RU126468U1

RU126468U1 - DEVICE FOR PREPARING STEAM-GAS MIXTURES

Info

Publication number: RU126468U1
Application number: RU2012128152/28U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Владимирович Юрков; Антон Андреевич Шашов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЭРИС"
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2013-03-27

Abstract

1. Устройство для приготовления парогазовых смесей, содержащее газовую систему и аналитический блок, соединенные с термостатируемыми насытителем и испытательной камерой, выполненными с возможностью подготовки и смешения парогазовой смеси, полученной в насытителе, и газа-разбавителя в испытательной камере, насытитель выполнен в виде барботера.2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что снабжено циркуляционным термостатом, насытитель и испытательная камера, а также многоходовый клапан, соединенный с газовой системой и с аналитическим блоком, помещены в термостатируемый кожух.3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что 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.1. A device for the preparation of vapor-gas mixtures containing a gas system and an analytical unit connected to a thermostatically controlled saturator and a test chamber configured to prepare and mix a vapor-gas mixture obtained in a saturator and a diluent gas in a test chamber, the saturator is made in the form of a bubbler. 2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a circulating thermostat, a saturator and a test chamber, as well as a multi-way valve connected to the gas system and to the analytical unit, are placed in a thermostatically controlled casing. The device according to claim 1, characterized in that the gas system includes a control unit, gas mass flow controllers, solenoid valves, connected to the saturator through a non-return mechanical valve, and also to the test chamber through a three-way solenoid valve.

Description

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.The utility model relates to methods for preparing gas-vapor mixtures and can be used for calibration and calibration of gas analytical instruments, including gas analyzers and gas detectors, when they are released from production or repair, during operation or after storage.

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).A device for the preparation of gas-vapor mixtures (patent RU 2194567), which can be obtained from a liquid substance by blowing air through the chamber with the target component. The device comprises a vessel for saturation of gas with vapor of a substance, partially filled with substance, a device for diluting a gas-vapor mixture of gases, made in the form of a tee, one end of which is connected to the line for supplying gas, the second end is connected to the internal volume of the vessel, and the third end to the line for the removal of the vapor-gas mixture, a flow inducer and a detector sequentially installed in the line for removal of the vapor-gas mixture. The device is equipped with a gas line for supplying gas to the vessel for saturation, the outlet end of which is installed in close proximity to the bottom of the vessel, and an additional flow inducer installed in the line for supplying gas to the vessel. Its disadvantage is the inability to prepare a gas-vapor mixture of gases of complex liquids consisting of a large number of components of uncertain concentrations since the gas-air mixture is obtained by purging the chamber with a pure substance (a substance without impurities), and, to determine the concentration, a photoionization detector calibrated to determine one specific substances. In the utility model described below, light oil products, solvents, and those substances that are complex substances (multicomponent) are used as the target component.

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.A device for the preparation of gas-vapor mixtures (according to the patent RU 2046010, selected as a prototype), consisting of a sampler with a calibrated dose, the inputs of which are connected to the dispensers of the diluent gas and the analyzed gas and the accumulation unit of the reference mixture. The sampler contains three different calibrated doses. A disadvantage of the known device is that calibration reference gas mixtures are made by diluting a known volume of the analyzed gas in a diluent gas stream to a known volume of the mixture. The device does not allow to obtain a given concentration of a mixture of complex substances from liquid substances.

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.The technical task of the utility model is to create a device with the ability to prepare gas-air mixtures of a given concentration of complex substances, such as light oil products, solvents, etc., as well as the preparation of gas-air mixtures from substances that are in the normal state in the liquid phase .

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.The technical result is achieved in a device for preparing gas-vapor mixtures containing a gas system and an analytical unit connected to a thermostatically controlled saturator and a test chamber, configured to prepare and mix the gas-vapor mixture obtained in the saturator and diluent gas in the test chamber. The device is equipped with a circulating thermostat. The saturator and test chamber, as well as the multi-way valve connected to the gas system and to the analytical unit, are placed in a thermostatically controlled casing. The gas system includes a control unit, gas mass flow controllers, solenoid valves, connected to the saturator through a non-return mechanical valve, and also to the test chamber through a three-way solenoid valve. The saturator is made in the form of a bubbler.

Полезная модель поясняется рисункамиThe utility model is illustrated by drawings.

фиг.1 - схема газовая принципиальная;figure 1 - gas circuit diagram;

фиг.2 - схема подключения рабочего эталона.figure 2 - connection diagram of the working standard.

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.A device for the preparation of vapor-gas mixtures (hereinafter referred to as the device) is a working standard of the 1st category (in accordance with GOST 8.578-2008, the dynamic gas-mixing complex DGK-NV) and is intended for the preparation of binary gas mixtures by the method of dynamic mixing of two gas flows - gas-vapor mixture obtained by sparging air gas through the target component in the liquid phase, and a diluent gas. The regulation and measurement of the flow rate of the gas-vapor mixture and diluent gas is carried out using thermal regulators of the mass flow of gas.

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).The device contains a gas system 1, and an analytical unit 2 connected to a thermostatically controlled saturator 3 and a test chamber 4, configured to prepare and mix the vapor-gas mixture obtained in the saturator 3 and diluent gas in the test chamber 4 (Fig. 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).Saturator 3 and test chamber 4, as well as a multi-way valve K4 connected to the gas system 1 and to the analytical unit 2, are placed in a thermostatically controlled casing equipped with a circulating thermostat 5 (for example, 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).The gas system 1 includes: connecting pipelines; control unit (not shown); mass flow rate regulators RRG1-RRG3 (designed to set and measure the flow rate of gas - diluent (air) and gas supplied to the saturator 3 for bubbling through the target liquid component); K1-K3 solenoid valves (designed to change the operating mode of the regulators RRG1-RRG3). The gas system is connected to the saturator 3, through the KO mechanical check valve (serves to exclude the possibility of the liquid target component from the saturator 3 getting into the flow regulators РРГ1-РРГ3), and also, with the test chamber 4, through a three-way solenoid valve K4 (designed to direct the flow the prepared vapor-air mixture into the test chamber 4 or to the analytical unit 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.Test chamber 4 is used to test sensors. Up to 3 Honeywell Serchpoint Optima Plus sensors or similar type and size sensors can be installed in the camera.

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).Saturator 3 is designed to saturate air with vapors of the target component at a given temperature (from 20.0 to 60.0 ° C), by sparging through a layer of liquid target component (made in the form of a bubbler).

Платиновые термометры сопротивления Т1 и Т2 служат для измерения температуры в насытителе 3 и испытательной камере 4.Platinum resistance thermometers T1 and T2 are used to measure temperature in saturator 3 and test chamber 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.The analytical unit 2 is based on the modified ISKRA-1 explosion hazard signaling device and is designed to issue an alarm about exceeding the set value of pre-explosive concentrations of single combustible gases, flammable liquid vapors, and their combination in air. In the analytical unit 2, it is possible to trigger an alarm when exceeding the following threshold values of 10, 20, 40, 50% of the lower concentration limit of flame propagation (LEL). Structurally, the analytical unit 2 consists of a pneumatic signaling device and a control module.

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.The control unit includes a controller, touch screen, and power source and is designed to control the operation of all elements of the gas system in manual mode or in standalone mode. The control unit uses a touch-sensitive liquid crystal display. Manual control is carried out by pressing the function fields and buttons on the display.

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.Offline mode is implemented when the controller that controls the operation of gas flow regulators, solenoid valves. The controller software allows you to store gas flow calibrations, and also sets the algorithm for the operation of regulators and valves. The influence of the embedded software of the working standard was taken into account when normalizing metrological characteristics.

Примеры нефтепродуктов (целевых компонентов), для которых может быть использовано устройство приведены в таблицеExamples of petroleum products (target components) for which the device can be used are shown in the table

Наименование нефтепродуктаName of oil product Нормативный документ, по которому осуществляется выпуск нефтепродуктаNormative document by which the oil product is released Пределы взрываемости (нижний - верхний), объемная доля, %Explosive limits (lower - upper), volume fraction,% Бензин неэтилированныйUnleaded gasoline ГОСТ Р 51866-2002GOST R 51866-2002 1,0-6,01.0-6.0 Бензин авиационныйAviation gasoline ГОСТ 1012-72GOST 1012-72 6 (%, НКПР)6 (%, LEL) Топливо дизельноеDiesel fuel ГОСТ 305-82GOST 305-82 2-32-3 Уайт-спиритWhite Spirit ГОСТ 3134-78GOST 3134-78 1,4-6,01.4-6.0 Топлива для реактивных двигателейJet fuel ГОСТ 10227-86GOST 10227-86 ТС-1, РТ:1,5-8,0%, TS-1, RT: 1.5-8.0%, Т-1, Т-1С: 1,8-8,0%T-1, T-1C: 1.8-8.0% Т-2: 1,0-6,8%T-2: 1.0-6.8%

Пределы допускаемой погрешности воспроизведения довзрывоопасных концентраций паров нефтепродуктов ±2% НКПР.Limits of permissible error in reproducing pre-explosive concentrations of oil vapor ± 2% LEL.

Диапазон температуры получаемых паровоздушных смесей от +20,0 до +60,0°С. Объем испытательной термостатируемой камеры для размещения поверяемых/испытываемых СИ, не менее 10 дм³. 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 см³/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.The temperature range of the obtained vapor-air mixtures is from +20.0 to + 60.0 ° C. The volume of the test thermostatic chamber to accommodate verified / tested SI, not less than 10 dm ³ . Technically pure air (according to TU 6-21-5-82) should be used as a diluent gas. The volumetric flow rate of the prepared vapor-gas mixture (ASG) at the outlet is from 300 to 5000 cm ³ / min. The number of channels for measuring and regulating gas flow is 3. The air gas pressure at the inlet of the gas system is 0.20 ± 0.05 MPa. The temperature of the temperature control of the target component in the liquid phase and the vapor-air mixture in the mixing chamber from 20.0 to 60.0 ° C. The working standard retains its metrological characteristics for 8 hours of continuous operation.

Устройство работает следующим образомThe device operates as follows

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.Through a reducer 7, cylinders 6 (FIG. 2) are connected to the device inlet with a diluent gas. The analytical unit 2 is connected to a hydrogen source (power of the analytical unit 2). It is possible to use an oil-free compressor with a drying system, receiver and dust filter as a source of source gas (air). Install the test sensors in the test chamber 4 through the holes in the housing. The target component is poured into the saturator 3 in the liquid phase through an opening in a thermostatic housing. The level of the liquid target component in the saturator 3 is checked using a dipstick.

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.Warm up the installation for 30 minutes. In manual control mode, the ratio of the flow rate of the source gas (gas flow through the saturator 3) and the diluent gas is selected. Set the selected value of the threshold on the analytical unit 2. The zero readings of the flow regulators RRG1-RRG3 are fixed. Set the gas flow through the channel RRG1. To do this: open the cylinder 6 with the source gas (air), the pressure reducer 7 set; purge test chamber 4; turn off the channel RRG1.

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.Set the gas flow through the channels RRG2, RRG3. The valve K4 and one of the valves K1-K3 are turned on, depending on the gas flow rate through the saturator 3 (target component flow rate). The set flow rate setting starts. After setting the costs, they monitor the alarm of the analytical unit on reaching the set threshold. The steady-state gas mixture is fed into the test chamber 4 through valve K4.

Claims

1. A device for preparing vapor-gas mixtures containing a gas system and an analytical unit connected to a thermostatically controlled saturator and a test chamber configured to prepare and mix the vapor-gas mixture obtained in the saturator and diluent gas in the test chamber, the saturator is made in the form of a bubbler.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a circulation thermostat, a saturator and a test chamber, as well as a multi-way valve connected to the gas system and to the analytical unit, are placed in a thermostatically controlled casing.

3. The device according to claim 1, characterized in that the gas system includes a control unit, gas mass flow controllers, solenoid valves, connected to the saturator through a non-return mechanical valve, and to the test chamber through a three-way solenoid valve.