СОПЛО К ГАЗОВОМУ КЛАПАНУ С ОТВЕРСТИЯМИ В ЗАГЛУШКЕ ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОГО ВЫБРОСА ГАЗА

Полезная модель относится к пожарозащитным средствам, в том числе к предохранительным и выпускным клапанам, предназначенным для перепуска и сброса избыточного давления газов из емкостей пневмосистем в атмосферу, и может быть использовано как в промышленности, так и в быту и может обеспечивать повышение безопасной эксплуатации газовых комплексов водородной энергетики за счет подавления возгорания водородно-воздушной смеси при выпуске водорода при атмосферном давлении окружающей среды из различных объемов.
Известно устройство, в котором при внезапном выбросе газа повышенного давления в атмосферу из выходного отверстия используемых клапанов возникает сверхзвуковая струя. Температура газа падает по мере расширения струи, однако существуют причины для резкого локального повышения температуры за счет перехода механической энергии струи в тепловую энергию за счет нагрева окружающей атмосферы в пусковой ударной волне и перемешивания горячего воздуха с истекающим газом на турбулизованной контактной поверхности. Таким образом, при выпуске газа из наполненных свыше нормы объемов, магистралей, резервуаров, баллонов в атмосферу может произойти возгорание газа с последующим его взрывом и причиной этого является выполнение в конструкции выпускного сопла газовых клапанов в виде цилиндрических патрубков, что является недостатком этой конструкции. Так, например, известно устройство представляющее собой конусообразное сопло выходного клапана (патент RU 2078272, 1997, МПК F16K 17/00).
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является перфорированное сопло к газовому клапану (RU 71723, 2008, МПК F16K 17/00, прототип), выполненное в виде соединенных между собой патрубка и сопла, при этом сопло соединено с насадкой, выполненной в виде перфорированной пластины с размерами отверстий от 1 до 3 мм. Недостатком данного устройства является расположение выходных отверстий сопла в одной плоскости.
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу обеспечения безопасности эксплуатации газовыпускной системы газовых резервуаров за счет уменьшения времени существования зон с температурой выше температуры воспламенения водородно-воздушных смесей и распределения выброса газа в поперечных направлениях относительно оси сопла.
Поставленная техническая задача решается тем, что в сопле к газовому клапану с отверстиями в заглушке для поперечного выброса газа, содержащем патрубок, отверстия размерами от 1 до 3 мм выполнены на боковых сторонах заглушки.
Достигаемым техническим результатом является обеспечение безопасности эксплуатации газовыпускной системы резервуаров за счет использования заглушки, имеющей отверстия достаточно малые, обеспечивающие время пребывания смеси газа с горячим воздухом меньше времени задержки самовоспламенения при этом исключающие взаимодействие ударных волн между собой.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется схемой, приведенной на фиг.1. Газовый клапан состоит из газовой емкости 1 с выходным патрубком 2 и выходным соплом 3, на конце которого установлена заглушка 4 с боковыми отверстиями 5.
Работа предлагаемого устройства заключается в следующем.
При превышении номинального давления в газовой емкости срабатывает выходной предохранительный клапан газовой емкости 1 и горючий газ поступает в канал выходного сопла 3.
При проходе газа через выходное сопло 3 возникает давление, которое обеспечивает сверхзвуковую скорость истечения газа из выходного сопла 3. В результате разности давлений между атмосферным и давлением внутри выходного сопла будет вырываться струя газа в окружающее пространство.
Проходя боковые отверстия 5 заглушки 4, газ формирует на выходе факел струи и воздушную ударную волну. Время пребывания смеси газа с горячим воздухом оказывается меньшим времени задержки самовоспламенения. При этом ударные волны, выходящие из боковых отверстий заглушки 4 не взаимодействуют между собой, тем самым, исключая восстановление фронта ударной волны.
Таким образом, перечисленные новые существенные признаки, используемые в данном пожарозащитном сопле предохранительного клапана, позволяют повысить взрывобезопасность энергетических установок водородной инфраструктуры, т.е. комплексов по производству, аккумулированию, хранению, транспортировке и надежность эксплуатации газовых клапанов в условиях повышенной опасности, таких как, наличие высоких температур и открытого пламени. Устройство отличается простотой конструкции и надежностью работы, имеет небольшие размеры, относительно дешево и не требует специальных материалов.