство, имеющее чередующиеся участки сужения и расширения, подается продувочный газ. Определенное соотношение размеров труб 4 и 5 и выполнение межтрубного пространства с переменным сечением позволяют при минимальном расходе продувочного газа полностью исключить конденсацию на элементах конструкции. Дополнительная надежность обеспечивается также герме1406460 45 тизацией пробоотборной камеры 1 с помощью клапана 6, перекрывающего в перерывах между отборами проб выход из трубы-заслонки 5. При совмещении вырезов труб 4 и 5 порция сыпучего материала попадает в нижнюю часть трубы 4, откуда 1 ! Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к устройствам для отбора проб сыпучих материалов, в частности гранулированных катализаторов, из аппаратов, работающих под давлением и при повышенной температуре, и может быть использовано для оснащения контактных аппаратов для проведения различных процессов, например каталитической конверсии . углеводородов. Цель изобретения — повышение надеж. ности работы и, в частности, обеспечение работоспособности устройства в средах, содержа щих конденсирующиеся ком поненты, за счет устранения конденсации на элементах конструкции. На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез. Устройство имеет герметичную пробоотборную камеру 1, расположенный снару жи камеры затвор 2 для включения или прекращения транспортирования сыпучего материала, находящегося в аппарате 3, путем сброса газа из аппарата, пробоотборную трубу 4, установленную с возможностью поворота вокруг своей оси, неподвижную трубу-заслонку 5. Пространство между стенками пробоотборной трубы и трубы-заслонки имеет участки сужения С1, В, Д, чередующиеся с участками расширения Б, Г. В нижней части пробоотборной трубы выполнен вырез Е, способный при повороте трубы совмещаться с вырезом Ж трубызаслонки. Верхнее (по чертежу) сечение трубы-заслонки герметично перекрывается клапаном 6, на поверхности которого имеются выступы 7, входящие в зацепление с пробоотборной трубой. Для вращения последней на крышке пробоотборной камеры смонтирован привод 8, совмещенный с приводом клапана. Передача механической энергии от привода к пробоотборной трубе и клапану осуществляется с помощью шпинделя, введенного внутрь пробоотборной камеры через сальник 9. Для сбора отобранных проб служит приемник 10, соединенный с нижней частью пробоотборной камеры через шлюзовой затвор 11. она транспортируется в камеру потоком газа из аппарата. Газ сбрасывается через регулируемый затвор 2, а проба сыпучего материала самотеком пересыпается через шлюзовой затвор 11 в приемник 10. 3 з. п. ф-лы. 1 ил Устройство работает следующим образом. В период между отборами проб пробоотборная труба 4 повернута так, что ее боковой вырез Е перекрыт стенкой трубы5 заслонки 5 (см. чертеж). В это же время верхнее сечение трубы-заслонки закрыто клапаном 6 (при этом выступы 7 находятся в зацеплении с пробоотборной трубой), а через штуцер, соединенный с верхним по чертежу участком расширения Б, в межтрубное пространство подается продувочный газ, который проходит по всему межтрубному пространству и выходит из него в аппарат через вырез Ж трубы-заслонки и через перфорационные отверстия, имею15 щиеся в дне, закрывающем ее нижней торец. Из верхней части межтрубного пространства продувочный газ поступает под клапан и входит в пробоотборную трубу через ее открытый верхний торец, затем проходит по пробоотборной трубе сверху вниз и поступает в аппарат, в слой сыпучего материала. Благодаря активному движению продувочного газа с переменной по величине и направлению скоростью, исключается отложение продуктов конденсации как внутри пробоотборной трубы, так и в межтрубном пространстве. Одновременное нарушение герметичности закрытия клапана 6 и затвора 2 не оказывает влияния на работоспособность уст30 ройства до тех пор, пока величина утечки через них не становится соизмеримой с расходом продувочного газа. Если хотя бы один из этих затворов остается герметичным, то попадание газа из аппарата в пробоотборную камеру исключается. З5 Движение продувочного газа в пробоотборной трубе и в межтрубном пространстве показано на чертеже стрелками. Для отбора пробы клапан 6 с помощью привода 8 приоткрывают, не выводя из за4 цепления с пробоотборной трубой выступы 7. В результате разгерметизации клапана давление в пробоотборной камере становится равным давлению в аппарате. С помощью привода 8 пробоотборную трубу поворачивают до совмещения ее бокового выреза Е с боковым вырезом Ж трубы-заслонки. 3 Сыпучий материал через открытые боковые вырезы попадает в нижнюю часть пробоотборной трубы, которая затем поворачивается на 180 в исходное положение. При этом отобранная проба отделяется от остальной массы сыпучего материала в аппарате. Клапан 6 поднимают, полностью открывая выход из пробоотборной трубы в пробоотборную камеру (такое положение пробоотборного устройства показано на чертеже) . Открывая затвор 2, сбрасывают газ из аппарата через пробоотборную трубу и пробоотборную камеру, получая тем самым направленный поток газа, который транспортирует пробу сыпучего материала в пробоотборную камеру. Скорость вылета частиц материала из пробоотборной трубы можно регулировать, изменяя расход газа через затвор 2, и установить эту скорость минимально необходимой для надежного транспортирования пробы, тем самым свести к минимуму абразивный износ уплотнительной поверхности клапана 6. Проба сыпучего материала попадает в нижнюю часть пробоотборной камеры и затем через открытый шлюзовой затвор 11 самотеком пересыпается в приемник 10. По окончании отбора пробы затворы 2 и 11, клапан 6 закрываются и пробоотборное устройство приводится в исходное положение. Для поддержания работоспособности устройства в течение всего периода (любой продолжительности) между отборами проб в межтрубное пространство подается продувочный газ, попадание которого в аппарат допустимо по условиям эксплуатации последнего. Для того, чтобы обеспечить преимущественное движение продувочного газа в направлении от пробоотборной камеры к аппарату и с целью уменьшения его нагрева ввод газа осуществляется в межтрубное пространство на участке расширения, ближайшем к пробоотборной камере. Расход продувочного газа должен быть минимально необходимым, а характер движения в пробоотборной трубе и в межтрубном пространстве — турбулентным. Для этого площадь поперечного сечения межтрубного пространства должна быть меньше или равной площади проходного поперечного сечения пробоотборной трубы. Это условие необходимо также для обеспечения надежного пневмотранспорта пробы сыпучего материала по трубоотборной трубе. С другой стороны, зазор межтрубного пространства должен обеспечивать свободное вращение пробоотборной трубы даже при некотором искривлении ее оси (например, в результате длительного воздействия высокой температуры) и при попадании в него осколков частиц сыпучего материала. Поэтому площадь поперечного сечения межтрубного пространства больше 406460 1. Устройство для отбора проб сыпучих материалов из аппаратов, работающих под давлением газообразных сред, включающее герметичную пробоотборную камеру, затвор, сальник, привод, установленную с возможностью поворота вокруг своей оси пробоотборную трубу с боковым вырезом и заслонку с отверстиями для прохода газа., отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и, в частности, обеспечения работоспособности устройства в сре50 55 дах содержащих конденсирующиеся компоненты, за счет устранения конденсации на площади проходного поперечного сечения пробоотборной трубы. Указанное противоречие устраняется тем, что, межтрубное пространство выполняется состоящим из чередующихся по длине участков расширения и сужения, причем площадь поперечного сечения участка расширения должна быть не меньше площади проходного поперечного сечения пробоотборной трубы. Участки расширения конструктивно могут иметь различающиеся сечения. Выполнение трубы-заслонки с переменным сечением позволяет выбрать диаметр участков сужения меньший, чем он был бы необходим, если бы труба-заслонка имела постоянное сечение. Для турбулизации газа в межтрубном пространстве скорость его движения на участках расширения и сужения должна различаться не менее, чем в 10 раз. Поэтому плошадь поперечного сечения межтрубного пространства любого из участков сужения не превышает 10Я площади поперечного сечения межтрубного пространства примыкающего участка расширения с меньшим поперечным сечением. Для снижения 25 общего расхода продувочного газа его расход через пробоотборную трубу должен быть приблизительно равным расходу через межтрубное пространство. Однако, если плошадь поперечного сечения межтрубного пространства на участке 30 расширения превышает двадцатикратную плошадь проходного поперечного сечения пробоотборной трубы, то при указанных соотношениях размеров пробоотборной трубы и трубы-заслонки надежная турбулизация газа в межтрубном пространстве воз35 можна только за счет увеличения общего расхода продувочного газа, что делает такое увеличение сечения нецелесообразным. Достижению одинакового характера движения продувочного газа в пробоотборной трубе и в межтрубном пространстве без увеличения общего расхода газа способствует также выполнение участка сужения, сообщающегося с пробоотборной камерой, с поперечным сечением большим, чем у любого из остальных участков сужения. Формула изобретения 1406460 Составитель Г. Веселов Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор О. Кравцова Заказ 3184/38 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4 элементах конструкции, заслонка выполнена в виде трубы с чередующимися участками сужения и расширения и боковым вырезом, причем труба-заслонка соосно охватывает пробоотборную трубу по всей ее длине с радиальным зазором, образующим межтруб11ое пространство, имеющее по крайней 1иере два участка сужения, один из которых ообщается с аппаратом, а другой — с 11робоотборной камерой, а ближайший к 11робоотборной камере участок расширения рубы снабжен штуцером для подачи газа, ри этом площади поперечных сечений меж рубного пространства в зоне участков расирения в 1 — 20 раз превосходят плоадь поперечного сечения пробоотборной рубы, а площадь поперечного сече1 ия межтрубного пространства на любом из участков сужения не превышает 10 площади минимального поперечного сечения ежтрубного пространства одного из двух римыкающих участков расширения. 20 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что участок трубы-заслонки, сообщающийся с пробоотборной камерой, имеет поперечное сечение большее, чем любой из остальных участков сужения. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что межтрубное пространство в месте выхода пробоотборной трубы и трубы-заслонки за пределы аппарата выполнено с участком сужения. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что труба-заслонка снабжена клапаном с приводом для герметичного перекрытия сообщения ее с пробоотборной камерой, причем клапан и пробоотборная труба снабжены выступами и вырезами для взаимного зацепления и передачи вращательного движения от клапана к пробоотборной трубе, а привод клапана совмещен с приводом пробоотборной трубы.
