RU2524044C1 - Automatic gas odorising system - Google Patents

Automatic gas odorising system Download PDF

Info

Publication number
RU2524044C1
RU2524044C1 RU2013111785/28A RU2013111785A RU2524044C1 RU 2524044 C1 RU2524044 C1 RU 2524044C1 RU 2013111785/28 A RU2013111785/28 A RU 2013111785/28A RU 2013111785 A RU2013111785 A RU 2013111785A RU 2524044 C1 RU2524044 C1 RU 2524044C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
odorant
control unit
main
voltage
working chamber
Prior art date
Application number
RU2013111785/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Лебедь
Original Assignee
Виктор Николаевич Лебедь
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Николаевич Лебедь filed Critical Виктор Николаевич Лебедь
Priority to RU2013111785/28A priority Critical patent/RU2524044C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2524044C1 publication Critical patent/RU2524044C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: gas odorising system comprises a main 1 and a control 2 container with an odorant, a feeding device 3, a control unit 8 connected to a power supply 10, said control unit being connected to a flow meter 6 of a main gas pipeline 13. According to the solution, the feeding device is a working chamber 14 in which there are at least three high-voltage electrodes 15, 16, 19 with controlled spacing, one of which 19 is earthed and the others are connected to the control unit, an inlet valve 11 connected to the main container, an outlet valve 12 connected to the main gas pipeline. The odorising system also includes, connected to the control unit, a pressure sensor 4 inside the working chamber and a pressure sensor in the main gas pipeline before the flow meter in the gas flow direction.
EFFECT: faster dosage adjustment and therefore accuracy of maintaining concentration of odorant in natural gas while reducing odorant consumption and improving safety.
5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области управления или регулирования соотношений компонентов в смесях, а именно в нескольких потоках текучих сред с использованием электрических средств, и может быть использовано в качестве автоматического дозирующего устройства в системе одоризации природного газа.The invention relates to the field of control or regulation of the ratio of components in mixtures, namely in several fluid flows using electrical means, and can be used as an automatic metering device in a system for odorizing natural gas.

Известен электроимпульсный насос, который можно применить для впрыска одоранта в газовую магистраль (см. авт. св-во SU 781399, МПК F04F 1/16). Электроимпульсный насос содержит рабочую камеру с подводами рабочей жидкости в виде тангенциальных каналов, параболическим отражателем и соплом, на выходе сопла установлен датчик давления. В камере размещены электроды, подключенные к источнику питания, оси электродов расположены в плоскости, проходящей через фокус отражателя. При включении питания электродов в фокусе отражателя возникает быстро расширяющийся плазменный пузырь, создающий сферическую ударную волну. Ударная волна, включая часть, отразившуюся от отражателя, увлекает за собой жидкость, находящуюся в полости рабочей камеры насоса к выходу из сопла.Known electric pulse pump, which can be used to inject odorant into the gas line (see ed. SU-in SU 781399, IPC F04F 1/16). The electric pulse pump contains a working chamber with the supply of working fluid in the form of tangential channels, a parabolic reflector and a nozzle; a pressure sensor is installed at the nozzle exit. The chamber contains electrodes connected to a power source, the axis of the electrodes are located in a plane passing through the focus of the reflector. When the electrodes are turned on, a rapidly expanding plasma bubble appears in the focus of the reflector, creating a spherical shock wave. The shock wave, including the part reflected from the reflector, carries along the liquid located in the cavity of the working chamber of the pump to the exit of the nozzle.

Однако известное устройство обладает узким диапазоном изменения объема впрыскиваемой за один цикл жидкости, следовательно, обладает низкой точностью дозирования.However, the known device has a narrow range of changes in the volume of fluid injected in one cycle, therefore, has a low metering accuracy.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является одоризатор газа фирмы «Саратовгазприборавтоматика» патент (см. патент на изобретение RU 2247332, G01F 13/00, G05D 11/02), состоящий из основной и контрольной емкостей с одорантом, дозирующего устройства в виде электромагнитного пульсатора с обратным клапаном и дозатора сифонного типа, расходомерного и вычислительного устройств. Кроме того, в дозаторе имеются вентили, делитель дозы, смотровое стекло и резервный канал подачи одоранта.Closest to the proposed technical solution is the gas odorizer company Saratovgazpriboravtomatika patent (see patent for invention RU 2247332, G01F 13/00, G05D 11/02), consisting of the main and control containers with an odorant, a metering device in the form of an electromagnetic pulsator with non-return valve and siphon type dispenser, flow meter and computing devices. In addition, the dispenser has valves, a dose divider, a sight glass and a backup odorant supply channel.

Недостатком прототипа является сложность конструкции, малая производительность, низкая точность дозирования.The disadvantage of the prototype is the design complexity, low productivity, low metering accuracy.

Целью настоящего изобретения является создание системы одоризации с широким диапазоном изменения дозировки и рабочих давлений одоранта.An object of the present invention is to provide an odorization system with a wide range of dosage changes and odorant operating pressures.

Технический результат заключается в повышении быстродействия корректировки дозы и, следовательно, точности поддержания концентрации одоранта в природном газе при эксплуатации снижение расхода одоранта и повышение безопасности.The technical result consists in increasing the speed of dose adjustment and, therefore, the accuracy of maintaining the concentration of odorant in natural gas during operation, reducing the consumption of odorant and increasing safety.

Указанный технический результат достигается тем, что система одоризации газа, содержащая основную и контрольную емкости с одорантом, дозирующее устройство, соединенный с источником электропитания блок управления с подключенным к нему расходомером магистрального газопровода, согласно решению дозирующее устройство представляет собой рабочую камеру, в которой размещены, по крайней мере, три высоковольтных электрода с регулируемым зазором, один из которых заземлен, а остальные подключены к блоку управления, впускной клапан, соединенный с основной емкостью, выпускной клапан, соединенный с магистральным газопроводом, система одоризации содержит подключенные к блоку управления датчик давления внутри рабочей камеры, датчик давления в магистральном газопроводе перед расходомером по направлению движения газа. В качестве источника электропитания использован источник высоковольтного импульсного напряжения или резервный источник постоянного высоковольтного напряжения. Система содержит по крайней мере одно дополнительное дозирующее устройство. Дозирующее устройство содержит управляющий высоковольтный электрод, расположенный между высоковольтными электродами и выпускным клапаном и представляющий собой плоскую или профилированную сетку. Выпускной клапан снабжен электромагнитным приводом и подключен к блоку управления.The specified technical result is achieved in that the gas odorization system containing the main and control tanks with an odorant, a metering device connected to a power supply, a control unit with a flow meter of a main gas pipeline connected to it, according to the solution, the metering device is a working chamber in which at least three high-voltage electrodes with an adjustable gap, one of which is grounded, and the rest are connected to the control unit, an inlet valve connected with the main tank, an exhaust valve connected to the main gas pipeline, the odorization system contains a pressure sensor inside the working chamber connected to the control unit, a pressure sensor in the main gas pipeline in front of the flowmeter in the direction of gas movement. A source of high voltage pulse voltage or a backup source of constant high voltage is used as a power source. The system comprises at least one additional metering device. The metering device comprises a high-voltage control electrode located between the high-voltage electrodes and the exhaust valve and is a flat or profiled grid. The exhaust valve is equipped with an electromagnetic actuator and is connected to the control unit.

Анализ найденных в результате поиска патентных, информационных и каталожных материалов по системам одоризации газа позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство неизвестно из уровня техники.Analysis of the patent, information and catalog materials found as a result of the search for gas odorization systems allows us to conclude that the claimed device is unknown from the prior art.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид системы одоризации газа, на фиг.2 - высоковольтная управляющая сетка, на фиг.3 - конструкция выпускного клапана с электромагнитным приводом. The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a general view of a gas odorization system, Fig. 2 is a high-voltage control grid, and Fig. 3 is a construction of an exhaust valve with an electromagnetic actuator.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - основная емкость;1 - main capacity;

2 - резервная емкость;2 - reserve capacity;

3 - дозирующее устройство;3 - dosing device;

4, 5 - датчик давления;4, 5 - pressure sensor;

6 - расходомер;6 - flow meter;

7 - впускной вентиль;7 - inlet valve;

8 - блок управления;8 - control unit;

9 - резервный канал;9 - backup channel;

10 - источник высоковольтного напряжения;10 - source of high voltage;

11 - впускной клапан;11 - inlet valve;

12 - выпускной клапан;12 - exhaust valve;

13 - магистральный газопровод;13 - main gas pipeline;

14 - рабочая камера;14 - working chamber;

15, 16 - высоковольтный электрод;15, 16 - high voltage electrode;

17 - резервный вентиль;17 - backup valve;

18 - управляющий высоковольтный электрод;18 - control high-voltage electrode;

19 - заземляющий электрод;19 - grounding electrode;

20 - смотровое окно;20 - viewing window;

21 - пружина электромагнитного клапана;21 - a spring of the electromagnetic valve;

22 - корпус электромагнитного клапана;22 - the body of the electromagnetic valve;

23 - обмотка электромагнита;23 - winding of an electromagnet;

24 - коническое отверстие;24 - conical hole;

25 - магнитный зазор;25 - magnetic gap;

26 - ферромагнитная пластина;26 - ferromagnetic plate;

27 - отверстие в пластине;27 - hole in the plate;

28 - впрыскивающее сопло;28 - an injection nozzle;

29 - отверстие сопла;29 - nozzle hole;

30 - диэлектрическая пластина.30 - dielectric plate.

Система одоризации газа содержит основную 1 и контрольную 2 емкости с одорантом, а также дозирующее устройство 3, представляющее собой тарированную рабочую камеру 14 электрогидродинамического (ЭГД) насоса. Рабочая камера снабжена впускным клапаном 11, вход которого подсоединен при помощи трубопровода, снабженного впускным вентилем 7, к основной емкости с одорантом, а также выпускным электромагнитным клапаном 12, электромагнитный привод которого подключен к блоку управления 8, выход которого соединен с магистральным газопроводом. В полости рабочей камеры установлено, по крайней мере, три высоковольтных электрода с регулируемым зазором, один из которых 19 заземлен, а остальные подключены к блоку управления 8, снабженному вычислительным устройством для обеспечения своевременной подачи на электроды высокого напряжения. Возможно выполнение рабочей камеры, имеющей, помимо заземляющего электрода 19, две пары высоковольтных электродов, расположенных в одной плоскости, причем электроды 15 расположены друг напротив друга с меньшим зазором, электроды 16 - с большим. Возможен вариант дозирующего устройства для высокого давления и больших расходов газа, содержащий управляющий высоковольтный электрод 18, расположенный между высоковольтными электродами 15, 16, 19 и выпускным клапаном 12 и представляющий собой плоскую или профилированную сетку. Система одоризации газа снабжена резервным каналом 9 с резервным вентилем 17, соединяющим основную емкость 1 с магистральным газопроводом 13 и содержащим смотровое окно 20, а также расходомером 6, установленным в магистральном газопроводе до выпускного клапана 12 и подключенным к блоку управления 8. Система одоризации содержит подключенные к блоку управления датчик 4 для измерения давления внутри рабочей камеры и датчик 5 для измерения давления в магистральном газопроводе перед расходомером по направлению движения газа. Блок управления 8 подключен к источнику высоковольтного импульсного напряжения 10 или резервному источнику постоянного высоковольтного напряжения. Возможно выполнение системы одоризации с одной или несколькими дополнительными дозирующими устройствами, аналогичными первому.The gas odorization system contains the main 1 and control 2 tanks with an odorant, as well as a metering device 3, which is a calibrated working chamber 14 of an electrohydrodynamic (EHD) pump. The working chamber is equipped with an inlet valve 11, the input of which is connected via a pipe equipped with an inlet valve 7 to the main tank with an odorant, and also an exhaust solenoid valve 12, the electromagnetic drive of which is connected to the control unit 8, the output of which is connected to the main gas pipeline. At least three high-voltage electrodes with an adjustable gap are installed in the cavity of the working chamber, one of which is 19 grounded, and the rest are connected to the control unit 8, equipped with a computing device to ensure timely supply of high voltage to the electrodes. It is possible to make a working chamber having, in addition to the grounding electrode 19, two pairs of high-voltage electrodes located in the same plane, with the electrodes 15 being located opposite each other with a smaller gap, the electrodes 16 are with a larger one. A variant of a metering device for high pressure and high gas flow rates is possible, comprising a control high-voltage electrode 18 located between the high-voltage electrodes 15, 16, 19 and the outlet valve 12 and representing a flat or profiled grid. The gas odorization system is equipped with a backup channel 9 with a backup valve 17 connecting the main tank 1 to the gas main 13 and containing a viewing window 20, as well as a flow meter 6 installed in the main gas pipeline to the exhaust valve 12 and connected to the control unit 8. The odorization system contains connected to the control unit, a sensor 4 for measuring pressure inside the working chamber and a sensor 5 for measuring pressure in the main gas pipeline in front of the flowmeter in the direction of gas movement. The control unit 8 is connected to a source of high voltage pulse voltage 10 or a backup source of constant high voltage. It is possible to implement an odorization system with one or more additional metering devices similar to the first.

Использование в заявляемом одоризаторе газа электрогидродинамического (ЭГД) насоса в качестве дозирующего устройства позволяет расширить диапазон объема впрыскиваемого одоранта в пределах от 10 г до 30 г и более, а также увеличить максимальное давление одоранта на выходе из дозирующего устройства с 0,01 до 16 МПа. Данная конструкции системы одоризации газа вызвана соблюдением ГОСТ 55-42-87 нормы концентрации одоранта 16-32 мг/м в магистральном газопроводе, что часто трудновыполнимо. Известно, что плотность одоранта величина непостоянная - из-за больших значений коэффициента объемного расширения с изменениями температуры возникает значительный разброс показателей, что приводит к понижению точности дозирования. Предложенная конструкция отличается простотой и надежностью, при этом обладает высоким быстродействием и точностью дозирования одоранта, обусловленным звуковыми скоростями создания давления одоранта и соизмеримой скоростью быстродействия электромагнитного клапана, а также минимальной протяженности линии ввода одоранта в газопровод. Опытный образец при испытании системы одоризации на ограниченном участке газопровода подтвердил работоспособность предложенной конструкции с указанными целями.The use of an electrohydrodynamic (EHD) pump gas in the inventive odorizer as a metering device allows expanding the range of the injected odorant volume from 10 g to 30 g or more, and also increasing the maximum odorant pressure at the outlet of the metering device from 0.01 to 16 MPa. This design of the gas odorization system is caused by compliance with GOST 55-42-87 odorant concentration standards of 16-32 mg / m in the main gas pipeline, which is often difficult. It is known that the odorant density is not constant - because of the large values of the coefficient of volume expansion with temperature changes, a significant variation in the indicators arises, which leads to a decrease in the accuracy of dosing. The proposed design is simple and reliable, while it has high speed and accuracy of dosing of the odorant, due to the sound velocities of creating the pressure of the odorant and the comparable speed of the electromagnetic valve, as well as the minimum length of the input line of the odorant into the gas pipeline. The prototype when testing the odorization system in a limited section of the gas pipeline confirmed the operability of the proposed design with the stated objectives.

Дозирующее устройство с множественностью высоковольтных электродов можно отнести к основным элементам предлагаемой конструкции. Подобным дозирующим устройством по совокупности признаков является электроимпульсный насос-форсунка (патент РФ №2156891). Дозирующее устройство с множеством электродных пар заявляемого устройства представляет собой тарированную рабочую камеру, в которой размещены в одной плоскости, по меньшей мере, две пары высоковольтных электродов с регулируемым межэлектродным зазором, причем первые два - с минимальным регулируемым зазором, расположены в фокусе днища, служащего отражателем, а два других электрода - с большим регулируемым зазором, установлены в одной или разных плоскостях перпендикулярно им. Внутри рабочей камеры также расположен управляющий высоковольтный электрод, который установлен параллельно под первыми двумя парами па расстоянии, удовлетворяющем требованию H=(0,5-1)R, где R - радиус отражателя, и выполнен сетчатым для снижения гидросопротивления перемещению одоранта в виде плоского или вогнутого/выпуклого сегмента окружности с радиусом, равным или большим радиусу отражателя, при этом его диаметр равен внутреннему диаметру рабочей камеры, что позволяет создать широкий спектр давлений в рабочей камере при различном сочетании работы электродных пар. При подаче на управляющий электрод высоковольтного напряжения, большего или равного по величине значению напряжения, подаваемого на остальные электроды, процесс создания высокого давления ускоряется; и наоборот - замедляется при подаче на управляющий электрод меньшего по величине высоковольтного напряжения. При этом меньший радиус концентрической окружности сетки соответствует расположению концов первой пары высоковольтных электродов, а больший - второй пары. В заявляемом устройстве может быть применен выходной быстродействующий электромагнитный клапан известной конструкции, например по патенту РФ №2367832 или подобного типа, пригодный для использования в целях впрыска мерной дозы одоранта в магистраль газопровода. В основу получения высоких давлений в рабочей камере положен принцип использования импульсного электроискрового разряда внутри объема жидкости.A dosing device with a plurality of high-voltage electrodes can be attributed to the main elements of the proposed design. A similar metering device in terms of features is an electric pulse pump nozzle (RF patent No. 2156891). A metering device with a plurality of electrode pairs of the inventive device is a calibrated working chamber in which at least two pairs of high-voltage electrodes with an adjustable interelectrode gap are placed in one plane, the first two with a minimum adjustable gap, located in the focus of the bottom, which serves as a reflector , and two other electrodes - with a large adjustable gap, are installed in one or different planes perpendicular to them. A control high-voltage electrode is also located inside the working chamber, which is installed in parallel under the first two pairs at a distance satisfying the requirement H = (0.5-1) R, where R is the radius of the reflector and is made mesh to reduce the hydroresistance to moving the odorant in the form of a flat or concave / convex segment of a circle with a radius equal to or greater than the radius of the reflector, while its diameter is equal to the inner diameter of the working chamber, which allows you to create a wide range of pressures in the working chamber with different combinations SRI working electrode pairs. When a high-voltage voltage is applied to the control electrode that is greater than or equal to the value of the voltage supplied to the other electrodes, the process of creating high pressure is accelerated; and vice versa - it slows down when a lower-voltage high voltage is applied to the control electrode. Moreover, the smaller radius of the concentric circle of the grid corresponds to the location of the ends of the first pair of high voltage electrodes, and the larger to the second pair. In the inventive device, an output quick-acting solenoid valve of a known design can be used, for example, according to RF patent No. 2367832 or a similar type, suitable for use in order to inject a measured dose of an odorant into a gas pipeline. The basis for obtaining high pressures in the working chamber is the principle of using a pulsed electric spark discharge inside the liquid volume.

Полный цикл работы дозирующего устройства следующий. После заполнения одорантом тарированной рабочей камеры по команде из блока управления происходит электроимпульсный разряд на одной из пар высоковольтных электродов, приводящий к образованию ударной волны с резким скачком давления и четко выраженным градиентом потока одоранта от отражателя вдоль оси симметрии камеры. Сигнал сравнения информации о давлениях в рабочей камере и магистральном газопроводе, поступающей с датчиков давления, через блок управления с задержкой направляется на вторую пору высоковольтных электродов для создания дополнительного давления, позволяющего мгновенно через выпускной электромагнитный клапан с частотой срабатывания до 150 Гц при скважности 2 и более впрыснуть дозу одоранта в газовый поток, причем процесс создания высокого давления управляем. Кроме того, в результате электрогидродинамического удара во время парогазовой фазы происходит выделение тепла, достаточного для испарения мелкодисперсных капель воды, обычно присутствующих в качестве примесей в одоранте, что приводит к поддержанию температуры одоранта в рабочей камере в заданных пределах. При этом не требуется тонкий фильтр, применяемый в других системах одоризации для очистки от примесей. В образовавшуюся разряженную полость рабочей камеры через впускной клапан поступает следующая порция одоранта. Далее процесс повторяется. Датчик давления обеспечивает цикличность работы дозирующего устройства путем измерения давления в рабочей камере и выдает сигнал блоку управления в момент истечения дозы одоранта. Регулирование выходного давления одоранта осуществляется путем изменения частоты и амплитуды высоковольтных импульсов раздельно для каждой пары и управляющего электродов. Выпускной электромагнитный клапан находится в закрытом состоянии и открывается по команде с блока управления, а после окончания управляющего импульса возвращается в исходное состояние с помощью возвратной пружины, при этом подача одоранта в газовую магистраль прекращается, и тем самым предотвращается попадание природного газа из трубопровода. Конструкция электромагнитного клапана (далее ЭМК) поясняется фиг.3. Устройство содержит обмотку электромагнита 23, заключенную в магнитопровод 23 из ферромагнитного материала, в которой выполнен зазор 30, заполненный непроводящим материалом для устранения токов Фуко с коническим отверстием 24 в центре и магнитным зазором 25, ферромагнитную подвижную пластину 26 с отверстиями 27, поджимаемая пружиной 21 к неподвижной пластине 16 из немагнитного материала с выходными отверстиями 29. Работа ЭМК осуществляется следующим образом. В исходном состоянии пластина 26 со стороны отверстий 29 прижата пружиной 21 к пластине 26. Магнитный зазор 25 магнитопровода 22 при этом не перекрывается первой плоскостью пластины 26, а выходные отверстия 29 перекрыты второй плоскостью пластины 28 - ЭМК закрыт. При подаче на обмотку 23 ЭМК управляющего импульса из блока управления возникает электромагнитная сила, преодолевающая силу давления среды и притягивающая пластину 26 к магнитопроводу 23. При этом освобождаются отверстия 29, ЭМК открывается, и весь поток одоранта из рабочей камеры 14 дозирующего устройства 3 выталкивается в магистральный газопровод 13. Количество подаваемого за цикл одоранта может быть ограничено (например, при резком снижении расхода газа в магистрали) путем подачи управляющего сигнала на катушку электромагнитного клапана блоком управления. Блок управления формирует высоковольтные импульсы необходимой амплитуды и частоты для подачи на высоковольтные электроды а также низковольтные импульсы для работы электромагнитного клапана, датчиков давления расходного устройства, а также синхронизирует работу всех узлов системы по заданному алгоритму. Для увеличения ресурса работы дозирующего устройства предусмотрена регулировка в электродных парах и заземляющего электрода, что позволяет обеспечить требуемый зазор между ними. Для расчета параметров дозирующего устройства использовались следующие формулы (Электротехнический справочник, том 3, книга 2, -М. :Энергоатоиздат, 1988 г стр.230-238). Вольт-секундная характеристика искрового промежутка в однородном поле с учетом перегрева одоранта:The full cycle of the dosing device is as follows. After filling the calibrated working chamber with an odorant at the command of the control unit, an electric pulse discharge occurs on one of the pairs of high-voltage electrodes, which leads to the formation of a shock wave with a sharp pressure jump and a pronounced gradient of the odorant flow from the reflector along the chamber symmetry axis. The signal for comparing the information about the pressures in the working chamber and the main gas pipeline coming from the pressure sensors is sent to the second stage of the high-voltage electrodes with a delay to the second stage of the high-voltage electrodes to create additional pressure, allowing instantly through the exhaust electromagnetic valve with a response frequency of up to 150 Hz with a duty cycle of 2 or more inject a dose of odorant into the gas stream, and the process of creating high pressure is controllable. In addition, as a result of electrohydrodynamic shock during the vapor-gas phase, heat is generated that is sufficient to evaporate finely dispersed drops of water, usually present as impurities in the odorant, which leads to maintaining the temperature of the odorant in the working chamber within specified limits. It does not require a thin filter used in other odorization systems for cleaning impurities. The next portion of the odorant enters the resulting discharged cavity of the working chamber through the inlet valve. The process is then repeated. The pressure sensor ensures the cyclical operation of the metering device by measuring the pressure in the working chamber and gives a signal to the control unit at the time of expiration of the odorant dose. The output pressure of the odorant is controlled by changing the frequency and amplitude of the high-voltage pulses separately for each pair and control electrodes. The exhaust solenoid valve is in the closed state and opens upon command from the control unit, and after the end of the control pulse, it returns to its original state with the help of a return spring, while the flow of odorant to the gas main is stopped, and thereby the ingress of natural gas from the pipeline is prevented. The design of the electromagnetic valve (hereinafter EMC) is illustrated in Fig.3. The device comprises a winding of an electromagnet 23 enclosed in a magnetic circuit 23 made of ferromagnetic material, in which a gap 30 is made, filled with non-conductive material to eliminate Foucault currents with a conical hole 24 in the center and a magnetic gap 25, a ferromagnetic movable plate 26 with holes 27, pressed by a spring 21 to a fixed plate 16 of non-magnetic material with outlet openings 29. The operation of the EMC is as follows. In the initial state, the plate 26 from the side of the holes 29 is pressed by the spring 21 to the plate 26. The magnetic gap 25 of the magnetic circuit 22 is not blocked by the first plane of the plate 26, and the outlet holes 29 are blocked by the second plane of the plate 28 - the EMC is closed. When a control pulse is applied to the EMC winding 23 from the control unit, an electromagnetic force arises that overcomes the pressure of the medium and attracts the plate 26 to the magnetic circuit 23. In this case, the holes 29 are released, the EMC opens, and the entire odorant stream from the working chamber 14 of the metering device 3 is pushed into the main gas pipeline 13. The amount of odorant supplied per cycle can be limited (for example, with a sharp decrease in gas flow in the line) by supplying a control signal to the coil of the electromagnetic valve Locke management. The control unit generates high-voltage pulses of the required amplitude and frequency for supplying to the high-voltage electrodes as well as low-voltage pulses for the operation of the electromagnetic valve, pressure sensors of the consumable device, and also synchronizes the operation of all nodes of the system according to a given algorithm. To increase the life of the metering device, it is possible to adjust the electrode pairs and the ground electrode in order to ensure the required gap between them. To calculate the parameters of the metering device, the following formulas were used (Electrotechnical Handbook, Volume 3, Book 2, -M.: Energoatoizdat, 1988, pp. 230-238). Volt-second characteristic of the spark gap in a uniform field, taking into account the overheating of the odorant:

U п р = I 2 G 0 t п р ( 200 + 345 i ( t п р / τ ) 2 / 3 )

Figure 00000001
U P R = I 2 G 0 t P R ( 200 + 345 i - ( t P R / τ ) 2 / 3 )
Figure 00000001

Наибольшее расстояние между торцами электродов, при котором возможен тепловой пробой, м:The greatest distance between the ends of the electrodes at which thermal breakdown is possible, m:

Imax=2cps(T2-T1)/CEkp2 I max = 2cps (T 2 -T 1 ) / CE kp 2

Давление в канале разряда, м/сPressure in the discharge channel, m / s

Рк=4,5×10-20(dn/dt)2/3/4,3×10-19+3,9×10-21(dn/dt)1/6, Pk = 4.5 × 10 -20 (dn / dt) 2/3 / 4.3 × 10 -19 + 3.9 × 10 -21 (dn / dt) 1/6 ,

где:Where:

Uпр - вольт-секундная характеристика зазоров в однородном поле;U ol - volt-second characteristic of gaps in a uniform field;

I - расстояние между электродами;I is the distance between the electrodes;

G0 - удельная проводимость одоранта;G 0 is the specific conductivity of the odorant;

tпр - продолжительность пробоя;t ol - the duration of the breakdown;

τ=3×10-5 с - постоянная времени;τ = 3 × 10 -5 s is the time constant;

с, р - удельная теплоемкость одоранта;s, p - specific heat of odorant;

S - площадь оголенной поверхности электрода, контактирующая с Од;S is the bare surface area of the electrode in contact with Au;

T1, Т2 - начальная температура и температура парообразования одоранта;T 1 , T 2 - the initial temperature and the temperature of vaporization of the odorant;

С - емкость конденсатора блока высокого напряжения;C is the capacitance of the capacitor of the high voltage unit;

Екр - критическая напряженность эл. поля между электродами;Ekr - critical tension el. fields between the electrodes;

Рк - давление в канале разряда;Рк - pressure in the discharge channel;

dn/dt - крутизна импульса мощности, отнесенная к еденице длины искрового промежутка между электродами Вт/с*м.dn / dt is the slope of the power pulse, referred to the unit of the length of the spark gap between the electrodes W / s * m

Система одоризации работает следующим образом. В исходном состоянии вентиль 17 закрыт, вентиль 7 открыт по принципу сообщающихся сосудов, одорант заполняет тарированную рабочую камеру 14 дозирующего устройства 3. При возникновении расхода газа в магистрали 13 расходное устройство 6 и датчик давления 5 передают сигнал в вычислительное устройство (не показано) блока управления 8, который направляет управляющий импульс нужной частоты и амплитуды на высоковольтные электроды 15-, 16-й пары (или их комбинации), а также управляющий высоковольтный электрод 18 с задержкой (только для высоких давлений и расходов), способные создать требуемое давление в рабочей камере, контролируемое датчиком давления 4 дозирующего устройства 3, при этом быстродействующий электромагнитный клапан, проходное сечение которого обеспечивает быстродействие, соизмеримое с периодом электрического разряда, открывается, и весь объем одоранта попадает в магистраль газопровода 13, образовавшееся в рабочей камере разряжение открывает впускной клапан 11, и рабочая камера наполняется очередной дозой одоранта. Далее процесс повторяется.The odorization system works as follows. In the initial state, valve 17 is closed, valve 7 is open according to the principle of communicating vessels, an odorant fills the calibrated working chamber 14 of the metering device 3. When a gas flow occurs in line 13, the consumable device 6 and the pressure sensor 5 transmit a signal to a computing device (not shown) of the control unit 8, which directs the control pulse of the desired frequency and amplitude to the high voltage electrodes of the 15th, 16th pairs (or combinations thereof), as well as the control high voltage electrode 18 with a delay (only for high pressures expenses), capable of creating the required pressure in the working chamber, controlled by the pressure sensor 4 of the metering device 3, while the high-speed solenoid valve, the passage cross section of which ensures a speed comparable with the period of the electric discharge, opens, and the entire volume of the odorant enters the gas pipeline 13 formed in the working chamber, the vacuum opens the inlet valve 11, and the working chamber is filled with the next dose of an odorant. The process is then repeated.

В случае отказа системы вентиль 7 закрывают, а вентиль 17 открывают на определенную величину, и одорант по резервному каналу попадает в магистраль газопровода 13. Возможны следующие исполнения систем одоризации. Вариант 1 для малых давлений газа с дозирующим устройством, у которого рабочая камера имеет объем до 10 г, и установлено два высоковольтных электрода. Вариант 2 для средних давлений газа с дозирующим устройством, у которого рабочая камера имеет объем до 35 г, и установлено две пары высоковольтных электродов. Вариант 3 для высоких давлений и расходов газа с дозирующим устройством, у которого рабочая камера имеет объем свыше 30 г, установлено две пары высоковольтных электродов и управляющий высоковольтный электрод, а дозирующих устройств два и более.In the event of a system failure, the valve 7 is closed, and the valve 17 is opened by a certain amount, and the odorant through the backup channel enters the gas pipeline 13. The following versions of odorization systems are possible. Option 1 for low gas pressures with a metering device, in which the working chamber has a volume of up to 10 g, and two high-voltage electrodes are installed. Option 2 for medium gas pressures with a metering device in which the working chamber has a volume of up to 35 g, and two pairs of high-voltage electrodes are installed. Option 3 for high pressures and gas flows with a metering device, in which the working chamber has a volume of more than 30 g, two pairs of high-voltage electrodes and a control high-voltage electrode are installed, and two or more metering devices.

Таким образом, представленное в заявке решение для одоризации природного газа, по мнению автора, обладает существенной новизной конструкция устройства, позволяет повысить безопасность потребителей газа, обеспечить надежность в эксплуатации, является простой в изготовлении и обслуживании.Thus, the solution for odorizing natural gas presented in the application, according to the author, has a significant novelty in the design of the device, which makes it possible to increase the safety of gas consumers, ensure reliability in operation, and is easy to manufacture and maintain.

Claims (5)

1. Система одоризации газа, содержащая основную и контрольную емкости с одорантом, дозирующее устройство, соединенный с источником электропитания блок управления с подключенным к нему расходомером магистрального газопровода, отличающаяся тем что дозирующее устройство представляет собой рабочую камеру, в которой размещены, по крайней мере, три высоковольтных электрода с регулируемым зазором, один из которых заземлен, а остальные подключены к блоку управления, впускной клапан, соединенный с основной емкостью, выпускной клапан, соединенный с магистральным газопроводом, система одоризации содержит подключенные к блоку управления датчик давления внутри рабочей камеры, датчик давления в магистральном газопроводе перед расходомером по направлению движения газа.1. A gas odorization system comprising a main and control tank with an odorant, a metering device connected to a power source, a control unit with a flow meter of a main gas pipeline connected to it, characterized in that the metering device is a working chamber in which at least three high-voltage electrodes with an adjustable gap, one of which is grounded, and the rest are connected to the control unit, an inlet valve connected to the main tank, an exhaust valve connected connected with the main gas pipeline, the odorization system contains a pressure sensor connected to the control unit inside the working chamber, a pressure sensor in the main gas pipeline in front of the flowmeter in the direction of gas movement. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве источника электропитания использован источник высоковольтного импульсного напряжения или резервный источник постоянного высоковольтного напряжения.2. The system according to claim 1, characterized in that a source of high voltage pulse voltage or a backup source of constant high voltage is used as the power source. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит по крайней мере одно дополнительное дозирующее устройство.3. The system according to claim 1, characterized in that it contains at least one additional metering device. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что дозирующее устройство содержит управляющий высоковольтный электрод, расположенный между высоковольтными электродами и выпускным клапаном и представляющий собой плоскую или профилированную сетку.4. The system according to claim 1, characterized in that the metering device comprises a control high-voltage electrode located between the high-voltage electrodes and the exhaust valve and is a flat or profiled grid. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что выпускной клапан снабжен электромагнитным приводом и подключен к блоку управления. 5. The system according to claim 1, characterized in that the exhaust valve is equipped with an electromagnetic actuator and is connected to a control unit.
RU2013111785/28A 2013-03-15 2013-03-15 Automatic gas odorising system RU2524044C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111785/28A RU2524044C1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Automatic gas odorising system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111785/28A RU2524044C1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Automatic gas odorising system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2524044C1 true RU2524044C1 (en) 2014-07-27

Family

ID=51265211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013111785/28A RU2524044C1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Automatic gas odorising system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2524044C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215700U1 (en) * 2022-08-08 2022-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром Трансгаз Ставрополь" Arrangement for the odorant inlet into the pipeline

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156891C1 (en) * 1999-04-06 2000-09-27 Козлов Георгий Леонидович Electric-pulse operated injector unit
US6142162A (en) * 1999-06-18 2000-11-07 Odoreyes Technology, Inc. System and method for odorizing natural gas
RU2247332C1 (en) * 2003-09-08 2005-02-27 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Саратовгазприборавтоматика" Odorizer
CN201636530U (en) * 2009-12-14 2010-11-17 沈阳贝尔燃气有限公司 Automatic fuel gas odorizing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156891C1 (en) * 1999-04-06 2000-09-27 Козлов Георгий Леонидович Electric-pulse operated injector unit
US6142162A (en) * 1999-06-18 2000-11-07 Odoreyes Technology, Inc. System and method for odorizing natural gas
RU2247332C1 (en) * 2003-09-08 2005-02-27 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Саратовгазприборавтоматика" Odorizer
CN201636530U (en) * 2009-12-14 2010-11-17 沈阳贝尔燃气有限公司 Automatic fuel gas odorizing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215700U1 (en) * 2022-08-08 2022-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром Трансгаз Ставрополь" Arrangement for the odorant inlet into the pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. An improved model for prediction of the cone-jet formation in electrospray with the effect of space charge
Chiatto et al. Numerical and experimental frequency response of plasma synthetic jet actuators
Moreau et al. Influence of the air-exposed active electrode shape on the electrical, optical and mechanical characteristics of a surface dielectric barrier discharge plasma actuator
US9933347B2 (en) Method and system for determining fluid density
RU2524044C1 (en) Automatic gas odorising system
US2535752A (en) Injection system and apparatus therefor
ATE19550T1 (en) FLOWMETER AND DEVICE FOR MIXING AN AGGREGATE INTO A LIQUID WITH SUCH FLOWMETER.
Kochetkov et al. Shock and detonation waves generated by a wire explosion in liquids and bubbled media
RU172894U1 (en) Food Dispenser
Yang et al. Effect of pulse width on streamer propagation of underwater corona discharge
Kudelčik et al. Measurement of electrical parameters of breakdown in transformer oil
RU153863U1 (en) DOSER FOR FOOD
Satyanarayana et al. Effect of ambient pressure variation on closed loop gas system for India based Neutrino Observatory (INO)
RU2544258C2 (en) Valve and system of gaseous medium flow measurement
Znamenskaya et al. Nanosecond volume discharge in the flow with diffracting shock wave in the rectangular channel
Shibkov et al. Microwave discharges: Fundamentals and applications
RU111637U1 (en) SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE FLOW OF THE FLUID
Aleksandrov et al. Regular set of gas discharges on the surface of a dielectric in a quasi-optical microwave beam
RU2617701C1 (en) Method of measuring liquid flow rate
Pinaev et al. Critical energy of bubble detonation wave initiation by a wire explosion
RU2536095C1 (en) System for restoring gas composition and pressure in laser
SU413383A1 (en)
SU773438A1 (en) Apparatus for batch-type feeding of liquefied gas
RU2687331C1 (en) Liquid dispensing method and device for its implementation
WO2017176132A1 (en) A method for modifying the structure of materials by means of a glow discharge and a device for modifying the structure of materials by means of a glow discharge

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200316