一种环保型高温沥青在线自动取样装置的制作方法

本发明涉及一种煤焦油加工生产设备领域，尤其是涉及一种环保型高温沥青在线自动取样装置。

背景技术：

高温沥青在线取样是煤焦油加工生产过程中进行沥青产品质量调节的必备环节，是把生产管道中的高温沥青>300℃直接采取到取样杯中，而后通过对取样杯中的沥青样品进行实验室分析，生产操作人员通过所得的分析数据对现场进行干预调节，从而达到提高沥青产品质量的目的。

目前高温沥青的在线取样主要通过人工现场完成，现场操作人员通过打开管道上的手动取样阀门来进行在线取样，取样过程中高温沥青的飞溅极易对现场操作人员的人身造成伤害，同时取样过程中产生大量沥青烟，沥青烟中含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等多种多环芳烃类物质，且大多是致癌和强致癌物质，粒径多在0.1~1.0μm之间，最小的仅0.01μm，最大的约为10.0μm，尤其是以3，4-苯并芘为代表的多种致癌物质。其危害人体健康的主要途径是附着在8um以下的飘尘上，通过呼吸道被吸人体内。因此，对高温沥青进行在线自动取样和消除高温沥青取样过程中的沥青烟，是非常必要的。

经过检索，现有技术中存在相关的解决方案，如中国专利号：cn201711005532.4，该申请方案中公开了一种沥青自动取样装置，包括加热套管、沥青取样管、温度传感器、控温组件、负压取样瓶以及真空泵；所述加热套管套装于所述沥青取样管外部，所述温度传感器与所述加热套管相连，所述负压取样瓶与所述沥青取样管相连，所述真空泵与所述负压取样瓶相连，所述控温组件与所述加热套管以及所述真空泵相连；该装置采用真空泵形成负压采样瓶内部空气抽出使其内部形成负压环境吸取沥青样品，无法消除沥青烟对环境的污染。

技术实现要素：

本发明针对现有产品的不足，而提供一种环保型高温沥青在线自动取样装置，能够自动将生产管道中的高温沥青采取到取样杯中，并消除高温沥青取样过程中的沥青烟，避免在高温沥青取样过程中高温沥青及其沥青烟对操作人员的人身伤害，消除沥青烟对环境的污染。同时，本发明结构设计合理、操作简单、取样方便快速。

本发明的一种环保型高温沥青在线自动取样装置，包括在线取样机构和自动控制系统，所述的在线取样机构包括了底座、取样台、残液盒、取样杆、取样杯、防尘罩、伴热管、保温层、防爆管灯；所述底座上固定安装有取样台，所述取样台一面设置取样门，所述取样门通过铰链和取样台相连，取样门上安装有钢化玻璃观察窗，取样门上固定焊接有插销装置，所述取样台其余三面设置有钢化玻璃观察窗，取样台其中一面钢化玻璃观察口上方安装有防爆管灯，取样台内底部放置有残液盒，所述残液盒上方安装有取样杆，取样杆通过密封圈和取样台相连，取样杯通过所述取样杆上的套圈固定，所述取样台内部位于取样口下方安装有防尘罩。所述的自动控制系统包括了plc柜、气缸、三位四通电磁换向阀、气动取样阀门、气动烟气阀门；所述取样台外部上方安装有气动取样阀门，所述气动取样阀门一侧通过法兰和取样台相连，气动取样阀门另一侧通过法兰和工艺高温沥青管线相连，气动取样阀门及其连接管道外部缠绕伴热管，气动取样阀门及其缠绕的伴热管外部通过保温层包裹，所述取样台外部上方设置有气动烟气阀门，气动烟气阀门一侧通过法兰与取样台相连，所述气动烟气阀门另一侧和工厂负压烟气系统相连，所述的plc柜通过控制线路与三位四通电磁换向阀、气动取样阀门、气动烟气阀门相连；气缸则安装于取样杆和取样台之间。

进一步地，plc柜通过分别与气动取样阀门、气动烟气阀门相连的控制线路来控制气动取样阀门、气动烟气阀门的打开和关闭，并通过与三位四通电磁换向阀相连的控制线路控制气缸的伸缩，取样杆则通过气缸的伸缩实现前后移动。同时气动取样阀门、气动烟气阀门通过与plc柜相连的控制线路将阀门位置信号传送至plc系统中，plc柜中的plc系统则根据plc柜面板上取样按钮发出的控制命令以及内部的控制程序实现自动取样功能。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，具有如下显著效果：

（1）、本发明的一种环保型高温沥青在线自动取样装置，通过密闭取样台及其与工厂负压烟气系统相连的气动烟气阀门将取样过程产生的沥青烟全部吸收，使得取样过程中无沥青烟排出，现场取样环境友好。

（2）、本发明的一种环保型高温沥青在线自动取样装置，通过取样台内部的防尘罩，避免了在取样过程中沥青飞溅对取样台钢化玻璃观察口的污染和损坏，同时由于钢化玻璃观察口上方安装的防爆管灯，使得操作人员观察取样过程更加清晰。

3、本发明的一种环保型高温沥青在线自动取样装置，其通过独特设计的带有套圈的取样杆以及驱动气缸，能够避免操作人员直接用手拿取样杯进行取样时高温沥青对操作人员的伤害。

4、本发明的一种环保型高温沥青在线自动取样装置，其通过plc系统设置的程序进行一键取样操作，操作人员只需将取样杯放入取样台后，启动设置在plc柜上的取样按钮，装置将自动完成先放残液再进行取样等一整套取样、消烟操作，使得取样操作简单、方便快速。

5、本发明的一种环保型高温沥青在线自动取样装置，其中涉及设备少，结构简单、可靠，制造成本低。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的取样杆示意图；

图3为本发明的自动控制系统组成示意图；

图4为本发明的自动取样程序流程图。

图中：底座1、取样台2、残液盒3、取样杆4、取样杯5、防尘罩6、伴热管7、保温层8、防爆管灯9、plc柜10、气缸11、三位四通电磁换向阀12、气动取样阀门13、气动烟气阀门14、套圈15。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

由图所示，本发明的一种环保型高温沥青在线自动取样装置，包括在线取样机构和自动控制系统，所述的在线取样机构包括底座1、取样台2、残液盒3、取样杯5、防尘罩6、伴热管7、保温层8、防爆管灯9；所述底座1上固定安装有取样台2，所述取样台2的一面设置取样门，所述取样门通过铰链和取样台2相连，取样门上安装有钢化玻璃观察窗，取样门上固定焊接有插销装置，所述取样台2其余三面设置有钢化玻璃观察窗，取样台其中一面钢化玻璃观察口上方安装有防爆管灯9，取样台2内底部放置有残液盒3，所述残液盒3上方安装有取样杆4，取样杆4通过密封圈和取样台2相连，取样杯5通过所述取样杆4上的套圈15固定，所述取样台2内部位于取样口下方安装有防尘罩6；

结合附图1，所述的在线取样机构包括了底座1、取样台2、残液盒3、取样杆4、取样杯5、防尘罩6、伴热管7、保温层8、防爆管灯9；选择的底座1采用20#普通碳钢材料焊接而成，四个地脚预留有m12膨胀螺栓孔，表面经过除锈处理后再涂防锈漆和面漆。所述的取样台2采用厚度为6mm的20#钢板焊接而成，玻璃观察口采用帅登300℃钢化玻璃制成，耐高温及酸碱侵蚀，取样台2表面经过除锈处理后再涂防锈漆和面漆。所述的残液盒3及防尘罩6采用2mm厚不锈钢304制作，防尘罩6通过m6的通孔不锈钢螺栓与取样台2相连。所述的取样杯5选用的是不锈钢平底锥形杯，不锈钢厚度为2mm。所述的伴热管7采用r410a紫铜盘管，型号：9.52*0.7tp2，内通250℃过热蒸汽进行伴热。所述的保温层8选用厚度为50mm的陶瓷纤维垫包裹两层，外部再用玛蹄脂及0.5mm铝皮包裹。防爆管灯9选用防爆led棒管灯sw2180带磁吸架。

所述的自动控制系统包括plc柜10、气缸11、三位四通电磁换向阀12、气动取样阀门13、气动烟气阀门14；所述取样台2外部上方安装有气动烟气阀门14，所述气动烟气阀门14一侧通过法兰和取样台2相连，气动烟气阀门14另一侧通过法兰和工艺高温沥青管线相连，气动烟气阀门14及其连接管道外部缠绕伴热管7，气动烟气阀门14及其缠绕的伴热管7外部通过保温层8包裹，所述取样台2外部上方设置有气动烟气阀门14，气动烟气阀门14一侧通过法兰与取样台2相连，所述气动烟气阀门14另一侧和工厂负压烟气系统相连，所述的plc柜10通过控制线路与三位四通电磁换向阀12、气动取样阀门13、气动烟气阀门14相连；气缸11安装于取样杆4和取样台2之间。

结合附图1，所述的自动控制系统包括了plc柜10、气缸11、三位四通电磁换向阀12、气动取样阀门13、气动烟气阀门14；所述的plc柜10选用西门子cpu-226，型号：6es7216-2bd23-0xb8，plc柜10面板设置取样启动、故障复位、电源正常、取样完成四个带灯按钮，按钮型号：la39-b2-22d/g23。所述的气缸11选用温州东特气动有限公司生产的型号qgaii100x350mf1双作用气缸，所述气缸11与取样台2的一面通过四个m6的通孔不锈钢螺栓固定。所述的三位四通电磁换向阀12为festo通用型方向控制阀，型号：vuvg-l10-p53c-t-m5-1r8l，所述的三位四通电磁换向阀12的2#、4#口通过不锈钢气管与气缸11相连，所述的三位四通电磁换向阀12的1#口通过不锈钢气管与工厂仪表压缩空气罐相连。所述的气动取样阀门13选用的是阀座口径3/4”的气动开关蝶阀。所述的气动烟气阀门14选用的是阀座口径4”的气动开关蝶阀。

所述plc柜10通过分别与气动取样阀门13、气动烟气阀门14相连的控制线路来控制气动取样阀门13、气动烟气阀门14的打开和关闭，并通过与三位四通电磁换向阀12相连的控制线路控制气缸的伸缩，取样杆4则通过气缸11的伸缩实现前后移动；同时气动取样阀门13、气动烟气阀门14通过与plc柜10相连的控制线路将阀门位置信号传送至plc系统中，plc柜10中的plc系统则根据plc柜面板上取样按钮发出的控制命令以及内部的控制程序实现自动取样功能。

结合附图2，所述的取样杆4选择φ6mm不锈钢304圆钢制作，所述取样杆4的一端通过m6的通孔不锈钢螺栓与气缸11相连，并通过所述取样台2侧面两对φ8mm带有橡胶密封圈的通孔进行移动。

结合附图3，所述的三位四通电磁换向阀12、气动取样阀门13以及气动烟气阀门14通过控制线与plc柜10相连。

结合附图4，通过西门子编程软件编制相应的控制程序并下装至plc柜10内的西门子cpu-226中，操作人员即可通过按plc柜10面板上的按钮进行在线自动取样工作，并实时了解装置的运行状况。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。