МОБИЛЬНЫЙ ГАЗОЗАПРАВОЧНЫЙ КОМПРЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2002 года по МПК B60S5/02 B60P3/22 

Изобретение относится к области эксплуатации транспортных средств, а именно к эксплуатации автомобильного транспорта и тракторной техники, работающих на сжатом природном газе, и может быть использовано в местах интенсивного транспортного движения, например, в сельской местности, при проведении посевных и уборочных работ.

В настоящее время в эксплуатации находится значительный парк транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. В состав указанного парка входят такие распространенные типы автомобилей и тракторов, как грузовой автомобиль ЗИЛ-431620, тракторы К-701 и МТЗ-82 и т.д. Эти транспортные средства заправляются сжатым природным газом от специальных устройств для заправки.

Известно устройство для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. Это - автомобильная газонаполнительная компрессорная станция (см. Гриценко А.И., Боксерман Ю.И., Васильев Ю.Н. и др. Газовое моторное топливо. - М.: ВНИИгаз, 1992, 170-176 с.).

Данное устройство для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, представляет собой комплекс технологического оборудования, которое подключено к газопроводу подвода природного газа и стационарно размещено на специально выделенной территории. Транспортные средства, работающие на сжатом природном газе, прибывают на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию, где и производится их заправка сжатым природным газом. При этом автомобильные газонаполнительные компрессорные станции размещены, в основном, на дорогах федерального значения и(или) вблизи больших населенных пунктов и располагаются они на произвольном расстоянии друг от друга.

Недостатком данного устройства для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, является стационарность размещения автомобильной газонаполнительной компрессорной станции, и, как следствие, ограниченный радиус действия транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, зависящий как от произвольного расстояния между автомобильными газонаполнительными компрессорными станциями, так и от величины пробега транспортных средств на одной заправке сжатым природным газом при условии, что транспортные средства обязаны возвращаться на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию для заправки.

Известно устройство для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, а именно, передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа. Передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа представляет собой, чаще всего, автопоезд, состоящий из тягача и полуприцепа (или прицепа), оснащенного секциями баллонов для хранения сжатого природного газа, заправочной колонкой для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и устройством заправки самого передвижного газозаправщика на автомобильной газонапольнительной компрессорной станции (см. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Чириков К.Ю., Газозаправка транспорта. - М.: Недра, 1995, 217-232 с.).

Недостатком данного устройства для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, является то, что в баллонах для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа остается неиспользованным значительное количество сжатого природного газа - до 50% объема его заправки. Кроме того, данный передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа снижает объем заправки сжатым природным газом самого транспортного средства, работающего на сжатом природном газе, из-за постепенного выравнивания давления сжатого природного газа в системе "секции баллонов для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика - баллоны транспортного средства".

В качестве прототипа выбрано устройство для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, а именно передвижной газозаправщик с компрессорным отбором сжатого природного газа (см. заявка РФ на изобретение 97110958/28, кл. 6 В 60 Р 1/00). Передвижной газозаправщик с компрессорным отбором сжатого природного газа оснащен не только заправочной колонкой, секциями баллонов для хранения сжатого природного газа, но и дожимным компрессором. Дожимной компрессор совместно с заправочной колонкой и секциями баллонов для хранения сжатого природного газа размещен непосредственно на транспортной раме передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа.

Данное устройство работает следующим образом. Передвижной газозаправщик с компрессорным отбором сжатого природного газа прибывает на удаленное от автомобильной газонаполнительной компрессорной станции на назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и посредством заправочной колонки производит заправку транспортных средств сжатым природным газом с использованием дожимного компрессора. При этом приводом дожимного компрессора служит электрический двигатель, работающий при подключении к линии электропередачи, или двигатель внутреннего сгорания тягача передвижного газозаправщика. Заправка сжатым природным газом самого передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа осуществляется непосредственно на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции.

Недостатком данного устройства для заправки транспортных средств сжатым природным газом является то, что при значительном потреблении сжатого природного газа в качестве моторного топлива, например, в сельской местности при проведении посевных и уборочных работ, появляется потребность в частой заправке сжатым природным газом на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции самого устройства для заправки транспортных средств сжатым природным газом, а именно, передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа. Для этого передвижной газозаправщик с компрессорным отбором сжатого природного газа с определенной частотой покидает назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, направляется непосредственно на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию, заправляется сжатым природным газом и возвращается на место сбора и заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При движении передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию и обратно, на назначенное место сбора и заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, он, вместе с секциями баллонов для хранения природного газа, осуществляет постоянную транспортировку и дожимного компрессора, который при заправке передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции не используется. Кроме того, учитывая то, что вес дожимного компрессора может достигать веса одной секции баллонов для хранения сжатого природного газа, общий вес передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа становится существенным препятствием для его движения по дорогам и мостам, имеющим ограничения как по массе транспортного средства, так и по фактической нагрузке на какую-либо из осей ходовой части транспортного средства.

Технический эффект предложенного изобретения заключается в увеличении радиуса действия транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, в исключении "холостого" пробега транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, связанного с их движением на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию для заправки и обратно, к месту выполнения работ, в повышении эффективности использования передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, в ликвидации простоя дожимного компрессора, в увеличении расхода сжатого природного газа на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции за счет заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе и находящихся на значительном удалении от автомобильной газонаполнительной компрессорной станции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для заправки транспортных средств сжатым природным газом, состоящее из передвижного газозаправщика с заправочной колонкой и дожимного компрессора, согласно изобретению, имеет дожимной компрессор, смонтированный на оборудованной колесной ходовой частью и выдвижными поворотными опорами индивидуальной раме, на которой также смонтированы система управления и контроля за работой смонтированных на индивидуальной раме ресивера, двигателя внутреннего сгорания, работающего на сжатом природном газе и являющийся приводом дожимного компрессора, имеющего по меньшей мере два входных и два выходных коллектора, каждый из которых имеет узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, причем входные и выходные коллекторы и узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа к дожимному компрессору оснащены запорной арматурой, позволяющей регулировать поступление сжатого природного газа на заправочные колонки и в ресивер дожимного компрессора и обеспечивать перекачку сжатого природного газа из любой секций баллонов для хранения сжатого природного газа в любую другую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а также из секций баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа в любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа другого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, причем оно снабжено дополнительными трубопроводами, соединяющими ресивер дожимного компрессора с одним из выходных коллекторов дожимного компрессора, а сам ресивер дожимного компрессора имеет объем, равный полутора объемам заправки тягача, работающего на сжатом природном газе и осуществляющего транспортировку передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а давление сжатого природного газа в ресивере дожимного компрессора равно давлению сжатого природного газа в секциях баллонов для хранения сжатого природного газа полностью заправленного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а ресивер имеет как минимум одну заправочную колонку, при этом обеспечение двигателя внутреннего сгорания сжатым природным газом осуществляется от ресивера.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенное отличие".

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена принципиальная схема компоновки оборудования на индивидуальной раме, а на фиг.2 - технологическая схема мобильного газозаправочного компрессорного комплекса.

Мобильный газозаправочный компрессорный комплекс состоит из индивидуальной рамы (1), на которой размещены дожимной компрессор (2), ресивер (3) для него, двигатель внутреннего сгорания (4), являющийся приводом дожимного компрессора и работающий на сжатом природном газе, и регулирующая аппаратура (5). При этом ресивер (3) дожимного компрессора (2) оборудован, как минимум, одной заправочной колонкой (6), а сам дожимной компрессор (2) имеет, как минимум, два входных (7) и, как минимум, два выходных (8) коллектора, дополнительные трубопроводы (9), соединяющие ресивер (3) с выходным коллектором (8). На указанных коллекторах (7) и (8) дожимного компрессора (2) имеется как запорная арматура (10), так и узлы подключения (11) и (12) передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и (18) к дожимному компрессору (2). При этом система управления и контроля за работой дожимного компрессора (2), ресивера (3) для него и двигателя внутреннего сгорания (4) размещена в едином блоке (13) на индивидуальной раме (1). Передвижные газозаправщики с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и (18) оборудованы коллекторами (14), заправочными колонками (15) и запорной арматурой (16). При этом транспортировка индивидуальной рамы (1) и передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и (18) производится тягачом (19).

Ниже приводится конкретный порядок осуществления заявляемого устройства.

На основе изучения объемов ожидаемых транспортных и других видов работ с использованием транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и с учетом расстояния до ближайшей автомобильной газонаполнительной компрессорной станции назначается место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При этом место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, назначается в максимальной близости к участку с наиболее интенсивным транспортным движением и ведением других видов работ с использованием транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

На территории назначенного места сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, выполняется вертикальная планировка грунта, организуются въезды и выезды с этой территории, оборудуются противопожарные посты. Кроме того, для исключения возможной неравномерной осадки выдвижных поворотных опор индивидуальной рамы (1) с дожимным компрессором (2), ресивером для него (3) и двигателем внутреннего сгорания (4), являющимся приводом дожимного компрессора (2), и, следовательно, крена самой индивидуальной рамы (1) от вибрации, возникающей при работе дожимного компрессора (2), на назначенном месте сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, подготавливается специальная площадка для установки этой индивидуальной рамы (1).

В полевых условиях, где зачастую отсутствуют линии электропередач, двигатель внутреннего сгорания (4), работающий на сжатом природном газе и являющийся приводом дожимного компрессора (2) и установленный на индивидуальной раме (1), будет единственным источником электроэнергии для единого блока (13) управления и контроля за работой дожимного компрессора (2), ресивера (3) для него и двигателя внутреннего сгорания (4) и для освещения назначенного места сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При этом топливо для двигателя внутреннего сгорания (4) поступает непосредственно из ресивера (3) дожимного компрессора (2) через регулирующую аппаратуру (5). Сам ресивер (3) дожимного компрессора (2) посредством дополнительных трубопроводов (9) соединяется с выходным коллектором (8) и находится в заправленном состоянии так, что давление сжатого природного газа в ресивере (3) дожимного компрессора (2) равно давлению сжатого природного газа в секциях баллонов для хранения сжатого природного газа полностью заправленных передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и (18). Объем ресивера (3) дожимного компрессора (2) назначается таким, чтобы обеспечить полную заправку тягача (19), осуществляющего транспортировку передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) или (18) на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию для заправки сжатым природным газом, и иметь резерв сжатого природного газа для работы двигателя внутреннего сгорания (4), являющего приводом дожимного компрессора (2).

Индивидуальная рама (1) с дожимным компрессором (2), ресивером (3) для него и двигателем внутреннего сгорания (4), являющимся приводом дожимного компрессора (2), с помощью тягача (19) транспортируется на назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и устанавливается на выдвижные поворотные опоры. Затем с использованием этого же тягача (19), или одновременно с транспортировкой индивидуальной рамы (1), но использованием другого тягача (19), транспортируется первый передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) непосредственно с автомобильной газонаполнительной компрессорной станции на назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При этом, благодаря меньшим массам как индивидуальной рамы (1) с дожимным компрессором (2), ресивером (3) для него и двигателем внутреннего сгорания (4), являющимся приводом дожимного компрессора (2), так и передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17), а так же благодаря меньшим фактическим нагрузкам на какую-либо из осей их ходовых частей, тягач (19) с указанными прицепами может двигаться по дорогам и мостам с ограниченной несущей способностью.

Далее коллектор (14) передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17), установленного на назначенном месте сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, подсоединяется к узлам подключения (11) и (12) входного (7) и выходного (8) коллекторов дожимного компрессора (2), создавая тем самым единую технологическую систему "дожимной компрессор" (2) - ресивер (3) дожимного компрессора (2) - как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17)". Эта единая технологическая система "дожимной компрессор (2) - ресивер (3) дожимного компрессора (2) - как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17)" представляет собой технологическую систему мобильного газозаправочного компрессорного комплекса. При этом тягач (19), завершив работу по установке первого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17), направляется за вторым передвижным газозаправщиком с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (18), находящимся на заправке сжатым природным газом на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции.

Далее, после подсоединения коллектора (14) передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) к узлами подключения (11) и (12) входного (7) и выходного (8) коллекторов дожимного компрессора (2), для обеспечения заправки транспортных средств сжатым природным газом производится открытием соответствующей запорной арматуры (10) и (16) в порядке, определенном технологией работы технологической системы мобильного газозаправочного компрессорного комплекса. Все эти работы, по потребности, выполняются с использованием энергии работающего двигателя внутреннего сгорания (4), являющегося приводом дожимного компрессора (2).

Транспортные средства, работающие на сжатом природном газе, перемещаясь по территории назначенного места сбора и последующей их заправки через организованные въезды и выезды, заправляются либо от заправочных колонок (15) передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и(или) (18), либо от, как минимум, одной заправочной колонки (6) ресивера (3) дожимного компрессора (2). При этом дожимной компрессор (2) обеспечивает как максимальное опорожнение секций баллонов для хранения сжатого природного газа передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и (18), так и полную заправку транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

Технологическая система мобильного газозаправочного компрессорного комплекса обеспечивает следующие варианты заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе:
1. Единая система "дожимной компрессор (2) - ресивер (3) дожимного компрессора (2) - как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17)" заправляет транспортные средства компрессорным способом, причем дожимной компрессор (2) перекачивает сжатый природный газ из каких-либо секций баллонов для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) в одну, любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа этого же передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17), а также в ресивер (3) дожимного компрессора (2), поддерживая в одной из секций баллонов для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и в ресивере (3) дожимного компрессора (2) давление сжатого природного газа, необходимое для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

2. Единая система "дожимной компрессор (2) - ресивер (3) дожимного компрессора (2) - как минимум, два передвижных газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) и (18)", причем, как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) или (18) работает по компрессорному способу заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. В данном варианте дожимной компрессор (2) перекачивает сжатый природный газ из каких-либо секций баллонов для хранения сжатого природного газа первого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (17) в одну, любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа второго передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (18), а также в ресивер (3) дожимного компрессора (2), поддерживая в одной из секций баллонов для хранения сжатого природного газа второго передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (18) и в ресивере (3) дожимного компрессора (2) давление сжатого природного газа, необходимое для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

3. Заправка транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, производится только за счет сжатого природного газа, накопленного в ресивере (3) дожимного компрессора (2), в начале по бескомпрессорному способу, затем - по компрессорному способу отбора сжатого природного газа. Этот вариант заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, применяется как резервный.

Все варианты заправки, осуществляемые мобильным газозаправочным компрессорным комплексом, производятся с открытием и закрытием соответствующей запорной арматуры (10) и (16), а сам дожимной компрессор (2) приводится в действие от двигателя внутреннего сгорания (4), работающего на сжатом природном газе. При этом управление и контроль за работой дожимного компрессора (2), ресивера (3) для него и двигателя внутреннего сгорания (4) осуществляется через их системы управления и контроля, размещенные в едином блоке (13), смонтированном на индивидуальной раме (1).

По завершению всего объема работ, выполняемых в данной местности с использованием транспортных средств, работающих на сжатом природном газе и, следовательно, в отсутствии потребности в их заправке сжатым природным газом, производится демонтаж мобильного газозаправочного компрессорного комплекса в последовательности, обратной его монтажу, и перемещение мобильного газозаправочного компрессорного комплекса на новое назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

Изобретение относится к обслуживанию транспортных средств. Устройство для заправки транспортных средств сжатым природным газом состоит из передвижного газозаправщика с заправочной колонкой (15) и дожимного компрессора, смонтированного на оборудованной колесной ходовой частью и выдвижными поворотными опорами индивидуальной раме (1) с ресивером, двигателем внутреннего сгорания, работающим на сжатом природном газе и являющимся приводом дожимного компрессора, имеющего по меньшей мере два входных и два выходных коллектора с узлами подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа. Входные и выходные коллекторы и узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа к дожимному компрессору оснащены запорной арматурой, позволяющей регулировать поступление сжатого природного газа на заправочные колонки и в ресивер дожимного компрессора и обеспечивать перекачку сжатого природного газа между секциями баллонов одного газозаправщика или разных газозаправщиков. Изобретение повышает эффективность. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для заправки транспортных средств сжатым природным газом, состоящее из передвижного газозаправщика с заправочной колонкой и дожимного компрессора, отличающееся тем, что дожимной компрессор смонтирован на оборудованной колесной ходовой частью и выдвижными поворотными опорами индивидуальной раме, на которой также смонтированы система управления и контроля за работой смонтированных на индивидуальной раме ресивера, двигателя внутреннего сгорания, работающего на сжатом природном газе и являющегося приводом дожимного компрессора, имеющего по меньшей мере два входных и два выходных коллектора, каждый из которых имеет узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, причем входные и выходные коллекторы и узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа к дожимному компрессору оснащены запорной арматурой, позволяющей регулировать поступление сжатого природного газа на заправочные колонки и в ресивер дожимного компрессора и обеспечивать перекачку сжатого природного газа из любой секции баллонов для хранения сжатого природного газа в любую другую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а также из секций баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа в любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа другого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными трубопроводами, соединяющими ресивер дожимного компрессора с одним из выходных коллекторов дожимного компрессора, а сам ресивер дожимного компрессора имеет объем, равный полутора объемам заправки тягача, работающего на сжатом природном газе и осуществляющего транспортировку передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а давление сжатого природного газа в ресивере дожимного компрессора равно давлению сжатого природного газа в секциях баллонов для хранения сжатого природного газа полностью заправленного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а ресивер имеет как минимум одну заправочную колонку. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обеспечение двигателя внутреннего сгорания сжатым природным газом осуществляется от ресивера.