ПОРИСТАЯ МАССА ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ АЦЕТИЛЕНОВЫХ БАЛЛОНОВ Российский патент 2003 года по МПК F17C11/00 

Настоящее изобретение относится к области производства, транспортирования и использования баллонного ацетилена и может быть использовано при производстве ацетиленовых баллонов.

Ацетилен относится к числу растворимых газов. В числе растворителей наибольшее практическое распространение получил ацетон, заливаемый в баллон с пористой массой, обеспечивающей многократное увеличение активной поверхности растворителя. В качестве пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов применяется очень широкий ряд материалов (см. Миллер С. "Ацетилен, его свойства, получение и применение". Л., 1969 г.), включая волокнистые (шелк, вискоза, кожа, губка, лен, шерсть животных, стеклянная и минеральная вата, асбест), зернистые (кизельгур, древесный уголь, пемза, селикагель, торф, костная мука, пористый бетон, древесные опилки, кирпич и др.), пропитанные и монолитные массы. Основными требованиями к пористым массам является химическая стабильность в контакте со сталью баллона, ацетоном и ацетиленом, высокая пористость и теплопроводность, механическая прочность, газовбираемость и низкая стоимость.

Известна волокнистая пористая масса, применяемая в США (см. Welding J., 27, 1948, р. 445), состоящая из асбестового жгута, плотно заполняющего внутреннюю полость баллона. Недостатком такой пористой массы является низкая теплопроводность, активный вынос асбестовой пыли с газовым потоком ацетилена и вредно воздействие асбеста на работающего.

Известна литая пористая масса, применяемая АО "Уралтехгаз" (см. ТУ 6-21-38-85 "Баллоны для растворяемого ацетилена с литой пористой массой"), содержащая кварцевый песок, гидрат окиси кальция и асбест, представляющая собой сплошной пористый блок, образующийся при повышенной температуре и давлении в результате гидротермической реакции между окисью кремния и гидратом окиси кальция.

Недостатком такой пористой массы является также наличие асбеста, вызывающего опасность легочных заболеваний у работающих, как в процессе производства при наполнении баллонов, так и при эксплуатации.

Известна зернистая пористая масса, широко применяемая в ФРГ (Англ. патент 834830, опубл. 1960 г.), содержащая 65% древесного угля (предпочтительно букового или ольхового), 23% кизельгура и 12% основного углекислого магния 4MgCO₃•Mg(OH)₂•5Н₂О. Такой пористой массе также присущи приведенные выше недостатки, присущие угольсодержащим пористым массам, а именно технологическая сложность наполнения баллонов, предусматривающая засыпку активизированного угля через узкую горловину и последующую утряску его путем свободного опускания (удара) баллона с высоты 0,7 мм на деревянную основу, и нестабильная плотность, вызывающая постоянную усадку в процессе эксплуатации, необходимость ужесточения контроля за показателями плотности и более частое ремонтное пополнение баллона.

Известна также пористая масса, разработанная и используемая Шведской фирмой АГА /см. Шведская заявка 2266, НКИ 26 В 44, заявл. 25.03.1925 г. (патент СССР 3994, НКИ 26 В 44, опубл. 30.11.1927 г.)/, "Пористая масса для наполнения сосудов, предназначенных для хранения ацетилена и других газов"), состоящая из круглых или иной формы тел из рыхлого пористого материала, заполняющего промежутки между кусками, при этом тела изготовлены из волокнистого, порошкообразного или зернистого пористого материала, сцементированного связующим веществом и накрытого снаружи пористой же оболочкой, более прочного, чем сердцевина, при этом тела сформированы из кизельгура и связующего вещества с добавками волокнистых материалов для упрочнения, а также добавки волокнистых материалов введены в состав оболочки тел или в виде композитных тел, содержащих внутреннее ядро из древесного угля, одетого оболочкой из кизельгура со связующим материалом, а для заполнения промежутков между этими кусками применен рыхлый кизельгур.

Недостатком такой пористой массы является дефицит кизельгура, а также большая технологическая сложность и трудоемкость подготовки тел заполнителя и их низкая механическая прочность, вызывающая усадку и необходимость более частого пополнения баллона древесным углем.

В качестве ближайшего прототипа выбрана пористая масса МГ-100 для ацетиленовых баллонов (см. авт. св. СССР 39915, НКИ 26 В 44; 17 д. 3; опубл. 31.11.1934 г. "Пористая масса для ацетиленовых баллонов"), состоящая из уплотненного зернистого заполнителя на основе древесного активированного угля с размером зерна от 1 до 1,5 мм в диаметре при набивной пористости массы около 80% и литровым весом ее около 300 г на 1 л внутреннего объема баллона. Указанному прототипу также присущи недостатки аналогов: низкая механическая прочность зерен основы древесного активированного угля, вызывающая активную усадку при эксплуатации, и необходимость более тщательного контроля за состоянием баллона и более частое ремонтное пополнение баллона зернистым активированным древесным углем.

Целью настоящего изобретения является разработка пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов, лишенной недостатков аналогов и прототипа.

Указанный технический эффект достигается тем, что известная пористая масса, содержащая уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля, дополнительно содержит "усы" стекловолоконного материала, например, базальтового стекловолокна, которые хаотически распределяются в объеме заполнителя и образуют армирующий каркас, скрепляющий блок пористой массы внутри баллона.

Авторам неизвестны технические решения с указанными в формуле изобретения признаками, направленными на достижение той же цели, что и в заявляемом в качестве изобретения объекте, поэтому предлагаемое техническое решение отвечает критерию "существенные отличия".

Введение "усов" стекловолоконных материалов в угольную пористую массу обеспечивает высокую механическую устойчивость против деформаций от механического воздействия, исключает осадку и изменение пористости по сечениям ацетиленового баллона в процессе длительной эксплуатации.

Таким образом, предлагаемая пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов обеспечивает следующие преимущества:
- высокую химическую стабильность и нетоксичность волокнистых материалов на стеклоподобной основе;
- высокую стабильность геометрических размеров размещенного внутри баллона блока, уплотненного и скрепленного пронизывающими "усами" стекловолокна, и, как следствие, стабильность пористости при длительной эксплуатации;
- высокую температурную стабильность и механическую прочность и, как следствие, повышенную безопасность эксплуатации ацетиленового баллона;
- низкую стоимость (большие природные запасы исходного сырья, высокая производительность стекловолоконного производства) и простоту технологии введения "усов" стекловолокна в пористую массу и в оболочку баллона.

На основании вышеизложенного предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает достижение положительного эффекта и обладает критерием "положительный эффект".

Использование предлагаемого технического решения не требует дополнительного переоборудования предприятий.

Первое промышленное опробование предлагаемого технического решения - "Пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов" будет проведено в 2000 г. на АО "Лентехгаз".

Пористая масса предназначена для заполнения ацетиленовых баллонов. Пористая масса включает уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля и дополнительно содержит "усы" стекловолоконного материала, преимущественно базальтового стекловолокна. Технический результат - повышение надежности.

Пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов, включающая уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля, отличающаяся тем, что дополнительно содержит "усы" стекловолоконного материала, преимущественно базальтового стекловолокна.