RU2795646C1 - Adsorption-venting valve with removable membrane - Google Patents

Adsorption-venting valve with removable membrane Download PDF

Info

Publication number
RU2795646C1
RU2795646C1 RU2022127139A RU2022127139A RU2795646C1 RU 2795646 C1 RU2795646 C1 RU 2795646C1 RU 2022127139 A RU2022127139 A RU 2022127139A RU 2022127139 A RU2022127139 A RU 2022127139A RU 2795646 C1 RU2795646 C1 RU 2795646C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adsorbent
valve
membranes
adsorption
safety
Prior art date
Application number
RU2022127139A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Богдан Васильевич Гавкалюк
Алексей Сергеевич Смирнов
Антон Анатольевич Мельник
Сергей Григорьевич Ивахнюк
Павел Михайлович Агеев
Никита Сергеевич Пантелеев
Алина Станиславовна Константинова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий имени героя
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий имени героя filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий имени героя
Application granted granted Critical
Publication of RU2795646C1 publication Critical patent/RU2795646C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: storage safety.
SUBSTANCE: invention is related to ensuring the safety of storage and transportation of petroleum products, in particular by rail. The proposed technical solution includes placement of the adsorbent between two membranes, which are grids of a flame retardant made of basalt fabric, fixed on the rims. The membranes are installed in the grooves of the adsorption-venting valve bushing, which allows changing the distance between them, as well as the type of adsorbent used, while upon reaching the saturation limit of the adsorbent, the valve bushing is removed through the hatch, the upper membrane is removed and the adsorbent is replaced.
EFFECT: invention can be used to reduce losses of petroleum products due to evaporation, as well as to improve environmental and fire safety.
1 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области обеспечения безопасности хранения и перевозки нефтепродуктов, в частности железнодорожным транспортом, и может быть использовано для снижения потерь нефтепродукта в результате испарения, а также для повышения экологической и пожарной безопасности.The invention relates to the field of ensuring the safety of storage and transportation of petroleum products, in particular by rail, and can be used to reduce losses of petroleum products due to evaporation, as well as to improve environmental and fire safety.

Дыхательные устройства служат для поддержания постоянного давления в свободном пространстве резервуара при заполнении и сливе нефтепродуктов, при изменении температуры газовой среды, а также для обеспечения герметичности при опрокидывании емкости; для предотвращения взрыво- и пожароопасных ситуаций их оснащают огнепреградителями, действующими по принципу гашения пламени в узких каналах.Breathing devices serve to maintain a constant pressure in the free space of the tank when filling and draining oil products, when the temperature of the gas medium changes, and also to ensure tightness when the tank capsizes; to prevent explosion and fire hazardous situations, they are equipped with flame arresters operating on the principle of extinguishing a flame in narrow channels.

В качестве аналогов приняты следующие устройства: 1) дыхательный клапан для резервуаров с легкоиспаряющимися жидкостями, содержащий корпус с затворами для прохода и выхода из резервуара воздуха и газовоздушной смеси, нижняя часть корпуса выполнена в виде усеченной пирамиды, обращенной вниз меньшим основанием, при этом корпус клапана в нижней части снабжен дополнительными затворами для прохода воздуха внутрь резервуара, а угол наклона стенок пирамиды выбран так, что площадь последних превышает площадь их горизонтальных проекций не менее чем в два раза, отличающийся тем, что затворы для прохода воздуха снабжены основными и дополнительными гибкими связями, каждая из которых прикреплена одним концом к центральной части наружной стороны затвора, а другим - к внутренней стенке патрубка седла, причем основные гибкие связи выполнены в виде пластин, а дополнительные - в виде цепей (патент RU 32475 U1, 20.09.2003);The following devices are accepted as analogues: 1) a breathing valve for tanks with volatile liquids, containing a body with gates for passage and exit from the tank of air and gas-air mixture, the lower part of the body is made in the form of a truncated pyramid, facing downwards with a smaller base, while the valve body in the lower part it is equipped with additional gates for the passage of air into the tank, and the angle of inclination of the walls of the pyramid is chosen so that the area of the latter exceeds the area of their horizontal projections by at least two times, characterized in that the gates for the passage of air are equipped with main and additional flexible connections, each of which is attached at one end to the central part of the outer side of the valve, and at the other end to the inner wall of the seat pipe, the main flexible connections being made in the form of plates, and the additional ones in the form of chains (patent RU 32475 U1, 20.09.2003);

2) дыхательно-предохранительный клапан нефтяных резервуаров, содержащий корпус с затворами давления и затворами разрежения, каждый из которых включает седло, выполненное на корпусе и тарель, размещенную на седле с возможностью движения, отличающийся тем, что одинаковые по назначению тарели выполнены различной массы (патент RU 45172 U1, 27.04.2005);2) a breather-safety valve for oil tanks, containing a body with pressure valves and vacuum valves, each of which includes a seat made on the body and a plate placed on the seat with the possibility of movement, characterized in that the plates, identical in purpose, are made of different weights (patent RU 45172 U1, 04/27/2005);

3) дыхательный клапан для резервуаров с легкоиспаряющимися жидкостями с дыханием в открытую систему, содержащий корпус, на одной оси которого расположены тарель вакуума, нагруженная пружиной, и тарель давления, имеющая отверстия для взаимодействия с тарелью вакуума, отличающийся тем, что тарель давления, совмещенная с грузом, установлена в направляющих и, являясь одновременно седлом тарели вакуума, нагружена статически силой тяжести груза, а корпус служит одновременно седлом тарели давления (патент RU 91125 U1, 27.01.2010);3) a breathing valve for tanks with volatile liquids with breathing into an open system, containing a housing, on one axis of which there is a vacuum plate loaded with a spring, and a pressure plate having holes for interacting with the vacuum plate, characterized in that the pressure plate, combined with load, installed in the guides and, being at the same time the seat of the vacuum plate, loaded statically by the gravity of the load, and the body simultaneously serves as the seat of the pressure plate (patent RU 91125 U1, 27.01.2010);

4) клапан дыхательный, включающий огнепреградитель, установленный в верхней части клапана под крышкой, затворы давления и вакуума, размещенные в корпусе клапана, отличающийся тем, что корпус клапана заключен в защитный кожух, затвор давления установлен в нижней части корпуса клапана, а крышка клапана снабжена, по крайней мере, одним поворотным кронштейном (патент RU 101136 U1, 10.01.2011);4) a breathing valve, including a flame arrester installed in the upper part of the valve under the cover, pressure and vacuum gates located in the valve body, characterized in that the valve body is enclosed in a protective casing, the pressure gate is installed in the lower part of the valve body, and the valve cover is equipped with , at least one swivel bracket (patent RU 101136 U1, 01/10/2011);

5) клапан дыхательный, содержащий корпус клапана, тарелку клапана и индикатор срабатывания клапана, закрепленные на корпусе, отличающийся тем, что клапан дыхательный содержит полость индикатора срабатывания клапана, изолированную тарелкой клапана от газового пространства резервуара и атмосферы при расположении тарелки на седле клапана и сообщающуюся с газовым пространством резервуара и атмосферой в случае срабатывания клапана при подъеме тарелки клапана с седла клапана (патент RU 136517 U1, 10.01.2014).5) a breathing valve containing a valve body, a valve disc and a valve actuation indicator fixed on the body, characterized in that the respiratory valve contains a valve actuation indicator cavity isolated by the valve disc from the gas space of the reservoir and the atmosphere when the disc is located on the valve seat and communicating with the gas space of the tank and the atmosphere in case of valve actuation when the valve disc is lifted from the valve seat (patent RU 136517 U1, 01/10/2014).

Общими для перечисленных аналогов недостатками являются сложность конструкции и утечки паров нефтепродукта в окружающую среду.Common disadvantages for the listed analogues are the complexity of the design and the leakage of oil vapor into the environment.

В качестве прототипа выбран адсорбционно-дыхательный клапан (патент RU 192622 U1, 24.09.2019), состоящий из корпуса с двумя патрубками, внутри которого размещен огнепреградитель, отличающийся тем, что огнепреградитель состоит из двух эластичных сеток на основе базальтовой ткани с определенным размером ячеек, обеспечивающим гашение пламени, между которыми помещен сибунит, предназначенный для адсорбции паров нефтепродуктов, что препятствует их выходу в атмосферу, а также распространению пламени.An adsorption-breathing valve (patent RU 192622 U1, 09/24/2019) was chosen as a prototype, consisting of a body with two nozzles, inside of which a fire arrester is placed, characterized in that the fire arrester consists of two elastic meshes based on basalt fabric with a certain cell size, providing extinguishing of the flame, between which is placed sibunit, designed to adsorb vapors of petroleum products, which prevents their release into the atmosphere, as well as the spread of the flame.

Недостатком этого клапана является сложность замены адсорбента по достижении предела его насыщения.The disadvantage of this valve is the difficulty of replacing the adsorbent upon reaching its saturation limit.

Предлагаемое техническое решение предусматривает размещение адсорбента между двумя мембранами, представляющими собой сетки огнепреградителя из базальтовой ткани, закрепленные на ободах. Мембраны установлены в пазах втулки адсорбционно-дыхательного клапана, что позволяет изменять расстояние между ними, а также вид используемого адсорбента.The proposed technical solution provides for the placement of the adsorbent between two membranes, which are grids of a flame retardant made of basalt fabric, fixed on the rims. The membranes are installed in the grooves of the adsorption-breathing valve sleeve, which allows you to change the distance between them, as well as the type of adsorbent used.

По достижении предела насыщения адсорбента втулку клапана извлекают через лючок, снимают верхнюю мембрану и заменяют адсорбент.Upon reaching the saturation limit of the adsorbent, the valve sleeve is removed through the hatch, the upper membrane is removed and the adsorbent is replaced.

Сетки на основе базальтовой ткани имеют высокую огнестойкость, простое конструктивное исполнение, низкую стоимость, высокие механические характеристики, химическую стойкость, что позволяет использовать их в качестве огнепреградителя. Для обоснования возможности использования базальтовой ткани в качестве сетчатого огнепреградителя проведен расчет критического диаметра пламягасящего элемента (КДПЭ) для керосина ТС-1, определены безопасный и эквивалентный диаметр; проведены огневые испытания.Nets based on basalt fabric have high fire resistance, simple design, low cost, high mechanical characteristics, chemical resistance, which allows them to be used as a fire arrester. To substantiate the possibility of using basalt fabric as a mesh flame arrester, the calculation of the critical diameter of the flame-extinguishing element (KDPE) for kerosene TS-1 was carried out, the safe and equivalent diameters were determined; fire tests were carried out.

Критический диаметр канала пламягасящего элемента рассчитан по формуле:The critical diameter of the flame-extinguishing element channel is calculated by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Ре - число Пекле;where Re is the Peclet number;

R - универсальная газовая постоянная кДж/моль ⋅ К;R is the universal gas constant kJ/mol ⋅ K;

Т - начальная температура газовой горючей смеси, К;T is the initial temperature of the gas combustible mixture, K;

λ - теплопроводность горючей смеси, Вт/(м ⋅ К);λ is the thermal conductivity of the combustible mixture, W/(m ⋅ K);

Su - нормальная скорость распространения пламени, м/с;S u - normal flame propagation speed, m/s;

Ср - теплоемкость газовой горючей смеси при постоянном давлении, кДж/(кг ⋅ К);C p is the heat capacity of the combustible gas mixture at constant pressure, kJ/(kg ⋅ K);

Р - давление горючей смеси, Па;P is the pressure of the combustible mixture, Pa;

М - молярная масса горючей смеси, кг/моль.M is the molar mass of the combustible mixture, kg/mol.

Безопасный диаметр канала пламягасящего элемента принимают с учетом двойного коэффициента запаса надежности, то есть:The safe diameter of the channel of the flame extinguishing element is taken taking into account the double safety factor, that is:

dбез=0,5dкр d without \u003d 0.5d cr

Размер квадратной ячейки (а) сетки на основе базальтовой ткани определен по формуле:The size of a square cell (a) of a grid based on basalt fabric is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где rг - гидравлический радиус, мм;where r g - hydraulic radius, mm;

S - площадь ячейки, мм2;S - cell area, mm 2 ;

П - периметр ячейки, мм.П - cell perimeter, mm.

Результаты расчетов приведены в таблице 1.The calculation results are shown in Table 1.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Для подтверждения возможности использования базальтовой сетки в качестве огнепреградителя проведены огневые испытания. Были изготовлены образцы базальтовой ткани прямоугольной формы размером 0,25×0,25 м. В ткани между волокон были проделаны отверстия, соответствующие полученным расчетным данным (диаметром 1,37 мм для бензина). После этого ткань была закреплена в держатель кольцеобразной формы внутренним диаметром 0,20 м. Температура воздуха в помещении составляла 20-25°С. Бензин наливали в металлический поддон и поджигали. При помощи держателя накрывали очаг возгорания противопожарным средством. При этом стойкое пламенное горение прекращалось мгновенно, выделения дыма не было.To confirm the possibility of using a basalt grid as a flame arrester, fire tests were carried out. Rectangular basalt tissue samples were made with a size of 0.25 × 0.25 m. Holes were made in the fabric between the fibers, corresponding to the calculated data (diameter 1.37 mm for gasoline). After that, the fabric was fixed in a ring-shaped holder with an inner diameter of 0.20 m. The air temperature in the room was 20-25°C. Gasoline was poured into a metal pan and set on fire. With the help of the holder, the source of ignition was covered with a fire-fighting agent. At the same time, the persistent fiery combustion ceased instantly, and there was no emission of smoke.

В качестве сорбента, располагаемого между эластичными базальтовыми сетками, можно использовать материалы на основе активных углей, обладающие высокой удельной поверхностью и сорбционной емкостью, например, сибунит. Физико-химические свойства сибунита по сравнению с активными углями приведены в таблице 2.As a sorbent located between elastic basalt networks, materials based on active carbons with a high specific surface area and sorption capacity, for example, sibunit, can be used. The physicochemical properties of sibunite compared to activated carbons are shown in Table 2.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

На фигуре 1 показана схема адсорбционно-дыхательного клапана. Он состоит из корпуса 1, в котором размещена втулка 2, оборудованная пазами 3; в пазах устанавливают мембраны, представляющие собой закрепленные на ободах 5 сетки огнепреградителя из базальтовой ткани 4; между мембранами размещают слой адсорбента 6. Для изъятия втулки в корпусе клапана предусмотрен лючок 7.The figure 1 shows a diagram of the adsorption-breathing valve. It consists of a body 1, which contains a sleeve 2, equipped with grooves 3; membranes are installed in the grooves, which are fixed on the rims 5 of the grid of the flame arrester made of basalt fabric 4; a layer of adsorbent 6 is placed between the membranes. A hatch 7 is provided in the valve body to remove the sleeve.

Claims (1)

Адсорбционно-дыхательный клапан, характеризующийся тем, что состоит из корпуса, в котором размещена втулка, оборудованная пазами, в которых установлены мембраны, представляющие собой сетки огнепреградителя из базальтовой ткани, закрепленные на ободах, между двумя мембранами размещен адсорбент, при этом верхняя мембрана выполнена съемной, что позволяет изменять расстояние между мембранами, а также вид используемого адсорбента.Adsorption-breathing valve, characterized in that it consists of a body in which a sleeve is placed, equipped with grooves in which membranes are installed, which are grids of a fire arrester made of basalt fabric, fixed on the rims, an adsorbent is placed between the two membranes, while the upper membrane is removable , which allows you to change the distance between the membranes, as well as the type of adsorbent used.
RU2022127139A 2022-10-19 Adsorption-venting valve with removable membrane RU2795646C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2795646C1 true RU2795646C1 (en) 2023-05-05

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102553108A (en) * 2012-02-03 2012-07-11 无锡博睿奥克电气有限公司 Orifice-plate spark particle obstructing device
CN103538822A (en) * 2012-07-10 2014-01-29 成都科盛石油科技有限公司 Ventilation cap with fire retardance function
RU2646732C2 (en) * 2016-07-13 2018-03-06 Ооо "Инарт" Flame arrester
RU192622U1 (en) * 2019-03-04 2019-09-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" ADSORPTION RESPIRATORY VALVE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102553108A (en) * 2012-02-03 2012-07-11 无锡博睿奥克电气有限公司 Orifice-plate spark particle obstructing device
CN103538822A (en) * 2012-07-10 2014-01-29 成都科盛石油科技有限公司 Ventilation cap with fire retardance function
RU2646732C2 (en) * 2016-07-13 2018-03-06 Ооо "Инарт" Flame arrester
RU192622U1 (en) * 2019-03-04 2019-09-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" ADSORPTION RESPIRATORY VALVE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7210536B2 (en) Flame arrester
US6216791B1 (en) Flame arrester
RU2382662C2 (en) Device for improvement of gas-displacer efficiency in fire extinguisher balloon
CN106241099A (en) Storage tank volatile organic matter recovery system
GB2039734A (en) Containers and other liquid-holding means
RU2795646C1 (en) Adsorption-venting valve with removable membrane
Hess et al. Ethylene oxide-hazards and methods of handling
WO2012143740A2 (en) Gas storage
Prugh Quantitative evaluation of fireball hazards
US3501252A (en) Safety arrangements for liquid fuel burning devices
JP6254869B2 (en) Aircraft safety equipment
RU192622U1 (en) ADSORPTION RESPIRATORY VALVE
JP5027884B2 (en) Energy storage module
CN210593518U (en) Combined type liquid seal explosion arrester for storage tank gas phase balance system
JPH0254281B2 (en)
CN211524208U (en) Portable intelligent net gas type hazardous waste room of keeping in
RU2657524C1 (en) Stand for testing explosive protection of buildings and installations
RU2552901C1 (en) Method of flame extinguishing of combustible gases, and device for fire retention and gases free passage
KR102667323B1 (en) Oil storage tank with explosion-proof function
RU81082U1 (en) FIRE EXTINGUISHING DEVICE
US1628199A (en) Combination tank vent, flame arrester, and automatic snuffer
RU2534839C1 (en) Vehicle fuel tank
CN212756903U (en) Explosion-proof type spark arrester that bombs
SU1734779A1 (en) Flame spread prevention device
RU2741666C1 (en) Ground vehicle fuel tank