RU2635127C1 - Device for producing multicomponent gas mixtures (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: device comprises a hydrostatic weighing unit with a measuring vessel filled with metered gas, a test vessel, a reagent metering device and a control system (first and second versions) suspended from a strain gauge located on inside on the measuring tank lid, and a control system (first and second versions). The first version of the device additionally includes a fluid flow meter. During operation of the device according to the first version, the dosed gas is periodically fed into a measuring vessel, inside which a test vessel is suspended to the strain gauge. When metered gas is consumed in the measuring vessel, the pressure is reduced, the weight of gas displaced by test vessel is reduced and its weight is increased. A signal from strain gauge is supplied to control unit, where it is processed together with signal which is supplied from the flow meter in the fluid line, and the generated signal controls the valve supplying metered gas to the fluid line. The operation of the device according to the second version implies dosing of specified quantity control unit into closed volume.

EFFECT: high-precision gas metering.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для получения стандартных образцов газовых смесей на основе инертных и постоянных газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности.The invention relates to devices for producing standard samples of gas mixtures based on inert and constant gases and can be used in various industries.

Известен одоризатор газа [RU 2247332, опубл. 27.02.2005 г., МПК G01F 13/00, G05D 11/02], предназначенный для получения смеси природного газа с парами одоранта, содержащий основную и контрольную емкости с одорантом, дозирующее, расходомерное и вычислительное устройства, при этом дозирующее устройство выполнено в виде электромагнитного пульсатора с обратным клапаном и дозатора сифонного типа, расположенного выше максимального уровня одоранта в основной и контрольной емкостях.Known gas odorizer [RU 2247332, publ. 02/27/2005, IPC G01F 13/00, G05D 11/02], designed to produce a mixture of natural gas with odorant vapors, containing the main and control tanks with an odorant, a dosing, flow meter and computing device, while the dosing device is made in the form electromagnetic pulsator with check valve and siphon type dispenser located above the maximum odorant level in the main and control tanks.

Недостатками известного одоризатора являются низкая точность и невозможность применения для получения стандартных образцов газовых смесей из неконденсируемых газов.The disadvantages of the known odorizer are low accuracy and the inability to use to obtain standard samples of gas mixtures from non-condensable gases.

Наиболее близок к заявляемому изобретению способ одоризации газа [RU 2561977, опубл. 19.09.20015 г., МПК B01F 3/02], осуществляемый с помощью дозирующего устройства, включающего систему управления, испарительный узел в составе расходной (мерной) емкости одоранта, узла испарения и устройства взвешивания (тензодатчика), а также узлы подачи одоранта по числу потоков флюида в составе дозатора одоранта и расходомера газа (флюида).Closest to the claimed invention is a method of odorization of gas [RU 2561977, publ. 09/19/20015, IPC B01F 3/02], carried out using a metering device that includes a control system, an evaporation unit as a part of the expendable (measured) capacity of the odorant, an evaporation unit and a weighing device (strain gauge), as well as units for supplying an odorant by the number fluid flows in the composition of the odorant dispenser and gas flow meter (fluid).

Недостатком данного устройства является невозможность его применения для дозирования газа из-за низкой точности вследствие малого относительного веса газа в мерной емкости в сравнении с взвешиваемым испарительным узлом, а также из-за влияния, оказываемого соединительными трубопроводами.The disadvantage of this device is the impossibility of its use for gas metering due to low accuracy due to the small relative weight of the gas in the measuring tank in comparison with the weighed evaporative assembly, and also because of the influence exerted by the connecting pipelines.

Задачей изобретения является дозирование газа с высокой точностью.The objective of the invention is the dosing of gas with high accuracy.

Техническим результатом является дозирование газов с высокой точностью за счет установки в качестве дозирующего устройства узла гидростатического взвешивания тестовой емкости в объеме дозируемого газа.The technical result is the dosing of gases with high accuracy due to the installation as a dosing device node hydrostatic weighing of the test container in the volume of the dosed gas.

Предложено два варианта устройства.Two device options are proposed.

Указанный технический результат в первом варианте устройства, предназначенном для дозирования газов в поток флюида, достигается тем, что в предлагаемом устройстве, включающем систему управления, мерную емкость реагента, тензодатчик, а также узел подачи реагента в составе дозатора реагента и расходомера флюида, особенность заключается в том, что узел подачи реагента дополнительно оборудован узлами гидростатического взвешивания по числу дозируемых реагентов, при этом узел гидростатического взвешивания представляет собой заполненную дозируемым реагентом мерную емкость с крышкой, изнутри оснащенной тензодатчиком, к которому подвешена тестовая емкость, а реагенты являются газообразными.The specified technical result in the first embodiment of the device, intended for dosing gases into the fluid flow, is achieved by the fact that in the proposed device, which includes a control system, a measured reagent capacity, a strain gauge, as well as a reagent supply unit as part of a reagent dispenser and a fluid flow meter, a feature is the fact that the reagent supply unit is additionally equipped with hydrostatic weighing units according to the number of dosed reagents, while the hydrostatic weighing unit is a filled d With a reagent to be measured, a measuring container with a lid, equipped with a load cell inside, to which a test container is suspended, and the reagents are gaseous.

Второй вариант устройства, предназначенный для дозирования газов в замкнутый объем, отличается отсутствием потока флюида и его расходомера.The second version of the device, designed for dosing gases in a closed volume, is characterized by the absence of a fluid flow and its flow meter.

В качестве дозатора реагента целесообразно установить регулирующий клапан. В качестве остальных элементов, составляющих устройство, могут быть использованы любые элементы соответствующего назначения, известные из уровня техники.It is advisable to install a control valve as a reagent dispenser. As the remaining elements making up the device, any elements of the corresponding purpose known from the prior art can be used.

Оборудование узла подачи реагента узлами гидростатического взвешивания позволяет с высокой точностью дозировать требуемое число газов в каждый поток флюида благодаря небольшому весу тестовой емкости относительно веса дозируемого газа, вытесняемого ею, и отсутствию влияния на взвешивание соединительных трубопроводов. Дозирование газа осуществляют путем непрерывного взвешивания тестовой емкости, вес которой увеличивается при снижении плотности газа в мерной емкости по мере снижения давления. Убыль веса газа рассчитывают по возрастанию веса тестовой емкости, скорректированному на соотношение объема тестовой емкости и свободного объема мерной емкости, а расход газа устанавливают путем расчета производной убыли веса газа по времени и регулирования этой величины в зависимости от расхода флюида. При дозировании газов в замкнутый объем количество дозированной порции газа определяют по убыли веса газа в мерной емкости.The equipment of the reagent supply unit with hydrostatic weighing units allows high-precision metering of the required number of gases in each fluid stream due to the small weight of the test container relative to the weight of the dosed gas displaced by it and the lack of influence on the weighing of the connecting pipelines. Gas dosing is carried out by continuous weighing of the test container, the weight of which increases with decreasing gas density in the measuring tank with decreasing pressure. The decrease in gas weight is calculated by the increase in the weight of the test tank, adjusted for the ratio of the volume of the test tank and the free volume of the measured tank, and the gas flow rate is established by calculating the derivative loss of gas weight over time and adjusting this value depending on the fluid flow. When dosing gases in a closed volume, the amount of the dosed portion of gas is determined by the loss of gas weight in the measured tank.

Предлагаемое устройство показано на фиг. 1 (условно показано дозирование одного газа в одну линию флюида - первый вариант) и фиг. 2 (условно показано дозирование одного газа в один замкнутый объем - второй вариант) и включает узел гидростатического взвешивания 1 с мерной емкостью 2, заполненной дозируемым газом, тестовой емкостью 3, подвешенной к тензодатчику 4, расположенному изнутри на крышке 5 мерной емкости 2, дозатор реагента (клапан) 6 и систему управления 7. Первый вариант устройства дополнительно включает расходомер флюида 8.The proposed device is shown in FIG. 1 (conventionally shows the dosing of one gas in one line of fluid - the first option) and FIG. 2 (dosing of one gas into one closed volume is conventionally shown - the second option) and includes a hydrostatic weighing unit 1 with a measuring container 2 filled with dosed gas, a test container 3 suspended from a load cell 4 located inside the cover 5 of the measuring tank 2, the reagent dispenser (valve) 6 and control system 7. The first embodiment of the device further includes a fluid flow meter 8.

При работе устройства по первому варианту дозируемый газ периодически подают по линии 9 в мерную емкость 2, внутри которой к тензодатчику 4 подвешена тестовая емкость 3. При расходовании дозируемого газа в емкости 2 снижается давление, уменьшается вес газа, вытесняемого емкостью 3, снижается выталкивающая сила, действующая на емкость 3, а ее вес увеличивается. Сигнал от тензодатчика 4 поступает по каналу связи 10 в блок управления 7, где обрабатывается совместно с сигналом, поступающим от расходомера 8 в трубопроводе флюида 11 по каналу связи 12, а сгенерированный сигнал по каналу связи 13 управляет клапаном 6, подающим дозируемый газ по линии 14 в трубопровод 11. Запорно-регулирующая арматура условно не показана. Работа устройства по второму варианту предполагает дозирование заданного блоком управления 7 количества газа по линии 14 в замкнутый объем (условно не показан).During operation of the device according to the first embodiment, the dosed gas is periodically supplied via line 9 to a measured container 2, inside of which a test container 3 is suspended from the load cell 4. When the dosed gas is consumed, the pressure decreases in tank 2, the weight of the gas displaced by tank 3 decreases, the buoyancy force decreases, acting on the tank 3, and its weight increases. The signal from the strain gauge 4 enters through the communication channel 10 to the control unit 7, where it is processed together with the signal from the flowmeter 8 in the fluid pipe 11 through the communication channel 12, and the generated signal through the communication channel 13 controls the valve 6, which supplies dosed gas via line 14 in the pipeline 11. Shut-off and control valves conditionally not shown. The operation of the device according to the second embodiment involves dosing the amount of gas specified by the control unit 7 along line 14 into a closed volume (not shown conditionally).

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивают высокую точность дозирования газа и может быть использовано в промышленности.Thus, the proposed device provides high accuracy dosing of gas and can be used in industry.

Claims (2)

1. Устройство для получения многокомпонентных газовых смесей, включающее систему управления, мерную емкость реагента, тензодатчик, а также узел подачи реагента в составе дозатора реагента и расходомера флюида, отличающееся тем, что узел подачи реагента дополнительно оборудован узлами гидростатического взвешивания по числу дозируемых реагентов, при этом узел гидростатического взвешивания представляет собой заполненную дозируемым реагентом мерную емкость с крышкой, изнутри оснащенной тензодатчиком, к которому подвешена тестовая емкость, а реагенты являются газообразными.1. A device for producing multicomponent gas mixtures, including a control system, a measured reagent capacity, a strain gauge, as well as a reagent supply unit as part of a reagent dispenser and a fluid flow meter, characterized in that the reagent supply unit is additionally equipped with hydrostatic weighing units according to the number of dosed reagents, In this case, the hydrostatic weighing unit is a measuring container filled with a dosed reagent with a lid, inside equipped with a load cell, to which a test container is suspended Th, and the reactants are gaseous. 2. Устройство для получения многокомпонентных газовых смесей, состоящее из системы управления, мерной емкости реагента, тензодатчика, а также дозатора реагента, отличающееся тем, что узел подачи реагента дополнительно оборудован узлами гидростатического взвешивания по числу дозируемых реагентов, при этом узел гидростатического взвешивания представляет собой заполненную дозируемым реагентом мерную емкость с крышкой, изнутри оснащенной тензодатчиком, к которому подвешена тестовая емкость, а реагенты являются газообразными.2. A device for producing multicomponent gas mixtures, consisting of a control system, a measured reagent capacity, a strain gauge, and a reagent dispenser, characterized in that the reagent supply unit is additionally equipped with hydrostatic weighing units according to the number of dosed reagents, while the hydrostatic weighing unit is filled the dosed reagent is a measuring container with a lid, inside equipped with a load cell, to which the test container is suspended, and the reagents are gaseous.

Images