Одоризатор модульного типа
Изобретение относится к области газовой промышленности и направлено на обеспечение стабильности работы при повышении надежности одоризатора. Этот результат обеспечивается за счет того, что одоризатор модульного типа содержит одоризационные емкости: хранения, расходную и мерную, насос-дозатор, измеритель расхода одоранта, дыхательный фильтр, датчик-сигнализатор уровня одоранта, разъем-выход на трубопровод с газом, нагнетательную магистраль, узел ввода одоранта в поток газа, блок управления во взрывозащищенном корпусе. Он имеет также датчик вакуума, входящие в измеритель расхода одоранта электромагнитный клапан, датчик дифференциального давления, магистраль разрежения и дренажную магистраль. Магистраль разрежения включает: ввод в расходную емкость, ввод в мерную емкость, датчик вакуума, два запорных элемента трубопровода. Дренажная магистраль имеет три запорных трубопроводных элемента, один из которых соединен с входом насоса-дозатора, второй - с нагнетательной магистралью, третий - с емкостью хранения одоранта. В цепи магистрали питания установлен электромагнитный клапан и запорный элемент, соединенный с мерной емкостью одоранта и датчиком дифференциального давления. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при конструировании устройств для дозированной подачи одоранта в поток газа, транспортируемого по трубопроводу.
Известны одоризаторы и устройства подачи одоранта в поток газа [патенты RU на изобретения № 2271518, 2176782, 2008619, 1706401, авторские свидетельства СССР - SU - на изобретения № 1279660, 1125031, 262090, 219067, патенты RU на полезные модели № 53770, 46092, 32270].
Известен также комплекс одоризации газа «Флоутек-ТМ-Д» Флоуодоризатор [каталог фирмы ООО «ДП УКРГАЗТЕХ», г.Киев, 2005 г., копии информационного материала прилагаются]. Он характеризуется наличием опорного каркаса, горизонтально вытянутых емкостей для одоранта, манометров, трубопроводов, элементов обвязки.
Известен также комплекс одоризации газа «Карат» [каталог фирмы ОАО Факел, Украина, 2005 г., http://www.fakel.ua/ru/products/gts/74/80/, копия информационного материала прилагается]. Он характеризуется наличием монтажной плиты, вертикально вытянутых емкостей для одоранта, насосной системы, манометров, трубопроводов, запорных элементов.
Известен также одоризатор газа [патент на изобретение RU № 2247332]. Он содержит основную и контрольную емкости с одорантом, дозирующее, расходомерное и вычислительное устройства. Отличиями одоризатора газа является то, что дозирующее устройство выполнено в виде электромагнитного пульсатора с обратным клапаном и дозатора сифонного типа, расположенного выше максимального уровня одоранта в основной и контрольной емкостях и состоящего из немагнитного корпуса, внутри которого в верхней части установлен соединенный с электромагнитным пульсатором стакан, через дно которого пропущена трубка, над верхним концом трубки размещен колпак со связанным с ним регулировочным устройством, а в нижней части корпуса на оси установлен двуплечий рычаг, на одном плече которого, расположенном под нижним концом трубки, размещена чашка с отверстием в дне, а на другом плече постоянный магнит, взаимодействующий с магнитоэлектрическим контактом, закрепленным снаружи корпуса и соединенным через вычислительное устройство с электромагнитным пульсатором.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является система одоризации газа [каталог фирмы Lewa Herbert Ott GmbH, Германия, http://www.lewa.de, копия информационных материалов прилагается]. Она содержит сосуд для одоранта на основании, блок контроля в взрывозащищенном корпусе, дыхательный фильтр, пневматический насос-дозатор, измерительную бюретку для контроля за уровнем одоранта в емкости, поддон для сбора утечек. Данная система одоризации газа позволяет осуществлять точное дозирование одоранта в поток газа, но параметры потока одоранта контролируются не в полном объеме.
Задачей заявляемого изобретения является обеспечение стабильности работы при повышении надежности.
Сущность изобретения заключается в том, что одоризатор модульного типа, содержащий одоризационные емкости: хранения, расходную и мерную с нижними и верхними фланцами, соединенные с насосом-дозатором посредством трубопроводов и фитингов, измеритель расхода одоранта, дыхательный фильтр, соединенный с емкостью хранения одоранта, датчик-сигнализатор уровня одоранта, разъем-выход на трубопровод с газом, соединенный посредством нагнетательной магистрали с насосом-дозатором, узел ввода одоранта в поток газа, блок управления во взрывозащищенном корпусе, имеет датчик вакуума; входящие в измеритель расхода одоранта электромагнитный клапан, датчик дифференциального давления с входом избыточного давления и входом разрежения; магистраль разрежения и дренажную магистраль, элементы в которых соединены трубопроводами и фитингами, причем магистраль разрежения включает: ввод в расходную емкость сквозь верхний ее торец, ввод в мерную емкость одоранта сквозь верхний торец последней, вход разрежения датчика дифференциального давления, датчик вакуума, два запорных элемента трубопровода, один из которых соединен с вакуумным насосом, второй - с дыхательной магистралью; дренажная магистраль содержит три запорных трубопроводных элемента, один из которых соединен с входом насоса-дозатора посредством магистрали питания, в цепи которой установлен электромагнитный клапан и запорный элемент, соединенный с вводом мерной емкости одоранта сквозь нижний ее торец и вводом избыточного давления датчика дифференциального давления, второй запорный элемент дренажной магистрали соединен с нагнетательной магистралью, третий запорный элемент дренажной магистрали соединен с емкостью хранения одоранта.
Кроме того, заявляется одоризатор с вышеназванными признаками, содержащий датчик давления одоранта.
Заявляется также одоризатор с вышеназванными признаками, в котором электропривод насоса-дозатора выполнен асинхронного типа и имеет датчик числа ходов, связанный с контроллером блока управления посредством элементов взрывозащиты и дискретного ввода-вывода.
Заявляется также одоризатор с вышеназванными признаками, который имеет в нижней части расходной емкости фильтр тонкой очистки одоранта, имеющий фланцевое соединение с расходной емкостью.
Заявляется также одоризатор с вышеназванными признаками, в котором одоризационная емкость выполнена с возможностью автономного расположения за пределом модуля одоризатора.
Технический результат данного изобретения заключается в обеспечении стабильности при повышении надежности за счет введения ряда названых узлов, магистралей, датчиков в заявляемую схему одоризатора. Данные технические приемы позволяют разделить контроль за работой схемы на ряд участков, каждый из которых обеспечивает снятие информации с соответствующих датчиков, которые присутствуют в заявляемой схеме, но отсутствуют в схеме наиболее близкого и ряда других аналогов. Насыщенность заявленного одоризатора таким количеством датчиков упрощает при необходимости диагностирование неисправностей в той или иной части схемы, делает возможным срочный ремонт и его упрощение. Все изложенное выше способствует стабильности и надежности работы одоризатора, являющегося в обычном исполнении устройством повышенного риска в плане экологической безопасности. Длительный поиск дефекта при выходе из строя одоризатора делает опасной для жизни работу персонала по ремонту и восстановлению работоспособности.
Одоризатор модульного типа поясняется с помощью чертежа, на котором представлена общая схема одоризатора.
Позициями 1-39 обозначены:
1. корпус;
2. емкость хранения;
3. емкость расходная;
4. фильтр тонкой очистки;
5. емкость мерная;
6. дыхательный фильтр;
7. насос-дозатор;
8. вакуумный насос;
9. измеритель расхода одоранта;
10. электромагнитный клапан;
11. датчик дифференциального давления;
12. датчик числа ходов;
13. датчик давления одоранта;
14. датчик вакуума;
15. датчик-сигнализатор уровня одоранта;
16. элементы индикации режима работы;
17. разъем-выход на трубопровод с газом;
18. узел ввода одоранта;
19. нагрузочный клапан;
20. отсечной клапан;
21. форсунка;
22. датчик расхода газа;
23. блок управления;
24. элементы взрывозащиты;
25. блок питания;
26. контроллер;
27. дисплей;
28. элементы аналогового ввода;
29. элементы дискретного ввода-вывода;
30. автоматические выключатели;
31-39. запорные элементы.
Одоризатор модульного типа включает вышеназванные функциональные механизмы и узлы, объединенные внутри корпуса 1, и блок управления 23 во взрывозащищенном корпусе. Одоризатор содержит одоризационные емкости: хранения 2, расходную 3 и мерную 5. Две последние выполнены с нижними и верхними фланцами, соединенные с насосом-дозатором 7 посредством трубопроводов и фитингов. Емкость хранения 2 одоранта выполнена с возможностью автономного расположения за пределом модуля одоризатора. Это является отличием. В него также включены измеритель расхода одоранта 9, дыхательный фильтр 6, соединенный с емкостью хранения 2 одоранта, датчик-сигнализатор уровня 15 одоранта, разъем-выход на трубопровод с газом, соединенный посредством нагнетательной магистрали с насосом-дозатором 7, узел ввода 18 одоранта в поток газа. Отличиями заявляемого одоризатора от наиболее близкого аналога является то, что он имеет датчик давления 13 одоранта, датчик вакуума 14, магистраль разрежения и дренажную магистраль, элементы в которых соединены трубопроводами и фитингами, входящие в измеритель расхода одоранта электромагнитный клапан 10, датчик дифференциального давления 11 с входом избыточного давления и входом разрежения. Магистраль разрежения включает: ввод в расходную емкость 3 сквозь верхний ее торец, ввод в мерную емкость 5 одоранта сквозь верхний торец последней, вход разрежения датчика дифференциального давления 11, датчик вакуума 14, два запорных элемента 33, 34 трубопровода, один из которых соединен с вакуумным насосом, второй - с дыхательной магистралью. Дренажная магистраль содержит три запорных трубопроводных элемента 37, 38 и 39, один из которых соединен через запорный элемент 31 с входом насоса-дозатора 7 посредством магистрали питания, второй запорный элемент - с нагнетательной магистралью через запорный элемент 32, третий запорный элемент - с емкостью хранения одоранта. В цепи магистрали питания установлен электромагнитный клапан 10 и запорные элементы 35 и 36, соединенный с вводом мерной 5 емкости одоранта сквозь нижний ее торец и вводом избыточного давления датчика дифференциального давления 11. Электропривод насоса-дозатора 7 выполнен асинхронного типа и имеет датчик числа ходов 12, связанный с контроллером 26 блока управления 23 посредством элементов взрывозащиты 24 и элементов дискретного ввода-вывода 29. В одоризатор также включен расположенный в нижней части расходной 3 емкости фильтр тонкой очистки одоранта 4, имеющий с ней фланцевое соединение.
Одоризатор модульного типа работает следующим образом.
Включение одоризатора происходит подачей питания на блок управления 23. Первой операцией является заправка расходной 3 емкости. Перед заправкой горит элемент индикации 16, соответствующий аварийной ситуации (индикатор красного цвета), и выводится соответствующее этой ситуации сообщение на дисплее 27. Заправка расходной 3 емкости происходит с помощью вакуумного насоса 8, который создает разрежение в расходной 3 емкости, необходимое для подъема одоранта из емкости хранения 2 одоранта. Уровень одоранта при заполнении анализируется контроллером 26 блока управления 23 по сигналу датчика-сигнализатора уровня 15, с которым он соединен через элементы взрывозащиты 24 и элементы аналогового ввода 28 и дискретного ввода-вывода 29, причем сигналы минимального и максимального уровней поступают на входы элемента дискретного ввода-вывода 29, а сигнал, пропорциональный текущему уровню одоранта, на вход элемента аналогового ввода 28. После получения сигнала минимального уровня контроллер 26 выключает элемент индикации 16, сигнализирующий об аварийной ситуации (индикатор красного цвета) и выводит сообщение на дисплей 27 о минимальном уровне одоранта, а затем ждет совпадения величины сигнала, пропорционального текущему уровню одоранта, с заданным оптимальным значением, записанным в памяти контроллера 26. При совпадении контроллер 26 включает элемент индикации 16 (индикатор зеленого цвета), и выводит сообщение на дисплей 27 о готовности установки к работе. В случае перелива расходной 3 емкости появляется сигнал максимального уровня, контроллер 26 включает элемент индикации 16, сигнализирующий об аварийной ситуации (индикатор красного цвета) и выключает элемент индикации 16, сигнализирующий о готовности установки к работе (индикатор зеленого цвета), на дисплей 27 выводится сообщение, соответствующее этой ситуации. После нормально проведенной заправки контроллер 26 ждет сигнала от датчика расхода газа 22, при его поступлении контроллер 26 формирует команду включения насоса-дозатора 7. В процессе дозирования одоранта контроллер 26 постоянно анализирует сигналы от датчиков вакуума 14, давления одоранта 13, датчика дифференциального давления 11, измерителя расхода одоранта, датчика расхода газа 22, сигналы от которых через элементы взрывозащиты 24 поступают на входы элементов аналогового ввода 28 и датчика числа ходов 12, сигнал от которого приходит на вход элементов дискретного ввода-вывода 29. При выходе любого из сигналов датчиков из заданных пределов контроллер 26 и формирует предупреждающее сообщение на экране дисплея 27 блока управления 23, а также включает элемент аварийной индикации и прерывает процесс дозирования, если данная аварийная ситуация является фатальной (например, закончился одорант в емкости хранения).
Измеритель расхода одоранта работает следующим образом.
Датчик дифференциального давления 11 контролирует высоту столба одоранта в мерной 5 емкости. В процессе дозирования контроллер 26 периодически включает электромагнитный клапан 10, отсекающий расходную 3 емкость. В этом случае насос-дозатор 7 начинает расходовать одорант из мерной 5 емкости. При достижении заданного нижнего уровня контроллер 26 выключает электромагнитный клапан 10, мерная 5 емкость вновь наполняется одорантом. Число ходов, посчитанное контроллером 26 по сигналам с датчика числа ходов 12 за период опорожнения мерной 5 емкости, позволяет вычислить величину дозы одоранта, выдаваемую насосом-дозатором 7 за один ход, и суммарный расход одоранта за весь период дозирования. Величина дозируемого одоранта сопоставляется с расходом газа для точного поддержания заданной пропорции. Расход газа пересчитывается контроллером 26 из сигнала, получаемого от датчика расхода газа 22. Регулирование по заданной пропорции происходит либо регулировкой длины хода насоса-дозатора 7, либо его периодической остановкой на рассчитанное контроллером 26 время.
Пример: Описанный одоризатор модульного типа является апробируемым устройством организации-заявителя, успешно зарекомендовавшим себя в экстремальных условиях эксплуатации во время испытаний. Готовится в качестве опытного образца и экспоната на выставки с целью выяснения спроса и потенциального объема выпуска.
1. Одоризатор модульного типа, содержащий одоризационные емкости: хранения, расходную и мерную с нижними и верхними фланцами, соединенные с насосом-дозатором посредством трубопроводов и фитингов, измеритель расхода одоранта, дыхательный фильтр, соединенный с емкостью хранения одоранта, датчик-сигнализатор уровня одоранта, разъем-выход на трубопровод с газом, соединенный посредством нагнетательной магистрали с насосом-дозатором, узел ввода одоранта в поток газа, блок управления во взрывозащищенном корпусе, отличающийся тем, что он имеет датчик вакуума; входящие в измеритель расхода одоранта электромагнитный клапан, датчик дифференциального давления с входом избыточного давления и входом разрежения; магистраль разрежения и дренажную магистраль, элементы в которых соединены трубопроводами и фитингами, причем магистраль разрежения включает: ввод в расходную емкость сквозь верхний ее торец, ввод в мерную емкость одоранта сквозь верхний торец последней, вход разрежения датчика дифференциального давления, датчик вакуума, два запорных элемента трубопровода, один из которых соединен с вакуумным насосом, второй - с дыхательной магистралью; дренажная магистраль содержит три запорных трубопроводных элемента, один из которых соединен с входом насоса-дозатора посредством магистрали питания, в цепи которой установлен электромагнитный клапан и запорный элемент, соединенный с вводом мерной емкости одоранта сквозь нижний ее торец и вводом избыточного давления датчика дифференциального давления, второй запорный элемент дренажной магистрали соединен с нагнетательной магистралью, третий запорный элемент дренажной магистрали соединен с емкостью хранения одоранта.
2. Одоризатор по п.1, отличающийся тем, что он имеет датчик давления одоранта.
3. Одоризатор по п.1, отличающийся тем, что электропривод насоса-дозатора выполнен асинхронного типа и имеет датчик числа ходов, связанный с контроллером блока управления посредством элементов взрывозащиты и дискретного ввода-вывода.
4. Одоризатор по п.1, отличающийся тем, что в нижней части расходной емкости выполнен фильтр тонкой очистки одоранта, имеющий фланцевое соединение с расходной емкостью.
5. Одоризатор по п.1, отличающийся тем, что емкость хранения одоранта выполнена с возможностью автономного расположения.
6. Одоризатор по п.5, отличающийся тем, что емкость хранения одоранта выполнена с возможностью расположения за пределом модуля одоризатора.
