УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПРОБ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРИБОРОМ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области измерительно-аналитического оборудования, а конкретнее - к устройствам для отбора проб газа, еще конкретнее - к устройствам для отбора проб газа из трубопровода высокого давления с целью анализа проб газоанализаторами, рассчитанными на низкое давление текучей среды.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен анализатор содержания кислорода переносной КС 50.430-000, содержащий газовые вводы, редуктор, клапаны и корпус (см. https://bacs.ru/userdata/products/analytical-complexes/anoks/ks-50.430-000-re-analizator-kisloroda-perenosnoj.pdf). В известном измерительном приборе отсутствует регулирование и контроль за основными параметрами измеряемой среды (давление, расход), которые определяют заявленную точность измерения и предусмотрено лишь одноступенчатое редуцирование. Это препятствует использованию прибора на линиях с высоким входным давлением и ограничивает точность измерения параметров среды.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей настоящей полезной модели является создание устройства для подготовки проб текучей среды, обладающего совокупностью следующих качеств:
- возможность понижения давления в широком диапазоне от 0 до 22 МПа до давления, подходящего для подачи пробы на газоанализатор,
- обеспечение подачи на чувствительный элемент (сенсор) газоанализатора рабочей среды с заданными параметрами,
- возможность контроля давления и объемного расхода в реальном времени,
- возможность работы с любыми типами газоанализаторов, включая поточные газоанализаторы,
- наличие элементов, стабилизирующих давление и расход пробы,
- задержка подачи пробы на газоанализатор не более 30 с.
Технический результат полезной модели состоит в том, что за счет наличия двух ступеней редуцирования, - высокого и низкого давления, обеспечивается более широкий диапазон давления текучей среды на входе.
Указанная выше задача решена благодаря тому, что предлагаемое устройство для подготовки проб текучей среды высокого давления для анализа прибором низкого давления, содержит:
клапан подачи текучей среды (К1),
первую ступень редуцирования, содержащую первый регулятор давления (КР1), вход которой подключен к выходу упомянутого клапана (К1),
первый манометр (МН1), установленный на входе упомянутой первой ступени редуцирования,
второй манометр (МН2), установленный на выходе упомянутой первой ступени редуцирования,
вторую ступень редуцирования, содержащую второй регулятор давления (КР2), клапан (К2), вход которого подключен ко входу первой ступени редуцирования, а выход - ко входу упомянутой второй ступени редуцирования,
предохранительный клапан (КП1), выполненный с возможностью аварийного сброса давления на входе вышеупомянутой второй ступени редуцирования при превышении предельно допустимого значения давления,
ресивер (РС1), вход которого подключен к выходу упомянутой второй ступени редуцирования, а выход - к линии подачи пробы на газоанализатор,
напоромер (МН3) и ротаметр (УР1), установленные на упомянутой линии подачи пробы на газоанализатор.
Конструкция данной системы позволяет выбирать схемы направления потока в зависимости от входного давления, имеет возможность осуществлять одно или двухступенчатое редуцирование, осуществляя регулирование и стабилизацию давления и расхода измеряемой газовой среды.
Система способна выполнять промежуточный многоступенчатый дренаж для обеспечения соответствующей скорости обновления измеряемой среды при подаче на чувствительный элемент (сенсор) газоанализатора.
Устройство предназначено для работы с любыми типами газоанализаторов, в том числе поточных, является компактным, универсальным и мобильным.
Далее вышеописанное устройство описывается на примере некоторых его частных и предпочтительных форм воплощения.
В одной из частных форм воплощения, вышеупомянутый прибор низкого давления представляет собой газоанализатор.
В еще одной частной форме воплощения, давление текучей среды на входе вышеупомянутой первой ступени редуцирования составляет до 7,5 МПа.
В другой частной форме воплощения, давление текучей среды на выходе из вышеупомянутого ресивера составляет от 0 до 0,07 МПа.
В одной из частных форм воплощения, вышеупомянутое предельно допустимое значение давления, при котором срабатывает вышеупомянутый предохранительный клапан (КШ) составляет 7 бар.
В еще одной частной форме воплощения, вышеописанное устройство может быть снабжено быстроразъемным соединением (БРС1), выполненным с возможностью подключения рукава высокого давления (РВД).
В другой частной форме воплощения, вышеописанное устройство может быть снабжено быстроразъемным соединением (БРС2), выполненным с возможностью подключения газоанализатора.
В одной из частных форм воплощения, вышеописанное устройство может быть снабжено фильтром очистки механических примесей (Ф1), установленным на линии подачи текучей среды перед вышеупомянутым клапаном подачи текучей среды (К1).
В еще одной частной форме воплощения, вышеописанное устройство может быть снабжено клапаном (КЗ) для сброса пробы и/или быстрого обновления пробы, вход которого подключен между вышеупомянутыми первой и второй ступенями редуцирования.
В другой частной форме воплощения, вышеописанное устройство может быть снабжено клапаном (К4) для сброса пробы и/или быстрой замены пробы, вход которого подключен к вышеупомянутому ресиверу (РС1).
В одной из частных форм воплощения, вышеупомянутые клапаны K1, К2, К3 и К4 представляют собой игольчатые клапаны.
В еще одной частной форме воплощения, вышеописанное устройство содержит корпус, выполненный в виде ударопрочного пылевлагозащищенного кейса.
В другой частной форме воплощения, вышеописанное устройство содержит лицевую панель, при этом органы управления, органы контроля и подключения к внешним магистралям выведены на его лицевую панель.
В одной из частных форм воплощения, на лицевой панели вышеупомянутого устройства может быть нанесена мнемосхема для облегчения работы оператора.
В еще одной частной форме воплощения, вышеописанное устройство может быть дополнительно снабжено треногой, выполненной с возможностью обеспечения горизонтальной установки корпуса.
Необходимо понимать, что в настоящем тексте конструкция охарактеризована только такими признаками, которые достаточны для решения поставленной задачи, реализации назначения и достижения выбранного технического результата; специального упоминания всех без исключения признаков и утилитарных характеристик устройства не требуется, если специалистам должно быть известно, что изделия того же рода обладают такими признаками и утилитарными характеристиками и без них не реализуется основное назначение; тем более не требуется ограничивать обобщенные признаки какими-либо конкретными вариантами, если таковые должны быть известны специалистам и (или) могут быть подобраны по известным правилам.
Конструкция и использование устройства наглядно иллюстрируется фигурами 1, 2 на примере частных и конкретных вариантов воплощения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 изображен общий вид устройства в сборе. На фиг. 2 изображен внешний вид устройства. На фигурах приняты следующие обозначения:
РВД - рукав высокого давления.
БРС1 и БРС2 - быстроразъемные соединения.
КР1 - регулятор давления первой ступени редуцирования.
К1 - клапан подачи среды.
К2 - клапан.
Ф1 - фильтр очистки механических примесей.
Вх - вход устройства.
МН1 и МН2 - манометры.
Вых - выход устройства.
Р - Ресивер.
КР2 - регулятор давления второй ступени редуцирования,
МН3 - напоромер,
УР1 - ротаметр,
К3 и К4 - клапаны сбросных систем (игольчатые) для продувки и оперативного обмена пробы среды.
КП1 - предохранительный клапан.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Устройство для подготовки проб текучей среды для анализа прибором низкого давления, изображенное на фиг. 1, содержит: клапан подачи текучей среды (К1),
первую ступень редуцирования, содержащую первый регулятор давления (КР1), вход которой подключен к выходу упомянутого клапана (К1),
первый манометр (МН1), установленный на входе упомянутой первой ступени редуцирования,
второй манометр (МН2), установленный на выходе упомянутой первой ступени редуцирования,
вторую ступень редуцирования, содержащую второй регулятор давления (КР2),
клапан (К2), вход которого подключен ко входу первой ступени редуцирования, а выход - ко входу упомянутой второй ступени редуцирования,
предохранительный клапан (КП1), выполненный с возможностью аварийного сброса давления на входе вышеупомянутой второй ступени редуцирования при превышении предельно допустимого значения давления,
ресивер (РС1), вход которого подключен к выходу упомянутой второй ступени редуцирования, а выход - к линии подачи пробы на газоанализатор,
напоромер (МН3) и ротаметр (УР1), установленные на упомянутой линии подачи пробы на газоанализатор.
Устройство, схема которого приведена на фиг. 1 работает следующим образом.
Устройство подключают к источнику забора пробы (например, к магистральному трубопроводу и т.д.) посредством рукава высокого давления (РВД) и быстроразъемного соединения (БРС1).
Перед запуском системы, в зависимости от уровня входного давления, оператор использует либо одну, либо две ступени редуцирования при этом, вторую ступень (с регулятором КР2) используют всегда, тогда как первую ступень (с регулятором КР1), подключают в случае высокого входного давления (например, больше 6,9 бар). Если же давление достаточно низкое (например, меньше 6,9 бар), поток текучей среды проходит по байпасной линии через клапан К2 в обход первой ступени редуцирования (с регулятором КР1) и попадает сразу во вторую ступень редуцирования (с регулятором КР2).
В случае, если давление текучей среды на входе в устройство больше 6,9 бар, то для осуществления снижения входного давления до нужного значения, игольчатый клапан К2 закрывают и поток среды проходит через первую ступень КР1.
В случае, если входное давление не превышает указанного значения, клапан К2 открывают, и среда идет через вторую ступень КР2.
Для защиты системы от неправильных действий оператора (открытие клапана К2 при давлении более 6,9 бар) служит предохранительный клапан КШ, срабатывающий при давлении выше 7 бар.
Запуск системы (подачу давления газовой среды) осуществляют при помощи плавного вращения рукоятки игольчатого клапана К1.
На входе устройства установлен фильтр очистки механических примесей Ф1.
Контроль давления на данном этапе осуществляется при помощи первого (МН1) и второго (МН2) манометров.
Следующим этапом поток среды проходит регулирование и точную настройку давления через вторую ступень редуцирования, при помощи регулятора давления КР2, снижая давление до значения, требуемого для работы анализатора, подключаемого к выходу устройства.
После редуцирования пробная среда попадает в ресивер (РС1) для дополнительной стабилизации, после чего поступает на выход устройства.
На данном этапе регулирование давления осуществляется вращением рукоятки регулятора давления КР2.
Контроль давления осуществляется с помощью напоромера (МНЗ), контроль расхода - с помощью ротаметра (УР1).
Для продувки системы и оперативного обмена пробы среды в устройстве предусмотрены две сбросные системы. Данные системы открываются и регулируются при помощи игольчатых клапанов (К3) и (К4).
Конструкция, описанная выше обеспечивает возможность:
- понижения давления в широком диапазоне от 0 до 22 МПА до давления, подходящего для подачи пробы на газоанализатор,
- подачи на чувствительный элемент (сенсор) газоанализатора рабочей среды с заданными параметрами,
- контроля давления и объемного расхода в реальном времени,
- работы с любыми типами газоанализаторов, включая поточные газоанализаторы,
- наличие элементов, стабилизирующих давление и расход пробы,
- задержку подачи пробы на газоанализатор не более 30 с.