Передвижной автомобильный газоправщик
Предлагаемая полезная модель относится к передвижным автомобильным газозаправщикам (далее - ПАГЗ), предназначена для заправки потребителей, например, тепловозов, котельных и т.п., компримированным природным газом (КПГ). Технической задачей является повышение удобства и эффективности заправки.
ПАГЗ содержит узел 1 для заполнения газобаллонной системы КПГ из внешнего источника. Газобаллонная система включает газовые баллоны 2, связанные трубами в независимые секции 3, 4, 5. Система автоматической заправки содержит переключающий блок 7, датчики 8 для измерения давления газа, электромагнитные клапаны 9, газораздаточную колонку 10. Подсистема автоматического учета газа содержит расходомер 13, арифметическое устройство 14, информационное табло 15. ПАГЗ также оборудован компрессором. Вход компрессора соединен с газобаллонными секциями 3-5. Выход компрессора соединен с колонкой 10.
На первом этапе заправки секции 3, 4, 5 подключают по очереди к резервуару потребителя 18. С каждым новым подключением газ в резервуаре дожимается до более высокого значения по принципу сообщающихся сосудов. На втором этапе применяют компрессор, который откачивает остатки газа из секций 3-5, сжимает их и закачивает потребителю. На каждом этапе расходомер 13 учитывает объем газа, выданного потребителю, а процессор 13 подсчитывает цену газа и выводит сумму для оплаты на табло 15.
5 п-в ф-лы, 1 илл.
Предлагаемая полезная модель относится к передвижным автомобильным газозаправщикам (далее - ПАГЗ), предназначена для заправки компримированным природным газом (КПГ) потребителей, например, автомобилей, тепловозов, котельных и т.п.
Известна газонаполнительная станция для заправки транспортных средств КПГ по патенту РФ 
2374554. Указанная станция (АГКНКС) содержит устройство отбора природного газа из магистрального газопровода (МГ), аккумулятор для хранения КПГ, газораздаточные колонки. К недостаткам данной станции следует отнести ее привязанность к газовым сетям. Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является, на наш взгляд, передвижная установка по патенту РФ на ПМ 79973, 2008 г., - прототип. Указанная установка включает установленные на автоприцепе газораздаточный узел и газовые баллоны, сгруппированные в блоки. В каждом блоке баллоны смонтированы в секции, при этом баллоны в каждой секции связаны между собой по-разному.
К недостаткам прототипа следует отнести неудобство работы. Проблема в том, что при заправке потребителя вручную из сложной, секционированной газобаллонной системы непросто подсчитать цену отпущенного газа. Если при заправке, допустим, автомобиля, еще можно как-то подсчитать цену газа (за счет его ограниченного объема), то при заправке потребителя с неограниченным объемом (например, котельной) произвести точный расчет цены отпущенного газа очень сложно. Кроме того, по технологии, описанной в прототипе, часть газа при пассивной заправке неизбежно остается в баллонах ПАГЗа, что нежелательно, так как гораздо выгоднее обеспечить выдачу всего топлива, а не возить остаток газа в виде балласта.
Технической задачей является повышение удобства и эффективности заправки потребителя газом путем автоматизации учета продаж КПГ при максимально возможной выдаче газа потребителю.
Технический результат достигается тем, что в передвижном автомобильном газозаправщике, включающем транспортное средство, связанные трубопроводами газовые баллоны, узел заправки потребителя, газовые баллоны связаны по меньшей мере в три независимые газобаллонные секции, соответствующие по меньшей мере трем ступеням заправки потребителя, узел заправки потребителя оборудован газораздаточной колонкой, которая связана с газобаллонными секциями при помощи системы автоматического управления, состоящей из подсистемы автоматической заправки и подсистемы автоматического учета газа, при этом газозаправщик оборудован функционально встроенным между газобаллонными секциями и узлом заправки компрессором, всасывающий вход которого соединен с газобаллонными секциями, а нагнетающий выход соединен с узлом заправки потребителя. Газозаправщик включает датчики давления и электромагнитные клапаны, которые встроены в узел заправки. Подсистема автоматической заправки содержит автоматический переключающий блок, вход которого связан с датчиками давления, а выход связан с электромагнитными клапанами. Подсистема автоматического учета включает расходомер газа, информационное табло и арифметическое устройство для подсчета цены отпускаемого газа. Компрессор может иметь три ступени сжатия по числу газобаллонных секций.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показана структурная схема заправки потребителя при помощи ПАГЗа.
В примере конкретного исполнения ПАГЗ содержит узел 1 для заполнения газобаллонной системы КПГ из внешнего источника, например, из АГНКС. Газобаллонная система содержит газовые баллоны 2, связанные трубами в независимые секции 3, 4, 5, которые соединены с узлом 1 при помощи магистрали 6. Подсистема автоматической заправки содержит переключающий блок 7, датчики 8 для измерения давления газа, электромагнитные клапаны 9, газораздаточную колонку 10. Вход 11 блока 7 связан с датчиками 8. Выход 12 блока 7 связан с электромагнитными клапанами 9.
Подсистема автоматического учета газа содержит расходомер 13, арифметическое устройство 14, информационное табло 15. подсистема заправки включает пост управления заправкой 16 (кнопки «старт» и «стоп»). Шланг 17 служит для соединения колонки 10 с потребителем 18 (для простоты изображен автомобиль). Секции 3, 4, 5 обвязаны заправочной магистралью 19. Датчики давления 8 обвязаны контрольным кабелем 20. Приводы клапанов 9 соединены с блоком 7 контрольным кабелем 21.
Система заправки содержит компрессор, имеющий три секции 22. Входы 23 секций 22 соединены функционально при помощи системы клапанов с газобаллонными секциями 3-5. Выходы 24 секций 22 соединены с колонкой 10. Заправочная колонка 10 связана с блоком 7 и с арифметическим устройством 14 при помощи кабелей 25 и 26.
ПАГЗ применяют в следующем порядке. Сначала ПАГЗ заполняют КПГ из известного источника при помощи узла 1. При этом секции 3, 4, 5 заполняются КПГ под давлением до 25 МПа (250 кг/см2). Затем КПГ доставляют на ПАГЗе к потребителю, расположенному, возможно, за сотни километров от АГНКС (например, к газовой котельной районного центра). Для заправки шланг 17 соединяют с газовым резервуаром котельной. После соблюдения всех мер безопасности нажимают кнопку «старт» на посту управления 16. ПАГЗ начинает заправку потребителя из секции 3 (первая ступень заправки). При этом по сигналу из блока 7 сначала открывается клапан 9 в секции 3. Сжатый газ под давлением 25 МПа поступает из секции 3 в магистраль 19, проходит через расходомер 13 в колонку 10 и через шланг 17 поступает в резервуар потребителя. Расходомер подсчитывает расход газа и передает данные в блок 14. Синхронно в устройство 14 через блок 7 от датчика 8 поступают данные о мгновенном значении давления в магистрали 19. Устройство 14 вычисляет цену объема газа, нормирует ее к цене за 1 нм3 и сохраняет данные о цене выданного газа в промежуточном буфере.
Когда давление в резервуаре потребителя уравнивается с давлением в секции 3, расходомер 13 показывает нулевой расход. Сигнал об этом посылается из устройства 14 через колонку 10 в блок 7. Получив сигнал о завершении первой ступени пассивной заправки, блок 7 закрывает клапан 9 в секции 3 и открывает клапан 9 в секции 4 (вторая ступень заправки). В магистраль 19 поступает из секции 4 опять под давлением 25 МПа газ, который через колонку 10 и шланг 17 дожимает газ в резервуаре потребителя до промежуточного значения. Расходомер 13 и устройство 14 измеряют расход газа на второй ступени, подсчитывают цену газа и добавляют ее к первой цене. Через некоторое время давление в магистрали 19 уравнивается с давлением в резервуаре потребителя. Получив соответствующий сигнал, блок 7 закрывает клапан 9 в секции 4 и открывает клапан 9 в секции 5 (третья ступень пассивной заправки). На третьей ступени КПГ из секции 5 поступает вновь под давлением 25 МПа в колонку 10 и дожимает газ в резервуаре потребителя до предельного давления пассивной заправки. Одновременно устройство 14 подсчитывает цену газа, выданного на последнем этапе, складывает ее с предварительной суммой и выдает цену газа на информационное табло. Получив от датчика давления сигнал о нулевом расходе, блок 7 перекрывает выходной клапан 9. На этом пассивная заправка прекращается. Газозаправщик-прототип работу на этом заканчивает, хотя в газобаллонных секциях еще остается определенное количество газа. В предлагаемой модели предусмотрена функция активной заправки.
Для полной выдачи газа потребителю включают компрессор 22, который создает разрежение во всасывающей магистрали 23. Одновременно блок 7 открывает клапаны 9, по одному или все сразу, в зависимости от заданной программы. Компрессор всасывает остатки газа из газовых баллонов 2, сжимает газ до заданного давления и нагнетает в магистраль 24. Сжатый газ проходит через колонку 10 и поступает потребителю в виде дополнительного объема. При этом расходомер 13 учитывает объем дополнительного объема газа, а устройство 14 подсчитывает его цену. Окончательная цена заправки суммируется и показывается на табло 15. Оператору остается принять плату от потребителя и выдать ему чек.
Согласно описанной выше схеме заявителем изготовлен опытный образец ПАГЗа, оборудованного трехкамерным компрессором. Испытания подтвердили правильность выбранных технических решений. Некоторое повышение стоимости ПАГЗа с компрессором довольно быстро окупается за счет повышения эффективности заправки, так как привезенный газ практически полностью выдается потребителю. Предлагаемый ПАГЗ особенно выгодно применять для заправки потребителя, расположенного в сельской местности, достаточно удаленной от АГНКС. Начата подготовка к производству ПАКЗов по заказам третьих лиц.
Учитывая новизну и промышленную применимость, описанное выше устройство предлагается к правовой защите патентом на полезную модель.
1. Передвижной автомобильный газозаправщик, включающий транспортное средство, связанные трубопроводами газовые баллоны, узел заправки потребителя, отличающийся тем, что газовые баллоны связаны по меньшей мере в три независимые газобаллонные секции, соответствующие по меньшей мере трем ступеням заправки потребителя, узел заправки потребителя оборудован газораздаточной колонкой, которая связана с газобаллонными секциями при помощи системы автоматического управления, состоящей из подсистемы автоматической заправки и подсистемы автоматического учета газа, при этом газозаправщик оборудован функционально встроенным между газобаллонными секциями и узлом заправки компрессором, всасывающий вход которого соединен с газобаллонными секциями, а нагнетающий выход соединен с узлом заправки потребителя.
2. Газозаправщик по п.1, отличающийся тем, что узел заправки включает датчики давления и электромагнитные клапаны, соединенные с газобаллонными секциями.
3. Газозаправщик по п.1, отличающийся тем, что подсистема автоматической заправки содержит автоматический переключающий блок, вход которого связан с датчиками давления, а выход связан с электромагнитными клапанами.
4. Газозаправщик по п.1, отличающийся тем, что подсистема автоматического учета газа включает расходомер газа, информационное табло и арифметическое устройство для подсчета цены отпускаемого газа.
5. Газозаправщик по п.1, отличающийся тем, что компрессор выполнен трехступенчатым.
РИСУНКИ
