Пробоотборник газа

 

1. ПРОБООТБОРНИК ГАЗА, имеющий трубопровод для отбора пробы, побудитель расхода с всасывающим и нагнетательным патрубками, аккумулирующую емкость, сборник проб и соедивительные трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности пробы, содержащей примеси углеводородов, аккумулирующая емкость выполнена в виде калиброванной трубки и камеры, соединенной с ней, камера снабжена побудителем давления, расположенным внутри нее, побудитель расхода соединен с побудителем давления, при L/f этом камера соединена с всасывающим патрубком побудителя расхода. 2. Пробоотборник по П.1, отличающийся тем, что побудитель давления выполнен в виде эластичной емкости. (У)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

4(51) G 01 N 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3541051/23-26 (22) 10.01.83 (46) 07.04.85. Бюл. Ф 13 (72) Н.В.Каледин, В.Я.Альперович, Б.И,Кошовский и А.С.Греков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела (53) 543.053 (088.8) (56) 1. Руководство по дегазации угольных шахт. M., ""Недра"", 1975, с . 163-164.

2. Авторское свидетельство СССР

1Ф 392375, кл. С 01 Н 1/22, 1971 ° (54)(57) 1. ПРОБООТБОРНИК ГАЗА, имеющий трубопровод для отбора пробы, побудитель расхода с всасывающим и нагнетательным патрубками, аккумулирующую емкость, сборник проб и соединительные трубопроводы, о т л и— ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения достоверности пробы, содержащей примеси углеводородов, аккумулирующая емкость выполнена в виде калиброванной трубки и камеры, соединенной с ней, камера снабжена побудителем давления, расположенным внутри нее, побудитель расхода соединен с побудителем давления, при этом камера соединена с всасывающим патрубком побудителя расхода.

2. Пробоотборник по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что побудитель давления выполнен в виде эластичной емкости.

1149136

Изобретение относится к горному делу, а именно к отбору проб газов из скважин, находящихся под разрежением, и дегазационных газопроводов, и может быть применено при обнаруже- 5 нии и контроле за развитием подземных пожаров методом, оснсванным на определении температуры угля по соотношению этилена и ацетилена.

Известен пробоотборник газа, име- 1О ющий побудитель расхода, трубопроводы и приемник проб в виде бюреток

Зегера (1) .

Недостатком этого устройства является малая достоверность отбираемых проб микропримесей этилена и ацетилена, особенно в тех случаях, когда скважины (газопровод) находятся под разрежением. Это объясняется тем, что давление газа в бюретке _#_

Зегера ниже атмосферного, в результате чего концентрация этилена и ацетилена там отличается от фактической.

Кроме того, при последующем переводе пробы из сборника в газоанализатор возможно дополнительное искажение ее за счет сорбции этилена и ацетилена на стенк:".х бюретки в процессе длительного (более 1 ч) хранения и транспортировки, а также в результа- 3О те контакта исследуемой газовой смеси с рабочими жидкостями в процессе перекачивания ее из бюретки в газоанализатор.

Известен также пробоотборник газов, имеющий трубопровод для отбора проб, побудитель расхода, аккумулирующую емкость, сборник проб и соединительные трубопроводы.

Введение в схему аккумулирующей > емкости позволяет выравнивать давление пробы до атмосферного путем подачи в нее окружающего воздуха (2)

Недостатками известного устройства являются искажение концентраций компонентов пробы за счет их разбавления атмосферным воздухом в аккумулирующей емкости, зависимость концентрации компонентов от атмосферного давления, искажение концентрации микропримесей за счет их сорбции на стенках при длительном пребывании пробы в сборнике и при контакте исследуемой газовой смеси с рабочими жидкостями при последующем переводе пробы в газоанализатор, я также сложность и неудобство транспортировки и длительчог0 сохране; ия в сборнике проб большого объема газа, обычно требующегося для анализа миккропримесей этилена и ацетилена в шахтной атмосфере современными газоанализаторами.

Цель изобретения — повышение достоверности пробы, содержащей примеси углеводородов.

Поставленная цель достигается тем, что в пробоотборнике газа, имеющем трубопровод для отбора пробы, побудитель расхода с всасывающим и нагнетательным патрубками, аккумулирующую емкость, сборник проб и соединительные трубопроводы, аккумулирующая емкость выполнена в виде калиброванной трубки и камеры, соединенной с ней, а камера снабжена побудителем давления, расположенным внутри нее, побудитель расхода соединен с побудителем давления, при этом камера соединена с всасывающим патрубком побудителя расхода.

Кроме того, побудитель давления выполнен в виде эластичной емкости.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Пробоотборник состоит из побудителя 1 расхода, к всасывающему патрубку которого подключена камера 2.

Внутри последней находится побудитель давления в виде эластичной камеры 3, соединенной посредством трубопроводов 4-6 и кранов 7 и 8 с нагнетательным и всасывающим патрубкамйпобудителя расхода. К камере 2 подсоединена калиброванная трубка 9, выполняющая совместно с камерой роль аккумулирующей емкости, Калиброванная ,трубка 9, выполняющая совместно с камерой роль аккумулирующей емкости. Калиброванная трубка 9 соединена параллельно с трубопроводом 10 и сборником 11 проб, выполненным в виде И-образной трубки, заполненной сорбентом, например активированным углем, модифицированным

1,5Х-ной добавкой полимерных метиленовых эфиров. У трубопровода 10 и сборника 11 проб установлены краны

12 и 13. Между побудителем 1 расхода и камерой установлены краны 14 и 15.

Контроль давления в камере 2 осуществляется с помощью манометра 16. Нагнетательный патрубок побудителя давления соединен с атмосферой через кран 17, Устройство работает следующим образом.

114

С помощью побудителя I расхода газ транспортируется по трубопроводу 10 через кран 12, калиброванную трубку 9, камеру 2 и кран 14 и сбрасывается в атмосферу через кран 17;

При этом краны 8, 13 и 15 закрыты, а краны 7, 12, 14 и 17 открыты. После продувки пробоотборника исследуемым газом перекрываются краны 7, 12, 14 и 17, а краны 8, 13 и 15 открыва- 10 ются. При этом побудитель 1 расхода нагнетает из атмосферы по трубопрово-! дам 4 и 5 через краны 15 и 8 воздух в эластичную камеру 3, выполняющую роль побудителя давления, Эластичная камера 3, увеличиваясь в объеме, повьппает давление в камере 2. Контроль за давлением в камере 2 осуществляется по манометру 16. При достижении заданного давления открывается кран 2д

13 и проба исследуемого газа из калиброванной трубки 9 поступает в сборник 11 проб. При проходе через сорбент на нем концентрируются находящиеся в пробе микропримеси углеводородов, например этилена и ацетилена.

Использование предлагаемого пробоотборника газа обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества.

Ликвидируется искажение пробы за счет смешивания ее с атмосферным воздухом. Это достигается введением к конструкцию побудителя давления в

35 виде эластичной емкости и калиброванной трубки аккумулирующей емкости.

Давление отсасывающей газовой смеси может изменяться от 350 мм рт.ст. (в дегаэационных газопроводах вблизи 40 вакуум-насосных станций) до

850 мм рт.ст. (в подземных дегазационных скважинах) .При таком диапазоне колебаний давления содержание микропри- . месей этилена и ацетилена в одной пробе изменяется более чем в два раза.

Введение в пробоотборник побудителя давления в виде эластичной емкости, соединенной с нагнетательным патрубком побудителя расхода, позволяет перекачивать исследуемую газовую смесь в сборник проб всегда под постоянным давлением, при котором произведена калибровка газоанализатора. Вследствие этого точность 55 определения микропримесей этилена и ацетилена в пробах, отобранных с помощью предлагаемого устройства, 9136 4 на 80-90Х вьппе, чем в пробах, отобранных с помощью известных пробоотборников.

Выполнение аккумулирующей емкости в виде калиброванной трубки (объем ее равен удерживаемому объему газа), соединенной с камерой, позволяет избежать искажения пробы за счет ликвидации контакта микропримесей с поверхностью эластичной камеры и сокращения времени пребывания пробы в аккумулирующей емкости. Установлено, что при пребывании пробы газовой смеси в различных емкостях (в том числе аккумулирующих) происходит искажение концентрации микропримесей через 1 мин на 0,5Х, через 3 мин на

27, через 15 мин íà IOX за счет сорбирования их на стенках этих емкостей. В известных пробоотборниках проба газа пребывает в аккумулирующих и транспортных емкостях значительно больше 15 мин. В предлагаемом устройстве время пребывания пробы в аккумулирующей емкости не пре-. вьппает 0,5 мин, вследствие чего ис- кажение концентрации микропримесей уменьшено не менее чем в 20 раз.

Наличие в устройстве в качестве сборника U-образной трубки, запс пненной сорбентом, устраняет неудобства, саязанные с транспортировкой и хранением отобранных проб. При отборе проб микропримесей на сорбент происходит их концентрирование примерно в 100 раз. Соответственно уменьшается объем сборника проб.

Вместо сборника проб объемом 600 м, как это требовалось бы при использовании известной конструкции, объем сборника проб в предлагаемом пробоотборнике составляет около

6 см .

Проба, отобранная в сборник предлагаемой конструкции может хранитьУ ся сколь угодно, без изменения свойств и удобства в транспортировке. Для ввода исследуемых газов в газоанализатор их десорбируют путем нагревания сборника проб. При этом исключаются необходимость применения жидкости для вытеснения газообразноФ прс 5ы из сборника.. а следовательно, и дополнительное искажение ее за счет растворения микропримесей в жидкости для вытеснения пробы, как это имеет место в известной конструкции.