专利名称：一种在线固体取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线固体取样装置，适用在l.OMPa以内的压力容器上，也适 用在常压容器上。尤其是过滤、干燥设备上，需要在不打开容器的情况下，通过该取样装置， 在线对容器内的固体进行取样分析，以查明当前固体的状态并获得一些性能参数。
技术背景 在一些领域，带压或常压容器内的物料可能先是悬浮液状态，经过加压过滤或干 燥操作后，悬浮液最后变成了含湿量较低的固体状态，此时需要对容器内的固体进行在线 取样分析。比如，过滤洗涤干燥一体机设备在操作中，开始过滤时，物料是悬浮液，要进行加 压过滤，一般压力在l.OMPa以内，此时连接在设备容器上的取样装置要有可靠的密封，以 免悬浮液在压力作用下，会产生泄露。过滤完成后，容器内留下的是半干的固体物，然后，对 这些半干的固体物要进行干燥操作。在干燥进行阶段，容器内的固体需要取样，以便查看此 时物料的干燥状态，并要分析数据。此时，不可能打开整个设备，这样不但会中断加热过程， 损耗大量热量，浪费操作时间，也会使物料暴露，增加污染的机会。在有些场合，温度可能达 上百度，有时候物料还需要密闭。在这些工况下，只能依靠一种在线固体取样装置来实现物 料的取样。
目前，常见固体取样装置存在以下问题 1、当容器内的物料是悬浮液时，常见固体取样装置与容器之间不能实现有效密 封，尤其是带压容器时。常见固体取样装置只能适用在容器内的物料一直是固体状态，且是 常压。 2、能实现容器内是带压悬浮液的固体取样装置，大都采用柱塞结构，手轮正、反旋 转各一次，柱塞往复运动一次，实现取样一次。 一次能带回的固体很少，如果取样不够，需要 重复以上操作，不能连续化。因为柱塞只能作直线往复运动，当固体很密实时，柱塞非常难 深入物料。 3、柱塞结构通过0型圈实现密封，密封不太可靠。 4、柱塞结构一般体积大，较笨重，结构复杂，加工、安装都较困难。
发明内容 为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种固体在线取样装置。一 方面，可实现带压容器内在线固体取样，且当容器内的物料是悬浮液时，连接在容器上的本 装置密封可靠；另一方面，通过螺旋导向，实现取样的连续化，且用螺旋的旋转运动代替柱 塞的直线往复运动，可以容易深入密实固体中。并简化其结构，使结构紧凑，也使其安装、制 造、操作及维护方便。 本实用新型解决技术问题采用如下技术方案 —种在线固体取样装置，其特征是 容纳样品的容器筒壁上开有圆孔，在所述圆孔处的筒壁上固连有第一法兰，与所
3述第一法兰可拆装式连接有第二法兰； 所述第二法兰上垂直固连有前阀体，在所述前阀体内设置用于取容器内样品的钻 杆，朝向容器一端的钻杆的端部设置有前端为圆锥形的钻头，钻头后端的外周具有A锥形 面； 所述第一法兰与第二法兰之间设置有圆环形的密封板，所述密封板的中心孔孔壁 设置为与所述A锥形面相配合的B锥形面，A锥形面与B锥形面之间配合形成锥形密封面； 所述前阀体上倾斜连通有出料管，出料管的出料口朝向钻头所在处倾斜。 本实用新型的结构特点还在于 位于前阀体内的钻杆的外周设置有用于将样品导出至出料管的导料螺旋。 所述锥形密封面后端的钻头外壁与第二法兰中心孔的内壁之间设置有第二O型
圈形成密封。 所述前阀体的末端具有第三法兰，固连有后阀体的第四法兰可拆装地连接在所述 第三法兰上，后阀体的末端设置有梯形螺母，钻杆的后端延伸出后阀体，且钻杆上与所述梯 形螺母相配合的螺纹段的外径小于后阀体内钻杆的外径；钻杆螺纹段的末端固连有可驱动 钻杆转动的手轮，手轮上设置有旋转手柄。 所述第三法兰的内壁与钻杆的外圆周面之间设置有第一O型圈在钻杆外圆周面
与第三法兰中心孔的内壁之间形成密封。 所述圆锥形钻头的锥面上固设有弧形的刮料叶片。 所述第一法兰与密封板的端面之间设有第四0型圈形成密封；所述第二法兰与密
封板的端面之间设有第三0型圈形成密封。 所述出料管与所述前阀体的夹角为45。。 与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在 本实用新型密封板中心孔孔壁与钻头的外周之间形成锥形密封面，且钻头外周与 第二法兰的内壁之间设置有第二0型圈，可实现1.0MPa以内的压力密封。锥形密封面之一 是钻头后端外周的锥面(半锥角是45度)，锥形密封面之二是聚四氟乙烯密封板中心孔的 内壁(半锥角是20度)。聚四氟乙烯板可耐多种溶剂腐蚀，磨损后也可方便更换。 本实用新型钻头的前端为圆锥形，且圆锥锥面上固设有弧形的刮料叶片，可容易 钻入密实固体内部，使固体物料松动，为后面的取样打下基础。 本实用新型钻杆的外周上带有导料螺旋，被钻松动的物料在导料螺旋导向叶片作 用下，被带到出料管上方，在重力的作用下掉入出料管内，流向出料口，实现在线取样。导料 螺旋的导向叶片旋向是左旋，逆时针转动时会把物料导向右侧的出料口，导料螺旋的导向 叶片可在轴上焊接，也可由粗轴车削加工而成。 本实用新型钻杆后端的螺纹段延伸出后阀体，螺纹段与后阀体末端的梯形螺母配 合工作，且螺纹段的外径小于后阀体内钻杆的外径，即形成台阶面，该台阶面可阻止钻杆的 非螺纹段部分旋出后阀体，当钻头处的锥形密封面紧密配合时，梯形螺纹副会锁紧并且可 以自锁。 本实用新型手轮通过偏心的两个螺钉和钻杆螺纹段的末端连接，传递扭矩，取消 了键结构，且可用电机代替手轮，可方便实现自动取样。


图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的A部放大图；图3为本实用新型的 工作状态图；图4为图3中钻头的左视图。 图中标号1样品，2筒壁，3第一法兰，4密封板，5第二法兰，6连接螺栓，7前阀体，
8第三法兰，9第四法兰，10后阀体，11钻杆，12手轮，13旋转手柄，14小螺钉，15护套，16梯
形螺母，17连接螺钉，18第一0型圈，19出料口，20出料管，21导料螺旋，22第二0型圈，23
第三0型圈，24第四0型圈，25钻头，26刮料叶片，27螺纹段。 以下通过具体实施方式
，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
，非限定实施例如下所述 实施例结合图l，本实施例中，容纳样品1的容器筒壁2上开有圆孔，在圆孔处的 筒壁2上固连有第一法兰3，第二法兰4通过连接螺栓固定于第一法兰上，第二法兰上垂直 固连有前阀体7，钻杆11设置于前阀体7内，朝向容器一端的钻杆的端部设置有钻头25，钻 头的前端为圆锥形，结合图4，其锥形面上焊接有四片弧形的刮料叶片26，可钻入较密实的 样品l(容器中待取样物料)中，使其松动，为后面的取样打下基础。 结合图1、2，钻头的后端是一 A锥形面(半锥角是45度)，第一法兰3与第二法兰 4之间设置有圆环形的密封板4，密封板的中心孔孔壁设置为与A锥形面相配合的B锥形 面，A锥形面和聚四氟乙烯材质的密封板的B锥形面(半锥角是20度)形成锥形密封面。 聚四氟乙烯可耐多种有机溶剂的腐蚀，并且耐磨损，锥形密封面密封可靠、有效。第一法兰3 和第二法兰5将密封板4压紧在两者之间，且第一法兰3与密封板4的端面之间设有第四 0型圈24形成密封，第二法兰5与密封板4的端面之间设有第三0型圈23形成密封，防止 物料泄露到装置外。 图1所示，锥形密封面后端(远离钻头锥尖的方向)的钻头外壁与第二法兰的中 心孔形成公差配合，且钻头外壁与该中心孔内壁之间设置有第二 0型圈22密封，密封板4 和第二O型圈22 —起组合形成轴向密封，可以承受l.OMPa以内的压力。 图1所示，位于前阀体内钻杆的外周设置有导料螺旋21，导料螺旋21的旋向是左 旋，以便物料被导向右侧，导料螺旋21的长度由钻杆11的旋出行程决定。结合图3，前阀体 上倾斜连通有出料管20，当导料螺旋21逆时针旋转时，样品1就被导向右侧，在通过出料管 20的上方时，会因为重力作用而掉落，流向出料口 19，出料管20和钻杆ll(或前阀体)的 中心线呈45度夹角，以便物料很容易流向出料口 19，出料口 19是快开法兰结构，以便容易 连接。 图1所示，前阀体7和后阀体10通过第三法兰8、第四法兰9公差配合连接。两法 兰由连接螺钉17连接。第三法兰8的中心孔内壁和钻杆11的外圆周面之间有第一 0型圈 18密封，防止导出的固体物料通过钻杆11的旋转，被带向后阀体10内，对梯形螺纹副形成 污染。 具体实施中，钻杆11末段是具有外螺纹的延伸出后阀体的螺纹段27，其外径小于 后阀体10内的钻杆的外径，即是说，螺纹段27和位于后阀体内钻杆的连接处形成台阶面， 螺纹段的长度同样由钻杆11的旋出行程决定。后阀体的末端设置有梯形螺母16，螺纹段 27和梯形螺母16形成螺纹副。结合图3，当该螺纹副逆时针旋转时，钻杆11朝向容器内旋 进，刮料叶片26和钻头就钻入样品1(固体物料)中，使固体物料松动。此时，导料螺旋21前面的一部分也被旋入固体物料1中，在螺旋叶片的导向作用下，物料被带入出料管20上 方，掉入出料管20中，流向出料口 19，实现取样。当该螺纹副顺时针旋转时，钻杆11反向旋 出，钻头25上的45度A锥形面和密封板4的B锥形面接触，形成密封，螺纹副自锁，该密封 状态保持，直到螺旋副被松开。 图1所示，旋转手柄13安装在手轮12上，手轮12和钻杆11末端的螺纹段27通
过两个小螺钉14连接。具体实施中，两个小螺钉14对称分布在螺纹段27的中心两侧，呈
偏心状态，以获得手轮12传递的扭矩。该结构代替了键，使结构紧凑。手轮12上还焊接了
护套15，使螺纹段不暴露在外，得到保护。也使整个装置外形美观、整洁。 具体实施中，第一法兰3焊接在容器筒壁2上，容器筒壁2上的圆孔和第一法兰3
的中心孔一致。整个装置通过第二法兰5、连接螺栓6与第一法兰连接并进而连接在容器筒壁上。
权利要求一种在线固体取样装置，其特征是容纳样品(1)的容器筒壁(2)上开有圆孔，在所述圆孔处的筒壁上固连有第一法兰(3)，与所述第一法兰可拆装式连接有第二法兰(5)；所述第二法兰上垂直固连有前阀体(7)，在所述前阀体内设置用于取容器内样品的钻杆(11)，朝向容器一端的钻杆的端部设置有前端为圆锥形的钻头(25)，钻头后端的外周具有A锥形面；所述第一法兰(3)与第二法兰(5)之间设置有圆环形的密封板(4)，所述密封板的中心孔孔壁设置为与所述A锥形面相配合的B锥形面，A锥形面与B锥形面之间配合形成锥形密封面；所述前阀体(7)上倾斜连通有出料管(20)，出料管的出料口朝向钻头所在处倾斜。
2. 根据权利要求l所述的一种在线固体取样装置，其特征在于，位于前阀体(7)内的钻 杆(11)的外周设置有用于将样品导出至出料管(20)的导料螺旋(21)。
3. 根据权利要求1所述的一种在线固体取样装置，其特征在于，所述锥形密封面后端 的钻头(25)外壁与第二法兰(5)中心孔的内壁之间设置有第二O型圈(22)形成密封。
4. 根据权利要求l所述的一种在线固体取样装置，其特征在于，所述前阀体(7)的末端 具有第三法兰(8)，固连有后阀体的第四法兰(9)可拆装地连接在所述第三法兰上，后阀体 的末端设置有梯形螺母(16)，钻杆的后端延伸出后阀体(7)，且钻杆上与所述梯形螺母相 配合的螺纹段(27)的外径小于后阀体内钻杆(11)的外径；钻杆螺纹段的末端固连有可驱 动钻杆转动的手轮(12)，手轮上设置有旋转手柄(13)。
5. 根据权利要求4所述的一种在线固体取样装置，其特征在于，所述第三法兰(8)中心 孔的内壁与钻杆(11)的外圆周面之间设置有第一O型圈，在钻杆的外圆周面与第三法兰中 心孔的内壁之间形成密封。
6. 根据权利要求l所述的一种在线固体取样装置，其特征在于，所述圆锥形钻头(25) 的锥面上固设有弧形的刮料叶片(26)。
7. 根据权利要求l所述的一种在线固体取样装置，其特征在于，所述第一法兰(3)与密 封板(4)的端面之间设有第四O型圈(24)形成密封；所述第二法兰(5)与密封板(4)的端 面之间设有第三O型圈(23)形成密封。
8. 根据权利要求l所述的一种在线固体取样装置，其特征在于，所述出料管(20)的轴 线与所述前阀体(7)的轴线之间夹角为45。。
专利摘要本实用新型公开了一种在线固体取样装置，可适用在带压容器(压力在1.0MPa以内)上，也可用在常压容器上，通过锥形密封面和O型圈组合密封形式，可对带压悬浮液实现有效、可靠密封。本装置的螺旋导向叶片结构可实现连续取样，直到导出的物料达到取样要求，解决了柱塞式固体取样装置取样不连续的问题。其端部的钻头结构对较密实的固体取样有良好效果。本装置通过梯形螺纹副实现对锥形密封面的锁紧，并可自锁。整个装置结构紧凑，安装、制造、操作及维护方便。如用电机代替手轮，可方便实现取样的自动化。
文档编号G01N1/08GK201514334SQ20092018723
公开日2010年6月23日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者卓培忠, 李传祥, 陈崔龙, 陈道林 申请人:合肥天工科技开发有限公司