Система заправки пневмобаллонов

 

Сущность изобретения: заправляемый и заправляющий пневмобалонны помещены соответственно в камеры холода и тепла и связаны друг с другом посредством пневмомагистрали с редуктором, вентилями и манометрами. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к пневмотехнике и может использоваться в системах заправки пневмобаллонов.

Известны пневмосистемы [1] содержащие пневмобаллоны, магистрали и запорные элементы (вентили, редукторы), нашедшие широкое применение в технике.

Известны системы [2] заправки пневмобаллонов, содержащие заправляемый пневмобаллон, пневмомагистрали с запорными элементами и компрессор. Недостатком таких систем является их большая сложность и затрудненность использования, в частности для оперативной заправки другого (однотипного) пневмобаллона.

Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение функциональной эффективности системы заправки.

Для этого заправляемый и заправляющий баллоны помещены соответственно в камеры холода и тепла и связаны друг с другом пневмомагистралью с редуктором, вентилями и манометрами.

На чертеже показана схема предлагаемой системы.

Предлагаемая система содержит заправляемый 1 и заправляющий 2 пневмобаллоны, камеры холода 3 и тепла 4, теплоизолированную пневмомагистраль 5 с запорным элементом (редуктором) 6, вентилями 7,8 и манометрами 9,10.

Камеры 3 и 4 содержат прочные герметичные и теплоизолированные корпуса с теплоизолированными кольцевыми 11 и опорными 12 поддерживающими элементами, а также гермокрышки 13 с дренажно-предохранительными клапанами 14, заливочные 15 и сливные 16 магистрали с соответствующими вентилями. Камера 3 может содержать также источник холода 17, а камера 4 источник тепла 18, причем в камере 4 может находиться теплоноситель 19 (вода или другая высококипящая жидкость). Магистраль 5 содержит герметичные теплоизолирующие прокладки 24.

Перед началом заправки пустой 1 и полный 2 пневмобаллоны устанавливаются соответственно в камерах 3 и 4, их вентили, а также вентили камер 3, 4 и магистрали 5 закрыты, редуктор 6 разгружен. Пневмобаллоны 1,2 опираются на элементы 12 и охватываются элементами 11 по периметру, играющими при этом роль дополнительных внешних шпангоутов (во избежание примерзания элементы 11 снабжены специальными прокладками 20). Штуцеры баллонов 1 и 2 стыкуются к магистрали 5, а вентили пневмобаллонов 1 и 2 открываются, Затем герметично закрываются крышки 13 (в камеру 3 может предварительно помещаться источник холода 17 в виде, например, сухого льда или низкокипящей жидкости жидкого азота и др. а в камеру 4 заливаться теплоноситель 19). После этого начинается процесс охлаждения (нагрева) пневмобаллона 1 (2).

Процесс охлаждения в камере 3 может осуществляться источником 17 путем конвекции или непосредственного контакта пневмобаллона 1 с сухим льдом, жидким азотом и т.п. Процесс нагрева пневмобаллона 2 в камере 4 осуществляется путем нагрева теплоносителя 19 источником 18.

Система функционирует следующим образом. Открываются вентили 7,8 и нагружается редуктор 6. При этом газ из пневмобаллона 2, где давление выше, по магистрали 5 поступает в пневмобаллон 1. Это продолжается до тех пор, пока давление в пневмобаллонах 1 и 2 не выравняется при экстремальных значениях температур в камерах 3,4. После этого вентили 7,8 закрываются, а температура в камерах 3 и 4 приводится к нормальной, что осуществляется следующим образом. Вентилем магистрали 15 давление в камере 3 уравнивается с атмосферным, после чего открывается крышка 13 и закрывается вентиль пневмобаллона 1. Если в камере 3 находится сухой лед, то он удаляется через горловину камеры 3, а если низкокипящая жидкость, то она сливается через магистраль 16. Затем пневмобаллон 1 оттаивает естественным образом или обдувается теплым воздухом через магистраль 15, после чего через вентиль 21 стравливается остаток газа, а магистраль 15 отстыковывается от пневмобаллона 1, а он извлекается из камеры 3.

Аналогично от камеры 4 отключается источник 18 через вентиль магистрали 15 стравливаются пары теплоносителя 19, затем он сливается через магистраль 16 из камеры 4. Для быстрейшего охлаждения пневмобаллона 2 через магистрали 15 и 16 может проливаться холодная вода или продуваться воздух. Затем крышка 13 камеры 4 открывается, закрывается вентиль пневмобаллона 2, а через вентиль 22 стравливается избыточное давление из магистрали 5, после чего пневмобаллон 2 отстыковывается от магистрали 5 и извлекается из камеры 4.

При функционировании заявляемой системы становится возможным без применения сложных и дорогостоящих насосов перекачивать газ из одного пневмобаллона в другой, даже если начальное давление в заправляемом пневмобаллоне больше, чем в заправляющем. В частности, исходя из уравнения состояния газа, можно, например, установить, что при равном объеме пневмобаллонов, начальной температуре 20^оС, пустом заправляемом баллоне, если давление в заправляющем баллоне 200 атм, охлаждении в камере 3 на 100^оС и нагрев в камере 4 на 200^оС давление в заправляемом баллоне после выравнивания температур 147,4 атм.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА ЗАПРАВКИ ПНЕВМОБАЛЛОНОВ, содержащая заправляемый и заправляющий баллоны, соединительную пневмомагистраль, запорные элементы и манометры, отличающаяся тем, что система содержит камеру холода с теплоизолирующими прокладками и камеру тепла, в которых соответственно размещены заправляемый и заправляющий баллоны, подсоединенные к одной пневмомагистрали, выполненной теплоизолированной и содержащей редуктор и магистрали сброса избыточного давления, при этом запорные элементы, манометры и магистрали сброса расположены по обеим сторонам редуктора.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что камеры холода и тепла содержит теплоизолированный корпус с наполнительными и сливными магистралями и вентилями, а также с кольцевыми и опорными поддерживающими элементами и с источниками холода и тепла соответственно, причем кольцевые поддерживающие элементы камеры холода содержат термопрокладки, а камера тепла - жидкий теплоноситель.

РИСУНКИ

Рисунок 1