Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция

Авторы патента:

Тимофеев Владимир Валентинович (RU)

Люгай Станислав Владимирович (RU)

Евстифеев Андрей Александрович (RU)

Дрыгина Юлия Николаевна (RU)

F17C5/06 - для заполнения сжатыми газами

Владельцы патента RU 2617224:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (RU)

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС). Технический результат изобретения - уменьшение времени заправки вновь прибывшего газобаллонного автомобиля на АГНКС в то время, когда на данной станции осуществляется заправка передвижных автомобильных газозаправщиков. АГНКС включает: фильтр-сепаратор (1), компрессорный блок (2), установку осушки газа (3), блок аккумуляторов газа (4), заправочные колонки (5), линию высокого давления подачи газа (6), датчик изменения давления (7), блок регулировки (8), запорную арматуру (9). Технический результат изобретения - уменьшение времени заправки вновь прибывшего газобаллонного автомобиля на АГНКС в то время, когда на данной станции осуществляется заправка передвижных автомобильных газозаправщиков. 3 ил.

Настоящее изобретение относится к газовой промышленности, в частности к автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС).

Известна автомобильная газонаполнительная компрессорная станция, состоящая из расходомерного узла, фильтра-сепаратора, блока компрессорного, аккумуляторов газа и газозаправочных колонок. (Технология использования сжатых газов, курс лекций, составитель Г.А. Бондаренко, Сумы, Изд-во СумГУ, 2011, стр. 107-108, рис. 5.13). В известной станции сетевой газ, пройдя предварительную очистку в фильтре-сепараторе и расходомерный узел, при избыточном давлении 0,5-2 кг/см² поступает на всасывание компрессора, где сжимается до 230 кг/см². После влагомаслоудаления и осушки газ закачивается в аккумуляторы, а также поступает к заправочным колонкам. В случае, когда на АГНКС одновременно заправляются газобаллонные автомобили (ГБА) с общим объемом хранимого на борту транспортного средства (ТС) газа суммарной емкостью, не превышающей объем газа, накопленного в аккумуляторах АГНКС, время заправки каждого из одновременно заправляемых ТС будет составлять в среднем около 10 минут. Основной характеристикой АГНКС является количество заправок автомобилей в сутки. От этого зависят размеры станции, тип и производительность компрессорного оборудования и других аппаратов. В случае, если объем газа, накопленный в аккумуляторах АГНКС, меньше суммарного объема заправки ГБА, то заправка большей частью будет производиться напрямую от компрессоров АГНКС. При этом время заправки всех одновременно заправляемых транспортных средств будет равняться времени заправки ГБА с самым большим совокупным объемом хранения компримированного природного газа (КПГ) на борту и составит в среднем около 20-25 минут в зависимости от производительности компрессоров. Для заправки передвижных автомобильных газозаправщиков (ПАГЗ) требуется значительный объем (от 3000 до 10000 нм³) КПГ в зависимости от модификации. Максимальный объем аккумулируемого КПГ на АГНКС может составить 4200 нм³, следовательно, время заправки ПАГЗ и ГБА даже высокопроизводительными АГНКС будет составлять от 1,5 до 9 часов. Поэтому к недостатком известного технического решения относится длительное время заправки вновь прибывшего ГБА.

Задача изобретения - создание АГНКС, позволяющей сократить время заправки вновь прибывшего ГБА на АГНКС.

Технический результат изобретения - уменьшение времени заправки вновь прибывшего ГБА на АГНКС в то время, когда на данной станции осуществляется заправка ПАГЗ.

Сущность изобретения заключается в том, что в АГНКС, состоящей из фильтра-сепаратора, компрессорного блока, блока аккумуляторов газа, установки осушки газа, по меньшей мере, двух газозаправочных колонок и линии высокого давления подачи газа от установки осушки к блоку аккумуляторов газа и газозаправочным колонкам. На линии высокого давления подачи газа установлен блок регулировки, который по сигналу, поступающему от датчика изменения давления, вмонтированного в линию высокого давления подачи газа, предназначен управлять запорной арматурой, ограничивающей подачу компримированного природного газа на газозаправочную колонку, осуществляющую заправку передвижного автомобильного газозаправщика.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема АГНКС, принятой заявителем в качестве наиболее близкого аналога-прототипа. На фиг. 2 представлена схема предлагаемой станции. На фиг. 3 представлен график изменения давления в линии высокого давления АГНКС.

Известная и предлагаемая автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (фиг. 1, 2) включают: фильтр-сепаратор - 1, компрессорный блок - 2, установку осушки газа - 3, блок аккумуляторов газа - 4, заправочные колонки - 5, линию высокого давления подачи газа - 6. Кроме того, АГНКС (фиг. 2) содержит датчик изменения давления - 7, блок регулировки - 8, запорную арматуру - 9.

Во время работы предлагаемой АГНКС (фиг. 2) сетевой газ, пройдя предварительную очистку в фильтре-сепараторе (1), при избыточном давлении 0,5-2 кг/см² поступает на всасывание компрессорного блока (2), где сжимается до 230 кг/см². После установки осушки газа (3) газ закачивается в блок аккумуляторов газа (4), а также поступает к заправочным колонкам (5). Сигнал с установленного на линии высокого давления (6) датчика изменения давления (7) запускает в работу блок регулировки (8), осуществляя управление запорной арматурой (9). С помощью запорной арматуры ограничивается подача КПГ к выбранной (либо нескольким выбранным) заправочной колонке.

Когда на АГНКС осуществляется заправка ПАГЗ высокой емкости (от 3000 до 10000 нм³) и одновременно с этим начинает заправку вновь прибывший ГБА, в линии высокого давления подачи газа (6) проявляется недостаток давления, необходимого для обеспечения быстрой заправки ГБА. Поэтому, по сигналу от датчика изменения давления (7) блок регулировки (8) закрывает запорную арматуру (9), прекращая подачу КПГ на заправку ПАГЗ, тем самым обеспечивая нормальную (быструю) заправку ГБА. По завершению заправки ГБА, сигнал от штатного датчика, поступающий в блок регулировки (8), открывает запорную арматуру (9), возобновляя подачу КПГ для заправки ПАГЗ.

Датчик изменения давления (7) может быть выполнен на базе датчика избыточного давления для газозаправочных колонок Сапфир-22-ДИ-2170, с пределами измерения 25 МПа с цифровой обработкой сигнала.

Блок регулировки (8) может быть выполнен, например, на базе 16 - разрядного микроконтроллера MSP430F149IPM PBF производства TEXAS INSTRUMENTS.

Запорная арматура (9) может быть реализована на базе взрывозащищенного электромагнитного клапана высокого давления 25 МПа (250 кг/см²) с обратной связью AIC 25МПА М36/2 производства AIC.

Датчик изменения давления (7), установленный на линии высокого давления подачи газа с постоянным интервалом времени, равным 10 секунд, производит измерение давления, передавая данные измерений в блок регулировки (8). Блок регулировки (8) сохраняет несколько последних значений и вычисляет разность между последующим и предыдущим измерениями в линии высокого давления подачи газа. Если начинается заправка ГБА, то от штатного датчика (на фиг. 2 не показан) заправочной колонки (5) АГНКС подается сигнал блоку регулировки о начале заправки. В линии высокого давления подачи газа блок регулировки регистрирует падение давления и вырабатывает управляющее воздействие, по которому закрывается запорная арматура до окончания заправки транспортного средства на газовой заправочной колонке (5). По сигналу окончания заправки от штатного датчика блок регулировки (8) вырабатывает управляющее воздействие на открытие запорной арматуры. Затем заправка ПАГЗ возобновляется.

Настройки блока регулировки (интервал снятия показаний датчика изменения давления, значения разницы показаний при которых происходит срабатывание) зависят от характеристик АГНКС, таких как производительность компрессорного блока и объем хранимого КПГ в блоке аккумуляторов.

На графике изменения давления отображена динамика изменения давлений (Р, МПа) во времени (t, сек) в линии высокого давления АГНКС в заправочном контуре вновь прибывшего газобаллонного автомобиля (ГБА) и в заправочном контуре ПАГЗ. На графике также отображены моменты начала заправки ГБА, закрытия запорной арматуры, окончания заправки ГБА с открытием запорной арматуры и возобновлением заправки ПАГЗ.

Предложенное изобретение позволяет устранить недостаток известной станции АГНКС, а именно, ускоряет время заправки (делает возможной нормальную заправку) ГБА во время заправки ПАГЗ на АГНКС, чем способствует повышению эффективности реализации газомоторного топлива.

Таким образом, датчик изменения давления, блок регулировки и управляемая запорная арматура, установленные на линии высокого давления подачи газа, позволяют либо ограничить, либо полностью прекратить подачу КПГ от установки осушки газа к заправочным колонкам, с помощью которых осуществляется заправка ПАГЗ, и ускорить одновременную заправку ГБА и ПАГЗ.

Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция, состоящая из фильтра-сепаратора, компрессорного блока, блока аккумуляторов газа, установки осушки газа, по меньшей мере, двух газозаправочных колонок и линии высокого давления подачи газа от установки осушки к блоку аккумуляторов газа и газозаправочным колонкам, отличающаяся тем, что на линии высокого давления подачи газа установлен блок регулировки, предназначенный по сигналу, поступающему от датчика изменения давления, вмонтированного в линию высокого давления подачи газа, управлять запорной арматурой, ограничивающей подачу компримированного природного газа на заправочную колонку, осуществляющую заправку передвижного автомобильного газозаправщика.

Настоящее изобретение предлагает систему подачи газа, включающую устройство для хранения газа, силовое устройство и устройство для заправки газом. Устройство для хранения газа включает две группы цилиндров, имеющие одинаковое число цилиндров.

Способ заправки компримированным природным газом // 2536755

Изобретение относится к технологии заправки потребителя, например автомобиля, тепловоза и т.п., компримированным природным газом (КПГ). Природный газ (ПГ) из магистрального газопровода 1 (МГ), где давление составляет порядка 25-90 кгс/см2, подают в детандер 2, подвергая адиабатическому расширению с совершением внешней работы.

Термокомпрессионное устройство // 2533599

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к термокомпрессорам. В термокомпрессионном устройстве, содержащем источник газа высокого давления с подключенными к нему баллонами-компрессорами, источник холода и объединенную магистраль заправки баллонов-компрессоров, снабженную первым теплообменником-охладителем, на входе в который параллельно включены баллоны-компрессоры, согласно изобретению каждый баллон-компрессор выполнен в виде теплоизолированной двустенной емкости с оребрением внутреннего сосуда, размещенным в межстенной полости, подключенной к источнику холода.

Установка для заправки компримированным природным газом // 2528479

Изобретение относится к средствам для заправки потребителей, компримированным природным газом (КПГ). Установка для заправки компримированным природным газом, включающая блок для производства компримированного природного газа, аккумулятор компримированного природного газа, газораздаточные колонки, причем блок для производства компримированного природного газа содержит оборудованный буферной емкостью регазификатор сжиженного природного газа.

Термокомпрессионное устройство // 2527227

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации термокомпрессоров. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, выполненным в виде теплоизолированной двустенной емкости с оребрением внутреннего сосуда, размещенным в межстенной полости, заправочную магистраль.

Термокомпрессионное устройство // 2525514

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации термокомпрессоров. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, источник холода и магистраль подачи газа потребителю, имеющую теплообменник-охладитель.

Термокомпрессионное устройство // 2514335

Термокомпрессионное устройство // 2509257

Термокомпрессионное устройство // 2509256

Изобретение относится к холодильной технике. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенными к нему баллонами-компрессорами, параллельно включенными в объединенную магистраль заправки баллонов-компрессоров и подачи газа потребителю на входе в теплообменник-охладитель, а также источник холода.

Термокомпрессионное устройство // 2508497

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, выполненным в виде теплоизолированной двустенной емкости с оребрением внутреннего сосуда, размещенным в межстенной полости двустенной емкости, подсоединенной к устройству для термоциклирования баллона-компрессора, а также магистраль прокачки теплоносителя.

Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция // 2617539

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС). АГНКС включает: фильтр-сепаратор (1), компрессорный блок (2), установку осушки газа (3), аккумуляторы газа (4), заправочные колонки (5), линию высокого давления подачи газа (6), перемычку с запорной арматурой (7). Технический результат изобретения - уменьшение времени заправки вновь прибывшего газобаллонного автомобиля на АГНКС во время заправки на данной станции передвижным автомобильным газозаправщиком. 2 ил.

Способ подачи потребителю газообразного водорода высокого давления // 2637155

Изобретение относится к криогенной технике. Способ подачи потребителю газообразного водорода высокого давления заключается в нагнетании насосом по перекрываемому трубопроводу жидкого водорода из резервуара в накопитель-газификатор, выполненный в виде емкости полного объема Vп, где с повышением температуры и давления за счет подводимого тепла жидкий водород превращают в газообразный высокого давления. Емкость с объемом Vп выполнена с расположенной в ней внутренней емкостью объемом Vв, которая с перекрытием соединена с насосом и через сквозные отверстия - с емкостью объема Vп. Отношение объемов Vв/Vп выбрано в диапазоне от 0,3 до 1,0 в зависимости от максимального давления водорода при постоянной максимальной температуре емкости объема Vп. Заполнение внутренней емкости объемом Vв за один цикл осуществляют водородом дозированной массы со сверхкритическими значениями давления и температуры. Изохорический нагрев водорода обеспечивают теплом окружающей среды с достижением заданного максимально допустимого давления газообразного водорода перед подачей потребителю. После заправки баллонов потребителя при снижении давления в емкости Vп до установленного уровня отключают перекрываемый трубопровод от потребителя и подключают к технологической емкости. Охлаждают оставшийся в емкости Vп водород жидким азотом по криогенным магистралям из источника и продолжают перепускать водород в технологическую емкость со снижением давления и температуры в емкости Vп до уровня значения давления водорода на выходе из насоса при работе. Затем включают насос, добавляют до заданного значения дозированную массу водорода из резервуара жидкого водорода и осуществляют следующий цикл подачи потребителю газообразного водорода. Технический результат заключается в достижении максимально допустимого давления газообразного водорода в заполняемой емкости, исключении вибраций потока и уменьшении энергозатрат, повышении долговечности накопителя-газификатора, увеличении быстродействия заправки баллонов, обеспечении возможности восстановления высокого давления водорода в емкости до уровня максимального давления после снижения давления. 1 ил.

Устройство для зарядки баллона газом и герметизации под давлением // 2637166

Изобретение относится к испытательной технике в машиностроении и может быть использовано в авиации и ракетостроении при производстве блоков высокого давления негорючего газа в одноразовых устройствах длительного хранения. В устройстве для зарядки баллона и герметизации под давлением герметизация технологического отверстия для зарядки баллона газом обеспечивается посредством сварки конической заглушки по торцу зарядного штуцера под давлением рабочей среды. Устройство обеспечивает установку конической заглушки при давлении рабочей среды, сварку заглушки в поджатом состоянии и испытания на герметичность как после установки заглушки, так и после сварки. Технический результат - повышена надежность объекта в целом и снижены затраты в производстве устройства. 4 ил.

Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция // 2637530

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС). АГНКС включает: фильтр-сепаратор - 1, компрессорный блок - 2, установку осушки газа - 3, аккумуляторы газа - 4, газозаправочные колонки - 5, линию высокого давления подачи газа - 6, расходомер - 7, блок регулировки - 8, запорную арматуру - 9. Технический результат изобретения - уменьшение времени заправки вновь прибывшего газобаллонного автомобиля на АГНКС в то время, когда на данной станции осуществляется заправка передвижных автомобильных газозаправщиков. 2 ил.