本發(fā)明涉及從密封的圍封器(例如筒倉、料斗、反應(yīng)器、再生器或吸附器)進行固體顆粒取樣的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種取樣裝置，該裝置允許對呈顆粒、擠出物、球的形式的固體顆粒(例如像用于催化劑或吸附劑的顆粒)進行重力取樣。當(dāng)被分成顆粒的固體被送入在壓力和/或高溫下運行的圍封器中時，或者當(dāng)它們被布置在圍封器中并通過重力被儲存或運輸時，常常需要對固體進行取樣。取樣的主要目的是檢查固體顆粒的機械或物理化學(xué)性質(zhì)，從而檢測出可能沉積在其表面的雜質(zhì)，或監(jiān)測儲存或運動中的固體的質(zhì)量變化。它尤其使得可以了解可能發(fā)生故障的原因，檢查固體顆粒隨時間變化的存儲行為或預(yù)測對于固體顆粒的最大運行時間，從而修復(fù)或預(yù)測可能出現(xiàn)的問題。就使用固體顆粒的煉油廠來說，它還可以方便對包括例如催化反應(yīng)器的裝置進行監(jiān)控，從而能夠優(yōu)化其操作。

背景技術(shù)：

1、為了從圍封器中對固體進行取樣，文獻us-4,009,618特別公開了一種取樣裝置，該裝置允許從密封圍封器(例如在催化劑存在下允許碳?xì)浠衔锎呋呀獾姆磻?yīng)器)中取出固體材料樣品。

2、如本文件更詳細(xì)地描述的，使用進入圍封器并由裝置主體承載的取樣頭進行取樣。該取樣頭包括容器，該容器上部設(shè)有凹槽且下部設(shè)有凹槽，以及兩個開槽旋轉(zhuǎn)盤，該旋轉(zhuǎn)盤由任何已知裝置控制的軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在這些盤的第一次旋轉(zhuǎn)期間，通過由其中一個盤控制的上部凹槽使固體樣品進入容器，而另一個盤密封下部的凹槽。在這些盤再一次旋轉(zhuǎn)之后，上部凹槽由其中一個盤密封，而另一個盤避開下部的凹槽，從而將固體樣品送入管道。

3、專利申請fr-3,007,137(us-9,464,966)也涉及一種固體顆粒取樣裝置。在該專利申請中，通過取樣頭采集的固體顆粒通過管道輸送到第一閥的入口。打開第一閥允許將固體顆粒送入氣閘室。連接到氣閘室的排氣閥允許對氣閘室進行吹掃。因此，第一閥保持關(guān)閉，且排氣閥打開，然后在吹掃完成后關(guān)閉。最后，連接到氣閘室的另一個閥允許包含在氣閘室中的固體顆粒排出。

4、使用的閥通常為錐形球閥、球形球閥或帶替代環(huán)的平行滑動閘閥。

5、然而，使用這些閥的取樣裝置存在一些缺點。

6、閥會過早磨損。事實上，固體顆粒一旦從圍封器中取出，就會儲存在裝置主體中，然后在重力作用下，沿著固體顆粒流動的方向，在氣閘室上游和下游的閥入口處，然后被回收到外部容器中。從圍封器中取出的固體顆粒通常處于高溫(例如根據(jù)應(yīng)用在150°至550℃之間)。因此，它們在高溫下儲存在閥入口處。

7、在閥逐漸打開的過程中，高溫下的固體顆粒會摩擦閥球的表面，閥移動以便打開，然后才能在重力作用下通過打開的閥流入氣閘室或外部容器。固體顆粒與球表面的摩擦?xí)a(chǎn)生球和/或閥座的磨蝕性磨損，球/閥座接觸提供閥密封。這種磨損需要定期更換球和/或閥座，或整個閥，從而產(chǎn)生額外的運營成本。

8、此外，這種磨損還可能產(chǎn)生包含在圍封器中的流體的泄漏，尤其是當(dāng)流體為氣體時，因為氣密性比液密性更難提供。當(dāng)圍封器處于壓力之下時，這些泄漏還可能導(dǎo)致圍封器減壓。

9、為了克服這種磨損，已知的解決方案主要在于對所使用的非容量閥的球和/或閥座進行表面處理，以便增加這些部件的耐磨性。

10、此外，所使用的閥對閥操作或順序錯誤更為敏感。事實上，糟糕的順序錯誤或操作錯誤可能會導(dǎo)致流體(特別是氣體)從圍封器中逸出，并且當(dāng)圍封器處于壓力之下時，這也可能導(dǎo)致其減壓。

11、本發(fā)明的目的在于通過使用至少一個容量閥的固體顆粒取樣裝置來克服上述缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明涉及一種用于從密封圍封器中取樣固體顆粒的裝置，該取樣裝置包括帶有取樣頭的管狀主體，該取樣頭配置用于從所述密封圍封器中重力取樣預(yù)定體積的固體顆粒，該取樣裝置包括附接到管狀主體并與管狀主體形成非零角度的管狀管，該管狀主體包括用于偏轉(zhuǎn)管狀管中的固體顆粒的偏轉(zhuǎn)器。此外，該取樣裝置包括用于排出固體顆粒的第一容量閥，該第一容量閥位于沿取樣裝置中固體顆粒的流動方向在管狀管的下游。

2、優(yōu)選的，所述第一容量閥的容量的體積大于所述預(yù)定體積，所述第一容量閥的容量的體積優(yōu)選為所述預(yù)定體積的至少1.05倍，更優(yōu)選為所述預(yù)定體積的至少1.15倍。

3、有利地，第一容量閥包括單個閥座和容量球，單個閥座位于容量球的上游。

4、替代地，所述第一容量閥包括第一閥座、第二閥座和容量球，所述第一閥座位于所述容量球的上游，所述第二閥座位于所述容量球的下游。

5、優(yōu)選地，所述第一容量閥選自容量式球形閥、容量式錐形球閥或容量式圓柱球閥。

6、根據(jù)本發(fā)明的一個變型，取樣裝置包括位于用于排放固體顆粒的管狀管下游的第二閥，該第二閥位于第一容量閥的上游或下游，第一容量閥和第二閥直接相互連接或通過氣閘室相互連接。

7、根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，取樣裝置包括互鎖鍵系統(tǒng)，用于防止第一容量閥和第二閥同時操作。

8、優(yōu)選地，氣閘室連接至用于排放流體的第三閥，所述流體被包含在預(yù)定體積內(nèi)。

9、有利地，第二閥為第二容量閥，第一容量閥和第二容量閥優(yōu)選是相同的。

10、本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包含固體顆粒的密封圍封器和如上所述的固體顆粒取樣裝置，該系統(tǒng)旨在用于以下應(yīng)用之一：石油精煉裝置中、氣體或生物質(zhì)處理廠中、可再生燃料生產(chǎn)裝置中、重整裝置中、費托裝置中或?qū)⒁掖济撍疄橄N的裝置中的催化劑取樣。

11、本發(fā)明還涉及一種使用如上所述的取樣裝置從密封圍封器中取樣固體顆粒的方法，其中至少執(zhí)行以下步驟：

12、-通過取樣頭從密封圍封器中取出包括固體顆粒的預(yù)定體積，

13、-將取出的預(yù)定體積送至處于取樣位置的第一容量閥的容量中，

14、-致動第一容量閥以排出第一容量閥中的包括固體顆粒的預(yù)定體積，并且一旦排出預(yù)定體積，將第一容量閥重新定位到取樣位置。

15、優(yōu)選地，對于該方法，當(dāng)?shù)谝蝗萘块y位于第二容量閥的上游，并且取樣裝置包括如上所述的氣閘室和第三閥時，至少執(zhí)行以下步驟：

16、-通過取樣頭從密封圍封器中取出包括固體顆粒的預(yù)定體積，

17、-將取出的預(yù)定體積送至處于取樣位置的第一容量閥的容量中，

18、-致動第一容量閥以將預(yù)定體積排放到氣閘室或直接排放到處于取樣位置的第二容量閥，并且一旦排放完預(yù)定體積，就將第一容量閥重新定位到取樣位置，

19、-當(dāng)將預(yù)定體積排放到氣閘室時，優(yōu)選地通過第三閥排放在預(yù)定體積中包含的流體，該第三閥被打開并且一旦流體排放完，就隨后關(guān)閉，

20、-致動第二容量閥以將預(yù)定體積中包含的固體顆粒排放到容器中，并且一旦固體顆粒排出，就將第二容量閥重新定位到取樣位置。

21、本發(fā)明還涉及一種改進用于從密封圍封器中取樣固體顆粒的裝置的方法，所述取樣裝置包括帶有取樣頭的管狀主體，所述取樣頭被配置為從所述密封圍封器中重力取樣預(yù)定體積的固體顆粒，所述取樣裝置包括附接到主體并與主體形成非零角度的管狀管，所述主體包括用于偏轉(zhuǎn)管狀管中的固體顆粒的偏轉(zhuǎn)器，所述取樣裝置包括位于管狀管下游的至少一個閥，所述方法包括以下步驟：用容量閥替換位于管狀管下游的至少一個閥，以獲得如上所述的取樣裝置。