СИСТЕМА ОТБОРА ПРОБ И КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ТЕКУЧЕГО ПРОДУКТА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Предлагаемая система для отбора проб и контроля уровня текучего продукта относится к технологическому оборудованию для средств перевозки текучих продуктов опасных и неопасных, например химических грузов, как наливных, так и сыпучих, в частности, к контрольным устройствам отбора проб и контроля наполнения и слива ж.-д. цистерн, танков-контейнеров (контейнеров-цистерн) и других резервуаров.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Перевозка текучих продуктов в емкостях, особенно опасных продуктов, осуществляется в емкостях, предполагающих наличие средств контроля налива и слива продукта и контроля его состояния при перевозке. Контроль заполнения емкости осуществляется с использованием уровнемеров, а контроль состояния продукта осуществляется путем отбора проб продукта в емкости с использованием пробоотборников. Объем заполнения емкости зависит от вида продукта, его плотности, состояния, в связи с чем для каждого вида перевозимого продукта используются уровнемеры и пробоотборники с конкретной длиной участков, контактирующих с продуктом.

Известна система отбора проб с различных уровней текучего продукта, например для отбора проб воды в фильтровальном резервуаре, представленная в полезной модели Китая CN 201983949 U, опубл. 21.09.2011, [1]. Система отбора проб по [1] содержит неподвижный кронштейн, в котором установлено несколько трубчатых пробоотборников. Каждый трубчатый пробоотборник имеет определенную длину заборной (погружной) части, что позволяет производить отбор контролируемого текучего продукта по высоте заполнения емкости, например, с помощью перистальтического насоса через шланги. Данная система отбора проб является стационарной, при этом трубчатые пробоотборники установлены на кронштейне неподвижно и имеют фиксированные длины заборных (погружных) частей.

Основным недостатком указанной системы является ее жесткая привязка и стационарность для конкретных условий контроля уровня конкретного текучего продукта и отбора его проб с конкретных точек отбора, что создает трудности при применении этой системы при смене номенклатуры текучего продукта в емкости с постоянным объемом и с постоянной грузоподъемностью.

Известно устройство для отбора проб текучего продукта по заявке на изобретение Кореи KR 20120021108 A, G01N 1/24, опубл. 08.03.2012 [2], в котором, система отбора проб содержит несколько трубчатых пробоотборников, неподвижно закрепленных на установочном съемном фланце. Съемный фланец с трубчатыми пробоотборниками устанавливается на корпусе емкости посредством переходного фланца, закрепленного на корпусе емкости. Каждая трубка содержит заборную (всасывающую) часть и выпускную часть, расположенные по разные стороны съемного фланца, при этом каждая трубка выполнена с различной фиксированной длиной заборной части. Данное решение по устройству отбора проб, по сравнению с [1], делает это устройство более удобным при установке его на емкость. Однако при смене номенклатуры текучего продукта данное устройство отбора проб, ввиду фиксированных длин заборных частей трубок, не может использоваться для контроля уровня налива и слива, а также отбора проб текучих продуктов, перевозимых в емкостях с постоянными объемами и с постоянной грузоподъемностью. Для каждого конкретного текучего продукта требуется свой пробоотборник с определенными длинами труб, поэтому при смене перевозимого в емкости текучего продукта необходима замена всего устройства с нужной длиной трубок, что, в конечном счете, увеличивает расходы на эксплуатацию емкости.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для отбора проб (пробоотборник), используемый на цистернах для перевозки текучих продуктов, известный из пат. США US 4074577 [3], опубл. 21.02.21978. Данное устройство для отбора проб содержит несущий элемент в виде фланца, систему трубчатых пробоотборников, имеющих разную длину, неподвижно встроенных в отверстия фланца. Каждый трубчатый пробоотборник имеет заборную часть по одну сторону фланца, погружаемую в текучий продукт, и выпускную часть по другую сторону фланца, к которой присоединяется гидравлическая или пневматическая арматура. Концы заборных частей трубчатых пробоотборников погружаются в перевозимый продукт на разную глубину для взятия проб на верхнем, среднем и нижнем уровнях. В таком конструктивном исполнении, как и в техническом решении [2], один и тот же пробоотборник не может использоваться для пробоотбора различных текучих продуктов, в связи, с чем для каждой цистерны нужен свой пробоотборник с длинами заборных частей, соответствующих виду перевозимого текучего продукта, что сужает эксплуатационные возможности емкости, ввиду невозможности использования одной и той же цистерны для перевозки различных видов текучих продуктов. Кроме того, увеличивается время на монтаж-демонтаж новой системы пробоотборника при использовании цистерны для перевозки другого текучего продукта.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое техническое решение по системе отбора проб обеспечивает устройство пробоотборника, позволяющего осуществлять как отбор проб, так контролировать уровень текучего продукта, и который можно адаптировать для емкостей, перевозящих различные виды текучих продуктов. Техническим результатом предлагаемой системы отбора проб и контроля уровня текучего продукта в емкости (резервуаре) является универсальность узла за счет возможности его использования в емкостях для различных видов текучих продуктов, за счет выполнения пробоотборных трубок разной длины сменными, что обеспечивает расширение эксплуатационной возможности емкости, за счет использования одной и той же емкости для перевозки более одного вида текучего продукта, упрощение обслуживания и снижение затрат на эксплуатацию при переходе на загрузку и перевозку с одного вида текучего продукта на другой. При этом, дополнительно обеспечивается использование трубчатых пробоотборников в качестве датчиков уровней (предельных) налива текучего продукта и при его перевозке в емкости, что расширяет функциональные возможности системы отбора проб.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе отбора проб текучего продукта, содержащей по меньшей мере два пробоотборника, установленных в отверстия несущего элемента, размещаемого на корпусе емкости, и каждый пробоотборник имеет трубчатую заборную часть, расположенную с установочной стороны несущего элемента, и выпускную часть с внешней стороны несущего элемента, имеющую участки для присоединения гидравлической или пневматической арматуры, при этом заборные части имеют различную длину, несущий элемент выполнен в виде съемного фланца, отверстия в котором являются соединительными каналами, а каждые трубчатая заборная часть и выпускная часть выполнены в виде отдельных элементов, причем выпускная часть соединена с соединительным каналом неразъемно, а трубчатая заборная часть соединена с упомянутым каналом посредством разъемного соединения.

Для обеспечения надежной фиксации гидравлической арматуры, устанавливаемой на выпускные части пробоотборников, на боковых частях выпускных частей выполнены лыски для размещения фиксаторов присоединяемой арматуры.

Выпускные части пробоотборников в зависимости от места установки используемой гидравлической арматуры и особенностей эксплуатации могут быть выполнены прямыми, одноколенным или двухколенным. Это обеспечивает оперативное и удобное обслуживание системы. (Однако настоящее изобретение не ограничивает другие формы выпускных частей пробоотборников).

Соединение заборной трубчатой части с фланцем может быть выполнено на основе резьбового соединения или любого другого подходящего известного разъемного соединения.

В другом аспекте предлагаемой системы отбора проб и контроля уровня текучего продукта указанный технический результат достигается тем, что система отбора проб текучего продукта, содержащая

по меньшей мере два пробоотборника, установленных в отверстия несущего элемента, размещаемого на корпусе емкости, и каждый пробоотборник имеет трубчатую заборную часть, расположенную с установочной стороны несущего элемента, и выпускную часть, расположенную с внешней стороны несущего элемента, имеющую участки для присоединения гидравлической или пневматической арматуры, при этом заборные части имеют различную длину,

несущий элемент выполнен в виде съемного блока соосных основного и промежуточного фланцев, имеющих соосные отверстия, являющиеся соединительными каналами, при этом основной фланец примыкает своей нижней поверхностью к верхней поверхности промежуточного фланца (с установочной нижней стороной),

каждые трубчатая заборная часть и выпускная часть выполнены в виде отдельных элементов, причем

выпускные части неразъемно соединены с соединительными каналами основного фланца с его внешней стороны, а заборные части присоединены к каналам основного фланца с его нижней стороны и промежуточного фланца с его установочной нижней стороны, и распределены так, что обеспечиваются один свободный канал основного фланца и два проходных канала промежуточного фланца, причем

заборные части основного фланца присоединены к его каналам, соосным проходным каналам промежуточного фланца, посредством разъемного соединения, а заборная часть промежуточного фланца, соосная со свободным каналом основного фланца, присоединена неразъемно, при этом

длина трубчатой заборной части промежуточного фланца больше длины трубчатой заборной части каждого пробоотборника основного фланца.

Конструктивное исполнение выпускных частей аналогично техническому решению без съемного фланца.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Система отбора проб и контроля уровня текучего продукта поясняется чертежами.

Фиг.1 - общий вид системы отбора проб и контроля уровня текучего продукта с установленными трубками пробоотбора и запорной арматурой.

Фиг.2 - вид фланца пробоотборника в сборе сверху для пробоотборника с один несущим фланцем и с промежуточным фланцем.

Фиг.3 - вид разреза фланца пробоотборника в сборе с установленными трубками пробоотбора по сечению А-А, указанному на фиг.2.

Фиг.4 - общий вид системы отбора проб и контроля уровня текучего продукта с установленными трубками пробоотбора, запорной арматурой и промежуточным фланцем.

Фиг.5 - вид разреза фланца пробоотборника в сборе с установленными трубками пробоотбора и промежуточным фланцем по сечению А-А, указанному на фиг.2.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Система отбора проб и контроля текучего продукта показана на фиг.1 и состоит из несущего элемента 1 в виде фланца (фланца пробоотборника в сборе), показанного на фиг.2, с внешней и установочной сторонами. Во фланце выполнены отверстия, являющиеся соединительными каналами, по месту размещения частей пробоотборника. На внешней стороне фланца в соединительные каналы, показанные на фиг.3, установлены выходные патрубки 2 и 3, с использованием приемлемого известного неразъемного соединения, например посредством сварки. В зависимости от выполняемой задачи системы отбора проб и контроля текучего продукта количество патрубков может быть от одного и более. На каждом патрубке предусмотрена часть для установки гидравлической арматуры. На этой части нарезана резьба и прорезаны пазы 4 для установки фиксатора гидравлической арматуры от свертывания корпуса крана и предотвращающего возможное угловое перемещение крана и как следствие разгерметизацию резервуара при эксплуатации. Конфигурация патрубков и их габаритные размеры выбираются таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ к деталям крепежного резьбового соединения фланца с деталями крепежного резьбового соединения места 16 установки на корпусе 15 резервуара, а также обеспечить закрытие крышки отсека, где установлено устройство. Для предотвращения излома патрубков они приварены к упорам 5, которые в свою очередь приварены к несущему элементу (фланцу).

Заборная часть каждого пробоотборника системы отбора проб и контроля текучего продукта выполнена в виде трубок нижнего уровня 7а, среднего уровня 7b и верхнего уровня 7с, которые установлены в (сквозные) отверстия фланца (несущего элемента) (фиг.3), на его установочной стороне с возможностью отсоединения. Съемность трубок заборной части может обеспечиваться установкой трубок в отверстия фланца с использованием любого подходящего разъемного соединения. В частности, как показано на фиг.3, трубки 7а, 7b и 7с установлены в отверстия фланца с использованием резьбового соединения и уплотнены прокладками 6. В отверстиях фланца, с его установочной стороны, нарезана резьба, в которую вворачиваются резьбовые части съемных трубок заборной части пробоотборника. Количество отверстий во фланце равно количеству трубчатых заборных частей пробоотборников. Количество трубок заборной части, устанавливаемых во фланец, зависит от задачи, выполняемой системой отбора проб, и их количество может быть от одной и более.

На патрубки 2 и 3 фиг.1 выпускной части пробоотборника навинчены запорные краны 12, которые зафиксированы фиксаторами 11 в пазах 4 патрубков и прижаты к корпусу крана контргайками 10. В корпуса запорных кранов ввинчены штуцера 13 с глухими гайками 14, обеспечивающие вторую степень защиты резервуара (емкости) от разгерметизации, если кран не закрыт.

На нижней стороне фланца выполнен круговой выступ 17, который устанавливается в посадочное отверстие.

Формы патрубков выпускных частей - прямые, одноколейные, двухколенные и др. - определяется в зависимости от используемой гидравлической арматуры и посадочного места пробоотборника.

Все устройство уплотняется прокладкой между штатным посадочным местом (фланцем) 16 резервуара (емкости) 15 фиг.1 и несущим элементом, и крепится деталями крепежного резьбового соединения (шпильками, гайками с шайбами, болтами).

Во время налива текучего продукта в резервуар (емкость) устройство отбора проб и контроля используется в составе системы отсечки налива путем открытия кранов 12 устройства перед наливом и закрытием их в момент выхода продукта. В момент начала выхода текучего продукта из крана верхнего уровня налив продукта в резервуар (емкость) прекращается. Аналогично, при сливе текучего продукта из резервуара, в момент начала поступление газовой среды (воздуха, инертного газа и т.п.) в трубку 7а нижнего (минимального) уровня заполнения резервуара (емкости) процесс слива текучего продукта прекращается.

Перед началом налива/слива текучего продукта с подобным способом контроля уровня налива/слива запорные краны устройства, соответствующие контролируемым уровням налива/слива, должны быть открыты и глухие гайка сняты.

Для отбора проб устройством, когда емкость загружена текучим продуктом, надо на кране необходимого уровня налива снять глухую гайку, подсоединить емкость для текучего продукта и оборудование для взятия проб (насос) или входной шланг системы отбора проб и произвести откачу необходимого количества текучего продукта в приготовленную емкость при открытом кране. По окончании взятия проб кран необходимо закрыть и установить на ниппель глухую гайку.

При смене номенклатуры текучего продукта в резервуаре необходимо демонтировать с резервуара (емкости) пробоотборник с запорной арматурой и трубками отбора проб, освободив крепления фланца с резервуаром; заменить трубки заборной части трубками необходимой длины и установить пробоотборник на штатное место (посадочное место) на резервуаре.

Во многих случаях смена трубки заборной части нижнего уровня налива не требуется, эта трубка в большинстве случаев крепится к резервуару и демонтаж ее требует дополнительного времени на обслуживание. В предложенном изобретении задача смены только трубок верхнего и среднего уровня без необходимости демонтажа трубки нижнего уровня с возможностью ее легкого съема решается путем размещения трубки нижнего уровня на промежуточном фланце. Вариант исполнения системы отбора проб с раздельными фланцами установки трубки нижнего уровня и трубок верхнего 7с и среднего уровней 7b представлен на фиг.4 и 5.

Пробоотборник имеет два съемных соосных фланца: основной 1 и промежуточный 8. В основном фланце с внешней и нижней сторонами выполнены отверстия, являющиеся соединительными каналами, по числу устанавливаемых трубок заборной части пробоотборника. На внешней стороне основного фланца 1 в соединительные каналы постоянно установлены выпускные части в виде патрубков 2 и 3 с использованием приемлемого известного неразъемного соединения, например посредством сварки. На нижней стороне основного фланца в соединительные каналы съемно установлены трубки среднего 7b и верхнего 7с уровней с использованием резьбового соединения с уплотнением 6 или другого подходящего разъемного соединения. Один соединительный канал с патрубком остается свободным с нижней стороны основного фланца. Формы патрубков выпускных частей - прямые, одноколейные, двухколенные и др. - определяются в зависимости от используемой гидравлической арматуры и посадочного места пробоотборника.

Промежуточный фланец с верхней и установочной сторонами также имеет соединительные каналы, которые размещены соосно соединительным каналам основного фланца. Число соединительных каналов соответствует числу трубчатых заборных частей системы отбора проб. В соединительный канал промежуточного фланца, соосный свободному соединительному каналу основного фланца, с его установочной стороны съемно установлена трубчатая заборная часть в качестве трубки нижнего уровня. Свободные соединительные каналы промежуточного фланца являются проходными и размещены соосно соединительным каналам основного фланца с трубчатыми заборными частями, которые проходят через них при монтаже системы отбора проб на установочном месте резервуара.

Резьбовые соединения трубчатых заборных частей с соединительными каналами фланцев уплотнены прокладками 6.

Основной фланец имеет на нижней стороне круговой выступ 17, а промежуточный фланец на верхней стороне имеет посадочное углубление 18 с диаметром, соответствующим диаметру выступа 17 и высотой, чуть меньшей высоты выступа 17. На нижней стороне промежуточного фланца выполнен круговой выступ 19, который устанавливается в посадочное место 16 резервуара 15.

При монтаже промежуточный фланец 8 с трубчатой заборной частью нижнего уровня 7а размещают на посадочном месте 16 резервуара 15 и устанавливают основной фланец 1 с трубчатыми заборными частями среднего 7b и верхнего 7с уровней, который своим выступом 17 входит в посадочное углубление 18 промежуточного фланца. Поверхность контакта между ними герметизирована уплотнением 9.

Выполнение системы пробоотборника по представленным выше вариантам исполнения не ограничивается видами и формами составных частей пробоотборника, которые могут видоизменяться применительно к конкретным резервуарам.