ПЕРЕДВИЖНАЯ ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ПЕРЕДВИЖНАЯ ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ 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 широко 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, 1992г. стр. 285).
Однако автозаправщики используются, в основном, в крупных автохозяйствах, поскольку имеют достаточно высокую стоимость.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является передвижная газонаполнительная установка с воздушным компрессором, конвертируемым для работы на газе, содержащая приводной компрессор, вход первой ступени которого через первый запорный кран подключен к подводящей газовой магистрали, а к выходу последней ступени через второй запорный кран подключено заправочное устройство для заправки газом потребителя (Газовые и газодизельные двигатели, авт. Ю.Н.Васильев, Л.С. Золотаревский, С.И.Ксенофонтов, ГАЗПРОМ, М., 1992, с 112-114, рис.51).
Недостатком известного технического решения является то, что в газонаполнительной установке с воздушным компрессором, используемым для работы на газе, если не принять дополнительные меры, возникает серьезная опасность возгорания газа в смеси его с воздухом вследствие неизбежных утечек газа из ступеней компрессора в картер. А это снижает эксплуатационную надежность установки в целом. Утечки газа из ступеней компрессора в картер не утилизируются, имеет место повышенный расход электроэнергии на привод компрессора.
6МПКР17С5/06
Задачей данного технического решения является создание передвижной автомобильной газонаполнительной компрессорной установки с использованием (по меньшей мере одного) воздушного компрессора, конвертируемого для работы на газе, которая бы обладала высокой эксплуатационной надежностью за счет исключения возгорания газа и повышения пожаробезопасности при ее работе. При этом ставилась задача обеспечить высокую экономичность работы установки.
Поставленные задачи решаются тем, что в передвижной газонаполнительной установке с, по меньшей мере, одним воздушным компрессором, конвертируемым для работы на газе, содержащей, по меньшей мере, один приводной компрессор, вход первой ступени которого через первый запорный кран подключен к подводяш;ей газовой магистрали, а к выходу последней ступени через второй запорный кран подключено заправочное устройство для заправки газом потребителя, устройство для привода компрессора выполнено в виде двигателя внутреннего сгорания с магистралью питания его газообразным топливом, подключенной одним своим концом к подводящей газовой магистрали, а другим концом к впускному каналу двигателя, при этом картер компрессора подключен к этой магистрали и впускному каналу двигателя.
Картер компрессора подключен к впускному каналу двигателя внутреннего сгорания через масловлагоотделитель, связанный с картером компрессора дополнительно трубопроводом ддя слива масла.
При таком выполнении установки обеспечивается эффективная вентиляция картера компрессора и удаление во впускной канал двигателя внутреннего сгорания газовых выбросов, образующихся при работе конвертированного в газовый воздушного компрессора, используемых для питания двигателя, а также вторичное использование масла, выходящего из картера компрессора при вентиляции. При этом привод компрессора не требует затрат электроэнергии. Следствием вышеизложенного является повышение пожаробезопасности и экономичности работы газонаполнительной установки.
На фигуре приведена принципиальная схема заявляемой передвижной газонаполнительной установки.
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, включаюш;ей в себя вентилятор ( не показан), радиатор 8, жидкостный насос (не показан) и рубашку охлаждения 9. Ступени 5, 6, 7 компрессора снабжены впускными и выпускными клапанами ( не показаны), а также предохранительными клапанами 10 пружинного типа с закрытыми отводами. Входной патрубок 11 подводяшей газовой магистрали 12 , давление газа в котором составляет 6 атм, подключен через запорный кран 13, масловлагоотделитель 14, фильтр 15 и входной патрубок 16 к первой ступени 5 компрессора 4 и через патрубок 17 -ко входу редуктора низкого давления 18, выход которого через патрубок 19, патрубки 20 и обратные клапаны 21 - ко входу в картеры 22 компрессоров 4. Выход картера каждого компрессора 4 подключен ко входу в масловлагоотделитель 23 через патрубок 24, а выход масловлагоотделителя 23 подключен к впускному каналу 25 газового двигателя 1. Масловлагоотделитель 23 подключен к нижней части картера 22 компрессора 4, где находится залитое в него масло, через запорный кран 26 и трубопровод слива масла 27. Выход редуктора низкого давления подключен к впускному каналу 25 двигателя 1 через патрубки 19 и 28. Редуктор 18 и патрубки 19 и 28 образуют магистраль 29 питания двигателя 1 газообразным топливом. Продувочные краны 30 и предохранительные клапаны 10 первой, второй и третьей ступеней компрессоров 4 подключены к патрубку 31, связанному через обратный клапан 32 с накопителем подводящей газовой магистрали 12. Выходы 33 третьих ступеней компрессоров подключены к осушителям 34, которые подключены через трубопровод 35 и запорный вентиль 36 к рампе 37, установленной на основании установки и служащей для аккумуляции сжатого газа в перерывах между заправками. Трубопровод 35 подключен к заправочному устройству 38 через обратный клапан 39 и запорный кран 40. Установка содержит также манометры 41, 42, 43 для контроля давления в патрубке 31, линии аккумуляции сжатого газа и в ступенях компрессоров 4, а также в линии заправки потребителя (не показан).
Установка работает следующим образом.
Открывают запорный кран 13 подачи газа. Запускают двигатель 1, и вращательное движение шкива 2 передается на два шкива 3 компрессоров 4. Газ из подводящей газовой магистрали 12 под давлением 6 атм через запорный кран 13, масловлагоотделитель 14, фильтр 15 поступает через патрубки 16 на вход первой ступени 5 компрессоров 4, но при открытых продувочных кранах 30 выбрасывается в патрубок 31 и далее через обратный клапан 32 - в накопитель подводящей газовой магистрали 12. От фильтра 15 газ поступает также к редуктору низкого давления 18. Редуктор понижает входное давление до давления, пригодного для вентиляции картера 22 компрессора и питания двигателя 1, а также регулирует подачу газа во впускной канал двигателя 1. С выхода редуктора 18 газ проходит двумя путями:
-по патрубкам 19, 28 - во впускной канал 25 двигателя 1;
-по патрубкам 19, 20, через обратные клапаны 21, картеры 22 компрессоров 4, патрубки 24, масловлагоотделители 23 - во впускной канал 25 двигателя 1.
Таким образом осуществляется питание двигателя 1 и вентиляция картеров 22 компрессоров 4, устраняющая образование внутри картеров компрессоров вследствие неизбежной утечки газа горючей газовоздушной смеси и опасность ее возгорания и обеспечивающая тем самым повышение эксплуатационной надежности работы установки.
Кроме того, благодаря масловлагоотделителю 23 обеспечивается очистка вентиляционного газа от масла, сбор посредством трубопровода 27 и вторичное использование масла, ушедшего из картеров 22 компрессоров при вентиляции, а также сглаживание колебаний давления, возникающих в картерах компрессоров, способствующей- равномерной подаче газа во впускной канал 25 двигателя 1. После пуска установки закрывают продувочные краны 30 ступеней компрессоров. Газ из подводящей магистрали 12 через запорный кран 13, масловлагоотделитель 14, фильтр 15 и патрубки 16 поступает на сжатие в компрессоры 4, где последовательно сжимается в трех ступенях 5, 6, 7 компрессоров. При подаче в установку газа под давлением 0,6 МПа компрессоры сжимают его до давления 20 МПа, т.е. работают как дожимные, что увеличивает ресурс их работы. С выхода ступеней 7 сжатый до 20 МПа газ подается через осушители 34, трубопровод 35, запорный кран 36 на рампу 37 установки. Вентиляция картеров 22 компрессоров 4 и питание двигателя 1 осуществляется так же, как и при пуске установки. Заправку
баллонов автомобиля осуществляют через заправочное устройство 38, которое подсоединяют к заправочному устройству автомобиля, и газ в баллоны автомобиля подается сначала из рампы 37 установки и третьей ступени 7 компрессоров 4, а затем только из компрессоров 4.
Таким образом, благодаря эффективной вентиляции картеров компрессоров в течение всего цикла работы установки обеспечивается удаление газовых выбросов, образующихся при работе конвертированных в газовые воздушных компрессоров, удается исключить возгорание газа и повысить пожаробезопасность и, как следствие, эксплуатационную надежность работы установки. Утилизация этих выбросов путем использования их в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания, приводящего компрессоры, позволяет, наряду с повышением пожаробезопасности, одновременно обеспечить снижение затрат электроэнергии и высокую экономичность работы установки. Сбор и вторичное использование масла, ушедшего из картеров компрессоров при их вентиляции, а также сглаживание колебаний давления, возникающих в картерах компрессоров, достигаемые благодаря масловлагоотделителю 23, дополнительно повышают экономичность работы установки. Использование компрессоров как дожимных увеличивает ресурс их работы.