СПОСОБ ЗАПРАВКИ ЖИДКОСТНОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВЛЕННЫМ ТОПЛИВОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR FILLING LIQUID FUEL SYSTEM WITH PREPARED FUEL AND IMPLEMENTATION DEVICE

Изобретение относится к области заправки жидкостных топливных систем, а именно заправочному оборудованию и устройствам для удаления газов и воды из жидкого топлива, а также из других жидкостей, например, масел, и может быть использовано в авиации, ракетно-космической технике, машиностроении и др.
Из уровня техники известен способ осушки топлива или масла с помощью блока осушки и дегазации по патенту РФ №2690354, приоритет от 02.10.2018, МПК B01D 19/00, при котором пропускают топливо или масло через распылитель, получая мелкодисперсный туман, нагревают, испаряют и удаляют с помощью вакуумного насоса дисперсную воду, затем откачивают осушенное и дегазированное топливо или масло с помощью насоса через отверстие, выполненное в нижней части бака.
Недостатками способа осушки и дегазации являются: низкая технологичность способа из-за необходимости использования дополнительного оборудования, ограниченные условия использования способа из-за высокой температуры жидкости и высокого давления на входе в форсунку, а также недостаточная эффективность удаления из жидкости растворенного воздуха.
Также из уровня техники известен способ дегазации жидкости с помощью устройства дегазации жидкости по авторскому свидетельству СССР №1011156, приоритет от 30.09.1981, МПК B01D 19/00, наиболее близкий к предлагаемому изобретению и выбранный в качестве прототипа. Способ дегазации жидкости состоит в том, что жидкость барботируют, пропускают через дегазатор, через распылитель подают в дозатор, где окончательно дегазируют.
Недостатками способа дегазации жидкости являются: низкая технологичность процесса дегазации из-за необходимости использования дополнительного оборудования, отсутствие возможности обезвоживания топлива.
Изобретение направлено на решение следующей технической проблемы: обеспечение требуемой эффективности подготовки топлива к заправке, включая дегазацию и обезвоживание топлива.
Для способа заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом техническая проблема решается за счет того, что для подготовки топлива используют емкость, снабженную штуцером вакуумирования и штуцером подачи топлива, каждый из которых выполнен с возможностью соединения с одним из концов топливного рукава, вторым концом соединенного с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива, и вакуумный насос, соединенный с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива с возможностью перекрытия, заливают топливо в емкость, подготавливают топливо, для чего барботируют топливо, залитое в емкость, с помощью барботажной трубки, при этом используют газ, инертный к компонентам топлива, вакуумируют надтопливное пространство с помощью вакуумного насоса, при этом состыковывают топливный рукав к штуцеру вакуумирования, после завершения подготовки топлива перестыковывают топливный рукав от штуцера вакуумирования к штуцеру подачи топлива, перекрывают вакуумный насос, заправляют жидкостную систему топливом с помощью заправочных пистолетов, соединенных с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива.
В частном случае осуществления способа техническая проблема решается за счет того, что заправляют жидкостную систему с помощью вытеснительной подачи топлива и используют общую систему подачи газа для барботирования топлива и наддува бака при подаче топлива.
Изобретение позволяет достичь следующего технического результата: повышение технологичности процесса подготовки топлива за счет использования одной емкости для процессов барботирования и вакуумирования и отсутствия необходимости в дополнительном оборудовании, повышение эффективности подготовки топлива к заправке за счет обеспечения удаления из топлива и растворенной воды, и растворенного воздуха.
Из уровня техники известен блок осушки и дегазации по патенту РФ №2690354, приоритет от 02.10.2018, МПК B01D 19/00, в состав которого входят вакуумный бак, расположенная в вакуумном баке форсунка с распылителем, вакуумный насос, соединенный с вакуумным баком с помощью трубопровода.
Недостатками блока осушки и дегазации являются: низкая технологичность устройства из-за необходимости использования дополнительного оборудования, ограниченные условия использования устройства из-за необходимости поддерживания высокой температуры и высокого давления жидкости, недостаточная эффективность удаления растворенного воздуха из жидкости, сложность конструкции.
Также из уровня техники известно устройство дегазации жидкости по авторскому свидетельству СССР №1011156, приоритет от 30.09.1981, МПК B01D 19/00, наиболее близкое к предлагаемому изобретению и выбранное в качестве прототипа. Устройство дегазации жидкости содержит технологическую емкость предварительного дегазирования или рассыщения, дегазатор непрерывного действия, дозатор, центробежный насос, распылители, систему подачи газа наддува.
Недостатками устройства дегазации жидкости являются: низкая технологичность процесса дегазации из-за необходимости использования дополнительного оборудования, сложность конструкции, необходимость использования дополнительного оборудования, отсутствие возможности обезвоживания топлива.
Изобретение направлено на решение следующей технической проблемы: создание устройства заправки, имеющего возможность автономной работы без использования дополнительного оборудования, обеспечение требуемой эффективности подготовки топлива к заправке, включая дегазацию и обезвоживание топлива.
Для устройства заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом техническая проблема решается за счет того, что устройство для заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом содержит емкость, снабженную штуцером заполнения емкости и барботажной трубкой, и вакуумный насос, систему трубопроводов вакуумирования и подачи топлива, топливный рукав и заправочные пистолеты, соединенные с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива, а также систему подачи газа, соединенную с барботажной трубкой, при этом емкость также снабжена штуцером подачи топлива и штуцером вакуумирования, каждый из которых выполнен с возможностью стыковки с одним из концов топливного рукава, второй конец топливного рукава соединен с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива, вакуумный насос соединен с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива с возможностью перекрытия.
В частном случае осуществления изобретения техническая проблема решается за счет того, что система подачи газа соединена с емкостью с возможностью наддува емкости.
Изобретение позволяет достичь следующего технического результата: повышение технологичности за счет простоты конструкции устройства, в том числе использования одной емкости для барботирования и вакуумирования топлива, что дополнительно позволяет оптимизацию габаритно-массовых характеристик и создание мобильного устройства заправки, повышение эффективности подготовки топлива к заправке за счет обеспечения удаления из топлива и растворенной воды, и растворенного воздуха.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:
На фиг. 1 изображена схема устройства заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом со следующими позициями:
1 - емкость для барботирования;
2 - штуцер вакуумирования;
3 - первый штуцер подачи топлива;
4 - топливный рукав;
5 - второй штуцер подачи топлива;
6 - система трубопроводов вакуумирования и подачи топлива;
7 - штуцер подачи газа;
8 - кран барботирования;
9 - кран наддува емкости;
10 - барботажная трубка;
11 - кран вакуумирования емкости;
12 - кран подачи топлива из емкости;
13 - штуцер заполнения емкости;
14 - вакуумный насос;
15 - кран вакуумного насоса;
16 - штуцер дренажа насоса;
17 - заправочные пистолеты;
18 - предохранительный клапан;
19 - манометр;
20 - топливный фильтр;
21 - кран заполнения емкости;
22 - кран подачи топлива и вакуумирования;
23 - штуцер подачи топлива на заправочный пистолет;
24 - мановакуумметр;
25 - топливный рукав заправочного пистолета;
26 - разъем для подключения кабеля электропитания;
27 - кабель электропитания;
28 - индикатор наличия электропитания;
29 - кнопка включения-выключения вакуумного насоса;
30 - клеммы заземления.
Способ заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом заключается в следующем.
Для осуществления способа используют емкость 1, снабженную штуцером вакуумирования 2 и первым штуцером подачи топлива 3, каждый из которых выполнен с возможностью соединения с одним из концов топливного рукава 4, вторым концом соединенного через второй штуцер подачи топлива 5 с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6, и систему подачи газа, в состав которой входят штуцер подачи газа 7, кран барботирования 8, кран наддува емкости 9, и барботажная трубка 10.
Перед началом подготовки топлива соединяют топливный рукав 4 со штуцером вакуумирования 2, при этом открывают кран вакуумирования 11 и перекрывают кран подачи топлива из емкости 12. Заливают топливо в емкость 1 через штуцер заполнения емкости 13 таким образом, чтобы в емкости 1 оставалось незаполненное топливом надтопливное пространство.
Подготавливают топливо, для чего барботируют топливо газом, инертным к компонентам топлива, например, азотом, и вакуумируют надтопливное пространство. Поскольку необходимо также удалить газ, прошедший через топливо в процессе барботирования, барботирование и вакуумирование осуществляют либо одновременно, либо вначале осуществляют барботирование, после барботирования - вакуумирование.
Открывают клапан барботирования 8, подают газ через штуцер подачи газа 7 в барботажную трубку 10, барботируют топливо, залитое в емкость 1, с помощью барботажной трубки 10, в течение заданного промежутка времени. Вакуумируют надтопливное пространство с помощью вакуумного насоса 14, соединенного с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6 с возможностью перекрытия с помощью крана вакуумного насоса 15, при этом открывают кран вакуумного насоса 15. Растворенные в топливе газообразные вещества (азот, кислород, пары воды) под действием пузырьковых образований из барботажной трубки 10 и пониженного давления над зеркалом топлива выделяются сначала в пузырьковые образования, затем из топлива в надтопливное пространство. Выпускают газовую смесь, содержащую удаленные из топлива воду и газообразные вещества, из надтопливного пространства через штуцер дренажа насоса 16.
После завершения подготовки топлива перекрывают кран вакуумирования 11, перекрывают кран вакуумного насоса 15, перестыковывают топливный рукав 4 от штуцера вакуумирования 2 к первому штуцеру подачи топлива 3, открывают кран подачи топлива из емкости 12, открывают кран наддува емкости 9. Для обеспечения вытеснительной подачи топлива производят наддув емкости 1 газом через штуцер подачи газа 7. Заправляют жидкостную систему топливом с помощью, по меньшей мере, одного заправочного пистолета 17, соединенного с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6 (на фиг. 1 изображен вариант, когда заправочных пистолетов 17 два).
Устройство для заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом содержит емкость 1, вакуумный насос 14, систему трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6, а также топливный рукав 4 и, по меньшей мере, один заправочный пистолет 17 (на фиг. 1 изображен вариант устройства, содержащего два заправочных пистолета 17).
Емкость 1 предназначена для проведения барботирования и снабжена штуцером заполнения емкости 13, первым штуцером подачи топлива 3, штуцером вакуумирования 2, системой подачи газа, включая штуцер подачи газа 7, предохранительный клапан 18, кран барботирования 8, кран наддува емкости 9, барботажной трубкой 10 и манометром 19.
Штуцер заполнения емкости 13 снабжен топливным фильтром 20 и краном заполнения емкости 21. Первый штуцер подачи топлива 3 снабжен краном подачи топлива из емкости 12 и соединен с нижней частью емкости 1. Штуцер вакуумирования 2 снабжен краном вакуумирования 11 и соединен с частью емкости 1 выше уровня жидкости при заполнении емкости 1 топливом. Первый штуцер подачи топлива 3 и штуцер вакуумирования 2 выполнены с возможностью стыковки с одним из концов топливного рукава 4.
Топливный рукав 4 представляет собой гибкий шланг, один из концов которого может быть соединен с первым штуцером подачи топлива 3 или со штуцером вакуумирования 2, а второй конец соединен через второй штуцер подачи топлива 5 с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6.
Система трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6 представляет собой систему трубопроводов, соединяющую емкость 1 (через топливный рукав 4, соединенный со штуцером вакуумирования 2 или первым штуцером подачи топлива 3), вакуумный насос 14 и заправочные пистолеты 17. Система трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6 состоит из группы трубопроводов, последовательно соединяющих второй штуцер подачи топлива 5, кран подачи топлива и вакуумирования 22 и штуцеры заправочных пистолетов 23, с ответвлением между краном подачи топлива и вакуумирования 22 и штуцерами заправочных пистолетов 23, соединенным последовательно с краном вакуумного насоса 15 и вакуумным насосом 14. Дополнительно система трубопроводов вакуумирования и подачи топлива 6 снабжена мановакуумметром 24. Заправочные пистолеты 17 соединены со штуцерами заправочных пистолетов 23 с помощью топливных рукавов заправочных пистолетов 25. Вакуумный насос 14 содержит штуцер дренажа насоса 16 и снабжен разъемом 26 для подключения кабеля электропитания 27, индикатором наличия электропитания 28 и кнопкой включения-выключения 29. Также в состав устройства для заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом входят клеммы заземления 30.
Устройство для заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом работает следующим образом:
Подготавливают топливо, для чего барботируют топливо азотом и вакуумируют надтопливное пространство.
Перед началом подготовки топлива соединяют топливный рукав 4 со штуцером вакуумирования 2, при этом открывают кран вакуумирования 11 и перекрывают кран подачи топлива из емкости 12. Заполняют емкость 1 топливом через штуцер заполнения емкости 13 таким образом, чтобы в емкости 1 оставалось незаполненное топливом надтопливное пространство.
Открывают клапай барботирования 8, подают через штуцер подачи азота 7 азот в барботажную трубку 10, барботируют азотом топливо, залитое в емкость 1, с помощью барботажной трубки 10, в течение заданного промежутка времени.
Вакуумируют надтопливное пространство с помощью вакуумного насоса 14, при этом открывают кран вакуумного насоса 15. Растворенные в топливе газообразные вещества (азот, кислород, пары воды) под действием пузырьковых образований из барботажной трубки 10 и пониженного давления над зеркалом топлива выделяются сначала в пузырьковые образования газа (азота), затем из топлива в надтопливное пространство. Выпускают газовую смесь, содержащую удаленные из топлива воду и газообразные вещества, из надтопливного пространства через штуцер дренажа насоса 16.
После завершения подготовки топлива перекрывают кран вакуумирования 11, перекрывают кран вакуумного насоса 15, перестыковывают топливный рукав 4 от штуцера вакуумирования 2 к первому штуцеру подачи топлива 3, открывают кран подачи топлива из емкости 12, открывают кран наддува емкости 9. Для обеспечения вытеснительной подачи топлива производят наддув емкости 1 газом через штуцер подачи газа 7. Заправляют жидкостную систему топливом с помощью заправочных пистолетов 17.
Способ заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом и устройство для его осуществления предназначены для применения в области заправки топливом жидкостных систем. Способ заправки жидкостной топливной системы подготовленным топливом и устройство для его осуществления позволяют повысить качество подготовки топлива к заправке за счет обеспечения очищения топлива и от воды, и от воздуха, и повысить технологичность за счет простоты конструкции устройства, в том числе использования одной емкости для барботирования и вакуумирования топлива.