Способ предотвращения взрыва энергоносителя в емкости при повышении температуры

 

Изобретение относится к выполнению баков и цистерн для предотвращения взрыва энергоносителя в нем при повышении температуры вплоть до температуры вспышки и может быть использовано в стационарных хранилищах, баках транспортных средств и в бытовой технике. В предложенном способе емкость оснащают дополнительной магистралью с клапаном, а при повышении температуры перекрывают все имеющиеся магистрали и открывают дополнительную магистраль. Реализация способа обеспечивает повышение пожаробезопасности путем исключения теплового воздействия от стравливания энергоносителя и образования факела.

Техническое решение относится к выполнению баков и цистерн для предотвращения взрыва энергоносителя в нем при повышении температуры вплоть до температуры вспышки. Техническое решение может быть использовано в стационарных хранилищах, баках транспортных средств и в бытовой технике (примуса).

Известны цистерны для перевозки энергоносителя (нефти, бензина, солярки), в бытовые и спортивные примуса (типа "Шмель" для высокогорных походов и восхождений), хранилища на бензоколонках.

Все они широко известны и окружают нас в повседневной жизни.

Названные хранилища заполняют из емкости с магистралями для заливки энергоносителя, его выдачи потребителю (машина, двигатель, покупатель) и предохранительные клапана для стравливания избыточного давления в окружающую среду.

Недостатком всех различных емкостей можно считать то, что они представляют повышенную опасность при повышении температуры от стороннего источника возгорания с последующим взрывом, который приводит к разрушению близлежащих народнохозяйственных объектов и может сопровождаться жертвами. Предохранительный клапан для сброса давления срабатывает при незначительном повышении давления и расход энергоносителя незначителен, т.к. расход определяется разностью давления с извлечением корня квадратного. В начальный период стравливания энергоносителя будет наблюдаться образование факела от внешнего источника возгорания, который будет дополнительно разогревать емкость с последующим повышением температуры энергоносителя.

Так будет протекать процесс до значительного повышения разности давления и все равно факел будет сохраняться, однако непосредственное тепловое воздействие на емкость от факела снизится.

Одновременно будет происходить потребление энергоносителя, что будет препятствовать повышению разности давления. Т.е. система предрасположена для взрывного процесса, если вблизи находится источник возгорания.

Целью технического решения является устранение недостатков, которые перечислены, а именно: - исключить тепловое воздействие от стравливания энергоносителя, - исключить образование факела, а если он все-таки образуется, то исключить тепловое воздействие его на емкость.

Поставленная цель достигается тем, что при повышении температуры и давления энергоносителя перекрывают магистрали стравливания энергоносителя, подачи и выдачи энергоносителя и открывают клапан дополнительной магистрали, которую располагают в отдаленности от емкости, а скорость истечения энергоносителя путем регулирования устанавливают близкой к скорости сбивания пламени факела.

Пояснения к способу: 1. Емкость дополнительно оснащают магистралью, конец которой выводят за зону возможного возгорания. Это может быть вверх и одновременно вбок за бак.

2. При повышении температуры энергоносителя и давления. В принципе достаточно и одной температуры. Срабатывает датчик температуры и перекрываются клапана подачи, отвода энергоносителя, а также магистраль стравливания избыточного давления. Одновременно открывается своим клапаном магистраль дополнительная, которая может иметь редуктор или клапан с регулированием давления или вообще обратный клапан типа Г62-21 (Багданович, "Гидравлические механизмы поступательного движения", Машгиз, Москва, 1958 г., стр. 45).

Указанный литературный источник дает возможность осуществить все операции с гидравликой, газовыми смесями или с газовой средой, причем все устройства выпускаются серийно.

В качестве клапанов может быть использован один золотник. Т.е. вариантов выполнения множество. Конечно, наиболее логически простым является простейшие связи датчик - исполнительный механизм.

3. После необходимых переключений будет осуществляться стравливание газовожидкостной смеси под повышенным давлением. Это приведет к: - охлаждению местному емкости за счет перепада давления внешней и внутренней среды; - получению скоростей, которые не позволяют образоваться факелу (по крайней мере вблизи емкости).

Возможен тепловой поток от внешнего источника, который будет повышать давление в емкости скорей, чем сброс энергоносителя через дополнительную магистраль. Но даже в этом случае будет иметь место резкое снижение массы энергоносителя и последующий взрыв не будет столь разрушителен.

Однако можно избежать и такого резкого повышения давления и температуры. Такой эффект можно получить, если дополнительных магистралей несколько (или одна магистраль с ответвлениями до клапанов).

Каждый клапан должен быть установлен на срабатывание при ступенчатом повышении давления, чтобы давление и, следовательно, температура в емкости была примерно постоянна. Таким образом нужно оснащать все большие хранилища.

Таким образом достигаются все поставленные цели.

Формула изобретения

Способ предотвращения взрыва энергоносителя в емкости при повышении температуры, имеющей магистрали подачи энергоносителя, его отбора, предохранительный клапан с магистралью для сброса избыточного давления путем перекрытия всех магистралей, отличающийся тем, что после перекрытия всех магистралей при повышении температуры производят стравливание энергоносителя из емкости по меньшей мере посредством одной дополнительной магистрали, имеющей устройство на повышенную разность давлений внешней и внутренней сред, при этом концевой участок дополнительной магистрали размещают вне зоны возможного возгорания емкости.