Устройство для отбора проб газообразных сред

Устройство для отбора проб газообразных сред (УОПГС) относится к средствам пробоотбора из газового пространства резервуаров, колодцев. УОПГС содержит баллон-контейнер с горловиной и запорным узлом, мерный элемент для спуско-подъема и позиционирования последнего в точке отбора пробы. УОПГС снабжено стаканообразным корпусом, в котором баллон-контейнер размещен горловиной вниз с упором последней в дно корпуса и возможностью ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения баллона-контейнера на штатную величину относительно корпуса, мерный элемент соединен с последним и снабжен метками единиц длины. Особенностью УОПГС является то, что на горловине баллона-контейнера размещен легкосъемный груз, а на баллоне-контейнере сверху размещен съемный захват-держатель, снабженный элементом подвеса в виде, например, шнура, концом закрепленного на нем, и имеющего ту же длину и что мерный элемент на корпусе. Это позволяет после отбора пробы погрузить горловину баллона-контейнера в жидкость и создать гидравлический затвор, препятствующий попаданию в пробу иных компонентов, чем в точке отбора проб. 1 з.п.ф., 3 ил.

Полезная модель относится к устройствам для отбора проб газообразных сред при близком к атмосферному давлении и может быть использована в недоступных и нежелательных для нахождения оператора местах, например, в канализационных и/или вентиляционных колодцах, вертикальных горных выработках, в резервуарах систем сбора и/или хранения нефти, нефтепродуктов и/или других легкокипящих (летучих) жидкостей.

Уровень техники по данному виду устройств может быть охарактеризован такими, известными из общедоступных источников информации, объектами как, например, по изобретениям: SU 819613 С1 1978; RU 2084858 С1 20.07.97; RU 2094610 С1 27.10.97; RU 2126148 С1 10.02.99; RU 2158421 С1 1999; RU 2217728 C2 27.11.03 и по полезным моделям: RU 1748 U1 08.02.94; RU 1749 U1 14.03.94; RU 60724 U1 26.09.06. В известных устройствах основным узлом/элементом является баллон-контейнер из конкретного материала какой-либо конкретной геометрической формы, снабженный отводами, горловинами и/или отверстиями для заполнения газообразной средой и выпускания этой среды на измерительно-анализирующую установку. Для герметизации, то есть для запирания/закрытия пробы в баллоне-контейнере на время транспортировки последнего известные устройства снабжены запорными элементами в виде клапанов, вентилей, кранов, зажимов и тому подобных конструкций; содержат эти устройства для отбора проб также и каналы подвода-отвода образца среды, выполненные в виде трубок, шлангов или рукавов.

Наиболее характерным недостатком известных устройств является необходимость выполнения ряда предварительных и/или заключительных операций и приемов, исключающих искажение состава пробы газообразной среды, так как ее представительность зависит от конкретного выполнения, состояния и исправности канала поступления газообразной среды и запорных элементов; имеется также и конструктивный недостаток - наличие так называемых «паразитных» объемов, полостей и пустот в каналах перемещения газообразной среды в процессе отбора. Кроме того, выполнение баллона-контейнера в виде, например, пары «цилиндр-поршень», то есть в виде шприца, существенно ограничивает пробу по объему, а баллоны-контейнеры такого типа, но значительно больших размеров неудобны в работе, особенно при многократных процедурах отбора проб, к тому же они сложны в изготовлении.

Наиболее близким к заявленному техническим решением (и конструктивно, и функционально) является устройство по РД 153-39-019-97 («Методические указания по определению технологических потерь нефти на предприятиях нефтяных компаний Российской Федерации», г.Уфа, издание ИПТЭР, 1997, рис.9 и пункты 10.8.110.8.3.), содержащее баллон-контейнер в виде стеклянной бутылки вместимостью 330 см³; пробку, закрывающую бутылку; размещенные в пробке металлические трубки, введенные одними концами внутрь бутылки; на других концах металлических трубок надеты резиновые шланги с зажимами на концевых участках около бутылки.

К недостаткам известного устройства относятся те же, отмеченные выше, а именно: конструктивные (наличие трубок, шлангов и, соответственно, наличие вредных/паразитных полостей), а также эксплуатационные (наличие целого ряда условий, ограничений и очередности выполнения тех или иных операций и приемов; например перед заполнением баллона-контейнера необходимо неоднократно заменить газообразную среду в полости наполнительного шланга, определившись предварительно с расположением точки отбора пробы, затем подсоединить баллон-контейнер, провести его заполнение, герметизировать пробу, и все это выполнить с учетом выравнивания температур окружающей среды и устройства в случае их существенной разницы. Использование в качестве баллонов-контейнеров изделий из стекла также не является оптимальным вариантом реализации устройства.

Реализация объекта по заявленной полезной модели обеспечивает решение такой технической задачи, как существенное повышение его потребительских свойств путем оптимизации конструкции при снижении затрат на изготовление и эксплуатацию.

Поставленная задача решена тем, что известное устройство-прототип, содержащее, согласно описанию, баллон-контейнер с горловиной и запорным узлом, мерный элемент для спуско-подъема и позиционирования последнего в точке отбора пробы, снабжено стаканообразным корпусом, в котором баллон-контейнер размещен горловиной вниз с упором последней в дно корпуса и возможностью ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения баллона-контейнера на штатную величину Н относительно корпуса, мерный элемент соединен с последним и снабжен метками единиц длины, на горловине баллона-контейнера размещен легкосъемный груз, а на баллоне-контейнере сверху размещен съемный захват-держатель, снабженный элементом подвеса в виде, например, шнура, концом закрепленного на нем, и имеющего ту же длину и что мерный элемент на корпусе.

Существенным дополнительным отличием предлагаемого устройства является то, что на дне корпуса, под горловиной баллона-контейнера, закреплена пластина из пористого материала, например поролона, а груз на горловине баллона-контейнера и его съемный захват-держатель выполнены с внешним контуром, подобным поперечному сечению корпуса для обеспечения центрирования баллона-контейнера по его, то есть корпуса, продольной оси O-O.

Сопоставительный анализ заявленного устройства, как совокупности существенных признаков (в том числе и отличительных), с решениями, известными из нормативно-технической и патентной документации, позволяет утверждать, что предлагаемое техническое решение удовлетворяет «критериям» полезной модели, то есть обладает «новизной» и «промышленной применимостью».

На графических материалах приведены исходное состояние устройства (фиг.1), состояние его в момент начала отбора пробы (фиг.2) и устройство перед подъемом его после отбора пробы (фиг.3).

Устройство (фиг.1) содержит баллон-контейнер 1 с горловиной 2, размещенный в стаканообразном корпусе 3, причем баллон-контейнер размещен горловиной вниз с упором последней в дно 4 корпуса и возможностью ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения баллона-контейнера на штатную величину Н относительно корпуса. Устройство содержит также мерный элемент 5, соединенный с верхней частью корпуса и снабженный метками 6 единиц длины; на горловине баллона-контейнера размещен легкосъемный груз 7, а на баллоне-контейнере сверху размещен съемный захват-держатель 8, снабженный элементом подвеса в виде, например, шнура 9, концом закрепленного на захвате-держателе 8 и имеющего ту же длину что и мерный элемент 5, соединенный с корпусом 3. Под горловиной баллона-контейнера на дне корпуса может быть закреплена пластина 10 из эластомера или пористого материала, например из резины или поролона. Груз 7 на горловине баллона-контейнера и его съемный захват-держатель 8 могут быть выполнены с внешним контуром, подобным поперечному сечению корпуса для соответствующего обеспечения центрирования баллона-контейнера по его, то есть корпуса, продольной оси O-O; но это лишь в случае размещения в большом корпусе (под полулитровую бутылку) контейнера меньшей вместимости и габаритов.

Устройство работает (см. фиг.1, 2 и 3) следующим образом. Размещают в корпусе 3 баллон-контейнер, заполненный жидкостью, не способной к поглощению/растворению газов из предполагаемой к отбору газообразной среды, например, насыщенный водный раствор какой-либо соли. В качестве баллона-контейнера предпочтительно использовать пластиковую бутылку (ПЭТ по ГОСТ Р 51760-2001 Тара потребительская полимерная. Общие технические условия) необходимого объема, учитывая, что существенным преимуществом оной является весьма значительная по вместимости гамма этих изделий при абсолютно одинаковой резьбовой горловине и запорном элементе (пробке) для всех размеров и типов. После установки баллона-контейнера 1 в корпусе 3 вместо типовой пробки (под уровнем жидкости) наворачивают на горловину груз 7, а на придонную (в данном случае верхнюю) часть надевают (закрепляют) захват-держатель 8 со шнуром 9. Устройство спускают согласно меткам мерного элемента 5 на необходимую глубину в люк резервуара или колодца, поддерживая шнур 9 в состоянии без напряжения, но и без провисания, а затем, удерживая мерный элемент 5 в неподвижности, приподнимают баллон-контейнер 1 на шнуре 9 на штатную величину Н относительно корпуса 3. Жидкость, вытекающая в стаканообразный корпус 3 из баллона-контейнера 1, заменяется в последнем отбираемой газообразной средой. После заполнения баллона-контейнера 1 газообразной средой, то есть после полного слива жидкости в корпус 3, приотпускают шнур 9, при этом сначала происходит запирание пробы в баллоне-контейнере 1 за счет погружения его в жидкость, а затем и за счет дополнительной герметизации горловины 2, вставшей на дно 4 стаканообразного корпуса 3. Посредством мерного элемента 5 извлекают устройство наверх. Для транспортировки баллона-контейнера куда-либо вместо груза 7 наворачивают (под уровнем жидкости) типовую пробку.

1. Устройство для отбора проб газообразных сред, содержащее баллон-контейнер с горловиной и запорным узлом, мерный элемент для спуска-подъема и позиционирования последнего в точке отбора пробы, отличающееся тем, что снабжено стаканообразным корпусом, в котором баллон-контейнер размещен горловиной вниз с упором последней в дно корпуса и возможностью ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения баллона-контейнера на штатную величину Н относительно корпуса, мерный элемент соединен с последним и снабжен метками единиц длины, на горловине баллона-контейнера размещен легкосъемный груз, а на баллоне-контейнере сверху размещен съемный захват-держатель, снабженный элементом подвеса в виде, например, шнура, концом закрепленного на нем и имеющего ту же длину что и мерный элемент на корпусе.

2. Устройство для отбора проб газообразных сред по п.1, отличающееся тем, что на дне корпуса под горловиной баллона-контейнера, закреплена пластина из эластомера или пористого материала, например из резины или поролона, а груз на горловине баллона-контейнера и его съемный захват-держатель выполнены с внешним контуром, подобным поперечному сечению корпуса для обеспечения центрирования баллона-контейнера по его, то есть корпуса, продольной оси O-O.