Пористая масса ацетиленовых баллонов что это
Пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов
Настоящее изобретение относится к области производства, транспортирования и использования баллонного ацетилена и может быть использовано при производстве ацетиленовых баллонов.
Ацетилен относится к числу растворимых газов. В числе растворителей наибольшее практическое распространение получил ацетон, заливаемый в баллон с пористой массой, обеспечивающей многократное увеличение активной поверхности растворителя. В качестве пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов применяется очень широкий ряд материалов (см. Миллер С. «Ацетилен, его свойства, получение и применение». Л., 1969 г.), включая волокнистые (шелк, вискоза, кожа, губка, лен, шерсть животных, стеклянная и минеральная вата, асбест), зернистые (кизельгур, древесный уголь, пемза, селикагель, торф, костная мука, пористый бетон, древесные опилки, кирпич и др.), пропитанные и монолитные массы. Основными требованиями к пористым массам является химическая стабильность в контакте со сталью баллона, ацетоном и ацетиленом, высокая пористость и теплопроводность, механическая прочность, газовбираемость и низкая стоимость.
Известна волокнистая пористая масса, применяемая в США (см. Welding J., 27, 1948, р. 445), состоящая из асбестового жгута, плотно заполняющего внутреннюю полость баллона. Недостатком такой пористой массы является низкая теплопроводность, активный вынос асбестовой пыли с газовым потоком ацетилена и вредно воздействие асбеста на работающего.
Известна литая пористая масса, применяемая АО «Уралтехгаз» (см. ТУ 6-21-38-85 «Баллоны для растворяемого ацетилена с литой пористой массой»), содержащая кварцевый песок, гидрат окиси кальция и асбест, представляющая собой сплошной пористый блок, образующийся при повышенной температуре и давлении в результате гидротермической реакции между окисью кремния и гидратом окиси кальция.
Недостатком такой пористой массы является также наличие асбеста, вызывающего опасность легочных заболеваний у работающих, как в процессе производства при наполнении баллонов, так и при эксплуатации.
Известна зернистая пористая масса, широко применяемая в ФРГ (Англ. патент 834830, опубл. 1960 г.), содержащая 65% древесного угля (предпочтительно букового или ольхового), 23% кизельгура и 12% основного углекислого магния 4MgCO3Mg(OH)25Н2О. Такой пористой массе также присущи приведенные выше недостатки, присущие угольсодержащим пористым массам, а именно технологическая сложность наполнения баллонов, предусматривающая засыпку активизированного угля через узкую горловину и последующую утряску его путем свободного опускания (удара) баллона с высоты 0,7 мм на деревянную основу, и нестабильная плотность, вызывающая постоянную усадку в процессе эксплуатации, необходимость ужесточения контроля за показателями плотности и более частое ремонтное пополнение баллона.
Известна также пористая масса, разработанная и используемая Шведской фирмой АГА /см. Шведская заявка 2266, НКИ 26 В 44, заявл. 25.03.1925 г. (патент СССР 3994, НКИ 26 В 44, опубл. 30.11.1927 г.)/, «Пористая масса для наполнения сосудов, предназначенных для хранения ацетилена и других газов»), состоящая из круглых или иной формы тел из рыхлого пористого материала, заполняющего промежутки между кусками, при этом тела изготовлены из волокнистого, порошкообразного или зернистого пористого материала, сцементированного связующим веществом и накрытого снаружи пористой же оболочкой, более прочного, чем сердцевина, при этом тела сформированы из кизельгура и связующего вещества с добавками волокнистых материалов для упрочнения, а также добавки волокнистых материалов введены в состав оболочки тел или в виде композитных тел, содержащих внутреннее ядро из древесного угля, одетого оболочкой из кизельгура со связующим материалом, а для заполнения промежутков между этими кусками применен рыхлый кизельгур.
Недостатком такой пористой массы является дефицит кизельгура, а также большая технологическая сложность и трудоемкость подготовки тел заполнителя и их низкая механическая прочность, вызывающая усадку и необходимость более частого пополнения баллона древесным углем.
В качестве ближайшего прототипа выбрана пористая масса МГ-100 для ацетиленовых баллонов (см. авт. св. СССР 39915, НКИ 26 В 44; 17 д. 3; опубл. 31.11.1934 г. «Пористая масса для ацетиленовых баллонов»), состоящая из уплотненного зернистого заполнителя на основе древесного активированного угля с размером зерна от 1 до 1,5 мм в диаметре при набивной пористости массы около 80% и литровым весом ее около 300 г на 1 л внутреннего объема баллона. Указанному прототипу также присущи недостатки аналогов: низкая механическая прочность зерен основы древесного активированного угля, вызывающая активную усадку при эксплуатации, и необходимость более тщательного контроля за состоянием баллона и более частое ремонтное пополнение баллона зернистым активированным древесным углем.
Целью настоящего изобретения является разработка пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов, лишенной недостатков аналогов и прототипа.
Указанный технический эффект достигается тем, что известная пористая масса, содержащая уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля, дополнительно содержит «усы» стекловолоконного материала, например, базальтового стекловолокна, которые хаотически распределяются в объеме заполнителя и образуют армирующий каркас, скрепляющий блок пористой массы внутри баллона.
Авторам неизвестны технические решения с указанными в формуле изобретения признаками, направленными на достижение той же цели, что и в заявляемом в качестве изобретения объекте, поэтому предлагаемое техническое решение отвечает критерию «существенные отличия».
Введение «усов» стекловолоконных материалов в угольную пористую массу обеспечивает высокую механическую устойчивость против деформаций от механического воздействия, исключает осадку и изменение пористости по сечениям ацетиленового баллона в процессе длительной эксплуатации.
На основании вышеизложенного предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает достижение положительного эффекта и обладает критерием «положительный эффект».
Использование предлагаемого технического решения не требует дополнительного переоборудования предприятий.
Пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов, включающая уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля, отличающаяся тем, что дополнительно содержит «усы» стекловолоконного материала, преимущественно базальтового стекловолокна.
пористая масса «прэтти» для заполнения ацетиленовых баллонов
Использование: изобретение относится к производству, транспортированию и использованию баллонного ацетилена и может быть использовано при производстве ацетиленовых баллонов. Сущность изобретения: пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов включает рыхлый пористый волокнистый материал, преимущественно базальтовое волокно, в виде мата, свернутого по спирали в рулон для плотной, без зазоров, установки внутрь баллона, при этом в качестве подложки мата использовано полотно из материала с высокой смачиваемостью, которое дополнительно может быть пропитано составами, например сульфатом аммония, разлагающимися эндотермически при нагревании и выделяющими газ, препятствующий распаду ацетилена в баллоне, а между слоями мата, свернутого по спирали в рулон, от центра до наружной поверхности проложена теплопроводящая металлическая прослойка в виде тонкой сетки или перфорированной ленты, обеспечивающей высокую теплопроводность и механическую прочность пористой массы. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Формула изобретения
1. Пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов, включающая рыхлый пористый волокнистый материал, отличающаяся тем, что рыхлый пористый волокнистый материал выполнен в виде мата, преимущественно прошивного, свернутого по спирали в рулон для плотной, без зазоров, установки внутрь баллона.
2. Масса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пористого материала мата использовано базальтовое волокно.
3. Масса по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что мат выполнен с подложкой в виде полотна из материала с высокой смачиваемостью.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к производству, транспортированию и использованию баллонного ацетилена и может быть использовано при производстве ацетиленовых баллонов.
Ацетилен относится к числу растворимых газов. В числе растворителей наибольшее практическое распространение получил ацетон, заливаемый в баллон с пористой массой, обеспечивающей многократное увеличение активной поверхности растворителя. В качестве пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов применяется очень широкий ряд материалов (см. Миллер С. Ацетилен, его свойства, получение и применение. Л., 1969.), включая волокнистые (шелк, вискоза, кожа, губка, лен, шерсть животных, стеклянная и минеральная вата, асбест), зернистые (кизельгур, древесный уголь, пемза, селикагель, торф, костная мука, пористый бетон, древесные опилки, кирпич и др.), пропитанные и монолитные массы. Основными требованиями,предъявляемыми к пористымтым массам, являются химическая стабильность в контакте со сталью баллона, ацетоном и ацетиленом, высокая пористость и теплопроводность, механическая прочность, газовбираемость и низкая стоимость.
Недостатком такой пористой массы является технологическая сложность наполнения баллонов, предусматривающая засыпку активированного угля через узкую горловину, предварительную утряску его путем свободного опускания (удара) баллона с высоты 0,7мм на деревянную основу с последующим заполнением расчетным количеством ацетона и добавками угла до тех пор, пока не будет достигнут вес пористой массы, равный 300 г на 1 л внутреннего объема баллона.
Известна другая зернистая пористая масса, широко применяемая в ФРГ (Англ. патент N 834830, опубл. 1960 г.), содержащая 65% древесного угля (предпочтительно букового или ольхового), 23% кизельгура и 12% основного углекислого магния 4MgCO 3 Mg(OH) 2 5H 2 O. Такой пористой массе также присущи приведенные выше недостатки, присущие угольсодержащим пористым массам.
Известна волокнистая пористая масса, применяемая в США (см. Welding J.. 27, 1948, р.445), состоящая из асбестового жгута,плотно заполняющего внутреннюю полость баллона. Недостатком такой пористой массы является низкая теплопроводность и активный вынос асбестовой пыли с газовым потоком ацетилена и вредное воздействие асбеста на работающего.
Известна литая пористая масса, применяемая АО «Уралтехгаз» (см. ТУ6-21-38-85 «Баллоны для растворяемого ацетилена с литой пористой массой»), содержащая асбест, кварцевый песок и гидрат окиси кальция и представляющая собой сплошной пористый блок, образующийся при повышенной температуре и давлении в результате гидротермической реакции между окисью кремния и гидратом окиси кальция.
Недостатком такой пористой массы является низкая теплопроводность, высокая трудоемкость и длительность производства, наличие асбеста и кварцевого песка, вызывающих опасность легочных заболеваний у работающих, как в процессе производства при наполнении баллонов, так и при эксплуатации.
В качестве ближайшего прототипа выбрана пористая масса, разработанная и используемая Шведской фирмой АГА (см. Шведская заявка N 2266, кл. 26 B 44, 1925, патент СССР N 3994, кл. F 17 C 11/00, 1927, Пористая масса для наполнения сосудов, предназначенных для хранения ацетилена и других газов), состоящая из круглых или иной формы тел из рыхлого пористого материала, заполняющего промежутки между кусками, при этом тела изготовлены из волокнистого, порошкообразного или зернистого пористого материала, сцементированного связующим веществом и накрытого снаружи пористою же оболочкой более прочного, чем сердцевина, при этом тела сформированы из кизельгура и связующего вещества с добавками волокнистых материалов для упрочнения, а также добавки волокнистых материалов введены в состав оболочки тел или в виде композитных тел, содержащих внутреннее ядро из древесного угля, одетого оболочкой из кизельгура со связующим материалом, а для заполнения промежутков между этими кусками применен рыхлый кизельгур.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка пористой массы «Прэтти» для наполнения ацетиленовых баллонов, лишенной недостатков аналогов и прототипа.
Указанная задача решается тем, что в качестве основного компонента использован волокнистый материал, например базальтовое стекловолокно, которое без зазоров заполняет внутреннюю полость баллона с требуемой пористостью (в пределах 70-92%), при этом волокнистый материал преимущественно в виде прошивного мата, свернутого по спирали в рулон, а в качестве подложки использовано полотно из материала с высокой смачиваемостью, обеспечивающего равномерную пропитку пористой массы ацетоном.
Полотно и прошивной мат могут быть пропитаны составами, например сульфатом аммония, которые при нагревании разлагаются эндотермически и выделяют газ, препятствующий распространению распада ацетилена в баллоне.
Кроме того, между слоями свернутого в рулон волокнистого материала от центра до наружной поверхности проложена теплопроводящая металлическая прослойка в виде тонкой сетки или перфорированной ленты.
Неизвестны технические решения с указанными в формуле изобретения признаками, направленными на достижение той же цели, что и в заявляемом в качестве изобретения объекте, поэтому предлагаемое техническое решение отвечает критерию «существенные отличия».
Ацетиленовый баллон с пористой массой «Прэтти» (фиг. 1) содержит металлический корпус 1, волокнистый материал 2, преимущественно в виде прошивного мата с подложкой 3 из полотна с высокой смачиваемостью, и теплопроводящую металлическую прослойку 4 в виде тонкой сетки или перфорированной ленты. Компоненты пористой массы пропитываются в растворе сульфата аммония, сушатся и собираются на плоскости в порядке, представленном на фиг. 2, т.е. на металлическую теплопроводящую прослойку 4 укладывается слой волокнистого материала 2 и накрывается полотном 3 из материала с высокой смачиваемостью и свертывается в рулон с пористостью 70-92%, размещаемый внутри металлического корпуса 1 ацетиленового баллона (фиг.2 и 3). Допускается пропитка сульфатом аммония после свертки компонентов пористой массы «Прэтти» в рулоне перед установкой в баллон. Пористая масса «Прэтти» для заполнения ацетиленового баллона работает следующим образом.
Ацетиленовый баллон, заполненный волокнистой пористой массой «Прэтти» и ацетоном в расчетном количестве устанавливается в зарядную раму, подключается через зарядно-расходный штуцер к наполнительной газовой системе. Сжатый ацетилен от компрессора поступает в баллон (фиг.1) и растворяется в ацетоне, заполняющем поры волокнистой основы пористой массы «Прэтти». При этом равномерная пропитка ацетоном волокнистой основы пористой массы по высоте баллона обеспечивается за счет высокой фильтрующей способности материала полотна подложки 3, а стабилизация колебаний температуры внутри баллона достигается за счет теплопроводящей способности металлической сетки или перфорированной ленты 4, неразрывно и равномерно по продольному (фиг.1) и поперечному (фиг.2) сечениям пронизывающим внутреннюю набивку ацетиленового баллона и отводящей избыток тепла к стенке металлического баллона и поглощаемого ею. В случае перегрева баллона дополнительный эффект стабилизации и предотвращения распада ацетилена компенсируется действием пропитки эндотермическими составами.
Кроме того, металлическая сетка или перфорированная лента армирует волокнистую пористую массу и обеспечивает высокую механическую устойчивость против деформаций механического воздействия, и исключают осадку и изменение пористости по сечениям ацетиленового баллона в процессе длительной эксплуатации.
Таким образом, предлагаемая волокнистая пористая масса «Прэтти» обеспечивает следующие преимущества:
— высокая химическая стабильность и нетоксичность волокнистых материалов на стеклоподобной основе;
— высокую температурную стабильность и механическую прочность за счет теплопроводящего и армирующего действия металлической сетки или перфорированной ленты и, как следствие, повышение безопасности эксплуатации ацетиленового баллона;
— высокую способность выделять ацетилен за счет высокой газопроницаемости волокнистых пористых материалов и способности к теплообмену со внешней средой;
— низкую стоимость основного компонента пористой массы (большие природные запасы исходного базальтового сырья, высокая производительность производства) и простота технологии формирования пористой массы «Прэтти» в баллоне.
На основании вышеизложенного предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает достижение положительного эффекта и обладает критерием «положительный эффект».
Использование предлагаемого технического решения не требует дополнительного переоборудования предприятий.
Ацетиленовый баллон. Устройство, заправка, хранение и эксплуатация ацетиленовых баллонов. Вентиль ацетиленового баллона.
Ацетиленовый баллон. Устройство, заправка, хранение и эксплуатация ацетиленовых баллонов. Вентиль ацетиленового баллона.
Устройство ацетиленовых баллонов.
Ацетиленовые баллоны служат для хранения и транспортирования ацетилена под давлением и несколько отличаются по устройству от кислородных.
Так как ацетилен взрывоопасен, его нельзя хранить и перевозить под давлением в полых баллонах, как это делается при перевозке других горючих газов и кислорода.
Заправка баллоном ацетиленом.
При наполнении баллонов ацетиленом используют два важных его свойства:
а) сильное понижение взрывоопасности при размещении его в узких каналах;
б) хорошую растворяемость в некоторых жидкостях, особенно в ацетоне.
Взрыв баллона с ацетиленом.
Наличие в баллоне высокопористой массы, состоящей из бесчисленного количества мельчайших пор, позволяет безопасно хранить и перевозить ацетилен под давлением.
Ацетон представляет собой летучую прозрачную жидкость, пары которой обладают резким запахом. Ацетон в баллоне занимает примерно 35—40% его объема. Таким образом, ацетилен в баллоне, будучи растворен в ацетоне, распределяется в порах массы. Если открыть вентиль баллона, то ацетилен выделяется из ацетона в виде газа, а ацетон остается в баллоне и используется при последующих его наполнениях.
Сколько ацетилена в баллоне 40л?
При емкости 40 л ацетиленовый баллон вмещает примерно около 5000 л растворенного в ацетоне ацетилена.
Какое давление в баллоне с ацетиленом?
Конструкция и размеры ацетиленовых баллонов такие же, как и кислородных. Для удобства наполнения их ацетоном и пористой массой горловина имеет больший диаметр нарезки. Корпуса ацетиленовых баллонов изготовляют цельнотянутыми или сварными. Они имеют толщину стенок несколько меньшую, чем корпуса кислородных баллонов.
Цвет баллона с ацетиленом.
Ацетиленовые баллоны окрашиваются в белый цвет, и на них красными буквами надписывают «АЦЕТИЛЕН».
Как и на кислородных баллонах, на верхней сферической неокрашенной части ацетиленовых баллонов выбивается ряд данных и клейм.
Испытание и проверка ацетиленовых баллонов.
При периодическом освидетельствовании наполненные пористой массой и ацетоном ацетиленовые баллоны подвергаются испытанию азотом под давлением 30 кг/см 2 и осмотру состояния пористой массы через горловину баллона.
От ударов и толчков при эксплуатации ацетиленовых баллонов возможно некоторое измельчение и уплотнение пористой массы. Эго приводит к образованию в верхней части баллона некоторого пространства без пористой массы и занятого ацетиленом под высоким давлением, что является опасным при обратных ударах. Поэтому заводы-наполнители ежегодно проверяют состояние пористой массы. После проверки на сферической части баллона ставят квадратное клеймо с буквами «ПМ» («проверена масса») и рядом выбивают месяц и год проверки.
Вентиль ацетиленового баллона.
Каждый ацетиленовый баллон имеет вентиль, ввертываемый в горловину баллона. Назначение ацетиленовых вентилей — то же, что и кислородных.
В отличие от кислородного, ацетиленовый вентиль изготовляется не из латуни, а из малоуглеродистой стали, так как ацетилен с медью образует взрывоопасное соединение.
Присоединение редуктора к ацетиленовому вентилю осуществляется при помощи специального хомута.
Вентиль открывают и закрывают специальным торцовым ключом.
Типовой вентиль ацетиленового баллона изображен на рис. 1.
Рис.1. Вентиль ацетиленового баллона.
Устройство ацетиленового вентиля.
Он состоит из корпуса 1, имеющего внизу конусообразный хвостовике нарезкой, которым вентиль ввинчивается в горловину баллона.
Вентиль открывают и закрывают, вращая стальной шпиндель 2 торцовым ключом, надеваемым на верхний квадрат шпинделя. В нижний конец шпинделя запрессовывается эбонитовый уплотнитель 3, который перекрывает отверстие для прохода ацетилена в седле корпуса.
При вращении шпинделя против часовой стрелки он вывертывается, и ацетилен выходит через отверстие в седле в штуцер 4, к которому присоединен редуктор или ниппель трубки рампы.
При вращении шпинделя по часовой стрелке он опускается и плотно закрывает седло корпуса уплотнителем.
В хвостовике вентиля в канале для прохода газа помещается фильтр из войлочных прокладок 5 между сетками из проволоки 6. Назначение фильтра — защищать вентиль и редуктор от попадания в них частиц пористой массы. Фильтр к вентилю прижимается снизу кольцом 7.
Чтобы ацетилен не выходил вверх по шпинделю в вентиле имеется сальник из пяти кожаных колец 8 и двух сальниковых стальных колец 9. Сверху сальник затягивается сальниковой гайкой (буксой) 10.
В штуцере корпуса имеется кольцевая выточка, в которую вставляется кожаная прокладка 11 для устранения при работе утечки ацетилена. На противоположной штуцеру грани корпуса сделано коническое углубление для центровки винта хомута.
Хранение баллонов с ацетиленом.
При хранении, транспортировании и обращении с ацетиленовыми баллонами следует придерживаться тех же правил, что и при работе с кислородными баллонами, а также ряда специальных правил.
Во всех случаях ацетиленовые баллоны нужно ограждать от сильного нагревания, которое уменьшает растворимость ацетилена в ацетоне и повышает давление в баллоне. Так, например, в ацетиленовом баллоне при повышении температуры от 20 до 100 °С давление может возрасти более чем в 11 раз, в то время как в кислородном баллоне при этих условиях давление возрастет примерно в 1,3 раза. Таким образом, опасность, возникающая при сильном нагревании ацетиленовых баллонов (например, при пожаре), весьма велика.
Эксплуатация баллонов с ацетиленом.
Ацетиленовые баллоны следует располагать во время работы не ближе чем на 5 м от источников нагрева. Летом они должны быть закрыты от лучей солнца.
Расход ацетилена из одного баллона не должен превышать 1500— 2000 л/час. При большем расходе с ацетиленом будет уноситься много ацетона, что недопустимо. В таких случаях следует пользоваться несколькими баллонами через распределительную рампу.
Статья оказалась полезной?! Поделись с друзьями.
Ацетиленовые баллоны
Устройство ацетиленового баллона
Ацетиленовый баллон представляет собой универсальный контейнер для хранения и транспортирования ацетилена. Корпус баллона изготовлен из бесшовных труб согласно ГОСТ 949-73. На нижнюю часть корпуса в горячем состоянии насаживается башмак, придающий устойчивость баллону в вертикальном положении. В верхнюю сферическую часть горловины ввернут вентиль, предназначенный для наполнения и отбора газа. В нерабочем положении вентиль является запорным устройством.
Баллоны комплектуются вентилями ВБА-1 по ТУ 26-05-527-82 (с мембранным уплотнителем) или BA-I по ТУ 6-21-23-84 (с эбонитовым уплотнителем). На наружную часть горловины напрессовано резьбовое кольцо для навертывания предохранительного колпака. В месте перехода цилиндрической части баллона в сферическую выбиты следующие данные:
Баллоны должны быть окрашены в белый цвет за исключением места клеймения, которое должно быть покрыто бесцветным лаком и обведено рамкой красного цвета. На цилиндрической части баллона должна быть надпись «АЦЕТИЛЕН», нанесенная красной краской. Окраска баллонов и надпись на них могут быть выполнены масляными, эмалевыми или нитрокрасками. Надпись на баллонах должна быть не менее 1/2 окружности, а высота букв не менее 60 мм
Ацетиленовый баллон заполнен пористым наполнителем и залит ацетоном
Роль пористого наполнителя:
В зависимости от пористого наполнителя ацетиленовые баллоны разделяются на баллоны с насыпной пористой массой (углем БАУ-А) и баллоны с литой пористой массой (ЛПМ). Уголь БАУ-А представляет собой зерна черного цвета без механических примесей, выпускается по ГОСТ 6217-74. Литая пористая масса представляет собой литой пористый блок серого цвета, выпускается по ТУ 6-21-38-85 «Баллоны для растворенного ацетилена с литой пористой массой».
Вес набивной пористой массы составляет 280-310 г на 1 литр емкости корпуса баллона или 30% его объема. Литая пористая масса ЛПМ ТУ 6-21-38-85 образуется в результате гидротермальной реакции между двуокисью кремния, гидратом окиси кальция и добавками при повышенном давлении и температуре непосредственно в баллоне, в результате чего в нем образуется сплошной литой пористый блок.
Допускать в ацетиленовых баллонах давление, значительно превышающее 25 кг/см2, нельзя по условиям безопасности. Вследствие этого пористую массу пропитывают ацетоном, который существенно повышает газовбираемость, так как является хорошим растворителем для ацетилена.
Для ацетонирования баллонов применяют технический ацетон ГОСТ 2768-84 сорт 1.