SU1746107A1

SU1746107A1 - Liquefied gas evaporator

Info

Publication number: SU1746107A1
Application number: SU904819337A
Authority: SU
Inventors: Владимир Львович Зельцер; Юрий Самуилович Гайстер; Владимир Алексеевич Чепиков
Original assignee: Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Мосгазниипроект"
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Изобретение относитс к области эксплуатации установок сжиженных газов и может быть использовано на газораздаточных станци х, в стройиндустрии, машиностроении и сельском хоз йстве и предназначено дл повышени надежности и безопасности работы. Нижн часть 5 испарительной камеры 1 перекрыта упругой мембраной 7, в жестком центре 8 которой зафиксирован пот Ё 4J 4Ьь О О VI The invention relates to the field of operation of liquefied gas installations and can be used at gas-distributing stations, in the construction industry, mechanical engineering and agriculture and is intended to increase the reliability and safety of operation. The lower part 5 of the evaporation chamber 1 is blocked by an elastic membrane 7, in the hard center 8 of which is fixed sweat 4J 4b O O VI

Description

лый шток 23. Верхний конец штока 23 кинематически св зан с выходным клапаном 20, а нижний конец упираетс в жесткий центр 14 мембрану 13 входного клапана 9. Мембрана 7 с жестким центром 8 и ее жестка св зь со штоком 23 позвол ют регулировать подачу сжиженного газа в испарительную камеру 1. При заполнении жидкостью камеры 1 через клапан 9 и трубопровод 17 мембрана 7 и шток 23 под действием массы жидкости опускаютс , открываетс клапан 24 и пар поступает к потребителю. По достижении предельно допустимого уровн жидкости шток надавливает на мембрану 13, перекрыва поступление жидкости в испа.- ригельную камеру 1. 1 ил.23. The upper end of the rod 23 is kinematically connected to the outlet valve 20, and the lower end abuts against the rigid center 14 of the diaphragm 13 of the inlet valve 9. The membrane 7 with a rigid center 8 and its rigid connection with the rod 23 allows to regulate the flow of liquefied gas into the evaporation chamber 1. When the chamber 1 is filled with liquid through the valve 9 and the pipeline 17, the membrane 7 and the rod 23 under the influence of the mass of liquid are lowered, the valve 24 opens and the steam enters the consumer. Upon reaching the maximum permissible level of liquid, the rod presses on the membrane 13, blocking the flow of liquid into the external chamber 1. 1 sludge.

Изобретение относитс к эксплуатации установок сжиженного газа и может быть гсгч пцэоз но из гдчораздзточных станци х , хранилищах, в стройиндустрии, машиностроении , а также в сельском хоз йстве.The invention relates to the operation of liquefied gas installations and may be dry fuel from the distribution stations, storage facilities, in the construction industry, mechanical engineering, as well as in agriculture.

Известна конструкци испарител сжиженных газов, представл юща собой вертикальный цилиндрический сосуд, внутри которого смонтирован змеевик, по которому проходит теплоноситель, например гор ча вода, вдоль оси в верхней части корпуса под выходным отверстием расположен подпружиненный поплавок, упирающийс в клапан выходного отверсти .The known structure of a liquefied gas evaporator is a vertical cylindrical vessel, inside which a coil is mounted, through which coolant, for example hot water, is located.

Недостатками известного испарител вл ютс трудность контрол и возможные сбои системы поплавок-клапан выходного отверсти Прекращение выдачи газа при нормальной подаче теплоносител приводит к тому, что поступление жидкости превышает расход паровой фазы и уровень жидкости постепенно повышаетс , прижима поплавок к клапану выходного отверсти , пе рекрыва последнее. Давление в камере повышаетс и жидкость вытесн етс обратно в резервуар, поплавок опадает вниз, однако клапан по-прежнему перекрывает выходное отверстие, поджатый избыточным давлением внутри испарител . Так как испаритель предназначен дл надежного снабжени паровой фазой сжиженного газа устройств, например газогорелочных, то это может привести к погасанию факела горелки, а затем к самопроизвольному истечению газа (после опадани поплавка). Это снижает надежность и безопасность работы .The disadvantages of the known evaporator are the difficulty of controlling and possible failures of the float-valve system of the outlet orifice. Termination of gas delivery during normal flow of the coolant causes the liquid flow to exceed the vapor phase flow and the liquid level gradually rises, pressing the float to the outlet valve, blocking the last . The pressure in the chamber rises and the liquid is forced back into the tank, the float drops down, but the valve still blocks the outlet, pressed by the excess pressure inside the evaporator. Since the evaporator is designed to reliably supply the vapor phase of liquefied gas devices, such as gas burners, this can lead to the extinction of the torch flame, and then to spontaneous outflow of gas (after dropping the float). This reduces the reliability and safety of work.

Целью изобретени вл етс повышение надежности и безопасности работы испарител .The aim of the invention is to improve the reliability and safety of the evaporator.

Цель достигаетс тем, что крышка испарительной камеры снабжена предохранительным и выходным клапанами, испарительна камера содержит нагревательный элемент w впускное устройство. В нижней части испарительной камеры установлена упруга мембрана с жестким центром , образующа в ней замкнутую полость, котора соединена с верхней частью испарительной камеры посредством трубопровода , подключенного к впускному устройству Вдоль оси испарительной камеры проходит полый шток, закрепленный в жестком центре мембраны, нижний конец его взаимодействует с мембраной впускного устройства, верхний кинематически св зан с подвижной частью выходного клапана. На штоке выполнены отверсти , сообщающие верхнюю часть испарительной камеры с замкнутой полос ью. При этом впускноеThe goal is achieved by the fact that the cover of the evaporation chamber is provided with safety and output valves, the evaporation chamber contains a heating element w inlet. A resilient membrane with a rigid center is installed in the lower part of the evaporation chamber, forming a closed cavity in it, which is connected to the upper part of the evaporation chamber through a pipe connected to the inlet device. A hollow rod fixed in the rigid center of the membrane is connected along the axis of the evaporation chamber. with an inlet diaphragm, the upper kinematically connected with the moving part of the outlet valve. Holes are made on the rod, indicating the upper part of the evaporation chamber with a closed strip. In this case, the inlet

устройство размещено в днище замкнутой полости и выполнено в виде мембранного клапанаthe device is placed in the bottom of a closed cavity and is made in the form of a membrane valve

На чертеже изображен испаритель дл сжиженных газов, общий вид.The drawing shows an evaporator for liquefied gases, a general view.

Испаритель содержит испарительнуюEvaporator contains evaporative

камеру 1, вокруг которой спирально закреплен нагревательный элемент 2, например гибкий электрический нагревательный элемент , покрытый слоем тепловой изол ции 3,a chamber 1 around which a heating element 2 is helically fixed, for example, a flexible electric heating element covered with a layer of thermal insulation 3,

а также кожухом 4, Нижн часть 5 испарительной камеры 1 на фланцах 6 герметично присоединена к верхней части, причем мембрана 7 с жестким центром 8 зажата между фланцами 6. В нижней части 5 испарительной камеры 1 расположен мембранный клапан 9 типа сопло-заслонка. Корпус 10 мембранного клапана 9 расположен в центре днища 11 и имеет по оси сопло 12. Мембрана 13 клапана 9 с жестким центром 14as well as the casing 4, the lower part 5 of the evaporation chamber 1 on the flanges 6 are hermetically attached to the upper part, with the membrane 7 with a rigid center 8 clamped between the flanges 6. In the lower part 5 of the evaporation chamber 1 there is a nozzle-damper membrane valve 9. The housing 10 of the diaphragm valve 9 is located in the center of the bottom 11 and has a nozzle 12 along the axis. The diaphragm 13 of the valve 9 has a rigid center 14

прикрывает корпус 10 сверху так, что жесткий центр 14 расположен над соплом 12. Мембрана 13 изолирует герметично пространство внутри корпуса 10 от пространства нижней части 5 камеры 1. Трубопроводcovers the housing 10 from above so that the hard center 14 is located above the nozzle 12. The membrane 13 seals off the space inside the housing 10 from the space of the lower part 5 of the chamber 1. The pipeline

15 соедин ет устройство с источником сжиженного газа, например баллоном или баллонной остановкой (не показан), Пружина 16 установлена между корпусом 10 мембранного клапана 9 и жестким центром 8 мембраны 7. Трубопровод 17 соедин ет внутреннее пространство мембранного клапана 9 с верхней частью испарительной камеры 1. Крышка 18 герметично, например, с помощью фланцевого соединени 19 закры- вает испарительную камеру 1 сверху. Седло 20 расположено в центре крышки 18. Предохранительный клапан 21 и датчик-реле 22 давлени установлены на верхней крышке 18. Полый шток 23 расположен по оси испа- рител , имеет наверху клапан 24, сквозные отверсти 25 в верхней части и отверсти 26 в нижней части и жестко св зан с нижним жестким центром 8. Нижним концом полый шток 23 упираетс в жесткий центр 14. Втулка 27 с помощью косынок 28 св зана с ис- парительной камерой 1 и вл етс направл ющей штока 23, Регул тор 29 давлени сообщен посредством отводной трубки 30 с седлом 20. Испаритель расположен вертикально на опорах или лапах.15 connects the device with a source of liquefied gas, such as a cylinder or a cylinder stop (not shown), a spring 16 is installed between the housing 10 of the diaphragm valve 9 and the rigid center 8 of the membrane 7. A pipe 17 connects the inner space of the diaphragm valve 9 to the top of the evaporation chamber 1 The lid 18 is hermetically sealed, for example, by means of a flange connection 19, which covers the evaporation chamber 1 from above. The saddle 20 is located in the center of the cover 18. The safety valve 21 and the pressure sensor relay 22 are mounted on the top cover 18. The hollow rod 23 is located along the evaporator axis, has a valve 24 at the top, through holes 25 in the upper part and holes 26 in the lower part and rigidly connected to the lower rigid center 8. The lower end of the hollow rod 23 abuts against the rigid center 14. The sleeve 27 is connected by means of the gangs 28 with the evaporation chamber 1 and is the guide rod 23, the pressure regulator 29 is communicated by means of tube 30 with a saddle 20. The evaporator is located Vertical, on the supports or feet.

Испаритель работает следующим образом . ,The evaporator works as follows. ,

Сжиженный газ из баллона по трубопроводу 15 подают через сопло 12 в мембран- ный клапан 9, откуда по трубопроводу 17 направл ют в испарительную камеру 1. Включаетс в работу нагревательный элемент 2. При заполнении испарительного пространства жидкость давит на мембрану 7 и жесткий центр 8. Мембррна 7, центр 8 и шток 23 под действием массы жидкости опускаютс , клапан 24 открывает седло 20 и парова фаза поступает по трубопроводу 30 через регул тор 29 давлени потребителю. The liquefied gas from the cylinder is supplied through the pipeline 15 through the nozzle 12 to the membrane valve 9, from where it is sent through the pipeline 17 to the evaporation chamber 1. The heating element 2 is put into operation. When filling the evaporation space, the liquid presses on the membrane 7 and the hard center 8. The membrane 7, the center 8 and the rod 23 under the action of the mass of the liquid are lowered, the valve 24 opens the saddle 20 and the vapor phase flows through the pipeline 30 through the pressure regulator 29 to the consumer.

При достижении жидкостью в испарителе заранее определенного уровн h шток 23 надавливает на жесткий центр 14, который, опуска сь, запирает седло 12, и поступление жидкой фазы прекращаетс до тех пор, пока уровень жидкости в устройстве не понизитс .When the liquid in the evaporator reaches a predetermined level h, the rod 23 presses against the hard center 14, which, closing, locks the saddle 12, and the flow of the liquid phase stops until the liquid level in the device decreases.

В случае превышени расхода паровой фазы над парообразованием давление над свободной поверхностью жидкости растет. При достижении фиксированного давлени настройки Рн срабатывает датчик-реле 22 давлени , отключающий нагревательный элемент 2 и, тем самым, прекращающий нагрев жидкости. Однако в случае повышени давлени сверх допустимого срабатывает предохранительный клапан 21 и газ сбрасываетс в атмосферу (парова фаза), снижа давление в устройстве.If the vapor phase flow rate exceeds vaporization, the pressure above the free surface of the liquid increases. When a fixed pressure is reached, the pressure sensor-relay 22 triggers, turning off the heating element 2 and, thus, stopping the heating of the liquid. However, in the event of an increase in pressure above permissible, the safety valve 21 is activated and the gas is released into the atmosphere (vapor phase), reducing the pressure in the device.

Мембрана 7 разгружаетс путем вырав- нивани давлений под мембраной и над свободной поверхностью жидкости. Это осуществл етс за счет соединени пространства над свободной поверхностью жидкости и пространства под мембраной через систему отверсти 25 - полость штока 23 - отверсти 26.The membrane 7 is discharged by equalizing the pressures under the membrane and above the free surface of the liquid. This is accomplished by connecting the space above the free surface of the liquid and the space under the membrane through a system of apertures 25 - the cavity of the stem 23 - apertures 26.

В случае прорыва мембрана 7 давление над и под мембраной сравн етс и шток 23, наход сь под действием пружины 16, подниметс , клапан 24 перекроет седло 20, подача газа в трубопровод 30 прекратитс . При дальнейшем нагреве произойдет повышение давлени и при достижении Р Рн сработает датчик-реле 22 давлени , отключа нагревательный элемент 2.In the event of a breakthrough, the membrane 7, the pressure above and below the membrane is comparable, and the rod 23, under the action of the spring 16, will rise, the valve 24 will shut off the saddle 20, the gas supply to the pipeline 30 will stop. With further heating, an increase in pressure will occur and, when P reaches the pH, the pressure switch-sensor 22 will operate, turning off the heating element 2.

Изобретение позвол ет регулировать подачу сжиженного газа как посредством системы автоматики, так и посредством конструктивных особенностей устройства. Наличие упругой мембраны 7, жестко св занной со штоком 23, позвол ет регулировать подачу сжиженного газа внутрь испарительной камеры 1. Чем меньше жидкости над мембраной 7, тем больше открыт мембранный клапан 9, а при достижении определенного уровн он перекрыт полностью, что предотвращает переполнение испарительной камеры 1 и, следовательно , унос жидкости в регул тор 29. При пустой испарительной камере 1 клапан 24 перекрывает седло 20.The invention makes it possible to regulate the supply of liquefied gas both by means of an automation system and by means of the design features of the device. The presence of the elastic membrane 7, which is rigidly connected to the rod 23, makes it possible to regulate the flow of liquefied gas inside the evaporation chamber 1. The smaller the liquid above the membrane 7, the more diaphragm valve 9 is open, and when a certain level is reached, it is completely blocked, which prevents the evaporator from overflowing chambers 1 and, therefore, the entrainment of fluid into the regulator 29. With an empty evaporation chamber 1, valve 24 closes the saddle 20.

Клапан 24 перекрывает седло 20 как за счет пружины 16, так и за счет возможного перепада давлени . Однако при заполнении подмембранного пространства жидкостью клапан 24 под действием веса жидкости открываетс , что повышает равномерность работы испарител , так как в момент наибольшего заполнени выходной клапан 24 полностью открыт и потребитель не лишаетс газоснабжени . Таким образом , повышаетс надежность работы испарител в части бесперебойности и равномерности газоснабжени , а в аварийной ситуации (прорыв мембраны) устройство отсекаетс , что повышает безопасность работы.The valve 24 overlaps the seat 20 both by the spring 16 and by the possible pressure differential. However, when the submembrane space is filled with liquid, the valve 24 opens under the influence of the weight of the liquid, which increases the uniformity of operation of the evaporator, since at the time of maximum filling the output valve 24 is completely open and the consumer does not lose gas supply. Thus, the reliability of operation of the evaporator in terms of uninterrupted and uniform gas supply is improved, and in an emergency (membrane breakthrough) the device is cut off, which increases the safety of operation.

Claims

An evaporator for liquefied gases, comprising an evaporation chamber with safety and output valves located in the lid, a heating element and an inlet device, characterized in that, in order to increase reliability and safety of operation, it is provided with an elastic membrane with a rigid center installed at the bottom the evaporation chamber and forming in it a closed cavity connected to the upper part of the evaporation chamber via a pipeline connected to the inlet device and a hollow rod placed along the axis of the evaporation chamber and fixed in the rigid center of the membrane, while the inlet device is placed on days

the closed cavity and is in interaction with the diaphragm of the inlet diaphragm valve, and the stem of the upper constitution and has holes that tell the kinematically connected to the moving part of the evaporative chamber q of the outlet valve, the lower closed cavity.