Заправочное устройство

Полезная модель относится к газовой промышленности и может быть использована для организации процесса заправки газобаллонных транспортных средств (ГБТС), в частности предлагаемое устройство предназначено для быстрого подсоединения системы питания компримированного природного газа (КПГ) к ГБТС.
Известно заправочное устройство (см. патент РФ №2301372 C2, кл. F17C 5/06, опубл. 27.10.2006). Заправочное устройство содержит корпус, заправочный штуцер, штуцер выхода, шток с запорным органом на одном конце и рукояткой на другом. Запорный орган снабжен блокировочной шайбой. Фиксаторы запорного органа и заправочного штуцера взаимодействуют с блокировочной шайбой. Запорный орган может быть выполнен в виде шарового крана. Кроме того заправочный штуцер и запорный орган могут быть выполнены с датчиком положения. Известное решение исключает возможность отстыковки заправочного штуцера в момент заправки. Однако, конструкция известного устройства является достаточно сложной.
Известно заправочное устройство (см. патент РФ №2181173 C2, кл. F16K11/074, опубл., 10.04.2002). Известное решение предназначено для быстрого подсоединения шлангов при заправке баллонов автомобилей сжатым природным газом. Устройство содержит штуцеры входа и выхода рабочей среды, корпус и уплотненный шток. На одном его конце закреплен запорный орган. На другом - рукоятка с фиксирующим элементом. Шток установлен с возможностью поворота вокруг своей оси относительно корпуса. Запорный орган размещен со стороны штуцера входа рабочей среды и установлен плотно прижатым к торцу корпуса. В корпусе выполнены каналы. Один из каналов корпуса соединен с полостью штуцера выхода рабочей среды. Другой - с атмосферой. В запорном органе выполнены соответственно отверстие и канавка на торце, обращенном к корпусу. Фиксирующий элемент выполнен в виде подпружиненного шарика, вставленного в глухое отверстие, выполненное в корпусе, с возможностью захода шарика в другое отверстие, выполненное на рукоятке. Рукоятка закреплена на штоке и поджата к корпусу. Изобретение обеспечивает надежную работу устройства при работе на высоком давлении в любом положении. Однако, известное устройство имеет сложную для изготовления конструкцию, которая не обеспечивает безопасную заправку.
Известен выносной заправочный узел (Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей, учебное пособие, Ю.В. Панов, Москва, Академа, 2002, стр. 32-33, рис. 3.10), состоящий из защитного колпачка, штуцера заправочного с кольцевой канавкой, обратного клапана, кольца уплотнительного, пружины, корпуса вентиля, упорного элемента, наконечника заправочного шланга, колец распорных уплотнительных, канала подачи газа. Заправочный узел предназначен для подсоединения системы питания КПГ к наконечнику заправочного шланга при заправке баллонов газом. При этом конструкция известного технического решения не предназначена для заправки контейнера КПГ, установленного на транспортное средство, и требует участия оператора/водителя/специалиста для обеспечения соединения линии высокого давления для подачи газомоторного топлива из баллонов контейнера КПГ в систему питания двигателя транспортного средства. К тому же известное решение имеет сложную конструкцию.
Наиболее близким техническим решением (см. патент РФ №174397 U1, кл. F17C 5/06, опубл. 11.10.2017) является заправочное устройство состоящее из монолитного корпуса с верхней частью, имеющей форму полусферы, и наконечника с глухой верхней частью, снабженного каналом подачи газа. Корпус заправочного устройства выполнен в виде двух полых цилиндров, оси которых перпендикулярны. Диаметр полости одного из цилиндров корпуса совпадает с диаметром канала подачи газа наконечника. Диаметр полости другого цилиндра корпуса совпадает с внешним диаметром стенок наконечника. На внутренней поверхности полости корпуса с большим диаметром имеются кольцевые канавки, предназначенные для установки в них распорных уплотнительных колец, расположенных на внешней поверхности наконечника, на которой имеются два симметричных относительно его оси отверстия для подачи газа через цилиндр корпуса с меньшим диаметром. В нижней части наконечника имеется расширенное основание, обеспечивающее герметичность заправочного устройства. Однако, конструкция данного решения допускает сброс остатков компримированного природного газа из трубопроводной обвязки транспортного средства в атмосферу во время снятия/отключения источника КПГ с транспортного средства.
Задача полезной модели - создание заправочного устройства, позволяющего подключать и отключать линию высокого давления газобаллонного транспортного средства при смене/отключении/подключении источника КПГ без недостатка в виде сброса остатков компримированного природного газа из трубопроводной обвязки газобаллонного транспортного средства в атмосферу, а так же предотвратить попадание грязи, пыли и атмосферных осадков в трубопроводы высокого давления ГБТС.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в сокращении потерь компримированного природного газа при заправке и опорожнении контейнера КПГ либо подключении/отключении иного источника компримированного природного газа для обеспечения транспортного средства газовым моторным топливом.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что заправочное устройство состоит из монолитного корпуса и наконечника, снабженного каналом подачи газа. Корпус выполнен в виде двух полых цилиндров, оси которых перпендикулярны, диаметр полости одного из которых совпадает с диаметром канала подачи газа наконечника. Диаметр полости другого цилиндра корпуса совпадает с внешним диаметром стенок наконечника. На внутренней поверхности полости корпуса с большим диаметром имеются кольцевые канавки, предназначенные для установки в них распорных уплотнительных колец, расположенных на внешней поверхности наконечника, на которой имеются два симметричных относительно его оси отверстия для подачи газа через цилиндр корпуса с меньшим диаметром. В нижней части наконечника имеется расширенное основание с уплотнительной прокладкой, обеспечивающие герметичность заправочного устройства. В наконечник установлена втулка, жестко соединенная с перфорированным диском, который, в свою очередь, жестко соединен со штоком, приводимые в возвратно-поступательное движение пружиной, контактирующей со стопорным элементом.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемого заправочного устройства, с перекрытием отверстий канала подачи газа.
Предлагаемое заправочное устройство состоит из двух частей, соединенных между собой их сочленением: монолитного корпуса - 1 с верхней частью, имеющей форму, например, полусферы, и наконечника - 2, снабженного каналом подачи газа - 3. Монолитный корпус устройства выполнен в виде двух полых цилиндров, оси которых перпендикулярны. Диаметр полости одного из цилиндров совпадает с диаметром канала подачи газа наконечника, диаметр полости другого цилиндра корпуса совпадает с внешним диаметром стенок наконечника. На внутренней поверхности полости монолитного корпуса с большим диаметром имеются кольцевые канавки - 4, предназначенные для установки в них распорных уплотнительных колец - 5, 6, расположенных на внешней поверхности наконечника. В нижней части наконечника предусмотрено расширенное основание - 8 с уплотнительной прокладкой - 7, обеспечивающие герметичность заправочного устройства. В наконечнике имеются два симметричных относительно его оси отверстия - 9, предназначенные для подачи газа через цилиндр корпуса с меньшим диаметром. Внутренняя полость канала подачи газа 3 наконечника 2 оснащена втулкой 10, которая приводится в движение перфорированным диском 11, жестко установленным на штоке 12. Шток, в свою очередь, приводится в движение пружиной 13, упирающейся в стопорный элемент, (например, гайку) 14, необходимой, для возвращения в нормальное закрытое состояние. При соединении монолитного корпуса 1 и наконечника 2 для открытия канала подачи газа 3 шток 12 перемещается до упора в цилиндрической полости монолитного корпуса, торцом проходит через верхнюю часть наконечника, упирается изнутри в монолитный корпус 1 заправочного устройства, смещая втулку 10 вертикально вниз соосно полости канала подачи газа 3 наконечника 2.
При подключении источника КПГ к ГБТС соединение монолитного корпуса 1 и наконечника 2 обеспечивает поступление КПГ из баллонов контейнера КПГ (или иного источника) в систему питания газобаллонного транспортного средства, при открытии соответствующих управляемых электромагнитных соленоидных клапанов, установленных на ГБТС и источнике КПГ. Верхним торцом шток 12 упирается в монолитный корпус - 1 и с помощью перфорированного диска 11 смещает втулку 10, тем самым, открывая отверстия 9, предназначенные для подачи газа. Герметизация соединения обеспечивается посредством кольцевых канавок 4, предусмотренных в монолитном корпусе 1 заправочного устройства и уплотнительных колец 5, 6, установленных на наконечнике 2 заправочного устройства. Расширенное основание 8 наконечника 2 с уплотнительной прокладкой - 7 обеспечивают герметичность заправочного устройства, предотвращая выброс КПГ в момент подачи давления из источника КПГ в систему питания ГБТС до того, как под действием давления КПГ распорные уплотнительные кольца 5, 6 установятся в кольцевые канавки 4.
При снятии контейнера КПГ (отключении любого иного источника КПГ от системы питания ГБТС) с ГБТС и, соответственно, отсоединении монолитного корпуса - 1 заправочного устройства от наконечника 2 шток 12 под действием пружины 13, упирающейся в стопорный элемент 14, под воздействием перфорированного диска 11 перемещает втулку 10 в положение, при котором перекрываются отверстия 9 канала подачи газа 3.
Таким образом, использование предложенной полезной модели позволяет нивелировать недостаток известного заправочного устройства, связанный с выбросом остатков компримированного природного газа из трубопровода высокого давления газобаллонного транспортного средства, а так же обеспечивает защиту трубопроводов высокого давления от грязи, пыли и осадков.