Способ наполнения баллонов для надува спасательных плотов Советский патент 1991 года по МПК F17C5/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам наполнения баллонов газожидкостными компонентами под избыточным давлением, и может быть использовано на газожидкостных наполнительных станциях.

Цоль изобретения - повышение качества контроля герметичности.

Л р и м е р. В стандартный баллон емкостью 8 л вводят спирт в количестве 0.088 кг (2,1 мас.% от общего суммарного веса заряда). Затем в баллон подается индикаторный газ - гелий под избыточным давлением 6 кГс/см2 в количестве 0,008 кг (0,19 мас.%). Газовую линию с гелием от баллона отсоединяют и подсоединяют линию с газообразным азотом, котооый затем подают в баллон до давления 28-32 кГс/см2 или в количестве 0,223 кг (5,3 мас.%). Последним компонентом в баллон вводят углекислоту с помощью газожидкостного компрессора до 100 % массы 4,2 кг или до 100-110 кГс/см2. В процессе наполнения контроля за массой вводимого в баллон каждого компонента производят с помощью весов и манометра.

После выполнения работ по наполнению приступают к контролю герметичности баллонов масс-спектрометрическим способом, например, методом накоплений гелия в замкнутом объеме. Такой метод позволяет обнаруживать суммарные течи с чувствительностью не хуже 5x10 3 л.мкм/с, т.е. в баллоне могут остаться необнаруженные течи величиной менее чем л.мкм/с.

Состав заряда для баллонов при различном соотношении компонентов приведен в таблице для баллонов емкостью 5 л (суммарный заряд 2,6 кг) - примеры 1-6 и для баллонов емкостью 8 л (суммарный заряд 4,2 кг) - примеры 7-12.

Повышение качества контроля герметичности баллонов в 2 раза происходит за счет введения в заряд баллонов индикаторного газа - гелия и последующего контроля

со

с

VI

§

%|

00

герметичности баллонов одним из масс- спектрометрических способов.

Спирт вводят в заряд с той целью, чтобы содержащуюся в углекислоте влагу растворить в спирте.

При содержании спирта менее 1,7 мас.% ухудшается работа система газонаполнения плота в зимнее время. При избытке спирта (более чем 2,4 %) уменьшается обьем полезного газа углекислоты и азота.

Гелий вводят в баллон в количестве 0,17-0,2 мас,%, так как исходя из экспериментальных данных гелий в жидких компонентах заряда растворяется в количестве не более чем 3 % по объему. Введение гелия в заряд баллона более 0,2 мас.% приведет к тому, что в газовой фазе заряда гелия будет содержаться больше, чем в жидкой, и результаты контроля герметичности будут искажены. Например, будут забракованы годные баллоны в случае наличия микронеплотностей в той части баллона, которая соприкасается с газовой фазой заряда. В то же время будут пропущены при контроле баллоны, имеющие утечку больше допустимой, если микронеплотности находятся в контакте с жидкой фазой заряда. Введение гелия в заряд менее 0,17 мас.% приводит к недостаточной чувствительности контроля герметичности.

Введение азота в баллон в количестве 5,2-5,4 мас.% под избыточным давлением до 28-32 кГс/см2 обуславливается тем, что во время наполнения спасательного плота парциальное давление азота должно полностью вытеснить сжиженную углекислоту из баллона во внутренние полости плота за время не более чем 1 мин. При содержании азота менее 5,2 %, парциальное давление в баллоне оказывается менее 28 кГс/см2 и для наполнения плота потребуется более 1 мин, что не удовлетворяет техническим условиям на системы газонаполнения. Введение более 5,4 % азота не целесообразно, так как избыточное давление требует повышенной прочности баллона и. следовательно, утолщения стенок баллона. Для наполнения

плота марки ПСН-6 М газообразной углекислотой, последнюю вводят в баллон в количестве 2,6 ± 0,05 кГ. а для плота марки ПСН-10-4,2 ±0,05 кг.

Испытания баллонов, заряженных газожидкостными смесями с составами, приведенными втаблице, в климатической камере при температуре -30 и +66°С показали, что наполнение плотов происходит до достаточного давления (102-103 мм рт.ст.) за время, менее 1 мин, что соответствует техническим требованиям.

Потеря веса заряда в баллоне согласно ГОСТ 22408-77 не должна превысить 0,11 %

в течение года для систем СГН-6 М и СГН-10 М или за десять лет баллон для плота СГН-6 М не должен потерять .более 29 г газа, а баллон для плота СГН-10 М че более 46,6 г газа. Расчет по известной методике показывает, что при чувствительности способа контроля герметичности, равной л.мкм рт.ст./с, гарантированная продолжительность сохранения заряда в баллоне в любых климатических условиях превышает 11 лет.

Таким образом, по сравнению с известным спссобо, наполнения баллонов для наддува спасательных плотов по ГОСТ 22408-77. предлагаемый способ увеличивает гарантийный срок работоспособности заряженных баллонов с 8 до 11 лет.

Формула изобретения Способ напог|немия баллонов для надува спасательных плотов, включающий введение в баллоны газожидкосгного заряда,

содержащего спирт, углекислоту и азот, и последующий контроль герметичности, отличающийся тем. то, с целью повышения качества контроля герметичности, в газожидкостной заряд дополнительно вводят индикаторный газ гелий, при следующем соотношении компонентов, мас.%Гелий0,17-0,20

Азот5,,: 0-5.40

Спирт1,70-2,40

УглекислотаОстальное,

затем контролируют герметичность баллонов масс-спектрометрическим способом.