NO814062L - Anordning for proevetagning av en gjennom en ledning stroemmende suspensjon, saerlig en fibersuspensjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for prøvetagning

av en gjennom en rørledning strømmende suspensjon, særlig en fibersuspensjon, omfattende en mot en i rørveggen anordnet åpning festbar og i retning mot rørledningens indre åpen sylinder med et aksialt gjennom sylinderen forløpende, forskyvbart rørstempel som inneholder et i forhold til sylinderen og rørstempelet forskyvbart organ som er innrettet til, ved hjelp av en for rørstempelet og organet felles drivanordning, sammen med rørstempelet å utta en suspensjonsprøve fra rør-ledningen .

For å fastslå hvilke egenskaper et strømmende medium, f.eks. en fibersuspensjon, har, benytter man i dag forskjellige typer av målegivere som krever at det medium som skal måles på en eller annen måte kommer i kontakt med selve giveren eller en del av denne, hvilke deler vanligvis av denne grunn monteres f.eks. i den rørledning i hvilken det medium som skal måles, strømmer frem. For oppnåelse av riktige verdier er det i disse tilfeller nødvendig at giveren sitter i det tverrsnitt av ledningen som er representativt med hensyn til hva som skal måles. Av praktiske grunner kan man ikke alltid benytte seg av denne fremgangsmåte, men man må

benytte seg av en separat prøvetager. Noen årsaker- som kan foranledige dette, er f.eks. høye trykk, høye temperaturer, meget korroderende medier, høye konsentrasjoner, kraftig_ forurensede medier, store strømningshastighéter, vibrasjoner etc. Også ved anvendelse av en separat prøvetager er det viktig at prøvetagningsteknikken er slik at prøven ikke forandres med hensyn på den størrelse som skal måles, ettersom prøvetagningen også utføres for at man rent laboratoriemessig skal kunne bestemme visse egenskaper hos mediet. Kravene til riktig prøvetagningsteknikk er således meget store, og det gjelder i størst mulig utstrekning å eliminere enda en feilfaktor, nemlig den menneskelige.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av den innledningsvis angitte type som i hovedsaken er kjennetegnet ved at den mot rørledningen vendende, frie ende av rørstempelet er åpen og at det forskyvbare organ i rørstempelet utgjøres av en aksialt gjennom rørstempelet forløpende spindel med et stempel som er innrettet til i aksial retning å avgrense et prøvetagningsrom i rørstempelets frie, åpne ende.

Ved å automatisere prøvetagningssekvensen og ved å utføre de forskjellige arbeidssykluser for anordningen ifølge oppfinnelsen med konstant hastighet fra gang til gang, kan den menneskelige faktor elimineres. Ved prøvetagning med f.eks. en håndmanøvrert ventil, hvilket ikke er uvanlig i mangel av annen funksjonsdyktig apparatur, blir resultatet for en stor del avhengig av den person som tar prøven.

Prøvetagningen med anordningen ifølge oppfinnelsen forstyrrer ikke prosessen og noen trykkreduksjon forekommer ikke i prosessledningen. En høy reproduserbarhet oppnås som følge av den konstante hastighet og prøvetagningstid, og ved at prøven alltid tas utfra det samme ledningstverrsnitt og at rørstempelet som danner prøvetagningsrommet, har konstant slaglengde. Ved prøvetagning av f.eks. en fiberSuspensjon er det av største viktighet at prøven tas et stykke inne i ledningen da det skikt som i en masserørledning beveger seg nærmest rørveggen, ikke er representativt for hele ledningstverrsnittet, men inneholder mer væske. Konstruksjonen ifølge oppfinnelsen er slik utformet at

prøven tas ut ca. 30-60 mm inne i rørledningen. Suspensjonen kan heller ikke fylle prøvetagningsrommet før dettes innmatningshull har nådd denne stilling. Ingen deler av prøvetageren stikker inn i rørledningen så lenge den befinner seg i hvilestilling, hvilket er av betydning i f.eks. blåse- eller utblås-ningsledninger der ellers enhver innstikkende del raskt ville bli slitt og dessuten gi tilstoppingsfare. Høy mekanisk stabilitet oppnås ved at stempelet med sin forholdsvis tynne

■spindel styres av rørstempelet. Ved å erstatte tetninger

av elastomerer og andre myke materialer med nøyaktige tole-ranser, er faren mindre for at faste partikler skal skade prøvetageren. De krefter som står til disposisjon, er imidlertid normalt tilstrekkelige for å avklippe helt ukokte flisbiter med et tverrsnittsareal på ca. 1 cm .

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en foretrukket utførelsesform av prøvetageren ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 og 3 viser de forskjellige stadier i en arbeidssyklus for den på fig. 1 viste prøvetager.

Den på fig. 1 viste prøvetagningsventil 1 består av en mot en rørledning 2 fastsettbar sylinder 3 med et aksialt gjennom sylinderen 3 forløpende rørstempel 4 som på sin side omfatter en aksialt gjennom rørstempelet 4 forløpende spindel 5. Spindelen 5 er i den ene ende forsynt med et stempel 6 som er innrettet til å avgrense et prøvetagningsrom 8 i rørstempelets 4 åpne, frie ende 7. Sylinderen 3 utgjøres av et styrerør 9 med en omsluttende sveiseflens 11 i hvilken styrerøret 9 er innført og fiksert. Sveiseflensen 11 er festet i rørledningen 2 og avgrenser en i denne anordnet åpning 10. Styrerøret 9 og sveiseflensen 11 er ved hjelp av en på tegningen ikke vist skrueforbindelse fiksert til hverandre ved et endeflensparti 12 mot hvilket det også er anordnet en drivanordning 13 for rørstempelets 4 og spindelens 5 aksiale bevegelse. Den fra rørledningen 2 bortvendende ende av rørstempelet 4 er utformet med en stempelskive 14

som ved hjelp av et trykkmedium er aksialt forskyvbar mellom en første og en andre endestilling i en første drivsylinder 15. Den i rørstempelet 4 forløpende spindel 5 strekker seg gjennom denne første drivsylinder 15 og en drivsylinder avgrensende endevegg 16 og slutter i en stempelskive 17. Stempelskiven 17 er ved hjelp av et trykkmedium aksialt forskyvbar i en andre drivsylinder 18 som er anordnet i tilslutning til den første drivsylinder 15. Foruten av endeveggen 16 som er felles for begge drivsylindere 15, 18, • er drivsylinderen 18 avgrenset av en endevegg 19. Via kanaler 20, 21, 22, 23 er drivsylindrene 15, 18 forbundet med et styresystem 24 som sammen med drivsylindrene 15, 18 utgjør prøvetagningsventilens 1 drivanordning 13.

I området for sin frie, åpne ende 7 oppviser rør-stempelet 4 fortrinnsvis to innmatningshull 25 for fylling av prøvetagningsrommet 8, hvilken fylling bare kan skje når både rørstempelet 4 og stempelet 6, som avgrenser rørstempelets prøvetagningsrom 8, befinner seg i sine ytre endestillinger. Innmatningshullene 25 er beliggende etter hverandre i rørstem-pelets 4 mantelflate på samme avstand fra enden 7. I rørstem-pelets 4 mantelflate ved prøvetagningsrommets 8 indre gavlvegg 26 er det anordnet et utmatningshull 27 som, når rørstempelet

4 befinner seg i sin tilbaketrukne endestilling, ligger på linje med et tilsvarende utmatningshull 28 som er dannet i sylinderens 3 mantelflate. Under utmatningshullet 28 kan det være anordnet et passende utformet oppsamlingkar 40. En kanal 29 strekker seg i radial retning fra rørstempelets 4 mantelflate og munner ut i prøvetagningsrommet 8 via en spalte 30 i gavl-veggen 26, hvilken kanal 29 står i forbindelse med en kanal 31

i sylinderens 3 mantelflate når rørstempelet 4 befinner seg i sin tilbaketrukne endestilling. Gjennom kanalene 29 og 31 kan et medium under trykk mates for å lette utmatning av den uttatte suspensjonsprøve fra prøvetagningsrommet 8. I rørstem-pelets 4 bakre parti like før kanalens 29 begynnelse i rørstem-pelets 4 mantelflate er det i mantelflaten anordnet minst en ringspalte 3 2 som strekker seg rundt rørstempelets 4 omkrets og er beregnet å samle opp fibre som har trengt inn mellom styrerøret 9 og rørstempelet 4. Ringspalten 32 kan blåses ren ved hjelp av det trykkmedium som strømmer gjennom kanalen 31 når ringspalten 32 befinner seg i området for den nevnte kanal 31 og utmatningshullet 28.

Stempelskivens 14 stilling i drivsylinderen 15 avgjør ved hjelp av stillingsgivere når en aktivering av drivsylinderen 18 med en forskyvning av stempelskiven 17 som resultat, skal finne sted. Stillingsgiverne består av en på stempelskiven 14. anordnet permanentmagnet 3 3 for samvirke med en magnetisk endestillingsgiver 3 4 ved stempelskivens 14 ene endestilling og en magnetisk endestillingsgiver 35 ved stempelskivens 14 andre endestilling. De magnetiske endestillingsgivere 34, 35

er via ledninger 36, 3 7 forbundet med styresystemet 24 som

styrer matningen av trykkmedium til eller fra drivsylindrene 15, 18. Stempelets 6 spindel 5 er forsynt med en ansats 38 som er innrettet til å samvirke med en støtteflate 39 på rørstempelet 4, slik at rørstempelet 4 ved sin forflytning fra sin fyllingsstilling til sin tømmingsstilling trekker med seg stempelet 6 under bibeholdelse av sin stilling i rørstempelet 4, samtidig som stempelskiven 17 forflyttes til en midtstilling i drivsylinderen 18. Når prøvetagningsventilen 1 befinner seg i sin hvilestilling, rager hverken rørstempelet

4, stempelet 6 eller noen fast del av sylinderen 3 inn i rørledningen 2. For oppnåelse av dette kan styrerøret 9 og rørstempelet 4 profileres eller konstrueres slik at disse i hvilestilling ligger et stykke fra rørledningens 2 innervegg. Bare sveiseflensen 11 må profilkappes etter den aktuelle rørledningsdiameter.

Den beskrevne rørtagningsventils 1 funksjon skal beskrives under henvisning til fig. 2 og 3 som skjematisk viser de forskjellige stadier i en arbeidssyklus.

A-B: A viser den stilling prøvetagningsventilen ifølge oppfinnelsen inntar når den ikke er i drift hhv. den stilling den inntar mellom hver fullført arbeidssyklus. Ved momentet A-B aktiveres den indre drivsylinder 15 av styresystemet 24 og rørstempelet 4 forflytter seg ved trykkmediets innvirkning mot stempelskiven 14 til sin andre eller ytre endestilling. Hastigheten er innstillbar, men ved anvendelse av et pneumatisk styresystem har det vist seg at lufttilførselen strupes så mye i selve systemet at en ytterligere strupning ikke er nødvendig. Ved rørstempelets 4 forflytning trekkes stempelskiven 17 i den ytre drivsylinder 18 og stempelet 6

med av stempelskiven 14 til stilling B ved hjelp av en mekanisk stopper som utgjøres av kontaktflaten mellom rørstem-og stempelets 6 bakkant.

B-C: Når stempelskiven . 14 i drivsylinderen 15 har nådd sin ytre endestilling, avføler den magnetiske endestillingsgiver 35 stillingen ved hjelp av stempelskivens 14 permanentmagnet 33., og drivsylinderen 18 aktiveres via styresystemet 24. Stempelet 6 beveger seg følgelig mot stilling C og presser ut foran seg den massesuspensjon som hele tiden har fylt rommet foran stempelet 6. Før stempelet 6 har nådd frem til stilling C, passerer det innmatningshullet 25 og prøvetagningsrommet 8 åpnes og fylles med en masseprøve så snart innmatningshullet 25 er frilagt. Trykket i masseledningen 2 bidrar til at hele prøvetagningsrommet 8 fylles. Den hastighet med hvilken stempelet 6 forflytter seg fra stilling B til stilling C er om nødvendig innstillbar. ved strupning av returluften fra drivsylinderen 18.

C-D: Etter en viss innstillbar tid i prøvetagnings-stillingen C aktiveres drivsylinderen 15 og stempelskiven 14 beveger seg bakover til endestillingen D. Stempelets 6 og rørstempelets 4 relative stilling forandres ikke under denne bevegelse. Stempelskiven 17 i drivsylinderen 18 blir av drivsylinderens 15 stempelskive 14 trukket til stilling D på grunn av den mekaniske kontaktflate mellom ansatsen 38 og støtteflaten 39. Innmatningshullet 25 passerer under den nevnte bevegelse styrerørets 9 kant og prøvetagningsrommet 8 avstenges mot massetrykket. Samtidig med at den indre driftssylinder 15 aktiveres starter en blåsing av trykkluft alternativt en spyling av vann gjennom kanalen 31. På denne måte blåses ringspalten 3 2 og rørstempelets 4 mantelflate rene for eventuelle fibre som har trengt inn mellom styrerøret 9 og rørstempelet 4, når ringspalten 32 passerer den faste kanal 31 og samtidig utmatningshullet 28. Av fig. 1 fremgår det at da kanalene 31 og 29 ikke er forbundet med hverandre før rørstempelet 4 har nådd sin bakre endestilling, vil ikke noe luft alternativt vann nå frem til prøvetagningsrommet 8 tidligere.

Claims (10)

1. Anordning for prøvetagning av en gjennom en rørled-ning (2) strømmende suspensjon, særlig en fibersuspensjon, omfattende en mot en i rørveggen anordnet åpning (10) festbar og i retning mot rørledningens (2) indre åpen sylinder (3) med et aksialt gjennom sylinderen (3) forløpende, forskyvbart rørstempel (4) som inneholder et i forhold til sylinderen (3) og rørstempelet (4) forskyvbart organ (5, 6) som er innrettet til, ved hjelp av en for rørstempelet (4) og organet (5, 6) felles drivanordning (13), sammen med rørstempelet (4) å utta en suspensjonsprøve fra rørledningen (2), karakterisert ved at det forskyvbare organ i rørstempelet (4) utgjøres av en gjennom rørstempelet (4) forløpende spindel (5) med et stempel (6) som ved hjelp av spindelen (5) er forskyvbart anordnet mellom en indre og en ytre endestilling i et i rørstempelets (4) frie ende (7) tilstedeværende prøve-tagningsrom (8) som er avgrenset radialt av rørstempelets (4) indre mantelflate og aksialt av foruten stempelet (6) en ved rørstempelets (4) lukkede ende tilstedeværende gavlvegg (26), og at rørstempelet (4) som inneholder prøvetagningsrommet (8), ved prøvetagning er lineært forskyvbart mellom en fyllingsstilling eller ytre endestilling i rørledningen (2) og en tømmingsstilling eller indre endestilling i sylinderen (3).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at rørstempelet (4) ved sin frie ende (7) i sin mantelflate oppviser minst ett innmatningshull (25) som befinner seg i en avstand fra rørstempelets (4) endekant som i hovedsaken tilsvarer stempelets (6) lengde, og at minst ett utmatningshull (27) er anordnet i rø rstempelets (4) mantelflate ved prøvetagningsrommets (8) indre gavlvegg (26) eller rør-stempelets (4) lukkede ende.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den fra rørledningen (2) vendende ende av rørstempelet (4) er utformet med en stempelskive (14) som ved hjelp av et trykkmedium er aksialt forskyvbar mellom en første og en andre endestilling i en første drivsylinder (15), og at den gjennom rørstempelet (4) forløpende spindel (5) strekker seg gjennom den nevnte første drivsylinder (15) og en drivsylinder-avgrensende endevegg (16) og slutter i en stempelskive (17) som ved hjelp av et trykkmedium er aksialt forskyvbar i en andre drivsylinder (18), idet begge drivsylindere (15, 18) med tilhørende stempelskiver (14, 17) sammen med et i og for seg kjent styresystem (24) danner den felles drivanordning (13).

4. Anordning ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at rørstempelets (4) utmatningshull (27) ligger på linje med et tilsvarende utformet utmatningshull (28) i sylinderens (3) mantelflate når rørstempelet (4) befinner seg i sin tilbaketrukne endestilling eller utmatningsstilling, og at det nevnte utmatningshull (27) er lukket ved hjelp av sylinderveggen når rørstempelet (4) befinner seg i sin utskjøvne endestilling eller fyllingsstilling, og at innmatningshullet (25) i utmatningsstillingen er lukket ved hjelp av sylinderveggen (3) og i fyllingsstillingen er åpent og befinner seg et stykke inne i selve rørledningen (2).

5. Anordning ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert vet at en stillingsgiver (34, 35) er anordnet ved respektive endestillinger for rørstempelets (4) stempelskive (14) i den første drivsylinder (15) for aktivering av stempelskiven (17) i den andre drivsylinder (18).

6. Anordning ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at det i rørstempelets (4) prøvetagningsrom (8) tilstedeværende stempel (6) inntar sin ytre endestilling og åpner prøvetagningsrommet (8) først etter at rørstempelet (4) har inntatt sin ytre endestilling, hvilket stempel (6), etter fylling av prøvetagningsrommet (8) og tilbaketrekning av rørstempelet (4) til sin andre endestilling i sylinderen (3), er innrettet til ved hjelp av trykkmediets påvirkning mot dets stempelskive (17) i den andre drivsylinder (18) å presse ut suspensjonsprøven gjennom utmatningshullet (27, 28) for oppsamling i et kar (40).

7. Anordning ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at en kanal (29) utgår fra rørstempelets (4) mantelflate og i rørstempelets (4) indre gavlvegg (26) munner ut i prøvetagningsrommet (8), hvilken kanal (29) står i forbindelse med en kanal (31) i sylinderen (3) når rør-stempelet (4) befinner seg i sin tilbaketrukne endestilling, slik at et medium under trykk kan mates gjennom kanalene (29, 31) for å lette prøvens utmatning.

8. Anordning ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at spindelen (5) er forsynt med en ansats (38) for tilveiebringelse av en aksial forskyvning av spindelen (5) med tilhørende stempelskive (17) og stempel (6) sammen med rørstempelet (4), etter aktivering av den første drivsylinder (15), fra rø rstempelets (4) fyllingsstilling til dets utmatningsstilling, ved at ansatsen (38) samvirker med en støtteflate (39) på rørstempelet (4) i den nevnte bevegelses-retning.

9. Anordning ifølge ett av kravene 1-8, karakterisert ved at den åpne sylinder (3) utgjøres av et i en sveiseflens (11) innførbart og fikserbart styrerør (9) som i likhet med sveiseflensen (11) og rø rstempelet (4), når sistnevnte befinner seg i hvilestilling i sin tilbaketrukne endestilling, har en utstrekning, i retning mot rørledningens (2) indre som slutter senest i nivå med den indre rørlednings-vegg.

10. Anordning ifølge ett av kravene 7-9, .. karakterisert ved at rørstempelets (4) mantelflate oppviser minst én ringspalte (32) for oppsamling av mellom sylinder (3) og rørstempel (4) inntrengte fibere, hvilken ringspalte (32) er renblåsbar ved hjelp av trykkmediet gjennom kanalen (31) når ringspalten (32) befinner seg i området for den nevnte kanal (31) og utmatningshullet (28) i sylinderen (3).