Устройство для обнаружения утечек горючих газов

 

Изобретение относится к устройствам для обнаружения утечек горючих газов и позволяет исключить механические разрушения термобатарей, расширить эксплуатационные возможности и повысить пожаровзрывобезопасность. В полости замкнутого кольцевого перфорированного каркаса размещен гранулированный катализатор 5. Рабочие спаи 6 термобатареи разложены в слое катализатора 5, а свободные спаи 7 - на наружной поверхности каркаса. На его внутренней поверхности расположены уплотнения 10. Вторичный прибор 9 соединен со спаями 6 и 7. Устройство располагают на контролируемом (фланцевом соединении. При наличии протечки горючий газ на катализаторе 5 будет окисляться кислородом воздуха и возникает термо-ЭДС, фиксируемая вторичным прибором 9. Выполнешсе. каркаса разъемным позволяет устанавливать устройство последовательно на разные фланцы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. i W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1467411

uD4 G 01 N 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКУП ИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

Н АВтоЕСКОм СвиДетеЛьСтаМ (21) 4185606/25-28 (22) 26.01.87 (46) 23.03.89. Бюл. 9 11 (71) Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной xmas" (72) В.И. Хромов, И. Н. Бебелин и А.А.Васильев (53) 620. 165.29 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11р 1125488, кл. С 01 М 3/28, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЗИ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК. ГОРИИИХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к устрой- ствам для обнаружения утечек горючих газов и позволяет исключить механические разрушения термобатарей, расширить эксплуатационные возможности и повысить пожаровзрывобезопасность. В полости замкнутого кольцевого перфорированного каркаса размещен гранулированный катализатор 5. Рабочие спаи 6 термобатареи разложены в слое катализатора 5, а свободные .спаи 7 - на наружной поверхности каркаса. На его внутренней поверхности расположены уплотнения 10. Вторичный прибор 9 соединен со спаями 6 и 7. Устройство располагают на контролируемом фланцевом соединении. При наличии нротечки горючий ràç на катализаторе 5 будет окисляться кислородом воздуха и возникает термо-ЭДС, фиксируемая вторичным прибором 9. Въаолнеиие каркаса разъемным позволяет устанавливать устройство последовательно на равные фпанлы. 1 в.л. й-лы, 2 ыл. °

1 табл.

С:

1467411

Изобретение относится к испытательной технике и может применяться для обнаружения утечек горючих газов в различных областях промышленности.

Целью изобретения является исключение механических разрушений рабочих спаев термобатарей путем исключения повреждения термобатареи при изготовлении устройств „ расширение эксплуа- 10 тационных возможностей путем обеспечения возможности установки устройства на различных фланцах и повышение пожаровзрывобезопасности путем полного окисления выделяющегося из конт-15 ролируемого соединения горючего газа.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — крепление устройства на фланцевом соединении.

Устройство для обнаружения утечек горючих газов содержит полый кольцевой каркас 1 с отверстиями 2, выполненный из двух размыкающихся полуколец

3. На внутренней и наружной сторонах

1каркаса 1 закреплены металлические сетки 4 (сталь Х18Н10Т,. d проволоки

0,2 мм, шаг ячейки сетки 0 1-0,15 мм).

Гранулированный катализатор 5 размещен в полом замкнутом кольцевом перфорированном каркасе 1. Рабочие спаи

6 термобатареи размещены в слое катализатора 5, а свободные спаи 7 смонтированы на наружных сетках полуколец 3 на расстоянии 10-15 мм от их поверхностей. Указанный диапазон расстояния является оптимальным, так как

35 при большем расстоянии возможно появление градиента температур между рабочими спаями 6 и свободньпчи. спаями

7 термобатареи за счет теплопровод" ности конструкции и газовой среды.

Выводы термобатареи 8 подсоединены к вторичному прибору 9 (например, к электронному потенциометру или сигнализатору). Уплотнения 10 (резиновые прокладки) расположены по краям по- . верхности внутренней металлической сетки 4. Язычок 11 обеспечивает rep" метичность крепления устройства на фланцах различного диаметра, диаметр

Й которых может меняться в диапазоне

d + О, 1 d. Изготовление устройства для контроля фланцев с диапазоном изменения диаметра большим,чем 4+0,1й, является нецелесообразйым, так как при этом может не обеспечиваться гер55 метичность крепления устройства на фланцевом соединении, что будет приводить к проскоку горючего газа в атмосферу. Крепление и герметичность уплотнения обеспечивается затяжкой болта 12. Подвижность размыкающихся полуколец 3 обеспечивается петлей 13.

Загрузка гранулированного катализатора 5 осуществляется через штуцера 14, заглушаемые крышкой (не изображена).

В устройство загружается катализатор

5 фракции 0,25-0,5 мм. При большем размере гранул и относительно небольшой толщине слоя катализатора 5 (6-8 мм) образуются большие межгранульные каналы, по которым горючий газ проходит, не контактируя с катализатором 5, т.е. возможен проскок газа.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается на фланец и затяжкой болта 12 обеспечивается герметичность его крепления. Выводы термобатареи 8 подключаются к вторичному прибору 9. При нормальной эксплуатации магистрали 15 (отсутствие утечки горючего газа через уплочнение 16) рабочие спаи 6 и свободные спаи 7 термобатареи, расположенные в непосредственной близости друг от друга, имеют одинаковую температуру.

Поэтому термо-ЗДС на выходе термобатареи будут равны нулю, т.е. показа-. ния регистрирующего прибора 9 (самопишущего или показывающего) также будут соответствовать нулевой отметке шкалы. При нарушении .герметичности соединения 16 горючий газ, например водород, проникает в слой катализатора 5 и, смешиваясь с килородом воздуха,вступает в экзотермическую реакцию, что ведет к выделению тепла и появлению градиента температур между рабочими спаями 6 и холодными спаями

7 термобатареи и появлению термо-ЭДС.

Величина термо-ЭДС пропорциональна количеству тепла, выделяемому при окислении горючего газа, т.е. интенсивности его утечки, зто позволяет провести предварительную тарировку вторичного регистрирующего прибора 9.

Если количество истекающего газа не превышает стехиометрическое количество диффундирующего в слой катализатора 5 кислорода (различное для разных горючих газов), то устройство обеспечивает полное окисление горючего газа, т.е. предотвращает его попадание в атмосферу.

1467411

При отсутствии утечки горючего газа в данном фланцевом соединении устройство используется для контроля последующих фланцев.

В качестве гранулированного катализатора 5 может применяться высокоактивный катализатор окисления горючих газов, разработанный НПО ГИПХ.

Катализатор выпускается различного фракционного состава. Наиболее оптимальная толщина слоя катализатора

6-8 мм. При указанных параметрах обеспечивается низкое гаэодинамическое сопротивление слоя катализатора (10-20 Па), создаются благоприятные условия для диффузии и смещения воздуха с газом, а также обеспечивается достаточное время их контакта с катализатором. 20

Термобатарея может быть изготовлена из хромелькопелевых термопар, имеющих постоянную термо-ЭДС на один градус (0,7 мВ/град) в достаточно широком диапазоне температур. Количест- 25

Утечка водорода, мл/мин 10 40 120 160

Термо-ЭДС, мВ 0 08 0 34 1 03 1 36

Степень окисления водорода, 100 100 100 100 100 100 100 100 100 99 99 99

200 240 280 320 360 440 480 500

1,68 2,02 2,28 2,54 2,80 3,26 3,48 3,57

Предлагаемое устройство дает возможность определения места и интен40 сивности утечки, а также предотвращение попадания газа в объем производственного помещения за счет его окисления кислородом воздуха на поверхности катализатора.

Формула изобретения

1. Устройство для обнаружения утечек горючих газов из фланцевых соеди50 нений, содержащее кольцевой слой газопроницаемого катализатора, термобатарею, рабочие спаи которой расположены в слое катализатора, а свободные размещены вне этого слоя со стороны

55 наружной поверхности катализатора, и вторичный прибор, соединенный с термобатареей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения механиЭ) Например, при утечке водорода, равной 200 мл/мин, на выводах термобатареи появляется разность потенциалов, равная 1,68 мВ, которая регистрируется показывающим или самопищущим вторичным прибором (например, электронным потенциометром ЭПП-09 или КСП-4). Устройство при этом обеспечивает полное окисление водорода, определяемое хроматографическим анализом на отсутствие водорода в газовой смеси, выходящий из устройства, т.е. водород не попадает в атмосферу производственного помещения.

Технология изготовления устройства значительно упрощена, так как при использовании гранулированного катализатора отпадают операции формовки, прессовки и термической обработки, необходимые при изготовлении каталитически активного элемента. во спаев термобатареи определяется заданной чувств1;гельностью вторичного прибора.

Например, если минимальный перепад температур между рабочими и сводными спаями термобатареи задан равным одному градусу, а диапазон измерения регистрирующего прибора 0-1 мВ, то при количестве спаев термообработки, равным 10, термо-ЭДС составит:

= 0,07 х 1 х 10 = 0,7 мВ, т..е. указатель регистрирующего прибора будет находиться на второй трети его шкалы, что соответствует минимальной погрешности показания прибора.

Испытания устройства, (таблица), размещенного на фланцевом соединении, позволяющего имитировать утечки газа различного расхода, показало его на,дежную работоспособность с точки зрения выдачи предупредительного сигнала при появлении утечки и полноты окисления водорода (определяемой с помощью хроматографического анализа).

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каркас выполнен разъемным по образующей.

Составитель Л.Вихляев

Ко ектор Л. Пилипенко

А.Кравчук Корректор Редактор Л.Гратило Техред

Подпис ное . Заказ 1 /

186/38 Тираж 788 и открытиям при ГКНТ СССР Государственного комитета 5р тета по изобретениям и открыт

113035, Москва, Ж«35, Раувская наб., д.

° Ю кий комбинат .Патент, r.Ужгор д, у

Н ° о л. Гагарина, 101

Производственно-иэдательски к

1467411

6 ческого раэружения рабочих спаев тер- проницаемого катализатора, и двумя мобатареи, расширения эксплуатацион- кольцевыми уплотнениями, расположенных воэможностей и повышения пожаро- ными на внутр а в т енней поверхности карвэрывобезопасности, газопроницаемый 5 каса. катализатор выполнен гранулированйым, а устройство снабжено полым замкнутым кольцевым перфорированным каркасом, в полости которого размещен слой газо