Изобретение относится к системам извлечения пара для установки заправки топливом, которая за счет обеспечения более эффективной и быстрой повторной конденсации втянутого пара как в подземном баке, так и в вытяжной трубе и значительного уменьшения разделения по плотности смеси воздуха и пара в вытяжной трубе позволяет осуществить более эффективное и полное извлечение всего пара в баке транспортного средства с мотором, при этом нет опасности взрыва или нежелательного увеличения давления подземного бака и не используются устройства повторной конденсации паров или их разделения.
Известна система извлечения паров, в которой извлечение пара достигается за счет использования подающего пистолета без элементов для образования уплотнения с наполняющей трубой заполняемого бака транспортного средства вместе с контролируемым втягиванием поднимающейся смеси пара и воздуха объемным насосом переменной скорости, которая постоянно регулируется в соответствии со скоростью объемного потока подаваемого топлива таким образом, чтобы втянуть объемное количество смеси воздуха и пара, равное объемному количеству подаваемого топлива плюс возможный избыточный воздух в зависимости от температуры подъемного бака и заполняемого бака транспортного средства, и выпускная труба которого проходит до дна подземного бака таким образом, что пузырение смеси воздуха и пара в топливе бака приводит к быстрому изменению температуры смеси и, следовательно, ее объема соответственно температуре самого бака.
Кроме того, используется дорогое устройство повторной конденсации избыточного пара в куполе подземного бака, причем этот избыток возникает, когда температура извлеченного пара меньше температуры подземного бака, что происходит, например, в зимний период.
Известная конструкция позволяет осуществлять эффективное извлечение в открытой системе смеси воздуха и пара, так как она непрерывно приспосабливает скорость потока смеси к скорости объемного потока подаваемого топлива и к температуре упомянутых баков. Однако, она не может извлечь избыточный пар, образованный в баке транспортного средства в результате определенного эффекта "шампанского", который определяется неизбежным сильным ударом топлива о стенки наполняющей трубы и его смешением с остаточным топливом, содержащимся в баке. В результате образуются многочисленные мелкие пузырьки или пена, что из-за увеличения площади теплопередачи ведет к увеличению испарения. Этот избыток зависит, главным образом, от состава топлива и температуры, а также от скорости его подачи.
Экспериментальные испытания показали, что упомянутые пузырьки или пена ведут к интенсивному испарению с образованием пара, который может быть на 40% больше объема подаваемого топлива.
В этой связи при использовании системы, отрегулированной указанным способом, этот избыток пара может быть втянут подающим пистолетом таким образом, чтобы выпустить его в атмосферу через заполняющую трубу, в то время как при извлечении упомянутого избытка пара за счет соответствующего увеличения емкости объемного насоса происходила бы неизбежная потеря пара в атмосферу через вытяжку подземного бака.
Целью изобретения является устранение указанного недостатка с помощью системы извлечения пара для установки заправки топливом, которая всегда обеспечивает полное вытягивание всего пара из подающего пистолета даже когда максимальный избыток пара присутствует из-за эффекта "шампанского".
Это достигается за счет увеличения скорости подачи объемного насоса с переменной скоростью выше эффективной скорости подачи потока, с регулированием температуры за счет дальнейшей скорости вытягивания смеси воздуха и пара, равной максимально возможному эффекту "шампанского".
Для предотвращения этого постоянного увеличенного впуска насоса, увеличивающего давление в подземном баке или образующего выпуск пара в атмосферу, повторную конденсацию пара следует увеличить в то время когда пар поднимается в виде пузырьков со дна подземного бака. Для этой цели конец выпускной трубы, идущей от объемного насоса с переменной скоростью, соединен с закрытой трубой, которая проходит вдоль дна подземного бака и имеет такую пористость, чтобы образовывать очень мелкие пузыри, причем этот конец достигает дна подземного бака установки для заправки топливом.
Таким образом, большое отношение площади к объему очень мелких пузырьков, пузырящихся через поры закрытой трубы и, следовательно, площадь сильного теплопереноса между паром в пузырьке и жидким топливом в подземном баке обеспечивает эффективную и надежную повторную конденсацию пара, который также способствует увеличению времени, в течение которого пузырек остается в жидком топливе благодаря уменьшенной скорости его движения вверх.
Такое устройство соответствует цели извлечения даже очень большого избытка пара, образованного в результате эффекта "шампанского", однако не решает проблемы втягивания какого-либо избыточного воздуха дополнительно к количеству, которое должно быть в равновесии в подземном баке, что наблюдается, например, в определенных температурных условиях, например, когда температура подаваемого топлива ниже темпеpатуpы, на которую установлена установка для заполнения топливом.
Для этого выпускная труба в установке видоизменена таким образом, что внутри ее в дополнение к повторной конденсации пара из смеси воздуха и пара упомянутая смесь также разделяется в условиях уменьшения плотности таким образом, что верхняя часть этой трубы содержит только воздух, который затем выходит в атмосферу, если подземный бак вмещает в себя избыток смеси, что позволяет также обходиться без устройств повторной конденсации и разделения.
Упомянутое разделение при уменьшенной плотности достигается за счет оптимизации геометрии вытяжной трубы с целью получить медленный и/или послойный поток смеси воздуха и пара при всех рабочих условиях, включая самые неблагоприятные. Это осуществляется посредством сокращения скорости смеси за счет соответствующего увеличения поперечного сечения трубы и так называемого гидравлического диаметра трубы за счет применения подходящих экранов внутри вытяжной трубы.
Для обеспечения конденсации смеси в вытяжной трубе посредством ее охлаждения, когда наружная температура меньше температуры в трубе и, следовательно, меньше температуры смеси, вытяжная труба оснащена снаружи ребрами для рассеяния тепла.
Таким образом, система извлечения пара для установки заправки топливом, включающая трубу для возвращения смеси воздуха и пара из подающего пистолета, вставленного в наполнительную трубу заполняемого бака транспортного средства, в подземный бак установки через объемный насос переменной скорости, приводимый в действие электрическим двигателем, конец выпускной трубы которого проходит на дно подземного бака, в соответствии с изобретением отличается тем, что скорость объемного насоса увеличивается до тех пор, пока он не сможет втянуть все количество какого-либо избыточного пара в упомянутой наполнительной трубе. При этом конец выпускной трубы соединен с закрытой трубой, которая проходит по дну подземного бака и имеет такую пористость, чтобы образовывать очень мелкие пузырьки, причем вытяжная труба выполнена с большим поперечным сечением и оснащена экранами внутри.
Закрытая труба, соединенная с концом выпускной трубы объемного насоса и проходящая по дну подземного бака, имеет такую пористость, чтобы образовывать очень мелкие пузырьки, состоит из закрытой трубы, имеющей отверстия на поверхности и покрытой очень тонкой тканной металлической или пластмассовой сеткой или тканью возможно с другой, положенной на нее крупноячеистой тканью, предназначенной для того, чтобы смесь воздуха и пара могла распределяться по всей поверхности упомянутой плотно сотканной покрывающей сетки или ткани, при этом труба может быть нагружена для предотвращения ее всплывания, например, рядом свинцовых рукавов, расположенных по ее длине.
Для того чтобы можно было вставить закрытую трубу в подземный бак без его видоизменения или опорожнения в соответствии с другим вариантом изобретения закрытый конец выполняется из гибкого материала.
На фиг. 1 изображена установка для заправки топливом, в которой используется предлагаемая система извлечения пара, разрез; на фиг. 2 поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 поперечный разрез Б-Б на фиг. 1.
Предлагаемая установка содержит насосную колонку 1 установки для заправки топливом и подземный бак 2, топливо 3 которого, втягиваемое через питающую трубу 4 насосом, перемещается по подающей трубе 5, оснащенной подающим пистолетом 6. Последний имеет жесткий канал 7 для втягивания и, следовательно, извлечения смеси воздуха и пара из наполняющей трубы, заполняемого бака транспортного средства. При этом упомянутый канал соединен через пламеуловитель 8 с обратной трубой 9, которая перемещает эту смесь под действием объемного насоса 10 переменной скорости, приводимого в действие двигателем 11, на дно подземного бака 2 через фильтрующий патрон 12, односторонний клапан 13, другой пламеуловитель 14 и выпускную трубу 15.
Погруженный конец 15', выпускной трубы 15 соединен с закрытой гибкой трубой 16, проходящей по дну подземного бака 2 и имеющей такую пористость, чтобы образовывать мелкие пузырьки 17 извлеченной смеси воздуха и пара, причем эти пузырьки поднимаются к куполу 18 бака 2.
Закрытая труба 16 состоит из закрытой трубы 19, имеющей отверстия 20 в поверхности и покрытой плотно сотканной металлической или пластмассовой сеткой 21 через слой крупноячеистой ткани 22. Ряд тяжелых рукавов 23, например из cвинца, удерживают гибкую трубу 16 на дне бака 2.
Наконец, упомянутый купол 18 соединен через соединительную трубу 24 с вытяжной трубой 25, которая выполнена с большим поперечным сечением с диаметром порядка в 2-3 раза больше диаметра обычно используемых вытяжных труб, а также оснащена внутри экранами 26, а снаружи на ее поверхности выполнены гребни 27 для рассеяния тепла.
Система работает следующим образом.
Пистолет 6 для подачи топлива вводят в горловину подлежащей заполнению емкости (канистры, бензобака и т. п.) и включают насос подачи топлива 3, которое втягивается насосом через питающую трубу 4 и затем перемещается по подающей трубе 5 через пистолет 6 в заполняемую топливом емкость.
При заполнении емкости топливом неизбежно ее вспенивание и образование паров, поэтому одновременно с заполнением емкости, через пистолет 6 по каналу 7 для всасывания паровоздушной смеси осуществляется удаление из емкости воздуха и пара.
Паровоздушная смесь, уловленная пистолетом, проходит под действием объемного насоса 10 переменной скорости через пламеуловитель 8, через обратную (возвратную) трубу 9 и поступает на дно подземного резервуара (бака) 2 через фильтр 12, клапан 13, пламеуловитель 14 и выпускную трубу 15.
Далее паровоздушная смесь поступает в трубу 16 с пористой поверхностью и выходит внутрь имеющегося в резервуаре 2 топлива в виде мелких пузырьков 17 через поры материала трубы 16. Эти мелкие пузырьки поднимаются к куполу 18 резервуара 2, отдавая молекулы топлива в жидкость по мере своего продвижения в ее толще. Скорость продвижения пузырьков паровоздушной смеси в топливе и соответственно потери топлива с паром могут быть снижены посредством использования трубы 25, имеющей более значительный диаметр, чем обычные вытяжные трубы, а именно диаметр, в 2-3 раза больший чем обычно, гребни 27 и экраны 26 оказывают дополнительное влияние на задержку потока газа в вытяжной трубе и, соответственно, способствуют уменьшению потерь топлива с выходящим из вытяжной трубы паром.
Использование: на топливо-заправочных станциях для установления паров бензина. Сущность изобретения: пистолет 6 вводят в горловину заполняемой емкости и включают насос подачи топлива 3, которое втягивается через трубу 4. При заполнении емкости по каналу 7 происходит всасывание паровоздушной смеси и удаление ее из емкости. Эта смесь под действием насоса 10 переменной скорости происходит через пламеуловитель 8, трубу 9 и поступает на дно подземного резервуара 2 через фильтр 12, клапан 13, пламеуловитель 14 и выпускную трубу 15. Далее смесь поступает в трубу 16 с пористой поверхностью и выходит внутрь имеющегося в резервуаре 2 топлива в виде мелких пузырьков 17 через поры материала. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
| Патент США N 5038838, кл | |||
| Топливник с глухим подом | 1918 |
|
SU141A1 |
