CN108332986A - 一种取样装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于气固体系或气液固体系中液体或固体颗粒/粉末或液固混合物的取样装置和方法，取样装置包括封堵构件、中层管取样孔、内层管取样孔、内置挡板、外层管、中层管、内层管和防转动杆；外层管的取样端与封堵构件可拆卸连接，中层管的取样端与封堵构件连接，且中层管套于外层管之内，中层管取样端侧壁上开设有中层管取样孔，内层管能在中层管内轴向移动，内层管取样端的端口密封，内层管取样端内设置有内置挡板，内层管内壁上设置有刻度滑槽，内置挡板能沿着刻度滑槽滑动，内层管侧壁上开设有内层管取样孔，内层管取样端端口与内置挡板之间形成取样凹槽，样品经过中层管取样孔和内层管取样孔进入取样凹槽，完成取样。

Description

一种取样装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于液体或固体颗粒/粉末或液固混合物的取样装置和方法。

背景技术

在现有技术中，液体及液固混和物的取样器仅能取表面样品，不能深入其中取到样品，例如，液固混合物中的样品、组成有变化的液体等，因此，测出来的数据如颗粒持液量等不精确，造成不必要的实验失误或经济损失。

在进行液固两相或者气液固三相实验时，往往需要通过观察颗粒的润湿程度或者持液量来确定床层的操作特性和流体力学性能，为了保证准确的操作条件，需要对反应器中催化剂颗粒进行检测，一般采用取样管进行取样。

CN201561883涉及一种防止样本气体泄露的取样器，其中筒体在样本进出口一端必须是整体的，不能是可拆卸的结构，防止密闭活塞掉落的安全卡结构固定在筒体上。

CN205785923U涉及的密封式液体取样器包括三段管体，管体之间通过螺纹连接，管壁上均设有刻度，取样头段底部设有套筒形式，开关段设有阀门，可通过调节中间连接段管体的长度来控制取样的深度。

CN201527368U涉及带刻度的采样管都不是套管，而是固定连接在活塞筒上。

CN205941062U涉及的伸缩式粉末取样器采用双层套管，在取样管中设计隔板隔开的多个取样孔，在内管后端设有伸缩式手柄，可针对不同深度的物料进行取样操作，物料仅包括颗粒或粉末。

CN106644589A涉及的液体取样管结构较为复杂，包括壳体组件和活动组件，运用两个组件之间的相互运动实现内部与外界的联通或封闭，活动套管通过螺旋、螺纹、或卡口连接在所述筒体端盖上，能够对移动中的液体进行取样。

CN202382961U涉及的液体及固液混和物取样器采用可拆卸的活动套管，能够对液面进行垂直方向上的取样，通过管壁刻度控制取样体积。

目前取样装置的设计结构大多较为复杂，针对不同体系的通用性较差，难以满足在动态实验中进行取样的需求，气相存在时取样困难，因此设计一种操作方便、结构简单、适用性强的液体、固体颗粒/粉末或液固混合物取样装置是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供了一种适用性强的液体、固体颗粒/粉末或液固混合物取样装置，具有结构简单，操作方便，并能够对移动的液体、固体或液固混合物进行取样的特点。

本发明具体技术方案如下：

一种取样装置，包括封堵构件、中层管取样孔、内层管取样孔、内置挡板、外层管、中层管、内层管和防转动杆；所述外层管的取样端与封堵构件可拆卸连接，所述中层管的取样端与封堵构件连接，且中层管套于外层管之内，中层管取样端侧壁上开设有中层管取样孔，内层管直径小于中层管，且内层管能在中层管内轴向移动，内层管靠近封堵构件的一端为内层管取样端且内层管取样端的端口密封，内层管取样端内设置有内置挡板，内层管内壁上设置有刻度滑槽，内置挡板能沿着刻度滑槽滑动，内层管取样端端口与内置挡板之间侧壁上开设有内层管取样孔，内层管取样端端口与内置挡板之间形成取样凹槽，内层管非取样端外表面上轴向开设有限位滑槽；所述的防转动杆一端与外层管固定连接，另一端卡入限位滑槽内。

优选的，所述的封堵构件上设置有卡槽，卡槽内设置有用于密封的垫片，外层管取样端设置有连接构件，外层管通过连接构件和卡槽与封堵构件可拆卸连接。可拆卸连接的目的在于，进行取样时，需要将外层管抽离封堵构件，而后有需要将外层管插回封堵构件。

优选的，所述外层管与中层管之间、中层管与内层管之间设置有密封层，防止样品进入管间。

优选的，所述外层管外壁上设置有用于显示外层管长度的刻度，外层管与封堵构件连接的位置为刻度起始点，此设计的目的在于准确把握取样装置***样品的深度。

优选的，所述的封堵构件为圆锥形、圆柱形、圆台形、半球形或半椭球形，尤其是圆锥形封堵构件，由于顶部较尖，容易***样品当中。封堵构件为实心或空心，封堵构件与外层管连接的底面面积与外层管横截面面积之比为1.2:1～2.2:1，保证封堵构件可以封盖住外层管。

优选的，所述的封堵构件与中层管焊接或螺纹连接，该连接方式比较容易实现。

优选的，当内层管取样端伸入中层管取样端时，中层管取样孔与封堵构件的距离和内层管取样孔与封堵构件的距离相同，保证取样时中层管取样孔可以正对内层管取样孔。中层管取样孔和内层管取样孔形状一致，都为圆形曲面或椭圆形曲面或多边形曲面，且中层管取样孔的面积大于内层管取样孔的面积。

优选的，所述的中层管取样孔和内层管取样孔都为方形曲面，方便计算取样量。

优选的，所述的外层管、中层管、内层管、内置挡板、防转动杆、手柄和封堵构件为不锈钢，耐腐蚀。

优选的，所述中层管非取样端外表面上固定连接有用于旋转中层管的转动杆，转动杆作为旋转中层管的受力点，容易使得中层管旋转。

优选的，所述中层管非取样端外表面上设置有用于显示角度的环形刻度，所述内层管非取样端外表面与内层管取样孔对应的位置设置有识别标记，通过观察环形刻度和识别标记可以确认中层管取样孔和内层管取样孔的相对位置，比如环形刻度0°～30°之间为中层管取样孔周向所在位置，则当识别标记与环形刻度0°～30°对应时，中层管取样孔正对内层管取样孔。

优选的，内层管非取样端连接有手柄。

本发明的目的还在于提供一种取样方法，步骤如下：

将内层管***中层管，使中层管取样孔与封堵构件的距离和内层管取样孔与封堵构件的距离相同，根据所需取样样品的体积，调整内置挡板的位置，将取样装置取样端***样品中，气固体系或气液固体系中液体或固体颗粒/粉末或液固混合物，根据需要调整取样装置需要***样品中的深度，可以通过外层管上的刻度观察深度，将外层管轴向抽离封堵构件，直至中层管取样孔完全暴露在样品中，此过程由于防转动杆一端限制于限位滑槽内，外层管相对于内层管只能发生轴向移动，不能发生周向移动；旋转中层管使中层管取样孔正对内层管取样孔，此时取样凹槽暴露在样品中，样品在重力和压力的作用下进入取样凹槽直至填满；再次旋转中层管使中层管取样孔和内层管取样孔错位，推动外层管使其***封堵构件的卡槽中，使中层管和样品隔离，避免样品在压力的作用下进入管间甚至冲出；抽出内层管直至样品取出取样装置,最后取得样品。

本发明的优点为：取样装置结构简单，操作方便，通用性强，能够在动态实验中准确进行取样操作，深入样品中，获取所需深度的样品，适用于气固体系或气液固体系中液体或固体颗粒/粉末或液固混合物的取样。特别适用于实验室搅拌釜、流化床、移动床、固定床等反应中液体、固体颗粒、粉末、液固混合物的取样，也可用于工业装置取样。

附图说明

图1：封堵构件为半球形，中层管取样孔和内层管取样孔为圆形曲面的取样装置结构示意图；

图2：封堵构件为长方体，中层管取样孔和内层管取样孔为方形曲面的取样装置结构示意图；

图3：取样装置的结构示意图；

图4：取样装置的结构拆分示意图；

图5(a)：半球形封堵构件平面示意图；图5(b)：圆台形封堵构件平面示意图；图5(c)：圆锥形封堵构件平面示意图；图5(d)：圆柱形封堵构件平面示意图；图5(e)：长方体形封堵构件平面示意图；图5(f)：锥台形封堵构件平面示意图；

图6(a)：长方体形封堵构件与中层管连接立体图；图6(b)：圆柱形封堵构件与中层管连接立体图；图6(c)：圆锥形封堵构件与中层管连接立体图；图6(d)：锥台形封堵构件与中层管连接立体图；图6(e)：半圆形封堵构件与中层管连接立体图；图6(f)：半椭圆形封堵构件与中层管连接立体图；图6(g)：三棱锥形封堵构件与中层管连接立体图；图6(h)：圆台形封堵构件与中层管连接立体图；图6(i)：五棱柱形封堵构件与中层管连接立体图。

附图标记：1封堵构件；2卡槽；3中层管取样孔；4内层管取样孔；5内置挡板；6外层管；7刻度；8密封层；9中层管；10转动杆；11内层管；12防转动杆；13手柄。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详细说明本发明的实施方式。

如图3和图4所示，一种取样装置，包括封堵构件1、中层管取样孔3、内层管取样孔4、内置挡板5、外层管6、中层管9、内层管11和防转动杆12；封堵构件1为圆锥形，由于封堵构件1顶部较尖，容易***样品当中。封堵构件1上设置有卡槽2，卡槽2内设置有用于密封的垫片，外层管6取样端设置有连接构件，外层管6通过连接构件和卡槽2与封堵构件1可拆卸连接。可拆卸连接的目的在于，进行取样时，需要将外层管6抽离封堵构件1，而后有需要将外层管6插回封堵构件1。中层管9的取样端与封堵构件1焊接或螺纹连接，且中层管9套于外层管6之内，中层管9取样端侧壁上开设有中层管取样孔3，内层管11直径小于中层管9，且内层管11能在中层管9内轴向移动，内层管11靠近封堵构件1的一端为内层管11取样端且内层管11取样端的端口密封，内层管11取样端内设置有内置挡板5，内层管11内壁上设置有刻度滑槽，内置挡板5能沿着刻度滑槽滑动，内层管11取样端端口与内置挡板5之间侧壁上开设有内层管取样孔4，当内层管11取样端伸入中层管9取样端时，中层管取样孔3与封堵构件1的距离和内层管取样孔4与封堵构件1的距离相同，保证取样时中层管取样孔3可以正对内层管取样孔4。中层管取样孔3和内层管取样孔4形状一致，都为方形曲面，且中层管取样孔3的面积大于内层管取样孔4的面积。内层管11取样端端口与内置挡板5之间形成取样凹槽，内层管11非取样端外表面上轴向开设有限位滑槽；防转动杆12一端与外层管6固定连接，另一端卡入限位滑槽内。外层管6与中层管9之间、中层管9与内层管11之间设置有密封层8，防止样品进入管间。外层管6外壁上设置有用于显示外层管6长度的刻度7，外层管6与封堵构件1连接的位置为刻度起始点，此设计的目的在于准确把握取样装置***样品的深度。外层管6、中层管9、内层管11、内置挡板5、防转动杆12、手柄13和封堵构件1为不锈钢，耐腐蚀。

作为实施例，封堵构件1为实心或空心，封堵构件1与外层管6连接的底面面积与外层管6横截面面积之比为1.2:1～2.2:1，保证封堵构件1可以封盖住外层管6。

作为实施例，中层管9非取样端外表面上设置有用于显示角度的环形刻度，内层管11非取样端外表面与内层管取样孔4对应的位置设置有识别标记，通过观察环形刻度和识别标记可以确认中层管取样孔3和内层管取样孔4的相对位置，比如环形刻度0°～30°之间为中层管取样孔3周向所在位置，则当识别标记与环形刻度0°～30°对应时，中层管取样孔3正对内层管取样孔4；则当识别标记与环形刻度0°～30°错开始时，中层管取样孔3与内层管取样孔4错位。

如图1所示实施例的封堵构件为半球形，中层管取样孔和内层管取样孔为圆形曲面。

如图2所示实施例的封堵构件为长方体，中层管取样孔和内层管取样孔为方形曲面。

如图5(a)～5(f)所示的实施例分别为半球形、圆台形、圆锥形、圆柱形、长方体和锥台形封堵构件。

如图6(a)～6(i)所示的实施例分别为长方体形封堵构件、圆柱形封堵构件、圆锥形封堵构件、锥台形封堵构件、半圆形封堵构件、半椭圆形封堵构件、三棱锥形封堵构件、圆台形封堵构件、五棱柱形封堵构件与中层管连接。

本发明一种取样方法，步骤如下：

将内层管11***中层管9，使中层管取样孔3与封堵构件1的距离和内层管取样孔4与封堵构件1的距离相同，根据所需取样样品的体积，调整内置挡板5的位置，将取样装置取样端***样品中，样品可以是气固体系或气液固体系中液体或固体颗粒/粉末或液固混合物，根据需要调整取样装置需要***样品中的深度，将外层管6轴向抽离封堵构件1，直至中层管取样孔3完全暴露在样品中，此过程由于防转动杆12一端限制于限位滑槽内，外层管6相对于内层管11只能发生轴向移动，不能发生周向移动；旋转中层管9使中层管取样孔3正对内层管取样孔4，此时取样凹槽暴露在样品中，样品在重力和压力的作用下进入取样凹槽直至填满；再次旋转中层管9使中层管取样孔3和内层管取样孔4错位，推动外层管6使其***封堵构件1的卡槽2中，使中层管9和样品隔离，避免样品在压力的作用下进入管间甚至冲出；抽出内层管11直至样品取出取样装置,最后取得样品。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种取样装置，其特征在于，包括封堵构件(1)、中层管取样孔(3)、内层管取样孔(4)、内置挡板(5)、外层管(6)、中层管(9)、内层管(11)和防转动杆(12)；

所述外层管(6)的取样端与封堵构件(1)可拆卸连接，所述中层管(9)的取样端与封堵构件(1)连接，且中层管(9)套于外层管(6)之内，中层管(9)取样端侧壁上开设有中层管取样孔(3)，内层管(11)直径小于中层管(9)，且内层管(11)能在中层管(9)内轴向移动，内层管(11)靠近封堵构件(1)的一端为内层管(11)取样端且内层管(11)取样端的端口密封，内层管(11)取样端内设置有内置挡板(5)，内层管(11)内壁上设置有刻度滑槽，内置挡板(5)能沿着刻度滑槽滑动，内层管(11)取样端端口与内置挡板(5)之间的侧壁上开设有内层管取样孔(4)，内层管(11)取样端端口与内置挡板(5)之间形成取样凹槽，内层管(11)非取样端外表面上轴向开设有限位滑槽；所述的防转动杆(12)一端与外层管(6)固定连接，另一端卡入限位滑槽内。

2.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述的封堵构件(1)上设置有卡槽(2)，卡槽(2)内设置有用于密封的垫片，外层管(6)取样端设置有连接构件，外层管(6)通过连接构件和卡槽(2)与封堵构件(1)可拆卸连接。

3.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述外层管(6)与中层管(9)之间、中层管(9)与内层管(11)之间设置有密封层(8)。

4.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述外层管(6)外壁上设置有用于显示外层管(6)长度的刻度(7)，外层管(6)与封堵构件(1)连接的位置为刻度起始点。

5.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述的封堵构件(1)为圆锥形、圆柱形、圆台形、半球形或半椭球形，封堵构件(1)为实心或空心，封堵构件(1)与外层管(6)连接的底面面积与外层管(6)横截面面积之比为1.2:1～2.2:1。

6.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述的封堵构件(1)与中层管(9)焊接或螺纹连接。

7.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，当内层管(11)取样端伸入中层管(9)取样端时，中层管取样孔(3)与封堵构件(1)的距离和内层管取样孔(4)与封堵构件(1)的距离相同，中层管取样孔(3)和内层管取样孔(4)形状一致，都为圆形曲面或椭圆形曲面或多边形曲面，且中层管取样孔(3)的面积大于内层管取样孔(4)的面积。

8.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述中层管(9)非取样端外表面上固定连接有用于旋转中层管(9)的转动杆(10)。

9.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述中层管(9)非取样端外表面上设置有用于显示角度的环形刻度，所述内层管(11)非取样端外表面与内层管取样孔(4)对应的位置设置有识别标记，内层管(11)非取样端连接有手柄(13)。

10.一种如权利要求书1所述取样装置的取样方法，其特征在于，步骤如下：

将内层管(11)***中层管(9)，使中层管取样孔(3)与封堵构件(1)的距离和内层管取样孔(4)与封堵构件(1)的距离相同，根据所需取样样品的体积，调整内置挡板(5)的位置，将取样装置取样端***样品中，根据需要调整取样装置需要***样品中的深度，将外层管(6)轴向抽离封堵构件(1)，直至中层管取样孔(3)完全暴露在样品中，此过程由于防转动杆(12)一端限制于限位滑槽内，外层管(6)相对于内层管(11)只能发生轴向移动，不能发生周向移动；旋转中层管(9)使中层管取样孔(3)正对内层管取样孔(4)，此时取样凹槽暴露在样品中，样品在重力和压力的作用下进入取样凹槽直至填满；再次旋转中层管(9)使中层管取样孔(3)和内层管取样孔(4)错位，推动外层管(6)使其***封堵构件(1)的卡槽(2)中，使中层管(9)和样品隔离；抽出内层管(11)直至样品取出取样装置,最后取得样品。