專利名稱：用于提取漿液樣品的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從大量工藝流體中提取包含固體的漿液樣品的方法和設(shè)備，一個采樣裝置被至少部分地浸沒在該工藝流體中。
背景技術(shù)：
從一種大量工藝流中流出的漿液，因為漿液的總量由于其龐大的體積而不可能被測量，它們通常被提取樣品作為分析。在所使用的分析器中，我們可以指出比如用于分析漿液含量的X射線分析器，用于分析包含在漿液內(nèi)的顆粒物大小和分布的粒徑分析器。樣品也需要被用于實驗室測定。為了使樣品方便地描述整個工藝流體，樣品的重要品質(zhì)之一是它的代表性。在影響樣品代表性的因子中，我們可以指出有比如樣品的流量，其可在10升/分鐘-1000升/分鐘之間變化。從這種樣品中，可以通過一個或者兩個不同的步驟而進(jìn)一步提取樣品，一個組合樣品通常由一些小的單個的樣品組成，它們被用于進(jìn)一步的實驗室測定。典型的，被考慮的一個合并樣品代表了在工廠里一個班次或者24小時內(nèi)的被執(zhí)行的操作。而且，樣品的代表性可被這樣的事實所影響，即防止采樣器被可能包括在工藝流體或漿液內(nèi)的雜質(zhì)而堵塞。
各種不同種類的采樣器已被研制用于采樣操作。對于在大氣壓下自由流動的漿液而言，通常使用的是豎直采樣截取器，它能切割工藝流的一小段。移動采樣器相對于流動方向橫向的前后移動而提取一個具有代表性的樣品，即使是該工藝流體并不均勻。如果該工藝流體在水平方向上是均勻的，固定的截取式采樣器可以提取一個具有代表性的樣品。固定截取式采樣器也可以允許在流動的垂直方向上存在某些程度的不均勻。為了防止偶爾的大顆?；螂s質(zhì)容易地阻塞孔口，用于采樣的截取器入口口徑必須足夠大。方便地，該孔口的最小寬度為8毫米，但是通常需要該孔口的寬度大于20毫米。
從大量工藝流提取的通過漿液自由流入采樣截取器而得到的樣品對于分析來說太大了。樣品流的收縮在截取器的入口孔處降低了流速，從而導(dǎo)致了分離，這樣得到的樣品因而不具有代表性。在那種情況下，正確的解決方法是分兩步從工藝流中提取樣品，就像芬蘭專利申請?zhí)枮?0002348中所描述的例子一樣。首先提取一個初級樣品，從所述初級樣品進(jìn)一步提取一個二級樣品，其體積適合于被引導(dǎo)入分析器。但是，這里的一個問題是該工藝流體和樣品流至少部分地被疊置，在這種情況下，為了在它們之間造成不同的流速，采樣器必須被特別設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于消除現(xiàn)有技術(shù)中的一些缺點并實現(xiàn)一個改進(jìn)的、簡單的用于提取包含固體的具有代表性的樣品的方法及其設(shè)備，該方法在大氣壓條件下從一個大量的、進(jìn)行中的工藝流里通過至少兩個步驟來采樣。本發(fā)明實質(zhì)性的新穎的特征被列在所附的權(quán)利要求中。
根據(jù)本發(fā)明，第一步驟采樣器優(yōu)選地包括至少三個被相鄰設(shè)置的采樣單元并且它們至少部分地被浸沒在包含固體的漿液里，所述漿液流在水平方向上流動，通過這種方式，即在漿液的流動方向上，在同一地點部分漿液流進(jìn)入到采樣單元，而留在采樣單元外的漿液流被引導(dǎo)入一個較低的平面。為了將含有固體的漿液導(dǎo)入到一個較低的平面，那些位于采樣點不同側(cè)的漿液流通道的部件相對于水平平面被安裝在不同的高度。但是，在采樣單元內(nèi)，樣品流方便地通過入口孔被導(dǎo)入設(shè)置在采樣單元之后的采樣器內(nèi)的一個間隙里。在采樣單元之后的所述間隙內(nèi)，樣品流在進(jìn)入到第二采樣步驟之前以已知的方式被合并并混合在一起。如果從第一步驟采樣單元得到的合并樣品流仍然大于直接進(jìn)入分析器的樣品流，根據(jù)本發(fā)明的混合樣品流通過至少兩個新的采樣單元被進(jìn)行另一個第一采樣步驟，所得到的新樣品流在進(jìn)行第三采樣步驟前被合并并混合。
在第一采樣步驟中，根據(jù)本發(fā)明，在采樣單元和設(shè)置在采樣單元之后的間隙之間，可以安裝一個移動采樣裝置來截取從采樣單元獲得的部分樣品流并將該截取部分導(dǎo)入到設(shè)置在采樣單元之后的間隙內(nèi)。從殘留在截取器外的采樣單元得到的部分樣品流被返回到流動通道內(nèi)的主工藝流體中。
根據(jù)本發(fā)明，將要實現(xiàn)從包括固體的漿液流中通過首先創(chuàng)建一個樣品流而提取待分析的漿液樣品流，所述的創(chuàng)建為通過至少一個步驟的采樣系統(tǒng)提取樣品，從該樣品流得到的樣品被送入分析器或者被送入合并的采樣器。
當(dāng)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備來創(chuàng)建第一步驟樣品流時，包含固體的漿液流和從所述漿液流得到的樣品流優(yōu)選地通過將留在樣品流外的漿液流導(dǎo)入到一個較低的平面的方式進(jìn)行分離。在那種情況下，基于不同壓力的比如泵送或分離不再被需要用來傳導(dǎo)所述漿液流以及在不同的方向上的漿液流。為了將漿液流導(dǎo)入到一個較低的平面，構(gòu)成容納有包含固體的漿液流的流動通道的部件被相互地設(shè)置，以便使位于定位點之后流動方向上的流動通道的部件被設(shè)置在一個相對于位于定位點之前流動方向上的流動通道的部件的位置較低的水平平面上。相對于該定位點，位于流動通道上的所述定位點之前和之后的部件被相互地對齊，因此，這些部件通過設(shè)置在基本上傾斜位置的一個連接件而相互連接，所述連接件優(yōu)選地與流動通道的橫截面相似。所述連接件也可以被設(shè)置在一個基本上豎直的狀態(tài)。
為了從流動通道內(nèi)的包含固體的漿液流中創(chuàng)建一個樣品流，在位于水平位置較高的流動通道的部件的末端，在位于定位點末端或者直接緊鄰所述末端，安裝有一個包括至少三個相鄰采樣單元的采樣器，所述采樣器至少部分地被浸沒于漿液流中。在第一采樣單元之前，有必要的話，可能采用一個將流動通道內(nèi)的樣品轉(zhuǎn)換為一個瀑布流的混合步驟。采樣單元被設(shè)計為這樣，即進(jìn)入采樣單元的漿液流連續(xù)地進(jìn)入到設(shè)置在采樣單元之后的采樣器之間的間隙內(nèi)。留在采樣器外的漿液流通過設(shè)置在流動通道部件之間的一個導(dǎo)管段而被引導(dǎo)入一個較低的水平平面，但是連續(xù)的流動其方向優(yōu)選地與位于采樣器之前的流動通道部件具有相同的方向。
采樣單元的壁被相互地設(shè)置以便在漿液流偏離容納在采樣器單元內(nèi)的漿液流的入口孔時，所述壁在漿液流的方向上可被分離。這樣，提供給漿液流進(jìn)入采樣單元的間隙增加了，漿液流的流速減小了并且漿液流相對于采樣單元壁的表面降低了，因此，由于表面降低而引起的抽吸補償了部分由于采樣單元而造成的摩擦。
穿過采樣單元及一個可能的移動采樣裝置的漿液流被合并并在設(shè)置在采樣單元之后的間隙內(nèi)被混合，該混合過程發(fā)生在包括或者是第一采樣步驟的重復(fù)或者是提取一個樣品進(jìn)行分析的采樣步驟內(nèi)的進(jìn)一步處理之前?；旌线^程可以通過在漿液流中安裝一個攪拌器來進(jìn)行。但是，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述混合也可以在混合漿液流在水平平面上的方向改變時進(jìn)行，因此所述漿液流與原始流動的方向形成一個至少60度的角，優(yōu)選地為90度。除了攪拌效果外，流動方向的改變也減小了采樣裝置所需的間隙。
根據(jù)本發(fā)明，與原始流動方向成一定角度的漿液流可根據(jù)漿液流的大小直接地被引導(dǎo)入第二步驟采樣，在那里可從漿液流提取一個最好具有合適大小且具有代表性的樣品，該樣品為了被分析可被進(jìn)一步引導(dǎo)入一個分析器或者被提取一個混合樣品。但是，如果漿液流的方向和原始流動方向所形成的角度大小使得獲得直接供給分析器的具有代表性的樣品不現(xiàn)實時，與原始流動方向形成一定角度的漿液流被又一次引導(dǎo)入一個包括至少兩個采樣單元的采樣器，所述采樣器相對于流動方向改變之前的采樣器是分開設(shè)置的。
相對于流動方向改變之前設(shè)置的采樣器而分隔設(shè)置的采樣器采取相對于流動方向改變之前的采樣器的漿液流相似的位置被安裝，在這種情況下，漿液流進(jìn)入到采樣單元并繼續(xù)流入設(shè)置在采樣單元之后的間隙內(nèi)。在采樣單元之后設(shè)置的間隙內(nèi)，優(yōu)選地通過改變水平平面上的流動方向而使得漿液流被合并并被混合。這樣，經(jīng)過兩步采樣后，合并并混合后的漿液流具有一個合適的大小，該合適大小的漿液流用于提取一個合并樣品或者用于創(chuàng)建能被一個分析器分析的一個具有代表性的樣品流。對于殘留在采樣單元外的漿液流，可通過漿液流動通道部件的一個水平設(shè)置在不同平面的導(dǎo)管段被又一次引導(dǎo)到比采樣單元之前的流動通道內(nèi)的漿液流較低的水平面上。
根據(jù)本發(fā)明，為減少漿液流量，當(dāng)包含固體的漿液流被引導(dǎo)入采樣單元時，為提取一個合并的樣品或者創(chuàng)建能被分析器分析的具有代表性的一個樣品流，留在采樣單元外的漿液流位于采樣點正對的下方。另一方面，繼續(xù)流過采樣單元的漿液流的流動方向在設(shè)置在采樣單元之后的間隙內(nèi)其水平方向被改變。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)原始漿液流的流量大小，通過將殘留在采樣單元外的漿液流直接向下對著采樣點而將漿液流進(jìn)行一個或者幾個第一步驟的采樣。當(dāng)需要時，與這種采樣單元相聯(lián)系的，也可以安裝至少一個移動采樣器，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明需要限定所需要的第一步驟采樣時，該移動采樣器具有一個有利的效果。


以下參照所附的附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的描述。
圖1是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的側(cè)向示意圖，圖2是根據(jù)圖1所示采樣器的詳細(xì)視圖，圖3是本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例的側(cè)向示意圖，圖4是圖3所示實施例的第一步驟采樣操作的頂部示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1和2，包括幾個采樣單元1的采樣器2被安裝在包含固體漿液流3的一個部件5內(nèi)，所述流動方向通過箭頭4所示，所述部件5被設(shè)置在比流動通道的部件6的水平平面較高的平面。所述流動通道的部件5和6通過基本上傾斜位置設(shè)置的導(dǎo)管段7相互連接。采樣器2被設(shè)置在流動通道的部件5內(nèi)以便從流動方向4看時，所述采樣器2和流動通道的部件5僅在該部件5的第一端機(jī)械地接觸。采樣器2也可以被設(shè)置成其與流動通道的部件5之間沒有機(jī)械的接觸，但是采樣器2從部件5的外側(cè)被完全地支撐。然而，采樣器2被設(shè)置在與由流動通道5和導(dǎo)管段7所形成的角度而基本上相鄰的地方，因此，在流動方向4上，從流動通道部件5處流出的該漿液流被部分地導(dǎo)入采樣器2并且通過導(dǎo)管段7被部分地導(dǎo)入流動通道部件6，而且定位部件9與采樣器2相連接。
通過采樣單元1而流入采樣器2的漿液流被導(dǎo)入順序設(shè)置在采樣單元1之后的間隙10內(nèi)。采樣單元的壁11和12被相互地安裝以便使所述壁11和12相當(dāng)于漿液流的流動方向4可被拉到一邊。從單獨的采樣單元1而分離的漿液流在采樣單元之后設(shè)置的間隙10內(nèi)被合并在一起，形成的混合漿液流的方向也被改變?yōu)榛旧先缤g隙10一樣在相同的水平面上，因此該流動方向改變的角度為90度。通過這種流動方向改變的方式，從單獨的采樣單元1得到的漿液流被方便地混在了一起。流動方向改變后，混合漿液流返回到一個新采樣器13的采樣狀態(tài)，該采樣器13設(shè)置有幾個相鄰的采樣單元14。留在采樣單元14外的漿液流通過設(shè)置在采樣單元14之間的一個孔15被導(dǎo)入到一個較低的平面。
在結(jié)構(gòu)上，采樣器13基本上與采樣器2對應(yīng)，但是有一個區(qū)別為采樣單元14的數(shù)目至少為兩個；這樣，已經(jīng)進(jìn)入到采樣單元14的漿液流被進(jìn)一步引導(dǎo)入到設(shè)置在采樣單元14之后的一個間隙16里，在那里從單獨的采樣單元14得到的漿液流被合并。為了得到一個好的混合效果，離開設(shè)置在采樣單元14之后的間隙16的合并漿液流經(jīng)受流動方向改變，因此該改變角度為90度，基本上和間隙16在同一水平面上。進(jìn)行分析的漿液流通過一個出口孔17從采樣裝置流出。
從出口孔17排出的漿液流可根據(jù)其流量的大小或者被導(dǎo)出而直接分析，或者比如經(jīng)過再一個例如采用一常規(guī)的切樣的取樣器18。
根據(jù)圖3和4，漿液流3從流動通道5到采樣單元1，所述漿液流3的流動方向通過箭頭4來表示，漿液流3在采樣單元1后通過一個移動的采樣裝置21而經(jīng)受另一個采樣步驟。移動采樣裝置21以一個基本上水平的方向移動并切割采樣導(dǎo)管19的一個片段(slice)流，隨后，該片段的流被導(dǎo)入設(shè)置在采樣單元之后的一個間隙20，在那里所進(jìn)入的樣品流(sample flow)通過前述的方式而混合。沒有直接進(jìn)入采樣單元1的那部分漿液流和通過移動采樣導(dǎo)管19進(jìn)入到間隙20的漿液流通過導(dǎo)管7導(dǎo)入到流動通道的部分6并進(jìn)一步作下一步的處理步驟。
權(quán)利要求
1.一種從大量的、基本上水平流動的工藝流體里提取包含固體的漿液樣品的方法，一個采樣器被至少部分地浸沒在該工藝流體中，并且該采樣由至少兩個步驟完成，其特征在于在第一采樣步驟中，包含固體的工藝流體(3)被引導(dǎo)進(jìn)入一個包括至少三個采樣單元(1)的采樣器(2)，所述采樣單元(1)設(shè)置在工藝流的通道內(nèi)的這樣的位置，即，沿著工藝流的方向(4)，在部分工藝流進(jìn)入到采樣單元(1)的相同地點處，留在采樣單元(1)外的漿液流被引導(dǎo)至一個較低的平面(6)上，并且從采樣單元(1)得到的漿液流在所述漿液流返回到新的采樣之前被合并并經(jīng)受混合；所述新的采樣交替地包括第一采樣步驟(13)或者是提取一樣品用于分析。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從采樣單元(1)得到的漿液流的混合發(fā)生在一個設(shè)置于所述采樣單元之后的間隙(10)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于從采樣單元(1)得到的漿液流的混合通過改變漿液流的流動方向而進(jìn)行，所述方向的改變基本上在與設(shè)置在采樣單元之后的間隙(10)相同的水平面上進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述流動方向被改變至少60度。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述流動方向被改變至少90度。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于從采樣單元(1)得到的漿液流的混合借助于一個攪拌器在設(shè)置在所述采樣單元之后的間隙(10)內(nèi)進(jìn)行。
7.如前面任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在采樣單元(1)和設(shè)置在該采樣單元之后的間隙(10)之間設(shè)置有一個移動采樣裝置(21)，該移動采樣裝置(21)截取從所述采樣單元得到的一片段流體。
8.一種用于實施如權(quán)利要求1所述方法的設(shè)備，其特征在于在第一采樣步驟中，采樣器(2)包括至少三個采樣單元(1)，所述采樣單元(1)相對于工藝流體(3)的流動通道被設(shè)置在一位置處，在該位置處為了將留在采樣單元(1)外的漿液流引導(dǎo)到一個較低的平面上，位于采樣點不同側(cè)的流動通道的部件(5，6)被水平設(shè)置成具有不同的高度，而且為了合并從采樣單元(1)得到的漿液流，接著采樣單元設(shè)置有一個間隙(10)，在此處漿液流可以在返回到一個新的采樣步驟(13)之前受到混合。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于流動通道的構(gòu)件(5，6)位于漿液流的流動方向上的采樣點的不同側(cè)，所述構(gòu)件(5，6)通過一個基本上豎直設(shè)置的導(dǎo)管段(7)相互合并。
10.如權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于采樣單元的壁(11，12)在工藝流的流動方向(4)上從采樣單元(1)的入口孔開始被分離設(shè)置。
11.如權(quán)利要求8、9或10所述的裝置，其特征在于設(shè)置在采樣單元之后的間隙(10)被設(shè)計為以使所述間隙的排出孔與原始流動的方向在基本上同一水平面上形成一個至少60度角。
12.如權(quán)利要求8-11中任意一項所述的裝置，其特征在于設(shè)置在采樣單元之后的間隙(10)被設(shè)計為以使所述間隙的排出孔與原始流動的方向在基本上同一水平面上形成一個至少90度角。
13.如權(quán)利要求8-11中任意一項所述的裝置，其特征在于在采樣單元(1)和設(shè)置在采樣單元之后的間隙(10)之間安裝有一個移動采樣裝置(21)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從大量的、基本上水平流動的工藝流體里提取漿液樣品的方法及其設(shè)備，一個采樣器被至少部分地浸沒在所述工藝流體中，該采樣操作由至少兩個步驟完成。根據(jù)本發(fā)明，在第一采樣步驟中，包含固體的工藝流體(3)被引導(dǎo)進(jìn)入一個包括至少三個采樣單元(1)的采樣器(2)，所述采樣單元(1)以這樣一種狀態(tài)設(shè)置在工藝流體的通道內(nèi)，即沿著工藝流體的方向(4)，在部分工藝流體進(jìn)入到采樣單元(1)的同一地點處，留在采樣單元(1)外的漿液流被引導(dǎo)至一個較低的平面(6)上，并且從采樣單元(1)得到的漿液在所述漿液流返回到新的采樣操作之前被合并并被混合，所述新的采樣操作可選擇地包括第一采樣步驟(13)或者是提取一個樣品用于進(jìn)行分析。
文檔編號G01N1/20GK1620599SQ03802502
公開日2005年5月25日 申請日期2003年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月14日
發(fā)明者克里斯蒂安·馮·阿爾夫坦 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司