Устройство для обнаружения утечек горючих газов

 

Использование: обнаружение утечек горючих газов. Сущность: устройство имеет перфорированный цилиндрический корпус 1с размещенным внутри него гранулированным катализатором 4 на основе металлов платиновой группы с концентрацией 0,5-2,0 мас.%. Диаметр гранул катализатора 4 0,5-3,0 мм. Отношение высоты слоя катализатора 4 к диаметру засыпки составляет 0,3-0,6. При этом высота слоя составляет 4-6 диаметров гранул. В слое катализатора 4 размещены рабочие спаи 5 термобатареи, а ее свободные спаи 6 размещены вне корпуса 1 на расстоянии 15-20 мм от поверхности корпуса 1. 2 з.п, ф-лы, 2 ил., 2табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 M 3/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4946393/28 (22) 19.04.91 (46) 15.08.93. Бюл. М 30 (71) Научно-производственное объединение

"Государственный институт прикладной химии" (72) В.М, Хромов, Т.А. Коркка, С.С. Кабанов и И,M. Яковлева (73) В.M. Хромов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1467411, кл. G 01 М 3/16, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

УТЕЧЕК ГОРЮЧИХ ГАЗОВ (57) Использование: обнаружение утечек горючих газов. Сущность; устройство имеет

Изобретение относится к устройствам для обнаружения, определения интенсивности и беспламенного дожигания утечек горючих газов, т,е. к системам контроля газовых сред и системам дожигания. Оно может применяться в различных отраслях промышленности. связанных с производством и потреблением горючих газов.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства и расширение температурного диапазона его применения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обнаружения утечек горючих газов, содержащем перфорированный корпус, размещенный в нем гранулированный катализатор, термобатарею, рабочие спаи которой расположены в слое катализатора, а свободные спаи вне этого слоя со стороны наружной поверхности катализатора, вторичный регистрирующий прибор, соединенный с термобатареей и узел. Ы, „1835959 АЗ перфорированный цилиндрический корпус

1 с размещенным внутри него гранулированным катализатором 4 на основе металлов платиновой группы с концентрацией

0,5 — 2,0 мас. Диаметр гранул катализатора 4 0,5 — 3,0 мм, Отношение высоты слоя катализатора 4 к диаметру засыпки составляет 0,3 — 0,6. При этом высота слоя составляет 4 — 6 диаметров гранул. В слое катализатора 4 размещены рабочие спаи 5 термобатареи, а ее свободные спаи 6 размещены вне корпуса 1 на расстоянии 15-20 мм от поверхности корпуса 1. 2 э.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл. крепления корпуса с уплотнением, корпус выполнен цилиндрическим с узлом крепления и уплотнением на рабочем торце, грану- ф лированный катализатор выполнен на основе металлов платиновой группы с концентрацией 0,5 — 20,0 мас.7 с диаметром гранул 0,5-3,0 мм высота слоя катализатора составляет 4-6 диаметров гранул, а отношение высоты слоя катализатора к диаметру слоя равно 0,3-0,6,в качестве носителя катализатора используют термостойкую окись алюминия, а корпус выполнен иэ термостойких материалов.

Устройство для обнаружения утечек горючих газов (фиг. 1) содержит перфорированный корпус с отверстиями 2, внутри которого крепится стакан 3, выполненный из сетки иэ нержавеющей стали (ст.

Х18Н10Т. диаметр проволоки 0,2-0,5 мм. шаг ячейки 0,1-0,4 мм). Гранулированный катализатор 4 размещен внутри стакана 3.

В слое катализатора 4 размещены рабочие

1835059 спаи 5 термобатареи, а свободные спаи 6 термобатареи размещены внутри перфорированного корпуса 1 перед слоем (по ходу газовой смеси) катализатора 4 на расстоянии 15-20 мм от его поверхности, Указанный диапазон расстояния является оптимальным, так как при большем или меньшем расстоянии возможно появление градиента температур между рабочими и свободными спаями термобатареи эа счет теплопроводности конструкции и газовой среды. В верхней части перфорированного корпуса 1 крепится штепсельный разъем 7, через который выводы термобатареи подключены ",о вторичному регистрирующему прибору 8 (например, к электронному потенциометру или световому и звуковому сигнализатору), В нижней. части перфорированный корпус 1 соединен с узлом крепления 9, обеспечивающим герметичность 20 крепления устройства на фланцевом 10 или ниппельном (см, фиг. 2) соединении. Загрузка гранулированного катализатора производится B ceTчатый GTGKGH 3, который вставляется через нижнее отверстие в пер- 25 форированном корпусе 1 и фиксированно закрепляется поджимной втулкой 11.

Для снаряжения устройства применяется высакоконцентрированный катализатор состава 4;4 Pt+16Я, Ir или низкоконцентри- ЗО рованный катализатор состава 0,5

Pt+0,5 Д tr. В качестве носителя применяется термостойкая окись алюминия. Катализаторы сохраняют свои характеристики после воздействия .температуры 700 — 600 C. Диа- 35 метр гранул катализатора 1-2 мм, Корпус и детали устройства выполнены из стали

Х18Н107, Термобатарея изготовлена иэ хромелькопелевых термопар.

Устройство работает следующим обра- 40 зом, Устройство устанавливается на соединение арматуры и узел крепления обеспечивает герметичность установки. Выводы термобатареи подключаются ко вторичному 45 регистрирующему прибору. При нормальной эксплуатации магистрали — отсутствие утечки горючего газа в соединении — рабочие и свободные спаи термобатареи имеют одинаковую температуру, Поэтому термо-. 50

ЭДС на выходе термобатареи будет райна нулю, т,е. показания регистрирующего прибора также будут соответствовать нулевой отметке шкалы, При нарушении герметичности соедийения горючий гаэ, например 55 водород, проникает в слой катализатора и, смешиваясь с кислородом воздуха, вступает в экэотермическую реакцию, что ведет к появлениюю градиента температур между рабочими и свободными спаями термобатареи и появлению термо-ЭДС, Величина термоЭДС пропорциональна количеству тепла, выделенному при окислении горючего газа, т,е, интенсивности утечки. Это позволяет провести тарировку вторичного прибора и определить затем расход газа при образовании утечки, Если количество истекающего газа не превышает стехиомерическое количесво диффундирующего в слой катализато.ра кислорода, то устройство обеспечивает полное окисление горючего газа, т.е. предотвращает его выделение в амосферу.

Испытание устройства, размещенного на ниппельном соединении, позволяющем имитировать утечки газа различного расхода, показало его надежную работоспособность с точки зрения выдачи предупредительного сигнала при появлении утечки, определения интенсивности утечки и полноты окисления водорода, onðåделяемой с помощью хроматографического анализа, Результаты испытаний представлены в табл, 1 и 2.

В предлагаемом устройстве масса катализатора в 22 раза меньше, чем в прототипе, что позволило повысить температуру его нагрева и тем самым значительно повысить чувствительность устройства.

Формула изобретения

1, Устройство для обнаружения утечек горючих газов, содержащее перфорированный корпус, размещенный в нем гранулированный катализатор, термобатарею, рабочие спаи которой расположены в слое катализатора, а свободные спаи — вне этого слоя со стороны наружной поверхности катализатора. вторичный регистрирующий прибор, соединенный с термобатареей, и узел крепления корпуса с уплотнением, о тлича ющееся тем,что,с цельюповышения чувствительности, корпус выполнен цилиндрическим с узлом крепления и уплотнением на рабочем торце, гранулированный катализатор выполнен на основе металлов платиновой группы с концентрацией 0,5-20,0 мас,Я> с диаметром гранул

0,5- З,О мм, высота слоя катализатора составляет 4-6 диаметров гранул, а отношеwe высоты слоя катализатора к диаметру слоя равно 0,3-0,6.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч à ю щ е ес я тем, что, с целью расширения температурного диапазона применения, в качестве носителя катализаора используют термостойкую окись алюминия.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отл ич а ющ е е с я тем, что корпус выполнен из термостойкой стали.

1835059

Таблица 1

Зависимость значения термо-ЭДС от массы катализатора и L/d

* Область максимальных значений термо-ЭДС и оптимального значения L/d, Таблица2

Зависимость значения термо-ЭДС от температуры окружающей среды (L/d - 0,6, m = 1,5 r) 1835059

Составитель В. Хромов

Техред M. Моргентал Корректор В. Петрэш

Редактор

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

Заказ 2713 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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