УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ БАЛЛОНОВ СЖАТЫМ ГАЗОМ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК F17C5/06 

Изобретение относится к технологии хранения и выдачи потребителю сжатых газов. Преимущественная область использования - заполнение газобаллонных установок автомобилей на автоматизированных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС).

В настоящее время для заполнения баллонов автомобилей газом используются устройства, включающие заправочную магистраль (магистраль высокого давления), запорный клапан, электроконтактный манометр, трехходовой кран и заправочный рукав с разъемом для баллонов [1].

Такие устройства работают следующим образом.

Перед заправкой водитель открывает трехходовой кран, устанавливает разъем заправочного рукава в баллон и открывает вентиль заправляемого баллона. Оператор открывает запорный клапан. После достижения предельного давления в заправляемом баллоне замыкаются контакты манометра и запорный клапан закрывается. Водитель закрывает трехходовой кран, затем закрывает вентиль баллонов автомобиля, вновь возвращается к трехходовому крану и переводит его в положение сброса газа из рукава на свечу, затем возвращается к баллону, вынимает разъем рукава из баллона и вешает рукав на подвес колонки.

Как видно из описания, такие устройства обладают рядом существенных недостатков, а именно:
во-первых, сброс газа из рукава осуществляется только в атмосферу (на свечу), что ухудшает экологическую обстановку на АГНКС;
во-вторых, большое количество "челночных" технологических операций значительно увеличивает продолжительность заправки и может привести к аварийной ситуации, когда водитель забывает вынуть рукав из баллона автомобиля.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для наполнения баллонов газом, содержащее заправочную магистраль, запорный клапан, электроконтактный манометр, трехходовой кран, дозатор и заправочный рукав с разъемом, оснащенным обратным клапаном (2).

Это устройство обеспечивает повышение производительности заправки на 10-15 с за счет ликвидации "двух технологических переходов" и безопасность за счет исключения операций, "проводимых в непосредственном контакте с гибким рукавом, находящимся под давлением".

Однако и это устройство обладает рядом существенных недостатков:
- во-первых, разъем, оснащенный обратным клапаном, неработоспособен, т. к. в нем не предусмотрен сброс газа высокого давления, что не позволяет отсоединить рукав от автомобиля после завершения заправки;
- во-вторых, в устройство введен дозатор, который существенно усложняет конструкцию в целом и служит только для обеспечения возможности измерения остаточного давления в баллонах и ни в коей мере не повышает безопасность и производительность устройства;
- в-третьих, устройство полностью не исключает необходимость "челночных" технологических операций и обеспечивает сброс газа из рукава только на свечу, что существенно ухудшает экологию АГНКС и повышает расход газа на технологические нужды.

Технической задачей заявляемого устройства является повышение производительности и безопасности заправки газобаллонных установок, а также улучшение экологии АГНКС.

Для выполнения вышеупомянутых задач предложены два варианта исполнения устройства для заполнения баллонов сжатым газом.

По первому варианту исполнения устройство содержит запорный клапан и электроконтактный манометр, подключенные к магистрали высокого давления, заправочный рукав с разъемом для баллонов, обратным клапаном и трехходовым краном. Запорный клапан снабжен дренажным клапаном, соединенным с магистралью низкого давления, а трехходовой кран установлен между разъемом заправочного рукава и обратным клапаном по направлению потока газа при заправке баллонов.

Отличительные от прототипа признаки заключаются в наличии дренажного клапана и расположении трехходового крана, что позволяет повысить производительность и безопасность заправки газобаллонных установок, а также улучшить экологию АГНКС за счет автоматического сброса газа высокого давления из заправочного рукава в коллектор низкого давления.

По второму варианту исполнения предлагаемое устройство для заполнения баллонов сжатым газом содержит запорный клапан и электроконтактный манометр, подключенные к магистрали высокого давления, заправочный рукав с разъемом для баллонов и обратным клапаном. Запорный клапан снабжен дренажным клапаном, соединенным с магистралью низкого давления, а заправочный рукав снабжен шаровым краном, установленным перед обратным клапаном по направлению потока, и клапаном сброса, расположенным между обратным клапаном и разъемом баллона.

Отличием от прототипа и первого варианта выполнения заявляемого устройства является наличие шарового крана, установленного перед обратным клапаном, и клапана сброса, расположенного между обратным клапаном и разъемом.

Второй вариант устройства позволяет сбрасывать газ высокого давления из разъема заправочного рукава, прилагая меньше усилия, чем при использовании для этих целей трехходового крана.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого технического решения благодаря наличию новых признаков обеспечит получение технического результата, выражающегося в повышении производительности и безопасности заправки газобаллонных установок автомобилей, а также улучшение экологии АГНКС.

Как показал анализ научно-технической и патентной документации, существенные признаки, в совокупности характеризующие сущность заявляемого технического решения, не известны в настоящее время для газозаправочных устройств. Аналог, характеризующийся идентичностью всем существенным признакам заявляемого изобретения, в ходе исследования не обнаружен, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Существенные признаки заявляемого изобретения не могут быть представлены как комбинация, выявленная из известных решений с реализацией в виде отличительных признаков для достижения технического результата, из чего следует вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".

В связи с тем что описанное техническое решение предназначено для использования в рамках реального комплекса газонаполнительных колонок и прошло испытания в его составе на АГНКС с достижением заявляемого технического результата, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Предлагаемые варианты исполнения изобретения пояснены чертежами, на которых:
на фиг. 1 представлена функциональная схема, иллюстрирующая первый вариант исполнения устройства для заполнения сжатым газом баллонов;
на фиг. 2 представлена функциональная схема, иллюстрирующая второй вариант, соответствующий заявляемому изобретению для заполнения сжатым газом баллонов.

Устройство (фиг. 1) по первому варианту исполнения содержит запорный клапан 1 и электроконтактный манометр 2, подключенные к заправочной магистрали высокого давления 3, заправочный рукав 4 с разъемом 5, обратным клапаном 6 и трехходовым краном 7. Запорный клапан 1 снабжен дренажным клапаном 8, соединенным с магистралью низкого давления 9 и заправочным рукавом 4, а разъем 5 через вентиль 10 подключен к баллону 11.

Устройство работает следующим образом.

Перед заправкой водитель снимает разъем 5 заправочного рукава 4 с газонаполнительной колонки и устанавливает его в баллон 11, затем открывает вентиль 10 и трехходовой кран 7. Оператор открывает запорный клапан 1 и тем самым начинает процесс заправки баллонов из магистрали высокого давления 3. При достижении предельного давления в заправляемом баллоне 11 размыкаются контакты манометра 2 и запорный клапан 1 обесточивается и закрывается. После закрытия запорного клапана 1 автоматически открывается дренажный клапан 8 и газ высокого давления сбрасывается из рукава 4 в магистраль низкого давления 9, при этом обратный клапан 6 закрывается, предотвращая утечку газа из заправленных баллонов. Водитель подходит к баллону 11, закрывает вентиль 10 и трехходовой кран 7, при этом газ высокого давления, находящийся в разъеме 5, сбрасывается в атмосферу, что позволяет водителю вынуть разъем 5 из баллона 11 и установить его на колонку.

Таким образом, большая часть сжатого газа, находящегося в рукаве 4, возвращается в магистраль низкого давления 9 и лишь незначительная часть из разъема 5 сбрасывается в атмосферу, что существенно улучшает экологию АГНКС.

И, наконец, полностью исключаются "челночные" технологические операции: водитель всего один раз подходит к баллону 11 после завершения заправки, что существенно сокращает время, затрачиваемое на вспомогательные операции, и исключает вероятность возникновения аварийных ситуаций (когда водитель забывает вынуть разъем 5 из баллона 11 и трогает машину с места).

Устройство для заполнения баллонов сжатым газом (фиг.2) по второму варианту исполнения содержит запорный клапан 1 и электроконтактный манометр 2, подключенные к заправочной магистрали высокого давления 3, заправочный рукав 4 с разъемом 5, обратным клапаном 6, шаровым краном 12 и клапаном сброса 13. Запорный клапан 1 снабжен дренажным клапаном 8, связанным с магистралью низкого давления 9, а разъем 5 связан через вентиль 10 с баллоном 11.

Устройство по второму варианту исполнения работает следующим образом.

Перед заправкой водитель снимает разъем 5 заправочного рукава 4 с колонки и устанавливает его в баллон 11, затем открывает шаровой кран 12 и вентиль 10 баллона 11. Оператор открывает запорный клапан 1 и тем самым начинает процесс заправки баллонов из заправочной магистрали высокого давления 3. После достижения предельного давления в заправляемом баллоне 11 размыкаются контакты манометра 2 и запорный клапан 1 обесточивается и закрывается. После закрытия запорного клапана 1 автоматически открывается дренажный клапан 8 и газ высокого давления сбрасывается из рукава 4 в магистраль низкого давления 9, при этом обратный клапан 6 закрывается, предотвращая утечку газа из заправленных баллонов. Водитель подходит к баллону 11, закрывает вентиль 10 и открывает клапан сброса 13, при этом газ высокого давления, находящийся в разъеме 5, сбрасывается в атмосферу, что позволяет водителю вынуть разъем 5 из баллона 11 и установить его на колонку.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого технического решения благодаря наличию новых признаков в обоих вариантах исполнения устройства позволит обеспечить получение технического результата, выражающегося в повышении производительности и безопасности заправки баллонов сжатым газом, а также улучшении экологии АГНКС.

ЛИТЕРАТУРА
1. Проспект "Distributory di gas natural per autotrazione", TOL 03023/sp, pag. 9/10, Италия, Nuovo Pignone.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству 1520297, МКИ⁴ F 17 С 5/06.

Устройство для заполнения баллонов сжатым газом по первому варианту исполнения содержит запорный клапан и электроконтактный манометр, соединенный с магистралью высокого давления, заправочный рукав с разъемом для баллонов, обратным клапаном и трехходовым краном. Запорный клапан снабжен дренажным клапаном, связанным с магистралью низкого давления, а трехходовой кран установлен между разъемом заправочного рукава и обратным клапаном по направлению потока газа. По второму варианту исполнения предлагаемое устройство содержит запорный клапан и электроконтактный манометр, соединенный с магистралью высокого давления, заправочный рукав с разъемом для баллонов и обратным клапаном. Запорный клапан снабжен дренажным клапаном, связанным с магистралью низкого давления, а заправочный рукав снабжен шаровым краном, установленным перед обратным клапаном по направлению потока, и клапаном сброса, расположенным за обратным клапаном перед разъемом баллона. Использование изобретения позволит повысить производительность и безопасность заправки газобаллонных установок. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для заполнения баллонов сжатым газом, содержащее запорный клапан и электроконтактный манометр, соединенные с магистралью высокого давления, заправочный рукав с разъемом для баллонов, обратным клапаном и трехходовым краном, отличающееся тем, что запорный клапан снабжен дренажным клапаном, связанным с магистралью низкого давления, а трехходовой кран установлен между разъемом заправочного рукава и обратным клапаном по направлению потока газа. 2. Устройство для заполнения баллонов сжатым газом, содержащее запорный клапан и электроконтактный манометр, соединенные с магистралью высокого давления, заправочный рукав с разъемом для баллонов и обратным клапаном, отличающееся тем, что запорный клапан снабжен дренажным клапаном, связанным с магистралью низкого давления, а заправочный рукав снабжен шаровым краном, установленным перед обратным клапаном по направлению потока, и клапаном сброса, расположенным за обратным клапаном перед разъемом баллона.