本發(fā)明屬于核化工，具體涉及一種新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)及其使用的工藝方法。

背景技術(shù)：

1、隨著核工業(yè)的發(fā)展，核化工技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)各種新的工藝方法和工藝技術(shù)也在不斷的革新和進(jìn)步。自動(dòng)取樣工藝作為一種高效、經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，在核燃料制備及乏燃料后處理等多個(gè)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、由于核化工樣品取樣量小、放射性高、多余樣必須返回等苛刻要求，當(dāng)前各核化工生產(chǎn)線運(yùn)行過(guò)程中取樣操作往往采用人工通過(guò)取樣閥進(jìn)行取樣，取樣過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、人工需求量大，精準(zhǔn)、高效的自動(dòng)化取樣工藝亟需得到廣泛應(yīng)用。

3、由于核化工生產(chǎn)過(guò)程中主要操作物料為鈾、钚等強(qiáng)放射性介質(zhì)，容易對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生輻射危害及各類潛在危害。為盡可能降低放射性風(fēng)險(xiǎn)及危害，滿足輻射防護(hù)要求，目前人工取樣過(guò)程通常在密閉的箱室內(nèi)進(jìn)行，并通過(guò)手套孔進(jìn)行人工取樣相關(guān)操作，人工操作雖然可以實(shí)現(xiàn)樣品取樣，但也存在如下缺點(diǎn)和不足：其一是人工取樣增加了操作人員在強(qiáng)輻射環(huán)境中暴露的風(fēng)險(xiǎn)和時(shí)間；其二是手套箱和手套孔的尺寸及空間不利于人工取樣操作，同時(shí)也增加了放射性廢液在手套箱內(nèi)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，其三是人工取樣增加了無(wú)效工作時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率，限制了產(chǎn)能的提升，其四是人工取樣不利于生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化管理和系統(tǒng)集成控制。

4、同時(shí)，隨著先進(jìn)自動(dòng)化、智能化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，各行業(yè)自動(dòng)化需求也愈加強(qiáng)烈，而這也是目前核化工技術(shù)領(lǐng)域面臨的凸出問(wèn)題，工藝系統(tǒng)的自動(dòng)化程度低，許多工藝過(guò)程均是通過(guò)人工操作進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)及其使用的工藝方法，提高工藝過(guò)程的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和管理。

2、解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)，包括：

3、取樣端部件，設(shè)置于取樣點(diǎn)處；

4、取樣管道，與取樣端部件連接；

5、自動(dòng)取樣組合裝置，其入口端與取樣管道連接，自動(dòng)取樣組合裝置用于通過(guò)取樣管道進(jìn)行取樣；

6、清洗裝置，通過(guò)第一管道與自動(dòng)取樣組合裝置連接，第一管道上設(shè)置有第一閥門組件，清洗裝置用于向自動(dòng)取樣組合裝置提供清洗液；

7、壓空裝置，通過(guò)第二管道與自動(dòng)取樣組合裝置連接，第二管道上設(shè)置有第二閥門組件，壓空裝置用于向自動(dòng)取樣組合裝置提供壓縮空氣；

8、真空裝置，通過(guò)第三管道與自動(dòng)取樣組合裝置連接，第三管道上設(shè)置有第三閥門組件，真空裝置用于對(duì)自動(dòng)取樣組合裝置抽真空；

9、取樣接收器，通過(guò)第四管道與自動(dòng)取樣組合裝置連接，取樣接收器用于接收取樣；

10、控制裝置，分別用于控制第一閥門組件、第二閥門組件、第三閥門組件。

11、優(yōu)選的是，所述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)，還包括廢液裝置，取樣接收器包括換向開(kāi)關(guān)、取樣接收端，取樣接收端通過(guò)第四管道與自動(dòng)取樣組合裝置連接，換向開(kāi)關(guān)設(shè)置于第四管道上，取樣接收端位于換向開(kāi)關(guān)下游，換向開(kāi)關(guān)通過(guò)第五管道與取樣管道連接，換向開(kāi)關(guān)通過(guò)第六管道與廢液裝置連接，廢液裝置用于接收廢液，控制裝置還用于分別控制換向開(kāi)關(guān)分別與取樣接收端、取樣管道、廢液裝置連通。

12、優(yōu)選的是，所述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)，還包括質(zhì)量流量控制器，質(zhì)量流量控制器設(shè)置于第二管道上，質(zhì)量流量控制器位于第二閥門組件下游，控制裝置還用于通過(guò)控制質(zhì)量流量控制器來(lái)控制流量。

13、優(yōu)選的是，自動(dòng)取樣組合裝置包括取樣倉(cāng)和緩沖倉(cāng)，取樣倉(cāng)與緩沖倉(cāng)通過(guò)第七管道連接，第七管道上設(shè)置有第四閥門組件，取樣倉(cāng)通過(guò)取樣管道與取樣端部件連接，緩沖倉(cāng)通過(guò)第一管道與清洗裝置連接，緩沖倉(cāng)通過(guò)第二管道與壓空裝置連接，緩沖倉(cāng)通過(guò)第三管道與真空裝置連接，取樣倉(cāng)通過(guò)第四管道與取樣接收器連接，控制裝置還用于控制第四閥門組件。

14、優(yōu)選的是，取樣端部件包括管道取樣端部件和/或容器取樣端部件，管道取樣端部件取樣口插入取樣點(diǎn)的待取樣管道部件內(nèi)部的深度為待取樣管道直徑的1/5～1/3，容器取樣端部件取樣口插入取樣點(diǎn)的待取樣容器的距待取樣容器底部10mm～100mm處。

15、優(yōu)選的是，取樣管道管徑為φ0.4～φ10。

16、優(yōu)選的是，所述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)還包括壓力檢測(cè)裝置、報(bào)警裝置，壓力檢測(cè)裝置設(shè)置于第二管道和/或第三管道上，當(dāng)壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的壓力值超過(guò)預(yù)設(shè)壓力值時(shí)，將檢測(cè)到的壓力值發(fā)送給控制裝置，控制裝置控制報(bào)警裝置報(bào)警。

17、控制裝置運(yùn)行時(shí)可對(duì)系統(tǒng)壓力進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)、異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警并聯(lián)鎖。

18、控制裝置運(yùn)行時(shí)可對(duì)壓縮空氣的流量、壓力及清洗液的加入量等進(jìn)行精確控制?？刂蒲b置控制各個(gè)閥門組件(第一閥門組件、第二閥門組件、第三閥門組件)的開(kāi)度。

19、本發(fā)明還提供一種使用上述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)的工藝方法，包括以下步驟：

20、自動(dòng)取樣過(guò)程：當(dāng)需要進(jìn)行取樣操作時(shí)，控制裝置通過(guò)控制第三閥門組件的啟閉，使得真空裝置為自動(dòng)取樣組合裝置提供真空，取樣到自動(dòng)取樣結(jié)合裝置內(nèi)；

21、自動(dòng)樣品收集過(guò)程：當(dāng)進(jìn)行樣品收集時(shí)，控制裝置通過(guò)控制第二閥門組件打開(kāi)，使得壓空裝置為自動(dòng)取樣結(jié)合裝置提供正壓，將自動(dòng)取樣結(jié)合裝置內(nèi)樣品輸送到取樣接收器。

22、優(yōu)選的是，所述步驟當(dāng)需要進(jìn)行取樣操作時(shí)，控制裝置通過(guò)控制第三閥門組件的啟閉，使得真空裝置為自動(dòng)取樣組合裝置提供真空，取樣到自動(dòng)取樣結(jié)合裝置內(nèi)具體為：

23、當(dāng)需要進(jìn)行取樣操作時(shí)，控制裝置控制第三閥門組件開(kāi)啟，真空裝置與自動(dòng)取樣組合裝置中緩沖倉(cāng)連通，控制裝置控制第四閥門組件關(guān)閉，此時(shí)取樣倉(cāng)與緩沖倉(cāng)斷開(kāi)；緩沖倉(cāng)達(dá)到預(yù)設(shè)真空度后，控制裝置控制第三閥門組件關(guān)閉，緩沖倉(cāng)與真空裝置斷開(kāi)，控制裝置控制第四閥門組件開(kāi)啟，緩沖倉(cāng)與取樣倉(cāng)連通，利用緩沖倉(cāng)負(fù)壓將樣品抽吸至取樣倉(cāng)內(nèi)。

24、優(yōu)選的是，所述的使用上述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)的工藝方法，還包括以下步驟：

25、自動(dòng)樣品收集過(guò)程中，將自動(dòng)取樣結(jié)合裝置內(nèi)樣品輸送到取樣接收器時(shí)，控制裝置控制換向開(kāi)關(guān)與取樣接收端連通，樣品進(jìn)入取樣接收端，實(shí)現(xiàn)樣品取樣。

26、優(yōu)選的是，所述的使用上述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)的工藝方法，還包括以下步驟：

27、自動(dòng)樣品收集過(guò)程中壓空裝置為自動(dòng)取樣結(jié)合裝置提供正壓時(shí)，控制裝置控制質(zhì)量流量控制器使得壓空裝置提供的壓空流量在第一預(yù)設(shè)正壓。

28、優(yōu)選的是，所述的使用上述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)的工藝方法，還包括以下步驟：

29、殘留樣品自動(dòng)返回過(guò)程：當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)殘留樣品返回時(shí)，控制裝置通過(guò)控制第二閥門組件打開(kāi)，使得壓空裝置為自取樣接收器提供正壓，控制裝置控制換向開(kāi)關(guān)與取樣管道連通，將取樣接收器中的殘留樣品通過(guò)取樣管道返回到取樣點(diǎn)。

30、優(yōu)選的是，所述的使用上述的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)的工藝方法，還包括以下步驟：

31、自動(dòng)清洗過(guò)程：當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)清洗時(shí)，控制裝置通過(guò)控制第二閥門組件關(guān)閉、第一閥門組打開(kāi)，使得自動(dòng)取樣結(jié)合裝置與壓空裝置斷開(kāi)、與清洗裝置聯(lián)通，控制裝置控制換向開(kāi)關(guān)與廢液裝置連通，利用清洗裝置壓力進(jìn)行取樣系統(tǒng)自動(dòng)清洗，清洗液進(jìn)入廢液裝置。

32、本發(fā)明中的新型自動(dòng)化取樣系統(tǒng)及其使用的工藝方法，針對(duì)現(xiàn)有人工取樣或半自動(dòng)取樣方法的不足，集成了工藝系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，利用壓力梯度實(shí)現(xiàn)了取樣過(guò)程的自動(dòng)化，極大的降低了操作人員的輻照風(fēng)險(xiǎn)，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和工作效率。同時(shí)，該工藝方法對(duì)多余樣品進(jìn)行返回原系統(tǒng)復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了放射性廢物的最小化管理和人員防護(hù)的最優(yōu)化。通過(guò)遠(yuǎn)程控制和操作實(shí)現(xiàn)了放射性液體物料取樣過(guò)程的自動(dòng)化，極大的降低了工作人員的輻照風(fēng)險(xiǎn)和危害，同時(shí)提高了系統(tǒng)的安全水平和工作效率。