RU2173661C2

RU2173661C2 - Gas-storage capsule and gas filter

Info

Publication number: RU2173661C2
Application number: RU99124236/13A
Authority: RU
Inventors: ревский А.Я. Стол; А.Я. Столяревский
Original assignee: Центр КОРТЭС
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-09-20

Abstract

FIELD: packing; aerosol systems. SUBSTANCE: gas-storage capsule has a gastight housing accommodating particles of sorbent saturated with gas and provided with inlet and outlet sealed channels. Sealing of outlet sealed channel is made in the form of pressure valve installed on housing and provided with spring-loaded movable element in the form of bushing or rod made for opening passage for gas from capsule under action of preset mechanical force. Filler for gas-fillable articles has a housing, capsule with solvent saturated with gas connected with the housing through outlet sealed channel made in capsule, dispensing branch pipe installed on housing for hermetic connection with intake branch pipe of article to be filled. Outlet channel has a pressure valve with spring-loaded movable element in the form of bushing or rod made for hermetic connection of capsule and the housing and for passing gas from capsule into device housing when spring-loaded movable element is pressed on. EFFECT: simplified processes of building gauge pressure in gas-fillable articles, enlarged range of gases to be filled-in, increased safety in operation. 15 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к упаковочной технике и может быть использовано, например, в аэрозольных системах, применяемых для нанесения лакокрасочных покрытий, в промышленности, в пожарной технике, а также в быту для распыления продуктов бытовой химии и системах заправки газонаполняемых изделий и т.п. The invention relates to packaging equipment and can be used, for example, in aerosol systems used for applying paint and varnish coatings, in industry, in fire fighting equipment, as well as in everyday life for spraying household chemicals and gas filling systems for gas-filled products, etc.

Известен распыляющий контейнер, содержащий корпус, раздаточный клапан, установленный в отверстии на стенке корпуса, распыляемую жидкость, пропеллент, сорбент, насыщенный пропеллентом, помещенные внутри корпуса. Международная заявка PCT/RU92/00129, с датой международной подачи от 26.06.92, с датой приоритета от 29.06.91, с номером международной публикации WO 93/00277 от 07.01.93, МКИ 5 B 65 D 83/14. Known spray container containing a housing, a dispensing valve installed in the hole on the wall of the housing, spray liquid, propellant, sorbent saturated with propellant placed inside the housing. International application PCT / RU92 / 00129, with an international filing date of 06/26/92, with a priority date of 06/29/91, with international publication number WO 93/00277 of 01/07/93, MKI 5 B 65 D 83/14.

Заправка этого распыляющего контейнера производится посредством заправочного клапана для сорбента и пропеллента и клапана для распыляемого вещества, что позволяет обеспечить высокую степень заполнения упаковок распыляемой жидкостью и качество заправки. Вместе с тем известная конструкция требует создания специального оборудования для заправки распыляющего контейнера, то есть требует создать автоматизированные роторные линии по заправке этих конструкций, т.к. существующие роторные линии не способны осуществлять заправку таких распыляющих контейнеров, и не позволяет повторное использование этих распыляющих контейнеров для различных распыляемых веществ и газа, т.к. возникает сложность очистки корпуса распыляющего контейнера и подготовки сорбента. Refueling of this spraying container is done by means of a filling valve for the sorbent and propellant and a valve for the sprayed substance, which ensures a high degree of filling of the packages with sprayed liquid and the quality of the filling. However, the known design requires the creation of special equipment for refueling the spray container, that is, it requires the creation of automated rotor lines for refueling these structures, because existing rotor lines are not capable of refueling such spray containers, and does not allow the reuse of these spray containers for various spray materials and gas, as it becomes difficult to clean the body of the spray container and prepare the sorbent.

Известно также устройство для заправки зажигалок сжиженным газом, содержащее баллон с сжиженным газом с установленным на нем узлом выдачи газа в виде нажимного клапана, уплотняемого путем прижатия эластичной шайбы к донышку стакана, в котором размещен подвижный подпружиненный элемент клапана, а также узел заправки зажигалки с установленным в нем нажимным клапаном аналогичной конструкции (патент ФРГ 1243042, с датой публикации 22.06.1967, МКИ В 67 D). Передавливание жидкого газа из баллона в зажигалку происходит при соосном сжатии обоих нажимных клапанов, отжимающем герметизирующие эластичные шайбы от посадочных донышек. Основным недостатком данной конструкции является резкая зависимость расхода жидкого газа от величины перемещения подвижного элемента в связи с сильно изменяющимся проходным сечением выходного из баллона и входного в зажигалку каналов, а также сниженная надежность вследствие возможной деформации сопрягаемых элементов, приводящей к потере соосности, обеспечивающей работоспособность узла. Кроме того, в таком узле не предотвращается обратный поток газа в случае соединения баллона с зажигалкой, содержащей среду более высокого давления. Для горючих газов такой процесс может быть пожароопасен. There is also known a device for refueling lighters with liquefied gas, containing a cylinder with liquefied gas with a gas delivery unit installed in it in the form of a pressure valve, sealed by pressing an elastic washer to the bottom of the glass, in which a movable spring-loaded valve element is placed, as well as a refueling unit with a lighter it has a pressure valve of a similar design (German patent No. 1243042, publication date 06/22/1967, MKI B 67 D). Liquid gas is transferred from the cylinder to the lighter by coaxially compressing both pressure valves, squeezing the sealing elastic washers from the landing bottoms. The main drawback of this design is the sharp dependence of the liquid gas flow on the amount of movement of the movable element due to the greatly changing passage section of the outlet from the cylinder and the inlet to the lighter of the channels, as well as reduced reliability due to possible deformation of the mating elements, leading to loss of alignment, ensuring the operation of the unit. In addition, in such a unit, the reverse gas flow is not prevented in the case of connecting the cylinder with a lighter containing a higher pressure medium. For combustible gases such a process can be fire hazard.

Известен также распыляющий контейнер, содержащий корпус, раздаточный клапан, установленный в отверстии в стенке корпуса, распыляемую жидкость, пропеллент, капсулу, помещенные внутрь корпуса, частицы сорбента, насыщенные газом-пропеллентом и размещенные внутри капсулы, и выполняющий роль корпуса-оболочки капсулы фильтрующий элемент, проницаемый для газа-пропеллента за счет отверстий в газонепроницаемом материале и способный к задержке частиц сорбента (Патент США N 3964649, с датой публикации 22.06.76, НКИ 222/399). Also known is a spray container comprising a housing, a dispensing valve installed in an opening in the wall of the housing, a sprayable liquid, a propellant, a capsule placed inside the housing, sorbent particles saturated with propellant gas and placed inside the capsule, and the filter element acting as a capsule shell permeable to propellant gas due to holes in a gas-tight material and capable of retaining sorbent particles (US Patent No. 3964649, publication date 06/22/76, NKI 222/399).

Это устройство обладает относительной простотой, поскольку заправка распыляющего контейнера распыляемой жидкостью и капсулой может производиться через отверстие (горловину) в стенке корпуса перед установкой раздаточного клапана. This device has relative simplicity, since the filling of the spray container with the sprayed liquid and capsule can be done through an opening (neck) in the wall of the body before installing the transfer valve.

В этой конструкции возможности применения капсулы с сорбентом ограничены только внутренними объемами газонаполняемых изделий, в частности распыляющего контейнера, что не позволяет использовать одну и ту же заправленную сорбентом и газом капсулу для заправки нескольких газонаполняемых изделий, что снижает степень использования запасаемого в капсуле газа. Кроме того, операция заправки газонаполняемого изделия затруднена, поскольку требует после помещения капсулы в распыляющий контейнер, являющийся газонаполняемым изделием в известном техническом решении, обеспечить герметизацию заправочного узла для подачи газа-пропеллента одновременно в распыляющий контейнер и капсулу, находящуюся у него внутри, выдержать распыляющий контейнер в режиме подачи газа для заправки сорбента внутри капсулы достаточно длительное время (до 15-20 мин), определяемое продолжительностью адсорбции газа в сорбенте, что снижает производительность выпуска газонаполняемых изделий. In this design, the possibilities of using a capsule with a sorbent are limited only by the internal volumes of gas-filled products, in particular a spray container, which does not allow the use of the same capsule filled with sorbent and gas to refuel several gas-filled products, which reduces the degree of use of the gas stored in the capsule. In addition, the operation of refueling a gas-filled product is difficult because it requires, after placing the capsule in a spray container, which is a gas-filled product in a known technical solution, to ensure that the filling unit for supplying propellant gas is simultaneously sealed in the spray container and the capsule inside it, to withstand the spray container in the gas supply mode for filling the sorbent inside the capsule for a sufficiently long time (up to 15-20 min), determined by the duration of gas adsorption into the sorbent That reduces the performance of gas-filled articles of manufacture.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - обеспечение высокой степени насыщения сорбента газом, расширение возможностей применения капсулы (универсализация), а также возможность многократного и повторного использования капсулы, в том числе - с различными газонаполняемыми изделиями и газами, обладающими не меньшей, чем первичный газ, теплотой сорбции в сорбенте. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is providing a high degree of saturation of the sorbent with gas, expanding the possibilities of using the capsule (universalization), as well as the possibility of repeated and repeated use of the capsule, including with various gas-filled products and gases having at least than the primary gas, by the heat of sorption in the sorbent.

Для достижения указанного технического результата в известной капсуле для хранения газа, содержащей газонепроницаемый корпус, внутри которого размещены частицы сорбента, насыщенные газом, снабженной впускным и выпускным уплотненными каналами, согласно изобретению уплотнение выпускного уплотненного канала выполнено в виде установленного на корпусе нажимного клапана, содержащего установленную на газонепроницаемом корпусе герметизирующую шайбу, подпружиненный подвижный элемент, выполненный в виде втулки или штока и установленный с возможностью перемещения вдоль оси герметизирующей шайбы, при этом входное отверстие выпускного уплотненного канала выполнено с возможностью герметизации герметизирующей шайбой только при разжатой пружине. To achieve the specified technical result in a known capsule for storing gas containing a gas-tight housing, inside of which sorbent particles are placed, saturated with gas, equipped with inlet and outlet sealed channels, according to the invention, the seal of the outlet sealed channel is made in the form of a pressure valve mounted on the housing, containing gas-tight housing, a sealing washer, a spring-loaded movable element made in the form of a sleeve or rod and installed with the ability to move along the axis of the sealing washer, while the inlet of the outlet sealed channel is made with the possibility of sealing with a sealing washer only when the spring is unclenched.

Уплотнение впускного уплотненного канала может быть выполнено в виде впускного клапана с возможностью освобождения прохода газа внутрь капсулы под действием заданного заправочного перепада давления между внутренней полостью капсулы и окружающей капсулу средой. Впускной клапан может быть выполнен в виде эластичного кольца, в виде подпружиненного клапана или эластичного лепестка. The seal of the inlet seal channel can be made in the form of an inlet valve with the possibility of releasing the gas passage into the capsule under the action of a given filling pressure difference between the internal cavity of the capsule and the environment surrounding the capsule. The inlet valve can be made in the form of an elastic ring, in the form of a spring-loaded valve or an elastic lobe.

Выпускной уплотненный канал может быть снабжен дополнительным клапаном, выполненным с возможностью освобождения прохода газа из капсулы под действием заданного рабочего перепада давления между окружающей капсулу средой и внутренней полостью капсулы. Дополнительный клапан может быть выполнен в виде эластичного кольца, в виде подпружиненного клапана или эластичного лепестка. The outlet sealed channel may be equipped with an additional valve configured to release the gas passage from the capsule under the action of a given working pressure difference between the medium surrounding the capsule and the internal cavity of the capsule. The additional valve can be made in the form of an elastic ring, in the form of a spring-loaded valve or an elastic lobe.

Заправочный перепад давления может превышать рабочий. The pressure drop may exceed the operating pressure.

Нажимной клапан может быть отделен от сорбента частью газонепроницаемого корпуса в виде пористого элемента. The pressure valve can be separated from the sorbent by a part of the gas tight housing in the form of a porous element.

Впускной уплотненный канал может быть выполнен внутри подпружиненного подвижного элемента, при этом выходное отверстие впускного клапана расположено внутри полости сорбента и снабжено эластичным элементом уплотнения, выполненным с возможностью прохода газа только внутрь корпуса капсулы. The inlet sealed channel can be made inside the spring-loaded movable element, while the outlet of the inlet valve is located inside the cavity of the sorbent and is equipped with an elastic sealing element configured to allow gas to pass only inside the capsule body.

Впускной и выпускной уплотненные каналы могут быть соединены общей полостью. The inlet and outlet sealed channels can be connected by a common cavity.

Между частицами сорбента и впускным и/или выпускным каналом может быть установлен фильтрующий элемент. A filter element may be installed between the sorbent particles and the inlet and / or outlet channel.

По крайней мере часть боковой поверхности капсулы может быть выполнена в виде резьбового и/или байонетного профиля и/или снабжена канавкой с переменной глубиной, уменьшающейся по направлению к ближайшему торцу капсулы. At least part of the side surface of the capsule may be in the form of a threaded and / or bayonet profile and / or provided with a groove with a variable depth, decreasing towards the nearest end of the capsule.

Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в известном устройстве заправки газонаполняемых изделий, содержащем корпус, капсулу, содержащую сорбент, насыщенный газом, соединенную с корпусом через выполненный в капсуле выпускной уплотненный канал, раздаточный патрубок, установленный на корпусе с возможностью его герметичного соединения с приемным патрубком газонаполняемого изделия, согласно изобретению выпускной канал снабжен нажимным клапаном с подпружиненным подвижным элементом, выполненным с возможностью герметичного соединения капсулы и корпуса и пропуска газа из капсулы в корпус устройства при нажатии на подпружиненный подвижный элемент. To solve the problem with achieving a technical result in a known device for refueling gas-filled products containing a housing, a capsule containing a sorbent saturated with gas, connected to the housing through an exhaust sealed channel made in the capsule, a dispensing pipe mounted on the housing with the possibility of its tight connection with the receiving the nozzle of a gas-filled product, according to the invention, the outlet channel is equipped with a pressure valve with a spring-loaded movable element, made with the possibility of the tight connection of the capsule and the casing and the passage of gas from the capsule into the casing of the device by pressing the spring-loaded movable element.

Часть корпуса может быть выполнена в виде мембраны с возможностью передачи нажимного усилия, прилагаемого к мембране извне корпуса, к подпружиненному подвижному элементу. Part of the housing can be made in the form of a membrane with the possibility of transmitting the pressure exerted on the membrane from the outside of the housing to the spring-loaded movable element.

В стенке капсулы может быть выполнено отверстие с возможностью перемещения в нем подпружиненного подвижного элемента на заданный ход, достаточный для открытия нажимного клапана, причем отверстие снабжено герметичным уплотнением, выходное отверстие выпускного канала расположено внутри капсулы, а выступающая из корпуса часть подпружиненного подвижного элемента имеет длину не меньше, чем величина заданного хода. A hole can be made in the capsule wall with the possibility of moving the spring-loaded movable element in it for a predetermined stroke, sufficient to open the pressure valve, the hole being provided with a hermetic seal, the outlet outlet of the outlet channel is located inside the capsule, and the part of the spring-loaded movable element protruding from the housing has a length not less than the value of the given stroke.

Между выпускным каналом и раздаточным патрубком может быть установлен обратный клапан, пропускающий газ только в направлении раздаточного патрубка. Between the outlet channel and the dispensing pipe, a check valve can be installed that allows gas to flow only in the direction of the dispensing pipe.

Между обратным клапаном и раздаточным патрубком к корпусу может быть подсоединен манометр. A pressure gauge can be connected to the body between the check valve and the dispensing pipe.

В корпусе может быть выполнено посадочное гнездо с возможностью перемещения подпружиненного подвижного элемента на заданный ход, достаточный для открытия нажимного клапана, причем поверхность соединения капсулы и корпуса снабжена упругими элементами герметизации, величина деформации которых при герметичном соединении капсулы и корпуса не превышает заданного хода. A landing seat can be made in the housing with the possibility of moving the spring-loaded movable element in a predetermined stroke, sufficient to open the pressure valve, and the connection surface of the capsule and the housing is provided with elastic sealing elements, the deformation value of which during the tight connection of the capsule and the housing does not exceed a predetermined stroke.

За счет применения указанных устройств заправки, а также выполнения капсулы из газонепроницаемого корпуса, внутри которого размещены частицы сорбента, снабжения ее впускным и выпускным уплотненными каналами, введения уплотнения выпускного уплотненного канала в виде установленного на корпусе нажимного клапана, снабженного подпружиненным подвижным элементом и отделенного негерметично от сорбента, удалось решить поставленную задачу с достижением технического результата. Due to the use of these refueling devices, as well as the implementation of a capsule from a gas-tight housing, inside which the sorbent particles are placed, supplying it with inlet and outlet sealed channels, introducing a seal of the outlet sealed channel in the form of a pressure valve mounted on the housing, equipped with a spring-loaded movable element and sealed off from sorbent, it was possible to solve the problem with the achievement of the technical result.

Преимущества, а также особенности настоящего изобретения станут понятными во время последующего рассмотрения приведенных ниже лучших вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Advantages, as well as features of the present invention will become apparent during a subsequent review of the following best embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.

Фиг. 1 изображает устройство капсулы с подпружиненным подвижным элементом в виде штока, соединенной с устройством заправки. Фиг. 2 - клапан капсулы с сообщаемыми общей полостью впускным и выпускным уплотненными каналами. Фиг. 3 - то же, что фиг. 2, при выполнении подпружиненного подвижного элемента в виде втулки. FIG. 1 shows a capsule device with a spring-loaded movable member in the form of a rod connected to a refueling device. FIG. 2 - valve capsules with a common cavity inlet and outlet sealed channels. FIG. 3 is the same as FIG. 2, when performing a spring-loaded movable element in the form of a sleeve.

Капсула (фиг. 1) содержит газонепроницаемый корпус 1, подпружиненный подвижный элемент 4, поджимаемый пружиной 2, фильтрующий элемент 3, частицы сорбента 5, насыщенные газом (газ на фиг. 1 не показан), герметизирующую шайбу 6, впускной уплотненный канал и выпускной уплотненный канал в данной конструкции выполнены за одно целое внутри штока подпружиненного подвижного элемента 4. The capsule (Fig. 1) contains a gas-tight housing 1, a spring-loaded movable element 4, pressed by a spring 2, a filter element 3, sorbent particles 5 saturated with gas (gas is not shown in Fig. 1), a sealing washer 6, an inlet sealed channel and an outlet sealed the channel in this design is made in one piece inside the rod of the spring-loaded movable element 4.

Частицы сорбента 5 могут быть помещены внутрь газонепроницаемого корпуса 1 при снятом подпружиненном подвижном элементе 4, который устанавливается на газонепроницаемом корпусе 1 в положение, определяющее при разжатой пружине размещение входного отверстия выпускного уплотненного канала внутри герметизирующей шайбы 6, чем достигается удержание газа внутри капсулы в режиме хранения. Particles of the sorbent 5 can be placed inside the gas-tight housing 1 with the spring-loaded movable element 4 removed, which is installed on the gas-tight housing 1 in a position that determines, when the spring is unclenched, the placement of the inlet of the outlet sealing channel inside the sealing washer 6, thereby achieving gas retention inside the capsule in storage mode .

На фиг. 1 показано также соединение капсулы с устройством заправки, корпус 12 которого посадочной поверхностью перемещает подпружиненный подвижный элемент 4 в положение, показанное на фиг. 1, при котором входное отверстие выпускного уплотненного канала освобождено от герметизирующей шайбы 6, что обеспечивает выпуск газа из капсулы 1. In FIG. 1 also shows the connection of the capsule with the refueling device, the housing 12 of which by means of the seating surface moves the spring-loaded movable element 4 to the position shown in FIG. 1, in which the inlet of the outlet sealed channel is freed from the sealing washer 6, which ensures the release of gas from the capsule 1.

Заправка газа для насыщения сорбента 5 внутри капсулы 1 также может производиться при нажатом подпружиненном подвижном элементе 4. Gas filling to saturate the sorbent 5 inside the capsule 1 can also be carried out with the spring-loaded movable element 4 pressed.

Целесообразно в полости газонепроницаемого корпуса 1 предусмотреть средства, предотвращающие попадание частиц сорбента 5 в каналы для прохода газа, выполненные в подпружиненном подвижном элементе 4. Такими средствами могут быть пористые элементы, выполненные как часть газонепроницаемого корпуса 1, например, в виде решетки на впускном отверстии, либо как размещаемые в виде отдельных фильтрующих газопроницаемых элементов 3 прокладки или насадки, отделяющие полость размещения частиц сорбента от верхней части капсулы с уплотненными каналами, либо путем создания вокруг отверстий входа и выхода газа из полости сорбента щелей с размерами зазора меньше минимального размера частицы сорбента. It is advisable in the cavity of the gas-tight housing 1 to provide means to prevent particles of the sorbent 5 from entering the gas passage channels made in the spring-loaded movable element 4. Such means may be porous elements made as part of the gas-tight housing 1, for example, in the form of a grill at the inlet, or as gaskets or nozzles placed in the form of separate filtering gas-permeable elements 3, separating the cavity for the placement of sorbent particles from the upper part of the capsule with a sealed channel or by creating gaps around the gas inlet and outlet openings from the sorbent cavity with gaps smaller than the minimum particle size of the sorbent.

В частности, нажимной клапан может быть отделен от сорбента соединенной с газонепроницаемым корпусом перфорированной стенкой с каналами, сечение которых меньше минимального размера частиц сорбента, как это показано на фиг. 1. In particular, the pressure valve can be separated from the sorbent by a perforated wall connected to the gas-tight housing with channels whose cross section is smaller than the minimum particle size of the sorbent, as shown in FIG. 1.

Подпружиненный подвижный элемент 4 (фиг. 2) может быть выполнен в виде штока, выполненного с впускным уплотненным каналом, соединяемым общей полостью внутри штока 4 с выпускным каналом и снабженным впускным клапаном, выполненным, например, в виде эластичного кольца 9, установленного на выпускном отверстии 8 впускного уплотненного канала, размещаемом в полости сорбента (не показан). The spring-loaded movable element 4 (Fig. 2) can be made in the form of a rod made with an inlet sealed channel connected by a common cavity inside the rod 4 with an outlet channel and provided with an inlet valve made, for example, in the form of an elastic ring 9 mounted on the outlet 8 inlet sealed channel, placed in the cavity of the sorbent (not shown).

Подпружиненный подвижный элемент 4 (фиг. 3) может быть выполнен также в виде втулки. The spring-loaded movable element 4 (Fig. 3) can also be made in the form of a sleeve.

Предотвращение выхода газа в режиме хранения достигается как наличием уплотнения впускного канала 8, выполненного в данном варианте (фиг. 2 и 3) в виде эластичного кольца 9 с возможностью при заправке сорбента 5 обеспечить поступление газа внутрь газонепроницаемого корпуса 1, под действием более высокого, чем внутри капсулы давления газа, так и герметизацией впускного отверстия 7 выпускного уплотненного канала внутри герметизирующей шайбы 6. Уплотнение впускного уплотненного канала может быть выполнено также и в виде впускного клапана (например, в виде подпружиненного клапана) или эластичного лепестка. Впускной клапан может также служить и дополнительным к эластичному элементу уплотнением выпускного отверстия 8. Prevention of gas outlet in the storage mode is achieved as the presence of a seal of the inlet channel 8, made in this embodiment (Fig. 2 and 3) in the form of an elastic ring 9 with the ability to ensure the flow of sorbent 5 into the gas supply inside the gas-tight housing 1, under the action of a higher inside the gas pressure capsule and by sealing the inlet 7 of the outlet sealed channel inside the sealing washer 6. The seal of the inlet sealed channel can also be in the form of an inlet valve (e.g. Emer, in the form of a spring-loaded valve) or an elastic lobe. The inlet valve can also serve as additional to the elastic element seal outlet 8.

Для фиксации поверхностей при соединении газонепроницаемого корпуса капсулы 1 устройствами заправки или приема газа целесообразно часть боковой поверхности газонепроницаемого корпуса капсулы 1 выполнить в виде резьбового, как показано на фиг. 2, профиля 10. To fix the surfaces when connecting the gas-tight housing of the capsule 1 with gas refueling or receiving devices, it is advisable to make a part of the lateral surface of the gas-tight housing of the capsule 1 in the form of a screw, as shown in FIG. 2, profile 10.

Подпружиненный подвижный элемент 4 (фиг. 3) может быть выполнен в виде втулки, на внутренней поверхности которой выполнено впускное отверстие 7 проходящего внутри стенки втулки выпускного уплотненного канала, герметизируемое внутри герметизирующей шайбы 6, установленной на расположенном внутри втулки 4 неподвижном выступе, выполненном за одно целое с корпусом 1 на его наружной поверхности. При этом впускной уплотненный канал может быть выполнен внутри этого выступа, как показано на фиг. 3, выходящим внутрь корпуса 1 через его внутренний выступ, снабженный впускным клапаном, установленным на выходном отверстии впускного канала 8 и выполненным в данном варианте в виде эластичного кольца 9 с возможностью при заправке сорбента 5 обеспечить поступление газа внутрь корпуса 1 при заданном заправочном перепаде давления между окружающей капсулу средой и внутренней полостью капсулы. The spring-loaded movable element 4 (Fig. 3) can be made in the form of a sleeve, on the inner surface of which there is an inlet 7 of an outlet sealed passage passing inside the wall of the sleeve, sealed inside a sealing washer 6 mounted on a stationary protrusion located inside the sleeve 4, made in one the whole with the housing 1 on its outer surface. In this case, the inlet seal channel can be made inside this protrusion, as shown in FIG. 3, which extends into the housing 1 through its internal protrusion, equipped with an inlet valve mounted on the outlet of the inlet channel 8 and made in this embodiment in the form of an elastic ring 9 with the ability to ensure the flow of gas into the housing 1 when refueling the sorbent at a given pressure differential between the environment surrounding the capsule and the internal cavity of the capsule.

Выходное отверстие выпускного канала выполнено на наружной поверхности втулки 4 и снабжено дополнительным клапаном, установленным на выходном отверстии выпускного канала и выполненным в данном варианте в виде эластичного кольца 11 с возможностью обеспечить поступление газа из капсулы только при заданном механическом усилии на торец втулки 4 и при рабочем перепаде давления между окружающей капсулу средой и внутренней полостью капсулы. The outlet opening of the outlet channel is made on the outer surface of the sleeve 4 and is equipped with an additional valve mounted on the outlet of the outlet channel and made in this embodiment in the form of an elastic ring 11 with the ability to ensure the flow of gas from the capsule only at a given mechanical force on the end face of the sleeve 4 and during working differential pressure between the environment surrounding the capsule and the internal cavity of the capsule.

Дополнительный клапан 11 предотвращает проникновение в капсулу компонентов окружающей среды, имеющей более высокое, чем внутри капсулы, давление, при открытии нажимного клапана с подпружиненным подвижным элементом 4. Целесообразность установки этого дополнительного клапана 11 может быть вызвана при помещении капсулы в среду или соединении капсулы с приемниками газа, имеющими неизвестную величину давления, что может вызвать попадание внутрь капсулы среды высокого давления, превышающего заданный допустимый уровень внутреннего давления капсулы, и последующее разрушение капсулы при ее возвращении в среду более низкого давления. The additional valve 11 prevents the entry into the capsule of environmental components having a higher pressure than the inside of the capsule when opening the pressure valve with a spring-loaded movable element 4. The expediency of installing this additional valve 11 can be caused by placing the capsule in the medium or connecting the capsule to the receivers gas having an unknown pressure value, which can cause a high-pressure medium to enter inside the capsule that exceeds a predetermined allowable level of internal pressure capsules, and subsequent destruction of the capsule when it returns to a lower pressure environment.

С этой же целью целесообразно заданный рабочий перепад давления, то есть, например, в данном варианте толщину и/или упругость эластичного кольца 11, выбирать более низким, чем заправочный перепад давления, то есть, например, в данном варианте толщину и/или упругость эластичного кольца 9. For the same purpose, it is advisable to set the working pressure drop, that is, for example, in this embodiment, the thickness and / or elasticity of the elastic ring 11, to choose lower than the filling pressure drop, that is, for example, in this embodiment, the thickness and / or elasticity of the elastic rings 9.

На фиг. 3 показан также фрагмент корпуса 12 устройства заправки, выполненный в этом варианте в виде мембраны, с возможностью передачи механического усилия, прикладываемого извне корпуса 12, к торцевой поверхности втулки 4, размещаемой и герметично уплотненной по боковой поверхности внутри выступающего из корпуса 1 капсулы стакана, на дне которого, имеющем проходы газа внутрь полости сорбента 5 (на фиг. 3 не показан), установлена пружина 2, показанная на фиг. 3 в разжатом состоянии. In FIG. 3 also shows a fragment of the housing 12 of the refueling device, made in this embodiment in the form of a membrane, with the possibility of transferring the mechanical force exerted from the outside of the housing 12 to the end surface of the sleeve 4, placed and hermetically sealed along the side surface inside the glass capsule protruding from the housing 1, onto the bottom of which, having gas passages inside the cavity of the sorbent 5 (not shown in FIG. 3), a spring 2 is installed, shown in FIG. 3 in the expanded state.

Наружная боковая поверхность стакана может быть снабжена кольцевой канавкой переменной глубины, в варианте, показанном на фиг. 3, - увеличивающейся к верхнему краю стакана, в которой может быть размещен ответный фиксирующий выступ корпуса 12 устройства заправки, герметизированный при соединении с капсулой по поверхности стакана корпуса 1 капсулы с помощью уплотнения 13. The outer side surface of the glass may be provided with an annular groove of variable depth, in the embodiment shown in FIG. 3, increasing towards the upper edge of the glass, in which the reciprocal locking protrusion of the refueling device housing 12 can be placed, sealed when connected to the capsule on the surface of the glass of the capsule housing 1 by means of a seal 13.

Устройство заправки газонаполняемых изделий, как показано на фиг. 1, включает капсулу 1 с нажимным клапаном, снабженным подпружиненным подвижным элементом 4, корпус 12, снабженный уплотнением 13, обеспечивающим герметичность соединения корпуса 12 с капсулой 1, и раздаточным патрубком 16, герметично соединяемым с приемным патрубком 17 газонаполняемого изделия. A device for filling gas-filled products, as shown in FIG. 1 includes a capsule 1 with a pressure valve provided with a spring-loaded movable element 4, a housing 12 provided with a seal 13, which ensures tight connection of the housing 12 with the capsule 1, and a dispensing pipe 16, hermetically connected to the receiving pipe 17 of the gas-filled product.

Пропуск газа из капсулы 1 в устройство заправки 12 достигается нажатием на подпружиненный подвижный элемент 4 поверхностью посадочного гнезда корпуса 12 устройства заправки, находящейся внутри герметичного объема, соединяющего капсулу 1 и устройство 12, как показано на фиг. 1, или непосредственно на шток подпружиненного подвижного элемента 4, размещаемый вне этого герметичного объема, при выполнении капсулы по варианту, показанному на фиг. 2. В этом варианте часть штока подпружиненного подвижного элемента 4 размещается в отверстии на стенке капсулы 1, снабженном герметизирующим уплотнением, выполненным с возможностью перемещения штока подпружиненного подвижного элемента 4 внутри него. Соединение капсулы 1 и устройства 12 в этом варианте выполняется посредством патрубка капсулы 1, снабженного резьбовым фиксирующем профилем. The gas passage from the capsule 1 to the refueling device 12 is achieved by pressing the spring-loaded movable element 4 by the surface of the seat socket of the housing 12 of the refueling device located inside the sealed volume connecting the capsule 1 and the device 12, as shown in FIG. 1, or directly onto the rod of a spring-loaded movable element 4, placed outside this sealed volume, when executing the capsule according to the embodiment shown in FIG. 2. In this embodiment, a part of the rod of the spring-loaded movable element 4 is placed in an opening on the wall of the capsule 1 provided with a sealing seal configured to move the rod of the spring-loaded movable element 4 inside it. The connection of the capsule 1 and the device 12 in this embodiment is carried out by means of a nozzle of the capsule 1 provided with a threaded fixing profile.

Для предотвращения потери газа из приемного патрубка 17 газонаполняемого изделия при его соединении с раздаточным патрубком 16 корпуса 12 устройства заправки между раздаточным патрубком и капсулой целесообразно установить обратный клапан 15, предотвращающий кроме того попадание в полость сорбента компонентов среды газонаполняемого изделия, вызывающих вытеснение поглощенного в сорбенте 5 газа, которое может носить нежелательный, например, взрывной характер. Обратный клапан 15 выполнен в данном варианте в виде эластичного кольца 11 с возможностью обеспечить поступление газа от капсулы через канал подачи 14 к раздаточному патрубку 16. To prevent gas loss from the receiving pipe 17 of the gas-filled product when it is connected to the dispensing pipe 16 of the housing 12 of the filling device, it is advisable to install a check valve 15 between the dispensing pipe and the capsule, which also prevents the gas-filled product medium from entering the sorbent cavity, causing the absorption of the absorbed material in the sorbent 5 gas, which may be undesirable, for example, explosive. The check valve 15 is made in this embodiment in the form of an elastic ring 11 with the ability to ensure the flow of gas from the capsule through the feed channel 14 to the dispensing pipe 16.

Для контроля уровня давления в устройстве заправки, позволяющего определять по заданным характеристикам уровень десорбции сорбента 5 и степень его использования, целесообразно между обратным клапаном 15 и раздаточным патрубком 16 подсоединить к корпусу 12 устройства заправки манометр. To control the pressure level in the refueling device, which allows to determine the desorption level of sorbent 5 and the degree of its use according to the specified characteristics, it is advisable to connect a pressure gauge to the housing 12 of the refueling device between the check valve 15 and the dispensing pipe 16.

Кроме того, возможно повторное использование капсулы с различными газами, обладающими не меньшей, чем газ, которым ранее была заполнена капсула, теплотой сорбции в сорбенте, так как в этом случае новый газ вытеснит из сорбента 5 ранее используемый. При использовании того же самого газа возможно с высоким качеством производить повторную заправку и/или дозаправку капсул. In addition, it is possible to reuse the capsule with various gases having no less than the gas with which the capsule was previously filled, with the heat of sorption in the sorbent, since in this case the new gas will displace the previously used from sorbent 5. When using the same gas, it is possible to refill and / or refill the capsules with high quality.

Работает капсула следующим образом. The capsule works as follows.

В режиме хранения, например, на складе внутреннее избыточное давление внутри капсулы не вызывает открытия дополнительного клапана 11, поскольку отсутствует перемещение подпружиненного подвижного элемента, который при разжатой пружине обеспечивает герметизацию впускного отверстия выпускного уплотненного канала. In the storage mode, for example, in the warehouse, the internal overpressure inside the capsule does not cause the additional valve 11 to open, since there is no movement of the spring-loaded movable element, which, when the spring is open, provides sealing of the inlet of the outlet seal channel.

При соединении капсулы 1 с устройством 12 заправки газонаполняемых изделий или при непосредственной подаче газа из капсулы в газонаполняемое изделие, в котором должно создаваться избыточное давление, проход газа из капсулы освобождается механическим путем нажатия на рабочий элемент клапана - подпружиненный подвижный элемент 4. Элемент 4 перемещается, сжимая пружину 2 и перемещая расположенное на его поверхности впускное отверстие выпускного уплотненного канала 7, которое при этом освобождается от герметичного уплотнения герметизирующей шайбой, сообщая тем самым полость сорбента 5 с окружающей капсулу средой через выпускной канал. Газ выходит при этом из капсулы до тех пор, пока не прекратится нажимное усилие на подпружиненный подвижный элемент 4 либо пока давление снаружи капсулы не вырастет до величины, отличающейся от значения давления в полости сорбента 5 на заданное значение, после чего за счет собственной упругости эластичный элемент уплотнения 11 (фиг. 3) вернется в исходное положение, и перекроет проход газа из полости сорбента 5 через выходное отверстие канала. When connecting the capsule 1 to the device 12 for refueling gas-filled products or when directly supplying gas from the capsule to the gas-filled product, in which overpressure is to be created, the gas passage from the capsule is mechanically released by pressing the valve working element - a spring-loaded movable element 4. Element 4 moves, compressing the spring 2 and moving the inlet opening of the outlet sealed channel 7 located on its surface, which is thereby freed from the hermetic seal washer, thereby informing the cavity 5 with the sorbent medium surrounding the capsule through the outlet port. In this case, the gas exits the capsule until the pressure exerted on the spring-loaded movable element 4 ceases or until the pressure outside the capsule rises to a value different from the pressure in the sorbent cavity 5 by a predetermined value, after which, due to intrinsic elasticity, the elastic element seal 11 (Fig. 3) will return to its original position, and will block the passage of gas from the cavity of the sorbent 5 through the outlet of the channel.

Последний вариант может быть реализован, например, при использовании капсулы в качестве источника газа для надувания автопокрышек или других газонаполняемых изделий. The latter option can be implemented, for example, when using a capsule as a gas source for inflation of tires or other gas-filled products.

За счет выполнения выходного отверстия впускного канала 8, который снабжен эластичным элементом уплотнения, обеспечивают возможность сообщения полости сорбента 5 с окружающей средой под действием перепада давления заданной величины, который вызывает срабатывание впускного клапана, например, путем перемещения элемента 9 в варианте использования эластичного кольца 9 в качестве рабочего элемента впускного клапана, и освобождение выходного отверстия впускного канала 8. При заправке капсулы пока не прекратится заданное нажимное усилие на подпружиненный подвижный элемент 4 такой режим создают за счет помещения капсулы в газовую среду, давление в которой превышает рабочее давление хранения газа в капсуле на заданную величину. Давление газовой среды может повышаться до заданного значения постепенно, чтобы не вызвать недопустимых деформаций элементов конструкции капсулы. При выходе на заданное значение давления при выполнении впускного клапана в виде эластичного элемента прогиб эластичного элемента уплотнения 9 внутрь капсулы обеспечит доступ газа внутрь полости сорбента 5 за счет описанного выше механизма. При выравнивании давления в газовой среде и полости сорбента 5 впускной клапан вернется в исходное положение, и впускной канал 8 герметизируется. Поскольку сорбент 5 насыщается газом медленнее, чем газ поступает внутрь капсулы, произойдет падение давления в полости сорбента, что вызовет повторную разгерметизацию впускного канала 7 по описанному выше механизму и поступление новой порции газа внутрь капсулы. Процесс будет повторяться до насыщения сорбента газом на заданном значении, определяемом в первую очередь поглощающей способностью сорбента по отношению к газу заданного давления либо до прекращения нажимного усилия на подпружиненный подвижный элемент 4. By performing the outlet opening of the inlet channel 8, which is equipped with an elastic sealing element, it is possible to communicate the sorbent cavity 5 with the environment under the action of a pressure drop of a predetermined value, which causes the inlet valve to operate, for example, by moving the element 9 in the embodiment of using the elastic ring 9 in as the working element of the inlet valve, and the release of the outlet opening of the inlet channel 8. When refueling the capsule, the predetermined pressing force on odpruzhinenny movable member 4 such a mode is provided by a space in the capsule atmosphere gas pressure which exceeds the working gas pressure in the capsule storing a predetermined amount. The pressure of the gaseous medium may increase to a predetermined value gradually, so as not to cause unacceptable deformations of the structural elements of the capsule. When reaching the set pressure value when the intake valve is made in the form of an elastic element, the deflection of the elastic sealing element 9 inside the capsule will provide gas access into the cavity of the sorbent 5 due to the mechanism described above. When equalizing the pressure in the gas medium and the cavity of the sorbent 5, the inlet valve will return to its original position, and the inlet channel 8 is sealed. Since the sorbent 5 is saturated with gas more slowly than the gas enters the capsule, a pressure drop will occur in the cavity of the sorbent, which will cause re-depressurization of the inlet channel 7 according to the above mechanism and the arrival of a new portion of gas inside the capsule. The process will be repeated until the sorbent is saturated with gas at a predetermined value, determined primarily by the absorbent capacity of the sorbent with respect to the gas of a given pressure or until the stopping pressure on the spring-loaded movable element 4.

Такой процесс заправки целесообразно проводить при одновременном помещении большого количества капсул внутрь барокамеры, где создают газовую среду заданного давления. It is advisable to carry out such a refueling process while simultaneously placing a large number of capsules inside the pressure chamber, where a gas medium of a given pressure is created.

Рассмотрим значение этого фактора при использовании капсулы как источника газа в устройстве 12 заправки газонаполняемых изделий для создания нужного давления газа выше 0,2 МПа для заполнения изделия объемом 25 л. В этом примере требуемое количество газа, десорбируемое из капсулы внутрь распыляющего контейнера, должно быть не менее 50 л или около 100 г при использовании в качестве газа CO₂. При этом, если в качестве сорбента 5 используют активированный уголь типа СКТ, а начальное давление в корпусе 1 капсулы создают 0,75 МПа при 22^oC, то требуемое количество сорбента 5 должно быть не менее 450 г, что потребует при плотности заполнения сорбентом 5 капсулы 0,6 г/мл использовать капсулу с внутренним объемом не менее 0,75 л.Consider the value of this factor when using the capsule as a gas source in the device 12 refueling gas-filled products to create the desired gas pressure above 0.2 MPa to fill the product with a volume of 25 l. In this example, the required amount of gas stripped from the capsule inside the spray container should be at least 50 L or about 100 g when using CO ₂ as the gas. Moreover, if activated carbon of the SKT type is used as sorbent 5, and the initial pressure in the capsule body 1 is 0.75 MPa at 22 ^° C, then the required amount of sorbent 5 must be at least 450 g, which will require at a density of filling with sorbent 5 capsules 0.6 g / ml use a capsule with an internal volume of at least 0.75 L.

В качестве газа наиболее целесообразно использовать CO₂, CH₄, Ar, N₂, O₂, N₂O, а в качестве сорбента 5 - активированный уголь, цеолит, силикагель или их смеси. Подбор различных типов сорбентов (например, активированный уголь + цеолит) позволяет оптимизировать рабочие условия заправки, хранения и использования капсулы.It is most expedient to use CO ₂ , CH ₄ , Ar, N ₂ , O ₂ , N ₂ O as the gas, and activated carbon, zeolite, silica gel, or mixtures thereof as the sorbent 5. Selection of various types of sorbents (for example, activated carbon + zeolite) allows you to optimize the working conditions of filling, storage and use of the capsule.

Изобретение может быть использовано в медицине, в пожарной технике для создания давления в огнетушащих устройствах, как источник газа для бытовых газонаполняемых изделий, аппаратов сатурации жидкостей, при возведении надувных сооружений, оперативной подкачке автопокрышек, для снижения весовых характеристик и повышения безопасности емкостей хранения горючих газов, используемых в качестве топлива, и т.д. The invention can be used in medicine, in fire fighting equipment to create pressure in fire extinguishing devices, as a gas source for household gas-filled products, liquid saturation apparatuses, in the construction of inflatable structures, the rapid pumping of tire covers, to reduce weight characteristics and increase the safety of combustible gas storage tanks, used as fuel, etc.

Claims

1. Capsule for storing gas, containing a gas-tight housing, inside which there are particles of a sorbent saturated with gas, provided with an inlet and outlet sealed channels, characterized in that the seal of the outlet sealed channel is made in the form of a pressure valve mounted on the housing, containing a sealing valve installed on the gas-tight housing a washer, a spring-loaded movable element made in the form of a sleeve or a rod and installed with the possibility of movement along the axis of the sealing washer, etc. This inlet exhaust densified channel adapted to seal the sealing washer only when the spring is relaxed.

2. The capsule according to claim 1, characterized in that the inlet seal is made in the form of an inlet valve with the possibility of releasing the gas passage inside the capsule under the action of a given filling pressure difference between the medium surrounding the capsule and the internal cavity of the capsule.

3. The capsule according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet sealed channel is equipped with an additional valve configured to release the gas passage from the capsule under the action of a given working differential pressure.

4. The capsule according to claim 3, characterized in that the filling pressure drop exceeds the working one.

5. A capsule according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure valve is separated from the sorbent by a part of the gas-tight housing in the form of a porous element.

6. The capsule according to claim 5, characterized in that the inlet sealed channel is made inside the spring-loaded movable element, while the inlet of the inlet channel is located outside the sealing washer with the spring open, and the outlet of the inlet channel is located inside the sorbent cavity and provided with an elastic sealing element, made with the possibility of the passage of gas only inside the capsule.

7. Capsule according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the inlet and outlet sealed channels are connected by a common cavity.

8. A capsule according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a filter element is installed between the sorbent particles and the inlet and / or outlet channel.

9. The capsule according to any one of claims 1 to 8, characterized in that at least part of the side surface of the capsule is made in the form of a threaded and / or bayonet profile and / or provided with a groove with a variable depth, decreasing or increasing towards the nearest end of the capsule .

10. A device for refueling gas-filled products, comprising a housing, a capsule containing a sorbent saturated with gas, connected to the housing through an exhaust sealed channel made in the capsule, a dispensing pipe mounted on the housing with the possibility of its tight connection with the receiving pipe of the gas-filled product, characterized in that the outlet sealed channel is equipped with a pressure valve with a spring-loaded movable element in the form of a sleeve or rod, made with the possibility of tight connection of the capsule and the housing and passing the gas out of the capsule in the device body by pressing the spring-loaded movable member.

11. The device according to claim 10, characterized in that the housing part is made in the form of a membrane with the possibility of transmitting the pressure exerted on the membrane from the outside of the housing to the spring-loaded movable element.

12. The device according to claim 10, characterized in that a hole is made in the capsule wall with the possibility of moving the spring-loaded movable element in it for a predetermined stroke, sufficient to open the pressure valve, the hole being provided with a sealing seal, the outlet of the outlet channel is located inside the capsule body, and the protruding part of the spring element protruding from the capsule body has a length no less than a predetermined stroke value.

13. The device according to any one of paragraphs.10 to 12, characterized in that between the outlet channel and the dispensing pipe there is a check valve that allows gas to pass only in the direction of the dispensing pipe.

14. The device according to item 13, wherein a pressure gauge is connected to the housing between the check valve and the dispensing pipe.

15. The device according to item 13 or 14, characterized in that the housing has a seat socket with the ability to move the spring-loaded movable element in a predetermined stroke, sufficient to open the pressure valve, and the connection surface of the capsule and the housing is equipped with elastic sealing elements, the deformation of which at the tight connection of the capsule and the body does not exceed a given stroke.