УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Полезная модель относится к способам приготовления парогазовых смесей и может применяться для градуировки и поверки газоаналитических приборов, в том числе, газоанализаторов и газосигнализаторов, при выпуске их из производства или ремонта, в процессе эксплуатации или после хранения.
Известно устройство для приготовления парогазовых смесей (по патенту RU 2194567), которые могут быть получены из жидкого вещества путем продувки воздухом камеры с целевым компонентом. Устройство содержит сосуд для насыщения газа парами вещества, частично заполненный веществом, приспособление для разбавления парогазовой смеси газов, выполненное в виде тройника, один конец которого соединен с линией для подвода газа, второй конец соединен с внутренним объемом сосуда, а третий конец - с линией для отвода парогазовой смеси, побудитель расхода и детектор, последовательно установленные в линии для отвода парогазовой смеси. Устройство снабжено газовой линией для подвода газа в сосуд для насыщения, выходной конец которой установлен в непосредственной близости от дна сосуда, и дополнительным побудителем расхода, установленным в линии для подвода газа в сосуд. Его недостатком является невозможность приготовить парогазовую смесь газов сложных жидкостей, состоящих из большого количества компонентов неопределенных концентраций поскольку газо-воздушная смесь получается путем продувки камеры с чистым веществом (веществом без примесей), а, для определения концентрации, используется фотоионизационный детектор отградуированный на определение одного определенного вещества. В описанной ниже полезной модели в качестве целевого компонента применяются светлые нефтепродукты, растворители, те вещества, которые являются сложными веществами (многокомпонентными).
Известно устройство для приготовления парогазовых смесей (по патенту RU 2046010, выбрано в качестве прототипа), состоящее из пробоотборника с калиброванной дозой, входы которого соединены с дозаторами газа-разбавителя и анализируемого газа и узла накопления эталонной смеси. Пробоотборник содержит три различные калиброванные дозы. Недостатком известного устройства является то, что поверочные образцовые газовые смеси изготавливаются путем разбавления известного объема анализируемого газа в потоке газа-разбавителя до известного объема смеси. Устройство не позволяет получить заданную концентрацию смеси сложных веществ из из жидких веществ.
Технической задачей полезной модели является создание устройства с возможностью приготовления газо-воздушных смесей заданной концентрации сложных веществ, таких как светлые нефтепродукты, растворители, и т.д., а также приготовления газо-воздушных смесей из веществ, которые в нормальном состоянии находятся в жидкой фазе.
Технический результат достигается в устройстве для приготовления парогазовых смесей, содержащем газовую систему, и аналитический блок, соединенные с термостатируемыми насытителем и испытательной камерой, выполненные с возможностью подготовки и смешения парогазовой смеси, полученной в насытителе, и газа-разбавителя в испытательной камере. Устройство снабжено циркуляционным термостатом. Насытитель и испытательная камера, а также, многоходовый клапан, соединенный с газовой системой и с аналитическим блоком, помещены в термостатируемый кожух. Газовая система включает в себя блок управления, регуляторы массового расхода газа, электромагнитные клапаны, соединена с насытителем, через обратный механический клапан, а также, с испытательной камерой, через трехходовой электромагнитный клапан. Насытитель выполнен в виде барботера.
Полезная модель поясняется рисунками
фиг.1 - схема газовая принципиальная;
фиг.2 - схема подключения рабочего эталона.
Устройство для приготовления парогазовых смесей (далее - устройство) представляет собой рабочий эталон 1-го разряда (в соответствии с ГОСТ 8.578-2008, комплекс динамический газосмесительный ДГК-НВ) и предназначен для приготовления бинарных газовых смесей методом динамического смешения двух потоков газа - парогазовой смеси полученной путем барботирования газа воздуха через целевой компонент в жидкой фазе, и газа-разбавителя. Регулирование и измерение расходов парогазовой смеси и газа-разбавителя осуществляется при помощи тепловых регуляторов массового расхода газа.
Устройство содержит газовую систему 1, и аналитический блок 2, соединенные с термостатируемыми насытителем 3 и испытательной камерой 4, выполненные с возможностью подготовки и смешения парогазовой смеси, полученной в насытителе 3, и газа-разбавителя в испытательной камере 4 (фиг.1).
Насытитель 3 и испытательная камера 4, а также, многоходовый клапан К4, соединенный с газовой системой 1 и с аналитическим блоком 2, помещены в термостатируемый кожух, оснащенный циркуляционным термостатотом 5 (например, LOIP LT-324).
Газовая система 1 включает в себя: соединительные трубопроводы; блок управления (не показан); регуляторы массового расхода газа РРГ1-РРГ3 (предназначены для задания и измерения расхода газа - разбавителя (воздуха) и газа, подаваемого в насытитель 3 для барботирования через жидкий целевой компонент); электромагнитные клапаны К1-К3 (предназначены для изменения режима работы регуляторов РРГ1-РРГ3). Газовая система соединена с насытителем 3, через обратный механический клапан КО (служит для исключения возможности попадания жидкого целевого компонента из насытителя 3 в регуляторы расхода РРГ1-РРГ3), а также, с испытательной камерой 4, через трехходовой электромагнитный клапан К4 (предназначен для направления потока приготовленной паровоздушной смеси в испытательную камеру 4 или на аналитический блок 2).
Испытательная камера 4 используется для проведения испытаний датчиков. В камеру может быть установлено до 3 датчиков Serchpoint Optima Plus фирмы Honeywell или аналогичных датчиков типа и размера.
Насытитель 3 предназначен для насыщения воздуха парами целевого компонента при заданной температуре (от 20,0 до 60,0°С), путем барботирования через слой жидкого целевого компонента (выполнен в виде барботера).
Платиновые термометры сопротивления Т1 и Т2 служат для измерения температуры в насытителе 3 и испытательной камере 4.
Аналитический блок 2 выполнен на базе модифицированного сигнализатора взрывоопасности «ИСКРА-1» и предназначен для выдачи сигнализации о превышении установленного значения довзрывоопасных концентраций одиночных горючих газов, паров горючих жидкостей и их совокупности в воздухе. В аналитическом блоке 2 предусмотрена возможность срабатывания сигнализации при превышении следующих пороговых значений 10, 20, 40, 50% от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР). Конструктивно, аналитический блок 2 состоит из пневматического сигнализатора и модуля управления.
Блок управления включает контроллер, сенсорный дисплей, и источник питания и предназначен для управления работой всех элементов газовой системы в ручном режиме или в автономном режиме. В блоке управления используется сенсорный жидкокристаллический дисплей. Управление в ручном режиме осуществляется путем нажатия на функциональные поля и кнопки на дисплее.
Автономный режим реализуется при работе контроллера, управляющего работой регуляторов расхода газа, электромагнитными клапанами. Программное обеспечение контроллера позволяет хранить калибровки расходов газа, а так же задает алгоритм работы регуляторов и клапанов. Влияние встроенного программного обеспечения рабочего эталона учтено при нормировании метрологических характеристик.
Примеры нефтепродуктов (целевых компонентов), для которых может быть использовано устройство приведены в таблице
Наименование нефтепродукта
Нормативный документ, по которому осуществляется выпуск нефтепродукта
Пределы взрываемости (нижний - верхний), объемная доля, %
Бензин неэтилированный
ГОСТ Р 51866-2002
1,0-6,0
Бензин авиационный
ГОСТ 1012-72
6 (%, НКПР)
Топливо дизельное
ГОСТ 305-82
2-3
Уайт-спирит
ГОСТ 3134-78
1,4-6,0
Топлива для реактивных двигателей
ГОСТ 10227-86
ТС-1, РТ:1,5-8,0%,
Т-1, Т-1С: 1,8-8,0%
Т-2: 1,0-6,8%
Пределы допускаемой погрешности воспроизведения довзрывоопасных концентраций паров нефтепродуктов ±2% НКПР.
3
3
Диапазон температуры получаемых паровоздушных смесей от +20,0 до +60,0°С. Объем испытательной термостатируемой камеры для размещения поверяемых/испытываемых СИ, не менее 10 дм. В качестве газа-разбавителя должны использоваться технически чистый воздух (по ТУ 6-21-5-82). Объемный расход приготавливаемой парогазовой смеси (ПГС) на выходе от 300 до 5000 см/мин. Количество каналов измерения и регулирования расхода газа - 3. Давление газа воздуха на входе газовой системы 0,20±0,05 МПа. Температура термостатирования целевого компонента в жидкой фазе и паровоздушной смеси в смесительной камере от 20,0 до 60,0°С. Рабочий эталон сохраняет свои метрологические характеристики в течение 8 ч непрерывной работы.
Устройство работает следующим образом
Через редуктор 7 соединяют с входом устройства баллоны 6 (фиг.2) с газом разбавителем. Аналитический блок 2 соединяют с источником водорода (питание аналитического блока 2). Возможно использование в качестве источника исходного газа (воздуха) безмасляного компрессора с системой осушки, ресивером и противопылевым фильтром. Устанавливают испытываемые датчики в испытательную камеру 4 через отверстия в корпусе. Заливают в насытитель 3 целевой компонент в жидкой фазе через отверстие в термостатируемом корпусе. Уровень жидкого целевого компонента в насытителе 3 проверяют с помощью щупа.
Прогревают установку в течение 30 мин. В ручном режиме управления выбирают коэффициент соотношения расхода исходного газа (расход газа через насытитель 3) и газа разбавителя. Устанавливают выбранное значение порога срабатывания на аналитическом блоке 2. Производится фиксация нулевых показаний регуляторов расхода РРГ1-РРГ3. Задают расход газа по каналу РРГ1. Для этого: открывают баллон 6 с исходным газом (воздухом), редуктором 7 устанавливают давление; продувают испытательную камеру 4; выключают канал РРГ1.
Задают расходы газа по каналам РРГ2, РРГ3. Включают клапан К4 и один из клапанов К1-К3 в зависимости от выбранного как расход газа через насытитель 3 (расход целевого компонента). Начнется установка заданных значений расхода. После установки расходов следят за срабатыванием сигнализации аналитического блока о достижении установленного порога срабатывания. Подают установившуюся газовую смесь в испытательную камеру 4 через клапан К4.