Устройство для наполнения сосудов сжиженными газами

 

Изобретение относится к криогенной технике и позволяет повысить экономичность и надежность. Устройство содержит соединенный с емкостью-хранилищем подающий трубопровод и подключенный к нему исполнительный клапан с мембранным приводом. Подмембранная полость механизма соединена с трубкой предельного уровня сосуда посредством импульсной трубки и снабжена нагревателем. Надмембранная полость сообщена с паровой полостью емкости-хранилища и с подмембранной полостью через дроссель. В подмембранной полости могут быть установлены седло и клапан, кинематически связанньй с мембранным приводом, а также перегородка, отделяющая исполнительный клапан. Импульсная трубка сообщена с подмембранной полостью через дроссель. В процессе наполнения , когда уровень жидкости в сосуде достигает предельного, она попадает в подмембранную полость и вскипает при контакте с нагревателем. В этой полости резко возрастает давление , и мембранный привод закрьгоает исполнительный клапан, который прекращает подачу газа в сосуд. 3 з.п.- ф-лы, I ил. i (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН!

5п 4 F )7 С 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтогскоью свидательствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42!5827/29-26 (22) 26.03.87 (46) 07.02.89. Бюл. N - 5 (71) Проектный и научно-исследователь ский институт Мосгазниипроект" (72) Ю.С. Гайстер, Б.А. Глодский, Л.В.Екименкова, M.À. Маевский,.

И.Е. Пулика и В.А. Чепиков (53) 62).59(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! - 857629, кл. F 17 С 5/02, !978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ СОСУДОВ СН(ИЖЕННЫМИ ГАЗАМИ (57) Изобретение относится к криогенной технике и позволяет повысить экономичность и надежность. Устройство содержит соединенный с емкостью-хранилищем подающий трубопровод и подключенный к нему исполнительный клапан с мембранным приводом.

Подмембранная полость механизма соеИзобретение относится к транспорту, хранению и применению сжиженных газов и может быть использовано в газовой и химической промышленности, в частности, для наполнения автомобильных баллонов сжиженными углеводородными газами при использовании последних в качестве моторного топлива.

Цель изобретения — повышение экономичности и надежности, а также расширение диапазона применения.

На чертеже показано устройство, общин вид, разрез.

„„SU„„3456687 А1 динена с трубкой предельного уровня сосуда посредством импульсной трубки и снабжена нагревателем. Надмембранная полость сообщена с паровой полостью емкости-хранилища и с подмембранной полостью через дроссель. В подмембранной полости могут быть установлены седло и клапан, кинематически связанный с мембранным приводом, а также перегородка, отделяющая исполнительный клапан. Импульсная трубка сообщена с подмембранной полостью через дроссель . В процессе наполнения, когда уровень жидкости в сосуде достигает предельного, она попадает в подмембранную полость и вскипает при контакте с нагревателем. В этой полости резко возрастает давление, и мембранный привод закрывает исполнительный клапан, который прекращает подачу газа в сосуд. 3 з.п.— ф-лы, ил.

Устройство содержит струбцину 1, подсоединяемую к угловому вентилю 2, свободный конец которого скреплен с трубкой 3, обрез которой расположен на уровне предельного наполнения сосуда 4, например автомобильного баллона. К струбцине 1 через импульсную трубку 5 с дросселем 6 подключен мембранный привод с надмембранной 7 и подмембранной 8 полостями.

На подающем трубопроводе 9 к сосуду 4 установлен исполнительный клапан 1 О,,состоящий из корпуса li, входноro 12 и выходноro 13 патруб14566 ков, разделенных перегородками 14 с седлом 15 клапана. В нижней части расположен клапан 16 с хвостовиком

17, скользящим в направляющей втулке 18. Клапан имеет пружину 19. Подмембранная полость 8 подключена к нагревателю 20, выполненному в виде полой перегородки, внутри которой циркулирует теплоноситель, например 10 горячая вода. Нагреватель 20, например электрический, может быть подключен непосредственно к импульсной трубке 5. В перегородку 14 вмонтировано седло 21, к которому примыкает 15 клапан 22 со штоком 23, проходящим через уплотнения 24 в исполнительный клапан 10. Клапан 22 имеет пружину

25. Мембрана 26 скреплена жестким центром со и гаком 27, упирающимся в 20 клапан 22, и связана с пружиной 28.

Мембранная полость 7 трубопроводом

29 соединена с полостью под клапаном 22, а трубопроводом 30 — с паровой полостью емкости-хранилища сжиженного газа (не показана). Надмембранная 7 и подмембранная 8 полости соединены между собой дросселем 31.

Устройство работает следующим образом. 30

При наполнении сосуда 4 к нему присоединяют через угловой вентиль

2 струбцину 1 и выходной патрубок 12, Далее открывается наполнительный вентиль сосуда (не показан) и сжиженный гаэ через входной патрубок 11, отверстие седла 14 и выходной патрубок 12 поступает в сосуд 4, наполняя его жидкой фазой. Затем открывается вентиль 2 и паровая фаза сжи- 40 женного газа через трубку 3, импульсную трубку 5, дроссель 6, подмембранную полость 8, отверстие в седле 21, трубопроводы 29 и 30 направляется в емкость-хранилище. Давления в полостях 7 и 8 равны, Равенство давлений обеспечивается подбором площадей сечения дросселя 6 и отверстия седла 21.

Известно, что если площадь сече- В0 ния дросселя 6 в четыре раза меньше площади сечения отверстия седла 25, то давление в полости 8 повышаться не будет. Клапаны 22 и 16 открыты под действием пружины 28, усилие которой больше суммарного усилия пружин 25 и 1 9. Открытие клапанов 22 и 1 6 производится вследствие воздействия штоков 27 и 23. Паровая фаза, поступив87

4 шая из сосуда 4 в емкость хранилища, за счет подогрева несколько перегревается. Давление в емкости-хранилище ниже, чем в заполняемом сосуде 4,так как процесс заполнения сопровождается ростом давления в сосуде. Когда уровень жидкости в сосуде 4 достигнет предельного значения, жидкость через трубку 3, угловой вентиль 2, струбцину 1, импульсную трубку 5, дроссель

6 попадает в полость 8 и, падая на поверхность нагревателя 20, вскипает.

Если нагреватель 20 подключен к импульсной трубке 5, то жидкость поступает в полость 8 в перегретом состоянии и также вскипает. Вскипание сопровождается интенсивным парообразованием и ростом давления в полости

8. За счет воздействия возросшего усилия на мембрану 26 последняя преодолевает усилие пружины 28 и движется вверх. Клапаны 22 и 16 закрываются. Наполнение сосуда 4 жидкостью прекращается. Так как клапан 23 закрыт, то полость 8 остается соединенной с полостью за счет дросселя

31. Рост давления в полости 8 может регистрироваться манометром (не показан) и служить оператору сигналом об окончании наполнения сосуда.

Сигнал по давлению может быть преобразован в световой и звуковой сигналы. Закрывается наполнительный вентиль и вентиль 2. Подающий трубопровод 9 и импульсная трубка 5 соединяются. Через некоторое время избыточное давление из полости 8 сбрасывается через дроссель 31 и давления над и под мембраной 26 выравниваются.

Под действием пружины 28 клапаны 22 и 16 открываются и устройство готово к следующему наполнению.

Экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным достигается за счет того, что оно может быть применено на всех сосудах, снабженных трубками предельного уровня без каких-либо дополнительных устройств или деталей, а также для заполнения автомобильных баллонов, автоцистерн для перевозки сжиженных газов, подземных резервуаров сжиженного газа. Кроме того, заполнение сосудов с применением предлагаемого устройства не связано с потерями сжиженного газа.

Надежность работы устройства обеспечивается исключением вазможности

1456 закупоривания дросселей благодаря нагреву жидкости и паров нагревателем и может быть применено при любом способе налива сжиженных газов

5 сверху, снизу, сбоку и т.д. что расширяет область применения устройства. Например, автомобильные баллоны, I автоцистерны для сжиженных газов заполняются сбоку, а некоторые типы до - ip рожных машин, имеющих раэогреватели и работающие на сжиженном газе, имеют резервуары с наполнительным устройством, расположенным снизу. Формула из об ретения

l . .Устройство для наполнения сосудов сжиженными газами, содержащее соединенный с емкостью-хранилищем подающий трубопровод и подключенный к не- >р му исполнительный клапан с мембранным приводом, одна иэ мембранных полостей которого соединена с трубкой предельного уровня сосуда посредством

687 6 импульсной трубки, при этом мембранные полости сообщены между собой через дроссель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, импульсная трубка подключена к подмембранной полости, которая снабжена нагревателем, при этом надмембранная полость сообщена с паровой полостью емкости-хранилища.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что подмембранная полость снабжена седлом и клапаном, кинематически связанным с мембранным приводом.

3. Устройство по п ° 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что подмембранная полость снабжена перегородкой с уплотнением, отделяющим исполнительный клапан.

4. Устройство по п. 1 о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что импульсная трубка сообщена с подмембранной полостью через дроссель °