Устройство для контроля взрывоопасности парогазовых смесей Советский патент 1993 года по МПК G01N25/22 

Изобретение относится к области пожа- ровзрывобезопасности, а именно к технике контроля содержания взрывоопасных газов и паров в воздухе и может быть использовано для предупреждения взрывов ,па- рогазовых смесей на взрывоопасных .производствах, шахтах, рудниках, а также

, для контроля содержания горючих газов на транспортных средствах использующих сжатые и сжиженные газы,

Цель изобретения - повышение надеж. ности и экономичности за счет упрощения конструкции, уменьшение габаритов и массы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит следующие конструктив- ные элементы: нагрева.тельно-воспла- менительный элемент в виде пространственно-разреженной пр объему камеры взрыва проволочной спирали для быстрого подогрева смеси, переводящего ее из состояния ниже НПВ во взрывоопасное состоя- ние; коммутационно-стабилизирующий

блок для программируемого питания нагре- вателъно-восплзменительного элемента; регулируемого дросселя установленного на выходе камеры взрыва, для настройки устройства на различный уровень сигнализации; перфорированную перегородку, защищающую датчик давления от воздействия продуктов взрыва. Камера взрыва выполнена в виде проточного реактора. В . результате отпадает необходимость в обогащении испытуемой пробы горючим газом и в искровом поджигании пробы, исключаются из состава устройства громоздкие и тяжелые элементы, связанные с обеспечением указанных для прототипа действий, как-то: источник и дозатор обогащающего газа, высоковольтный генератор и др.

Для уменьшения интенсивности каталитических реакций и соответственного увели: чения чувствительности устройства : целесообразно выполнение нагревательно- воспламенительного элемента из материала с малой каталитической активностью

(Л

С

.

Ј

О

о

ы

о

меньшей чем у хромо-никелево-железных плавов), причем его поверхность может ыть отравлена каталитическими ядами, держивающимися на его поверхности в вие соединений при температурах до 1000°С.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2.

Устройство (фиг.1) состоит из пробооторника 1, нагнетателя контролируемой меси 2 (например малогабаритного электрического мембранного компрессора с Рраб 1000-5000 Па и Сраб. 1...Ю см3/с) камеры взрыва 3, системы сигнализации 4, системы управления 5, и пневматических иний 6,7.

Камера взрыва (фиг. 2) состоит из корпуса 8 с теплоизоляцией 9, электрического нагревательно-воспламенительного проволочного элемента 10, пространственно-разреженного по свободному объему камеры, с электровыводами на электроизоляторах 11, перфорированной перегородки 12 и датчика давления, состоящего из мембраны 13 с жестким электропроводным центром 14, опирающимся на упор 15, (который может быть выполнен как на жестком центре так и на перфорированной перегородке), подпружиненный упругим элементом с регулируемым усилием 16, электрических контактов 17, установленных на электроизоляторе 18, штуцера для ввода контролируемой смеси с огнепреграждаю- щей сеткой 19, штуцера для вывода продуктов реакции с огнепреграждающей сеткой 20, и регулируемого дросселя 21.

Устройство работает следующим образом.

Система управления 5 включает нагнетатель контролируемой смеси 2, который через пробоотборник 1 засасывает контролируемую смесь и нагнетает ее в камеру взрыва до полного вытеснения из нее остатков предыдущей пробы через проточный дроссель 21. Затем система управления вылючает нагнетатель 2 и включает нагрева- тельно-воспламенительный элемент 10 камеры взрыва 3. Нагнетатель выключается для предотвращения уноса тепла проточ- ным газом из камеры взрыва 3. Нагрева- тельно-воспламенительный элемент 10 управляется специальным коммутационно-, стабилизирующим устройством, задача которого заключается во включении, прерывании и стабилизации тока идущего на нагрев смеси газов.

Если концентрация горючих компонентов в смеси превышает 30% от НПВ, то в смеси развивается взрывная реакция и импульс давления будет воспринят мембраной 13 датчика давления и преобразован в световой или звуковой сигнал. При концентрации топлива в воздухе менее 30% от НПВ взрывная реакция не развивается и через заданное время (6-10 с) питание нагрева- тельно-воспламенительного элемента отключается. Цикл измерений повторяется через время, определяемое заданием в системе управления (время между измерениями 5-15 мин),

Наибольшая чувствительность 30% от

НПВ достигается при соблюдении определенных отношений между объемом камеры взрыва, площадью поверхности нагрева- тельно-воспламенительного элемента, и действующим током на его нагрев. Для та«их газов как метан, пропан, бутан и их смесей указанное соотношение лежит в пределах:

:- 2,5-3,5:0,5-1,5

ч где V см - объем камеры взрыва;

S см - площадь поверхности нагрева- тельно-воспламенительного элемента;

IA - действующее значение тока на нагрев.

Чувствительность устройства регулируют изменением действующего значения скачка давления развивающегося в результате-реакции взрывного горения, путем установки на выходе камеры взрыва

регулируемого дросселя, например на 4 положения 30%, 40%, 50%. 60% от НПВ.

При установке предела определения 30% от НПВ дроссель имеет минимальное проходное сечение, при установке предела

60% дроссель имеет максимальное проходное сечение.

При объеме камеры взрыва 50...100 см3 устройство имеет массу менее 1 кг, что на порядок меньше массы известного искрового устройства контроля взрывоопасное™ парогазовых смесей. Габариты устройства в автомобильном исполнении составляют .150x100x100 мм.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля пзрывоопас- ности парогазовых смесей, содержащее ка- меру взрыва, снабженную штуцерами с огнепреградителями для ввода пробы контролируемой атмосферы и для вывода продуктов реакции, систему всасывания, датчик давления с чувствительным элементом в виде мембраны с жестким электропроводящим центром и электродами, подключенными к системе сигнализации, и

систему управления, отличающееся тем, что с целью повышения надежности и Экономичности, уменьшения весогабарит/ ных характеристик устройства, оно содержит нагревательно-воспламенительный элемент, регулируемый дроссель и перфорированную перегородку, камера взрыва выполнена в виде проточного реактора с теплоизолированными стенками, система управления содержит коммутационно-ста- билизирующий блок, нагревательно-восп- ламенительный элемент установлен внутри проточного реактора и выполнен в виде пространственно-разреженной по объему камеры проволочной спирали, подключенной к коммутационно-стабилизирующему блоку, регулируемый дроссель установлен

0

на выходе из реактора, а перфорированная перегородка отделяет чувствительный элемент датчика давления от внутренней полости камеры взрыва.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что проволочный нагревательно- воспламенительный элемент выполнен из материала с малой каталитической активностью, а его поверхность отравлена каталитическими ядами.

Использование: предупреждение взрывов. Су щность изобретения: размещают в свободном объеме проточного реактора с теплоизолированными стенками, оснащенного датчиком давления, нагревателыю- воспламенительный элемент о виде- пространственно-разреженной проволочной спирали, питание которой осуществляется от управляющего коммутационно- стабилизирующего Блока, Нагревательно- восплзменительный элемент может быть вы- . полнен из материала с малой каталитической активностью, а его поверхность отравлена каталитическими ядами. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.