Распределительная станция для криогенной жидкости
CRYOGENIC LIQUID DISTRIBUTION STATION

Настоящее изобретение относится к распределительной станции для криогенной жидкости.
Настоящее изобретение относится, в частности, к распределению криогенной жидкости, например, сжиженного природного газа (СПГ), водорода или жидкого азота. Такие жидкости обычно подаются под давлением и при очень низких температурах.
Растет число потребителей СПГ, при этом продолжает увеличиваться число средств переноса СПГ, например, в резервуары транспортных средств, обычно грузовых автомобилей или фургонов. Для осуществления переноса такого типа используется распределительное устройство, предназначенное для переноса объема криогенной жидкости из устройства для длительного хранения в резервуар или другую емкость меньшего размера.
Известные системы распределения СПГ обычно содержат гибкую наливную трубу и, в некоторых случаях, гибкую паросборную трубу. При этом они также имеют различные предохранительные устройства, такие как кнопка аварийного останова, нажимная кнопка, представляющую собой кнопку аварийного отключения, а также пусковая кнопка, активируемая для обеспечения подачи криогенной жидкости. Кроме того, для отображения информации о перемещаемой криогенной жидкости также предусмотрен экран.
Традиционно, распределительная станция для криогенной жидкости похожа на станцию для распределения бензина. Обычно она имеет корпус, имеющий по существу форму параллелепипеда, высотой приблизительно 2 м, и поверхность, имеющую экран для осуществления мониторинга (экран), под которым расположены пусковая кнопка, так называемая кнопка аварийного отключения и кнопка аварийного останова, а также, как правило, световые индикаторы, предоставляющие информацию о текущем процессе распределения. Наливная труба выходит из поверхности, примыкающей к поверхности с экраном. Паросборная труба расположена либо сбоку от наливной трубы, либо на поверхности, противоположной поверхности, из которой выходит наливная труба. В последнем случае через поверхность, примыкающую к поверхности с экраном, проходит наливная труба, а через другую примыкающую поверхность проходит вентиляционная труба.
Целью настоящего изобретения является создание распределительной станции описанного выше типа, содержащей наливную трубу, вентиляционную трубу, экран для осуществления мониторинга и средства обеспечения безопасности, и имеющей улучшенную эргономику.
С этой целью изобретение предлагает распределительную станцию для криогенной жидкости, содержащую экран для осуществления мониторинга, по меньшей мере одну кнопку управления и наливную трубу, проходящую от распределительной станции.
В соответствии с настоящим изобретением, наливная труба выходит из станции с поверхности, представляющей собой заднюю поверхность распределительной станции, указанный экран расположен по существу параллельно задней поверхности и обращен в сторону от указанной задней поверхности, при этом по меньшей мере одна кнопка управления расположена с возможностью доступна для человека, находящегося лицом к экрану.
Таким образом, трубы станции расположены на одной стороне указанной станции, а экран расположен на противоположной стороне. Следовательно, во время операции наполнения, когда наливная труба соединена с требуемым для наполнения резервуаром, оператор контролирует процесс наполнения, одновременно наблюдая за экраном и соединением между трубой и резервуаром.
В целях дальнейшего улучшения эргономики распределительной станции, все кнопки управления предпочтительно сгруппированы вместе.
Чтобы облегчить использование распределительной станции, она преимущественно содержит только одну кнопку для управления последовательностью наполнения, связанную со средством распределения типа электромагнитного клапана и/или насоса, а также средство управления, чтобы, когда кнопка отпущена, средство распределения находилось в неподвижном состоянии, а когда кнопка нажата, средство распределения подавало криогенную жидкость в наливную трубу в соответствии с указанной последовательностью наполнения.
В предпочтительном варианте выполнения предложена распределительная станция, в которой задняя поверхность имеет верхний край с соединительной муфтой, в которую вставлен проксимальный конец наливной трубы, и с соединительной муфтой, в которую вставлен проксимальный конец паросборной трубы, при этом соединительные муфты выполнены так, что проксимальный конец наливной трубы и проксимальный конец паросборной трубы проходят по существу вертикально. В данном варианте выполнения трубы менее тяжелые для выполнения манипуляций пользователем. В этом варианте выполнения предусмотрена возможность того, что наливная труба и паросборная труба на дистальном конце имеют соединитель, и что передняя поверхность имеет два приспособления, по одному для каждого соединителя, и что каждое приспособление имеет по существу цилиндрическую форму и направлено вниз под углом от 0 до 45°. Каждое приспособление может иметь запирающее устройство, обеспечивающее возможность удержания соединителя внутри своего приспособления и/или приспособление наливной трубы может иметь средство нагрева и/или средство очистки.
Предпочтительный вариант выполнения предусматривает, что распределительная станция содержит:
- нижнее основание с высотой от 0,8 до 1,3 м, имеющее первую поверхность, представляющую собой нижнюю заднюю поверхность, вторую поверхность, представляющую собой нижнюю переднюю поверхность, третью поверхность, представляющую собой верхнюю поверхность, и две поверхности, представляющие собой нижние боковые поверхности,
- стойку, проходящую вертикально от верхней поверхности и имеющую поверхность, проходящую от нижней задней поверхности нижнего основания в направлении вверх, и
- навес, поддерживаемый стойкой и проходящий от указанной стойки вперед и назад для формирования направленного назад края, и крышу, закрывающую нижнее основание в направлении передней части.
Такая распределительная станция является еще более предпочтительной, поскольку крыша, закрывающая нижнее основание, поддерживает корпус с помощью поверхности, представляющей собой верхнюю переднюю поверхность, в которую вставлен экран, и обеспечивает формирование свободного пространства, расположенного между указанным корпусом и верхней поверхностью нижнего основания. Таким образом, экран термически защищен от холодных элементов распределительной станции. Указанное пространство также может использоваться для размещения различных элементов. Наконец, для размещения кнопок в непосредственной близости от экрана и, таким образом, в целях дальнейшего улучшения эргономики распределительной станции, можно предусмотреть, чтобы нижняя передняя поверхность имела наклонную плоскость, примыкающую к верхней поверхности нижнего основания, и чтобы кнопки управления распределительной станцией были сгруппированы на ней.
Подробности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает схематичный вид сверху эргономичной распределительной станции для криогенной жидкости на этапе соединения станции с резервуаром грузовика,
Фиг. 2 изображает вид, соответствующий показанному на Фиг. 1, на этапе наполнения,
Фиг. 3 изображает изометрический вид в аксонометрии предпочтительного варианта выполнения распределительной станции,
Фиг. 4 изображает на виде сбоку распределительную станцию, представленную на Фиг. 3,
Фиг. 5 изображает вид спереди распределительной станции, показанной на Фиг. 3 и 4, и
Фиг. 6 изображает вид сзади распределительной станции, показанной на Фиг. 3-5.
Фиг. 1 и 2 изображают схематичные виды, показывающие оператора 2 во время заправки грузовика 4 у распределительной станции 6 для криогенной жидкости.
Распределительная станция 6 расположена на площадке 8, которая может иметь любую удлиненную форму, причем на чертежах показана эллиптическая форма. Площадка 8 немного приподнята, например, приблизительно на 15-30 см, над дорожным покрытием, по которому движутся транспортные средства с резервуарами для заправки криогенной жидкостью на распределительной станции. Таким образом, площадка 8 ограничивает зону, запрещенную для движения транспортных средств и открытую для доступа оператора 2 при наполнении резервуара. Оператор 2 может безопасно перемещаться по распределительной станции 6, оставаясь на площадке 8.
В ходе дальнейшего описания будет установлено направление, исходя из положения оператора на Фиг. 2. Предполагается, что оператор 2 в процессе распределения криогенной жидкости расположен лицом к передней поверхности распределительной станции 6. Таким образом, на Фиг. 1 и 2 (а также на Фиг. 4) передняя сторона находится слева, а задняя сторона - справа. Аналогичным образом определяются также верхнее/нижнее положение, а также горизонтальное направление и вертикальное направление. Проезжая часть и площадка 8 имеют по существу горизонтальную поверхность.
Станция 6, показанная на Фиг. 1 и 2, более подробно проиллюстрирована в предпочтительном варианте выполнения на Фиг. 3-6.
Станция 6 имеет нестандартную форму, описанную ниже. Она содержит основание 10, или нижнее основание, и стойку 12, поддерживающую навес 14.
Основание 10 содержит электромеханические элементы и трубы для распределения криогенной жидкости. Эти различные элементы известны специалистам и в настоящем документе не описываются. Например, они могут состоять из насоса и/или электрического клапана, который / которые взаимодействует / взаимодействуют с подводящей трубой и с трубой для подачи криогенной жидкости. Все эти технические элементы закрыты и все вместе образуют основание 10, имеющее нижнюю переднюю поверхность 16, нижнюю заднюю поверхность 18, верхнюю поверхность 20 и две боковые поверхности 22.
Как лучше видно на Фиг. 4, нижняя передняя поверхность 16 имеет незначительный уклон, так что ее верхний край выдвинут относительно нижнего края. Кроме того, на Фиг. 4 видно, что нижняя передняя поверхность 16 также содержит полосу 24 в верхней части, которая, наподобие скошенной кромки, образует соединение с верхней поверхностью, и наклонный скошенный угол 26, поддерживающий аэрационную решетку в нижней части.
Задняя поверхность 18 проходит по существу вертикально на большую часть высоты и оканчивается в верхней части участком 28, расположенным наклонно вперед, образуя соединение с верхней поверхностью 20.
Верхняя поверхность 20 является плоской и проходит горизонтально. Она проходит на высоте 80 см - 1,3 м над площадкой 8 и поэтому, может использоваться как опорная поверхность для размещения не ней различных предметов: личных вещей оператора, которые он может временно положить при заправке резервуара грузовика, или других предметов. Стойка 12 проходит в задней части этой поверхности 20. Она выполнена в форме параллелепипеда и имеет верхнюю переднюю поверхность 30, верхнюю заднюю поверхность 32 и две верхние боковые поверхности 34. Верхняя задняя поверхность 32 по существу совмещена с нижней задней поверхностью 18 и ее наклонным участком 28. Верхние боковые поверхности 34 по существу совмещены с боковыми поверхностями 22 основания 10, но их ширина значительно меньше боковой поверхности основания 10. Верхняя передняя поверхность 30 смещена назад относительно нижней передней поверхности 16. Поверхности 32, 30 и 34 проходят вертикально.
Навес 14, поддерживаемый опорой 12, выполнен из двух частей, задней части 36 и передней части 38.
Задняя часть 36 навеса 14 образует выступающую часть в направлении задней части стойки 12, поддерживающую, на своей нижней поверхности, две соединительные муфты 40 (см., в частности, Фиг. 4 и 6). Первая соединительная муфта 40 соединена с наливной трубой 42, а вторая соединительная муфта 40 соединена с паросборной трубой 44. Каждая муфта 40 преимущественно может иметь шарнирный соединитель (очевидно, с уплотнением), предусмотренным для работы при чрезвычайно низких температурах, соответствующих температурам криогенных жидкостей. Такой шарнирный соединитель предотвращает ненужное скручивание соответствующей трубы. При этом каждая соединительная муфта также преимущественно может иметь систему обнаружения пара и/или датчик температуры для обнаружения утечки.
Каждая из этих труб имеет проксимальный конец, соединенный с муфтой 40, и дистальный конец, соединенный с соединителем 46. Каждый соединитель 46 расположен в неподвижном положении в приспособлении, которое проходит в наклонный участок 28 задней поверхности 18. Каждое приспособление имеет цилиндрическую форму (с круглым или другим поперечным сечением) и проходит перпендикулярно наклонному участку 28. Каждое приспособление направлено наклонно вниз под углом приблизительно 10° (от 0° до 45°, предпочтительно от 0° до 30°) относительно горизонтали.
Передняя часть 38 навеса 14 проходит над основанием 10, которое она закрывает. В показанном варианте выполнения она используется вместе со стойкой 12 в качестве опоры для корпуса 48. В отличие от стойки 12, корпус 48 содержит наружную сторону 50, в которую встроен экран 52. Экран обращен вперед, то есть от стойки 12 и задней поверхности станции 6 (образованной нижней задней поверхностью 18 и верхней задней поверхностью 32).
Корпус 48 имеет размеры, при которых, с одной стороны, наружная сторона 50 находится на расстоянии от стойки 12, а с другой стороны между основанием 10, а точнее, между верхней поверхностью 20 основания 10 и корпусом 48 остается свободное пространство. Таким образом, экран 52 теплоизолирован от криогенной жидкости, подаваемой распределительной станцией. В действительности, указанная криогенная жидкость циркулирует в основании 10 и в стойке 12 до подачи через наливную трубу 42.
Экран 52 расположен над пластиной 24 или немного смещен к задней части указанной пластины 24. В проиллюстрированном примере варианта выполнения указанная пластина 24 содержит три кнопки 54, т.е. первую кнопку 54 аварийного останова, которая обычно требуется по закону, вторую кнопку выбора и третью кнопку для управления распределением криогенной жидкости. Эта третья кнопка используется преимущественно как кнопка запуска, останова и как кнопка аварийного отключения. Предусматривается, что последовательность наполнения криогенной жидкостью начинается, когда оператор 2 нажимает эту третью кнопку, и прекращается при отпускании этой кнопки. Экран 52 и соответствующая наружная сторона 50 расположены наклонно, чтобы оператор 2 мог видеть информацию, отображаемую на экране 52, когда он находится лицом к экрану 52 и имеет доступ к кнопкам 54.
Для наполнения резервуара, например, резервуара грузовика 4 (Фиг. 1 и 2), оператор 2, после расположения грузовика 4 вдоль площадки 8, соединяет наливную трубу 52 и, если предусмотрено, паросборную трубу 44 с резервуаром грузовика 4. Этот этап показан на Фиг. 1.
Затем оператор 2 перемещается так, чтобы встать лицом к экрану 52 и кнопкам 54, и наблюдает за наполнением резервуара. Следует отметить, что все кнопки 54 сгруппированы на пластине 24 и, таким образом, находятся на одном участке, расположенном на противоположной относительно станции 6 стороне зоны заправки Фактически, трубы расположены позади станции 6, тогда как кнопки 54 и экран 52 для осуществления мониторинга находятся спереди станцией 6. Таким образом, при наполнении резервуара оператор 2, который для наполнения резервуара криогенной жидкостью должен нажать третью кнопку 54, находится на расстоянии от труб, которые становятся холодными в процессе наполнения. Однако, несмотря на то, что он находится на расстоянии от этой зоны заправки, он естественным образом поворачивается к указанной наливной трубе и может достаточно хорошо контролировать наполнение. Экран 52 расположен по существу перпендикулярно полосе, в которой расположен грузовик 4. В варианте выполнения можно предусмотреть размещение экрана на опоре, которая будет независима от основания 10 распределительной станции.
Несмотря на то, что всего одна кнопка используется как для управления началом последовательности наполнения, так и для остановки последовательности наполнения (при отпускании этой кнопки), также предусмотрена система, автоматически останавливающая наполнение при наполненном резервуаре, как известно из предыдущего уровня техники применительно к распределительным станциям для криогенной жидкости.
Вторая кнопка или кнопка выбора позволяют выбирать, например, тип криогенной жидкости, например, в случае, если предусмотрено распределение нескольких различных жидкостей. Эта вторая кнопка также может использоваться для подтверждения выбора, предлагаемого на экране 52.
На экране 52 могут быть отображены различные виды информации. Таким образом, на экране может быть указано количество распределенной жидкости, информация о распределенной жидкости, ее цена, а также о текущем распределении: правильное соединение наливной трубы, процент наполнения, запрос на отсоединение труб, сообщения об ошибках и т.д. Как упоминалось выше, экран 52 расположен так, что оператор 2 отлично видит информацию, отображаемую на экране 52, при нажатии третьей кнопки 54, выполняющей функции кнопки аварийного отключения.
Таким образом, со своего места, находясь лицом к экрану 52, оператор 2 имеет свободный доступ к кнопке аварийного отключения и управляет наполнением резервуара, с одной стороны, путем воздействия на эту кнопку, а с другой стороны, имеет хороший обзор как зоны заправки, так и экрана 52.
Как следует из предшествующего описания, наливная труба 42 и паросборная труба 44 соединены вертикально, то есть проксимальный конец труб со стороны станции 6 проходит вертикально вниз. Данная конфигурация является преимущественной, поскольку она дает возможность ограничить вес переносимой трубы и облегчает задачу оператора 2 при соединении труб с резервуаром / отсоединении труб от резервуара. Кроме того, благодаря соединению на некоторой высоте и предлагаемой конфигурации (обе трубы находятся на одной и той же стороне распределительной станции, соответствующей здесь задней поверхности), оператору не нужно переступать через трубы при соединении труб с резервуаром / отсоединении труб от резервуара грузовика 4.
Тот факт, что трубы присоединены вертикально (проксимальный конец проходит вертикально), позволяет увеличить срок службы труб, ограничив их износ, поскольку трубы изгибаются с большим радиусом кривизны, а изгиб является причиной износа. Это также позволяет уменьшить возможность контакта труб с грунтом, что является еще одной причиной износа труб.
Кроме того, специалисту следует понимать, со ссылкой, в частности, на Фиг. 1 и 2, что грузовик 4 может быть припаркован с обеих сторон площадки 8, обеспечивающей поддержку распределительной станции 6. Таким образом, при наполнении резервуара грузовика 4, на другой стороне площадки может быть припаркован еще один грузовик, для подготовки к наполнению резервуара криогенной жидкостью (например, СПГ). Грузовик может прибыть к площадке с противоположного направления.
Каждый соединитель 46 в неподвижном положении помещается в приспособление, вставленное в наклонный участок 28. Это дает возможность снабдить каждый соединитель электромеханическим элементом, определяющим, находится ли соединитель в руках оператора 2 или лежит на земле.
В приспособлениях соединителей 46 по отдельности или в сочетании (размещение рядом) могут быть предусмотрены различные устройства. В этих приспособлениях может размещаться, например, запирающее устройство для поддержки каждого соединителя. Также может быть предусмотрена система для очистки воздухом или азотом. Таким образом, оператору не нужно выполнять такую очистку вручную. При этом очистка может быть предусмотрена каждый раз перед наполнением и после наполнения резервуара. Кроме того, может быть установлено нагревательное устройство, в частности, в месте расположения соединителя наливной трубы, для предотвращения обледенения соответствующего соединителя.
В распределительной станции 6, описанной выше и проиллюстрированной на чертеже, предусмотрен холодный участок и горячий участок. Холодный участок соответствует различным поверхностям, которые в большей или меньшей степени непосредственно соприкасаются с распределяемой криогенной жидкостью. Он в основном соответствует основанию распределительной станции и ее стойке. Горячий участок, расположенный, в частности, в месте расположения корпуса 48, теплоизолирован от холодного участка и содержит экран 52, а также различные электронные компоненты для управления и мониторинга распределительной станции 6. В этом корпусе 48 температура по существу соответствует температуре окружающей среды.
С использованием распределительной станции, как описано выше, для оператора упрощается процесс распределения криогенной жидкости, например, СПГ (сжиженного природного газа). Предлагаемая станция имеет лучшие эргономические характеристики по сравнению со станциями, известными из предыдущего уровня техники.
Прежде всего, оператор может заправлять грузовик по обе стороны от распределительной станции. Далее, после выполнения процесса соединения распределительной станции с резервуаром, который необходимо заправить, оператор располагается перед экраном, а затем поворачивается лицом к кнопке управления для осуществления контроля за распределением криогенной жидкости. Таким образом, он находится на расстоянии от резервуара и труб, но может очень хорошо отслеживать процесс наполнения и, одновременно, видеть экран.
Предлагаемая конструкция позволяет упростить процесс манипуляций с трубами. Благодаря «вертикальному» присоединению трубы становятся менее тяжелыми при соединении с резервуаром и при возврате на распределительную станцию. Панель управления также эффективно упрощается за счет ограничения количества кнопок.
Конечно, настоящее изобретение не ограничивается предпочтительным вариантом выполнения, описанным выше и представленным на чертежах, или упомянутыми вариантами. Оно также относится ко всем вариантам выполнения, имеющимся в распоряжении у специалистов и представленных в контексте последующей формулы изобретения.