БАЛЛОН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к конструкции сосудов, работающих под давлением и может использоваться в качестве газовых баллонов для хранения и транспортировки сжатого природного газа, используемого на автомобилях, а также для систем пожаротушения.
Известны баллоны высокого давления
Одним из основных требований безопасности при эксплуатации баллонов, работающих под давлением является разрушение баллона при давлении не менее 2,6 Р, где Р - рабочее давление баллона, а разрушение баллонов не должно сопровождаться отделением осколков металла или элементов конструкции /ГОСТ 51753-2001 «Баллоны высокого давления для сжатого природного газа, используемого в качестве моторного топлива на автомобильных транспортных средствах». ГОССТАНДАРТ, М.,10 с./.
Известен баллон высокого давления /Patent abstracts of Japan. Application number: 2002-375390, date of filing 25.12.2002/, содержащий внутренний герметичный сосуд - лейнер с двумя горловинами. На лейнер намотана силовая композитная оболочка. При использовании баллона по назначению в его горловину устанавливается вентиль с предохранительным скоростным и пожарным клапаном.
Недостаток аналога в том, что его конструкция не позволяет обеспечить требования по безопасности при эксплуатации баллонов самой конструкцией баллона.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому -прототипом является баллон /Patent abstracts of Japan. Application number: 08-96461, date of filing 18.04.1996./, содержащий герметичный внутренний сосуд с горловинами, в одну из которых установлен вентиль, в другую заглушка, причем на внутренний сосуд намотана
снаружи спиральная композитная оболочка из стеклоровинга со связующей смолой, причем внутренний сосуд имеет удлинение 1-3%, а наружная композитная оболочка обладает в 1,3 раза большим удлинением. Конструкция прототипа работает под давлением с безосколочным разрушением, путем создания внутреннего герметичного сосуда, обмотанного снаружи композитной оболочкой путем обмотки стеклоровингом со смолой, имеющей относительное удлинение. Таким образом, безопасная эксплуатация прототипа обеспечивается его конструкцией.
Недостаток прототипа сложность конструкции.
Техническая задача, стоящая перед авторами - создать баллон, исключающий превышение давления газа свыше максимально возможного и снизить его себестоимость.
Технический результат достигается тем, что известный баллон, содержащий герметичный внутренний сосуд - лейнер с горловинами, в одну из которых установлен запорный элемент - вентиль, в другую запорный элемент - заглушка, причем снаружи лейнер выполнен в виде силовой композитной оболочки из базальтового волокна или стеклянного ровинга, снабжен предохранительным устройством от превышения давления, которое установлено в одной из горловин баллона: со стороны вентиля, или со стороны заглушки.
На фиг.1 показана конструкция заявляемого баллона.
На фиг.2 - предохранительное устройство.
Баллон содержит внутренний герметизирующий сосуд - лейнер 1, например, из алюминиевого сплава с двумя горловинами 2, 3, снабженными резьбой, в одну из которых установлен запорный элемент - вентиль 4, а в другую запорный элемент - заглушка 5. На лейнер 1 намотана силовая композитная оболочка 6, состоящая из базальтового волокна или стеклянного ровинга со смоляным связующим, например, эпоксидным. В запорный элемент - заглушку 5 устанавливается предохранительное устройство 7 от превышения давления, порог
срабатывания которого настроен на давление более 2,6 Р. Предохранительное устройство 7 включает в себя корпус 8, мембрану 9, прокладку 10, ловушку осколков 11 и болт 12.
Требование к давлению разрушения баллона существенно упрощается, так как конструкция баллона должна выдерживать без разрушения давление более (2,6+Δ%)Р, где Δ% - норма превышения расчетного давления разрушения баллона, определяемая по п.5.5 /Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением ПБ 03-576-03, Серия 03, Вып.24, ФГУП «НТЦ по безопасности и промышленности РГТН России», 2004 г., 192./.
Устройство работает следующим образом.
Для определения давления разрушения баллона, например, по п.12 (1) ГОСТ Р 51753-2001, через запорный элемент - вентиль 4 в баллон закачивается жидкость с требуемой скоростью до момента разрушения. При достижении давления величины (2,6+Δ%) Р срабатывает предохранительное устройство 7 и баллон теряет герметичность без разрушения лейнера 1 и композитной оболочки 6. При этом осколки сломанной мембраны предохранительного устройства 7 попадают в ловушку осколков 11, выполненную, например, в виде тупикового гасителя кинетической энергии.
Таким образом, новая совокупность существенных признаков конструкции баллона позволила значительно упростить требования к прочности баллона - он должен выдержать без разрушения давление (2,6+Δ%)Р, а безопасность баллона значительно повысить, так как корпус баллона при этом не разрушается, а лишь теряет герметичность, постепенно стравливая давление рабочего тела, в данном случае рабочего газа. При этом для того, чтобы повысить безопасность эксплуатируемого автомобиля, работающего на сжатом газе, выход газа при срабатывании предохранительного клапана выводится за пределы салона автомобиля через оборудованный для этого газопровод.