Устройство отбора и формирования средней газовой пробы

 

Изобретение относится к отбору и формированию средних газовых проб и может быть использовано, в частности, для контроля качества природного газа при взаимных расчетах между поставщиками, а также в системе охраны окружающей среды для получения контрольных средних проб. Целью изобретения является увеличение продолжительности пробоотбора и повышение достоверности формируемой средней пробы. Устройство отбора и формирования средней газовой пробы содержит в своем составе регулятор 1 расхода пробы, регулирующий вентиль 2, расходомер 3, переключающий клапан 4, первый и второй формирователи 5 и 6 средней пробы, формирователи 7 - 9 средней пробы, дозаторы 10 - 12, регулирующие вентили 13 и 14, герметичный сосуд 15, клапаны 16 и 17 напуска и стравливания жидкости, крышку 18, газоход 19, входной и выходной газовые клапаны 20 и 21, верхний и нижний концевые выключатели 22 и 23, подвижную газозаборную трубку 24, поплавок 25, напорный и сливной резервуары 26 и 27, насос 28, источник 29 питания, переключатель 30 и релейный блок 31. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4397692/23-26 (22) 28.03.88 (46) 07.12.89. Бюл. N 45 (71) Киевский филиал Центрального проектно-конструкторского бюро Производственного объединения "Союзэнерг оа втома ти ка" (72) С.И. Рудковский, Ю,Н. Рожко, В. П. Силен ко, Н.А. Стари ковский, В.С. Черкасов и А.В. Чеповой (53) 66 .0 12-52(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1280464, кл. С 01 N 1/10, 1986..

Авторское свидетельство СССР

H 1262328, wl. с 01 N 1/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ОТБОРА И ФОРМИРОВАНИЯ СРЕДНЕЙ ГАЗОВОЙ ПРОБЫ (57) Изобретение относится к отбору и формированию средних газовых проб и может быть использовано, в частности, для контроля качества природного газа при взаимных расчетах между поставщиками, а также в системе

„„SU„„1527544 А1 (51>4 Г 01 N 1/1Î, G О> ) 27!00

2 охрань! окружающей среды для получения контрольных средних проб, Целью изобретения является увеличение продолжительности пробоотбора и повышение достоверности формируемой средней пробы. Устройство отбора и формирования средней газовой пробы содержит в своем составе регулятор 1 расхода пробы, регулирующий вентиль 2, расходомер 3, переключающий клапан 4, первый и второй формирователи 5 и 6 средней пробы, формирователи 7-9 средней пробы, дозаторы 10-12, регулирующие вентили 13 и 14, герметичный сосуд 15, клапаны 16 и 17 напуска и стравливания жидкости, крышку 18, газоход 19, входной и выходной газовые клапаны 20 и 21, верхний и нижний концевые выключатели 22 и 23, прдвижную газозаборную трубку 24, поплавок

25, напорный и сливной резервуары 26 и 27, насос 28, источник 29 питания, переключатель 30 и релейный блок 31.

2 ил.

1527544

Изобретение относится к отбору и формированию средних газовых проб и может быть использовано, в частности, для контроля качества природного газа при взаимных расчетах между поставщиками и потребителями,а также в системе охраны окружающей среды для получения контрольных средних проб, например, атмосферного воздуха или воздуха про- 1ð мышленных эон, характеризующих уровень загрязнения и фактические валовые выбросы вредных веществ источникамии загря знения эа продолжи тел ьный период (месяц, квартал и более) ° 15

Целью изобретения является увеличение продолжительности пробоотбора газовой среды и повышение достоверности формируемой средней пробы.

На фиг. 1 приведена функциональ- 20 ная блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

На фиг. 2 обозначены: V,(Ч ),..., V — фиксированные постоянные, за- 25 полняемые пробой объемы емкостей перВОи (V ), ВтОрОи (V ), ° ° °, (n-1)-и ступеней формирования, V — объем дозы газовой пробы, Q - расход газо" вой пробы, поступающей в устройство, gp

Т,,..., Т„ - время заполнения пробой до фиксированных объемов емкостей первого. .. n-го формирователей средней пробы °

На входе устройства в месте отбо35 ра пробы установлены регулятор 1 расхода пробы, представляющий собой последовател ьно соеди не нные рег ули рующий вентиль 2 и расходомер 3, соединеннь1е через переключающий ànÂH 4 40 с входами первого 5 и второго 6 формирователей средней пробы, включенных параллельно между собой. Третий 7, четвертый 8,..., n-й 9 формирователи средней пробы включены последователь- 45 но через первый 10, второй 11,..., (n-2)-й 12 дозаторы так, что вход третьего формирователя 7 соединен через первый дозатор 10 с выходами первого 5 и второго 6 формирователей, вход четвертого формирователя 8 соединен через второй дозатор 11 с выходом третьего формирователя 7, вход и-го формирователя 9 соединен через (и-2) -й дозатор 12 с выходом (и-1)— го формирователя (на блок-схеме не пОкаэан).

Каждый иэ дозаторов 10, 11,...,12 выполнен в виде регулируемого делителя потока пробы на два потока, для чего содержит два регулирующих вентиля 13 и 14, входы которых объединены и соединены с входом доэатора, вы ход одного иэ регулирующих вентилей

13 соединен с магистралью сброса пробы, а выход второго регулирующего вентиля 14 соединен с входом соответствующего формирователя. первый 5 и второй 6 формирователи образуют первую ступень формирования средней пробы, третий 7, четвертый 8. .. и-й 9 формирователи образуют вторую, третью,...(n-1)-ю ступени формирования средней пробы. Каждый из формирователеи 5.. °,,9 представляет собой герметичный сосуд 15 с клапанами 16 напуска и клапаном 17 стравливания жидкости, установленными в донной части.

Верхняя полость герметичного сосуда

15 соединена через штуцер крышки 18 с управляющим входом клапана 17 стравливания жидкости и через вертикально установленный на крышке 18 газоход 19 с входным 20 и выходным 21 газовыми клапанами. Внутри газохода 19 на его концах установлены верхний

22 и нижний 23 концевые выключатели и подвижная газозаборная трубка 24 с отверстиями по всей ее длине, опирающаяся нижним концом на поплавок

25. /1лины гаэохода 19 и газозаборной трубки 24 выбраны такими, чтобы при нахождении поплавка 25 в крайних нижнем и верхнем положениях (опорожнен или заполнен сосуд 15 жидкостью) в результате перемещения газозаборной трубки 24 концевые выключатели

22 и 23 находились во включенном или выключенном состояниях.

Вход ы вс ех кла па но в 16 на пус ка жидкости соединены через магистраль напуска жидкости с выходом напорного резервуара 26, выходы всех клапанов

17 стравливания жидкости соединены с входом сливного резервуара 27, выход которого через насос 28 соединен с входом напорного резервуара 26 ° Выход источника 29 питания соединен через переключатель 30 и контактные группы концевых выключателей 22 и 23 с питанием обмоток реле в блоке 31 реле, а через выходные контактные группы этого блока - с цепями питания клапанов 4, 16, 20 и 21. Кроме того, цепи питания клапанов 16 и

21 могут соединяться с источником

1527

29 питания непосредственно через переключатель 30, устройство функционирует следующим образом, Перед началом работы в соответст5 вии с заданным непрерывным контролем параметров газового потока Т, b и предполагаемым диапазоном изменения расхода газа в месте отбора пробы уста1О навливают регулирующим вентипем оптимальную величину Q расхода отбираемой пробы, а регулирующими вентилями 13 и 14 дозаторов 10, 11,..., 12 уста на вливают козффи циент деления

15 газового потока - дозу. Регулировкой клапана 17 стравливания жидкости уста на вли вают необходимое да влени е

ra зовой пробы, постоя нно поддержи ваемое в сосудах ° 20

Подготовка к пробоотбору заключается также в заполнении жидкостью герметичных сосудов 15 всех формиро" вателей 5,...,9 и вытеснения на сброс остатков газовых смесей, для чего переключателем 30 отключают питание от блока 31 реле и подсоединяют непосредственно выход источника 29 питания ко всем клапанам 16 напуска жидкости и выходным газовым клапа- 3g нам 21.

После полного заполнения жидко-. стью всех формирователей 5,...,9 переключателем 30 подсоединяют вход блока 31 реле к выходу источника 29 питания - начинается режим непрерыв35 ного а втома тичес кого пробоотбора .

Последовательность заполнения и перекачивания пробы из формирователя в формирователь определяется сигналами с выходов блока 31 реле и показана на временной диаграмме (фиг.2)

Первоначально заполняется газовой пробой сосуд 15 первого формирователя 5 через открытый входной газовый клапан 20. По мере поступления газовой пробы в сосуд 15 из последнего через клапан 17 стра вливается жидкост ь, и га эозаборная трубка 24, опирающаяся на поплавок 25, перемещается вниз по газоходу 19, отключая сначала верхний концевой выключатель 22, а затем, заняв крайнее нижнее положениее, от ключа ется и нижни и концевой выключатель 23 - в сосуде 15 первого формирователя 5 сформирован заданный объем V, с заданным давлением газовой пробы. По сигналу с блока 31 реле переключающий клапан 4 подключает

544

6 выход регулятора 1 расхода к второму формирователю 6, клапан 20 напуска пробы первого формирователя закрывается, а клапан ?0 напуска пробы второго формирователя 6 открывается осуществляется аналогичное формирование пробы объемом Т,=Ч, вторым формирователем 6. Одновременно открываются клапан 16 напуска жидкости и выходной газовый клапан 21 первого формирователя 5 - основная часть газовой пробы объема V вытесняется через регулирующий вентиль 13 первого дозатора 10 на сброс, а часть пробы, доза „, через регулирующий вентиль

14 и открывшийся входной газовый клапан 20 трет ьего формирователя 7 поступает в его герметичный сосуд 15, При полном вытеснении газовой пробы иэ сосуда 15 первого формирователя 5 оказываются включенными оба его концевых выключателя 22 и 23, в результате чего клапан 16 напуска жидкости закрывается — первый формирователь 5 готов к формированию нового объема V газовой пробы, что

1 начинается лишь после сформирования аналогичного объема V =V, вторым формирователем 6, т,е. с момента, когда газообразная трубка 24 второго формирователя 6 занимает крайнее нижнее положение и переводит оба его концевых выключателя 22 и 23 в выключенные состояния. Происходят аналогичные вытеснения газовой пробы иэ сосуда второго формирователя 6 через первый дозатор . l0 на сброс и напуск дозы V пробы в сосуд третьего формирователя

7 и так далее до его полного заполнения объемом V . В дальнейшем аналогично происходит формирование объемов V,,..., V „в четвертом,..., и-м формирователях 8,...,9. Процесс формирования средней пробы прекращается, когда полностью заполняется емкость формирователя последней ступени.

Выбор конструктивных и регулирующих параметров определяется соотношением между ними

V (h

Т

0T6 Q,V (tl-2)

Наиболее оптимал ьными ми нимал ьными значениями являются Q ъ 0,5л/мин, V > ъ О, 1 л. При меньших значениях (например, используя микротечи) возникает опасность закупорки магистрали пробоотбора взвешенными частица1527544 ми, значение менее 0,1 л. затрудняе> стабильное ее воспроизведение, что отрицательно сказывается на точности приготовления средней пробы в особенности для такого широко распростр- ненного варианта, когда контролируе> ый газовый поток не постоянен по своим параметрам во времени.

Дия оптимального варианта устройства с параметрами g = 0,5 л/мин, V = "„,1 л, V„=...=V„=2,0 л, количест вом формирователей и=6 (общая емкость накопительных сосудов V, „=

=6 ° 2,0 = 12 л) максимально достижимая продолжит ел ьност ь контролируемого периода составляет Т„= 64 ° л 10 -4 мин = 444 сут, фор мула изобретения

Устройство отбора и формирования средней газовой пробы, содержащее пробоотборник, регулятор расхода пробы, пер вый дозатор, ма гистрал ь сброса, первый формирователь пробы, насос, напорный и сливной резервуары, причем пробоотборник и регулятор расхода пробы соединены последовательно, выходной патрубок сливного резервуара через насос соединен с входным патрубком напорного резервуара, выходной патрубок которого соединен с выходом напуска жидкости первого формирователяя пробы, выход стра вли ва ния жидкости которого соединен с входным патрубком сливного резервуара, регулятор расхода пробь. состоит иэ последовательно соединенных первого регулирующего клапана и расходомера, выход которого соединен с переключающим клапаном, выход первого доэатора соединен с магистралью сброса, дозатор состоит из второго и третьего регулирующих клапанов, входы которых соединены с входом дозатора, а выходы соединены с первым и вторым выходами дозатора соответственно, отличающееся тем,что,с цел ью увеличения продолжительности пробоотбора и повышения достоверности формируемой средней пробы, в его состав дополнительно введены второйи-й формирователи, второй — (n-2)-й доэаторы, первые газовые входы первого и второго формирователей средней пробы соединены с первым и вторым выходами переключающего клапана, вторые газовые выходы первого и второго формирователей средней пробы соединены с входом первого дозатора, первые выходы второго - (n-2)-го дозаторов соединены с магистралью сброса, вторые выходы второго - (n-2)-го доэаторов соединены с газовыми входами третьего - и-го формирователей средней пробы, газовый выход и-ro формирователя средней пробы соединен с выходом устройства, каждый формирователь состоит иэ герметичного,вертикально установленного сосуда в виде цилиндра с клапанами напуска и стра вливания жидкости, расположенными в донной части герметичного сосуда и соединенными с напорным и сливным резервуарами соответственно, верхняя полость герметичного сосуда соединена через штуцер в крышке с

25 управляющим входом клапана стравлива" ния жидкости> а через вертикально установленный на крышке герметичного сосуда газоход соединена с клапанами напус ка и выпус ка га зовой пробы, выходы которых соединены с газовыми

30 входом и выходом формирователя средней газовой пробы> внутри газохода на его концах установлены верхний и нижний концевые выключатели и введена подвижная газоэаборная трубка с отверстиями по всей ее длине, опирающаяся нижним концом на попла вок в виде плоского диска, длины гаэохода . и газообразной трубки выбираются иэ

40 условия упРавления концевыми выключателями подвижной газозаборной трубкой при изменении уровней жидкости в герметичном сосуде от минимального до максимального, контактные группы

45 концевых выключателей соединены последовательно в цепи питания обмоток реле релейного блока, выходные контактные группы которого включены в цепи питания, выход источника пи50 тания через переключатель соединен с релейным блоком и с управляющими входами клапана напуска жидкости и выходного газового клапана.

1527544

Редактор И. Горная

Заказ 7504/48

Тираж 789

Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

"2

Составитель А. Прусковцев

Техред М.Моргентал Корректор С. Черни