Система заправки автомобилей сжатым газом

 

Изобретение относится к средствам, обеспечивающим получение сжатого газа и заполнение им резервуаров, оно может быть использовано на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) для заправки автомобилей, у которых газ является основным моторным топливом . Цель изобретения - повышение производительности В систему, содержащую компрессор 1, аккумулятор 3, перекрывные краны 5 и 19, трубопровод 2, датчики давления 18 и температуры 17. гибкие заправочные шланги 8 с соответствующими связями, введены дополнительные перекрывные краны 7 заправочных колонок, датчики давления в гибких шлангах 10, датчик 11 температуры окружающего воздуха, цифровой задатчик 13 плотности газа, цифровые задатчики 14 геометрических объемов баллонов , цифровые индикаторы 15 объема газа , отпускаемого каждой из колонок, кнопки 16 разрешения заправки и готовности к заправке 21, дополнительные перекрывные кроны 9 для стравливания газа из гибких шлангов каждой из колонок с соответствующими связями 2 ил со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

14 15 1б (21 15 14 15 1б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4354749/26 (22) 04.01.88 (46) 30.03,91. Бюл, N. 12 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (72) Н. M. Гончаров, Г, В. Рог и Л. Ю, 3вонцов (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1116267, кл. F 17 С 7/00, F 17 С 13/02, 1983.

Патент ЕПВ 1ч. 0093275, кл. F 17 С 13/02, 1982. (54) СИСТЕМА ЗАПРАВКИ АВТОМОБИЛЕЙ

СЖАТЫМ ГАЗОМ (57) Изобретение относится к средствам, обеспечивающим получение сжатого газа и заполнение им резервуаров, оно может быть использовано на автомобильных газонапалнительных компрессорных станциях (АГНКС) для заправки автомобилей, у кото5Ц. 1638441 А1 (я)л F 17 С 13/02, G 05 0 27/00 рых газ является основным моторным топливом. Цель изобретения — повышение производительности. В систему, содержащую компрессор 1, аккумулятор 3, перекрывные краны 5 и 19, трубопровод 2, датчики давления 18 и температуры 17, гибкие заправочные шланги 8 с соответствующими связями, введены дополнительные перекрывные краны 7 заправочных колонок, датчики давления в гибких шлангах 10, датчик 11 температуры окружающего воздуха, цифровой задатчик 1 3 плотности газа, цифровые задатчики 14 геометрических обьемов баллонов, цифровые индикаторы 15 обьема газа, отпускаемого каждой из колонок, кнопки t6 разрешения заправки и готовности к заправке 21, дополнительные перекрывные кроны 9 для стравливания газа из гибких шлангов каждой из колонок с соответствующими связями. 2 ил

1638441

10

25

50

Изобретение относится к средствам, обеспечивающим получение сжатого газа и заполнения им резервуаров, и может быть использовано на автомобильных газонаполнительных компресаорных станциях (АГНКС) для заправки автомобилей, у которых газ является основным моторным топливом.

Целью изобретения является повышение производительности, На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемой системы; на фиг. 2 — блок-схема ал. горитма управления заправкой. Система содержит компрессор 1, трубопровод 2, аккумулятор 3, заправочные колонки 4, клапан 5, трубопровод 6 раздачи газа, клапан 7, гибкие шланги заправочных колонок 8, клапан 9, датчики давления в шлангах заправо:ных колонок 10, датчик 11 температуры окружающего воздуха, управляющее вычислительное устройство 12, цифровой задатчик плотности отпускаемого газа, цифровые задатчики 14 геометрических объемов заправляемых баллонов, цифровые индикаторы значений объема газа, заправляемого в каждый из баллонов 15, кнопки 16 разрешения заправки, датчик 17 температуры газа в аккумуляторе, датчик 18 давления газа в аккумуляторе, кнопки готовности .к заправке в каждой иэ колонок, клапаны 19 — 20 и кнопка 21 готовности к заправке.

Схема работает следующим образом.

На вход компрессора 1 иэ газопровода поступает газ, который после компримирования через трубопровод 2 подается в аккумулятор 3. Соленоид, управляющий клапаном 20, установленным в трубопроводе 2, обеспечивает поддержание постоянного давления газа в аккумуляторе, соленоид включается электрическим сигналом с выхода управляющего вычислительного устройства 12 (a дальнейшем УВУ). При достижении заданного давления (например, 24 МПа), газ из аккумулятора через трубопровод 6 раздачи газа подается к заправочным колонкам 4. В трубопроводе 6 установлены клапаны 5 и 19, с помощью которых может перекрываться и стравливаться газ из трубопровода 6.

В каждой из заправочных колонок установлен клапан 7 подачи газа в гибкий заправочный шланг 8, датчик 10 давления, . измеряющий давление в шланге 8, и клапан

9 для стравливания газа из заправочного шланга после окончания заправочной операции, Кроме того, в заправочной колонне устанавливается кнопка 21 с фиксацией "f отов к заправке", Перед заправочной операцией гибкий шланг 8 подключается к баллонам, расположенным на автомобиле, после чего водитель открывает вентиль на баллонах и нажимает кнопку "Готов к заправке", формирующую сигнал в УВУ. По этому сигналу и сигналу от кнопки 16 "Заправка разрешается" производится измерение значения давления датчиком 10 и запоминание этого значения как начального давления в заправочных баллонах, Кроме того, УВУ формирует. сигнал управления соленоидом клапана 7, клапан 7 открывается и газ из трубопровода 6 подается в баллоны, Заправка считается законченной, когда значение давления, измеренное датчиком 10, будет близким к давлению газа в аккумуляторе, измеряемым датчиком 18, При равенстве этих значений УВУ формирует сигнал закрытия клапана 7, перекрывающего подачу газа в баллоны, Водитель закрывает вентиль на баллонах автомобиля и устанавливает кнопку "Готов к заправке" в выключенное положение. По этому сигналу УВУ считывает значение давления, изменяемое датчиком 10, или конечное значение давления газа в заправляемых баллонах. После этого открывается клапан 9 стравливания газа и отсоединяется гибкий шланг от эаправляемых баллонов

Блок-схема алгоритма управления системой заправки приведена на фиг. 2 и содержит схему управления поддержанием заданного минимального давлвния в аккумуляторе и несколько одинаковых (по числу запраB04Hblx KolloHQK) блок-схем управления заправкой.

После пуска системы осуществляется измерение давления газа в аккумуляторе Р и сравнение измеренного значения давления с заданным минимальным значением

Pa M» Если давление меньше заданного формируется команда на открытие клапана

20, которая существует до тех пор, пока Р, не станет больше или равно Р»». В этом случае формируется сигнал закрытия клапана 20, Проверка условия производится циклически, так как после выполнения действий, предусмотренных блок-схемами алгоритмов управления заправкой, производится переход к действию.

Каждая из блок-схем алгоритмов управления заправкой содержит на входе условие, проверяющее положение кнопки разрешения заправки на данной колонке.

Если разрешения заправки нет (кнопка не нажата), то производится закрытие. крана 9 и переход к выполнению алгоритма управления заправкой следующей колонки, 1638441

Если заправка разрешена, то проверяется условие готовности к заправке (положение кнопки "Готов к заправке").

Если готовности нет (кнопка не нажата), то осуществляется переход на выход. При готовности к заправке (кнопка нажата) осуществляется действие (закрытие клапана 9 и измерение давления в заправочном шпанге), после чего проверяется условие — готовность к заправке на данной колонке в предыдущем цикле опроса. Это производится для выделения первого цикла — начала заправки, т,е. ситуации, когда в рассматриваемом цикле готовности есть, а в предыдущем цикле готовности нет. Если начало заправки определено, то производится переход к запоминанию начального давления в баке заправляемого автомобиля P»„, открывается клапан 7 и формируется сигнал на выходе.

При производстве заправки, если давление в баке заправляемого автомобиля Pjp не достигло значения давления газа в аккумуляторе Ра, то осуществляется переход на управление последующей колонки (заправка на данной колонке продолжается).

При равенстве упомянутых давлений заправка считается законченной, формируется сигнал закрытия клапана 7, производится вычисление объема отпущенного газа и выдача вычисленного значения на цифровой индикатор первой колонки. После этих действий проверяется положение кнопки готовности, свидетельствующей о положении вентиля на баллонах заправляемого автомобиля, Если вентиль не закрыт (готовность к заправке сохраняется), то осуществляется переход на управление следующей колонки.

Если вентиль водителем закрыт (кнопка готовности выключена), то осуществляется переход к открытию клапана 9. В результате газ из шланга стравливается в атмосферу.

В предлагаемой системе измерение расхода газа осуществляется с помощью мерной емкости на стороне потребителя, в качестве которой используется газозаправочная емкость баллона автомобиля. Количество заправленного газа определяется по результатам замеров параметров газа в.начале и в конце заправки.

Уп= Убп (Рконп Рнанп) где Vn — количество заправленного газа;

Чбп — объем баллона автомобиля, заправка которого осуществляется от и-й заправочной колонки;

P«H„давление газа в баллоне автомобиля, подсоединенном к и-й заправочной колонке, в конце заправки;

Рн,ч давление газа в баллоне автомобиля, подсоединенном к и-й заправочной колонке, в начале заправки;

f — функция, учитывающая состав газа и термодинамические процессы, происходящие при заполнении баллона автомобиля сжатым газом.

f=- т1(Рнач, Ркон . Pa, Ta, Ta,p, CX ), где Pa — давление газа в аккумуляторе;

Та — температура газа в аккумуляторе;

Тб — температура окружающего воздуха; р — плотность газа; а — процентное содержание азота в газе.

Функция f определяется из таблиц, однако возможна ее апроксимация зависимо-стью в виде полинома.

Тогда ь ь

Vn = Убп (Р конп Р Haun) (xi эц xj )

i 1 j=1

25 где ai1 — постоянные коэффициенты.

70 — P1 Т1з — 273 х1= — — —; х4—

70 273

200 — Pz Та — 273

200 273

30 Є— 220 р — 0,74

220 0 74

Преимуществом предлагаемой системы заправки автомобилей является возможность одновременной заправки нескольких

35 автомобилей, так как определение количества отпущенного газа осуществляется путем расчегов, основанных на изменении параметров газа в эталонной емкости, которые происходят в ней в результате соедине40 ния заправпяемого баллона и эталонной емкости заправочным шлангом. С помощью предлагаемой системы возможна не только заправка автомобилей, но любых других потребителей газа, оснащенных баллонами

45 высокого давления, или заправка отдельных баллонов.

Формула изобретения

Система заправки автомобилей сжатым газом, содержащая эапорные клапаны, эа50 правочные колонки, датчики давления и температуры газа в аккумуляторе, гибкие заправочные шланги, причем выход компрессора соединен через ээпорный клапан с входом аккумулятора, выход которого сое55 динен через запорный клапан с трубопрово дом раздачи газа, и вычислительное устройство;отл ич а ю ща я с ятем, что, с целью повышения производительности, в нее дополнительно введены зэпорные кла1638441

ПУСК длак-сипа алгораана улрадлениа паддержанаеп заданного давления У аккупуля шоре

Иапергние дадл ааккуПулЛт

Ра< фавн аа нею

Закрыптие крана _#_

Яцраи ае gem алрадаиа ин пт и. заарИна f каланкг дакрьипие крана у-1

Измерен. down. а лирайанап шланге p,e i

lйлп кюлра&ако

g д lоргд.

UA_#_ Го-1 = рнан.

Е::

Г алак-- емеиа улрадl(очак,юп 7i5 ed;о пп .и,»i (анплогична ял,"л- - сceã (." гк:7;"ðn ó f ) J паны заправочных колонок, датчики давления в гибких шлангах заправочных колонок, датчик температуры окружающей среды, задатчики плотности газа и объемов баллонов, заправляемых на каждой колонке, индикаторы объема газа, етпускаемого каждой колонкой, кнопки пуска и готовности к заправке для каждой из колонок, запорные клапаны для стравливания газа из гибких шлангов заправочных колонок, при этом гибкие шланги заправочных колонок через запорные клапаны соединены с трубопроводом раздачи газа и запорными клапанами для стравливания газа из них, а выходы датчиков давления в гибких шлангах заправочных колонок, выходы датчиков температуры окружающей среды и температуры газа в аккумуляторе, выходы задатчиков плотности газа и объемов заправляемых баллонов соединены с информационными входами

5 вычислительного устройства, выходы кнопок пуска и готовности к заправке каждой заправочной колонки соединены с управляющими входами вычислительного устройства, с выходами которого соединены

10 индикаторы объемов газов, отпускаемой каждой заправочной колонкой, а управляющие выходы вычислительного устройства соединены с управляющими входами запорных клапанов заправочных колонок и запор15 ных клапанов стравливания газа из гибких шлангов заправочных колонок.