RU2526110C1

RU2526110C1 - Vessel for storing and transportation of liquid and gaseous flammable substances

Info

Publication number: RU2526110C1
Application number: RU2013122465/11A
Authority: RU
Inventors: Валентин Павлович Рылов
Original assignee: Валентин Павлович Рылов
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-08-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vessel for storing and transportation of liquid and gaseous flammable substances comprises a body with operational ports and inner cavity filled with the flame-arresting filler. Basalt fibre is used as the filler. Functionally the vessel can be implemented in the form of a fuel tank for a transportation vehicle or in the form of a cylinder. The vessel body features pressure-tight design. The diameter of fibres equals 13 to 25 mcm.

EFFECT: preventing a possibility of inflammation of liquid and gaseous flammable substances in a vessel.

5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области пожаро- и взрывобезопасных топливных систем, и может быть использовано в транспортных системах, промышленном производстве и в гражданском использовании.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to the field of fire and explosion-proof fuel systems, and can be used in transport systems, industrial production and in civilian use.

Известен (DE 3817998) топливный контейнер, имеющий наливное отверстие в крышке бака, дренажное отверстие и дополнительную емкость внутри контейнера из эластичного материала, изолированную от атмосферы.Known (DE 3817998) is a fuel container having a filling hole in the tank cap, a drainage hole and an additional container inside the container of elastic material, isolated from the atmosphere.

Известен также (RU 2463176) принципиально не отличающийся от топливного контейнера по DE 3817998 топливный бак, который содержит корпус, выполненный из двух соединенных между собой частей. В верхней части корпуса размещены заливная горловина и дренажное отверстие, а в нижней части корпуса размещен патрубок слива топлива. Внутри корпуса закреплено разделительное устройство для отделения топлива от воздуха, которое выполнено из эластичного маслобензостойкого материала. Разделительное устройство выполнено в виде двух емкостей, образующих воздушную и топливную полости. При этом патрубок отверстия воздушной емкости соединен с дренажным отверстием, а первое и второе дополнительные отверстия с патрубками топливной емкости соединены с заливной горловиной и патрубком слива топлива топливного бака соответственно.Also known (RU 2463176) essentially does not differ from the fuel container according to DE 3817998 fuel tank, which contains a housing made of two interconnected parts. In the upper part of the body there is a filler neck and drainage hole, and in the lower part of the body there is a fuel discharge pipe. Inside the housing, a separation device is fixed for separating the fuel from the air, which is made of an elastic oil and petrol resistant material. The separation device is made in the form of two containers forming air and fuel cavities. In this case, the nozzle of the opening of the air tank is connected to the drainage hole, and the first and second additional holes with the nozzles of the fuel tank are connected to the filler neck and the fuel tank drain pipe, respectively.

Однако в случае потери работоспособности эластичного материала (например, в случае прострела, истирания, разрыва и т.д.) топливная и воздушная полости между собой сообщаются, становится возможным появление в воздушной полости топливовоздушной смеси и потеря пожаро- и взрывобезопасности.However, in case of loss of operability of the elastic material (for example, in the case of a lumbago, abrasion, tear, etc.), the fuel and air cavities communicate with each other, it becomes possible for the air-fuel mixture to appear in the air cavity and loss of fire and explosion safety.

Техническим решением, наиболее близким к заявляемому, является (RU 2090382, а также интернет-сайт www.secur.ru/news.php?id_catalog=l&id_news=1979, разработка «НИИ Стали», адрес: 127411, Москва, ул. Дубнинская, д. 81-а) топливный бак с защитой от взрыва в виде следующих пламепреграждающих пористых наполнителей: металлическая сетка, открытоячеистый пенополиуретан, ячеистые структуры из алюминиевой фольги (шарики или сетка).The technical solution closest to the claimed one is (RU 2090382, as well as the website www.secur.ru/news.php?id_catalog=l&id_news=1979, developed by NII Steel, address: 127411, Moscow, Dubninskaya St., 81-a) a fuel tank with explosion protection in the form of the following flame-retardant porous fillers: metal mesh, open-cell polyurethane foam, cellular structures made of aluminum foil (balls or mesh).

Весь объем топливного бака заполняется топливогазопроницаемым наполнителем, который капсулирует взрывоопасную паровоздушную смесь и препятствует мгновенному воспламенению, при котором происходит возрастание давления, приводящего к разрушению емкости, причем достаточно 75-процентного заполнения бака ячеистым наполнителем для предотвращения взрыва, при этом потери полезного объема бака не превышают 3%.The entire volume of the fuel tank is filled with a gas-permeable filler, which encapsulates an explosive vapor-air mixture and prevents instantaneous ignition, at which an increase in pressure leads to destruction of the tank, moreover, a 75% filling of the tank with a cellular filler is sufficient to prevent explosion, while the loss of the useful volume of the tank does not exceed 3%

Для установки бака наполнитель разделяют на секции, которые затем собирают в единый блок, на него надевают подложку, на подложку напыляют оболочку из плотного полиуретана, после чего в оболочке и подложке делают проем для вынимания и закладывания секций в оболочку. При монтаже такого бака в машине оболочку с вынутым из нее наполнителем предварительно деформируют до минимальных размеров, транспортируют ее внутрь топливного отсека и крепят ее в отсеке установочными деталями, после чего оболочку заполняют через ее проем в определенной последовательности секциями наполнителя, а затем проем герметизируют крышкой. Такие операции вызывают определенные технологические трудности, что видно из описания следующего техпроцесса: в стенках готового бака вырезались технологические окна, через которые внутрь помещался наполнитель - пенополиуретан, и впаивались стержни, отделяющие поплавковую зону от наполнителя. После этого технологические окна запаивались крышками. Снаружи баки оклеивались листами полиуретана в полуотвержденном состоянии для удобства выкладки по сложной поверхности и стыковки листов друг с другом.To install the tank, the filler is divided into sections, which are then assembled into a single unit, a substrate is put on it, a shell of dense polyurethane is sprayed onto the substrate, after which an opening is made in the shell and substrate for removing and inserting sections into the shell. When installing such a tank in a machine, the shell with the filler removed from it is pre-deformed to the minimum size, transported inside the fuel compartment and secured in the compartment with installation parts, after which the shell is filled through the opening in a certain sequence with filler sections, and then the seal is sealed with a lid. Such operations cause certain technological difficulties, as can be seen from the description of the following technical process: technological windows were cut out in the walls of the finished tank, through which filler - polyurethane foam was placed inside, and rods were soldered, separating the float zone from the filler. After that, the technological windows were sealed with covers. Outside, the tanks were glued with sheets of polyurethane in a semi-solid state for the convenience of laying out on a complex surface and joining sheets with each other.

Также недостатками такой конструкции являются наличие линий стыковки полиуретановых листов и необходимость их приклеивания к металлу. Это приводит к невозможности полного самозатягивания пробоин на выходе пули из бака в местах стыковки листов и приклейки из-за образовавшихся заусенцев металла в сторону полиуретанового покрытия. Заусенцы препятствуют упругому возврату материала покрытия к центру пробоины.Also, the disadvantages of this design are the presence of the joining lines of polyurethane sheets and the need for their gluing to metal. This leads to the impossibility of complete self-tightening of the holes at the exit of the bullet from the tank at the joints of the sheets and gluing due to the formed metal burrs towards the polyurethane coating. Burrs prevent the elastic return of the coating material to the center of the hole.

При машинной заливке полимера в форму, в которую помещен металлический бак с нанесенной на наружной поверхности смазкой, препятствующей склеиванию полимера с металлом. В результате образуется сплошная полимерная оболочка, не связанная прочно с корпусом бака.When machine pouring polymer into a mold in which a metal tank is placed with a lubricant applied on the outer surface, which prevents the polymer from bonding to metal. As a result, a continuous polymer shell forms, which is not firmly connected with the tank body.

Отмеченное свидетельствует о целесообразности и конструктивного, и технологического совершенствования конструкции.The aforementioned indicates the feasibility of both constructive and technological improvement of the design.

Техническим результатом изобретения является повышение конструктивного совершенства.The technical result of the invention is to increase structural excellence.

Технический результат достигается тем, что в сосуде для хранения и транспортировки жидких и газообразных горючих веществ, содержащем корпус с эксплуатационными отверстиями и внутренней полостью, заполненной пламепреграждающим наполнителем, в качестве наполнителя применено базальтовое волокно, причем дополнительно:The technical result is achieved by the fact that in a vessel for storing and transporting liquid and gaseous combustible substances containing a housing with operating openings and an internal cavity filled with flame retardant filler, basalt fiber is used as a filler, moreover:

- сосуд функционально выполнен в виде топливного бака для транспортного средства;- the vessel is functionally made in the form of a fuel tank for a vehicle;

- сосуд функционально выполнен в виде газового баллона;- the vessel is functionally made in the form of a gas cylinder;

- корпус сосуда выполнен герметичным;- the vessel body is sealed;

- диаметр волокон составляет 13...25 мкм.- the diameter of the fibers is 13 ... 25 microns.

Базальтовое волокно (см., напр., http://ru.wikipedia.org, а также Аблесимов Н.Е., Земцов А.Н. Релаксационные эффекты в неравновесных конденсированных системах. Базальты: от извержения до волокна. Москва, ИТиГ ДВО РАН, 2010. 400 с.) работоспособно в широком диапазоне температур (от -260 до +700°С), вибростойко, сохраняет свою первоначальную форму при эксплуатации, химически инертно, негорюче и повышает огнестойкость объекта, где оно применено. По комплексу свойств превосходит аналогичные материалы из стекловаты, минеральной ваты, шлаковаты. При эксплуатации в течение 100 лет сохраняет свои свойства и не выделяет вредных для людей и природы химических соединений под воздействием окружающей среды (кислотные дожди и т.п.), поглощает шум и значительно ослабляет радиацию (в частности, альфа- и бета-излучение). По ценовым характеристикам базальтовое волокно конкурентоспособно по сравнению с другими видами пламепреграждающих наполнителей.Basalt fiber (see, for example, http://ru.wikipedia.org, as well as Ablesimov N.E., Zemtsov A.N. Relaxation effects in nonequilibrium condensed systems. Basalts: from eruption to fiber. Moscow, ITiG FEB RAS, 2010. 400 p.) Is operable in a wide temperature range (from -260 to + 700 ° C), vibration-resistant, retains its original shape during operation, is chemically inert, non-combustible and increases the fire resistance of the object where it is used. It surpasses similar materials from glass wool, mineral wool, slag in a set of properties. When used for 100 years, it retains its properties and does not emit chemical compounds harmful to humans and nature under the influence of the environment (acid rain, etc.), absorbs noise and significantly attenuates radiation (in particular, alpha and beta radiation) . In terms of price characteristics, basalt fiber is competitive in comparison with other types of flame retardant fillers.

Из следующей классификации волокон по диаметру, мкм: микротонкое (МТБ) <0,5; ультратонкое (УТВ) >0,5; супертонкое (СТВ)=1…3; тонкое =4…12; утолщенное =13…25; грубое >25 и соответствующих общеизвестных технических характеристик волокна по тонкости волокна диаметром 13…25 мкм наиболее подходят в качестве пламепреграждающего наполнителя. Они обладают необходимой упругостью, занимая объем полости сосуда.From the following classification of fibers by diameter, microns: microfine (MTB) <0.5; ultrathin (UHF)> 0.5; superthin (STV) = 1 ... 3; thin = 4 ... 12; thickened = 13 ... 25; coarse> 25 and the corresponding well-known technical characteristics of the fiber by the fineness of the fiber with a diameter of 13 ... 25 microns are most suitable as a flame retardant filler. They have the necessary elasticity, occupying the volume of the cavity of the vessel.

При удельной плотности базальта в среднем 2,5 кг/м³ и плотности базальтового волокна 40…60 кг/м³ потери полезного объема сосуда будут составлять величину ~ 2%.With a specific density of basalt of an average of 2.5 kg / m ³ and a density of basalt fiber of 40 ... 60 kg / m ^{3, the} loss of the useful volume of the vessel will be ~ 2%.

Изготовление сосуда в виде топливного бака или газового баллона является наиболее распространенным вариантом исполнения и использования. На фиг.1 показана конструктивная схема сосуда.The manufacture of a vessel in the form of a fuel tank or gas cylinder is the most common embodiment and use. Figure 1 shows the structural diagram of the vessel.

Сосуд содержит герметизируемый корпус 1 с кронштейнами 2 и отверстия, к одному из которых присоединен эксплуатационный заправочный трубопровод 3 с запорным устройством 4, а к другому - эксплуатационный рабочий трубопровод 5 с запорно-регулирующим устройством 6. Кроме того, сосуд может содержать технологический трубопровод 7, закрытый крышкой 8. Внутренняя полость сосуда заполнена базальтовым волокном 9.The vessel contains a pressurized housing 1 with brackets 2 and openings, one of which is connected to a production filling pipe 3 with a locking device 4, and to the other a production working pipe 5 with a locking-regulating device 6. In addition, the vessel may contain a technological pipeline 7, closed by a cover 8. The inner cavity of the vessel is filled with basalt fiber 9.

В рабочем состоянии внутренняя полость сосуда заполнена жидким или газообразным горючим веществом.In working condition, the inner cavity of the vessel is filled with liquid or gaseous combustible material.

По мере выработки жидкого горючего вещества в свободном объеме сосуда образуется топливовоздушная смесь. Однако наличие в сосуде базальтового волокна, являющегося пламепреграждающим наполнителем, предотвращает горение и взрыв.As a liquid combustible substance is generated, an air-fuel mixture is formed in the free volume of the vessel. However, the presence of basalt fiber in the vessel, which is a flame-retardant filler, prevents combustion and explosion.

Claims

1. A vessel for storing and transporting liquid and gaseous combustible substances, comprising a housing with operating openings and an internal cavity filled with flame retardant filler, characterized in that basalt fiber is used as the filler.

2. The vessel according to claim 1, characterized in that the vessel is functionally made in the form of a fuel tank for a vehicle.

3. The vessel according to claim 1, characterized in that the vessel is functionally made in the form of a gas cylinder.

4. The vessel according to claim 1, characterized in that the vessel body is sealed.

5. The vessel according to claim 1, characterized in that the diameter of the fibers is 13 ... 25 microns.