ЕМКОСТЬ ДЛЯ ГАЗА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ Российский патент 2014 года по МПК B01L3/12 F17C1/00 F17C13/12 F16K17/02 

Изготавливаемые в настоящее время емкости для газа с использованием композитных материалов обеспечивают необходимую прочность и отсутствие осколочного поражения при взрыве, но не исключают самого взрыва и не снижают степень разрушения при воспламенении газа. Поэтому давно стоящая перед транспортниками задача использования природного газа в качестве моторного топлива не находит решения. Необходимы надежные взрывобезопасные емкости как для транспортных средств, так и для других устройств, использующих в качестве топлива природный газ.

Целью настоящего изобретения является создание емкости повышенной взрывобезопасности для газа высокого давления, кроме этого такая емкость может быть дополнена устройством, повышающим пожаробезопасность. Повышенная взрывобезопасность достигается благодаря конструкции бака в виде набора трубчатых высокопрочных емкостей, каждая из которых оснащена клапанной крышкой, в которой помимо запорных игольчатых клапанов установлен отсечной клапан, который предотвращает выход газа из секции при резком падении давления в магистральном коллекторе в результате разрушения смежных секций или самого коллектора, а для внешнего управления игольчатыми и отсечным клапанами установлен винтовой шток с конусами игольчатых клапанов и толкательной иглой, предназначенной для возвращения отсечного клапана в исходное положение.

Повышение пожаробезопасности обеспечивается путем заполнения одной или нескольких трубчатых емкостей нейтральным газом (азотом). Эти емкости оснащаются клапанами, срабатывающими одновременно с подушками безопасности транспортного средства. Свободный нейтральный газ создает в зоне емкости с природным газом пространство, обедненное кислородом, что снижает пожароопасность.

Наборная конструкция емкости для газа позволяет иметь любое количество секций, таким образом общий запас газа конструкцией не ограничивается.

Конструкция позволяет включать в работу не весь объем газа емкости, а лишь отдельные группы секций и включать в работу другие секции по мере необходимости. Наличие секций, отключенных от коллектора, также повышает взрывобезопасность емкости.

Емкость, отличающаяся тем, что отдельные ее секции могут использоваться для питания автономных устройств (например, газового инструмента), при этом секции могут дополняться редуктором и манометром.

На Фиг.1 приведена конструкция трубчатой емкости.

Комплексная емкость для газа формируется из отдельных трубчатых секций, объединенных коллектором. Отдельная секция состоит из корпуса (1), выполненного в виде трубы из композитного материала, оснащенной передней клапанной крышкой (2) и задней крышкой (3). Передняя крышка сочленена с корпусом (1) с помощью стакана (4). В горловине (5) стакана (4) размещается подвижный отсечной клапан (6) с конусом (7) игольчатого клапана. Для присоединения к внешним элементам (шланги, манометры и др.) передняя крышка имеет два резьбовых штуцера (8). По оси передней крышки перемещается винтовой шток (9) с двумя конусами (10) и (11), которые образуют два игольчатых клапана, когда шток (9) находится в крайних положениях. Шток (9) имеет иглу (12), служащую для возвращения отсечного клапана (6) в исходное положение. В дне отсечного клапана имеются отверстия для прохода газа в рабочем режиме. Проход газа прекращается при перемещении отсечного клапана до упора конуса (7) игольчатого клапана.

Размеры корпуса (1) (длина, диаметр) могут варьироваться в зависимости от места и условий размещения секций. Присоединение секций к магистральному коллектору газовой системы устройства осуществляется с помощью гибких шлангов высокого давления, выпускаемых промышленностью. Их размеры определяется компоновкой газовой емкости.

Клапанная система передней крышки работает следующим образом: при заполнении газом всей емкости у всех секций игольчатые клапаны с конусом (10) открыты, а с конусом (11) закрыты. При заполнении отдельных секций игольчатый клапан с конусом (10) после наполнения емкости газом закрывается. Отсечной клапан (6) с конусом (7) открыт как при заполнении газом, так и в рабочем режиме. Он перекрывает выход газа из корпуса (1), когда в коллекторе в результате его разрушения или разрушения смежных емкостей резко снижается давление газа. Возвращение его в исходное рабочее положение обеспечивается иглой (12).

Эффективность настоящего изобретения заключается в следующем:

- Повышение взрывобезопасности при использовании природного газа в качестве моторного топлива, повышение экологической безопасности.

- Гибкость в выборе места установки на транспортных средствах. Благодаря составной конструкции из отдельных секций разного объема размещение емкости возможно в любых свободных нишах, не затрагивая при этом полезный объем багажного отделения.

- Снижение веса топливного бака. Вес емкости для газа предлагаемой конструкции с использованием композитных материалов в 4-5 раз меньше в сравнении с металлическими емкостями.

- Возможность использования отдельных емкостей в качестве обменного фонда, что увеличивает скорость заправки, кроме этого потенциальный запас топлива не ограничен.

- Способность к дальнейшему передвижению в случае частичного разрушения топливной системы, поскольку в неповрежденных секциях сохраняется запас топлива.

- Отдельные секции с природным газом небольшого объема могут быть использованы автономно для питания потребителей газового топлива (например инструмента или туристических плиток).

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Емкость для газа высокого давления повышенной взрывобезопасности включает в себя отдельные секции, объединенные в единый комплекс с помощью гибких шлангов. При аварийном разрушении отдельные секции, изготовленные с использованием композитных материалов, оснащены клапанной крышкой, в которой помимо запорных игольчатых клапанов установлен отсечной клапан. Отсечной клапан предотвращает выход газа из секции при резком падении давления в магистральном коллекторе в результате разрушения смежных секций или самого коллектора. Для внешнего управления игольчатыми и отсечным клапанами установлен винтовой шток с конусами игольчатых клапанов и толкательной иглой, предназначенной для возвращения отсечного клапана в исходное положение. Достигается повышение уровня пожаробезопасности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Емкость для газа высокого давления повышенной взрывобезопасности, включающая в себя отдельные секции, объединенные в единый комплекс с помощью гибких шлангов, отличающаяся тем, что с целью повышения взрывобезопасности при аварийном разрушении отдельные секции, изготовленные с использованием композитных материалов, оснащены клапанной крышкой, в которой помимо запорных игольчатых клапанов установлен отсечной клапан, который предотвращает выход газа из секции при резком падении давления в магистральном коллекторе в результате разрушения смежных секций или самого коллектора, а для внешнего управления игольчатыми и отсечным клапанами установлен винтовой шток с конусами игольчатых клапанов и толкательной иглой, предназначенной для возвращения отсечного клапана в исходное положение.

2. Емкость по п.1, отличающаяся тем, что с целью повышения пожарной безопасности при аварийных разрушениях часть секций, заполненных нейтральным газом и имеющих клапаны, работающие вместе с подушками безопасности транспортного средства, выпускают нейтральный газ, создавая пространство, обедненное кислородом.

3. Емкость по п.1, отличающаяся тем, что отдельные ее секции могут использоваться для питания автономных устройств (например, газового инструмента), при этом секции могут дополняться редуктором и манометром.