Предохранительное кольцо клапана
Предохранительное кольцо (1) клапана для кислородного баллона содержит: корпус (4), выполненный с возможностью охвата выпуска (5) клапана (2) баллона для защиты пластмассового предохранительного колпака от пламени пожара, при этом корпус (4) содержит огнестойкий и теплопоглощающий материал, причем корпус (4) содержит внутренний профиль, выполненный с возможностью направления газообразного кислорода в случае его потенциальной утечки от легковоспламеняющихся частей газового баллона, при этом внутренний профиль включает в себя канавки (6, 7), расположенные на внутренней поверхности стенки корпуса (4), для оптимизации защиты, обеспечиваемой предохранительным кольцом (1) клапана в перенаправлении огня и поглощении тепла, причем корпус содержит примыкающие поверхности (8), выполненные с возможностью непосредственного соприкосновения с запорным клапаном (2) баллона при установке на нем, при этом примыкающие поверхности (8) изготовлены из теплопоглощающего материала и таким образом выполнены с возможностью отведения тепла от подверженных воздействию частей газового баллона. Изобретение направлено на повышение безопасности при обращении с кислородными баллонами. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к предохранительному кольцу клапана для кислородного баллона, запорному клапану для регулирования потока сжатого газа и способу прикрепления предохранительного кольца клапана к запорному клапану кислородного баллона.
Уровень техники
Кислородные баллоны могут стать причиной возгорания и последующего пожара. Такое возгорание обычно происходит на клапане баллона. Часто его вызывают загрязнения, введенные в газовый баллон и затем попавшие на клапан баллона. Когда это происходит, возгорание и последующий пожар от клапана могут быть весьма опасными и вызвать значительные разрушения.
В качестве клапанов для баллонов со сжатым газом обычно используются запорные клапаны. Один из примеров таких клапанов описан в патентном документе DE 10354299 A1. Однако использование известных запорных клапанов связано с некоторыми проблемами. Например, сразу после открытия запорного клапана газ имеет высокую скорость. Это может привести к возгоранию, вызванному воздействием частиц, когда газ быстро попадает в зоны нормального давления, так как газ может захватывать частицы, которые при соударении с какой-либо поверхностью могут вызвать возгорание, поскольку их кинетическая энергия преобразуется в тепло.
Другая возможная проблема состоит в том, что адиабатическое сжатие, вызванное открытием запорного клапана, и попадание газа в зону нормального давления могут привести к мгновенному повышению температуры газа. Это повышение температуры может в некоторых случаях привести к возгоранию компонентов. В частности, в том случае, когда компоненты имеют низкую температуру самовозгорания.
Вышеописанные проблемы особенно относятся к запорным клапанам, используемым для газов с высоким содержанием кислорода, т.е. газов, в которых доля кислорода выше, чем в воздухе, поскольку более высокое содержание кислорода увеличивает вероятность возгорания.
Таким образом, существует необходимость в усовершенствованиях, относящихся к безопасности при обращении с кислородными баллонами и в особенности с клапанами для этих баллонов.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование вышеописанной методики и предшествующего уровня техники. Более конкретно, целью настоящего изобретения является предложение предохранительного устройства для клапана баллона, минимизирующего или устраняющего одну или более из названных проблем.
В соответствии с первым аспектом изобретения эти и другие цели и/или преимущества, которые станут очевидными из нижеследующего описания различных вариантов осуществления, достигаются, полностью или частично, за счет предохранительного кольца клапана для кислородного баллона. Предохранительное кольцо клапана содержит корпус, выполненный с возможностью охвата выпуска клапана баллона. Корпус содержит огнеупорный и теплопоглощающий материал и внутренний профиль, выполненный с возможностью направления газообразного кислорода в случае потенциальной утечки от легковоспламеняющихся частей газового баллона.
Это имеет то преимущество, что предохранительное кольцо клапана нейтрализует начало возгорания таким образом, что огонь не распространяется. Предохранительное кольцо клапана перенаправляет пламя и поглощает тепло от огня. В частности, оно защищает пластмассовый предохранительный колпак от пламени пожара, что существенно уменьшает количество доступного для огня горючего материала. Фактически предохранительное кольцо обеспечивает способ контролируемого возгорания.
Иными словами, предохранительное кольцо работает и как теплоотвод, и как система перенаправления пламени при возгорании. В качестве теплоотвода оно поглощает тепловую энергию. Кольцо имеет такую конструкцию, что оно достаточно для поглощения огня, охватывающего весь баллон, причем кольцо также имеет малый вес и низкую стоимость. Кольцо имеет специальный внутренний профиль, оптимизирующую защиту, обеспечиваемую кольцом в перенаправлении огня и поглощении тепла.
Внутренний профиль может включать в себя канавки, выполненные на внутренней поверхности стенки корпуса. В частности, внутренний профиль может включать в себя первую канавку, проходящую вдоль внутренней окружности корпуса, и по меньшей мере одну вторую канавку, проходящую от нижней части корпуса в осевом направлении до первой канавки корпуса. Таким образом, первая канавка и по меньшей мере одна вторая канавка сообщаются по газовой среде друг с другом. Таким образом, при потенциальной утечке кислорода из клапана баллона этот кислород будет направлен по меньшей мере через одну вторую канавку в первую канавку и отведен от горючих частей газового баллона.
Внутренний профиль может включать в себя примыкающие поверхности для соединения с клапаном баллона. Примыкающие поверхности изготовлены из теплопоглощающего материала и выполнены с возможностью отведения тепла от подверженных воздействию частей газового баллона.
Корпус предохранительного кольца клапана может быть сплошным, если кольцо соединяется с клапаном при его изготовлении. Если же предохранительное кольцо клапана подлежит применению с уже функционирующими изделиями, оно предпочтительно может быть выполнено из двух частей. В этом случае корпус может быть изготовлен из первой и второй частей, причем один из концов первой части шарнирно соединен с одним из концов второй части. Другой конец первой части может быть соединен с другим концом второй части с помощью штифта или защелки.
В соответствии со вторым аспектом изобретения, эти и другие цели достигаются, полностью или частично, посредством запорного клапана для регулирования потока сжатого газа. Запорный клапан содержит корпус, определяющий проход между впускным газовым каналом и выпускным газовым каналом, и уплотняющий элемент, выполненный с возможностью в первом положении перекрывать проход, а во втором положении открывать указанный проход, обеспечивая прохождение газа между впускным газовым каналом и выпускным газовым каналом. Запорный клапан дополнительно содержит предохранительное кольцо клапана в соответствии с описанными выше признаками, присоединенное к выпуску выпускного газового канала.
В соответствии с третьим аспектом изобретения, эти и другие цели достигаются, полностью или частично, посредством способа прикрепления предохранительного кольца клапана к запорному клапану кислородного баллона. Предохранительное кольцо клапана содержит корпус, выполненный с возможностью охвата выпуска клапана баллона. Корпус содержит внутренний профиль, выполненный с возможностью направления газа в случае потенциальной утечки от легковоспламеняющихся частей газового баллона. Способ включает в себя этапы, на которых размещают первую часть и вторую часть корпуса вокруг выпуска клапана баллона, причем один из концов первой части шарнирно соединен с одним из концов второй части, и скрепляют другой конец первой части с другим концом второй части с помощью штифта или защелки.
Полезные эффекты и признаки второго и третьего аспектов изобретения в основном аналогичны описанным выше в связи с первым его аспектом. Варианты осуществления, связанные с первым аспектом изобретения, в основном совместимы с другими аспектами изобретения.
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятны из приведенного ниже подробного описания, прилагаемой формулы изобретения и прилагаемых чертежей. Ясно, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков.
В общем, все термины, используемые в прилагаемой формуле изобретения, следует понимать в их обычных для этой области техники значениях, если не указано иное. Все ссылки на какой-либо элемент, устройство, компонент, средство, этап и т.д., указанные в единственном числе, следует понимать широко, как относящиеся по меньшей мере к одному элементу, устройству, компоненту, средству, этапу и т.д., если не указано иное.
В настоящем контексте термин «содержащий» и его вариации не исключает других дополнений, компонентов, составляющих или этапов.
Краткое описание чертежей
Все описанное выше, а также дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения поможет понять приведенное ниже иллюстративное и неограничивающее подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции могут использоваться для одинаковых элементов.
На фиг. 1 представлен вид в аксонометрии приведенного в качестве примера варианта осуществления предохранительного кольца клапана в соответствии с первым аспектом изобретения, подлежащего установке на клапан баллона.
На фиг. 2 представлен вид в аксонометрии приведенного в качестве примера другого варианта осуществления предохранительного кольца клапана в соответствии с первым аспектом изобретения, подлежащего установке на клапан баллона.
На фиг. 3 представлен вид в аксонометрии предохранительного кольца клапана по фиг. 2, установленного на клапан баллона.
На фиг. 4а представлен вид в аксонометрии еще одного приведенного в качестве примера варианта осуществления предохранительного кольца клапана баллона в соответствии с первым аспектом изобретения в открытом состоянии.
На фиг. 4b представлен вид в аксонометрии предохранительного кольца клапана по фиг. 4а в закрытом состоянии.
На фиг. 5 представлен вид в аксонометрии приведенного в качестве примера варианта осуществления предохранительного кольца клапана в соответствии с первым аспектом изобретения, установленного на клапан баллона.
На фиг. 6 представлен вид в аксонометрии еще одного приведенного в качестве примера варианта осуществления предохранительного кольца клапана в соответствии с первым аспектом изобретения, установленного на клапан баллона.
На фиг. 7а представлен вид в аксонометрии еще одного приведенного в качестве примера варианта осуществления предохранительного кольца клапана в соответствии с первым аспектом изобретения в открытом состоянии.
На фиг. 7b представлен вид в аксонометрии предохранительного кольца клапана по фиг. 4а в закрытом состоянии.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 представлен показанный в качестве примера вариант осуществления предохранительного кольца 1 клапана, установленного на запорном клапане 2 кислородного баллона 3. Предохранительное кольцо 1 клапана содержит корпус 4, охватывающий выпуск 5 запорного клапана 2 баллона. Корпус 4 является сплошным и изготовлен из огнестойкого и теплопоглощающего материала. Это значит, что предохранительное кольцо 1 клапана устанавливают на клапан 2 баллона при его изготовлении.
На увеличенном фрагменте фиг. 1 предохранительное кольцо 1 клапана представлено более подробно, и можно видеть, что корпус 4 дополнительно содержит внутренний профиль, выполненный с возможностью направления газообразного кислорода в случае его потенциальной утечки от легковоспламеняющихся частей газового баллона 3. Внутренний профиль включает в себя первую канавку 6, проходящую вдоль внутренней окружности корпуса 4. Внутренний профиль дополнительно включает в себя множество вторых канавок 7, проходящих от нижней части корпуса 2 в осевом направлении вверх и в первую канавку 6 корпуса 2. Таким образом, первая канавка 6 и множество вторых канавок 7 сообщаются друг с другом по газовой среде.
Корпус 2 дополнительно содержит примыкающие поверхности 8, непосредственно соприкасающиеся с запорным клапаном 2 баллона. Примыкающие поверхности 8 изготовлены из теплопоглощающего материала и таким образом выполнены с возможностью отведения тепла от подверженных воздействию частей газового баллона 3.
Предохранительное кольцо 1 клапана должно перенаправлять пламя и поглощать тепло в случае возможного пожара. В частности, оно должно защищать пластмассовый предохранительный колпак 9 клапана 2 баллона от огня, что значительно уменьшает количество доступных для огня горючих материалов.
На фиг. 2-7 представлены другие приведенные в качестве примера варианты осуществления предохранительного кольца 1 клапана. В соответствии с этими вариантами осуществления, предохранительное кольцо 1 клапана выполнено из первой части 10 и второй части 11. Таким образом, предохранительное кольцо 1 клапана может быть установлено на уже действующие изделия.
В соответствии с вариантом осуществления по фиг. 2 и 3, первая часть 10 предохранительного кольца 1 клапана и вторая часть 11 предохранительного кольца 1 клапана привинчены друг к другу при установке на запорный клапан 2 баллона.
На фиг. 4а и 4b представлен вариант осуществления предохранительного кольца 1 клапана, в соответствии с которым его первая часть 10 соединена со второй частью 11 путем защелкивания.
В соответствии с вариантом осуществления по фиг. 5 первая часть 10 предохранительного кольца 1 клапана и его вторая часть 11 содержат фланцы 12 для соединения друг с другом. Зажим 13 расположен в наружной канавке, проходящей по окружности предохранительного кольца 1 клапана, для удержания частей 10, 11 вместе.
На фиг. 6 представлен вариант осуществления, в котором первая часть 10 предохранительного кольца 1 клапана и его вторая часть 11 содержат фланцы 12 для их соединения друг с другом. Здесь для удержания частей 10, 11 используется пластмассовый предохранительный колпак 9 клапана.
В соответствии с вариантом осуществления по фиг. 7а и 7b, один из концов первой части 10 предохранительного кольца 1 клапана шарнирно соединен с одним из концов второй части 11 этого кольца 1. Другой конец первой части 10 может быть соединен с другим концом второй части 11 с помощью штифта 14.
Действительный запорный клапан 2 с установленным на нем предохранительным кольцом 1 представлен на фиг. 1, 2, 3 и 5. Запорный клапан 2 содержит корпус 15, определяющий проход между впускным газовым каналом 16 и выпускным газовым каналом 17, и уплотнительный элемент (не показан), выполненный с возможностью в первом положении закрывать этот проход, а во втором положении открывать его, обеспечивая прохождение газа между впускным газовым каналом 16 и выпускным газовым каналом 17. Предохранительное кольцо 1 клапана соединено с выпуском 5 выпускного газового канала 17.
Специалисту в данной области ясно, что возможно множество модификаций 5 описанных здесь вариантов осуществления без отклонения от сущности настоящего изобретения, определенной в прилагаемой формуле изобретения.
Например, канавки 6, 7 внутреннего профиля могут иметь любую подходящую форму и протяжение, если они могут служить для отведения газообразного кислорода в случае его потенциальной утечки из клапана 2 баллона.
1. Предохранительное кольцо (1) клапана для кислородного баллона, содержащее:
корпус (4), выполненный с возможностью охвата выпуска (5) клапана (2) баллона для защиты пластмассового предохранительного колпака от пламени пожара, при этом корпус (4) содержит огнестойкий и теплопоглощающий материал,
причем корпус (4) содержит внутренний профиль, выполненный с возможностью направления газообразного кислорода в случае его потенциальной утечки от легковоспламеняющихся частей газового баллона, при этом внутренний профиль включает в себя канавки (6, 7), расположенные на внутренней поверхности стенки корпуса (4), для оптимизации защиты, обеспечиваемой предохранительным кольцом (1) клапана в перенаправлении огня и поглощении тепла,
отличающееся тем, что корпус содержит примыкающие поверхности (8), выполненные с возможностью непосредственного соприкосновения с запорным клапаном (2) баллона при установке на нем, при этом примыкающие поверхности (8) изготовлены из теплопоглощающего материала и таким образом выполнены с возможностью отведения тепла от подверженных воздействию частей газового баллона.
2. Предохранительное кольцо (1) клапана по п. 1, в котором внутренний профиль включает в себя первую канавку (6), проходящую по внутренней окружности корпуса (4).
3. Предохранительное кольцо (1) клапана по п. 2, в котором внутренний профиль включает в себя по меньшей мере одну вторую канавку (7), проходящую от нижней части корпуса (4) в осевом направлении корпуса до первой канавки (6) корпуса (4) таким образом, что первая канавка (6) и по меньшей мере одна вторая канавка (7) сообщаются друг с другом по газовой среде.
4. Предохранительное кольцо (1) клапана по любому из предшествующих пунктов, в котором корпус (4) является сплошным.
5. Предохранительное кольцо (1) клапана по любому из предшествующих пунктов, в котором корпус (4) изготовлен из первой части (10) и второй части (11), причем один из концов первой части (10) шарнирно соединен с одним из концов второй части (11).
6. Предохранительное кольцо (1) клапана по п. 5, в котором другой конец первой части (10) выполнен с возможностью соединения с другим концом второй части (11) с помощью штифта или защелки.
7. Запорный клапан (2) для регулирования потока сжатого газа, содержащий корпус (15), определяющий проход между впускным газовым каналом (16) и выпускным газовым каналом (17), и уплотнительный элемент выполненный с возможностью, в первом положении, закрытия прохода, а во втором положении - открытия прохода для обеспечения возможности прохождения газа между впускным газовым каналом (16) и выпускным газовым каналом (17) через указанный проход, причем запорный клапан (2) дополнительно содержит предохранительное кольцо (1) по любому из пп. 1-6, прикрепленное к выпуску (5) выпускного газового канала (17).
8. Способ прикрепления предохранительного кольца (1) клапана к запорному клапану (2) кислородного баллона, причем предохранительное кольцо (1) клапана содержит корпус (4), выполненный с возможностью охвата выпуска (5) клапана (2) баллона для защиты пластмассового предохранительного колпака от пламени пожара, при этом корпус (4) содержит внутренний профиль, выполненный с возможностью направления газообразного кислорода в случае его потенциальной утечки от легковоспламеняющихся частей газового баллона, при этом внутренний профиль включает в себя канавки (6, 7), расположенные на внутренней поверхности стенки корпуса (4), для оптимизации защиты, обеспечиваемой предохранительным кольцом (1) клапана в перенаправлении огня и поглощении тепла, причем способ включает в себя следующие этапы:
размещение первой части (10) и второй части (11) корпуса (4) вокруг выпуска (5) клапана (2) баллона, причем один из концов первой части (10) шарнирно соединен с одним из концов второй части (11), и
скрепление другого конца первой части (10) с другим концом второй части (11) с помощью штифта (14) или защелки,
отличающийся тем, что включает в себя этап размещения предохранительного кольца (1) клапана на запорном клапане (2) баллона таким образом, что примыкающие поверхности (8) корпуса (4) находятся в непосредственном соприкосновении с запорным клапаном (2) баллона, причем примыкающие поверхности (8) изготовлены из теплопоглощающего материала и таким образом выполнены с возможностью отведения тепла от подверженных воздействию частей газового баллона.
