Устройство контроля сжатого газа в баллонах

Устройство относится к технике измерения микроконцентраций посторонних примесей в чистых газах. Устройство содержит баллонный регулятор давления газа, имеющий баллонный штуцер входа газа с накидной гайкой, штуцер выхода газа, газоанализатор и трубопровод. В канале баллонного штуцера установлен постоянный дроссель. Штуцер выхода газа имеет дополнительный штуцер с обратным клапаном. Дополнительный штуцер соединен трубопроводом со штуцером выхода газа баллонного редуктора вспомогательного баллона.

Устройство контроля сжатого газа в баллонах относится к технике измерения микроконцентраций посторонних примесей в чистых газах.

Известные устройства контроля сжатого газа в баллонах содержат баллонный газовый редуктор (регулятор давления газа), изготовляемый по ГОСТ 13861-89 и ТУ 26-05-463-76. Редуктор имеет штуцер с накидной гайкой для подсоединения к проверяемому баллону и штуцер выхода газа. К штуцеру выхода газа через трубопровод подсоединяется газоанализатор.

Известные устройства пригодны для измерения больших концентраций примесей и мало пригодны для контроля чистых газов.

К чистым газам относятся газы, в которых жестко ограничено содержание посторонних примесей. Содержание посторонних примесей не должно превышать миллионных долей по объему, т.е. в миллионе молекул чистого газа количество молекул посторонних примесей должно быть не более нескольких единиц, иногда десятков единиц.

При перестановке баллонного редуктора с проверенного баллона на следующий, подлежащий проверке, в редуктор и трубопровод попадает некоторое количество воздуха, т.е. в газовый тракт попадают составляющие компоненты воздуха: азот, кислород, углекислый газ, влага и др. При открытии вентиля баллона компоненты воздуха попадают в газоанализатор микроконцентраций примесей. По этой причине время установления показаний газоанализатора резко возрастает. Возрастанию времени установления показаний способствует явление адсорбции десорбции компонентов воздуха на стенках газового тракта баллонною редуктора и трубопровода.

В результате, пока газоанализатор выйдет на установившиеся показания, из проверяемого баллона уходит большое количество газа, и давление в проверяемом баллоне понижается на величину до 500 кПа.

Целью предполагаемого изобретения, является создание устройства, с помощью которого резко сокращается время установления показаний газоанализатора микроконцентраций и экономятся дорогостоящие чистые газы.

Па фигуре 1 показано схематическое изображение устройства.

На фигуре 2 показан выносной элемент "А" в разрезе.

Устройство содержит регулятор давления газа 1, имеющий баллонный штуцер входа газа 2, подсоединенный к проверяемому баллону 3 и шчуцер выхода газа 4. Штуцер выхода газа 4 трубопроводом 5 соединен с газоанализатором 6. Дополнительный штуцер 7 соединен трубопроводом 8 со штуцером выхода 9 баллонного редуктора 10 вспомогательного баллона 11.

Регулятор давления 1 (см. фиг.2) содержит баллонный штуцер 2, в котором установлен ограничительный дроссель 12 в виде калиброванного отверстия во втулке из синтетического рубина. Втулка запрессована в баллонный штуцер 2. Баллонный штуцер 2 для подсоединения к проверяемому баллону 3 содержит накидную гайку 13 и уплотнительную прокладку 14.

В дополнительном штуцере 6 расположен обратный клапан 15 с пружиной 16.

Регулятор давления 1 отрегулирован на давление в выходном штуцере 4 в пределах 130-150 кПа.

Перед началом проверки контролируемых баллонов (штуцер 2 не подсоединен к контролируемому баллону) производится продувка устройства газом из вспомогательного баллона 11. В вспомогательном баллоне как и в проверяемом баллоне находится чистый газ. Давление в трубопроводе 8 устанавливается редуктором 10 в пределах 100 кПа.

Клапан 15 под давлением газа из вспомогательного баллона открывается, часть газа идет в сторону газоанализатора 6, продувает трубопровод 5 и газоанализатор. Вторая часть идет в сторону регулятора давления 1 и штуцера 2 и продувает эту линию. Так как, регулятор давления 1 отрегулирован на давление па выходе большее, чем давление вспомогательного газа, то его газовый тракт открыт, и он свободно пропускает вспомогательный газ в обратном в сторону штуцера 2 направлении.

Дроссель 12 необходим для создания определенного пневматического сопротивления вспомогательному газу, иначе вспомогательный газ после штуцера 6 уйдет в сторону наименьшего сопротивления, в сторону регулятора давления 1, и не пойдет в сторону газоанализатора 6.

Через определенное время (3-15 мин) газовый тракт будет подготовлен для подачи в него газа из проверяемого баллона, т.е. все посторонние, примеси будут из него вынесены вспомогательным газом.

Момент готовности газового тракта к анализу газа из проверяемого баллона покажет газоанализатор 6, его показания выйдут на постоянную величину.

Штуцер 2 с помощью гайки 13 подсоединяют к проверяемому баллону 3 и открывают вентиль этого баллона.

Газ из проверяемого баллона 3 поступает к регулятору давления 1, где давление газа понижается до величины 130-150 кПа. При этом клапан 15 закроется и вспомогательный газ из трубопровода 8 в штуцер 4 поступать не будет, так как давление в штуцере 4 больше, чем в трубопроводе 8.

Газоанализатор 5 анализирует газ из проверяемого баллона 13.

По окончании анализа вентиль проверяемого баллона закрывают, баллонный штуцер 2 с накидной гайкой отсоединяют, давление в газовом тракте "баллонный штуцер 2 - регулятор давления 1 - штуцер выхода газа 4 - трубопровод" падает. Газ из вспомогательного баллона 11 через трубопровод 8 открывает клапан 15, часть его через регулятор давления 1 и ограничительный дроссель 12 выходит в атмосферу. Вторая часть через трубопровод 4 поступает на газоанализатор 6.

Газовый тракт остается подготовленным для приема газа из следующего проверяемого баллона.

Благодаря предлагаемому устройству осуществляется экономия газа в поверяемых баллонах и сокращается время анализа.

В первом квартале 2005 года изготовлены опытные образцы заявляемого устройства. Образцы прошли успешное испытание. В настоящее время образцы эксплуатируются на газонаполнительной станции.

Устройство контроля сжатого газа в баллонах, содержащее баллонный регулятор давления газа, имеющий баллонный штуцер входа газа с накидной гайкой, штуцер выхода газа, газоанализатор и трубопровод, отличающееся тем, что в канале баллонного штуцера установлен постоянный дроссель, штуцер выхода газа имеет дополнительный штуцер с обратным клапаном, причем дополнительный штуцер соединен трубопроводом со штуцером выхода газа баллонного редуктора вспомогательного баллона.