Устройство для контроля взрывоопасности парогазовых смесей

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ЦИ АЛ ИСТИЧ Е С КИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 25/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕИТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4905223/25 (22) 28.01.91 (46) 07,03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Научно-производственное объединение

"Наука" (72) Ю.О.Ладягин (56),Авторское свидетельство СССР

¹ 811127, кл. G 01 N 27/16; 1979 .

Авторское свидетельство СССР

N 877415, кл. G 01 N 25/22, F 23 N 5/02, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЗРЫВООПАСНОСТИ ЦАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к области пожаровзрывобезопасности, а именно к технике контроля содержания взрывоопасных газов и паров в воздухе и может быть использовано для предупреждения взрывов,парогазовых 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 устройствосодержит следующие конструкТивные элементы: нагревательно-воспламенительный элемент в виде пространственно-разреженной по объему камеры взрыва проволочной спирали для быстрого подогрева смеси, переводящего ее из состояния ниже НПВ во взрывоопасное состояние; коммутационно-стабилизирующий Ы 1800346 А1 (57) Использование: предупреждение взрывов. Сущность изобретения: размещают в свободном объеме проточного реактора с теплоизолированными стенками, оснащенного датчиком давления, нагревательновоспламенительный элемент в виде пространственно-разреженной проволочной спирали, питание которой осуществляется от управляющего коммутационностабилизирующего блока, Нагревательновоспламенительный элемент может быть выполнен из материала с малой каталитической активностью, а его поверхность отравлена каталитическими ядами, 1 з,п, ф-лы, 2 ил, блок для программируемого питания нагревательно-воспламенительного 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 увеличения чувствительности устройства целесообразно выполнение нагревательновоспламенительного элемента из материала с малой каталитической активностью

1800346 (меньшей чем у хромо-никелево-железных сплавов), причем его поверхность может быть отравлена каталитическими ядами, удерживающимися на его поверхности в виде соединений и ри температурах до 1000 С.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2.

Устройство (фиг.1) состоит из пробоотбарника 1, нагнетателя контролируемой смеси 2 (например малогабаритного электрического мембранного компрессора с

Ppa6 = 1000 — 5000 Па и Cpat;. = 1„,10 см /с) з камеры взрыва 3, системы сигнализации 4, системы управления 5, и пневматических линий 6,7, Камера взрыва (фиг. 2) состоит из корпуса8 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 электрапроводным центром 14, опирающимся на упор

15, (котарый мажет 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 огнепреграждающей сеткой 19, штуцера для вывода продуктов реакции с огнепреграждающей сеткой

20, и регулируемого дросселя 21, Устройство работает следу ощим образом.

Система управления 5 включает нагнетатепь контролируемой смеси 2, который через пробаотборник 1 засасывает контролируемую смесь и нагнетает ее в камеру взрыва до полного вытеснения из нее остатков предыдущей пробы через проточный драссель 21. Затем система управления выключает 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. Нагревательна-воспламенительный элемент 10 управляется специальным коммутационностабилизирующим устройством, задача которого закл очается 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 канцентрации топлива в воздухе менее 30% от НПВ взрывная реакция не развивается и через заданное время (6 — 10 с) питание нагревательно-воспламенительного элемента отключается. Цикл измерений повторяется через время, определяемое заданием в системе управления (время между измерениями 5-15 мин), Наибольшая чувствительность 30% от

10 НПВ достигается при соблюдении определенных отношений между обьемом камеры взрыва, площадью поверхности нагревательно-воспламенительного элемента, и действующим током на его нагрев. Для таких газов как метан, пропан, бутан и их смесей указанное соотношение лежит в пределах; —,.: —,, = 2,5 — 3,5: 0,5 — 1,5

V, l

20 где Ч см — обьем камеры взрыва; з

S см — площадь поверхности нагрева2 тельно-воспламенительного элемента;

tA — действующее значение тока на нагрев.

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

30 регулируемого дросселя, например на 4 по-. ложения 30% 40%, 50% 60% от НПВ.

При установке предела определения

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

35 60% дроссель имеет максимальное проходное сечение.

При объеме камеры взрыва 50...100 см устройство имеет массу менее 1 кг, что.на порядок меньше массы известного искрово40 ro устройства кОнтроля взрывоопасности парогазовых смесей. Габариты устройства в автомобильном исполнении составляют .1 50х100х100 мм. Формула изобретения

1, Устройстве для контроля взрывоопасности парогазовых смесей, содержащее ка- меру взрыва, снабженную штуцерами с огнепреградителями для ввода пробы контролируемой атмосферы и дпя вывода про50 дуктов реакции, систему всасывания, датчик давления с чувствительным элементом в виде мембраны с жестким электропроводящим центром и электродами, подключенными к системе сигнализации, и

55 систему управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения надежности и экономичности; уменьшения весогабарит, ных характеристик устройства, оно содержит нагревательна-воспламенительный элемент, регулируемый дроссель и перфо1800346

Составитель (О.Ладягин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Заказ 1160 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат ".Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 рированную перегородку, камера взрыва выполнена в виде проточного реактора с теплоизолированными стенками, система управления содержит коммутационно-стабилизирующий блок, нагревательно-воспламенительный элемент установлен внутри проточного реактора и выполнен в виде пространственно-разреженной по объему камеры проволочной спирали, подключенной к коммутационно-стабилизирующему блоку, регулируемый дроссель установлен на выходе из реактора, а перфорированная перегородка отделяет чувствительный элемент датчика давления от внутренней полости камеры взрыва.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что проволочный нагревательновоспламенительный элемент выполнен из материала с малой каталитической активно10 стью, а его поверхность отравлена каталитическими ядами.