УСТАНОВКА ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ БАЛЛОНОВ И СОСУДОВ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ Российский патент 2003 года по МПК F17C5/02 

Изобретение относится к газовому технологическому оборудованию, осуществляющему заполнение бытовых, автомобильных и других баллонов и сосудов сжиженным газом.

Известна стационарная установка для наполнения баллонов сжиженным газом, включающая баллон со сжатым природным газом для вытеснения сжиженного газа из обрабатываемого баллона, понижающий редуктор, приемный резервуар для слива сжиженного газа, насос и соединительные трубопроводы, обеспечивающие слив и сбор сжиженного газа из автомобильного баллона с последующим наполнением баллона [1].

Недостатком известной установки является то, что она стационарна, требует предварительного снятия с автомобиля и доставки обрабатываемых баллонов к месту ее расположения, наполнение баллона сжиженным газом с помощью насоса, снабженного электродвигателем, увеличивает опасность работы с газовыми баллонами.

Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству является установка для наполнения баллонов сжиженным газом, включающая резервуар для сжиженного газа и систему вытеснения сжиженного газа из резервуара сжиженного газа природным газом, выполненную в виде блока баллонов, соединенного с резервуаром для сжиженного газа трубопроводом через запорный вентиль и понижающий давление редуктор [2].

Недостатком известного устройства является высокая опасность резервуара для сжиженного газа особенно при установке на транспортном средстве и его низкая ремонтопригодность.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение безопасности установки, ее экологичности, а также повышение ремонтопригодности и эффективности реализации сжиженного газа потребителю в результате обеспечения достаточной энергией и объемом природного газа для вытеснения сжиженного газа.

Эта задача достигается тем, что резервуар для сжиженного газа выполнен из наружного и внутреннего сосудов, имеющих равную газонепроницаемость, огнестойкость и прочность в отношении давления сжиженного газа, образующих между собой по всей охватываемой по периметру поверхности межстенное пространство, с установленным в нем манометром и заполненное огнестойким материалом с низкой теплопроводностью, например вермикулитом вспученным или песком перлитовым вспученным, при этом внутренний сосуд резервуара оснащен устройствами для гашения гидравлических ударов, выполненными в виде разделяющих его на отсеки поперечных перегородок с площадью, меньшей площади поперечного сечения сосуда, а соотношение объема сосуда и объема блока баллонов природного газа определяется следующим неравенством:

где V_б - геометрический суммарный объем блока баллонов;
V_С - геометрический объем внутреннего сосуда резервуара;
K₁=P_СГmax/P_ПГmax; K₂=V_H/V_C;
Р_СГmax - максимальное давление сжиженного газа;
Р_ПГmах - максимальное давление природного газа;
V_H - объем наполнения внутреннего сосуда сжиженным газом.

На чертеже изображена предлагаемая установка, установленная на транспортном средстве.

Установка содержит резервуар 1 для сжиженного газа, выполненный из наружного 2 и внутреннего 3 сосудов, имеющих равную газопроницаемость, огнестойкость и прочность в отношении давления сжиженного газа. Стенки сосудов 2 и 3 образуют между собой по всей охватываемой по периметру поверхности межстенное пространство 4, заполненное огнестойким материалом 5 с низкой теплопроводностью. Этим материалом может быть, например, вермикулит вспученный или перлитовый вспученный песок. Давление в межстенном пространстве контролируется установленным в нем манометром 6. Внутренний сосуд 3 резервуара 1 имеет устройство для гашения гидравлических ударов, выполненное в виде разделяющих его на отсеки поперечных перегородок 7. Площадь перегородок должна быть меньше площади поперечного сечения сосуда. Соотношение объема сосуда и объема блока баллонов природного газа должно определяться следующим неравенством:

где V_б - геометрический суммарный объем блока баллонов;
V_С - геометрический объем внутреннего сосуда резервуара;
K₁=P_СГmax/P_ПГmax; K₂=V_H/V_C;
Р_СГmax - максимальное давление сжиженного газа;
Р_ПГmах - максимальное давление природного газа;
V_H - объем наполнения внутреннего сосуда сжиженным газом.

Выполнение V_б меньшим, чем по указанному соотношению, приводит к увеличению времени заправки баллонов, а следовательно, к снижению производительности установки.

Система вытеснения сжиженного газа из резервуара 1 природным газом выполнена в виде блока баллонов 8, связанных с верхней частью внутреннего сосуда 3 резервуара сжиженных газов трубопроводом 9 природного газа через запорный вентиль 10 и понижающий давление редуктор 11. Газораспределительный блок 12 с газоприемным и газораздаточным оборудованием соединен с внутренним сосудом 3 резервуара 1 трубопроводом паровой фазы 13 и трубопроводом жидкой фазы 14 сжиженного газа, имеющим на конце гибкий рукав 15 с головкой для заправки баллонов. Резервуар, система вытеснения, газораспределительный блок и трубопроводы установлены на подвижной платформе 16.

Предложенная установка работает следующим образом.

Установку на газонаполнительной станции через трубопровод жидкой фазы 14 наполняют сжиженным газом, при этом одновременно отводят из резервуара 1 паровую фазу через трубопровод 13 в специальные ресиверы газонаполнительной станции. После заполнения газом установка перемещается на площадку, предназначенную, например, для заправки газобаллонных автомобилей. До начала заправки автомобилей водитель-оператор открытием запорного вентиля 10 подает природный газ по трубопроводу 9 в резервуар 1, после достижения в резервуаре 1 максимально допустимого давления (1,6 МПа) редуктор 11 автоматически поддерживает его постоянным до полного опорожнения сжиженного газа из резервуара 1. Для заправки автомобиля гибкий рукав 15 присоединяют к заправочному устройству автомобиля, открывают соответствующий запорный вентиль газораспределительного блока 12 и подают газ через счетчик газораспределительного блока и гибкий рукав 14 в баллон автомобиля. По окончании наполнения баллона газом специальным устройством автомобиля подача газа автоматически прекращается, после чего закрывают запорный вентиль и отсоединяют гибкий рукав.

В предложенной установке по сравнению с известными значительно повышается ее безопасность за счет того, что при разгерметизации внутреннего сосуда утечки газа в атмосферу исключены, т.к. внешний прочный сосуд герметичен, выдерживает давление газа и защищает внутренний сосуд с газом от повреждений, особенно при ДТП, а при возгорании установки обеспечивается нормативная огнестойкость и не допускается перегрев резервуара в результате наличия в межстенном пространстве огнестойкого материала с низкой теплопроводностью. Кроме того, при использовании предлагаемой установки значительно повышается экологичность, т.к. исключены утечки газа в атмосферу благодаря наличию двустенного резервуара, и повышается ремонтопригодность, т.к. при обнаружении по манометру утечки из внутреннего сосуда в межстенное пространство резервуара возможна доставка установки на ремонтное предприятие своим ходом. При использовании предлагаемой установки повышается эффективность реализации сжиженного газа потребителю в результате обеспечения достаточной энергией и объемом природного газа для вытеснения сжиженного газа.

Источники информации
1. Кузнецов И.А. и др. Снабжение сжиженными газами. Л.: Недра, 1977, с. 131-133.

2. RU 2100690 С1, МПК 7 F 17 C 5/00, 27.12.1997.

Установка для наполнения баллонов и сосудов сжиженным газом предназначена для использования в газовом технологическом оборудовании, осуществляющим заполнение баллонов и сосудов сжиженным газом. Установка включает резервуар для сжиженного газа, систему вытеснения сжиженного газа из резервуара природным газом, выполненную в виде блока баллонов, соединенного с резервуаром трубопроводом через запорный вентиль, понижающий давление редуктор. Резервуар для сжиженного газа выполнен из наружного и внутреннего сосудов, одинаковых по газонепроницаемости, огнестойкости и прочности от воздействия давления газа. Между сосудами образовано межстенное пространство, с установленным в нем манометром и заполненное огнестойким материалом с низкой теплопроводностью, например вермикулитом вспученным или песком перлитовым вспученным. Внутренний сосуд резервуара оснащен устройством для гашения гидравлических ударов, выполненным в виде поперечных перегородок, разделяющих его на отсеки. Площадь перегородок выполнена меньше площади поперечного сечения сосуда. Соотношение объема сосуда и объема блока баллонов природного газа определяется следующим неравенством , V_б - геометрический суммарный объем блока баллонов, V_С - геометрический объем внутреннего сосуда резервуара; Р_СГmах - максимальное давление сжиженного газа, Р_ПГmах - максимальное давление природного газа, V_H - объем наполнения внутреннего сосуда сжиженным газом. Использование изобретения позволит повысить безопасность установки, ее экологичность, а также ремонтопригодность и эффективность реализации сжиженного газа потребителю в результате обеспечения достаточной энергией и объемом природного газа для вытеснения сжиженного газа. 1 ил.

Установка для наполнения баллонов и сосудов сжиженным газом, включающая резервуар для сжиженного газа и систему вытеснения сжиженного газа из резервуара сжиженного газа природным газом, выполненную в виде блока баллонов, соединенного с резервуаром для сжиженного газа трубопроводом через запорный вентиль и понижающий давление редуктор, отличающаяся тем, что резервуар для сжиженного газа выполнен из наружного и внутреннего сосудов, одинаковых по газонепроницаемости, огнестойкости и прочности от воздействия давления газа, образующих между собой по всей охватываемой по периметру поверхности межстенное пространство, с установленным в нем манометром и заполненное огнестойким материалом с низкой теплопроводностью, например, вермикулитом вспученным или песком перлитовым вспученным, при этом внутренний сосуд резервуара оснащен устройствами для гашения гидравлических ударов, выполненными в виде разделяющих его на отсеки поперечных перегородок с площадью, меньшей площади поперечного сечения сосуда, а соотношение объема сосуда и объема блока баллонов природного газа определяется следующим неравенством:

V_б - геометрический суммарный объем блока баллонов;
V_С - геометрический объем внутреннего сосуда резервуара;
K₁= P_СГmax/P_ПГmax; K₂= V_H/V_C;
P_СГmax - максимальное давление сжиженного газа;
Р_ПГmах - максимальное давление природного газа;
V_H - объем наполнения внутреннего сосуда сжиженным газом.