RU1797138C

RU1797138C - Gas mixture explosion hazard spark indicator

Info

Publication number: RU1797138C
Application number: SU914917451A
Authority: RU
Inventors: Александр Леонидович Колойденко
Original assignee: Воронежское опытно-конструкторское бюро автоматики Научно-производственного объединения "Химавтоматика"
Priority date: 1991-03-06
Filing date: 1991-03-06
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Изобретение относитс к области пнев- моавтоматики, а именно к пневматическим сигнализаторам взрывоопасное™ горючих газов и паров в воздухе производственных помещений и в технологических газах различных взрывоопасных объектов. Цель изобретени - повышение надежности устройства. Искровой сигнализатор взрывоопасное™ газовой смеси содержит камеру взрыва 1 с двум огнепреградител ми 2, установленный в ней генератор искры 3, четыре клапана 7,8,9,10, дозатор 6 взрывоинициирующего газа, дроссель 11 и блок управлени , первый вход которого соединен с управл ющим входом первого клапана 7, второй выход - с управл ющими входами второго 8 и третьего 9 клапанов, а третий выход - с управл ющим входом четвертого клапана 10. Выходной огнепреграThe invention relates to the field of pneumatic automation, in particular to pneumatic signaling devices of explosive ™ combustible gases and vapors in the air of industrial premises and in process gases of various explosive objects. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device. The explosive hazardous gas mixture alarm device contains an explosion chamber 1 with two flame arresters 2, a spark generator 3 installed therein, four valves 7,8,9,10, a metering device 6 of an explosive initiating gas, a throttle 11 and a control unit, the first input of which is connected to the control the input inlet of the first valve 7, the second output with the control inputs of the second 8 and third 9 valves, and the third output with the control input of the fourth valve 10. The output flame

Description

ИсследуемыиResearched

со Соwith co

дитель св зан с детектором взрыва 4 и через первый клапан 7 со входом эжектора 5, входной огнёпреградитель соединен через второй клапан 8 с пинией исследуемого газа , а лини взрывоинициирующего газа подключена к четвертому клапану 10. Дозатор взрывоинициирующего газа выполнен в виде трубки, один конец которой соединен сthe detector is connected to the explosion detector 4 and through the first valve 7 with the inlet of the ejector 5, the inlet flame arrester is connected through the second valve 8 to the line of the test gas, and the line of the explosive initiating gas is connected to the fourth valve 10. The metering device of the explosive gas is made in the form of a tube, one end of which connected to

Изобретение относитс к области пнев- моавтоматики, а именно к пневматическим сигнализаторам взрывоопасности горючих газов и паров в воздухе производственных помещений и в технологических газах раз- личных взрывоопасных объектов и может быть использовано дл обнаружени аварийных ситуаций в потенциально опасных производствах.The invention relates to the field of pneumatic automation, in particular to pneumatic detectors for combustible gases and vapors in the air of industrial premises and in process gases of various explosive objects and can be used to detect emergency situations in potentially hazardous industries.

Известны искровые сигнализаторы взрывопасностм, реализующие метод непосредственного испытани на взрыаоо- пасность с помощью искры контрольного объема исследуемой смеси, предваритель- но обогащенной в заданном соотношении горючим газом.Explosion hazard spark detectors are known that implement the direct explosion test method using a spark of a control volume of the test mixture, which is preliminarily enriched in a predetermined ratio with combustible gas.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению и базовым объектом вл етс сигнализатор взрывоопасности искровой пневматический СВИП-1. Он содержит камеру взрыва со встроенными генератором искры и огнепреградител ми, через которые камера соединена с дозатором взрывоинициирующего газа и детектором взрыва, а также присоединенными к огнёпрегради- тел м входным и выходным клапанам, через которые камера соединена с линией исследуемого газа и эжектором.По величине дозы взрывоинициирующего газа суд т о степени взрывоопасности исследуемого газа. В качестве взрывоинициирующего газа используют какой-либо горючий газ, либо окислитель. Взрывоинициирующий газ, по существу, служит дл получени упреждаю- щей информации о взрывоопасное™.Closest to the technical nature of the proposed technical solution and the basic object is the explosive hazard detector, pneumatic spark SVIP-1. It contains an explosion chamber with built-in spark generator and fire arresters, through which the chamber is connected to an explosive-initiating gas dispenser and an explosion detector, and also inlet and outlet valves connected to the fire arresters, through which the chamber is connected to the gas line to be studied and an ejector. doses of explosive initiating gas are used to judge the degree of explosiveness of the test gas. As the explosive initiating gas, any combustible gas or oxidizing agent is used. Explosion-initiating gas essentially serves to provide proactive information about explosive ™.

Формирование и ввод дозы взрывои- нициирующего газа в СВИП-1 осуществл етс дозатором на основе стабилизатора давлени и пульсирующей емкости с двум клапанами в ее рабочей полости.The formation and injection of a dose of explosive gas in the SVIP-1 is carried out by a dispenser based on a pressure stabilizer and a pulsating tank with two valves in its working cavity.

Использование такого дозатора, имеющего сложную и громоздкую конструкцию, снижает точность дозировани и надеж- The use of such a dispenser having a complex and bulky design reduces the metering accuracy and reliability.

выходом третьего клапана и через дроссель 11 - с выходом четвертого клапана, а другой конец трубки сообщен с входным огнепрег- радителем. при этом второй и третий клапаны выполнены с общим управл ющим входом в виде пневмоконтактов трехмемб- ранного реле, а вход,третьего клапана св зан с линией исследуемого газа. 2 ил.the output of the third valve and through the throttle 11 - with the output of the fourth valve, and the other end of the tube is in communication with the input flame arrester. the second and third valves are made with a common control input in the form of pneumatic contacts of a three-membrane relay, and the input of the third valve is connected to the line of the gas under investigation. 2 ill.

ность работы синализатора, что вл етс недостатком.the operation of the synalizer, which is a drawback.

Целью изобретени вл етс повышение надежности.The aim of the invention is to increase reliability.

В сигнализаторе, содержащем камеру взрыва с двум огнепреградител ми, установленными в ней генератором искры, четыре клапана, дозатор взрывоинициирующего газа, дроссель и блок управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом первого клапана, с детектором взрыва и с генератором искры, второй выход - с управл ющими входами второго и третьего клапанов, а третий выход- с управл ющим входом четвертого клапана, причем выходной огнепреградитель св зан с детектором взрыва и через первый клапан со входом эжектора, входной огнепреградитель соединен через второй клапан с линией исследуемого газа, а лини взрывоинициирующего газа подключена к четвертому клапану , дозатор взрывоинициирующего газа выполнен в виде трубки, один конец которой соединен с выходом третьего клапана и через дроссель - с выходом четвертого клапана , а другой конец трубки сообщен с входным огнепреградителем, при этом второй и третий клапаны выполнены с общим управл ющим входом в виде пневмоконтактов трехмембранного реле, а вход третьего клапана св зан с линией исследуемого газа.In the detector containing the explosion chamber with two fire arresters installed in it by a spark generator, four valves, an explosive gas metering valve, a throttle and a control unit, the first output of which is connected to the control input of the first valve, with an explosion detector and with a spark generator, the second output - with control inputs of the second and third valves, and the third output with the control input of the fourth valve, and the output flame arrester is connected to the explosion detector and through the first valve with the inlet of the ejector, the input fire The protector is connected through the second valve to the test gas line, and the line of explosive initiating gas is connected to the fourth valve, the metering device of the explosive initiating gas is made in the form of a tube, one end of which is connected to the outlet of the third valve and through the throttle to the outlet of the fourth valve, and the other end of the tube is in communication with an input flame arrester, the second and third valves being made with a common control input in the form of pneumatic contacts of a three-membrane relay, and the input of the third valve is connected to the line of the gas under investigation.

На фиг, 1 представлена принципиальна схема сигнализатора; на фиг.2 - циклограмма его работы.In Fig. 1 is a schematic diagram of a signaling device; figure 2 is a sequence diagram of his work.

Сигнализатор состоит из камеры взрыва 1 со встроенными огнепреградител ми 2 и генератором искры 3, детектора взрыва 4, эжектора 5, дозатора взрывоинициирующего газа6, клапанов7,8,9,10, дроссел II.а также линий исследуемого и взрывоинициирующего газа, линии сброса газа и блока управлени (на фиг. не показан) дл формировани управл ющих сигналов Pt, Pr.Pf.The detector consists of an explosion chamber 1 with built-in fire arresters 2 and a spark generator 3, an explosion detector 4, an ejector 5, an explosive-initiating gas dispenser6, valves 7,8,9,10, throttle II. As well as test and explosive-initiating gas lines, a gas discharge line and a control unit (not shown in FIG.) for generating control signals Pt, Pr.Pf.

Работает сигнализатор следующим образом .The alarm works as follows.

При подаче воздуха питани на выходах блока управлени по вл ютс сигналы Pt, Pr.Pf в соответствии с циклограммой (фиг.2). Основным управл ющим сигналом вл етс Pt, поскольку он не только управл ет работой клапана 8, детектора 4 и генератора 3, но и участвует в формировании импульсов Pt 1 и Pf 1 при переходе Pt соответственно от Pt 0 к Pt 1 и обратно. При Pt 1, Pz 1 и Pf 0 клапаны 8, 7, 10 замкнуты, клапан 9 разомкнут. Исследуемый газ с помощью эжектора 5 просасываетс через клапан 7, камеру 1с ргнепреградител ми 2 и клапан 8 в линию сброса. Одновременно с началом присасывани в камере 1 с помощью генератора 3 формируетс искра, а детектор 4 оказываетс подготовленным к работе. В.зрывоинициирующий газ через клапан 10 и дроссель 11 поступает в дозатор 6, выполненный в виде трубки длиной 200- 300 мм с.небольшим внутренним диаметром 2-3 мм. Врем импульса Рг 1, давление взрывоинициирующего газа и сопротивление дроссел 11 выбирают так, чтобы газ за это врем полностью заполнил трубку - дозатор 6. Это может быть достигнуто , если объем поступившего в трубку б газа окажетс несколько (на 10% и более) . больше объема трубки 6. В дальнейшем при Pt 1, Р т 0 и Pf 0 избыток взрывоинициирующего газа целиком уноситс потоком исследуемого газа в линию сброса, поскольку длительность сигнала Pt 1 выбирают так, чтобы объем прошедшего через камеру 1 газа оказалс в 5-7 раз больше объема камеры 1. Последнее достигаетс настройкой эжектора 5, например, с помощью давлени или расхода поступающего нэ его вход воздуха питани в зависимости от сопротивлени огнепреградителей 2. При Pt О, Pt 0 и Pf 1 клапаны 8, 7, 10 разомкнуты, клапан 9 замкнут. Под действием вакуума в камере 1 исследуемый газ через клапан 9 и трубку б устремл етс в камеру, выталкива When air is supplied to the outputs of the control unit, the signals Pt, Pr.Pf appear in accordance with the sequence diagram (Fig. 2). The main control signal is Pt, because it not only controls the operation of valve 8, detector 4 and generator 3, but also participates in the formation of pulses Pt 1 and Pf 1 during the transition of Pt from Pt 0 to Pt 1 and vice versa. With Pt 1, Pz 1 and Pf 0, valves 8, 7, 10 are closed, valve 9 is open. The test gas is sucked through the valve 7 through the ejector 5, the chamber 1c with the arrester 2 and the valve 8 into the discharge line. Simultaneously with the start of suction, a spark is generated in the chamber 1 by means of a generator 3, and the detector 4 is prepared for operation. C. explosion-initiating gas through the valve 10 and the throttle 11 enters the dispenser 6, made in the form of a tube with a length of 200-300 mm with a small internal diameter of 2-3 mm The pulse time Pg 1, the pressure of the explosive initiating gas and the resistance of the throttle 11 are chosen so that the gas completely fills the dispenser tube 6 during this time. This can be achieved if the volume of gas entering the tube 6 is somewhat (10% or more). more than the volume of the tube 6. Subsequently, with Pt 1, P t 0 and Pf 0, the excess of the explosive initiating gas is completely carried away by the flow of the test gas to the discharge line, since the duration of the Pt 1 signal is chosen so that the volume of gas passed through the chamber 1 is 5-7 times more than the volume of the chamber 1. The latter is achieved by adjusting the ejector 5, for example, using the pressure or flow rate of the supply air entering it, depending on the resistance of the flame arresters 2. At Pt О, Pt 0 and Pf 1, valves 8, 7, 10 are open, valve 9 closed. Under the action of vacuum in chamber 1, the test gas through valve 9 and tube b rushes into the chamber, expelling

Фор мула изобретени Искровой сигнализатор взрывоопасно- сти газовой смеси, содержащий камеру взрыва с двум огнепреградител ми, установленный в ней генератор искры, четыре клапана, дозатор взрывоинициирующего газа, дроссель и блок управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом первого клапана, с детектором взрыва и с генератором искры, второй вывзрывоинициирующий газ из трубки 6 в камеру . Процесс этот происходит до установлени в камере атмосферного давлени . Поскольку величина вакуума в камере обыч- 5 но составл ет около 0,1 кгс/см , то объем газа, поступающего в камеру через клапан 9, составл ет около 0,1 объема камеры, что значительно превышает объем дозы взрывоинициирующего газа (0,02 объема камерыSUMMARY OF THE INVENTION A spark mixture gas explosion detector, comprising an explosion chamber with two fire arresters, a spark generator installed therein, four valves, an explosive gas metering valve, a throttle and a control unit, the first output of which is connected to the control input of the first valve, with a detector explosion and with a spark generator, the second blasting gas from the tube 6 into the chamber. This process occurs before atmospheric pressure is established in the chamber. Since the vacuum in the chamber is usually about 0.1 kgf / cm, the volume of gas entering the chamber through valve 9 is about 0.1 of the chamber, which significantly exceeds the volume of the dose of explosive gas (0.02 chamber volume

0 при использовании пропана, НПВ которого 2,5% об.).0 when using propane, the LEL of which is 2.5% vol.).

Врем , пока Pt 0, Рг 0 и Pf 0 исследуемый и взрывоинициирующий газы перемешиваютс в камере, а детектор 4While Pt 0, Pr 0 and Pf 0, the studied and explosive initiating gases are mixed in the chamber, and detector 4

5 возвращаетс в исходное состо ние. Затем снова по вл етс сигнал Pt 1, под действием которого в камере 1 формируетс иск-; ра, а детектор 4 подготавливаетс к работе. Если при этом концентраци горючих ком0 . понентов в камере достигает уровн взры- воопасности, в камере 1 произойдет взрыв, давление в камере 1 и на плюсовом входе детектора 4 возрастет, превысив давление Ро на минусовом его входе, что приведет к5 returns to its original state. Then again the signal Pt 1 appears, under the influence of which a spark is formed in the chamber 1; ra, and detector 4 is ready for operation. If at the same time the concentration of combustible com0. ponents in the chamber reaches an explosion hazard level, an explosion will occur in chamber 1, the pressure in chamber 1 and at the positive input of detector 4 will increase, exceeding the pressure Po at its negative input, which will lead to

5 срабатыванию детектора 4 и по влению сигнала на его выходе.5 triggering of detector 4 and the appearance of a signal at its output.

.В дальнейшем описанные процессы будут повтор тьс в указанной последовательности .. Hereinafter, the described processes will be repeated in the indicated sequence.

0Как видно из предыдущего, количество. как исследуемого, так и взрывоинициирующего газа в камере пропорционально атмосферному давлению, поэтому работа сигнализатора не зависит от величины этого0As can be seen from the previous one, quantity. both the test gas and the explosive initiating gas in the chamber are proportional to atmospheric pressure; therefore, the operation of the detector does not depend on the magnitude of this

5 давлени , т.е. барометрическа погрешность сигнализатора отсутствует. Эта вл етс решающим преимуществом перед всеми известными искровыми сигнализаторами, в т.ч. и перед СВИП-1, где дозирование взрывоини0 циирующего газа производитс с помощью пульсирующей емкости. Выполнение дозатора 6 в виде трубки повышает надежность работы сигнализаторов по сравнению со СВИП-1 с дозатором на основе пульсирую5 щей емкости, в ла мембрана которой не способствует повышению надежности.5 pressures, i.e. there is no barometric error of the signaling device. This is a decisive advantage over all known spark detectors, including and before SVIP-1, where the metering of the explosive-initiating gas is carried out using a pulsating tank. The execution of the dispenser 6 in the form of a tube increases the reliability of the signaling devices in comparison with the SVIP-1 with a dispenser based on a pulsating tank, the la membrane of which does not increase reliability.

ход - с управл ющими входами второго и третьего клапанов, а третий выход - с управл ющим входом четвертого клапана, причем выходной огнепреградитель св зан с детектором взрыва и через первый клапан - с входом эжектора, входной огнепреградитель соединен через второй клапан с линией исследуемого газа, а лини взрывоинициирующего газа подлючёна к четвертому клапану , о т л ичающийс тем, что, с цельюthe stroke is with the control inputs of the second and third valves, and the third output is with the control input of the fourth valve, with the output flame arrester connected to the explosion detector and through the first valve with the inlet of the ejector, the input flame arrester is connected through the second valve to the line of the test gas, and the line of explosive initiating gas is connected to the fourth valve, which means that, in order to

повышени надежности, дозатор взрывои- нициирующего газа выполнен в виде трубки , один конец которой соединен с выходом третьего клапана и через дроссель - с выходом четвертого клапана, а другой конец трубки сообщен с входным огнепрегрэдителем , при этом второй и третий клапаны выполнены с общим управл ющим входом в виде пневмоконтактов трехмембранного реле, а вход третьего клапана св зан с линией исследуемого газа.to increase reliability, the metering device of the explosive gas is made in the form of a tube, one end of which is connected to the outlet of the third valve and through the throttle to the outlet of the fourth valve, and the other end of the tube is connected to the inlet flame arrestor, while the second and third valves are made with a common control an input in the form of pneumatic contacts of a three-membrane relay, and the input of the third valve is connected to the line of the test gas.

Фаз. 2Phase 2