ИНДИВИДУАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПРАВКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к газовой промышленности, а именно к индивидуальному устройству для заправки автомобильного транспорта компримированным природным газом.
Индивидуальное устройство для заправки автомобильного транспорта (далее по тексту ИУ) может эксплуатироваться как в помещениях, так и вне помещений, например, на открытой площадке частного жилого дома.
Наиболее близким к заявленной полезной модели по технической сущности и взятой за прототип является устройство для заправки автомобилей газообразным топливом, включающее в себя корпус, содержащий многоступенчатый газовый компрессор с приводом от электродвигателя, отверстие для впуска газа в устройство, отверстие для выпуска газа, блок осушки, конденсатор, систему вентиляции, включающую в себя отверстие для ввода атмосферного воздуха, вентилятор и отверстие для отвода атмосферного воздуха в атмосферу, датчик газа, расположенный вблизи от отверстия для отвода воздуха и предназначенный для обнаружения огнеопасного газа, проходящего через систему вентиляции, датчик температуры воздушного потока, расположенный вблизи от отверстия для ввода атмосферного воздуха, элементы текущего контроля и управления, подключенные к центральной системе управления, имеющей главный логический контроллер, источник питания (патент РФ №2322637, МПК: F17C 5/00, опубликован: 20.04.2008).
При работе устройства-прототипа взрывопожаробезопасность обеспечивается непрерывной продувкой корпуса атмосферным воздухом под избыточным давлением посредством работы вентилятора. Одновременно продувка корпуса ИУ атмосферным воздухом обеспечивает требуемый тепловой режим работы электродвигателя и газового компрессора. В штатном режиме, выбранный прототип работает при температурах окружающего воздуха не ниже минус 25 градусов Цельсия. Для работы в более суровых условиях необходимо обеспечить дополнительные меры для обеспечения работоспособности и защите оборудования от замерзания. Запуск ИУ в условиях отрицательных температур окружающей среды может стать причиной серьезных поломок и выхода из строя приводного электродвигателя.
Недостатком прототипа является то, что в условиях отрицательных температур окружающей среды холодный атмосферный воздух, подаваемый в корпус посредством работы вентилятора с расходом, требуемым для обеспечения взрывопожаробезопасности, может вызвать недопустимое понижение температуры в корпусе ИУ. Отрицательные температуры атмосферного воздуха также могут нарушить работу многоступенчатого газового компрессора. При сжатии природного газа создается конденсат, который при отрицательной температуре атмосферного воздуха может замерзнуть, что может привести к выходу из строя газового компрессора и аварийному останову ИУ.
Ещё одним недостатком прототипа является то, что составляющие элементы часто засоряются, вследствие затягивания внутрь устройства с атмосферным воздухом частиц пыли, насекомых и т.д., что в свою очередь приводит к перегреву составляющих частей и ранней коррозии металла.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является безопасный пуск ИУ в условиях отрицательных температур атмосферного воздуха и поддержание заданных температурных характеристик в корпусе ИУ для обеспечения стабильной работы газового компрессора и приводного электродвигателя.
Технический результат заключается в повышении надежности работы ИУ, обеспечении безопасного запуска ИУ при отрицательных температурах атмосферного воздуха.
Технический результат достигается за счет организации подогрева подаваемого атмосферного воздуха в корпус ИУ при отрицательных температурах атмосферного воздуха до температуры, позволяющей осуществить запуск и безаварийную работу.
Технический результат достигается тем, что ИУ включающее в себя корпус с входом и выходом воздушного потока, содержащий многоступенчатый газовый компрессор с приводом от электродвигателя, блок осушки, конденсатор, трубопровод входа газа, трубопровод подачи газа для заправки автотранспорта, вентилятор наддува воздуха, датчик температуры входящего воздушного потока, установленный на корпусе у входа атмосферного воздуха, главный логический контроллер, источник питания, дополнительно оснащено средством для подогрева воздуха, последовательно расположенным по ходу движения атмосферного воздуха после вентилятора, датчиком температуры выходящего воздуха, установленным на корпусе у выхода атмосферного воздуха и соединенными электрическими цепями с главным логическим контроллером.
Данное техническое решение позволит:
- обеспечить работоспособность оборудования при температурах окружающей среды ниже минус 25 градусов Цельсия;
- повысить надежность составляющих элементов, за счет обеспечения допустимого температурного режима внутри корпуса.
Отличительные признаки «средство для подогрева воздуха» и «датчик температуры выходящего воздуха» являются существенными.
Установка в корпус ИУ средства для подогрева воздуха, например, ТЭН, нагревающего кабеля, тепловентилятора, последовательно расположенного по ходу движения атмосферного воздуха после вентилятора и датчика температуры воздуха, установленным на корпусе у выхода атмосферного воздуха, позволит повысить надежность работы ИУ при отрицательных температурах атмосферного воздуха.
Синхронизация, посредством главного логического контроллера, датчика температуры воздушного потока воздуха, установленного на корпусе у входа атмосферного воздуха, датчика температуры воздушного потока, установленного на корпусе у выхода воздушного потока, средства подогрева воздуха и вентилятора наддува воздуха позволяет включать, выключать и регулировать мощность нагрева средства подогрева воздуха для обеспечения поддержания в корпусе ИУ требуемой рабочей температуры воздуха.
Кроме того, для дополнительного повышения надёжности работы ИУ может содержать фильтр для очистки воздуха, установленный перед входом атмосферного воздуха в корпус.
Установка фильтра очистки воздуха перед входом атмосферного воздуха в корпус позволит исключить попадание частиц пыли, мух, снега, грязи в корпус, тем самым обеспечить хороший теплосъем с корпуса электродвигателя и газового компрессора, увеличить межсервисный интервал за счет обеспечения чистоты внутри корпуса.
Также для дополнительного повышения надёжности работы устройства, корпус ИУ может быть выполнен из композиционного звукопоглощающего материала, выполняющего функцию теплозащиты, а также снижения уровня шума от работы компрессора.
Выполнение корпуса из композиционного звукопоглощающего материала позволит повысить теплозащиту ИУ и снизить уровень шума передаваемого от работы компрессора.
Устройство поясняется схемой, на которой приведены следующие обозначения позиций:
1 - корпус, 2 - вход воздушного потока, 3 - выход воздушного потока, 4 - многоступенчатый компрессор, 5 - приводной электродвигатель, 6 - блок осушки, 7 - конденсатор, 8 - трубопровод входа газа, 9 - трубопровод подачи газа, 10 - вентилятор наддува воздуха, 11 - датчик температуры входящего воздушного потока, 12 - главный логический контроллер, 13 - источник питания, 14 - средство для подогрева воздуха, 15 - датчик температуры выходящего воздуха, 16 - фильтр воздушный.
Работает устройство следующим образом.
При пуске ИУ от источника питания 13, если датчик 11 температуры входящего воздушного потока определяет, что температура воздуха находится ниже заданного минимального предельного значения, главный логический контроллер 12 выдает сигнал на включение средства 14 подогрева воздуха и вентилятора 10 наддува воздуха для осуществления нагрева воздуха, поступающего через вход 11 воздушного потока в корпусе 1. Теплый воздушный поток, проходящий через корпус 1, подогревает корпус многоступенчатого компрессора 4 и корпус приводного электродвигателя 5 и выводится в атмосферу через выход 3 воздушного потока. При достижении оптимального теплового режима работы, определяемого датчиком 15 температуры выходящего воздуха, установленного вблизи выхода 3 воздуха из корпуса 1, главный логический контроллер 12 выдает сигнал на запуск электродвигателя 5, при этом многоступенчатый компрессор 4 начинает сжимать газ и через трубопровод 9 подачи газа для заправки автотранспорта производится заправка баллона автомобиля. Контроль температуры воздуха датчиками 11, 15 температуры осуществляется постоянно, а данные передаются на главный логический контроллер 12. На основании полученных данных главный логический контроллер 12 управляет мощностью нагрева средства 14 подогрева воздуха, за счет чего обеспечивается оптимальный тепловой режим внутри корпуса 1.
3
Согласно проведенным расчетам по определению необходимой мощности подогревателя выявлено, что для подогрева воздуха от -25ºС до -20ºС при расходе воздуха 600 м/час необходимо использовать нагреватель мощностью не менее 1 кВт. В случае, если температура воздуха достигнет -35ºС, необходимо использовать нагреватель мощностью не менее 3 кВт. Данные параметры были подтверждены испытаниями, проведенными на макете.
Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить возможность безотказной работы ИУ, повысить надежность работы компрессора и привода в условиях отрицательной температуры атмосферного воздуха за счет внедрения средства подогрева воздуха.