RU2089750C1 - Device for preparation and delivery of gas and gas-and-liquid explosion-proof and fire-proof nitrogen-based mixtures - Google Patents
Device for preparation and delivery of gas and gas-and-liquid explosion-proof and fire-proof nitrogen-based mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089750C1 RU2089750C1 RU95108952A RU95108952A RU2089750C1 RU 2089750 C1 RU2089750 C1 RU 2089750C1 RU 95108952 A RU95108952 A RU 95108952A RU 95108952 A RU95108952 A RU 95108952A RU 2089750 C1 RU2089750 C1 RU 2089750C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- outlet
- pump
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приготовления и нагнетания под большим давлением газожидкостных смесей и может быть использовано в различных областях техники для создания инертной газовой среды в замкнутых объемах, например для предотвращения взрывов и пожаров в углеводородных газовых и газожидкостных смесях. The invention relates to the field of preparation and injection under high pressure of gas-liquid mixtures and can be used in various fields of technology to create an inert gas medium in closed volumes, for example, to prevent explosions and fires in hydrocarbon gas and gas-liquid mixtures.
Из предшествующего уровня техники известно техническое решение [1] согласно которому получение газообразного азота осуществляется с помощью мембранного аппарата, в котором мембраны выполнены из кремнийорганического полимера, например поливинилтриметилсилана. A technical solution [1] is known from the prior art according to which the production of nitrogen gas is carried out using a membrane apparatus in which the membranes are made of an organosilicon polymer, for example polyvinyltrimethylsilane.
Недостаток известного технического решения заключается в том, что оно имеет ограниченную область использования вследствие невозможности получения газообразного азота под большим давлением и стационарности мембранного аппарата. A disadvantage of the known technical solution is that it has a limited area of use due to the inability to obtain gaseous nitrogen under high pressure and the stationary membrane apparatus.
Наиболее близким к заявленному устройству по технической сущности является устройство для приготовления и нагнетания газовых и газожидкостных взрыво-пожаробезопасных смесей на основе азота [2] содержащее размещенные на транспортном средстве воздушный компрессор низкого давления, мембранный аппарат и компрессор высокого давления (дожимной аппарат), причем выход компрессора низкого давления соединен с входом мембранного аппарата, выход которого соединен с входом компрессора высокого давления, выход которого является выходом устройства. Closest to the claimed device in technical essence is a device for the preparation and injection of gas and gas-liquid explosive and fireproof mixtures based on nitrogen [2] comprising a low-pressure air compressor, a membrane apparatus and a high-pressure compressor (booster) located on the vehicle low pressure compressor is connected to the input of the membrane apparatus, the output of which is connected to the input of the high pressure compressor, the output of which is the output of the device wa.
Недостатками этого устройства являются значительные энергозатраты и габариты, обусловленные политропическим процессом сжатия газа в дожимном компрессоре. The disadvantages of this device are significant energy costs and dimensions due to the polytropic process of gas compression in the booster compressor.
Задача изобретения обеспечить снижение энергозатрат в процессе нагнетания газообразного азота в замкнутый объем при одновременном снижении весогабаритных параметров устройства. The objective of the invention is to reduce energy consumption during the injection of gaseous nitrogen into a closed volume while reducing weight and size parameters of the device.
Поставленная задача решена тем, что устройство для приготовления и нагнетания газовых и газожидкостных взрыво-пожаробезопасных смесей на основе азота, содержащее размещенные на транспортном средстве воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, и дожимной аппарат, согласно изобретению дополнительно содержит сепаратор с газовым и жидкостным выходами и емкость для жидкости, соединенную с насосом для подачи жидкости из емкости, дожимной аппарат выполнен в виде поршневого или плунжерного насоса с газовым и жидкостным входами, причем газовый вход поршневого насоса соединен с выходом мембранного аппарата, жидкостный вход с насосом для подачи жидкости из емкости, а выход с входом сепаратора, газовый выход которого является выходом устройства для получения газообразного азота, а жидкостный выход сепаратора соединен с емкостью для жидкости. The problem is solved in that the device for the preparation and injection of gas and gas-liquid explosive and fireproof mixtures based on nitrogen, containing a low-pressure air compressor located on the vehicle, connected to its outlet with the inlet of the membrane apparatus, and a booster apparatus according to the invention further comprises a separator with gas and liquid outlets and a fluid reservoir connected to a pump for supplying fluid from the reservoir, the booster apparatus is made in the form of a piston or plunger about a pump with gas and liquid inlets, the gas inlet of the piston pump connected to the outlet of the membrane apparatus, the liquid inlet to the pump for supplying liquid from the tank, and the outlet to the inlet of the separator, the gas outlet of which is the outlet of the device for producing gaseous nitrogen, and the liquid outlet of the separator connected to a fluid container.
В предпочтительном варианте поршневой насос содержит рабочий цилиндр с размещенным в нем поршнем, по крайней мере одну пару всасывающих клапанов и один нагнетательный клапан, установленные соответственно на газовом и жидкостном входах и выходе насоса, причем всасывающий клапан газового входа насоса размещен между рабочим цилиндром и нагнетательным клапаном. In a preferred embodiment, the piston pump comprises a working cylinder with a piston disposed therein, at least one pair of suction valves and one discharge valve mounted respectively on the gas and liquid inlets and outlets of the pump, the suction valve of the gas inlet of the pump being located between the working cylinder and the discharge valve .
Такое выполнение устройства для получения газообразного азота обеспечивает снижение энергозатрат при нагнетании газообразного азота в замкнутый объем за счет того, что в дожимном аппарате в период такта всасывания формируется газожидкостная смесь, которая полностью поступает в сепаратор в период такта нагнетания, это приводит к тому, что после такта нагнетания в "мертвом" объеме рабочей камеры насоса находится практически только жидкость, за счет чего обеспечивается значение коэффициента наполнения рабочей камеры во время такта всасывания близким к единице. В сепараторе из газожидкостной смеси отделяется жидкость, которая затем поступает в соответствующую емкость, а азот под давлением поступает потребителю. This embodiment of the device for producing gaseous nitrogen provides a reduction in energy consumption when injecting gaseous nitrogen into a closed volume due to the fact that a gas-liquid mixture is formed in the booster unit during the suction stroke, which completely enters the separator during the suction stroke, which leads to the fact that after pumping stroke in the "dead" volume of the working chamber of the pump is almost only liquid, which ensures the value of the filling factor of the working chamber during the suction stroke Bani close to unity. In the separator, a liquid is separated from the gas-liquid mixture, which then enters the appropriate container, and nitrogen under pressure enters the consumer.
Кроме того, размещение всасывающего клапана газового входа насоса между рабочим цилиндром и нагнетательным клапаном исключает возможность перетоков азота из рабочей камеры в рабочий цилиндр. In addition, the placement of the suction valve of the gas inlet of the pump between the working cylinder and the discharge valve eliminates the possibility of nitrogen flows from the working chamber to the working cylinder.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства для получения газообразного азота; на фиг.2 вариант выполнения дожимного аппарата с поршневым насосом двойного действия. In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device for producing gaseous nitrogen; figure 2 an embodiment of a booster apparatus with a double-acting piston pump.
Устройство для приготовления и нагнетания газовых и газожидкостных взрыво-пожаробезопасных смесей на основе азота содержит размещенные на транспортном средстве (в качестве которого могут быть использованы базовая машина, один или два прицепа) компрессор 1 низкого давления, мембранный аппарат 2, дожимной аппарат 3, сепаратор 4, емкость 5 для жидкости и насос 6 для подачи жидкости. Выход компрессора 1 низкого давления соединен с входом мембранного аппарата 2, выход которого соединен с газовым входом 7 дожимного аппарата 3. Жидкостный вход 8 дожимного аппарата 3 через насос 6 соединен с емкостью 5 для жидкости, а выход 9 дожимного аппарата 3 соединен с входом сепаратора 4, газовый выход 10 которого является выходом устройства, а жидкостный выход 11 посредством трубопровода 12 соединен с емкостью 5 для жидкости. The device for the preparation and injection of gas and gas-liquid explosive and fireproof mixtures based on nitrogen contains a low pressure compressor 1, a membrane unit 2, a booster unit 3, a separator 4 located on a vehicle (which can be used as a base machine, one or two trailers) , a fluid container 5 and a pump 6 for supplying liquid. The output of the low-pressure compressor 1 is connected to the inlet of the membrane apparatus 2, the output of which is connected to the
Дожимной аппарат 5 выполнен в виде поршневого или плунжерного насоса (например, двойного действия фиг.2) и включает рабочий цилиндр 13 с размещенным в нем поршнем 14, всасывающие клапаны 15 и 16, установленные на жидкостном входе 8, всасывающие клапаны 17 и 18, установленные на газовом входе 7, нагнетающие клапаны 19 и 20, установленные на выходе 9, при этом всасывающие клапаны 17 и 18 размещены между рабочим цилиндром 13 и нагнетающими клапанами 19 и 20. The booster device 5 is made in the form of a piston or plunger pump (for example, a double action of FIG. 2) and includes a working cylinder 13 with a
В устройстве может быть использовано стандартное оборудование: компрессор низкого давления типа 2ВМ-15/25е, мембранный аппарат типа МВа-054, поршневой насос типа 9ТМ и насос для подачи жидкости типа НБ 4-160/63. Кроме того, в устройстве могут быть использованы центробежные (гидроциклонные) и гравитационные сепараторы различных типов. При размещении блоков устройства на двух автомобильных рамах предпочтительно компрессор низкого давления и мембранный аппарат разместить на общей раме. Для наглядности на фиг. 2 направления движения газа, жидкости и газожидкостной смеси показаны стрелками. The device can be used with standard equipment: a low-pressure compressor of type 2VM-15 / 25e, a diaphragm apparatus of type MVa-054, a piston pump of type 9TM, and a pump for supplying a liquid of type NB 4-160 / 63. In addition, centrifugal (hydrocyclone) and gravity separators of various types can be used in the device. When placing the device blocks on two car frames, it is preferable to place the low-pressure compressor and the membrane apparatus on a common frame. For clarity, in FIG. 2 directions of gas, liquid and gas-liquid mixture are shown by arrows.
Устройство для приготовления и нагнетания газовых и газожидкостных взрыво-пожаробезопасных смесей на основе азота работает следующим образом. С помощью компрессора 1 низкого давления (0,8 2,0 нПа) воздух из атмосферы подается в мембранный аппарат 2, в котором осуществляется разделение его на основные составляющие. Кислород отводится в атмосферу, а смесь, содержащая 85-95% азота, подается на газовый вход 7 дожимного аппарата 3. Одновременно на жидкостный вход 8 дожимного аппарата 3 с помощью насоса 6 из емкости 5 подается дозированное количество технологической жидкости, в качестве которой может использоваться техническая вода. A device for the preparation and injection of gas and gas-liquid explosive and fireproof mixtures based on nitrogen works as follows. Using a compressor 1 low pressure (0.8 to 2.0 nPa), air from the atmosphere is supplied to the membrane apparatus 2, in which it is divided into main components. Oxygen is vented to the atmosphere, and a mixture containing 85-95% nitrogen is supplied to the
При выполнении поршневым насосом такта всасывания (левая часть схемы на фиг. 2) азот с заданным избыточным давлением через всасывающий клапан 17 вводится в рабочую камеру насоса. Одновременно через всасывающий клапан 15 в рабочую камеру вводится жидкость (для наглядности направления движения жидкости и газа на фиг. 2 показаны стрелками). К концу такта всасывания азот, поджимаемый снизу жидкостью, занимает объем рабочей камеры насоса, примыкающей к нагнетательному клапану 19. When the piston pump performs the suction stroke (the left part of the circuit in Fig. 2), nitrogen with a predetermined overpressure through the
При выполнении поршневым насосом такта нагнетания (правая часть схемы на фиг. 2) жидкость из рабочего цилиндра 13 вытесняется поршнем 14, при этом азот сжимается до давления нагнетания, после чего открывается нагнетательный клапан 20 и газожидкостная смесь вытесняется через выход 9 дожимного аппарата 3 в сепаратор 4. Таким образом, к концу такта нагнетания в "мертвом" объеме рабочей камеры насоса будет находиться только жидкость. Далее процесс повторяется. When the piston pump performs the discharge stroke (the right part of the circuit in Fig. 2), the liquid from the working cylinder 13 is displaced by the
В сепараторе 4 из газожидкостной смеси отделяется жидкость, которая удаляется из него по трубопроводу 12 в емкость 5 для жидкости. Из сепаратора 4 сжатый азот с выхода 10 поступает потребителю. In the separator 4, a liquid is separated from the gas-liquid mixture, which is removed from it through a pipe 12 into a liquid container 5. From the separator 4, compressed nitrogen from the outlet 10 is supplied to the consumer.
Использование предложенного устройства обеспечивает изотермический процесс сжатия газа с высокой степенью сжатия без промежуточного отвода тепла, следовательно не требуется специального оборудования для отбора тепла, что позволяет снизить энергозатраты и габариты устройства при получении азота под высоким давлением. Using the proposed device provides an isothermal process of gas compression with a high degree of compression without intermediate heat removal, therefore, special equipment for heat extraction is not required, which allows to reduce the energy consumption and dimensions of the device when producing nitrogen under high pressure.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95108952A RU2089750C1 (en) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | Device for preparation and delivery of gas and gas-and-liquid explosion-proof and fire-proof nitrogen-based mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95108952A RU2089750C1 (en) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | Device for preparation and delivery of gas and gas-and-liquid explosion-proof and fire-proof nitrogen-based mixtures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95108952A RU95108952A (en) | 1997-04-20 |
RU2089750C1 true RU2089750C1 (en) | 1997-09-10 |
Family
ID=20168364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95108952A RU2089750C1 (en) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | Device for preparation and delivery of gas and gas-and-liquid explosion-proof and fire-proof nitrogen-based mixtures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2089750C1 (en) |
-
1995
- 1995-06-13 RU RU95108952A patent/RU2089750C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент СССР N 346851, кл. C 01 B 13/02, 1972. 2. Composite cotalog of oil and gas equlpment servies, 1993 - 94, V 3, р. 2026. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95108952A (en) | 1997-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1610000B1 (en) | A gas compression system | |
US5154737A (en) | System for eliminating air leakage and high purity oxygen of a PSA oxygen concentrator | |
KR20140051826A (en) | High pressure hydrogen gas compressor | |
CA2086089A1 (en) | A method and device for producing compressed air and a wataer pumping device using the compressed air | |
CN110296062A (en) | A kind of electronic liquid driving piston type hydrogen compressor and compression method | |
RU2089750C1 (en) | Device for preparation and delivery of gas and gas-and-liquid explosion-proof and fire-proof nitrogen-based mixtures | |
WO2005035987A3 (en) | Vapor-powered kinetic pump | |
KR102405274B1 (en) | High-efficiency fluid compression device | |
DE4430716A1 (en) | Isothermal hydraulic high=pressure compressor | |
CN216336604U (en) | High medical oxygenerator of security | |
USH928H (en) | Liquid compressing gas system | |
RU92002120A (en) | METHOD OF DEVELOPMENT OF OIL FIELD | |
RU2109985C1 (en) | Method and device for pumping-over well production | |
SU714044A1 (en) | Method and apparatus for charging gas-liquid mixture by piston pump | |
RU2086285C1 (en) | Apparatus for separating liquid or gaseous components from substence | |
JP3534794B2 (en) | Recycle pressure booster | |
CN220142668U (en) | Gas-liquid separation device | |
RU2192566C1 (en) | Installation for feeding pressurized fluid | |
FR2357755A1 (en) | Reciprocating compressor lubrication system - injects oil under pressure into cylinder and has oil separator in compressor delivery | |
CN208380783U (en) | Integrate the dual-purpose vacuum pump of imbibition and draining function in a kind of digestion instrument | |
JPS58183880A (en) | Cooling liquid injection type isothermal compression system compressor | |
RU2014490C1 (en) | Thermal pump and method of its operation | |
CN2387377Y (en) | Two-stage boosting zero-pressure low temp liquid pump | |
SU1657632A1 (en) | Borehole gas separator | |
RU1280734C (en) | Method and device for delivering gas-liquid mixture with piston pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110614 |