АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОДОРИЗАТОР ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2009 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к устройствам пропорционального дозирования, в частности к одоризации природных газов, и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является автоматический одоризатор природного газа (см. А.Д.Агарков и др., журнал «Газовая промышленность», 10, 1995 г., стр.28-30, рис.1, «Автоматический одоризатор природного газа»), который содержит рабочую емкость, заполненную жидким одорантом, и расходную емкость с поплавковым клапаном. Емкости соединены между собой трубопроводом. Нижняя точка рабочей емкости соединена магистралью с расходной емкостью через регулятор уровня жидкости, состоящий из подвижного запорного элемента, жестко соединенного с поплавком. Газовая подушка рабочей емкости соединена магистралью с газовой подушкой расходной емкости. Одоризатор содержит в своем составе регулирующий орган, выполненный в виде вертикальной емкости, полость которой имеет переменную по высоте площадь поперечного сечения. Магистраль соединяет нижнюю точку расходной емкости с нижней точкой вертикальной емкости через нормально закрытый клапан, имеющий приводной электромагнит. Сужающее устройство одоризатора выполнено в виде мерной шайбы, установленной в выходном трубопроводе ГРС (газораспределительная станция) между двумя кольцевыми камерами. При движении газа по трубопроводу на мерной шайбе возникает перепад давления. Поэтому в первой по направлению движения газа полости давление выше, чем во второй по ходу газа. Магистраль связывает газовую подушку расходной емкости с первой кольцевой камерой. Вторая камера одной магистралью соединяется с газовой подушкой вертикальной емкости, другой магистралью - с нижней точкой расходной емкости через нормально открытый клапан, имеющий приводной электромагнит. Одоризатор управляется от генератора, вырабатывающего электрические импульсы, подаваемые на электромагниты клапанов через одинаковые промежутки времени.

Вышеуказанное устройство выбрано в качестве прототипа. Недостатком вышеуказанного устройства являются низкая точность дозирования, т.к. дозирование идет через равные промежутки времени и по мгновенному расходу газа (доза отмеряется по фактическому перепаду давления на мерной шайбе в момент открытия клапана на магистрали, соединяющей расходную емкость с вертикальной емкостью, а при больших расходах газа устройство одоризации не будет успевать отмерять дозу и самотеком выдавать ее в трубопровод).

Решаемой технической задачей является создание автоматического одоризатора природного газа повышенной точности дозирования упрощенной конструкции, который может использоваться на ГРС в широком диапазоне расходов газа.

Достигаемым техническим результатом заявляемого одоризатора является простота конструкции при высокой точности дозирования одоранта и полной автоматизации процесса одоризации природного газа.

Для достижения технического результата в автоматическом одоризаторе природного газа, содержащем расходную емкость с поплавковым клапаном и рабочую емкость, соединенные между собой трубопроводом, новым является то, что в расходную емкость дополнительно установлен, по крайней мере, один мерный цилиндр, на боковой поверхности которого выполнены сквозные отверстия, ниже которых в мерном цилиндре соосно ему установлен подпружиненный обратный клапан с возможностью перекрытия отверстий мерного цилиндра, при этом сквозные отверстия мерного цилиндра расположены ниже уровня одоранта в расходной емкости, обратный клапан соединен через электромагнитный клапан с трубопроводом высокого давления, а противоположный конец мерного цилиндра соединен с трубопроводом низкого давления, причем в мерном цилиндре и в расходной емкости одинаковое низкое давление газа.

Установка в расходной емкости мерного цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены сквозные отверстия, ниже которых в мерном цилиндре соосно ему установлен подпружиненный обратный клапан с возможностью перекрытия отверстий мерного цилиндра, при этом сквозные отверстия мерного цилиндра расположены ниже уровня одоранта в расходной емкости, позволяет создать автоматический одоризатор природного газа повышенной точности дозирования упрощенной конструкции, который может использоваться на ГРС в широком диапазоне расходов газа за счет использования высокого давления газа при выдаче дозы одоранта в трубопровод низкого давления.

Заявляемое устройство представлено на фиг.1, 2, 3.

Автоматический одоризатор природного газа содержит расходную емкость 1 с поплавковым клапаном 2 и рабочую емкость 3, соединенные между собой трубопроводом 4. В расходной емкости установлен мерный цилиндр 5, на боковой поверхности которого выполнены сквозные отверстия 6, ниже которых в мерном цилиндре соосно ему установлен подпружиненный обратный клапан 7 с возможностью перекрытия отверстий 6 мерного цилиндра 5, при этом сквозные отверстия 6 мерного цилиндра 5 расположены ниже уровня одоранта А в расходной емкости 1, обратный клапан 7 соединен через электромагнитный клапан 8 с трубопроводом входного высокого давления 9, а противоположный конец мерного цилиндра 5 соединен с трубопроводом низкого давления 10, причем в мерном цилиндре 5 и в расходной емкости 1 одинаковое низкое выходное давление газа.

Устройство работает следующим образом.

Одорант находится в рабочей емкости 3 под действием постоянного высокого давления, поддерживаемого регулятором давления 21. Пока в расходной емкости 1 отсутствует одорант, усилия пружины 11 и низкого внутреннего давления газа в расходной емкости 1 недостаточно для противодействия высокому давлению одоранта для закрытия поплавкового клапана 2, поэтому одорант по трубопроводу 4 через открытый поплавковый клапан 2 заполняет расходную емкость 1 и мерный цилиндр 5 до тех пор, пока выталкивающая сила поплавка 12 через рычаг 13 добавит силу к усилию пружины 11 и давлению газа в расходной емкости 1 и обеспечит закрытие клапана 2, прекратив подачу одоранта в расходную емкость 1. Этот уровень одоранта в расходной емкости 1 будет постоянным и не зависящим от расхода одоранта из расходной емкости 1, т.к. усилие пружины 11 постоянно, давление на выходе ГРС постоянно, давление наддува в рабочей емкости 3 постоянно, выталкивающая сила поплавка 12 тоже будет постоянной, т.е. уровень одоранта в расходной емкости 1, а следовательно, и в мерном цилиндре 5 постоянный.

Нормальное состояние электромагнитного клапана 8 закрытое. После подачи электрического импульса на обмотку электромагнитного клапана 8 он открывается и высокое давление из входного трубопровода 9 по трубопроводу 14 подается к штуцеру 15. Высокое давление воздействует на клапан 7, преодолевает усилие пружины 17, низкого давления в расходной емкости 1 и открывает клапан 7, сдвигая его до упора 18 на внутренней поверхности мерного цилиндра 5. При этом газ через отверстия 19 попадает во внутреннюю полость 20 клапана 7 и одновременно клапан 7 перекрывает отверстия 6, предотвращая перетекание одоранта из внутренней полости мерного цилиндра 5 в расходную емкость 1. Одорант, находящийся во внутренней полости мерного цилиндра, под действием высокого давления газа выстреливается в трубопровод низкого давления 10. Электромагнитный клапан 8 находится в положении «открыт» только на время освобождения дозы одоранта из мерного цилиндра 5, т.е. кратковременно.

После обесточивания обмотки электромагнитного клапана 8 обратный клапан 7 под действием пружины 17 и низкого давления в расходной емкости 1 закрывается. Отверстия 6 открываются, обеспечивая заполнение внутренней полости мерного цилиндра 5 новой дозой одоранта.

Управление электромагнитным клапаном 8 осуществляется от электронного блока управления, работающего совместно с системой коммерческого учета расхода газа. Электронный блок обеспечивает выработку управляющих импульсов в количестве, пропорциональном фактическому расходу газа.

Предложенный способ одоризации газа легко перенастраивается практически на любую производительность ГРС и на различное количество потребителей путем параллельной установки в расходной емкости нескольких мерных цилиндров и внесения изменений на программном уровне в электронный блок управления, имеет достаточно простую конструкцию и не имеет сложных и быстро изнашиваемых деталей, что позволяет повысить надежность системы одоризации, а следовательно, снизить ее стоимость.

Изобретение предназначено для использования в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности при одоризации природных газов. Изобретение направлено на упрощение конструкции и снижение стоимости одоризатора, возможность применения в широком диапазоне расходов газа за счет использования высокого давления для выдачи дозы одоранта в трубопровод низкого давления, на повышение точности дозирования. Этот результат обеспечивается за счет того, что автоматический одоризатор природного газа содержит расходную емкость с поплавковым клапаном и рабочую емкость, соединенные между собой трубопроводом. При этом в расходную емкость дополнительно установлен, по крайней мере, один мерный цилиндр, на боковой поверхности которого выполнены сквозные отверстия, ниже которых в мерном цилиндре соосно ему установлен подпружиненный обратный клапан с возможностью перекрытия отверстий мерного цилиндра. Сквозные отверстия мерного цилиндра расположены ниже уровня одоранта в расходной емкости, обратный клапан соединен через электромагнитный клапан с трубопроводом высокого давления, а противоположный конец мерного цилиндра соединен с трубопроводом низкого давления, причем в мерном цилиндре и в расходной емкости одинаковое низкое давление газа. 3 ил.

Автоматический одоризатор природного газа, содержащий расходную емкость с поплавковым клапаном и рабочую емкость, соединенные между собой трубопроводом, отличающийся тем, что в расходную емкость дополнительно установлен, по крайней мере, один мерный цилиндр, на боковой поверхности которого выполнены сквозные отверстия, ниже которых в мерном цилиндре соосно ему установлен подпружиненный обратный клапан с возможностью перекрытия отверстий мерного цилиндра, при этом сквозные отверстия мерного цилиндра расположены ниже уровня одоранта в расходной емкости, обратный клапан соединен через электромагнитный клапан с трубопроводом высокого давления, а противоположный конец мерного цилиндра соединен с трубопроводом низкого давления, причем в мерном цилиндре и в расходной емкости одинаковое низкое давление газа.