Устройство взрывоподавительное для ёмкостей с взрывоопасными жидкостями Российский патент 2024 года по МПК A62C3/06 B65D90/22 

Изобретение относится к устройствам для заполнения ёмкостей с взрывоопасными жидкостями при хранении и транспортировке с целью подавления взрыва. А также для предотвращения мгновенного воспламенения взрывоопасной паровоздушной смеси в объёме цистерны, топливного бака и распространения пламени.

Известна «Взрывостойкая топливная цистерна» (См. патент РФ № 2411171 от 27.10.2009 г. содержащая корпус в котором внутренняя камера заполнена взрывозащитным материалом, указанный взрывозащитный материал изготовлен из высокопористого материала и помещён в модули в виде многослойного рулона, причём в модуле предусмотрена жесткая опорная часть для фиксации и поддержки этого модуля, при этом множество модулей упорядочено вставлены во внутреннюю камеру цистерны.

К недостаткам известной топливной цистерны можно отнести высокую стоимость и сложную конструкцию модулей, состоящую из множества деталей, а также большие размеры модуля, что уменьшает объём топлива, нефтесодержащих продуктов или другой взрывоопасной жидкости помещаемых в цистерну для хранения или перевозки.

Известен «Неметаллический противовзрывной шар» (См. патент РФ № 2680325 от 19.02.2019 г. Бюл. № 5) взятый в качестве прототипа содержащий экваториальное кольцо, по меньшей мере, один продольный лист, южно-полярное кольцо, северо-полярное кольцо, первую усиливающую деталь, вторую усиливающую деталь и третью усиливающую деталь. Экваториальное кольцо расположено перпендикулярно продольному листу; южно-полярное кольцо и северо-полярное кольцо находятся с двух сторон экваториального кольца соответственно; южно-полярное кольцо находится на одном конце продольного листа, а северо-полярное кольцо находится на другом конце продольного листа. Экваториальное кольцо, южно-полярное кольцо и северо-полярное кольцо являются соосными.

К недостаткам известного противовзрывного шара можно отнести сложность его конструкции и большой объём материала в элементах конструкции шара, что увеличивает его стоимость и при этом уменьшает объём топлива, вмещающегося в цистерну. При этом шары, изготовленные из разных составов, никак не отличаются конструктивно друг от друга, т.е. нет разницы для какого топлива какие шары использовать, а ведь разные взрывоопасные жидкости обладают разным составом и разными свойствами, что может сокращать срок службы шара.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков аналога и прототипа, а именно создание взрывоподавительного устройства для ёмкостей с взрывоопасными жидкостями простого, дешёвого в изготовлении с надёжной самонесущей конструкцией, с малым объёмом материала, которые визуально легко различить и использовать для определённого вида топлива.

Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающих каркас, выполненный в форме сферы с экваториальным кольцом и новых признаков, заключающихся в том, что каркас выполнен в виде двух одинаковых, соединённых полусфер, каждая из которых выполнена в виде сетчатого каркаса из совокупности по меньшей мере одной многогранной ячейки и перегородок, соединяющих по меньшей мере одну ячейку с экваториальным кольцом.

Полусферы соединены друг с другом замковым соединением, выполненным на экваториальных кольцах в виде чередующихся отверстий и шипов, равноудалённых друг от друга и/или клеем.

Перегородки каркаса в поперечном сечении выполнены в виде четырёхугольника где его длина не менее его ширины.

Новизной предлагаемого изобретения является то, что каркас выполнен в виде двух одинаковых, соединённых полусфер, каждая из которых выполнена в виде сетчатого каркаса из совокупности по меньшей мере одной многогранной ячейки и перегородок, соединяющих по меньшей мере одну ячейку с экваториальным кольцом.

Признак выполнения каркаса в виде двух одинаковых, соединённых полусфер обеспечивает простоту конструкции устройства и простоту его изготовления. Так, упрощается и изготовление пресс-форм для изготовления этих полусфер. Поскольку форма полусфер проста, то облегчается их вынимание из пресс-форм и уменьшается количество брака, что в совокупности увеличивает производительность, уменьшает их стоимость и время на их изготовление. Поскольку полусферы выполнены одинаковыми нет необходимости изготавливать пресс-форму для другой половины полусферы.

Признак выполнения каждой полусферы в виде сетчатого каркаса обеспечивает получение устройства с надёжной самонесущей конструкцией, выдерживающей внешнее давление, позволяющей сохранить целостность конструкции. При этом, малый объём материала в общей конструкции устройства, в отличии от аналога и прототипа, практически не уменьшает объём топлива, нефтесодержащих продуктов или другой взрывоопасной жидкости помещаемых в ёмкость для хранения или перевозки.

Признак выполнения полусфер из совокупности по меньшей мере одной многогранной ячейки и перегородок, соединяющих по меньшей мере одну ячейку с экваториальным кольцом, обеспечивает возможность изготовления каркаса разной конструкции, в которой может быть несколько ячеек. При этом признак обеспечивает возможность изготовления устройства разной конструкции, с различными многогранниками, т.е. по меньшей мере трёхгранными ячейками. По ячейкам можно легко визуально различать устройства, изготовленные для разного вида нефтепродуктов, определять для каких горючих и взрывоопасных жидкостей используются устройства и не путать их. При этом, в зависимости от вида нефтепродуктов добавлять в состав пластмассы для их изготовления добавки, увеличивающие срок службы устройства.

Признак соединения полусфер друг с другом замковым соединением, выполненным на экваториальных кольцах в виде чередующихся отверстий и шипов, равноудалённых друг от друга и/или клеем, способствует простоте конструкции устройства, надёжности соединения и возможности использования при его сборке одинаковых полусфер.

Признак выполнения перегородок каркаса, в поперечном сечении, в виде четырёхугольника где его длина не менее его ширины способствует изготовлению надёжности самонесущей конструкции, так как такое соотношение длины и ширины перегородок выдерживает внешнее воздействие на устройство.

Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом - позволяет получить более высокий технический результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.

Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках патентной и научно - технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.

Описание осуществления предлагаемого изобретения позволяет отнести его к промышленно выполнимым.

На фиг. 1 схематично показано устройство с шестигранными ячейками, общий вид 3/4.

На фиг. 2 схематично показано устройство с шестигранными ячейками, вид сверху.

На фиг. 3 схематично показано устройство с шестигранными ячейками, вид сбоку.

На фиг. 4 схематично показано устройство с каркасом из совокупности одной многогранной ячейкой и перегородками, соединяющих её с экваториальным кольцом.

На фиг. 5 схематично показана полусфера с элементами замкового соединения, вид снизу 3/4.

На фиг. 6 схематично показана перегородка каркаса в поперечном сечении.

На фиг. 7 схематично показано устройство с трёхгранными ячейками, вид сверху.

Устройство 1 состоит из каркаса, выполненного в виде двух одинаковых соединённых полусфер каждая из которых выполнена в виде сетчатого каркаса 2 и 3 из совокупности шестигранных ячеек 4 и перегородок 5 соединяющих ячейки 4 с экваториальными кольцами 6 и 7. Полусферы 2 и 3 соединены замковым соединением, выполненным на экваториальных кольцах 6 и 7 в виде чередующихся отверстий 8 и шипов 9 равноудалённых друг от друга. Перегородки 5 в поперечном сечении, выполнены в виде четырёхугольника 10 где его длина «а» выполнена равной его ширины «в».

При этом устройство взрывоподавительное для ёмкостей с взрывоопасными жидкостями изготавливают из пластмасс стойких к агрессивным средам и нефтепродуктам. В зависимости от вида взрывоопасной жидкости и её свойств, в пластмассы добавляют необходимые добавки для увеличения срока службы устройства.

Статическое электричество в жидкостях возникает благодаря появлению двойных электрических слоёв на границах раздела жидкость - твёрдое тело. При этом создаётся разность потенциалов, и электроны переходят от одного материала к другому. Величина образовавшегося напряжения зависит от расстояния между материалами после разделения и находится в диапазоне от 10^-6 до 10⁴ В. Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов. Возникновение статического электричества может привести к накоплению очень большого заряда и в конце концов к разряду в виде искры. Это может стать причиной пожара или взрыва в пожароопасной или взрывоопасной среде.

Поскольку устройство выполнено из двух одинаковых полусфер его изготовили в одной пресс-форме. Благодаря простоте конструкции полусферы были легко и быстро сформованы и легко изъяты из пресс-формы, после чего их соединили вместе. Поскольку экваториальное кольцо каждой полусферы выполнено с чередующимися отверстиями и шипами, для соединения полусфер достаточно чтобы отверстия совпали с шипами после чего соединить их вместе. Для изготовления полусфер был использован стеклонаполненный полиамид.

Готовые устройства поместили в ёмкость для перевозки топлива - бензина и заполнили весь объём цистерны. Сферическая каркасная форма устройства обеспечила снижение массы и объёма замещённой взрывоопасной жидкости. Поскольку пространство в верхней части цистерны заполнено газовоздушной взрывоопасной смесью, то при транспортировке при соударениях топлива или иных колебаниях, в цистерне возникает статическое электричество, которое может привести к взрыву. Заполнение всего объёма цистерны взрывоподавительными устройствами предотвращает взрывы при транспортировке топлива, вызванные возникновением статического электричества, так как устройства выполнены из диэлектрического материала, а также снижают колебания топлива в цистерне при транспортировке. Благодаря выполнению каркаса сетчатым, конструкция устройства получается надёжной и самонесущей, что выдерживает внешнее давление и сохраняет целостность устройства. При этом малый объём материала в общей конструкции устройства, в отличии от аналога и прототипа, практически не уменьшают объём топлива, помещающегося в ёмкость.

Стоит отметить, что поскольку устройство поглощает тепло, выделяемое при горении, оно уменьшает температуру после реакции горения и снижает степень расширения газов реакции. Повышение давления внутри цистерны ограничивается, и скорость сгорания не может достичь предела скорости для взрыва, благодаря чему достигается цель взрывоподавления. При этом, даже в случае возникновения взрыва по другим причинам, устройство взрывоподавительное эффективно сдерживает распространение пламени и быстро ослабляет волну взрывного давления.

Устройства можно выполнять с разным количеством ячеек и их формой для разного вида топлива. Так, для перевозки дизельного топлива использованы устройства, изготовленные из стеклонаполненного полиамида с добавлением внутренних антистатиков, сетчатый каркас которых выполнен в виде трёхгранных ячеек. Таким образом устройства для разного вида нефтепродуктов визуально легко отличить. Дополнительно, по желанию заказчика, устройства можно изготавливать в разном цвете.

На предприятии изготовлена опытная партия устройств предлагаемой конструкции и проведены испытания, показавшие надёжность устройства. В ближайшее время будет принято решение о запуске в массовое производство устройства предлагаемой конструкции.

Устройство взрывоподавительное для ёмкостей с взрывоопасными жидкостями включает каркас, выполненный в форме сферы с экваториальным кольцом, каркас выполнен в виде двух одинаковых соединённых полусфер из диэлектрического материала, каждая из которых выполнена в виде сетчатого каркаса из совокупности по меньшей мере одной многогранной ячейки и перегородок, соединяющих по меньшей мере одну ячейку с экваториальным кольцом. Полусферы соединены друг с другом замковым соединением, выполненным на экваториальных кольцах в виде чередующихся отверстий и шипов, равноудалённых друг от друга, и/или клеем, а перегородки каркаса в поперечном сечении выполнены в виде четырёхугольника, где его длина не менее его ширины. Обеспечивается создание взрывоподавительного устройства для ёмкостей с взрывоопасными жидкостями простого, с надёжной самонесущей конструкцией, с малым объёмом материала, которые визуально легко различить и использовать для определённого вида топлива. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство взрывоподавительное для ёмкостей с взрывоопасными жидкостями, включающее каркас, выполненный в форме сферы с экваториальным кольцом, отличающееся тем, что каркас выполнен из диэлектрического материала в виде двух соединённых полусфер, каждая из которых выполнена в виде сетчатого каркаса из совокупности по меньшей мере одной многогранной ячейки и перегородок, соединяющих по меньшей мере одну ячейку с экваториальным кольцом.

2. Устройство взрывоподавительное по п. 1, отличающееся тем, что полусферы соединены друг с другом замковым соединением, выполненным на экваториальных кольцах в виде чередующихся отверстий и шипов, равноудалённых друг от друга.

3. Устройство взрывоподавительное по п. 1, отличающееся тем, что перегородки каркаса в поперечном сечении выполнены в виде четырёхугольника, где его длина не менее его ширины.