Выносное заправочное устройство газобаллонного оборудования автомобиля
Изобретение относится к газобаллонному оборудованию, преимущественно, для автотранспортной техники, использующей в качестве моторного топлива сжиженный газ, более конкретно, к конструкции выносного заправочного устройства (ВЗУ) газобаллонного оборудования (ГБО) автомобиля. Выносное заправочное устройство газобаллонного оборудования автомобиля содержит корпус переходника с каналом для транспортировки сжиженного газа от входного наконечника тарельчатой формы, для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом газозаправочной станции, к выходному наконечнику для соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования автомобиля, согласно изобретению, канал для транспортировки сжиженного газа в средней части корпуса переходника снабжен участком увеличенного сечения, в котором размещен измерительный узел, выполненный с использованием вращающихся лопаток с тангенциальным или аксиальным впуском сжиженного газа и снабженный, по крайней мере, одной вставкой из ферромагнитного или магнитного материала, взаимодействующей через немагнитную стенку в корпусе переходника с датчиком числа оборотов измерительного узла, причем выход датчика соединен через механическую передачу или электрическую цепь с входом блока регистрации расхода сжиженного газа, включающего индикаторный прибор. Технический результат - повышение безопасности эксплуатации автомобилей за счет объективной оценки остаточного количества газа в баллоне. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к газобаллонному оборудованию, преимущественно, для автотранспортной техники, использующей в качестве моторного топлива сжиженный газ, более конкретно, к конструкции выносного заправочного устройства (ВЗУ) газобаллонного оборудования (ГБО) автомобиля.
В настоящее время существует ряд фирм, обеспечивающих поставку комплектующих и монтаж систем ГБО на автотранспортных установках различного назначения. В частности, отечественная компания «ЭКОГАЗ» разработала несколько эффективных систем газотопливной аппаратуры для автомобилей, работающих на сжиженном газе с двигателями объемом до 3-х л. Система ЭКОГАЗ обеспечивает высокий уровень безопасности при эксплуатации автомобилей с ГБО. Как и большинство современных систем, принципиальная схема соединений ЭКОГАЗ включает стандартизованное выносное заправочное устройство, служащее для заполнения газового баллона автомобиля. При этом ГБО автомобиля должно размещаться в соответствии с «Основными требованиями к монтажу автомобильной газотопливной аппаратуры (ТУ- 152-12-008-99)». В системе ЭКОГАЗ элемент ВЗУ устанавливают на заднем бампере легкового автомобиля, при этом ВЗУ не должно выступать за пределы кузова и должно препятствовать скоплению газа при заправке (см. Золотницкий В.А. Новые газотопливные системы автомобилей / - М.: «Издательский Дом Третий Рим», 2003, с. 23-25).
Выносное заправочное устройство является важной частью системы ГБО автомобиля и служит для подключения к нему заправочного пистолета от газозаправочной станции или пункта хранения сжиженного газа. Работая совместно с заправочным пистолетом, ВЗУ обеспечивает безопасную заправку баллона автомобиля сжиженным газом. Удобство подключения заправщика, отсутствие неприятного запаха в автомобиле после завершения процесса наполнения баллона и безопасность эксплуатации ВЗУ являются основными критериями при выборе поставщика, модели устройства и способа его соединения с ГБО автомобиля. Для указанных устройств, в ряде случаев, используются дополнительные заменяющие названия, соответствующие назначению ВЗУ - адаптер, адаптер-переходник или просто переходник. В случае размещения ВЗУ в области лючка бензобака, заглубленного в корпусе автомобиля, используется более длинный переходник или удлинитель. Крепление данных устройств часто осуществляется в багажнике автомобилей, на внешней части кузова, под бампером и т.п. Конструктивными элементами ВЗУ являются: корпус переходника, так называемый, адаптер в виде тарелки для подключения к нему заправочного пистолета, штуцер для соединения ВЗУ с заправочным трубопроводом ГБО автомобиля, фильтрующий элемент, резиновые уплотняющие прокладки, кронштейны и вставки для крепления или монтажа ВЗУ, а также крышки для защиты входного и выходного отверстий. Конструкция ВЗУ должна противостоять воздействию газового топлива и кислорода, для их изготовления используются высокопрочные материалы. Стоимость ВЗУ зависит от перечисленных выше особенностей конструкции, способов крепления и некоторых других параметров. Поскольку главное предназначение ВЗУ - удобная и безопасная заправка ГБО автомобиля, большинство изделий оснащаются дополнительным обратным клапаном, который не допускает утечки из баллона газового топлива и предотвращает выброс газа при отсоединении заправочного пистолета на пункте хранения сжиженного газа.
В настоящее время существует множество разновидностей автомобильных ВЗУ от различных производителей, в том числе, известных отечественных и зарубежных фирм: NOVOGAS (ОАО «Новогрудский завод газовой аппаратуры»), ТЕХНО ПРОЕКТ, Tomasetto, Lovato, SAVER, Atiker, GazBox, Autogaz, Gbomotor, Astar, предлагаемых, в частности, интернет-магазином AVTOGBO.COM. Конкретные модификации ВЗУ можно найти по интернет сайтам: techno-projekt.ru, gaz.ck.ua, gbochop.com, astar.ua, gazbox.ru, firstgaz.in.ua, gbo.logaz-auto.ru, tavil.ru, bigl.ua, prom.ua и многих других. В каталоге индийской продукции фирмы Kanaiya также представлены комплектующие для ВЗУ в виде переходников, штуцеров, элементов крепления и др. (kanaiyabrass.com).
Наиболее близким техническим решением к предложенному является выносное заправочное устройство газобаллонного оборудования автомобиля, содержащее корпус переходника с каналом для транспортировки сжиженного газа от входного наконечника тарельчатой формы, для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом газозаправочной станции, к выходному наконечнику для соединения корпуса переходника с входным патрубком газобаллонного оборудования автомобиля (см. Адаптер SAVER для ВЗУ в бензолючок с фильтром длинный, артикул: РТ-Т012 https://avtogbo.com/catalog/adapter_saver_dlya_vzu_v_benzolyuchok_s_filtrom_dlinnyy. - прототип).
Особенностью известного ВЗУ является дополнительная защита ГБО автомобиля с момента его заправки. Адаптер SAVER для ВЗУ снабжен фильтром, который защищает арматуру ГБО автомобиля, способствуя продлению его срока службы. Конструкция известного ВЗУ длиной 95 мм включает корпус переходника с входным наконечником тарельчатой формы для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом от газозаправочной станции и выходным наконечником в виде резьбового штуцера для соединения корпуса переходника с входным патрубком ГБО автомобиля. Конструкция известного устройства включает средства уплотнения и крепления, крышки в виде заглушек, в ряде случаев, обратный клапан и другие элементы. Комплектация известного ВЗУ может меняться, в зависимости от производителя и стоимости изделия, при этом утечки газа при заправке недопустимы. Известное устройство изготовлено из латуни и алюминия, сменный фильтр - патрон из спеченной бронзы с размером пор 0,006 мм и зернами диаметром 0,12-0,2 мм.
Существенным недостатком известного ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля и других устройств указанного назначения является отсутствие средств контроля действительного расхода сжиженного газа через ВЗУ в ГБО автомобиля для объективной оценки его остаточного количества в баллоне, что напрямую связано с безопасностью эксплуатации автомобиля. Реальная оценка остаточного количества топлива в баллоне ГБО автомобиля осложнена наличием избыточного давления сжиженного газа и зачастую несовершенством штатной автомобильной измеряющей аппаратуры. К другим недостаткам известного ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля следует отнести сложность или невозможность его установки в отдельных местах кузова различных типов автомобилей. Это связано с отсутствием универсальных переходников ВЗУ различной длины и конфигурации, необходимостью использования разнообразных средств фиксации ВЗУ на автомобиле и видов соединения с входным патрубком ГБО в соответствии с условиями эксплуатации.
Имеющиеся на территории РФ газозаправочные станции должны соответствовать требованиям отечественных и евро-стандартов по качеству и отпускаемому расходу сжиженного газа для владельцев автомобилей и других потребителей. Измерение объемного расхода сжиженного газа на газозаправочных станциях осуществляется обычно путем пропускания его через измерительное устройство непрерывным потоком с использованием роторного преобразователя, снабженного вращающимися лопатками с тангенциальным или аксиальным впуском с механической, магнитной или электромагнитной связью с индикаторным прибором, расположенным на заправочной стойке газозаправочной станции. Однако за пределами крупных населенных пунктов можно обеспечить заправку автомобилей сжиженным газом от не унифицированных пунктов хранения сжиженного газа. Возможны ситуации, когда ГБО автомобиля и объем баллона для сжиженного газа, имеющегося на автомобиле, окажется не дозаправленным или, напротив, заправленным сверх допустимого по нормам безопасности, при данной температуре (см., например, Сулейменов Т.Б. и др. Совершенствование топливной системы ДВС для газобаллонных автомобилей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2015. - №7-1. с. 23-25). Оценка остаточного количества топлива в баллоне ГБО поплавковым устройством обладает погрешностью и не всегда достоверна. Улучшить результаты такой оценки возможно, например, при использовании ультразвукового датчика уровня топлива, телеметрического блока и цифрового индикатора SIGMA, расположенного на приборной панели автомобиля (см. Ю.В. Панов и др. «Автомобильный бортовой телеметрический комплекс и система измерения уровня топлива для нормирования и контроля расхода СУГ в горных условиях Таджикистана» / ж. Транспорт на альтернативном топливе. №2 (68), 2019, с. 63-71).
В целях безопасной эксплуатации автомобилей на газомоторном топливе, повышения точности оценки уровня топлива в ГБО и определения маршрутной нормы расхода сжиженного газа, у автовладельцев возникает потребность в дополнительном контроле расхода СУГ в процессе заправки ГБО автомобиля. При этом действительный расход отпускаемого с газозаправочной станции сжиженного газа целесообразно определять непосредственно в ВЗУ (нарастающим итогом) при одновременном учете других параметров сжиженного газа, таких как температура, давление и время заправки ГБО до отсечки поступления газа от заправочного пистолета газозаправочной станции. По указанным причинам становится целесообразным создание мобильных устройств для определения расхода сжиженного газа, транспортируемого непосредственно в канале корпуса переходника выносного заправочного устройства ГБО автомобиля.
Контролирование расхода сжиженного газа и отображение его значения в режиме заправки возможно при использовании индикатора (счетчика) расхода, расположенного на корпусе ВЗУ, на приборной панели автомобиля или на экране мобильного телефона. Средства беспроводного контроля расхода сжиженного газа должны иметь соответствующее программное обеспечение для дистанционной передачи от ВЗУ результатов измерения, например, посредством Wi-Fi и других технологий беспроводной локальной сети или через систему мониторинга GPS/ГЛОНАСС.
Современный уровень развития техники в области контроля расхода текучих сред характеризуется созданием широкого спектра способов и устройств промышленного и бытового назначения для определения расхода горячей и холодной воды, бытового газа, сжиженного газа, нефтепродуктов, масел и др. (см., например, патенты РФ №№2238524, 2528614, 2029915, 2084828, 2625539, 537246, 2337319, 2655649, 93971, 68687, UA 73416, DE 19725806 и др.). В частности, «Торговый дом ЭКВАТЭЛ» запускает линейку приборов учета энергоресурсов (холодного и горячего водоснабжения, газа, тепла) со встроенными радио модулями для автоматизации их учета в различных сферах народного хозяйства (www.ecwatel.ru). На газозаправочных станциях с газовой колонкой серии УЗСГ, как правило, используются турбинные расходомеры, в которых очищенный сжиженный газ поступает в ГБО автомобиля. Известны малогабаритные бытовые счетчики газа серии СГМБ - 2,5 и СГМБ 1,6, предназначенные для измерения объема природного сжиженного газа, а также механические счетчики учета расхода топлива серии LS 4/8, оснащенные механическим циферблатом, на котором суммарно регистрируется показания расхода топлива в литрах. Счетчики серии LS предназначены для учета расхода нефтепродуктов (дизельного топлива, керосина, бензина и др.) и применяются в автотранспорте, сельхозтехнике, на тепловозах и судах (см. http://prock.com.ua/Is/). Здесь необходимо отметить, что указанные приборы учета расхода газообразных и жидких сред относятся к стационарным средствам учета и предназначены, преимущественно, для централизованного использования при учете энергоресурсов водоснабжения, газоснабжения, на газозаправочных станциях и при учете расхода нефтепродуктов.
Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков известного выносного заправочного устройства газобаллонного оборудования автомобиля, повышение безопасности и удобства эксплуатации автомобилей на газомоторном топливе путем использования переносного автономного ВЗУ, оснащенного индивидуальными средствами контроля расхода сжиженного газа.
Указанный технический результат достигается тем, что выносное заправочное устройство газобаллонного оборудования автомобиля, содержащее корпус переходника с каналом для транспортировки сжиженного газа от входного наконечника тарельчатой формы, для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом газозаправочной станции, к выходному наконечнику для соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования автомобиля, согласно изобретению, канал для транспортировки сжиженного газа в средней части корпуса переходника снабжен участком увеличенного сечения, в котором размещен измерительный узел, выполненный с использованием вращающихся лопаток с тангенциальным или аксиальным впуском сжиженного газа и снабженный, по крайней мере, одной вставкой из ферро-магнитного или магнитного материала, взаимодействующей через немагнитную стенку в корпусе переходника с датчиком числа оборотов измерительного узла, причем выход датчика соединен через механическую передачу или электрическую цепь с входом блока регистрации расхода сжиженного газа, включающего индикаторный прибор.
Кроме того, измерительный узел устройства может быть выполнен с использованием вращающихся лопаток с аксиальным впуском сжиженного газа и снабжен, по крайней мере, одной вставкой из ферро-магнитного или магнитного материала, расположенного на барабане или лопатках измерительного узла для взаимодействия через немагнитную стенку в корпусе переходника с датчиком числа оборотов, выполненным в виде геркона, датчика холла или индукционной катушки, соединенного через электрическую цепь с входом блока регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания и микроконтроллер для преобразования электрических сигналов от датчика в последовательность выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, и его регистрации в цифровой или аналоговой форме на индикаторном приборе, расположенном на корпусе переходника.
Кроме того, блок регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания и микроконтроллер, может быть выполнен с возможностью дистанционной передачи выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, на вход удаленного индикаторного прибора в кабине автомобиля или на вход смартфона по технологии беспроводной локальной сети.
Кроме того, в корпус переходника могут быть вмонтированы датчик контроля давления сжиженного газа, выполненный в виде тензорезистора, наклеенного на внешнюю поверхность упругой мембраны, подверженной давлению сжиженного газа, и датчик температуры, выполненный в виде термопары, выводы датчиков через аналого- частотные преобразователи соединены с дополнительными входами блока регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания и микроконтроллер, который выполнен с возможностью отображения на индикаторном приборе, одновременно с расходом, значений давления и температуры сжиженного газа, а также времени заправки газобаллонного оборудования автомобиля через выносное заправочное устройство.
Кроме того, измерительный узел может быть выполнен с использованием вращающихся лопаток с тангенциальным впуском сжиженного газа и снабжен вставкой в виде диска или кольца из магнитного материала, расположенного на оси измерительного узла, для взаимодействия через немагнитную стенку в корпусе переходника с датчиком числа оборотов, также выполненного в виде диска или кольца из магнитного материала, ось вращения которого соединена, преимущественно, через зубчатую передачу с индикаторным прибором в виде механического счетчика для цифровой регистрации расхода сжиженного газа нарастающим итогом, причем корпус переходника выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла и/или индикаторного прибора.
Кроме того, корпус переходника может быть выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла, индикаторного прибора и выходного наконечника, преимущественно, на наконечник в виде гибкого трубопровода для соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования, расположенным в труднодоступных местах автомобиля, причем корпус переходника снабжен средствами для его фиксации в форме винтовых зажимов, хомутов или петель, а на входе в канал корпуса переходника размещены входной фильтр и обратный клапан.
Такое выполнение выносного заправочного устройства газобаллонного оборудования автомобиля позволяет устранить недостатки известных технических решений, повысить безопасность и удобство эксплуатации автомобилей на газомоторном топливе за счет оснащения переносного ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля автономными средствами независимого объективного контроля значений текущего расхода сжиженного газа или расхода нарастающим итогом. Использование съемных средств фиксации корпуса переходника и выходных наконечников, выполненных с возможностью их соединения с входными патрубками ГБО, расположенными в труднодоступных местах различных типов автомобилей в соответствии с условиями их эксплуатации, дополнительно повышает удобство эксплуатации и безопасность автомобилей при заправке газомоторным топливом.
Сопоставительный анализ заявленного и известных технических решений показывает, что предложенное ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля отличается от известных устройств того же назначения наличием новых блоков и связей между ними и другими компонентами ВЗУ.
На фиг. 1 представлена принципиальная блок-схема предложенного устройства, на фиг. 2 - общий вид устройства с защитным корпусом.
Выносное заправочное устройство газобаллонного оборудования автомобиля (фиг. 1) содержит корпус 1 переходника с каналом 2 для транспортировки сжиженного газа от входного наконечника 3 тарельчатой формы, для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом 4 газозаправочной станции, к выходному наконечнику 5 для соединения с входным патрубком 6 газобаллонного оборудования автомобиля. Канал 2 для транспортировки сжиженного газа, в средней части корпуса 1 переходника, снабжен участком 7 увеличенного сечения, в котором размещен измерительный узел 8. Стрелками на фиг. 1 показано направление потока сжиженного газа от заправочного пистолета 4 и входного наконечника 3 тарельчатой формы через канал 2 корпуса 1 переходника и измерительный узел 8 с вращающимися лопатками к выходному наконечнику 5 и входному патрубку 6 ГБО автомобиля. Места соединений заправочного пистолета 4 с входным наконечником 3 тарельчатой формы и корпусом 1 переходника, а также выходного наконечника 5 с входным патрубком 6 ГБО автомобиля снабжены герметизирующими прокладками.
Узел 8 на фиг. 1 выполнен с использованием вращающихся лопаток с аксиальным впуском сжиженного газа и снабжен двумя вставками 9 из магнитного материала, расположенными на периферийной части лопаток узла 8. Вставки 9 взаимодействуют через немагнитную стенку в корпусе 1 переходника с датчиком 10 числа оборотов измерительного узла 8, выполненным в данном случае в виде геркона. Выводы датчика 10 соединены с первым входом блока 11 регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания 12 и микроконтроллер 13 для преобразования электрических сигналов от геркона в последовательность выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа и вывода показаний на вход индикаторного прибора 14 с жидкокристаллическим дисплеем 15. В качестве альтернативы, датчик 10 числа оборотов измерительного узла 8 может быть также выполнен в виде датчика Холла или индукционной катушки, соединенного через электрическую цепь с первым входом блока 11 регистрации расхода сжиженного газа для преобразования в микроконтроллере 13 выходных сигналов от датчика 10 в последовательность выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа.
Выносное заправочное устройство, изображенное на блок-схеме фиг. 1, включает также вмонтированные в корпус 1 переходника датчики 16, 17 контроля давления и температуры сжиженного газа. Датчик 16 контроля давления может быть выполнен в виде тензорезистора, наклеенного на внешнюю поверхность упругой мембраны, подверженной давлению сжиженного газа, а датчик 17 температуры может быть выполнен в виде термопары. Выводы датчиков 16, 17 соединены через аналого-частотные преобразователи 18, 19 с дополнительными входами блока 11 регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания 12 и микроконтроллер 13, который выполнен с возможностью отображения на индикаторном приборе 14 с жидкокристаллическим дисплеем 15, одновременно с расходом, значений давления и температуры сжиженного газа, а также времени заправки газобаллонного оборудования автомобиля через выносное заправочное устройство.
В соответствии с общим изобретательским замыслом, предложенное техническое решение распространяется на конструктивное выполнение ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля, в котором блок 11 регистрации расхода сжиженного газа, включающий, по крайней мере, один элемент питания 12 и микроконтроллер 13, выполнен с возможностью дистанционной передачи выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, на вход удаленного индикаторного прибора в кабине автомобиля или на вход смартфона 20. Для обеспечения дистанционной передачи результатов измерения расхода сжиженного газа блок 11 с микроконтроллером 13 и смартфон 20 снабжены соответствующим программным обеспечением, реализующим технологии локальной связи Wi-Fi, других технологий беспроводной локальной сети или системы мониторинга GPS/ГЛОНАСС.
Согласно изобретению простейшим вариантом реализации ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля является выполнение измерительного узла 8 с использованием вращающихся лопаток с тангенциальным впуском сжиженного газа. При этом на оси измерительного узла расположена вставка в виде диска или кольца из магнитного материала для взаимодействия через немагнитную стенку в корпусе 1 переходника с датчиком числа оборотов, также выполненного в виде диска или кольца из магнитного материала (не показаны). Вращение диска датчика через зубчатую передачу передается на индикаторный прибор, выполненный в виде механического счетчика (не показаны) для цифровой регистрации расхода сжиженного газа нарастающим итогом. Для удобства обслуживания предложенного ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля корпус 1 переходника может быть выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла и/или индикаторного прибора.
В соответствии с общим изобретательским замыслом измерительный узел 8 может быть выполнен также с использованием оптического излучателя и приемника излучения (не показаны), между которыми расположены вращающиеся лопатки измерительного узла 8, прерывающие поток оптического излучения. В этом случае выход приемника излучения, через электрическую цепь, соединен с первым входом блока 11 регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания 12 и микроконтроллер 13 для преобразования прерывистых электрических сигналов от приемника излучения в выходной сигнал, пропорциональный расходу сжиженного газа, и его регистрации в цифровой или аналоговой форме на индикаторном приборе 14, расположенном на корпусе 1 переходника.
Для повышения надежности и удобства эксплуатации ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля корпус 1 переходника может быть выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла, индикаторного прибора и выходного наконечника. Для удобства эксплуатации ВЗУ выходной наконечник корпуса 1 переходника в отдельных случаях целесообразно заменить на наконечник в виде гибкого трубопровода для соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования. Гибкий сменный удлинитель применяют, например, при заправке ГБО, когда его входной патрубок неудобным образом размещен в багажном отделении или низко под задним бампером автомобиля. Кроме того, корпус 1 переходника может быть снабжен дополнительными средствами для его фиксации на корпусе автомобилей различных марок в форме винтовых зажимов, хомутов или петель, а на входе в канал 2 корпуса 1 переходника могут быть размещены входной фильтр и обратный клапан (не показаны), предотвращающие засорение тракта ГБО и утечку газа при заправке автомобиля.
На общем виде (см. фиг. 2) выносного заправочного устройства ГБО автомобиля показан корпус 1 переходника с каналом 2 для транспортировки сжиженного газа от входного наконечника 3 тарельчатой формы, для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом 4 газозаправочной станции, к выходному наконечнику корпуса 1 переходника для соединения с входным патрубком 6 газобаллонного оборудования автомобиля. Канал 2 для транспортировки сжиженного газа в средней части корпуса 1 переходника снабжен участком увеличенного сечения для размещения измерительного узла (см. фиг. 1). Места соединений заправочного пистолета 4 с входным наконечником 3 тарельчатой формы и корпусом 1 переходника, а также выходного наконечника корпуса 1 переходника с входным патрубком 6 ГБО автомобиля снабжены герметизирующими прокладками. На фиг. 2 корпус 1 переходника ВЗУ выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла, для этого концевые части корпуса имеют герметичные резьбовые соединения с гайками 21. Блок 11 регистрации расхода сжиженного газа в ВЗУ включает элемент питания, микроконтроллер, датчик числа оборотов измерительного узла и индикаторный прибор (не показаны) с жидкокристаллическим дисплеем 15 увеличенного размера. Блок 11 выполнен с возможностью независимого крепления к корпусу 1 переходника. Защитный корпус 22 предложенного ВЗУ включает верхнюю пластмассовую крышку с прозрачным окном в области жидкокристаллического дисплея 15 и плоское основание, скрепленное с крышкой и опломбированное приспособлением 23 для ограничения несанкционированного доступа к блоку 11.
Предложенное устройство (см. фиг. 1) функционирует следующим образом.
При заправке автомобиля, использующего в качестве моторного топлива сжиженный газ, последний поступает из емкости системы газоснабжения через заправочный шланг и заправочный пистолет 4 к входному наконечнику 3 выносного заправочного устройства ГБО автомобиля. Размещение ВЗУ возможно в различных местах автомобиля: в багажнике, на кронштейне под бампером, путем врезки в корпус автомобиля и т.п. Наиболее прогрессивным является размещение ВЗУ под лючком рядом с горловиной бензобака. Этот способ установки ВЗУ не нарушает целостности видимых элементов автомобиля и максимально сохраняет конструктивные элементы ВЗУ. Поскольку места под лючком недостаточно, то подключить заправочный пистолет 4 к ГБО автомобиля в этом случае приходится через более длинное выносное заправочное устройство, выполняющее функцию переходника - удлинителя. Закончив заправку автомобиля, необходимо ВЗУ выкрутить, отверстия закрыть защитными крышками и сохранить до следующей заправки.
В процессе заправки автомобиля поток сжиженного газа от газозаправочной станции под давлением поступает на вход заправочного пистолета 4. Оператор открывает запорный кран и сжиженный газ поступает через входной наконечник 3 ВЗУ и транспортирующий канал 2 в среднюю часть 7 корпуса 1 переходника, в которой размещен измерительный узел 8, выполненный с использованием вращающихся лопаток 9 с аксиальным впуском сжиженного газа. Роторная часть измерительного узла 8 снабжена двумя вставками 9 из намагниченного материала, расположенными на периферийной части лопаток. Вставки 9 взаимодействуют через немагнитную стенку в корпусе 1 переходника с датчиком 10 числа оборотов измерительного узла 8, выполненным в данном случае в виде геркона. Угловая скорость вращения турбинки измерительного узла 8 определяется скоростью потока измеряемой жидкости и преобразуется с помощью датчика 10 в частотно-модулированное электрическое напряжение, частота модуляции которого пропорциональна расходу сжиженного газа. Импульсные сигналы от датчика 10 поступают на первый вход блока И регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания 12 и микроконтроллер 13. Микроконтроллер 13 преобразует электрические сигналы от геркона в последовательность выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, для вывода показаний на вход индикаторного прибора 14 с жидкокристаллическим дисплеем 15.
Как было указано, предложенное техническое решение распространяется на конструктивное выполнение ВЗУ газобаллонного оборудования автомобиля (см. фиг. 1), в котором ВЗУ включает вмонтированные в корпус 1 переходника, датчики 16, 17 контроля давления и температуры сжиженного газа. Тензометрический датчик 16 контроля давления, наклеенный на внешнюю поверхность упругой мембраны (не показаны), подвергается давлению сжиженного газа. Изменение его сопротивления, пропорциональное давлению, поступает через аналого-частотный преобразователь 18 на первый дополнительный вход блока 11 регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания 12 и микроконтроллер 13, который выполнен с возможностью отображения на индикаторном приборе 14, одновременно с расходом, значений давления сжиженного газа. Аналогично электрический сигнал от термометрического датчика 18, пропорциональный температуре сжиженного газа, поступает через аналого-частотный преобразователь 19 на второй дополнительный вход блока 11 регистрации расхода сжиженного газа, выполненного с возможностью отображения на индикаторном приборе 14, одновременно с расходом, значений температуры сжиженного газа. В качестве дополнительной функции микроконтроллера 13 целесообразно воспользоваться встроенной программой таймера для вывода на индикаторный прибор 14, одновременно с расходом, значений давления, температуры и времени заправки сжиженного газа, поступающего в ГБО автомобиля.
В предложенном техническом решении предусмотрена возможность использования дистанционной передачи выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, на вход удаленного индикаторного прибора в кабине автомобиля или на вход смартфона 20. На фиг. 1 линия дистанционной связи для передачи результатов измерения расхода сжиженного газа от блока 11 регистрации расхода сжиженного газа к смартфону 20 показана двойной пунктирной линией, для этого соответствующее программное обеспечение блока 11 реализует одну из известных технологий беспроводной локальной сети.
Для повышения надежности эксплуатации ВЗУ и газобаллонного оборудования автомобиля корпус 1 переходника выполняют разборным для замены измерительного узла 8, индикаторного прибора 14 или выходного наконечника - удлинителя, например, при заправке ГБО, когда его входной патрубок 6 неудобным образом размещен в багажном отделении автомобиля. В этом случае выходной наконечник 5 корпуса 1 ВЗУ имеет герметичное соединение с гибким трубопроводом (не показан) для соединения с входным патрубком ГБО автомобиля. При этом выходной наконечник гибкого трубопровода имеет соединительную часть, выполненную наподобие выходной части заправочного пистолета 4, а входной патрубок 6 должен быть выполнен как входной наконечник 3 корпуса 1 переходника. Дополнительные средства фиксации ВЗУ на корпусе автомобилей различных марок и размещение в его корпусе входного фильтра и обратного клапана обеспечивают улучшение потребительских характеристик ВЗУ. В конечном итоге надежность и безопасность эксплуатации ВЗУ и газобаллонного оборудования автомобиля, а также удобство заправки ГБО посредством предложенного ВЗУ при эксплуатации автомобиля являются основными критериями при выборе способа его установки, конструкции и комплектации.
1. Выносное заправочное устройство газобаллонного оборудования автомобиля, содержащее корпус переходника с каналом для транспортировки сжиженного газа от входного наконечника тарельчатой формы, для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом газозаправочной станции, к выходному наконечнику для соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования автомобиля, отличающееся тем, что канал для транспортировки сжиженного газа в средней части корпуса переходника снабжен участком увеличенного сечения, в котором размещен измерительный узел, выполненный с использованием вращающихся лопаток с тангенциальным или аксиальным впуском сжиженного газа и снабженный, по крайней мере, одной вставкой из ферромагнитного или магнитного материала, взаимодействующей через немагнитную стенку в корпусе переходника с датчиком числа оборотов измерительного узла, причем выход датчика соединен через механическую передачу или электрическую цепь с входом блока регистрации расхода сжиженного газа, включающего индикаторный прибор.
2. Выносное заправочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительный узел выполнен с использованием вращающихся лопаток с аксиальным впуском сжиженного газа и снабжен, по крайней мере, одной вставкой из ферромагнитного или магнитного материала, расположенного на барабане или лопатках измерительного узла для взаимодействия через немагнитную стенку в корпусе переходника с датчиком числа оборотов, выполненным в виде геркона, датчика холла или индукционной катушки, соединенного через электрическую цепь с входом блока регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания и микроконтроллер для преобразования электрических сигналов от датчика в последовательность выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, и его регистрации в цифровой или аналоговой форме на индикаторном приборе, расположенном на корпусе переходника.
3. Выносное заправочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок регистрации расхода сжиженного газа, включающий, по крайней мере, один элемент питания и микроконтроллер, выполнен с возможностью дистанционной передачи выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, на вход удаленного индикаторного прибора в кабине автомобиля или на вход смартфона по технологии беспроводной локальной сети.
4. Выносное заправочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в корпус переходника вмонтированы датчик контроля давления сжиженного газа, выполненный в виде тензорезистора, наклеенного на внешнюю поверхность упругой мембраны, подверженной давлению сжиженного газа, и датчик температуры, выполненный в виде термопары, выводы датчиков через аналого-частотные преобразователи соединены с дополнительными входами блока регистрации расхода сжиженного газа, включающего, по крайней мере, один элемент питания и микроконтроллер, который выполнен с возможностью отображения на индикаторном приборе, одновременно с расходом, значений давления и температуры сжиженного газа, а также времени заправки газобаллонного оборудования автомобиля через выносное заправочное устройство.
5. Выносное заправочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительный узел выполнен с использованием вращающихся лопаток с тангенциальным впуском сжиженного газа и снабжен вставкой в виде диска или кольца из магнитного материала, расположенного на оси измерительного узла, для взаимодействия через немагнитною стенку в корпусе переходника с датчиком числа оборотов, также выполненного в виде диска или кольца из магнитного материала, ось вращения которого соединена, преимущественно, через зубчатую передачу с индикаторным прибором в виде механического счетчика для цифровой регистрации расхода сжиженного газа нарастающим итогом, причем корпус переходника выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла и/или индикаторного прибора.
6. Выносное заправочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус переходника выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла, индикаторного прибора и выходного наконечника, преимущественно, на наконечник в виде гибкого трубопровода для соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования, расположенным в труднодоступных местах автомобиля, причем корпус переходника снабжен средствами для его фиксации в форме винтовых зажимов, хомутов или петель, а на входе в канал корпуса переходника размещены входной фильтр и обратный клапан.
7. Выносное заправочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что входной наконечник тарельчатой формы переходника заправочного устройства размещен на корпусе автомобиля для быстроразъемного соединения с заправочным пистолетом газозаправочной станции, а корпус переходника и выходной наконечник для соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования автомобиля закреплены внутри корпуса автомобиля, причем корпус переходника выполнен разборным с возможностью замены измерительного узла и выходного наконечника для герметичного соединения с входным патрубком газобаллонного оборудования автомобиля, а блок регистрации расхода сжиженного газа выполнен с возможностью дистанционной передачи выходных сигналов, пропорциональных расходу сжиженного газа, на вход удаленного индикаторного прибора, расположенного в автомобиле, или на вход смартфона по технологии беспроводной локальной сети.
