(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЗРЫВООПАСНОСТИ ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
Изобретение относитс к приборам дл контрол взрывоопасности парогазовых смесей в отрасл х промышленное ти и транспорта, осуществл ющих добы чу, производство, переработку, хранение , сбыт и транспортировку газообразных и жидких горючих, например, в химических, нефтехимических, нефте перерабатывающих, газовых, теплоэнергетических производствах, на мор ском нефтеналивном транспорте и т.п. Известны устройства дли контрол взрывоопасности, основанные на принципе сжигани горючих газов на катализаторе l. Недостатком этих устройств вл ет с недостаточна точность, обусловленна отравлением химическими элементами катализатора. Наиболее блиёким к предлагаемому вл етс устройство дл контрол взрывоопасности парогазовых смесей, содержащее камеру взрыва, снабженную вводом пробы контролируемой смеси и обогащающего газа и выводом сме си газов, побудитель расхода газа, стабилизатор расхода обогащающего га за, датчик давлени с чувствительным элементом в виде мембраны с жестким электропровод щим центром и двух электродов, подключенных к измерительному прибору, генератор искры переменного тока, высоковольтные обмотки которого подсоединены к электродам, и систему управлени C2J. Недостатком устройства вл етс низка надежность при контроле парогазовых смесей, давление и температура которых подвержены знау1ительным колебани м. Цель изобретени - повышение надежности устройства. Указанна цель достигаетс тем, что устройство дополнительно содержит стабилизатор расхода инертного газа и сравнительную камеру, отделенную от камеры взрыва посредством мембраны датчик i давлени и снабженную автономными вводом пробы контролируемой смеси и инертного газа и выводом смеси газов, при этом датчик, давлени выполнен по дифференциальнотрансформаторной схеме. На чертеже изображена схема устройства дл контрол взрывоопасности парогазовых смесей. Устройство содержит камеру 1 взрыва , снабженную вводом пробы контролируемой смеси и обогащающего газа 2, и выводом 3 смеси газов, побудитель 4 расхода газа, стабилизатор 5 расхода газа, огнепреградйтель б и дроссель 7, сто щие на линии сброса смеси газов и подключенные через .обратный клапан 8 к выводу 3 смеси газов. К вводу пробы контролируемой смеси и обогащающего газа 2 через об ратный клапан 9 подключены лини , обо гащающего горючего газа, содержаща электромагнитный запорный клапан 10, стабилизатор 11 расхода и огнепрегра дйтель 12, лини обогащающего газаокислител , содержаща электромагнитный запорный клапан 13, стабилизатор 14 расхода и огнепреградйтель 15. К обратному клапану 9 через дрос сель 16 присоединена лини контролируемой смеси, содержаща фильтр 17 механических примесей и огнепреградйтель 18. Лини контролируемой смеси подключена к контролируемому технологическому аппарату 19. На участке линии контролируемой смеси между огнепреградителем 18 и фильтром 17 механических примесей ус тановлены термопара 20 и импульсна трубка 21 дл измерени давлени , пр соединенные к блоку 23 корректирова ни расходов обогащающих газов, св занному со стабилизаторами 11 и 14 расхода. Сравнительна камера 23 устройст ва дл контрол взрывоопасности паро газовых смесей отделена от камеры 1 взрыва посредством гибкой мембраны 24 с жестким электропровод щим центром 25. Сравнительна камера имеет автономный ввод 26 пробы контролируемой смеси и инертного газа и вывод 27 смеси газов. К вводу 26 пробы контролируемой смеси и инертного газа через обратный клапан 28 подсоедине на лини обогащающего инертного газа , содержаща электромагнитный запорный клапан 29, стабилизатор 30 р хода инертного газа и огнепреградйтель 31. К обратному клапану 28 через дроссель 32 присоединена лини контролируемой смеси. Вывод 27 смес газов через обратный клапан 33 прис динен к линии сброса, смеси газов. Датчик давлени выполнен по дифференциально-трансформаторной схеме и содержит мембрану 24 с жестким электропровод щим центром 25, расположенную между камерой 1 взрыва и сравнительной камерой 23, электрод 34, расположенный в камере взрыва, и электрод 35, расположенный в срав нительной камере. Электроды 34 и 35 подключены к двум крайним выводам высоковольтной обмотки зажигани трансформатора 36, а между средним выводом и электропровод щим центром 25 мембраны 24 включена первична о мотка измерительного трансформатора 37. Вторична обмотка измерительног ззрансформатора включена на вход фазочувствительного демодул тора 38, выходу которого подключен измериельный и регистрирующий прибор 39 система 40 управлени . Первична обмотка трансформатора 36 присоединена к генератору 41 искы переменного тока, вход которого оединен с задатчиком 42 импульсов. адатчик импульсов соединен с систеой 40 управлени , имеющей информаионные световые и звуковые канаы 43 и управл ющие каналы 44. : При необходимости часть элементов устройства дл контрол взрывоопасности газовых смесей может быть ггомещена в общую с технологическим аппаратом термоизол цию 45. Устройство дл контрол взрывоопасности парогазовых смесей работает следующим образом. Побудитель 4 расхода непрерывно просасывает через камеры 1 и 23 пробу контролируемой смеси из технологического аппарата 19. Стабилизатор 5 расхода поддерживает расход пробы посто нным. Поток пробы, проход щий через камеру 1 взрыва, обогащаетс взрывоопасной смесью горючего и окислител . Поток пробы, проход щий через сравнительную камеру 23, обогащаетс инертным газом. Стабилизаци расходов обогащающих газов осуществл етс с помощью стабилизаторов 11, 14 и 30. Дроссели 16 и 32 малого сопротивлени обеспечивают необходимое распределение потока контролируемой пробы между камерами, Задатчик 42 импульсов вырабатывает периодические импульсы электрического тока, длительностью 1-2 с через интервал, не меньший, чем врем полного обмена смеси в камерах, например через 30 с. Эти импульсы управл ют генератором 41 искры, который создает электрический разр д переменного тока, длительностью 12 с, между электродами 34 и 35. Ток разр да протекает по цепи: левый крайний , вывод высоковольтной обмотки трансформатора 36, электрод 34, газовый промежуток между электродом 34 и электропровод щим центром 25 непосредственно центр 25, газовый промежуток между электропровод щим центром 25 и электродом 35, электрод 35, правый крайний вывод высоковольтной обмотки. как искровые промежутки между каждым из электродов и электропровод щим центром одинаковы, а камбфы равны между собой по объему, то и толчки давлени в камерах, вызываемые тепловым и акустическим действием искровых разр дов, одинаковы , что не приводит к смещению мембраны 24. Изменение давлени контролируемой технологической смеси, неравномерна работа побудител расходе и т.п. также одинаково скажутс на давлени х в полукамерах. Таким образом исключаютс ложные сраб тывани датчика давлени , систепа 4 управлени при этом выдает сигнал 0-норма. Однако если довзрывные концентра ции компонентов в контролируемой смеси таковы, что обогащение пробы взрывоопасной смесью в камере взрыв дрводит ее до предела взрываемости, происходит взрыв смеси в камере 1 о очередной искры. Взрыва смеси в сра нительной камере не происходит, так как в ней довзрывные концентрации разбавл ютс инертным газом.Давлени взрыва закрывает обратные клапаны 9 и 33 (частично продукты сгорани выйдут через клапан 8 и линию сброcaj и вызывает смещение мембраны вправо. Это приводит к увеличению длины искры между электродом 34 и центром 25 и к уменьшению длины иск ры между центром 25 и электродом 35 Происходит нарушение баланса искровой дифференциально-трансформаторно мостовой схемы, в результате чего на вторичной обмотке понижающего трансформатора 37 по вл етс переме ное напр жение пор дка нескольких вольт. Это напр жение выпр мл етс фазочувствительным демодул тором 38, на измерительный прибор 39 и си тему 40 управлени поступает напр жение , величина и пол рность которо соответствуют смещению жесткого цен ра 25 относительно электродов зажигани . Величина сигнала, измеренна прибором 39, тем больше, чем выше давление взрыва. Сигнал взрыва от демодул тора 38 запускает систему 40 управлени .Сие тема управлени под действием этого сигнала и последующих трех (через каждые 30 с) импульсов от задатчика 42 совершит один цикл из четырех операций по управлению клапанами обогащающих газов: закроет клапаны 10 и 13, откроет клапан 13 и закроет клапан 29) закроет клапан 13 и откро ет клапан 10, откроет клапаны 13 и 29. После чего устройство вернетс в исходное положение, когда все клапаны обогащающих газов открыты. Если спуст 30 с после четвертого .переключени клапанов искра не вызовет взрыва в камере 1, то устройство будет работать в исходном положении. В случае взрыва описанный цикл повтор етс . За врем одного цикла работы системы управлени в камере 1 и 23, последовательно, и, соответственно, попарно поджигаютс : смесь пробы с обогащающей взрывоопасной смесью гор чего и окислител - проба в смеси с инертом. ничем не обогащенна проба - проба в смеси с инертом, проба в смеси с окислителем - ничем не обогащенна проба, проба.в смеси с горючим - ничем не обогащенна проба. Система 40 управлени и измерительный прибор 39 фиксируют дл каждой из четырех операций наличие взрыва , в какой камере он произошел (дл . довзрывных концентраций) или в какой камере он сильнее (дл взрывных концентраций ). Сигнал с.мостовой измерительной схемы и его регистраци происход т только в момент действи искры. По записи на приборе 39 суд т о разрушительной силе давдзени взрыва контролируемой смеси. Таким образом, обогащение камер i и 22 взрывоопасной смесью и инертом позвол ет контролировать шесть групп смесей: довзрывоопасные смеси при избытке окислител и нехватке горючего дл взрыва, довзрывные смеси при избыуке горючего и нехватке окислител дл взрыва довзрывоопасные смеси, в которых и горючего и окислител недостаточно дл взрыва, взрывоопасные смеси, бедные горючим и богатые окислителем, взрывоопасные смеси , богатые горючим и бедные окислителем; взрывоопасн ае .стехиометрические или близкие к ним по составу смеси . За один цикл работы устройства на систему 40 управлени поступает последовательность из четырех электрических сигналов: единиц и нулей, характеризующих взрыв (единица) или его отсутствие(нуль ) при поджигании смесей в полукамерах, в зависимости от вида обогащени пробы. В результате на информационном канале 43 системы 40 управлени по вл етс сигнал. Соответствующий одной из шести вышеперечисленных групп смесей. При повышении давлени и температуры контролируемой смеси ее область взрываемости расшир етс за счет снижени концентраций горючих на нижнем пределе взрываемости и повышени их концентраций на верхнем пределе взрываемости. Поэтому дл повышени точности контрол в устройстве введено корректирование расходов обогащающих газов - горючего и окислител . При увеличении давлени и температуры блок 22 корректировани расходов получает сигналы от термопары 20 и импульс давлени от трубки 21, и воздействует на стабилизаторы расходов горючего 11 и окислител 14, последние уменьшают расходы зтих газов , и, следовательно, их конттентрации в камере 1 взрыва. Предлагаемое устройство дл контрол взрывоопасности парогазовых смесей позвол ет повысить надежность контрол смесей, давление, температура и агрессивность которых сущестенно отличаютс от атмосферных знаений , и обеспечить безопасное ведеие технологических процессов, в