ОДОРИЗАТОР ГАЗА Российский патент 1999 года по МПК G01F11/00 G01F13/00 

Изобретение относится к технике транспортирования природного газа и может быть использовано на газораспределительных станциях (ГРС).

В соответствии с отраслевыми нормами, природный газ, подаваемый в населенные пункты от ГРС, одорируется, т.е., с целью придания газу специфического запаха для обнаружения возможных утечек, в газопровод производится нормированный ввод одоранта (этилмеркаптана) пропорционально расходу газа.

Известен широко применяемый на ГРС для нормированного ввода одоранта одоризатор газа ОГП-02 [1], содержащий рабочую емкость и одорирующее устройство. Указанный одоризатор имеет невысокую точность дозирования, что приводит к перерасходу одоранта, сложен в настройке и техническом обслуживании, что требует повышенной квалификации операторов.

Значительно упрощено техническое обслуживание при использовании известного одоризатора газа ОГ-10A [2], который содержит рабочую емкость, блок управления и дозирующее устройство на основе двухходового электромагнитного клапана, через который по электрическому сигналу, подаваемому с заданной частотой блоком управления, одорант из рабочей емкости поступает в газопровод. Однако возможности известного одоризатора ограничены по качеству одорирования (обеспечению равномерности концентрации одоранта по потоку газа), особенно при крайних значениях диапазона расходов газа.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является поршневой дозатор [3], выбранный авторами в качестве прототипа, содержащий рабочую емкость, дозирующий цилиндр, разделенный поршнем на две камеры, одна из которых, - регулируемого объема, соединена с рабочей емкостью, а другая, - с дополнительной емкостью, с промывочной жидкостью, которая, в свою очередь, через управляемый электромагнитный клапан соединена с источником сжатого воздуха. Управляемый электромагнитный клапан предполагает наличие блока управления.

Известный поршневой дозатор предполагает ввод нормированной дозы в емкость находящуюся под атмосферным давлением, в то время как в ряде случаев имеется потребность ввода дозы в емкость с избыточным давлением.

Для работы известного дозатора требуется наличие давления в камере командного давления в 1,5 - 2 раза больше, чем в рабочей емкости, что также ограничивает возможность его использования при меньших перепадах, которые имеют место, например, на ГРС с малой степенью дросселирования газа, где разница давлений в газопроводах высокого давления и одорируемом, незначительна.

Кроме того, стравливание командного давления в атмосферу при срабатывании электромагнитного клапана по экологическим причинам не позволяет использовать в качестве источника высокого давления другие рабочие среды, например природный газ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение точности дозирования, защита окружающей среды и упрощение технического обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что в известном одоризаторе газа, содержащем рабочую емкость, дозирующий цилиндр, снабженный подвижным поршнем, разделяющим дозирующий цилиндр на дозировочную камеру регулируемого объема, соединенную с рабочей емкостью, и камеру командного давления, связанную через управляемый электромагнитный клапан с источником высокого давления, блок управления, согласно изобретению подвижный поршень выполнен ступенчатым, образующим с дозирующим цилиндром дополнительную промежуточную камеру, связанную через управляемый трехходовой электромагнитный клапан с камерой командного давления, а рабочая емкость, дозировочная и промежуточная камеры соединены с одорируемым газопроводом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлен одоризатор газа, на фиг. 2 схема его установки на ГРС.

Одоризатор содержит рабочую емкость 1 с одорантом, дозирующий цилиндр 2, впускной 3 и выпускной 4 обратные клапаны, трехходовой электромагнитный клапан 5, блок управления электромагнитным клапаном 6, дроссель 7, трубопровода 8, 9, 10, 11. На ГРС трубопровод 8 соединен с газопроводом высокого давления 20, т.е. до узла дросселирования 21, снижающего магистральное давление газа до величины, заданной потребителем, а трубопроводы 9, 10, 11 соединены с одорируемым газопроводом 22.

Дозирующий цилиндр 2 содержит подвижный ступенчатый поршень 12, разделяющий цилиндр на камеру командного давления 13, дозировочную камеру 14 и промежуточную камеру 15, пружину 16, винтовой привод настройки объема дозы одоранта со штоком 17, маховиком 18 и мерной шкалой 19. Ступенчатый поршень 12 состоит из двух соосно расположенных и жестко связанных поршней: первый - с большим диаметром (большей площади), расположен между камерами 13 и 15, второй - с меньшим диаметром (меньшей площади), расположен между камерами 14 и 15.

Одоризатор газа работает следующим образом. Требуемую дозу одоранта устанавливают с помощью мерной шкалы 19 вращением маховичка 18 винтового привода настройки. Шток 17 привода перемещается и положение его торца, служащего упором для поршня 12, определяет рабочий ход поршня и, следовательно, объем дозы одоранта, вытесняемого из дозировочной камеры 14.

Блок управления 6 подает электрический сигнал на трехходовой электромагнитный клапан 5, при срабатывании которого камера командного давления 13 сообщается с трубопроводом 8 подачи высокого давления газа и разобщается с промежуточной камерой 15. При этом ступенчатый поршень 12 под действием усилия, равного произведению командного давления газа на его большую площадь, перемещается вниз, вытесняя дозу одоранта из дозировочной камеры 14 через выпускной клапан 4 по трубопроводу 11 в одорируемый газопровод 22 под давлением, равным произведению командного давления на отношение площадей ступенчатого поршня. Впускной клапан 3 при этом закрыт.

При прекращении электрического сигнала электромагнитный клапан 5 разобщает камеру 13 с трубопроводом 8 и сообщает ее через промежуточную камеру 15 и трубопровод 10 с одорируемым газопроводом 22. Давление газа из камеры 13 поступает в промежуточную камеру 15 и, воздействуя на большую площадь ступенчатого поршня, чему способствует подпор, создаваемый дросселем 7, совместно с пружиной 16, перемещает поршень до упора в шток 17 и по трубопроводу 10 стравливается в одорируемый газопровод. При этом вместе с газом в одорируемый газопровод уносятся пары проникшего в камеру 15 через подвижное уплотнение из камеры 14 токсичного, обладающего резким запахом жидкого одоранта, обеспечивая защиту окружающей среды как от газа, так и от одоранта. В процессе движения поршня вверх в дозировочную камеру 14 из рабочей емкости 1, находящейся под давлением газопровода 22, через впускной клапан 3 поступает новая доза одоранта, выпускной клапан 4 при этом закрыт.

При подаче на электромагнитный клапан 5 последующих электрических сигналов, программа которых определяется настройкой блока управления 6 в зависимости от расхода газа, цикл дозированного ввода одоранта повторяется.

Соотношение площадей ступенчатого поршня и усилие пружины выбираются из расчета обеспечения осевого усилия для вытеснения одоранта из камеры 14 с достаточным давлением и стравливания командного давления из камеры 13 даже при самой малой, практически имеющей место на ГРС, разнице давлений газа в газопроводе высокого давления и одорируемом газопроводе, что расширяет область применения одоризатора.

Возможность регулировки дозы одоранта и частоты ее ввода в газопровод, позволяющая реализовать наиболее оптимальные сочетания, ввод одоранта под давлением (эффект форсунки), способствующим его распылению в газовой среде, обеспечивают с высокой точностью поддержание заданной концентрации одоранта в газовом потоке на всем диапазоне расходов газа. Программа работы блока управления задается по команде от автоматических систем учета расхода газа, что упрощает техническое обслуживание.

Источники информации
1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации одоризатора газа (ОГП-02). Саратов, 1978 г.

2. Техническая характеристика на одоризатор газа ОГ-10А. Рекламный проспект СУ "ВОЛГОЭНЕРГОГАЗ", письмо ДАО "ОРГЭНЕРГОГАЗ" N 187 от 21.05.97 г.

3. Патент РФ N 2055324 "Поршневой дозатор", авторов Сидоренко С.А. и др. , кл. МПК G 01 F 11/00, приоритет от 02.03.93 г.

Изобретение относится к технике транспортирования природного газа и может быть использовано на газораспределительных станциях (ГРС). Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение точности дозирования, защита окружающей среды и упрощение технического обслуживания. Технический результат достигается тем, что в известном одоризаторе газа, содержащем рабочую емкость, дозирующий цилиндр, снабженный подвижным поршнем, разделяющим дозирующий цилиндр на дозировочную камеру регулируемого объема, соединенную с рабочей емкостью, и камеру командного давления, связанную через управляемый электромагнитный клапан с источником высокого давления, блок управления, согласно изобретению подвижный поршень выполнен ступенчатым, образующим с дозирующим цилиндром дополнительную промежуточную камеру, связанную через управляемый трехходовой электромагнитный клапан с камерой командного давления, а рабочая емкость, дозировочная и промежуточная камеры соединены с одорируемым газопроводом. 2 ил.

Одоризатор газа, содержащий емкость, дозирующий цилиндр, снабженный подвижным поршнем, разделяющим дозирующий цилиндр на дозировочную камеру регулируемого объема, соединенную с рабочей емкостью, и камеру командного давления, связанную через управляемый электромагнитный клапан с источником высокого давления, блок управления, отличающийся тем, что подвижный поршень выполнен ступенчатым, образующим с дозирующим цилиндром дополнительную промежуточную камеру, связанную через управляемый трехходовой электромагнитный клапан с камерой командного давления, а рабочая емкость, дозировочная и промежуточная камеры соединены с одорируемым газопроводом.