Бак мембранный расширительный

Полезная модель относится к конструкциям расширительных баков, применяемых в устройствах рециркуляции жидкости, в частности, может применяться в области противопожарной техники в системах пенного пожаротушения и предназначена для сглаживания (компенсации) и аккумулирования пеноконцентрата.
Из уровня техники известен расширительный мембранный бак (патент на полезную модель RU № 46079), содержащий жесткий корпус с эластичной мембранной, делящей его на герметичную расширительную и атмосферную полости взаимоизменяющихся объемов. Расширительная полость выполнена с возможностью сообщения с гидросистемой. Эластичная мембрана оснащена газовыми затворами, пропускающими только газ из расширительной полости в атмосферную полость. Газовые затворы установлены напротив зон вероятного скопления газа в расширительной полости, то есть в верхних точках эластичной манжеты. Количество газовых затворов один и более в зависимости от количества зон вероятного скопления газа.
Также из уровня техники известно устройство мембранного расширительного бака, описанного на сайте http://stroy-svoimi-rukami.ru/vodoprovod/bak/9/. Мембранный расширительный бак представляет собой герметичный сосуд, содержащий два отсека, разделённых гибкой мембраной: воздушный отсек содержит воздух под определенным постоянным давлением, водяной отсек соединяется с системой водоснабжения или отопления, в него поступает вода под разным давлением. Отсеки разделены эластичной мембраной, которая способна сжиматься и растягиваться, изменяя тем самым соотношение между объемами одного и второго отсеков. Отсек с воздухом имеет вентиль с ниппелем, через которое можно изменять давление воздуха, тем самым регулируя работу мембранного бака.
В качестве ближайшего аналога (прототип) выбран деаэрационно-расширительный мембранный бак (патент на изобретение RU № 2467254), состоящий из корпуса, внутри которого установлена мембрана, которая герметично закреплена в нем с помощью фланца, при этом внутренний объем мембраны выполнен равным с объемом деаэрационно-расширительного мембранного бака, а в нижней части корпуса установлены патрубки теплоносителя системы отопления и патрубок переливной трубки, при этом мембрана и корпус в верхней части снабжены обратными клапанами, при этом воздушный объем корпуса деаэрационно-расширительного мембранного бака соединен с атмосферой через обратный клапан и теплоизолирован теплоизоляцией.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является сложность в определении целостности эластичной мембраны расширительного бака и своевременной замены эластичной мембраны.
Техническим результатом является повышение надежности конструкции бака и эффективности его работы.
Заявленный технический результат достигается тем, что в баке мембранном расширительном, содержащем корпус, в котором с помощью фланца закреплена эластичная мембрана, разделяющая внутреннее пространство корпуса на воздушную полость и полость с рабочей средой, согласно полезной модели, в воздушной полости на стенке корпуса в нижней его части установлен датчик нарушения герметичности эластичной мембраны, являющийся чувствительным к среде, отличной от водной. Эластичная мембрана выполнена из бутилового каучука.
Наличие корпуса, в котором с помощью фланца закреплена эластичная мембрана, разделяющая внутреннее пространство корпуса на воздушную полость и полость с рабочей средой, обеспечивает работоспособность бака, его герметичность и способствует надежной работе бака.
Наличие датчика нарушения герметичности эластичной мембраны обеспечивает своевременное обнаружение, а также возможность индикации нарушения герметичности эластичной емкости, что повышает надежность работы устройства и повышает эффективность его работы.
Установка датчика нарушения герметичности эластичной мембраны на стенке корпуса в его нижней части обеспечивает оптимальное размещение датчика в корпусе с точки зрения скорейшего выявления утечки рабочей среды в результате нарушения герметичности эластичной мембраны, что способствует повышению надежности и эффективности работы устройства.
Выполнение датчика чувствительным к среде, отличной от водной, обеспечивает возможность выявления в воздушной полости рабочей среды, которая имеет значение кислотности (рН), отличное от рН воды, что также способствует повышению надежности и эффективности работы устройства.
Применение в качестве материала мембраны бутилового каучука обусловлено свойствами указанного материала, позволяющего выдерживать до 100 тыс. циклов нагружения, что способствует повышению надежности и эффективности работы устройства.
Патентные исследования не выявили устройств, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что указанное устройство соответствует критерию «новизна».
Предлагаемое устройство может быть изготовлено в промышленных масштабах и найдет применение в пожарной технике, т.е. характеризуется критерием «промышленная применимость».
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображены внутренние полости бака, на фиг. 2 – бак снаружи.
Расширительный мембранный бак содержит корпус 1 (фиг. 1, 2), в котором с помощью фланца 2 закреплена эластичная мембрана 3, выполненная из бутилового каучука.
Мембрана 3 разделяет внутреннее пространство корпуса бака на воздушную полость 4 и полость с рабочей средой (пенообразователем) 5. В воздушной полости на стенке корпуса 1 в его нижней части установлен датчик нарушения герметичности эластичной мембраны 6, являющийся чувствительным к среде, отличной от водной. Указанный датчик реагирует на появление внутри корпуса 1 рабочей среды (пенообразователя), имеющей значение кислотности (pH), отличное от pH водной среды.
Корпус 1 может быть выполнен, например, в виде стального герметичного резервуара.
Мембрана 3 соединена с системой пожаротушения через фланец 7, при этом давление пены фиксируется датчиком 8. Клапан 10 предназначен для заказчки в полость 4 воздуха, при этом давление воздуха в полости 4 контролируется манометром 9.
Расширительный мембранный бак работает следующим образом.
Предварительно осуществляют закачку воздуха в полость 4 до 0,15МПа, значение которого контролируют с помощью манометра 9.
Мембранный бак встроен в систему пожаротушения, и через фланец 7 полость с рабочей средой (пенообразователем) 5 соединена с указанной системой пожаротушения. Номинальный объем полости 5 с рабочей средой бака, описанного далее в примере конкретного выполнения, составляет 500 л. При увеличении температуры объем пены увеличивается на 140 л., мембрана 3 расширяется, при этом давление в воздушной полости 4 увеличивается до 0,42МПа - происходит температурная компенсация.
При утечке рабочей среды в магистралях системы пожаротушения или сработке системы пожаротушения при пожаре, мембрана 3 сбрасывает в систему пену в необходимом объеме, при этом основные насосы системы пожаротушения не включаются до тех пор, пока давление в системе не достигнет 0,5 МПа. Таким образом, насосы при наличии расширительных мембранных баков включаются гораздо реже, увеличивается их ресурс, применение расширительных мембранных баков является экономически целесообразным.
При нарушении целостности эластичной мембраны 3 возникают утечки пенообразователя в нижнюю часть корпуса 1, изменение значения pH фиксирует датчик 6 и направляет сигнал через электронный блок управления (на чертеже не показан) на рабочее место оператора.
Примером конкретного выполнения расширительного мембранного бака является бак БДП-027 (БМР), разработанный на предприятии заявителя, представляющий собой стальной бак под давлением для работы с пеноконцентратом.
Максимальное рабочее давление бака составляет 3 бар, диапазон рабочих температур –10…+100 °С, предварительное давление воздушной полости – 1,5 бар.
Рабочие параметры БМР при Ро=0,15МПа:
V=100л (Огнетушащее вещество, полость 5, фиг. 1)
Ро=0,15МПа(Полость 4, фиг. 1)
Ро=0,05 (Включение насоса)
250
0,20
(Объем утечек=250л)
500 (Номинальный объем)
0,30
(Отключение насоса)
640
0,42
(Макс температ. расширений)=140л
850
1,00
875
1,20
Срабатывает возд. предохранительный клапан
880 (Макс кол-во )
1,25
Указанный расширительный мембранный бак используется в системах водоснабжения, пожаротушения, установках повышения давления для компенсации температурного расширения воды, ликвидации гидроударов в системе, накопления избыточного объема, которые должны обеспечить комплекс организационно-технических мероприятий по поддержанию заполненных растворопроводов в постоянной готовности к тушению пожаров,
а именно:
- контроль трубопроводов, заполненных рабочим раствором, на наличие утечек, посредством поддержания в них давления в установленных пределах и выдача сигналов в автоматизированную систему управления пожаротушением (АСУ ПТ), в случае выхода давления за пределы рабочего диапазона;
- компенсация определенного объема утечек огнетушащих веществ в заполненных трубопроводах;
- компенсация температурных расширений огнетушащих веществ в заполненных трубопроводах;
- фиксирование забора огнетушащих веществ из наружных сетей заполненных трубопроводов через пожарные гидранты, гребенки при подключении к ним передвижной пожарной или иной приспособленной техники.
Заявляемое решение позволяет исключить сложности в определении целостности эластичной мембраны расширительного бака в процессе его работы, позволяет своевременно устранить разрушившуюся эластичную мембрану, что способствует повышению надежности конструкции бака и эффективности его работы.