Передвижной автомобильный газовый заправщик
MOBILE CAR GAS REFUELLER

Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области компрессоростроения и предназначено для сжатия газов и заправки газобаллонных автомобилей.
Уровень техники.
Известна станция для компримирования природного газа (а.с. 1825401 СССР, МКИ F04B41/00. Станция для компримирования природного газа [Текст]/ В.А.Кондратьев - № 4890178; заявл. 13.12.90; опубл. 30.06.93, Бюл. № 24, [1]). Как и в заявляемом техническом решении станция [1] содержит узел компримирования, установку осушки, ресивер и пост заправки.
Аналог [1] также содержит узел подготовки газа. Установка осушки газа включает в себя влагомаслоотделители, два адсорбера, фильтры, теплообменник, влагомер и переключающие вентили.
Известна модульная система для получения сжатого природного газа (пат. 2631954 Рос. Федерация: МПК F17C 5/00. Модульная система для получения сжатого природного газа [Текст]/Утал Далбир Сингх, Макрейнолдс Райан - № 2014135032, заявл. 06.03.2013, опубл. 29.09.2017 Бюл. № 28, [2]). Как и в заявляемом техническом решении указанный аналог содержит компрессор, резервуары для хранения газа и раздаточные устройства.
У аналога [2] компрессор расположен в контейнере. Резервуары для хранения газа установлены полностью на верхней поверхности контейнера.
Среди передвижных автомобильных газовых заправщиков известна передвижная газозаправочная станция (пат. 2305224 Рос. Федерация: МПК F17C5/06, F17D1/04. Способ заправки транспорта сжатым природным газом (варианты) и передвижная газозаправочная станция для его осуществления [Текст]/Наумейко А.В., Наумейко С.А., Наумейко А.А. - № 2006115705, заявл. 06.05.2006, опубл. 27.08.2007 Бюл. № 24, [3]). Как и в заявляемом техническом решении указанный аналог содержит блок компримирования, осушители, блок аккумуляторов газа и колонку заправочную.
У аналога [3] выход осушителей соединен со входом блока компримирования, выход которого соединен со входом блока аккумуляторов газа. Блок аккумулятора природного газа имеет сгруппированные в первую, вторую и третью секции по значению давления 20 МПа, 25 МПа и 40 МПа соответственно.
Известна газонаполнительная компрессорная станция (пат. 146880 Рос. Федерация: МПК F17C5/00. Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция [Текст]/ Ворошилов Игорь Валерьевич; патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" - № 2014105356, заявл. 14.02.2014, опубл. 20.10.2014 Бюл. № 29, [4]). Как и в заявляемом техническом решении содержит компрессорный блок, блок адсорбционной осушки, блок аккумуляторов газа и заправочную колонку.
Аналог [4] также содержит блок входного устройства отбора газа, состоящий из шарового крана на входе из магистрального газопровода в АГНКС, фильтра грубой очистки и блока входных кранов, узел замера расхода газа.
Ближайшим аналогом заявленного технического решения является автомобильная газонаполнительная компрессорная станция (пат. 155545 Рос. Федерация: МПК F02B63/06, F17C5/06, F04B41/02. Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция с приводом от газопоршневого двигателя внутреннего сгорания [Текст]/ Ворошилов Игорь Валерьевич, Ройтман Евгений Владимирович; патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" - № 2014138228, заявл. 22.09.2014, опубл. 10.10.2015 Бюл. № 28, [5]). Как и в заявляемом техническом решении указанный аналог содержит компрессор, выход газа которого соединен с блоком осушки. Выход газа блока осушки соединен с колонками заправочными и дополнительно с блоком аккумуляторов.
У аналога [5] компрессор выполнен поршневым и размещен в блоке компрессорном. Перед блоком компрессорным установлены входной фильтр, блок входных кранов, устройство замера расхода газа, а после блока осушки установлены блок аккумуляторный, прибор измерения микровлажности, колонка заправочная. Блок компрессорный включает дополнительно сепаратор, систему воздушного охлаждения, влагомаслоотделители, систему продувки, бак продувки. Блок осушки представляет собой два адсорбера, наполненных сорбентом-силикагелем.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении технического решения является необходимость расширения функциональных возможностей автомобильного газового заправщика.
Раскрытие сущности технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является обеспечение возможности заправки автотранспорта в нескольких режимах.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что станция компрессорная содержит блок компрессорный с блоком осушки, аккумуляторы газа, колонку заправочную. При этом выход газа блока компрессорного соединен с заправочной колонкой и аккумуляторами газа. Отличается тем, что
- на входе газа в блок компрессорный установлен первый запорный клапан;
- на входе газа блока осушки установлен второй запорный клапан, при этом вход и выход газа блока осушки соединены между собой через третий запорный клапан, установленный на байпасной линии;
- на выходе газа блока компрессорного установлен четвертый запорный клапан;
- входы аккумуляторов газа низкого давления дополнительно соединены с входом газа от стороннего источника через пятый запорный клапан;
- входы аккумуляторов газа среднего давления соединены с входом газа от стороннего источника через шестой запорный клапан;
- входы аккумуляторов газа высокого давления дополнительно соединены с входом газа от стороннего источника через седьмой запорный клапан;
- выходы аккумуляторов низкого, среднего и высокого давления газа дополнительно соединены со входом газа блока компрессорного через восьмой запорный клапан.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
Авторами заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре показана схема передвижного автомобильного газового заправщика.
Осуществление технического решения.
Передвижной автомобильный газовый заправщик ПАГЗ 2400 представляет собой компрессорную станцию для сжатия природного газа и содержит блок компрессорный (1) и аккумуляторы газа (18, 19, 20) (фиг.), размещаемые на полуприцепе.
В отличие от прототипа [5] заявляемое техническое решение выполнено с возможностью работы в трех режимах. В каждом из режимов может осуществляться заправка автотранспорта.
На входе газа в блок компрессорный (1) установлен первый запорный клапан (2). Блок компрессорный содержит подогреватель (3), первый фильтр (4), блок учета газа (5), ресивер (6), компрессор (7), влагоотделитель (8), второй и третий фильтры (9, 10) и блок осушки (11).
Перед подогревателем (3) установлен клапан регулирующий (12), после которого давление сжатого газа поддерживается в диапазоне от 0,4 МПа до 0,55 МПа. Подогреватель (3) соединен последовательно с первым фильтром (4), блоком учета газа (5) и ресивером (6). В ресивере (6) сглаживаются пульсации, возникающие при работе технологического оборудования. Выход ресивера (6) соединен с компрессором (7). Выход компрессора (7) соединен с блоком осушки (11) через влагоотделитель (8), второй и третий фильтры (9, 10). Блок осушки (11) содержит адсорбционные осушители.
На входе газа блока осушки (11) установлен второй запорный клапан (13). Вход и выход газа блока осушки (11) соединены между собой через третий запорный клапан (14), установленный на байпасной линии. Байпасная линия позволяет отключать блок осушки (11) в первом режиме работы (опорожнение аккумуляторов газа (18), (19), (20)). Выход газа блока осушки (11) является выходом газа блока компрессорного (1).
На выходе газа блока компрессорного (1) установлен четвертый запорный клапан (15), через который блок компрессорный (1) соединен с промежуточным аккумулятором газа (16), по меньшей мере одной заправочной колонкой (17), аккумуляторами газа низкого давления (18), аккумуляторами газа среднего давления (19) и аккумуляторами газа высокого давления (20).
Деление аккумуляторов газа (18, 19, 20) на секции позволяет уменьшить перепад давлений при заправке, снизить избыток давления и более полно использовать объем аккумуляторов.
Заправочная колонка (17) содержит вход газа низкого давления, вход газа среднего давления и вход газа высокого давления, на которых установлены запорные клапаны.
Входы аккумуляторов газа низкого давления (18) и вход газа низкого давления колонки газозаправочной (17) дополнительно соединены с входом газа от стороннего источника через пятый запорный клапан (21).
Входы аккумуляторов газа среднего давления (19) и вход газа среднего давления колонки газозаправочной (17) дополнительно соединены с входом газа от стороннего источника через шестой запорный клапан (22).
Входы аккумуляторов газа высокого давления (20) и вход газа высокого давления колонки газозаправочной (17) дополнительно соединены с третьим входом газа от стороннего источника через седьмой запорный клапан (23).
Выходы аккумуляторов низкого, среднего и высокого давления газа (18, 19, 20) дополнительно соединены со входом газа блока компрессорного через восьмой запорный клапан (24). Такое соединение позволяет использовать аккумуляторы газа (18, 19, 20) в качестве источника газа.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Компрессор (4) выполнен поршневым оппозитным двухрядным четырехступенчатым. Выход газа цилиндра первой ступени (30) соединен со входом газа цилиндра второй ступени (31) через газоохладитель первой ступени (25). Выход газа цилиндра второй ступени (31) соединен со входом газа цилиндра третьей ступени через газоохладитель второй ступени (26). Выход газа цилиндра третьей ступени (32) соединен со входом газа цилиндра четвертой ступени (33) через первый и второй газоохладители третьей ступени (27, 28). Выход газа цилиндра четвертой ступени (33) соединен со входом концевого газоохладителя (29).
Пример 2. Блок компрессорный содержит дополнительный газоохладитель (32). При этом выход концевого газоохладителя (29) соединен со входом дополнительного газоохладителя (34) через девятый запорный клапан (35), и с выходом дополнительного газоохладителя (34) через десятый запорный клапан (36), размещенный на байпасной линии. При температуре сжатого газа ниже плюс 10°C допускается пускать газ по байпасной линии.
Пример 3. Заправочных колонок (17) две.
Пример 4. Выход четвертого запорного клапана (15) соединен со входом газа высокого давления заправочной колонки (17) через девятый запорный клапан (37). Кроме того, выход четвертого запорного клапана (15) соединен с аккумуляторами высокого давления (20) через десятый запорный клапан (38), с аккумуляторами среднего давления (19) через одиннадцатый запорный клапан (39) и с аккумуляторами низкого давления (18) через двенадцатый запорный клапан (40).
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Порядок использования.
В первом режиме работы источником сжатого газа являются аккумуляторы газа (18, 19, 20).
В этом режиме закрывают первый запорный клапан (2), второй запорный клапан (13), пятый запорный клапан (21), шестой запорный клапан (22) и седьмой запорный клапан (23). Открывают третий запорный клапан (14), четвертый запорный клапан (15), восьмой запорный клапан (24), запорные клапаны на линиях подачи сжатого газа в аккумуляторы газа низкого, среднего и высокого давления (18, 19, 20), запорные клапаны на линиях подачи сжатого газа в колонки газозаправочные.
Сжатый газ из одного или всех аккумуляторов газа (18, 19, 20) поступает в блок компрессорный через открытый восьмой запорный клапан (24). В блоке компрессорном сжатый газ проходит через клапан регулирующий (12). В процессе дросселирования происходит снижение температуры входящего газа, поэтому далее сжатый газ проходит через подогреватель (3). Затем нагревшийся газ проходит через фильтр (4), блок учета газа (5) и ресивер (6). После ресивера (6) сжатый газ поступает в компрессор (7). После сжатия в каждой ступени газ охлаждается в соответсвующем газоохладителе (25, 26, 27, 28, 29). После компрессора (7) газ поступает в дополнительный газоохладитель (34), влагоотделитель (8) и фильтры (9, 10). После очистки сжатый газ поступает на выход блока компрессорного через открытый третий запорный клапан (14). Затем сжатый газ последовательно заполняет до максимального давления промежуточный аккумулятор газа (16) и баллон автотранспортного средства, подключенного к по меньшей мере одной колонке (17). По достижению в линии колонки (17) максимального давления происходит заполнение аккумуляторов газа высокого давления (20) до максимального давления. Далее происходит заполнение аккумуляторов газа среднего давления (19) до максимального давления. После этого происходит заполнение аккумуляторов газа низкого давления (18) до максимального давления. После заполнения всех аккумуляторов (18, 19, 20) до максимального давления и отсутствия подключенных к колонкам (17) автотранспортных средств происходит отключение компрессора (7) и переход станции в дежурный режим. При этом заправка автомобилей осуществляется из аккумуляторов (18, 19, 20). В первую очередь заправка происходит из аккумуляторов газа высокого давления (20), затем аккумуляторов газа среднего давления (19) и далее заправка завершается из аккумуляторов газа низкого давления (18).
Во втором режиме работы в качестве источника газа используют газ из магистрального трубопровода. При этом открывают первый запорный клапан (2), второй запорный клапан (13), четвертый запорный клапан (15), запорные клапаны на линиях подачи сжатого газа в аккумуляторы газа низкого, среднего и высокого давления (18, 19, 20), запорные клапаны на линиях подачи сжатого газа в колонки газозаправочные (17). Закрывают восьмой запорный клапан (24), третий запорный клапан (14), пятый запорный клапан (21), шестой запорный клапан (22) и седьмой запорный клапан (23).
Во втором режиме работы газ после сжатия и очистки поступает в колонки (17) и аккумуляторы газа (18, 19, 20) через блок осушки (11).
В третьем режиме работы заправку аккумуляторов газа (18, 19, 20) осуществляют от сторонней автомобильной газонаполнительной компрессорной станции АГНКС. При этом закрывают первый запорный клапан (2), четвертый запорный клапан (15), восьмой запорный клапан (24). Открывают пятый, шестой, седьмой запорные клапаны (21, 22, 23) и запорные клапаны на линиях подачи сжатого газа в колонки газозаправочные. При этом запуск компрессора (7) не требуется, а заправка автотранспортного средства обеспечивается за счет нагнетания газа из подключенной АГНКС.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом нефтегазомашиностроительном предприятии.