Клапанний одоризатор газу

Реферат: Винахід належить до газозмішувальних пристроїв, зокрема для одоризації газу перед його подачею споживачам. Клапанний одоризатор газу складається із витратної ємності з одорантом, сполученого з ємкістю ежектора одоризації і влаштованого з ежектора над одорантом цієї ємності патрубка, в отворі якого розміщений рухомий з ежектора в ємкість і зворотно регулятор подачі і відбору через цей же отвір газових потоків, а також накопичувальної ємності, з якої в витратну ємкість подається одорант, сам регулятор виконаний в вигляді запірного ззовні до отвору патрубка і наскрізного всередині через цей же отвір трубчатого клапанного штока. Одним із варіантів клапанного одоризатора передбачено, що між витратною і накопичувальною ємкостями влаштований крапельний дозатор, через який з накопичувальної в витратну ємкість краплями подається одорант. Поряд з цим, в одному із варіантів клапанного одоризатора передбачено, що витратна ємкість обладнана терморегулюючою камерою, яка виконана всередині з транзитним пропусканням через неї газу і влаштована, наприклад, в основі ємності між її подвійним дном. Також варіантом конструкції передбачено, що терморегулююча камера виконана поверх витратної ємності і влаштована всередині розміщеного з інтервалом до цієї ємності камерного кожуха. Ще одним варіантом клапанного одоризатора передбачено, що терморегулююча камера сполучена з ежектором одоризації, а газ в ежектор подається після його транзитного проходження через саму терморегулюючу камеру. UA 102143 C2 (12) UA 102143 C2 Досягається покращення процесу одоризації газу, контролю та якості роботи установки одоризації в цілому. UA 102143 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до газозмішувальних пристроїв, зокрема для одоризації газу перед його використанням споживачами. Відомий ежекторний одоризатор газу, який складається із витратної ємності з одорантом і розташованого в цій ємності ежектора одоризації з наскрізним трубчатим патрубком відбору з неї одоранту (Патент США US 2261590 A (STANDART OIL COMPANY OF CALIFORNIA) Nov. 4, 1941). Недоліком даного пристрою є складність конструкції і регулювання процесу одоризації газу. Відомий ежекторний одоризатор газу, який складається із витратної ємності з одорантом, сполученого з цією ємністю ежектора одоризації та його наскрізного трубчатого патрубка, для подачі в ємність газу і відбору з цієї ж ємності парів одоранту, а також розміщеного всередині патрубка і рухомого з ежектора до середини цієї ємності пластинчатого регулятора розподілення газових потоків та системи подачі одоранту в витратну ємність з накопичувальної ємності одоризотора ( Патент UA №85753 С2, КЛ. B01F3/04, Бюл. №4, 2009 p.). Недоліком даного пристрою є те, що регулятор розподілення газових потоків не забезпечує регулювання залежності руху потоків одорованої суміші газу і самого газу всередині патрубка з прямим транзитним потоком газу, який проходить через ежектор, оскільки при будь-якому положенні цього регулятора по довжині патрубка потоки газу і його одорованої суміші, які проходять через патрубок, мають незмінне об'ємне співвідношення до об'єму транзитного потоку, а постійна відкритість по обидва боки від пластини регулятора кожного із наскрізних коридорів в патрубку, взагалі не дозволяє оптимізувати подачу газу з ежектора в витратну ємність і вихід одорованої суміші з витратної ємності в ежектор, і відповідно, оптимізувати сам процес одоризації газу. Окрім цього, при такому виконанні установки досить складно тільки по показниках рівня одоранту в витратній ємності і без додаткових вимірювальних пристроїв проконтролювати кількість поданого в ємність одоранту і відповідно ступінь спрацювання цього одоранту в ємності при малих і над малих відборах газу споживачами та мінімальних об'ємах проходження газу через одоризатор із за малої величини об'єму спрацьованого одоранту, що змушує додатково залучати, наприклад на малопотужних і малорентабельних ГРС, кваліфікаційний персонал та автоматику. В основу винаходу поставлено задачу покращення процесу одоризації газу, контролю та якості роботи одоризаційної установки в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в клапанному одоризаторі газу, який складається із витратної ємності з одорантом, сполученого з ємністю ежектора одоризації і влаштованого з ежектора над одорантом цієї ємності патрубка, в отворі якого розміщений рухомий з ежектора в ємність і зворотно регулятор подачі і відбору через цей же отвір газових потоків, а також накопичувальної ємності, з якої в витратну ємність подається одорант, сам регулятор виконаний в вигляді запірного ззовні до отвору патрубка і наскрізного всередині через цей же отвір трубчатого клапанного штока. На фіг. 1 - схематично відображено запропонований клапанний одоризатор, вид збоку; на фіг. 2 - те ж саме, при відсутності накопичувальної ємності, вид зверху; на фіг. 3, те ж саме, при подачі одоранту з накопичувальної в витратну ємність через розташований між ними крапельний дозатор, вид збоку; на фіг. 4, те ж саме, при обладнанні витратної ємності між її подвійним дном терморегулюючої камери, вид збоку; на фіг. 3, те ж саме, при виконанні терморегулюючої камери поверх витратної ємності, вид збоку; на фіг. 6, те ж саме, при сполученні терморегулюючої камери з ежектором одоризації і подачі з цієї камери в нього газу, вид зверху. Клапанний одоризатор газу складається із витратної ємності 1 з одорантом 2, сполученого з ємністю 1 ежектора 3 і розміщеного над одорантом 2 ємності 1 отвору 4 патрубка 5, всередині якого проходить рухомий з ежектора 3 в ємність 1 і зворотно запірний до отвору 4 і наскрізний всередині через цей же отвір 4 трубчатий клапанний шток 6 регулятора розподілення газових потоків 7 та 8, а також накопичувальної ємності 9, з якої одорант 10 через з'єднувальну трубу 11 та клапан 12 подається в одорант 2 ємності 1. Клапанний одоризатор газу працює наступним шляхом: Після наповнення з накопичувальної ємності 9 одорантом 10 через з'єднувальну трубу 11 та клапан 12 одоранту 2 в витратній ємності 1 та стабілізації одоранту 2 в цій ємності, одоризатор готовий до початку проведення робочого процесу одоризації. В подальшому газ з плюсової камери магістральної труби по вхідному патрубку 13 подається в вхідну камеру 14 ежектора 3, де розділюється на окремі потоки, один із яких 7 через отвір 4 патрубка 5 і поміж шток 6 проходить в ємність 1 над рівнем її одоранту 2, в якій насичується парами цього одоранту в вигляді суміші 15, а другий, транзитний потік 16 цього газу 1 UA 102143 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 оминає потовщену частину штоку 6 в ежекторі 3, входить в його вихідну камеру 17 і виходить з неї в вихідний патрубок 18, який сполучений з мінусовою камерою магістральної труби. Частина потоку 7 газу, яка через отвір 4 поміж шток 6 входить в витратну ємність 1 з одорантом 2 і утворює з парами одоранту 2 суміш 15, виходить спочатку через наскрізну внутрішню порожнину 19 штока 6 зворотним потоком 8, а потім через отвір 20 в цьому ж штоку в вихідну камеру 17 ежектора 3 і в подальшому в вихідний патрубок 18, де змішується з транзитним потоком 16 газу і в сумі з ним виходить в мінусову камеру магістральної труби в виді газоодорованої суміші, яка при її наступному змішуванні з газом в магістральній трубі забезпечує необхідний ступінь одоризації цього газу, фіг. 1, 2 . Оскільки шток 6, при прямому і зворотному його руху в сторону витратної ємкості 1, має можливість регулювати і запирати ззовні своєю клапанною частиною 21, яка обернена до отвору 4 патрубка 5, зазору, між цією клапанною частиною 21 і краями отвору 4, то тим самим забезпечується пряме регулювання ходом штока, - подачі об'єму потоку 7 газу в витратну ємкість 1, відповідно інтенсивності здуву парів одоранту цим потоком в ємкості 1, та відповідно виходу одорованої суміші 15 потоком 8 через внутрішню наскрізну порожнину 19 і отвір 20 штока 6 в камеру 17 ежектора і в подальшому в магістральну трубу, що відповідно забезпечує регулювання самим ходом штоку всього процесу одоризації та ступені одоризації в цілому, при будь-яких режимах проходження газу через магістральну трубу, сам одоризатор та відбору газу споживачами. З метою покращення контролю роботи одоризаційної установки та спрощення самої конструкції, між витратною 1 і накопичувальною ємностями 9 влаштований крапельний дозатор 22, через який з накопичувальної ємності 9 і вентиль 23 в витратну ємність 1 краплями 24 подається одорант 10, фіг. 3. При такому виконанні пристрою, одорант 10 з накопичувальної ємності 9 в витратну ємність 1 подається краплями 24 через дозатор 22, який регулюється вентилем 23 і який сполучений з'єднувальною трубою 11 з ємністю 9, де накопичується в ємності 1 до певного об'єму у вигляді одоранту 2 до його рівня 25, котрий коливається в цій же ємності між мінімальним і максимальним його положенням. При цьому, знаючи середньостатистичну добову витрату газу в магістральній трубі і відповідно середньостатистичну добову витрату одоранту, який спрацьовується в витратній ємності для одоризації цього газу, дозатором 22 подається постійна середньостатистична, на добову витрату газу, кількість крапель 24 одоранту 10, якими накопичується необхідний об'єм одоранту 2 в витратній ємкості 1 в межах min - max. Такий процес забезпечує те, що, з однієї сторони, досягається вимір точної і візуально контрольованої кількості крапель 24 одоранту, який необхідно подати в витратну ємність для одоризації певного об'єму газу, а з другої сторони, дотримується умова, що при найменшому відборі споживачами газу з магістральної труби і відповідно найменшому спрацюванні одоранту в витратній ємності, наприклад в денний або нічний час, одорант 2 в витратній ємності 1, при середньостатистичному його надходженні через дозатор 22, накопичується в цій ємності 1 до max рівня, а в ранковий чи вечірній час, при найбільшому відборі газу споживачами і відповідно найбільшому здуву одоранту 2 в витратній ємності 1, газ починає одоруватись спочатку при max рівні одоранту в ємності, який плавно і поступово понижується при спрацьовані цього одоранту до його min рівня, на кінець періоду максимального відбору газу. При цьому важливо, що саме на період найбільшого споживання газу рівень 25 одоранту в витратній ємності 1 найбільш наближений до наскрізного отвору 4 патрубка 5, що в найбільшому ступені забезпечує здув газом парів одоранту з його поверхні і відповідно ступені одоризації цього газу, а в період найменшого споживання газу, одорант 2 в витратній ємності 1 має найменший рівень і цей рівень найменш наближений до наскрізного отвору 4 патрубка 5, що забезпечує найменший здув газом парів одоранту з його поверхні. Тобто, при такому виконанні, забезпечується синхронізація режиму між: об'ємом газу, що відбирається споживачами, - рівнем одоранту в витратній ємності, - об'ємом здутих газом парів одоранту в витратній ємності, і відповідно, синхронізації ступеня одоризації цього газу. З ціллю покращення якості роботи одоризаційної установки, витратна ємність 1 обладнана терморегулюючою камерою 26, яка виконана всередині з транзитним пропусканням через неї газу і влаштована, наприклад, в основі ємності 1 між її подвійним дном 27, фіг. 4. При такому виконанні одоризаційної установки забезпечується покращення її роботи при зміні температур навколишнього середовища, оскільки терморегулююча камера 26, температуру в якій визначає температура транзитного через неї з плюсової в мінусову камери магістральної труби потоку газу, змінює собою температуру витратної ємності 1 і відповідно 2 UA 102143 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 температуру наявного в ній одоранту 2, що відповідно впливає на процес пароутворення цього одоранту. Тобто терморегулююча камера 26 виконує функції стабілізатора, в якому при транзитному проходженні через нього з вхідного 28 у вихідний 29 байпаси газу, які з'єднані відповідно з плюсовою і мінусовою камерами магістральної труби, в період понижених температур навколишнього середовища, наприклад в зимовий період, витратна ємність 1 і наявний в ній одорант 2 газом підігрівається, а в період підвищених температур навколишнього середовища, наприклад в літній період, витратна ємність 1 і наявний в ній одорант 2 газом охолоджується. Такий процес приводить до вирівнювання температур одоранту 2 в ємності 1, відповідно вирівнювання інтенсивності пароутворення цього одоранту 2 і відповідно вирівнювання інтенсивності насичення суміші 15 парами цього одоранту, що в кінцевому результаті вирівнює процес одоризації газу в цілому. З ціллю покращення якості роботи одоризаційної установки в екстремальних температурних умовах, наприклад в різкоконтинентальних кліматичних зонах і умовах різких температурних змін навколишнього середовища в добовому періоді, терморегулююча камера 26 виконана поверх витратної ємності 1 і влаштована всередині розміщеного з інтервалом до цієї ємності 1 камерного кожуха 27, фіг. 5. Така конструкція одоризаційної установки дозволяє забезпечити найбільш повну стабілізацію транзитним потоком газу в терморегулюючі камері температури витратної ємності 1 та її одоранту 2, що в найбільш повній мірі вирівнює процес пароутворення цього одоранту і насичення його парами газу в суміш 15, оскільки витратна ємність 1 повністю закрита від навколишнього середовища камерою 26, в якій процес термообміну між транзитним в ній потоком газу і витратною ємністю проходить всеоб'ємно по всій зовнішній площині цієї ємності. З ціллю спрощення одоризаційної установки, терморегулююча камера 26 сполучена з ежектором одоризації 3, а газ в ежектор 3 подається після його транзитного проходження через саму терморегулюючу камеру, фіг. 6. При такому варіанті установки досягається оптимальне її виконання в конструктивному виді, оскільки, з однієї сторони, відпадає необхідність в роздільній подачі газу окремими потоками, одним в вхідну камеру 14 ежектора 3, а другим в терморегулюючу камеру 26, що спрощує систему проходження газу в одоризаторі, а з іншої сторони, досягається додаткове вирівнювання температурного режиму між витратною ємністю 1 та наявного в ній одоранту 2 з температурним режимом потоку 7 газу, який подається в витратну ємність для утворення газоодорованої суміші 15, так як транзитний потік газу на виході його з терморегулюючої камери і потік 7 газу, який подається через отвір 4 в витратну ємність 1, мають найбільш близькі між собою температурні значення. Тобто досягається умова, коли температурний режим одоранту 2 в витратній ємності 1, інтенсивність температурного пароутворення цього одоранту 2 та температурний режим потоку 7 газу, який насичується в газоодоровану суміш 15, яка в подальшому виконує процес одоризації газу в магістральній трубі, проходить в найбільш близьких, між ними, температурних параметрах, вирівнюючи при цьому весь технологічний процес одоризації, незалежно від умов і зон використання одоризаційної установки. При цьому слід відзначити, що таку установку одоризації доцільно використовувати для ГРС з малими та надмалими об'ємами відбору газу споживачами, а також в віддалених і важкодоступних регіонах, де не рентабельно залучати для обслуговування установок одоризації на постійній основі кваліфікований персонал. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Клапанний одоризатор газу, який складається із витратної ємності з одорантом, сполученої з ємністю ежектора одоризації, який виконаний зі зверненим в ємність над одорантом патрубком, в отворі якого розміщений рухомий з ежектора в ємність і зворотно регулятор подачі і відбору через цей же отвір газових потоків, а також накопичувальної ємності, з якої в витратну ємність подається одорант, який відрізняється тим, що регулятор виконаний як трубчатий клапанний шток, встановлений з можливістю запирання своєю клапанною частиною зазору між штоком і краями отвору патрубка, наскрізна порожнина якого сполучає витратну ємність з ємністю ежектора одоризації. 2. Клапанний одоризатор газу за п. 1, який відрізняється тим, що між витратною і накопичувальною ємностями влаштований крапельний дозатор, через який з накопичувальної в витратну ємність краплями подається одорант. 3 UA 102143 C2 5 3. Клапанний одоризатор газу за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що витратна ємність обладнана терморегулюючою камерою, яка виконана всередині ємності з транзитним пропусканням через неї газу і влаштована в основі ємності між її подвійним дном. 4. Клапанний одоризатор газу за п. 3, який відрізняється тим, що додатково містить терморегулюючу камеру, виконану поверх витратної ємності і влаштовану всередині розміщеного з зазором до цієї ємності камерного кожуха. 5. Клапанний одоризатор газу за п. 3 або п. 4, який відрізняється тим, що камера сполучена з ежектором одоризації, а газ в ежектор подається після його транзитного проходження через саму терморегулюючу камеру. 4 UA 102143 C2 5 UA 102143 C2 6 UA 102143 C2 7 UA 102143 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8