Устройство отбора и формирования средней газовой пробы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛ А ВТОРСНО льногоюро Про- нСоюзэнер ки во СССР 1986СССР 1986.(54) УСТР НИЯ СРЕДН (57) Изоб и формиро и может б ности, длного газа ду постав ЙСТВО ОТБОРА И ФОРЙ ГАЗОВОЙ ПРОБЫетение относится канию средних газовьть использовано, вконтроля качествапри взаимных расчетиками, а также в си ИРОВА отборух пробчастприродах межстеме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Киевский филиал Центрпроектно-конструкторскогоизводственного объединенияг оа втома ти ка"(56) Авторское свидетельстМф 1280464, кл, С 01 М 1/10Авторское свидетельствойф 1262328, кл. С 01 М 1/10 ЯО 1527544 51)4 с О 1 М 1/1 О, с 0.5 о 27 О 2охраны окружающей среды для получения контрольных средних проб, Цельюизобретения 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 клапанпервый и второй формирователи 5 и 6средней пробы, формирователи 7-9 средней пробы, дозаторы 10-12, регулирующие вентили 13 и 14, герметичныйсосуд 15, клапаны 16 и 17 напускэ истравливания жидкости, крышку 18, газоход 19, входной и выходной газовыеклапаны 20 и 21, верхний и нижнийконцевые выключатели 22 и 23, прдвижную газозаборную трубку 24, поплавок25, напорный и сливной резервуары 26и 27, насос 28, источник 29 питания,переключатель 30 и релейный блок 31.2 ил,Изобретение относится к отбору и формированию средних газовых проб и может быть использовано, в частности, для контроля качества природного газа пги взаимных расчетах между поставщиками и потребителями,а также в системе охраны окружающей среды для получения контрольных средних проб, например, атмосферного воздуха или воздуха про мышленных эон, характеризующих уровень загрязнения и фактические валовые выбросы вредных веществ источниками загрязнения эа продолжительный пеоиод (месяц, квартал и более)15Целью изобретения является увеличение продолжительности пробоотбора газовой среды и повышение достоверности формируемой средней пробы.На Фиг. 1 приведена функциональ ная блок-схема предлагаемого устройства,на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.На фиг. 2 обозначены: 7,(Ч )- фиксированные постоянные, за полняемые пробой объемы емкостей первой (Ч ), второй (Ч ) (и) -й ступеней формирования, Ч - объем дозы газовой пробы, ц - расход газо" вой пробы, поступающей в устройство, З 0 Т Т - время заполнения пробой до фиксированных объемов емкостей первого.и-го формирователей средней пробыНа входе устройства в месте отбо 35 ра пробы установлены регулятор 1 расхода пробы, представляющий собой последовател ьно соеди не нные рег ули рующий вентиль 2 и расходомер 3, соединенные через переключающий клапан 4 40 с входами первого 5 и второго 6 формирователей средней пробы, включенных параллельно между собой. Третий 7, четвертый 8 и-й 9 формирователи средней пробы включены последовательно через первый 10, второй 11, , (и-)-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 п-го формироватея 9 соединен через (и)-й дозатор 12 с выходом (и) - го формирователя (на блок-схеме непоказан)Каждый иэ дозаторов 10, 1112 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 п-й 9 формирователи образуют вторую, третью(п)-ю ступени формирования средней пробы, Каждый из формироватечлеи 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, опи" рающаяся нижним концом на поплавок 25. Ллины 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 выключатели22 и 23 находились во включенном иливыключенном 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 26Выход источника 29 питания соединен че" рез 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 источником152729 питания непосредственно через переключатель 30,устройство функционирует следующимобразом,Перед началом работы в соответст 5вии с заданным непрерывным контролемпараметров газового потока Т и предполагаемым диапазоном изменения расхода газа в месте отбора пробы уста 1 Онавливают регулирующим вентипемоптимальную величину Г расхода отбираемой пробы, а регулирующими вентилями 13 и 14 дозаторов 10, 1112уста на вли вают козффи ци ент деления15газового потока - дозу. Регулировкой клапана 17 стравливания жидкостиуста на вли вают необходимое да влени ега зовой пробы, постоя н но поддержи ваемое в сосудах20Подготовка к пробоотбору заключается также в заполнении жидкостьюгерметичных сосудов 15 всех формиро"вателей 59 и вытеснения на сбросостатков газовых смесей, для чегопереключателем 30 отключают питаниеот блока 31 реле и подсоединяют непосредственно выход источника 29 питания ко всем клапанам 16 напускажидкости и выходным газовым клапа- ЗОнам 21.После полного заполнения жидкостью всех формирователей 59 переключателем 30 подсоединяют входблока 31 реле к выходу источника 29питания - начинается режим непрерыв 35ного а втоматицес кого пробоотбора.Последовательность заполнения иперекачивания пробы из формирователя в формирователь определяется сигналами с выходов блока 31 реле и показана на временной диаграмме (Фиг.2)Первоначально заполняется газовойпробой сосуд 15 первого Формирователя 5 через открытый входной газовыйклапан 20. По мере поступления газовой пробы в сосуд 15 из последнего через клапан 17 стравливается жидкость, и гаэозаборная трубка 24, опирающаяся на поплавок 25, перемещается вниз по газоходу 19, отключая сначала верхний концевой выключатель 22,а затем, заняв крайнее нижнее положение, отключается и нижний концевойвыключатель 23 - в сосуде 15 первогоформирователя 5 сформирован заданныйобъем Ч, с заданным давлением газовой пробы. По сигналу с блока 31 реле переключающий клапан 4 подкл)очает 5446выход регулятора 1 расхода к второму Формирователю 6, клапан 20 напуска пробы первого формирователя закрываетсяя, а кла па н 20 напус ка пробы второго формирователя 6 открывается осуществляется аналогичное Формирование пробы объемом Ч,=Ч, вторым Формирователем 6, Одновременно открываются клапан 16 на пус ка жидкости и выходной газовый клапан 21 первого Формирователя 5 - основная часть газовой пробы объема Ч, вытесняется через регулирующий вентиль 13 первого дозатора 10 на сброс, а часть пробы, доза 1, через регулирующий вентиль 14 и открывшийся входной газовый клапан 20 третьего формирователя 7 поступает в его герметичный сосуд 15,Г)ри 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 Ч газовой пробы, что1начинается лишь после сформирования аналогичного объема Ч =Ч, 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 .10 на сброс и на пуск дозы Чпробы в сосуд третьего формирователя 7 и так далее до его полного заполнения объемом Ч. В дальнейшем аналогично происходит формирование объемов Ч Чв четвертом, и-м Формирователях 8,,9Процесс формирования средней пробы прекращается, когда полностью заполняется емкость формирователя последней ступени.Выбор конструктивных и регулирующих параметров определяется соотношением между нимиЧ 1-ЦТеОт 6 (,Ч (11-2)5Наиболее оптимал ьными ми нимал ьными значениями являются Я ъ 0,5 л/мин, Ч 2 0,1 л, При меньших значениях Г (например, используя микротечи) возникает опасность закупорки магистрали пробоотбора взвешенными частица 15275 Ими, значение Ч менее 0,1 л. затрудняе стабильное ее воспроизведение, что отрицательно сказывается на точногти приготовления средней пробы в особенности для такого широко распрострненного варианта, когда контроли" руеный газовый поток не постоянен по .,воим параметрам во времени .Дпя оптимального варианта устройства с параметрами Ц = 0,5 л/мин Чр = ",л, Ч==Ч=20 л, количест вом формирователей п=6 (общая емкость накопительных сосудов Ч = =6 2,0 = 12 л) максимально достижимая продолжительност ь контролируемого периода составляет Т = бч10 -4Формула и зобретенияУстройство 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 первогорегулирующего 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, авыходы соединены с первым и вторымвыходами дозатора соответственно,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью увеличения продолжительностипробоотбора и повышения достоверности формируемой средней пробы, в егосостав дополнительно введены второйи-й формирователи, второй - (и)-й доэаторы, первые газовые входы первого и второго формирователей среднейпробы соединены с первым и вторымвыходами переключающего клапана, вторые газовые выходы первого и второго формирователей средней пробы соединены с входом первого дозатора, первые выходы второго - (и)-го дозаторов соединены с магистралью сброса, вторые выходы второго - (п)-годоэаторов соединены с газовыми входами третьего - п-го формирователей средней пробы, газовый выход п-го 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 сосудасоединена через штуцер в крышке с25 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 газовыми30входом 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 поплавок в виде плоского диска, длины гаэохода, и газообразной трубки выбираются иэ 40 условия упРавления концевыми выключателями подвижной газозаборной трубкой при изменении уровней жидкостив герметичном сосуде от минимальногодо максимального, контактные группы 45 концевых выключателей соединены последовательно в цепи питания обмотокреле релейного блока, выходные контактные группы которого включеныв цепи питания, выход источника питания через переключатель соединенс релейным блоком и с управляющимивходами клапана напуска жидкости ивыходного газового клапана.1527544 Реда Горная орректор С. Чер Заказ 7504/ раж 789 сное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10 Ур Составитель А. ПрусковТехред М.Моргентал