Способ и устройство для забора проб шлама из технологического потока

1 Настоящее изобретение касается способа и устройства для забора проб шлама, содержащего твердые частицы, из большого технологического потока, когда применяется двухэтапный забор проб. Из шлама текущего большим технологическим потоком, обычно забираются пробы для анализа, поскольку из-за большого объема не возможно исследовать весь шлам. Среди применяемых анализаторов, известны, например,рентгеновские флуоресцентные анализаторы и анализаторы размера частиц. Важным фактором качества пробы является представительность пробы, которая варьируется в пределах от 10 до 1000 л/мин. Кроме того, устройство для забора проб не должно засоряться шламом или примесями, присутствующими в потоке. Для забора проб разработано много устройств различного типа. При атмосферном давлении пробы свободно текущего шлама обычно забирают с помощью вертикальных пробоотборников, которые отсекают небольшую часть потока. Движущиеся пробоотборники перемещаются через весь поток и позволяют забирать представительные пробы, даже в случае неоднородного потока. Закрепленные пробоотборники отбирают представительную пробу в случае, если поток однороден в горизонтальном направлении. Они также допускают неоднородность в вертикальном направлении. Входное отверстие пробоотборника должно быть достаточно большим с целью предотвращения блокирования случайной частицей или примесью больших размеров входного отверстия. Целесообразно, чтобы минимальная ширина отверстия составляла 8 мм, но достаточно часто требуется ширина в 20 мм или даже больше. Проба, отбираемая из большого потока,когда шлам в процессе свободного течения попадает в пробоотборник, является слишком большой для анализатора. Ограничение потока на линии взятия пробы уменьшает скорость потока в отверстии пробоотборника, что ведет к разделению и, следовательно, полученная проба не является представительной. В таком случае хорошим решением является взятие пробы в два этапа. Например, сначала берется первичная проба, имеющая скорость в 5000 л/мин, и из указанной первичной пробы берется вторая проба, которая подходит для обработки анализатором. Одной из проблем при этом является то, что первичная проба не может быть непосредственно возвращена в основной технологический поток. В основу настоящего изобретения поставлена задача устранить некоторые недостатки известных устройств и создать улучшенный способ и устройство для забора проб шлама из технологического потока, движущегося при атмосферном давлении с использованием первичного и вторичного пробоотборников, которые взаимосвязаны. Существенные новые признаки 2 данного изобретения будут ясны из прилагаемой формулы изобретения. В соответствии с изобретением, в технологическом потоке, который нужно анализировать, устанавливают устройство для забора проб, которое обеспечивает забор первичной и вторичной пробы при условиях течения, благоприятных для забора проб. Поперечное сечение первичного пробоотборника выполнено таким образом, что скорость потока, входящего в пробоотборник практически такая же, как и в анализируемом технологическом потоке. В устройстве, согласно изобретению, вторичный пробоотборник предпочтительно присоединен к первичному пробоотборнику так, что вторичная проба может забираться из потока шлама, текущего в первичном пробоотборнике или в трубе,присоединенной к первичному пробоотборнику. Вторичный пробоотборник расположен внутри первичного пробоотборника или снаружи его в непосредственной близости от выходного отверстия первичного пробоотборника, в точке,где поперечное сечение потока первичной пробы увеличивается и, следовательно, скорость течения уменьшается, так что скорость потока,входящего во вторичный пробоотборник, подходит для анализатора и отверстие вторичного пробоотборника обладает тем свойством, что можно практически исключить возможность блокирования данного отверстия. Таким образом, в соответствии с изобретением, скорость потока, входящего в первичный пробоотборник,по существу равна скорости анализируемого технологического потока, но выше скорости потока в окрестности вторичного пробоотборника. В устройстве согласно данному изобретению целесообразно использовать в качестве первичного пробоотборника пробоотборник проточного типа, в этом случае поток, поступающий в первичный пробоотборник с одного направления, выходит из первичного пробоотборника с конца, противоположного входному. Целесообразно, чтобы первичный пробоотборник был установлен в главном технологическом потоке практически по направлению потока. Первичный пробоотборник может быть изготовлен как единая деталь, в таком случае поток забираемой пробы, текущий через него, выходит из пробоотборника непосредственно обратно в главный технологический поток. Первичный пробоотборник может также быть изготовлен состоящим из двух частей, в этом случае для возврата потока пробы, проходящего через пробоотборник, последний снабжен одним или несколькими патрубками, через которые поток пробы направляется из первичного пробоотборника назад в основной поток. Для отбора вторичной пробы в соответствии с данным изобретением внутри первичного пробоотборника, вблизи выходного отверстия первичного пробоотборника или в трубе, при 3 соединенной к выходной стороне первичного пробоотборника, установлен вторичный пробоотборник. Вторичный пробоотборник может также быть установлен снаружи первичного пробоотборника или снаружи трубы, присоединенной к первичному пробоотборнику, в непосредственной близости от выходного отверстия,через которое шлам вытекает из первичного пробоотборника. В качестве вторичного пробоотборника может быть использован любой известный пробоотборник, такой как приемный черпающий пробоотборник. Вторичный пробоотборник может быть установлен, например,под наклоном по отношению к направлению технологического потока так, что выходное отверстие пробоотборника находится выше, чем входное отверстие пробоотборника. Далее вторичный пробоотборник может также быть установлен так, что выходное отверстие пробоотборника находится ниже, чем входное отверстие пробоотборника. Более того, вторичный пробоотборник может быть установлен отклоненным вбок по отношению к направлению потока, в таком случае входное и выходное отверстия вторичного пробоотборника располагаются по существу на одной высоте относительно направления технологического потока. Устройство согласно данному изобретению предназначено для применения для достаточно больших технологических потоков, когда скорость потока находится преимущественно в пределах от 2 до 5 м/с. В этом случае технологический поток имеет достаточную кинетическую энергию, которая может быть использована для создания силы противодействия трению потока, присутствующему в первичном пробоотборнике. Так скорость течения в первичном пробоотборнике или трубе, присоединенной к первичному пробоотборнику, меньше, чем скорость потока снаружи первичного пробоотборника. Тем не менее, скорость течения во входном отверстии первичного пробоотборника можно поддерживать, по существу, на таком же уровне, что и скорость основного потока путем уменьшения поперечного сечения входного отверстия, по сравнению с поперечным сечением корпуса первичного пробоотборника. Таким образом, поток шлама в канале первичного пробоотборника поддерживают соответствующим потоку шлама в основном потоке, окружающем устройство, согласно изобретению. Следовательно, поток, поступающий в первичный пробоотборник, имеет практически такие же характеристики, что и основной поток. Благодаря поддержанию во вторичном пробоотборнике скорости потока шлама меньшей по сравнению со скоростью основного потока, обеспечивается снижение износа устройства, что увеличивает срок его службы и уменьшает затраты на ремонт и техническое обслуживание. 4 Ниже данное изобретение поясняется более детально со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает схематически в виде сбоку предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения,фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, вид сверху. В соответствии с чертежами устройство для отбора пробы, согласно настоящему изобретению, показано размещенным в основном технологическом потоке 1, который необходимо проанализировать, при этом направление потока показано стрелкой. Первичная проба, забираемая из основного потока 1, направляется к первичному пробоотборнику 2 через входное отверстие 8, которым снабжен первичный пробоотборник 2, сориентированный в направлении течения основного потока 1. Вблизи входного отверстия 8 установлено, по меньшей мере, одно направляющее средство 9, предназначенное для улучшения горизонтальной однородности потока пробы перед вторичным забором пробы. С помощью трубы 3, присоединенной к первичному пробоотборнику 2, увеличивается поперечное сечение потока первичной пробы так,что скорость потока первичной пробы в отверстии 8, по существу, равна скорости основного потока. Поток первичной пробы, проходящий через трубу 3, направляется на сетчатый фильтр 4, который установлен вблизи отверстия вторичного пробоотборника 5 с целью предотвращения попадания в пробоотборник 5 крупных частиц и/или примесей, возможно содержащихся в потоке первичной пробы. Часть потока первичной пробы направляется к вторичному пробоотборнику 5, выходное отверстие которого расположено вне основного потока 1. Из вторичного пробоотборника 5 поток вторичной пробы направляется по трубе 6 к анализатору для проведения анализов. При этом остальная часть потока первичной пробы направляется через выходное отверстие устройства для отбора пробы назад в основной технологический поток. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ забора проб для анализа из потока шлама, содержащего твердые частицы, при котором применяют двухэтапный забор проб,причем на первом этапе производят отбор первичной пробы и на втором этапе - отбор вторичной пробы, отличающийся тем, что скорость потока, входящего в первичный пробоотборник(2), поддерживают, по существу, равной скорости технологического потока (1), но большей скорости потока в окрестности вторичного пробоотборника (5), при этом вторичную пробу отбирают из потока, текущего через первичный пробоотборник (2) или через трубу, присоединенную к первичному пробоотборнику (2). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость потока, входящего в первичный пробоотборник (2), регулируют, используя кинетическую энергию, содержащуюся в технологическом потоке (1). 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что скорость потока, входящего в первичный пробоотборник (2), регулируют, изменяя поперечное сечение этого потока. 4. Устройство для забора проб из технологического потока шлама способом по п.1, отличающееся тем, что первичный пробоотборник(2) представляет собой пробоотборник проточного типа и вторичный пробоотборник (5) установлен у его выходного конца. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем,что вторичный пробоотборник (5) установлен внутри первичного пробоотборника (2) или внутри трубы, присоединенной к первичному пробоотборнику (2). 6. Устройство по п.4, отличающееся тем,что вторичный пробоотборник (5) установлен вне первичного пробоотборника (2) в непосредственной близости выходного отверстия первичного пробоотборника (2). 7. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что вторичный пробоотборник(5) ориентирован в направлении, отличном от направления основного технологического потока. 8. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что вторичный пробоотборник(5) установлен в трубе (3), присоединенной к первичному пробоотборнику (2) в направлении,отличном от направления основного технологического потока (1). 9. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что вторичный пробоотборник(5) установлен под наклоном по отношению к направлению основного потока (1). 10. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что вторичный пробоотборник(5) установлен под наклоном вбок по отношению к направлению основного технологического потока (1). 11. Устройство по любому из пп.4-10, отличающееся тем, что перед вторичным пробоотборником (5) установлен сетчатый фильтр (4). 12. Устройство по любому из пп.4-11, отличающееся тем, что перед вторичным пробоотборником (5) установлено средство (9), предназначенное для направления потока.