Автотопливозаправщик

 

Изобретение относится к области специального автомобильного транспорта для перевозки углеводородного топлива. Предлагаемый автотопливозаправщик содержит автотранспортное средство, установленную на нем топливную цистерну, систему приема топлива, систему выдачи топлива, а также систему устойчивого забора топлива самовсасыванием из хранилища и систему азотирования поступающего в топливную цистерну топлива и захолаживания надтопливного пространства топливной цистерны, что обеспечивает повышение экологической безопасности и взрывопожаробезопасности, а также удобства и простоты обслуживания. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области специального автомобильного транспорта для перевозки углеводородного топлива, например бензина, дизельного топлива и т.п.

Известен автотопливозаправщик, содержащий автотранспортное средство, установленную на нем топливную цистерну, систему приема топлива, систему выдачи топлива насос с приводом, запорно-регулирующую аппаратуру, топливные фильтры и раздаточные штуцеры с топливными шлангами для подачи топлива к потребителю или емкости хранилища [1].

Однако одним из наиболее узких мест при эксплуатации известного автотопливозаправщика является решение вопросов экологической безопасности и взрывопожаробезопасности.

Известен также автотопливозаправщик, принятый за прототип и содержащий автотранспортное средство, установленную на нем топливную цистерну с дыхательным клапаном, систему приема топлива, включающую приемный штуцер или переходник для присоединения заправочного шланга и связанный с ним приемный топливопровод, систему выдачи топлива, включающую выдачной топливопровод, насосные агрегаты, запорно-регулирующую аппаратуру, топливные фильтры, литромеры и раздаточные штуцеры с топливными шлангами для подачи топлива к потребителю или емкости хранилища [2].

Однако при сливе топлива из известного автотопливозаправщика в подземный резервуар (или любой другой) интенсивное парообразование как в резервуаре, так и в цистерне автотопливозаправщика приводит к тому, что существенную часть образовавшихся паров топлива необходимо стравливать через дыхательные клапаны резервуара и цистерны автотопливозаправщика в атмосферу, что снижает экологическую безопасность. Кроме того, в цистерне автотопливозаправщика после слива топлива может образовываться взрывоопасная смесь паров топлива и воздуха, что повышает взрывопожароопасность пустого автотопливозаправщика.

Задачей настоящего изобретения является повышение экологической безопасности и взрывопожаробезопасности, а также удобства и простоты обслуживания.

Поставленная задача решается тем, что автотопливозаправщик, содержащий автотранспортное средство, установленную на нем топливную цистерну с дыхательным клапаном, систему приема топлива, включающую приемный штуцер или переходник для присоединения заправочного шланга и связанный с ним приемный топливопровод, систему выдачи топлива, включающую выдачной топливопровод, насосные агрегаты, запорно-регулирующую аппаратуру, топливные фильтры, литромеры и раздаточные штуцеры с топливными шлангами для подачи топлива к потребителю или емкости хранилища, согласно изобретению снабжен системой устойчивого забора топлива самовсасыванием из хранилища и системой азотирования поступающего в топливную цистерну топлива и захолаживания надтопливного пространства топливной цистерны, которая включает в себя сосуд для жидкого азота, связанные с сосудом испаритель и коллектор для подачи холодного газообразного азота в надтопливное пространство топливной цистерны, установленный после испарителя компрессор, связанный с ним коллектор высокого давления, соединенный с баллонами высокого давления, газовый редуктор, установленный на выходе коллектора высокого давления и соединенный с колонкой азотирования, встроенной в приемный топливопровод и имеющей форсунки для подачи азота в поток топлива, при этом коллектор для подачи холодного газообразного азота расположен в верхней части топливной цистерны в удалении от места размещения дыхательного клапана, а система устойчивого забора топлива самовсасыванием из хранилища включает в себя топливный бачок с полезным объемом, превышающим объем топливозаправочного шланга и топливопровода до входа в насосный агрегат, топливопровод с обратным клапаном для соединения выхода насосного агрегата с топливным бачком, установленный в топливном бачке поплавковый клапан, соединенный с топливопроводом с обратным клапаном, и топливопровод с краном для соединения топливного бачка с заправочным шлангом, во вход которого встроен управляемый обратный клапан, причем в топливной цистерне установлен управляемый донный клапан, соединенный с приемным и выдачным топливопроводами.

Поставленная задача решается также тем, что насосные агрегаты выполнены с электроприводом постоянного тока с напряжением 24-27 В от источника питания в виде генератора постоянного тока, соединенного с раздаточной коробкой автотранспортного средства.

Поставленная задача решается тем, что запорно-регулирующая аппаратура выполнена в виде пожаровзрывобезопасных кранов с электроприводом.

Поставленная задача решается также тем, что автотопливозаправщик снабжен вторым приемным топливопроводом с управляемым клапаном, например, поршневым с управляющей гидравлической полостью, сообщающейся с верхней частью топливной цистерны через расположенный в ней поплавковый клапан.

Поставленная задача решается также тем, что автотопливозаправщик дополнительно снабжен растекателем топлива для обеспечения более спокойного его поступления в топливную цистерну.

Поставленная задача решается также тем, что автотопливозаправщик дополнительно снабжен трубопроводом и шлангом для соединения надтопливных пространств топливной цистерны и емкостей хранилища АЗС.

Поставленная задача решается также тем, что автотопливозаправщик выполнен с отдельным отсеком для размещения основной части запорно-регулирующей аппаратуры, насосных агрегатов, фильтров, литромеров, шлангов с пистолетами и средств автоматического пожаротушения.

Поставленная задача решается также тем, что топливная цистерна разделена на отдельные отсеки, каждый из которых выполнен с дыхательным клапаном, с донным клапаном, связанным с соответствующими приемным и выдачным топливопроводами, и со вторым приемным топливопроводом с клапаном, управляемым от установленного в отсеке поплавкового клапана.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого автотопливозаправщика при сливе топлива самотеком или принудительно насосом; на фиг.2 - то же при сливе через пистолет насосом; на фиг.3 - то же при нижнем наливе от станции; на фиг.4 - то же при перемешивании топлива; на фиг.5 - то же при перекачке топлива из одного отсека топливной цистерны в другой; на фиг.6 - то же при отсосе топлива из шлангов пистолетов; на фиг.7 - то же при заборе топлива самовсасыванием из подземного хранилища; на фиг. 8 - принципиальная схема системы азотирования топлива и захолаживания надтопливного пространства топливной цистерны; на фиг.9 - принципиальная схема системы захолаживания надтопливного пространства топливной емкости хранилища АЗС.

Описываемый автотопливозаправщик содержит автотранспортное средство (не показано), установленную на нем топливную цистерну 1, внутри которой размещены указатели и регуляторы уровня топлива 2, поршневые управляемые обратные клапаны 3, связанные с последними растекатели 4 топлива и размещенные вне цистерны 1 переходники 5. На нижней части цистерны 1 установлены управляемые донные клапаны 6 по одному в каждом из отдельных отсеков I, II, III. Все донные клапаны 6 соединены с разгрузочным рукавом (шлангом) 7 напрямую или через насосные агрегаты 8. Поршневой клапан 3 соединен топливопроводом 9 (в обратном порядке) через насосные агрегаты 8 с донными клапанами 6. Насосные агрегаты 8 снабжены перепускными клапанами 10 и контрольными манометрами 11.

На выходе насосных агрегатов 8 последовательно размещены фильтры 12, литромеры 13, барабаны 14 для намотки шлангов 15 пистолетов 16. Топливопроводы автотопливозаправщика снабжены ручными и управляемыми (например, электрические) задвижками 17-30. На топливопроводе, связывающем переходник 5 с поршневым клапаном 3, установлена колонка 32 азотирования, а переходник 5 снабжен заборным шлангом 33. На входе в задвижку 17 вместо шланга 7 может быть установлен шланг 34 с управляемым обратным клапаном 35 для обеспечения самовсасывания из емкости 36 подземного хранилища 37 автозаправочной станции (АЗС).

Система забора топлива самовсасыванием, кроме того, снабжена топливным бачком 38, связанным с одной стороны с насосным агрегатом 8 через обратный клапан 39, а с другой стороны через кран 40 - с топливопроводом перед задвижкой 17. Внутри топливного бачка 38 установлен поплавковый клапан 41, связанный топливопроводом с обратным клапаном 39 для регулирования уровня топлива в бачке 38. Надтопливное пространство бачка 38 сообщено с атмосферой, поэтому к нему могут быть подключены трубопроводы для стравливания воздуха из фильтров 12, насосных агрегатов 8 и топливных магистралей. Бачок 38 располагают над насосным агрегатом 8 для обеспечения заполнения топливом заправочного шланга 34 и топливопровода до входа в насосный агрегат 8.

Автотопливозаправщик также снабжен системой азотирования поступающего в топливную цистерну 1 топлива и захолаживания надтопливных пространств топливной цистерны 1 и емкости 36 хранилища 37 АЗС. Эта система включает в себя сосуд 42 для жидкого азота, связанные с сосудом 42 испаритель 43 и коллекторы 44 и 45 для подачи холодного газообразного азота в надтопливное пространство топливной цистерны 1 и емкости 36 хранилища 37. Кроме того, испаритель 43 связан с компрессором 46 для подачи азота в коллектор 47 высокого давления через кран 48 и затем через краны 49 в баллоны 50. Коллектор 47 через редуктор 51 с манометрами 52 и 53, а также через кран 54 и обратный клапан 55 связан с колонкой 32 азотирования, имеющей форсунки (не показаны) для подачи азота в поток топлива. Система азотирования имеет также заправочный штуцер 56 баллонов 50 через кран 57 от постороннего источника. Коллекторы 44 и 45 снабжены гибкими рукавами 58, а на магистрали между сосудом 42 и коллектором 45 установлены краны 59, 60 и 61. Автотопливозаправщик дополнительно снабжен рукавом 62 для соединения надтопливного пространства цистерны 1 с надтопливным пространством емкости 36 хранилища 37 АЗС в зоне размещения дыхательного клапана 63 и выдачного устройства 64 к потребителю топлива.

Работа предлагаемого автотопливозаправщика осуществляется следующим образом.

Слив топлива из цистерны 1 (фиг 1) самотеком осуществляется через донные клапаны 6, задвижку 17 и разгрузочный рукав 7. Принудительно слив осуществляется через донные клапаны 6, насосные агрегаты 8, задвижку 31 и разгрузочный рукав 7. Слив топлива из цистерны 1 (фиг.2) может быть осуществлен через донные клапаны 6, насосные агрегаты 8, фильтры 12, литромеры 13 и пистолеты 16. Заполнение цистерны 1 (фиг.3) обеспечивается нижним наливом топлива от станции через переходники 5, поршневые клапаны 3 и растекатели 4. Когда топливо забирается насосным агрегатом 8 из одного из отсеков цистерны 1 (фиг.4) и возвращается в него обратно через поршневой клапан 3, происходит перемешивание топлива. Перемешивание топлива может происходить и при перекачке его при помощи насосных агрегатов 8 (фиг.5) из одного отсека цистерны 1 в другой через поршневой клапан 3. Топливо из шлангов 15 пистолетов 16 отсасывается (фиг.6) при помощи насосных агрегатов 8 и возвращается в цистерну 1 через поршневой клапан 3. Забор топлива самовсасыванием из подземного хранилища 37 происходит следующим образом. При подаче топлива при помощи насосных агрегатов 8 к потребителю часть топлива через обратный клапан 39 поступает в бачок 38 через поплавковый клапан 41. При полном перекрытии последнего подача топлива в бачок 38 прекращается. Воздух, попавший в бачок 38, удаляется в атмосферу через дыхательный клапан (не показан) цистерны 1. После слива топлива из цистерны 1 топливо в бачке 38 остается до момента новой заправки автотопливозаправщика.

При обеспечении самовсасывания топливо из бачка 38 через кран 40 сливается в трубопровод перед насосным агрегатом 8 и в шланг 34 с клапаном 35. Поэтому при включении насосного агрегата 8 обеспечивается его устойчивая работа с глубины 3-5 м, что в основном зависит от степени герметичности всасывающей магистрали. Для азотирования топлива открываются баллоны 50, и азот через редуктор 51 поступает в колонку 32 азотирования и далее через ее форсунки - в поток поступающего в автотопливозаправщик топлива. Часть азота растворяется в топливе, а часть остается в свободном мелкораспыленном состоянии в топливе. При попадании в цистерну 1 свободный азот в основном выделяется в надтопливное пространство, обеспечивая взрывопожаробезопасность в случае сильной электризации топлива в фильтрах и гибких шлангах. Охлажденный азот (при минусовой температуре) попадает при открытых кранах 59, 60, 61 в коллекторы 44 или 45, из которых поступает в надтопливные пространства цистерны 1 или емкости 36 хранилища 37. Охлажденный азот, опускаясь вниз емкостей, образует холодную защитную подушку над поверхностью топлива, что существенно уменьшает выделение паров топлива в надтопливные пространства. Благодаря этому из дыхательных клапанов в случае превышения установленного давления будет выделяться только излишний газ, очищенный от паров топлива. Основная часть газа будет передавливаться из емкости 36 хранилища 37 в цистерну 1. Кроме того, охлажденный азот еще в большей степени решает вопросы по взрывопожаробезопасности. Вредное влияние электризации топлива существенно снижается, и это позволяет значительно увеличить скорости перекачки топлива как при заправке автотопливозаправщика, так и при сливе из него топлива в хранилище АЗС. Сокращение длительности перекачек топлива позволяет совершить большее количество ездок автотопливозаправщика, предупреждает образование очередей автотопливозаправщиков на заправочных станциях, увеличивает оборотность последних и тем самым существенно положительно сказывается на экономике производимых работ с учетом дополнительного усовершенствования автотопливозаправщиков и заправочных станций. Настоящее изобретение обеспечивает также существенное снижение взрывопожарной опасности при перегонке пустого автотопливозаправщика. Расположение сосудов 42 с жидким азотом на заправочных средствах этих сосудов с большими запасами жидкого азота на АЗС позволяет значительно улучшить технологичность рассмотренных выше процессов.

В целях снижения расхода холодного газообразного азота подача последнего может осуществляться не через коллекторы 44 и 45, а непосредственно в небольшие объемы перед дыхательными клапанами.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает повышение экологической безопасности и взрывопожаробезопасности, а также удобства и простоты обслуживания при одновременном улучшении экономичности работ за счет снижения времени простоя автотопливозаправщиков при их заправке и сливе из них топлива в хранилище АЗС.

Формула изобретения

1. Автотопливозаправщик, содержащий автотранспортное средство, установленную на нем топливную цистерну с дыхательным клапаном, систему приема топлива, включающую приемный штуцер или переходник для присоединения заправочного шланга и связанный с ним приемный топливопровод, систему выдачу топлива, включающую выдачной топливопровод, насосные агрегаты, запорно-регулирующую аппаратуру, топливные фильтры, литрометры и раздаточные штуцеры с топливными шлангами для подачи топлива к потребителю или емкости хранилища, отличающийся тем, что он снабжен системой устойчивого забора топлива самовсасыванием из хранилища и системой азотирования поступающего в топливную цистерну топлива и захолаживания подтопливного пространства топливной цистерны, которая включает в себя сосуд для жидкого азота, связанные с сосудом испаритель и коллектор для подачи холодного газообразного азота в надтопливное пространство топливной цистерны, установленный после испарителя компрессор, связанный с ним коллектор высокого давления, соединенный с баллонами высокого давления, газовый редуктор, установленный на выходе коллектора высокого давления и соединенный с колонкой азотирования, встроенной в приемный топливопровод и имеющей форсунки для подачи азота в поток топлива, при этом коллектор для подачи холодного газообразного азота расположен в верхней части топливной цистерны в удалении от места размещения дыхательного клапана, а система устойчивого забора топлива самовсасыванием из хранилища включает в себя топливный бачок с полезным объемом, превышающим объем топливозаправочного шланга и топливопровода до входа в насосный агрегат, топливопровод с обратным клапаном для соединения выхода насосного агрегата с топливным бачком, установленный в топливном бачке поплавковый клапан, соединенный с топливопроводом с обратным клапаном, и топливопровод с краном для соединения топливного бачка с заправочным шлангом, во вход которого встроен управляемый обратный клапан, причем в топливной цистерне установлен управляемый донный клапан, соединенный с приемным и выдачным топливопроводами.

2. Автотопливозаправщик по п.1, отличающийся тем, что насосные агрегаты выполнены с электроприводом постоянного тока с напряжением 24 - 27 В от источника питания в виде генератора постоянного тока, соединенного с раздаточной коробкой автотранспортного средства.

3. Автотопливозаправщик по п.1 или 2, отличающийся тем, что запорно-регулирующая аппаратура выполнена в виде пожаровзрывобезопасных кранов с электроприводом.

4. Автотопливозаправщик по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что он снабжен вторым приемным топливопроводом с управляемым клапаном, например поршневым с управляющей гидравлической полостью, сообщающейся с верхней частью топливной цистерны через расположенный в ней поплавковый клапан.

5. Автотопливозаправщик по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен растекателем топлива для обеспечения более спокойного его поступления в топливную цистерну.

6. Автотопливозаправщик по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен трубопроводом и шлангом для соединения надтопливных пространств топливной цистерны и емкостей хранилища АЗС.

7. Автотопливозаправщик по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что он выполнен с отдельным отсеком для размещения основной части запорно-регулирующей аппаратуры, насосных агрегатов, фильтров, литромеров, шлангов с пистолетами и средств автоматического пожаротушения.

8. Автотопливозаправщик по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что топливная цистерна разделена на отдельные отсеки, каждый из которых выполнен с дыхательным клапаном, с донным клапаном, связанным с соответствующими приемным и выдачным топливопроводами, и со вторым приемным топливопроводом с клапаном, управляемым от установленного в отсеке поплавкового клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9