ПЕРЕДВИЖНАЯ ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ПЕРЕДВИЖНАЯ ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЫМЯ УСТАНОВКА
Изобретение относится к области эксплуатации транспорта, работающего на газе, а именно, к устройствам для заправки природным газом баллонов высокого давления автомобилей и сельскохозяйственной техники и предназначено, в частности, для использования в небольших автохозяйствах и станциях технического обслуживания, имеющих подвод природного газа для промышленных и бытовых нужд.
В настоящее время для газоснабжения транспорта используются передвижные автогазозаправщики. Их использование, позволяет повысить загрузку оборудования стационарных станций и их рентабельность (Транспорт на газе, авт. Ю.Н.Васильев, А.И.Гриценко, Л.С.Золотаревский, М., изд-во Недра,1992 г.,стр.285).
Однако автогазозаправщики используются, в основном, в крупных автохозяйствах, поскольку имеют достаточно высокую стоимость.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является передвижная газонаполнительная установка, содержащая, по меньшей мере, один приводной компрессор, вход первой ступени которого через первый запорный кран подключен к подводяшей газовой магистрали, а к выходу последней ступени через второй запорный кран подключен патрубок высокого давления с заправочным устройством для заправки газом потребителя, и трубопроводы, подключенные к выходам из ступеней компрессора для их продувки (Газовые и газодизельные двигатели, авт. Ю.Н.Васильев, Л.С.Золотаревский, С.И.Ксенофонтов, ГАЗНРОМ, М,1992, с 112-114, рис.51).
Недостатком известной установки является то, что в ней выпуск газа из патрубка высокого давления по окончании заправки транспортного средства, а также выпуск газа и его конденсата из прод вочных трубопроводов и предохранительных клапанов компрессора производится в атмосферу. Следствием этого является повышение взрыво- и пожароопасности при работе установки и снижение ее эксплуатационной надежности. Кроме того, в известной установке выпускаемый газ не утилизируется, а также имеет место повышенный расход электроэнергии на приводе компрессора.
6МПКР17С5/06
Задачей данного технического решения является создание передвижной газонаполнительной установки с, по меньшей мере, одним приводным компрессором, которая обладала бы высокой эксплуатационной надежностью за счет повышения взрыво- и пожаробезопасности. При этом ставится задача обеспечить высокую экономичность работы установки.
Поставленные задачи решаются тем, что известная передвижная газонаполнительная установка, содержащая по меньшей мере, один приводной компрессор, вход первой ступени которого через первый запорный кран подключен к подводящей газовой магистрали, а к выходу последней ступени через второй запорный кран подключен патрубок высокого давления с заправочным устройством для заправки газом потребителя, и трубопроводы, подключенные к выходам ступеней компрессора для их продувки, снабжена дополнительным трубопроводом, связывающим через третий запорный кран и обратный клапан патрубок высокого давления с подводящей газовой магистралью, и клапанным переключателем газа, имеющим для газа два входа и один выход. для подключения к выходу переключателя одного или другого его входа, а устройство для привода компрессора выполнено в виде двигателя внутреннего сгорания с магистралью питания его газообразным топливом, подключенной первым своим концом к впускному каналу двигателя, при этом к первому входу клапанного переключателя подключена подводящая газовая магистраль, ко второму входу через четвертый запорный кран подключен дополнительный трубопровод на участке расположенном между третьим запорным краном и обратным клапаном, а к выходу клапанного переключателя подключена вторым своим концом магистраль питания двигателя.
Клапанный переключатель газа выполнен в виде корпуса с крышкой, разделенного на первую и вторую входные камеры и одну выходную камеру, с размещенными в нем первым и вторым запорными элементами, имеющими общий шток и седла, расположенные между этими запорными элементами, при этом с выходной камерой через первый запорный элемент сообщена первая входная камера, через второй запорный элемент сообщена вторая входная камера, а общий шток запорных элементов имеет привод от диафрагмы, ограничивающий вторую входную камеру, и от пружины.
Картер компрессора подключен к магистрали питания двигателя и через масловлагоотделитель подключен к впускному каналу двигателя.
Передвижная газонаполнительная установка снабжена коллектором, сообщенным с трубопроводами для продувки ступеней компрессора и подключенным к упомянутому дополнительному трубопроводу на участке между третьим запорным краном и обратным клапаном и через обратный клапан к подводящей газовой магистрали,
При таком выполнении установки обеспечивается удаление газа и его конденсата из элементов установки (по окончании заправки транспортного средства) не в окружающую среду, а частично в подводящую газовую магистраль и частично для питания двигателя, используемого для привода компрессоров. Следствием этого является повышенная взрыво- и пожар Шпасность работы установки и обеспечивается ее высокая экономичность.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема заявляемой передвижной газонаполнительной установки. На фиг. 2 изображен в разрезе в увеличенном масштабе клапанный переключатель газа.
Установка содержит закрепленные на передвижном основании (оно не показано) газовый двигатель внутреннего сгорания 1 и приводимые им через шкивы 2 и 3 клиноременной передачи два конвертируемых для работы на газе компрессора 4.
Компрессор безкрейцкопфный, вертикального исполнения, трехступенчатый с одним дифференциальным поршнем двухстороннего действия с поршневыми кольцами, имеет три ступени- первую 5, вторую 6 и третью 7 и снабжен принудительной жидкостной системой охлаждения, включающей в себя вентилятор (не показано), радиатор 8, жидкостной насос (не показан) и рубашку охлаждения 9. Ступени 5, б, 7 компрессора снабжены впускными и выпускными клапанами (не показаны), а также предохранительными клапанами 10 пружинного типа с закрытыми отводами. Входной патрубок 11 подводящей газовой магистрали 12, давление газов в которой 0,6 МПа, подключен через первый запорный кран 13, масловлагоотделитель 14, фильтр 15 и входной патрубок 16 первой ступени компрессора к первой ступени 5 компрессора 4 и через патрубок 17 к первому входу 18 автоматического клапанного переключателя 19. Выход 20 клапанного переключателя подключен ко входу редуктора низкого давления 21, выход которого через патрубок 22, патрубки 23 и обратные клапаны 24 подключены ко входу в картеры 25 компрессоров 4. Выход картера каждого компрессора 4
подключен ко входу в масловлагоотделитель 26 через патрубок 27, а выход масловлагоотделителя 26 подключен к впускному каналу 28 двигателя I. Масловлагоотделитель 26 подключен к нижней части картера 25 компрессора 4 через запорный вентиль 29 и трубопровод слива масла 30.
Выход редуктора 21 подключен к впускному каналу 28 двигателя 1 через патрубки 22 и 31. Редуктор 21 и патрубки 22 и 31 образуют магистраль 32 питания двигателя газообразным топливом. Выходы 33 третьих ступеней компрессоров подключены к осушителям 34. Осушители 34 трубопроводом 35 через обратный клапан 36 и второй запорный кран 37 связаны с патрубком высокого давления 38 и заправочным устройством 39. Патрубок высокого давления 38 посредством дополнительного трубопровода 40, в котором установлены третий запорный кран 41 и обратный клапан 42, связан с накопителем 43 подводящей газовой магистрали 12. Продувочные краны 44 и предохранительные клапаны 10 трех ступеней компрессоров подключены к коллектору 45, обеспечивающему сброс газа в подводящую магистраль через обратный клапан 42 и подачу газа по дополнительному трубопроводу 40 к четвертому запорному крану 46. Последний подключен через патрубок 47 ко второму входу 48 клепанного переключателя 19. Осушители 34 подключены через трубопровод 35 и запорный вентиль 49 к рампе 50, установленной на основании компрессорной станции и служащей для аккумуляции сжатого газа в перерывах между заправками. Заправочное устройство 39 подключается к рампе 51 автомобиля через запорный вентиль 52. Для контроля давления в ветви сброса в коллекторе 45 установлен манометр 53. Установка снабжена манометрами 54, 55, 56 для контроля давления в патрубке 47 и рампах 50 и 51, а также манометрами 57 для контроля давлений в ступенях компрессоров (показано только для третьей ступени).
Клапанный переключатель 19 содержит корпус 58, имеющий для газа первый 18 и второй 48 входы и один выход 20 и разделенный соответственно на первую 59 и вторую 60 входные камеры и одну выходную камеру 61. В корпусе размещены первый 62 и второй 63 запорные элементы, имеющие общий шток 64 и седла 65 и 66. Через запорный элемент 62 с выходной камерой 61 сообщена входная камера 59, а через запорный элемент 63 с выходной камерой 61 сообщена входная камера 60. Шток 64 имеет привод от диафрагмы 67, ограничивающий камеру 60, и от пружины 68, размещенной в полости 69, образованной крыщкой 70 корпуса 58 и диафрагмой 67, зажатой своими
краями между корпусом 58 и его крышкой 70. Величина поверхности диафрагмы превышает величину поверхности каждого из запорных элементов 62, 63 на которую действует давление газа при работе установки.
Установка работает следующим образом.
Перед включением двигателя открывают продувочные краны 44 ступеней 5, 6 и 7 компрессоров 4, что облегчает пуск двигателя. Открывают запорный кран 13 подачи газа. Запускают двигатель I. При вючючении двигателя 1 вращательное движение щкив 2 передает на два шкива 3 компрессоров 4. В результате чего газ из подводящей магистрали 12 под давлением 0,6 МПа через запорный кран 13, масловлагоотделитель 14, фильтр 15 поступает через патрубки 16 на вход первой ступени 5 компрессоров 4, но при открытых продувочных кранах 44 выбрасывается в коллектор 45 и далее через обратный клапан 42 - в накопитель 43 подводящей газовой магистрали 12. От фильтра 15 газ поступает также на вход 18 клапанного переключателя 19 и далее через его входную камеру 59 и открытый запорный элемент 6 попадает в выходную камеру 61. С выхода 20 клапанного переключателя газ поступает на редуктор низкого давления 21 и с выхода ред тстора проходит двумя путями:
-по патрубкам 22 и 31 - во впускной канал 28 двигателя 1;
-по патрубкам 22, 23 через обратные клапаны 24, картеры 25 компрессоров 4, патрубки 27, масловлагоотделители 26 - во впускной канал 28 двигателя 1.
Таким образом осуществляется питание двигателя 1 и вентиляция картеров 25 компрессоров 4. Редуктор 21 понижает входное давление до давления, пригодного для вентиляции картеров 25 компрессоров 4 и питания двигателя 1, а также регулирует подачу газа во впускной канал 28 двигателя.
После пуска установки закрывают продувочные краны 44 ступеней компрессоров 4. Газ из подводящей магистрали 12 через запорный кран 13, масловлагоотделитель 14, фильтр 15 и патрубки 16 поступает на сжатие в компрессор 4, где последовательно сжимается в трех ступенях компрессоров. С выхода ступеней 7 сжатый до давления -20 МПа газ подается через осушитель 34, трубопровод 35, запорный вентиль 49 на рампу 50 установки, где собирается, сжатый до давления 20 МПа. Вентиляция картеров 25 компрессоров 4 и питание ДВС 1 осуществляется также как и при пуске установки.
устройство 39 подсоединяется к заправочному устройству автомобиля. Открывают запорный кран 37 установки и запорный вентиль 52 автомобиля. Газ из рампы 50 и из ступени 7 компрессоров 4 через запорный вентиль 49, обратный клапан 36, запорный кран 37, патрубок 38, устройство 39 и запорный вентиль 52 подается в рампу 51 автомобиля. Когда показания манометров 55 и 56 становятся равны, перекрывают запорный вентиль 49 и газ подается в рампу 51 автомобиля только из компрессоров 4. При достижении давления 20 МПа в рампе 51 автомобиля закрывают запорные краны 37 и 52, открывают запорный вентиль 49, и газ начинает поступать с компрессоров 4 в рампу 50 установки. Открывают запорный кран 41. При этом газ из патрубка 38 высокого давления под давлением 20 МПа поступает в коллектор 45 и через обратный клапан 42 выбрасывается в накопитель 43 подводящей магистрали 12. Открывают кран 46 и газ под давлением О, 6 МПа через кран 46 и патрубок 47 попадает на вход 48 и в камеру 60 клапанного переключателя 19. При повышении давления в полости 60 клапанного переключателя 19, которое действует на диафрагму 67, связанный с ней шток 64 отрывает запорный элемент 63 от седла 66. При этом запорный элемент 62 садится на седло 65. Подача газа из патрубка 17 прекращается и открывается подача газа из патрубка 47 на вход редуктора низкого давления 21 и далее - на вентиляцию картеров 25 компрессоров 4 и на питание двигателя 1. Таким образом газ не выбрасывается в окружающую
среду, а одна его часть возвращается в подводящий трубопровод 12, другая же используется для питания двигателя. Когда давление в патрубке 38, коллекторе 45 и патрубке 47 достигает атмосферного, под действием пружины 68 перемещается шток 64 (усилие пружины 65 превышает усилие от давления газа, действующего на запорный элемент 62 в камере 59), в результате чего запорный элемент 63 садится на седло 66, а запорный элемент 62 отходит от седла 65. В результате этого прекращается подача газа из патрубка 47 и возобновляется подача из патрубка 17. При показании манометра 54 соответствующем атмосферному давлению, закрывают краны 41 и 46, и отсоединяют заправочное устройство 39.
При завершении работы установки открывают запорный кран 46, при этом газ из коллектора 45 под давлением 0,6 МПа подается через патрубок 47 в переключатель 19, который перекрывает подачу газа из патрубка 17 и открывает подачу из патрубка 47 на редуктор низкого давления 21. Закрывают запорный вентиль 49 рампы 50. Открывают продувочные краны 44. Этим
осуществляется продувка компрессоров 4 и понижение давления в ступенях компрессоров 4. Закрывают кран 13 подачи газа. Открывают запорный вентиль 29 и масло, накопившееся за рабочий день в масловлагоотделителях 26,поступает в картеры 25 компрессоров 4, что способствует экономии масла. Когда давление в патрубке 47 достигает атмосферного, переключатель 19 открывает подачу газа из масловлагоотделителя 14, фильтра 15, патрубков 16 и 17. Когда давление газа во всей установке кроме рампы 50 приближается к атмосферному, двигатель 1 останавливается и установка отключается. При этом давление газа в системе остается чуть выше атмосферного, что изолирует установку от попадания в нее возд)ха.
Таким образом, благодаря удалению по окончании заправки транспортного средства газа и его конденсата из патрубка высокого давления, продувочных трубопроводов и предохранительных клапанов компрессоров в подводящую газовую магистраль и магистраль питания двигателя внутреннего сгорания обеспечивается взрыво- пожаробезопасность установки и, как следствие, высокая эксплуатационная надежность ее работы. При этом одновременно в связи с отсутствием затрат электроэнергии на привод компрессоров, а также благодаря утилизации газовых выбросов с использованием их для питания двигателя внутреннего сгорания обеспечивается экономичность работы заявленной установки.