МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА СНАБЖЕНИЯ КОМПРИМИРОВАННЫМ ГАЗОМ
MOBILE SYSTEM OF COMPRESSED GAS SUPPLY

Изобретение относится к системам снабжения компримированным газом (например, метаном), а именно к мобильным системам для транспортировки компримированного природного газа от газопровода к конечным потребителям (транспортным средствам любого типа, объектам сельского хозяйства, ЖКХ, жилым поселкам и т.д.), и может быть использовано для доставки газа в отдаленные места, которые не могут получить доступ к сети газопровода, т.к. стоимость строительства обычного трубопровода слишком высока или оно невозможно из-за географических особенностей или других факторов.
Из уровня техники известна мобильная система снабжения сжатым (компримированным газом), содержащая контейнеры для хранения сжатого (компримированного газа), стационарные платформы с системой трубопроводов, зарядную компрессорную станцию для наполнения контейнеров сжатым (компримированным газом), заправочную станцию для раздачи сжатого (компримированного газа) потребителям и транспортные средства с погрузочно-разгрузочными механизмами (см. патент ЕР 1715240, кл. F17C 13/08, опубл. 25.10.2006).
Основным недостатком известной системы является повышенная трудоемкость операции позиционирования транспортного средства относительно стационарных платформ, предшествующей операциям погрузки-разгрузки контейнеров для хранения сжатого (компримированного газа), выражающаяся в необходимости дополнительных маневров транспортного средства после предварительной остановки для достижения требуемого взаимного расположения транспортного средства и стационарной платформы, а так же возможной необходимости привлечения дополнительного персонала для помощи при маневрировании.
Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Дополнительной задачей изобретения является повышение надежности фиксации контейнера на погрузочно-разгрузочном механизме в процессе транспортировки. Технический результат заключается в упрощении и повышении точности позиционирования транспортных средств относительно стационарных платформ и, как следствие, сокращении времени на погрузку/разгрузку.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что мобильная система снабжения компримированным газом, содержащая контейнеры для хранения компримированного газа, стационарные платформы с системой трубопроводов, зарядную компрессорную станцию для наполнения контейнеров компримированным газом, заправочную станцию для раздачи компримированного газа потребителям и транспортные средства с погрузочно-разгрузочными механизмами, снабжена системой позиционирования, включающей градуированные шкалы или метки, установленные на стационарных платформах, видеокамеры и лазерные указатели, установленные на погрузочно-разгрузочных механизмах, и связанные с видеокамерами мониторы, установленные в кабинах соответствующих транспортных средств.
Каждый погрузочно-разгрузочный механизм предпочтительно содержит основную раму с механизмами крепления к раме транспортного средства, подъемную П-образную раму с лебедкой и подъемными гидроцилиндрами, опускающиеся трапы и механизм фиксации контейнера с пневматическим приводом и штыревыми замками. Каждый контейнер для хранения компримированного газа предпочтительно содержит баллоны для хранения компримированного газа с разделителями, раму для их размещения с транспортировочными роликами и трубопроводы с арматурой. Каждая стационарная платформа предпочтительно содержит две наклонные параллельные направляющие с упорами, поперечины и опоры регулируемой высоты.
На фиг. 1 представлен контейнер для хранения компримированного газа из состава предлагаемой мобильной системы;
на фиг. 2 - рама контейнера;
на фиг. 3 - размещение баллонов в контейнере и соединительных трубопроводов;
на фиг. 4 - общий вид стационарной платформы для заправки контейнера газом;
на фиг. 5-6 - ее элементы;
на фиг. 7 - общий вид стационарной платформы для раздачи газа из контейнера;
на фиг. 8-9 - ее элементы;
на фиг. 10 - транспортное средство для доставки контейнеров;
на фиг. 11 - погрузочно-разгрузочный механизм.
Базовым элементом предлагаемой мобильной системы снабжения компримированным газом являются контейнеры 1 для хранения компримированного газа, которые заправляют на зарядной компрессорной станции для наполнения контейнеров компримированным газом и используют на заправочной станции для раздачи компримированного газа потребителям.
Каждый контейнер 1 содержит баллоны 2, размещенные внутри рамы 3. Рама 3 представляет собой стальную несущую силовую конструкцию (например, в виде шестигранной призмы), устойчивую к воздействиям окружающей среды благодаря антикоррозионной обработке и окраске. Баллоны 2 сгруппированы в единый блок, закреплены на конструкции рамы 3 с помощью крепежных хомутов и связаны между собой системой трубопроводов 4. Для предупреждения преждевременного износа цилиндров баллоны 2 отделены друг от друга разделителями 5, например, треугольной формы, изготовленными из резины и расположенными между цилиндрами, чтобы избежать их движения между собой, или в виде полосы, опоясывающей каждый цилиндр, чтобы избежать трения между ними. С каждой стороны рама 3 снабжена защитным трубчатым каркасом 6 с крышками из стекловолокна (на чертежах не показаны), который фиксируется болтами 7 к раме 3. В основании контейнера 1 расположены транспортировочные ролики 8, которые служат для облегчения его перемещения.
Поскольку контейнеры 1 постоянно подвержены операциям погрузки/загрузки, все чувствительные элементы трубопроводной арматуры расположены внутри рамы 3, чтобы избежать их случайного повреждения.
Баллоны 2 связаны между собой при помощи бесшовных стальных или медных трубопроводов 4, снабженных фитингами и вентилями, расположенными таким образом, чтобы противостоять повреждениям и вибрациям. Каждый баллон 2 включает в себя отсекающий клапан 9 мгновенного действия, представляющий собой предохранительный клапан. Каждый контейнер 1 снабжен предохранительным клапаном 10 избыточного давления, установленным на выходе из вышеуказанных отсечных клапанов 9, с выходом наружу и вверх. Предусмотрен также обратный клапан 11, предотвращающий выход потока газа из баллонов 2 в случае прерывания в процессе заправки газа или разрыва трубопровода 4, а так же манометр 12 и быстроразъемные соединения 13 для подключения контейнера 1 к магистрали.
Контейнеры 1 при заправке компримированным газом до максимального давления 250 бар размещены на стационарных платформах 14 для заправки. Каждая платформа 14 включают в себя две наклонные параллельные направляющие 22, 23 с конечными упорами, на которых размещается контейнер 1, опоры 15 регулируемой высоты (устанавливаемой в зависимости от рельефа поверхности, на которой будет размещаться платформа) и поперечины 17 для обеспечения жесткости конструкции. Платформы 14 связаны между собой общей трубой 16 для подачи компримированного газа. Платформы 14 оснащены двумя соединительными муфтами 18, клапаном сброса давления с ручным управлением 19 для вентиляции оставшегося газа в блоке клапанов и выпуска газа из шлангов, соединяющих платформы 14, чтобы иметь возможность отключить их. Платформа 14 также снабжена обратным клапанам 20, позволяющим избежать падения давления и выход газа в случае обрыва или сбоя заправки, и запорным шаровым клапаном 21, который открывается при заправке контейнера 1.
В средней части платформы 14 размещена градуированная шкала 60 или метка (на чертежах не показана) системы позиционирования.
На заправочной станции размещается необходимое число платформ 14 в соответствии с количеством контейнеров 1 плюс одна свободная платформа. Общее число платформ 14 может изменяться в зависимости от потребностей системы. Например, в линию установлено пять платформ 14 для заправки четырех контейнеров 1, при этом одна платформа 14 остается свободной. Свободной может являться любая из пяти платформ 14 в зависимости от порядка их использования. В зависимости от потребностей конечных пользователей, заправочная станция может иметь две, три и более линии стационарных платформ 14.
Платформа 14 является самостоятельной единицей и представляет собой стальную конструкцию, устойчивую к воздействиям окружающей среды благодаря антикоррозионной обработке и окраске. Клапаны и принадлежности указанной платформы 14 расположены таким образом, чтобы избежать выступающих за периметр частей, обеспечивая им защиту от механических повреждений.
При разгрузке газа контейнеры 1 размещены на стационарных платформах 32 для разгрузки. Платформы 32 включают в себя две наклонные параллельные направляющие 39 с упорами, на которых размещается контейнер 1, опоры 24 регулируемой высоты (которая устанавливается в зависимости от рельефа поверхности, на которой будет размещаться платформа) и поперечины 25 для обеспечения жесткости конструкции. Платформы 32 связаны между собой общей трубой 26 для подачи компримированного газа. Платформы 32 оснащены двумя соединительными муфтами 27, блокировочным клапаном 28, перепускным клапаном 29, клапанами с электроуправлением 30 и обратными клапанами 31. Разгрузочная платформа 32 также имеет клапан 33 сброса давления с ручным управлением для выпуска оставшегося газа в трубе между блокировочным клапаном и контейнером 1, чтобы отсоединить его. Платформа 32 снабжена обратным клапаном 20, который позволяет избежать падения давления и выход газа в случае обрыва или сбоя заправки и запорный шаровой клапан 21, который открывается при заправке контейнера.
В средней части платформы размещена градуированная шкала 60 или метка системы позиционирования.
Как и в случае с загрузочной платформой 14, на разгрузочной площадке размещается количество платформ 32, равное числу контейнеров 1, и одна дополнительная свободная платформа 32. Общее число платформ 32 может изменяться в зависимости от потребностей системы и может быть равным от 1 до 9. Если превышено это число, то рекомендуется установка дополнительной линии платформ 32 с учетом того, что должна быть одна свободная платформа.
Разгрузочная платформа 32 так же является самостоятельной единицей и представляет собой стальную конструкцию, устойчивую к воздействиям окружающей среды благодаря антикоррозионной обработке и окраске. Клапаны и принадлежности указанной платформы 32 расположены таким образом, чтобы избежать выступающих за периметр платформы частей, обеспечивая им защиту от механических повреждений.
Для перевозки контейнеров 1 между стационарными платформами 14 загрузки и стационарными платформами 32 разгрузки используют транспортные средства 48 (полуприцеп или автомобильное шасси), дополнительно оснащенные выносными опорами. Каждое транспортное средство 48 состоит из базового шасси 49 для транспортировки от одного до четырех контейнеров 1, четырех погрузочно-разгрузочных механизмов 50 и гидравлических аутригеров 51.
Погрузочно-разгрузочный механизм 50 предназначен для погрузки контейнеров 1 со стационарной платформы 14 на транспортное средство 48 или разгрузки с транспортного средства 48 на стационарную платформу 32. Механизм 50 включает в себя основную раму 52, подъемную П-образную раму 53 с лебедкой 54 и подъемными гидроцилиндрами 55, анкерную систему и механизм фиксации контейнера 1 с пневматическим приводом и штыревыми замками 56, а также два опускающихся трапа 57. Крепление к раме базового шасси 49 осуществляется через специальные кронштейны, расположенные на основной раме 52.
Выравнивание транспортного средства 48 относительно стационарных платформ 14, 32 осуществляется при помощи системы позиционирования, включающей градуированные шкалы 60 или метки, видеокамеры 58 и лазерные указатели 59 на погрузочно-разгрузочных механизмах 50 и связанные с видеокамерами 58 мониторы в кабинах соответствующих транспортных средств 48 (на чертежах не показано). Видеокамеры 58 и лазерные указатели 59 установлены на поперечине (позицией не обозначена) погрузочно-разгрузочного механизма 50, обращенной в сторону стационарной платформы 14 или 32.
Предлагаемую мобильную систему снабжения компримированным газом используют следующим образом.
Пустые контейнеры 1 наполняют компримированным газом на зарядной компрессорной станции и затем с помощью транспортных средств 48 перевозят на заправочную станцию для раздачи компримированного газа потребителям. На первом этапе контейнеры полны и управляющая система выбирает контейнер №1 в качестве источника компримированного газа. Когда на заправочную станцию прибывает транспортное средство для заправки компримированным газом, система начнет его заправку из первого контейнера с использованием бустера для поддержания заданного давления заправки. При достижении давления в 25 бар в контейнере №1 перед бустером система управления подключает контейнер №2 в качестве источника компримированного газа и отключает контейнер №1. После этого контейнер №1 при помощи погрузочно-разгрузочного механизма 50 заменяют на полный.
Погрузку/разгрузку контейнеров 1 осуществляют непосредственно с транспортного средства 48 на стационарные платформы 14, 32. Выравнивание транспортного средства 48 относительно стационарных платформ 14, 32 осуществляют лазерным указателем 59 по градуированной шкале 60 или метке. Контроль взаимного расположения транспортного средства 48 и стационарных платформ 14, 32 осуществляется при помощи видеокамеры 58 и монитора, установленного в кабине водителя транспортного средства.
Использование мобильной системы снабжения компримированным газом с предлагаемой системой позиционирования позволяет значительно упростить и повысить точность позиционирования транспортных средств относительно стационарных платформ и, как следствие, сократить время на погрузку/разгрузку контейнеров для хранения компримированного газа, а так же повысить надежность фиксации контейнеров на погрузочно-разгрузочных механизмах в процессе транспортировки.