Устройство для регулирования расхода одоранта

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию расхода жидкости и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в процессе одоризации, где требуется пропорциональная подача одоранта в газ. Устройство содержит чувствительный элемент, насос-дозатор, расходную емкость с одорантом и газопровод. Новым в устройстве является то, что насос-дозатор, выполненный по схеме поршневого пневмогидроусилителя и обеспечивающий дискретную дозированную подачу одоранта по сигналу обратной связи с измерителем расхода одорируемого газа, линией нагнетания подключен через кавитационную трубку Вентури, перед которой установлен датчик давления, к последовательно установленным расходным емкостям, соединенным с газопроводом через основную и резервную капельницы соответственно, при этом внутренний объем насоса-дозатора над поршнем подачи одоранта, ограниченный уплотнением по штоку поршня, сообщен с линией всасывания через обратный клапан. Технический результат - повышение надежности в работе, простота и технологичность конструкции при сохранении достаточной точности регулирования подачи одоранта в газопровод. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к автоматическому регулированию расхода жидкости и может быть использовано, например, в процессе одоризации, где требуется пропорциональное разбавление газа одорантом.

Известное устройство для регулирования расхода одоранта, основанное на смешении потока газа с парами одоранта, содержит чувствительный элемент, регулятор, испарители и регулируемый подогреватель (а.с СССР N 138690, М.кл. ² G 01 F 11/00, 1960).

Однако испарительные одоризационные устройства не обеспечивают пропорциональной одоризации при больших колебаниях расхода и давления газа и требуют применения одорантов с узкой полосой испарения.

Другое известное устройство (а.с. СССР N 219067, М.кл.² G 05 D 16/06, 1965) для регулирования расхода одоранта, наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому изобретению, содержит чувствительный элемент, преобразователь давления со штоком, регулятор, мерную емкость с одорантом и газопровод. Работа устройства основана на вводе в поток газа жидкого одоранта принудительно под давлением с помощью регулируемого насоса-дозатора емкости с одорирующим веществом, где преобразователь давления газа выполнен в виде подпружиненного сильфона, связанного с поворотным профилированным кулачком регулятора. Необходимую частоту впрысков жидкости в газопровод обеспечивает пневматическое реле времени, работу которого определяет пружинно-сильфонный преобразователь перепада давления газа (прототип).

Устройство имеет большое количество подвижных частей и кинематических связей, поэтому ненадежно в работе, сложно, трудоемко в исполнении.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности в работе, простота и технологичность конструкции, при сохранении достаточной точности регулирования подачи одоранта в газопровод.

Это достигается тем, что насос-дозатор, выполненный по схеме поршневого пневмогидроусилителя и обеспечивающий дискретную дозированную подачу одоранта по сигналу обратной связи с измерителем расхода одорируемого газа, своей линией нагнетания подключен через кавитационную трубку Вентури, перед которой установлен датчик давления, к последовательно установленным расходным емкостям, соединенным с газопроводом через основную и резервную капельницы соответственно, при этом внутренний объем насоса-дозатора над поршнем подачи одоранта, ограниченный уплотнением по штоку поршня, сообщен с линией всасывания через обратный клапан.

На чертеже дана принципиальная схема работы устройства.

Устройство для регулирования расхода одоранта состоит из чувствительного элемента 1 в виде расходомерной диафрагмы, установленной на газопроводе 2, насоса-дозатора 3, снабженного пневмоэлектроклапаном двойного действия 4, который обеспечивает подачу управляющего газа в насос-дозатор 3, по сигналу обратной связи с измерителем расхода 5, входящего в состав блока управления. Линия нагнетания на выходе насоса-дозатора 3 с обратными клапанами 6 и 7 и контрольным трубопроводом 8 через кавитационную трубу Вентури 9, перед которой на контрольном трубопроводе 8 установлен датчик давления 10 с линией обратной связи с измерителем расхода 5, подключена к последовательно установленным расходным емкостям 11 и 12, соединенным с газопроводом 2 через основную 13 и резервную 14 капельницы соответственно. При этом со стороны входа в каждую капельницу установлены дроссельные игольчатые краны ручной настройки 15 и 16, а поступление одоранта из основной емкости 17 на вход насоса-дозатора 3 последовательно осуществлено через фильтр тонкой очистки 18 и всасывающий обратный клапан 6.

Узлы устройства соединены между собой трубопроводными коммуникациями, на которых установлены вентили 19-23.

Основной исполнительный механизм устройства - насос-дозатор 3 - выполнен в виде поршневого пневмогидроусилителя, у которого внутренний объем 24 над поршнем подачи одоранта, ограниченный уплотнением 25 по штоку поршня, сообщен с линией всасывания через обратный клапан 26, что исключает возможность прорыва одоранта через указанное уплотнение в производственное помещение в процессе такта всасывания.

Устройство для регулирования расхода одоранта работает следующим образом. (Например, при использовании устройства в качестве одоризатора природного газа на автоматической газораспределительной станции, далее АГРС).

Перед работой устройства необходимо заполнить гидросистему одорантом, для чего в ручном режиме сработать насос-дозатор 3 несколько раз до появления одоранта в капельнице 13, после чего отрегулировать краном 15 количество капель таким образом, чтобы порция одоранта, поданная насосом-дозатором 3 прокапывала за 80-90% времени между его срабатываниями при минимальном суточном расходе газа через АГРС. После этих операций устройство переключается на работу в автоматическом режиме. Управление устройством осуществляется от измерителя расхода газа 5 на АГРС, который выдает сигнал на срабатывание насоса-дозатора 3, например, через каждые 5000 нм³/ч газа. В качестве измерителя 5 может использоваться штатная система управления АГРС, или автономный электронный измеритель расхода, например типа Super Flow. Таким образом, по сигналу от измерителя 5 срабатывает пневмоэлектроклапан двойного действия 4, приводящий в движение насос-дозатор 3. При такте всасывания одорант из емкости 17 при открытом вентиле 19 через фильтр 18 и всасывающий обратный клапан 6 поступает в поршневую полость насоса-дозатора 3. При такте нагнетания клапан 6 закрывается, открывается нагнетательный обратный клапан 7 и одорант по контрольному трубопроводу 8 поступает через кавитационную трубку Вентури 9 в основную расходную емкость 11 и далее через кран 15 и капельницу 13 при открытом вентиле 21 - в газопровод 2.

При увеличении расхода газа давление в расходной емкости 11 возрастет на величину перепада давления на диафрагме 1 и одорант прокапает за меньший отрезок времени, пропорционально увеличению расхода, таким образом,обеспечивается (условно - "мгновенное") пропорциональное разбавление газа одорантом.

При эксплуатации устройства возможны следующие характерные неисправности. При засорении игольчатого крана 15 перед основной капельницей 13 расходной емкости 11 при подаче очередной порции одоранта насосом-дозатором 3 уровень одоранта в емкости 11 поднимется, жидкость перельется в емкость 12 и вступит в работу резервная капельница 14. Этот момент фиксируется соответствующим датчиком (на схеме не показан), о чем подается сигнал, например, в центральную диспетчерскую управления подведомственными ему АГРС.

Для контроля за работой насоса-дозатора 3 в автоматическом режиме введенный в схему устройства на участке контрольного трубопровода 8 перед кавитационной трубкой Вентури 9 датчик давления 10 фиксирует уровень давления, возникающий при срабатывании насоса-дозатора 3. Данные датчика давления обрабатываются штатным процессором системы управления АГРС или другим микропроцессорным устройством, входящим например, как показано на схеме, в состав блока с измерителем расхода 5.

При нормальной работе насоса-дозатора 3 величина давления в течение времени одного срабатывания должна быть постоянной, назовем эту величину контрольным давлением, т.к. линия нагнетания отсечена от системы капельной одоризации кавитационным режимом течения в горле трубки 9.

Увеличение давления выше контрольного может свидетельствовать о возможном засорении горла трубки 3, что маловероятно.

Уменьшение давления ниже контрольного значения может свидетельствовать о износе поршневых уплотнений в гидроцилиндре или пневмоцилиндре насоса-дозатора 3. Это уменьшение давления в линии нагнетания до определенного значения не означает выхода из строя насоса-дозатора. Недопустим и опасен выброс одоранта в производственное помещение через надпоршневое уплотнение 25 в процессе такта всасывания. Для исключения этого внутренний объем 24 над поршнем подачи одоранта, ограниченный уплотнением 25 по штоку поршня, сообщен с линией всасывания через обратный клапан 26, через который просочившийся через уплотнения одорант в полость над поршнем, подается на вход насоса-дозатора в момент всасывания.

Таким образом, в предложенном устройстве осуществлено пропорциональное разбавление газа одорантом с одной стороны дискретной дозированной подачей одоранта насосом-дозатором с автоматическим управлением от измерителя расхода газа, другой - последующим прокапыванием одоранта через капельницу. Этим обеспечивается достаточная точность регулирования подачи одоранта в газопровод.

С другой стороны, в отличие от прототипа предложенное устройство имеет единственный узел - насос-дозатор, содержащий подвижные части, простой по конструкции; остальные элементы в большинстве своем штатные гостированные единицы, как-то: вентили, обратные клапаны, электропневмоклапан двойного действия, датчик давления, микропроцессорный блок управления и пр., что обуславливает его надежность в работе.

Таким образом, достигается главная цель предлагаемого изобретения - повышение надежности, простота и технологичность конструкции, при сохранении достаточной точности регулирования подачи одоранта в газопровод.

Формула изобретения

Устройство для регулирования расхода одоранта, содержащее установленный на газопроводе расходомерный чувствительный элемент, насос-дозатор, расходную емкость с одорантом и газопровод, отличающееся тем, что насос-дозатор, выполненный по схеме поршневого пневмогидроусилителя, линией нагнетания подключен через кавитационную трубку Вентури, перед которой установлен связанный с измерителем расхода газа датчик давления, к последовательно установленным расходным емкостям, соединенным с газопроводом через основную и резервную капельницы, при этом внутренний объем насоса-дозатора над поршнем подачи одоранта, ограниченный уплотнением по штоку поршня, сообщен с линией всасывания через обратный клапан, а измеритель расхода газа выполнен с возможностью управления насосом-дозатором.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 02.06.2007

Извещение опубликовано: 20.05.2008        БИ: 14/2008

---