Газонаполнительная станция со ступенчатой заправкой емкостей сжатым природным газом

 

Газонаполнительная станция со ступенчатой заправкой емкостей сжатым природным газом (СПГ) относится к топливозаправочной области и может быть использована для заправки транспортных средств. Станция включает в себя компрессорную установку, соединенные с ней и заправляемой емкостью аккумуляторные блоки разного объема, устройство для управления последовательностью заправки, соединенное с аккумуляторными блоками, и трубопроводы, которые снабжены запорной арматурой. При этом на станции установлено два аккумуляторных блока, которые заправлены до одинакового максимального давления заправки, и на трубопроводе, соединяющем аккумуляторные блоки с заправляемой емкостью, установлено сужающее устройство. Устройство для управления заправкой выполнено в виде электронного блока и соединенных с ним электроприводных запорных органов, преобразователя разности давления, установленного на сужающем устройстве, датчика давления, которым снабжен аккумуляторный блок меньшего объема, и системы управления приводом компрессорной установки. При этом электроприводные запорные органы размещены на трубопроводах, установленных соответственно для соединения аккумуляторного блока меньшего объема и компрессорной установки с сужающим устройством, а также компрессорной установки с аккумуляторным блоком большего объема. Это позволяет обеспечить упрощение технологической схемы заправки, более полное использование энергии аккумуляторов, использование компрессорной установки в качестве последней ступени заправки, а также исключить возможность образования кристаллогидратов в устройстве для управления заправкой при работе на СПГ с большим содержанием тяжелых углеводородов. 1 ил.

Изобретение относится к топливозаправочной области и может быть использовано для заправки транспортных средств сжатым природным газом (СПГ).

Известна газонаполнительная станция со ступенчатой заправкой емкостей [1], которая включает компрессорную установку, соединенные с ней и заправляемой емкостью аккумуляторные блоки разного объема и устройство для управления последовательностью заправки, соединенное с аккумуляторными блоками и заправляемой емкостью, а также трубопроводы, снабженные запорной арматурой.

Недостатками описанной газонаполнительной станции со ступенчатой заправкой емкостей являются: - наличие большого количества клапанов в устройстве для управления последовательностью заправки, что обусловливает сложность технологической схемы заправки из-за использования большого количества трубопроводов и сложных в изготовлении и настройке пневматических клапанов, которые также имеют низкую надежность при работе на природном газе с большим содержанием тяжелых углеводородов вследствие образования кристаллогидратов в пневмосистеме самих клапанов; - неполное использование энергии аккумуляторов, т.к. переключение блоков осуществляется по достижению в ветви заправки определенного давления; - осуществление всех трех ступеней заправки от аккумуляторных блоков, что обусловливает ухудшение энергетических характеристик станции и увеличение времени заправки последующего автомобиля вследствие необходимости одновременной заправки емкости заправляемого автомобиля и емкости соответствующего аккумуляторного блока от компрессорной установки.

В основу изобретения поставлена задача создать газонаполнительную станцию со ступенчатой заправкой емкостей сжатым природным газом, в которой путем усовершенствования устройства для управления последовательностью заправки с использованием эффекта перепада давления и электронного устройства обеспечить упрощение технологической схемы заправки, более полное использование энергии аккумуляторов, использование компрессорной установки в качестве последней ступени заправки, а также исключить возможность образования кристаллогидратов в устройстве для управления заправкой при работе на СПГ с большим содержанием тяжелых углеводородов.

Решение поставленной задачи заключается в том, что заявляемая газонаполнительная станция, как и известная, включает компрессорную установку, соединенные с ней и заправляемой емкостью аккумуляторные блоки разного объема и устройство для управления последовательностью заправки, соединенное с аккумуляторными блоками, а также трубопроводы с запорной арматурой. Однако, в отличие от известной, в заявляемой станции установлены два аккумуляторных блока, заправленные до одинакового максимального давления, и на трубопроводе, посредством которого аккумуляторные блоки соединены с заправляемой емкостью, установлено сужающее устройство, при этом устройство для управления заправкой выполнено в виде электронного блока и соединенных с ним электроприводных запорных органов, преобразователя разности давления, установленного на сужающем устройстве, датчика давления, которым снабжен аккумуляторный блок меньшего объема, и системы управления приводом компрессорной установки, причем электроприводные запорные органы размещены на трубопроводах, установленных соответственно для соединения блока меньшего объема и компрессорной установки с сужающим устройством, а также компрессорной установки с аккумуляторным блоком большего объема.

Установка двух аккумуляторных блоков, заправленных до одинакового максимального давления, предоставила возможность применения сужающего устройства для использования эффекта перепада давления, что позволяет более полно использовать энергию аккумуляторных блоков, так как переключение производится не по достижению определенного давления, а при уменьшении расхода газа, измеряемого преобразователем разности давления, которым снабжено сужающее устройство. Выполнение устройства для управления заправкой в виде электронного блока, соединенного с электроприводными запорными органами, преобразователем разности давления на сужающем устройстве, датчиком давления на аккумуляторном блоке меньшего объема позволило упростить технологическую схему заправки. Использование электроприводных запорных органов обеспечивает надежную работу на СПГ с большим содержанием тяжелых углеводородов, т. к. они (электроприводные запорные органы) имеют достаточно большие проходные сечения. Соединение электронного блока с системой управления приводом компрессорной установки позволяет использовать ее в качестве последней ступени для дозаправки (заправки), когда для этого недостаточно двух аккумуляторных блоков. Это обусловливает улучшение энергетических характеристик станции.

Таким образом, отличительные признаки заявляемой газонаполнительной станции в совокупности с известными обеспечивают решение поставленной задачи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема заявляемой газонаполнительной станции со ступенчатой заправкой емкостей СПГ.

Заявляемая газонаполнительная станция включает компрессорную установку 1, соединенные с ней и заправляемой емкостью (не показана) аккумуляторные блоки 2 и 3 соответственно большего и меньшего объема, и устройство для управления последовательностью заправки, соединенное с блоками 2 и 3. При этом оба аккумуляторных блока 2 и 3 заправлены до одинакового максимального давления.

На трубопроводе 5, посредством которого аккумуляторные блоки 2 и 3 соединены с заправляемой емкостью, установлено сужающее устройство 6 с преобразователем разности давления 7. При этом устройство для управления заправкой выполнено в виде электронного блока 8 и соединенных с ним электроприводных запорных органов соответственно 9 и 10, преобразователя разности давления 7, датчика давления 11, которым снабжен аккумуляторный блок 3 меньшего объема, и системы управления приводом компрессорной установки 1. Последняя соединена с сужающим устройством 6 посредством трубопроводов 5, 16, 15, 18 и 17. Блок аккумуляторный 2 соединен с компрессорной установкой 1 посредством трубопроводов 17, 19 и 12, а с сужающим устройством 6 - 12, 13 и 5. Блок 3 соединен с сужающим устройством 6 посредством трубопроводов 14, 15, 16 и 5, а с компрессорной установкой 1 - 14, 18 и 17. Электроприводные запорные органы 9 и 10 установлены соответственно на трубопроводах 15 и 19. Трубопроводы 18, 13, 16 и 19 снабжены обратными клапанами соответственно 20, 21, 22 и 23.

Работает заявляемая газонаполнительная станция со ступенчатой заправкой емкостей сжатым природным газом следующим образом. В исходном состоянии аккумуляторные блоки 2 и 3 заправлены до одинакового максимального давления. Электроприводные запорные органы 9 и 10 закрыты. При заправке в заправляемую емкость СПГ поступает сначала из аккумуляторного блока 2 через обратный клапан 21 и сужающее устройство 6 по трубопроводам 12, 13 и 5. Затем по мере опустошения блока 2 при снижении перепада давления на сужающем устройстве до определенной величины посредством сигналов датчика 7 срабатывает электронный блок 8, открывая электроприводной запорный орган 9. Начинается заправка из аккумуляторного блока 3. При этом давление в нем падает по мере заправки до определенного значения, при котором посредством датчика давления 11 срабатывает электронный блок 8, в результате чего включается компрессорная установка 1. В этом случае, если количества СПГ в аккумуляторных блоках 2 и 3 хватило для полной заправки автомобиля, происходит наполнение СПГ аккумуляторного блока 3 до необходимого давления. При достижении величины этого давления посредством датчика 11 срабатывает электронный блок 8, открывая электроприводной запорный орган 10 и закрывая 9. Происходит заполнение аккумуляторного блока 2 до установления определенного перепада давления на сужающем устройстве 6.

Если же при заправке емкости транспортного средства количества газа в аккумуляторных блоках 2 и 3 не хватило для полной заправки, тогда посредством датчика 11 электронный блок 8 включает привод компрессорной установки 1, идет дозаправка посредством электроприводного запорного органа 9 по трубопроводам 17, 18, 15, 16, обратным клапанам 20, 22, сужающему устройству 6 и трубопроводу 5.

При этом аккумуляторный блок 2 постоянно открыт для заправки, что способствует наиболее полному использованию СПГ, находящегося в этом блоке.

Когда дозаправка (заправка) от компрессорной установки 1 через сужающее устройство 6 закончилась, устанавливается соответствующий заданный перепад давления, при котором срабатывает электронный блок 8, закрывая электроприводной запорный орган 9. Далее идет заправка аккумуляторного блока 3 до заданного максимального давления заправки. При достижении этого давления срабатывает электронный блок 8 посредством датчика давления 11, открывая запорный орган 10. Начинается заправка аккумуляторного блока 2 до достижения определенного заданного перепада давления на сужающем устройстве 6. Посредством датчика перепада давления 7 срабатывает электронный блок 8, закрывая электроприводной запорный орган 10 и прекращая работу компрессорной установки 1. Станция готова к заправке емкостей сжатым природным газом от аккумуляторов.

Источники информации 1. Патент США 4646940, МКИ В 67 В 7/00, В 67 D 5/08, опубл. 03.03.1987.

Формула изобретения

Газонаполнительная станция со ступенчатой заправкой емкостей сжатым природным газом (СПГ), включающая компрессорную установку, соединенные с ней и заправляемой емкостью аккумуляторные блоки разного объема, устройство для управления последовательностью заправки, соединенное с аккумуляторными блоками, и трубопроводы, снабженные запорной арматурой, отличающаяся тем, что установлено два аккумуляторных блока, заправленных до одинакового максимального давления, и на трубопроводе, посредством которого аккумуляторные блоки соединены с заправляемой емкостью, установлено сужающее устройство, при этом устройство для управления заправкой выполнено в виде электронного блока и соединенных с ним электроприводных запорных органов, преобразователя разности давления, установленного на сужающем устройстве, датчика давления, которым снабжен аккумуляторный блок меньшего объема, и системы управления приводом компрессорной установки, причем электроприводные запорные органы размещены на трубопроводах, установленных соответственно для соединения аккумуляторного блока меньшего объема и компрессорной установки с сужающим устройством, а также компрессорной установки с аккумуляторным блоком большего объема.

РИСУНКИ

Рисунок 1