МОНОБЛОК ДЛЯ ПРОДУКТОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к оборудованию для помещения, хранения или транспортирования газов в баллонах, преимущественно - продуктов разделения воздуха, в сжатом, сжиженном или твердом состоянии, и выпуска их из баллонов.
Известен наборный резервуар для жидкостей или находящихся под давлением газов, который включает множество единичных баллонов, объединенных системой жестких коллекторов, которые расположены, как со стороны верхних горловин баллонов, так и нижних (WO 98/26209).
Среди недостатков данного технического решения можно отметить сложность сборки такой батареи, вследствие очень большого числа мест жесткого соединений, и низкую надежность, которая пропорциональна числу единичных сварных и резьбовых соединений.
Известен моноблок с контейнером для помещения хранения или транспортирования баллонов с газом, которое состоит из множества жестко объединенных единым жестким коллектором баллонов, установленных в контейнере. Количество трубопроводов коллектора равно числу рядов баллонов в контейнере. Запорные устройства каждого из баллонов объединены системой жестких труб с выходом на единый (общий) потребитель. Между собой баллоны объединены с образованием жесткой конструкции (ЕР №0805302).
Выполнение жесткого коллектора усложняет конструкцию, затрудняет и снижает надежность соединений баллонов с коллектором, делает конструкцию контейнера нетехнологичной и требует доработки в случае изменения высоты баллона.
Известен модуль для хранения и транспортировки газа, содержащий контейнер с размещенными в нем баллонами, пространство между которыми заполнено фиксирующим баллоны материалом, и соединяющий баллоны жесткий коллектор, отличающийся тем, что баллоны снабжены кольцевыми выступами, которыми они контактируют друг с другом, наружная поверхность баллонов, включая выступы, покрыта слоем пористого упругого материала, а фиксирующий баллоны материал представляет собой вещество, отверженное после вспенивания. Модуль может содержать дополнительное оборудование: соединенный с общим коллектором, газораздаточный блок, который может быть выполнен, например, в виде совокупности нескольких вентилей, соединенных параллельно. (RU №2315227).
Недостатками этого модуля являются сложность изготовления и сборки, экологическая опасность утилизации изделия, сложность организации подачи газа потребителю.
Известен также моноблок, содержащий контейнер с жесткой рамой для горизонтального размещения группы газовых баллонов и закрепленные к контейнеру отдельные прямолинейные коллекторы для соединения выходных вентилей каждого ряда баллонов с потребителем, выполнение каждый в виде трубопровода с общим запорным вентилем, проложенного вдоль линии размещения горловин баллонов, и соединенного со змеевиками, каждый из которых выполнен в форме спирального витка из трубки, свободный конец которой выполнен с возможностью подключения к вентилю одного из баллонов (SU №1063720, прототип).
Недостатками данного моноблока являются нерациональная сложная конструкция нескольких коллекторов, требующих, во избежание поперечных нагрузок на коллекторы, самостоятельного крепления с помощью групп специальных площадок, невозможность организации бесперебойной подачи газа потребителю от одного коллектора - поскольку требуется переключение выполненных раздельными трубопроводов коллектора при исчерпании емкости одного из рядов баллонов, трудоемкость соединения баллонов с коллекторами, причем легко доступны не все змеевики, а лишь с одной стороны - сверху, что ухудшает условия соединения нижнего ряда змеевиков, сложность горизонтальной загрузки баллонов с помощью подъемного оборудования. Недостаточно надежным может быть и соединение криволинейной части змеевиков с трубами коллекторов.
Технический результат полезной модели заключается в следующем:
- упрощении конструкции единого П-образного коллектора, не требующей переключения трубопроводов коллектора (при исчерпании емкости одного из рядов баллонов) для организации надежной подачи газа потребителю от любого баллона;
- минимальной трудоемкости и высокой надежности соединения рядов баллонов витыми трубками змеевиков с единым трубопроводом коллектора, обе ветви которого одинаково удобно доступны с двух сторон контейнера;
- уменьшении габаритов за счет симметричного распределения четырех рядов баллонов и змеевиков с двух противоположных сторон единственного трубопровода, что направлено также на сокращение неуравновешенных поперечных нагрузок на трубопровод коллектора.
Сущность полезной модели заключается в том, что моноблок содержит контейнер с жесткой рамой, дном и стенками для вертикального размещения группы газовых баллонов, и закрепленный в контейнере коллектор в виде единого П-образного трубопровода, снабженного общим газовым вентилем и распределенными с двух сторон вдоль него змеевиками, каждый из которых выполнен в форме спирального витка из трубки, свободный конец которой выполнен с возможностью подключения к одному из баллонов.
Предпочтительно, трубки змеевиков выполнены из упруго-пластичного материала, например, из меди, концы змеевиков, соединенные с трубопроводом коллектора, снабжены прямолинейными трубками, а свободные концы змеевиков снабжены штуцерами для подключения к баллонам, контейнер выполнен с возможностью вертикального размещения двенадцати баллонов в четыре ряда по три баллона, а коллектор выполнен с двенадцатью змеевиками в два ряда по шесть, в каждом из которых четыре змеевика попарно симметрично соединены с трубопроводом коллектора одним соединителем, а два остальных - другим соединителем.
При этом трубопровод коллектора связан с рамой контейнера пластиной, в которой закреплены концы трубопровода коллектора, а также заглушка последнего и общий газовый вентиль, а дно контейнера выполнено в виде решетки.
Фасадная стенка контейнера выполнена сборно-разборной, в виде пластин закрепленных на раме резьбовыми элементами, по меньшей мере, две противоположные стенки соединены между собой стяжками, коллектор закреплен резьбовыми скобками, к, по меньшей мере, одному уголку, приваренному к раме контейнера.
Кроме того, коллектор, вентили баллонов и выходной вентиль коллектора могут быть снабжены защитными пластинами из гнутого листового материала, а металлоконструкции контейнера выполнены оцинкованными.
На чертеже фиг.1 изображен общий вид моноблока в объемной (аксонометрической) проекции перед установкой баллонов, на фиг.2 - вид моноблока сверху с установленными баллонами, на фиг.3 - вид спереди (на фасадную стенку) по фиг.1, на фиг.4 - вид сбоку по фиг.1, на фиг.5 - общий вид коллектора в объемной (аксонометрической) проекции.
Моноблок содержит контейнер с жесткой рамой из опор 1-4, дном в виде решетки 8, прижимом 12 и стенками в виде прямоугольных пластин 5-7, 14-19, закрепленных на раме 1-4 резьбовыми элементами, а также посредством сварки. Неразборный контейнер 1-19 предназначен для вертикального размещения группы, преимущественно, из двенадцати газовых баллонов 22, расположенных в четыре ряда. Закрепленный держателем 20 к контейнеру спаянный коллектор («паук») для соединения выходных вентилей (редукторов) баллонов 22 с потребителем выполнен в виде единого (паяного) П-образного (т.е. с двумя ветвями) трубопровода 11, проложенного между рядами баллонов 22 выше их горловин, и снабженного симметрично распределенными с двух сторон вдоль него (вдоль обеих его ветвей) змеевиками 23 по числу баллонов 22. Каждый из змеевиков 23 выполнен в форме спирально закрученного витка из трубки, свободный конец которой выполнен с возможностью подключения к вентилю (редуктору) одного из баллонов 22.
Витые трубки змеевиков 23 выполнены из упруго-пластичного материала (elasto-plastic material), например, из меди, что препятствует возникновению монтажных механических напряжений при подключении баллонов к коллектору.
Концы всех змеевиков 23 с одной стороны скреплены монтажными соединителями 24, 25 с трубопроводом 11 коллектора и снабжены радиальными прямолинейными защитными трубками 26, расположенными попарно диаметрально противоположно от трубопровода 11, а свободные концы всех змеевиков 23 снабжены припаянными штуцерами (не изображены) для резьбового подключения к вентилям баллонов 22. Трубопровод 11 соединен с выходным общим газовым вентилем 21 на фасадной части моноблока.
Контейнер выполнен с возможностью вертикального размещения двенадцати баллонов 22, в четыре ряда по три баллона 22. Каждая ветвь П-образного трубопровода 11 проложена между двумя рядами баллонов 22 выше их горловин. Коллектор выполнен съемным, с двенадцатью змеевиками 23 в два ряда по шесть, в каждом из которых четыре змеевика 23 попарно симметрично и разъемно соединены с трубопроводом 11 коллектора одним сдвоенным соединителем 24, а два остальных - попарно симметрично и разъемно другим отдельным соединителем 25. В иных случаях реализации контейнер может быть выполнен с четырьмя рядами по два, четыре, пять и более баллонов 22 и с соответствующим количеством змеевиков 23 попарно симметрично расположенных по сторонам П-образного трубопровода 11. Таким образом, каждая ветвь трубопровода 11 связана с двумя рядами баллонов 22, что позволяет выполнить компоновку моноблока более плотной и тем самым сократить его габариты. Трубки 26 не допускают отламывания змеевиков 23 от трубопровода 11 при выполнении сборочных операций.
Трубопровод 11 коллектора связан с рамой 1-4 контейнера пластиной 10 (которая служит держателем вентиля 21), в последней закреплены концы трубопровода 11 коллектора, а также заглушка последнего и выходной общий газовый вентиль 21.
По меньшей мере, две противоположные стенки, например, пластины 7, 19 соединены между собой стяжками 13.
Фасадная часть (стенка) контейнера выполнена сборно-разборной в виде пластин 5, 6, 7 закрепленных на раме резьбовыми элементами, что позволяет оперативно производить ремонтно-профилактические работы без использования специальных подъемных устройств.
Трубопровод 11 коллектора, вентили (редукторы) баллонов 22 и выходной вентиль 21 защищены от механических повреждений защитными пластинами из гнутого листового материала - металла (не изображено).
Металлоконструкции моноблока выполнены оцинкованными, что увеличивает срок его эксплуатации.
Трубопровод 11 коллектора крепится резьбовыми скобками к уголку (не изображено), приваренному к задней стенке моноблока, а также к выходному вентилю 21 через штуцер с одной стороны и к выпускному штуцеру с заглушенным торцом с другой стороны.
Габаритные размеры моноблока 955×766×1858 мм, масса - 840±10 кг.
Моноблок эксплуатируется следующим образом.
2
В контейнер стандартными грузоподъемными средствами или вручную устанавливаются вертикально двенадцать баллонов 22, заполненных газом (преимущественно, продуктом разделения воздуха из группы: азот, кислород, аргон) с закрытыми вентилями горловин. Средняя гидравлическая емкость баллона 22 составляет 50 л. Максимальное рабочее давление газа в баллоне 22 при температуре 293°К составляет 20±0,5 МПа (200±5,0 кгс/см).
Затем в контейнере устанавливается и закрепляется держателем 20 трубопровод 11 коллектора со змеевиками 23. Трубопровод 11 подсоединяется к общему выходному вентилю 21 с одного конца и заглушается с другого конца. Змеевики 23 за счет их упругости индивидуально подключаются к вентилям горловин баллонов 22 по обе стороны вдоль ветвей П-образного трубопровода 11, что позволяет минимизировать габариты моноблока.
Собранный моноблок в состоянии готовности может храниться на складе, а при необходимости, автомобильным или иным транспортом доставляется к потребителю.
Вентиль 21 позволяет после присоединения к потребителю обеспечивать непрерывную подачу газа до полного исчерпания емкости всех баллонов 22. Коллектор служит при этом для объединения содержимого баллонов 22 через трубопровод 11 в общую магистраль потребителя.
После опорожнения всех баллонов 22 моноблок может быть направлен на замену баллонов 22 или на зарядку опорожненных баллонов 22, которая может осуществляться через коллектор и вентиль 21.
Конструкция и материалы моноблока позволяют хранить и эксплуатировать его как в помещениях, так и на открытом воздухе.
Конструкция моноблока обеспечивает упрощение конструкции и сокращение габаритов благодаря выполнению единого коллектора П-образным, т.е. с двумя продольными ветвями, подключаемыми к четырем рядам баллонов, снижение трудозатрат при сборке и обеспечении более удобной загрузки баллонов, как с помощью подъемного оборудования, так и без него, а также увеличение надежности при эксплуатации благодаря упрощению операции подачи газа потребителю от единого коллектора без переключения трубопроводов коллектора при исчерпании емкости одного из рядов баллонов, снижении трудоемкости и повышении надежности соединения баллонов с коллектором за счет соединителей и трубок, упругости материала змеевиков и удобства их симметричного соединения с баллонами с двух сторон контейнера.