Родственные заявки
[0001] Настоящая заявка претендует на приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США №61/056,522, поданной 28 мая 2008 г., содержание которой непосредственно включено в данное описание в полном объеме посредством ссылки.
[0002] Настоящая заявка является родственной по отношению к предварительной заявке на патент США №61/056,528, поданной 28 мая 2008 г., содержание которой непосредственно включено в данное описание в полном объеме посредством ссылки.
Область использования
[0003] Изобретение имеет отношение к способу и устройству для обнаружения утечек в системе улавливания паров Stage II (Stage II Fuel Vapor Recovery System).
Предпосылки создания изобретения
[0001] Ранее, при заливании топлива в топливный бак транспортного средства, обычно выполняемом из подземного резервуара (ПР), пары, находящиеся в топливном баке, выделялись в атмосферу. Для предотвращения этого были разработаны системы улавливания паров Stage II, предназначенные для сбора этих паров и возврата их в ПР.
[0002] Системы улавливания паров Stage II улавливают пары топлива, выделившиеся из топливного бака транспортного средства при заправке топлива в топливный бак транспортного средства. Как известно, системы улавливания паров Stage II могут быть балансного типа или системами с вакуумированием. Системы улавливания паров Stage II обычно установлены только в густонаселенных районах, где выделение паров топлива может представлять большую угрозу окружающей среде.
[0003] Существует потребность в определении наличия утечки в системе улавливания паров. Однако существующие способы обычно требуют предварительного повышения давления в системе до определенной величины.
Сущность изобретения
[0004] В одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрена система для обнаружения утечки в системе улавливания паров топлива Stage II. В другом варианте осуществления изобретения предусмотрен способ обнаружения утечки в системе улавливания паров топлива Stage II. В одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрен читаемый компьютером носитель, содержащий инструкции, которые при исполнении контроллером используются для обнаружения утечки в системе улавливания паров топлива Stage II.
[0005] В другом варианте осуществления изобретения предусмотрена система проверки на наличие утечек в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, находящихся в гидравлической связи с подземным резервуаром. Эта система содержит: контроллер, осуществляющий непрерывную проверку системы улавливания паров на наличие утечек, путем проверки системы улавливания паров в течение перерыва в работе, во время которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров; регистрируемые данные о давлении в течение перерыва в работе; и результаты определения наличия утечки в системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении. В одном из примеров определение наличия утечки в системе улавливания паров осуществляют на основании зарегистрированных данных о давлении для множества перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени. В одном из вариантов системы контроллер классифицирует каждый из множества перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени, как положительный или отрицательный период, причем контроллер определяет наличие утечки в системе улавливания паров, если процент отрицательных периодов в работе превышает некоторое пороговое значение. В одном из усовершенствованных вариантов системы пороговое значение составляет 66%. В другом усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если и начальное давление и конечное давление отрицательны, причем конечное давление является большим разрежением, чем начальное давление. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление отрицательно, а конечное давление положительно. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление является нулевым, а конечное давление положительно. В еще одном ее усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление является нулевым, а конечное давление отрицательно. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как отрицательный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если и начальное давление является нулевым, и конечное давление является нулевым. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление положительно, а конечное давление отрицательно. В другом усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если и начальное давление, и конечное давление положительны, причем конечное давление имеет большую положительную величину, чем начальное давление. В другом варианте контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный или отрицательный на основании степени линейности зарегистрированных данных о давлении за время определенного перерыва в работе. В усовершенствованном варианте системы степень линейности представляет собой величину R2, а определенный перерыв в работе классифицируется как положительный или отрицательный, если величина R2 ниже пороговой величины. В другом усовершенствованном варианте системы пороговое значение составляет 0,90. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании зарегистрированных данных о давлении, если и начальное, и конечное давление во время перерыва в работе отрицательны, причем конечное разрежение меньше, чем начальное, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как отрицательный на основании зарегистрированных данных о давлении, если начальное давление во время перерыва в работе отрицательно, конечное давление во время перерыва в работе нулевое, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как отрицательный на основании зарегистрированных данных о давлении, если начальное давление во время перерыва в работе положительно, конечное давление во время перерыва в работе нулевое, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины. В еще одном усовершенствованном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании зарегистрированных данных о давлении, если и начальное давление, и конечное давление во время перерыва в работе положительны, конечное давление имеет меньшую положительную величину, чем начальное давление, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины. В еще одном варианте системы контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный или отрицательный на основании наклона кривой изменения давления для незаполненного пространства системы улавливания паров без повышения давления в системе улавливания паров. В усовершенствованном варианте системы исходя из количества точек раздачи, начального давления в незаполненном пространстве и объема незаполненного пространства определяется пороговое значение наклона. В другом усовершенствованном варианте системы определенный перерыв в работе классифицируется как положительный, если наклон кривой изменения давления меньше порогового значения наклона. В другом примере контроллер сначала осуществляет попытку классифицировать определенный перерыв в работе как положительный или отрицательный на основании начального давления и конечного давления, затем, если результат неокончательный - также на основании степени линейности данных о давлении, затем, если результат по-прежнему неокончательный - также на основании наклона кривой изменения давления незаполненного пространства системы улавливания паров без необходимости повышения давления в системе улавливания паров или ограничения подачи топлива из топливораздаточной системы. В еще одном примере проверка системы улавливания паров в течение перерыва в работе включает проверку активности всех точек раздачи и проверку наличия подачи топлива в подземный резервуар, причем, если точка раздачи является активной или топливо подается в подземный резервуар, то период не считается перерывом в работе. В еще одном примере проверка системы улавливания паров в течение перерыва в работе включает проверку активности всех точек раздачи, проверку активности узла обработки паров системы улавливания паров и проверку наличия подачи топлива в подземный резервуар, причем, если точка раздачи является активной, узел обработки паров является активным или топливо подается в подземный резервуар, то период не считается перерывом в работе. В еще одном примере, определенный перерыв в работе составляет по меньшей мере 12 мин. В одном из вариантов осуществления изобретения определенный перерыв в работе составляет до 60 мин.
[0006] В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрен способ проверки на наличие утечек в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, находящихся в гидравлической связи с подземным резервуаром. Способ включает операции: непрерывной поверки системы улавливания паров во время перерыва в работе, в течение которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров; регистрации данных о давлении в течение перерыва в работе; и определения наличия утечки в системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении.
[0007] В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрена система проверки на наличие утечки в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, находящихся в гидравлической связи с подземным резервуаром. Эта система содержит: контроллер, осуществляющий проверку системы улавливания паров на наличие утечек путем проверки системы улавливания паров в течение перерыва в работе, во время которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров; регистрируемые данные о давлении в течение перерыва в работе; и результаты определения наличия утечки в системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении без повышения давления в системе улавливания паров.
[0008] В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрен способ проверки на наличие утечек в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, находящихся в гидравлической связи с подземным резервуаром. Способ включает операции: проверки системы улавливания паров во время перерыва в работе, в течение которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров; регистрации данных о давлении в течение перерыва в работе; и определения наличия утечки в системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении без повышения давления в системе улавливания паров.
Краткое описание фигур
[0009] Вышеупомянутые и другие особенности и преимущества настоящего изобретения, а также способ их осуществления станут более очевидны, а само изобретение - более понятным из последующего описания одного из вариантов осуществления настоящего изобретения в совокупности с прилагаемыми фигурами, на которых:
[0010] Фиг.1 представляет собой блок-схему топливораздаточной системы, предложенной настоящим изобретением.
[0011] На Фиг.2 и Фиг.3 показан порядок работы контроллера этой топливораздаточной системы.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
[0012] Несмотря на то, что изобретение может быть выполнено в многочисленных различных формах вариантов осуществления, на фигурах показаны и подробно описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения исходя из того, что настоящее описание должно рассматриваться как пример принципиальной концепции изобретения, и не должно истолковываться как ограничение объема настоящего изобретения показанными вариантами осуществления.
[0013] Топливораздаточная система 10, которая может быть использована на обычной бензозаправочной станции, показана на Фиг.1. Эта топливораздаточная система 10 обычно содержит несколько раздаточных узлов 12 топлива (показан только один), каждый из которых имеет две точки 14 раздачи (т.е. два узла, каждый из которых содержит известный шланг 16 и заправочный кран 18), для раздачи топлива из подземного резервуара (ПР) 20. ПР 20 заполняют топливом через топливный трубопровод 31, который подает топливо в нижнюю часть ПР 20 через конец 33 трубы. ПР 20 содержит известный датчик 22 уровня топлива, предназначенный для измерения уровня топлива 24 в ПР 20. Электрические сигналы с датчика 22 уровня топлива передаются на микропроцессорный контроллер 26, такой как автоматический резервуарный топливомер TS-5 производства фирмы "Franklin Electric Co., Inc.", который работает с программным обеспечением известным способом. Это позволяет контроллеру 26 контролировать уровень топлива 24 в ПР 20, и таким образом "расчетом от обратного" контролировать незаполненный объем в ПР 20. Это также позволяет контроллеру 26 проверять наличие подачи топлива 24 в ПР 20. В одном из вариантов осуществления изобретения контроллер 26 расположен в центральных помещениях, таких как здание станции.
[0014] В одном из вариантов осуществления изобретения, незаполненный объем представляет собой общий объем паровоздушного пространства множества ПР. В данном варианте осуществления изобретения, из соответствующих ПР подают бензин соответствующих октановых чисел на точки раздачи с раздаточного узла по выбору клиента. Система улавливания паров возвращает пары в ПР через трубопроводы, которые соединены с каждым ПР, таким образом создавая общее незаполненное паровоздушное пространство для нескольких ПР. Вследствие этого давление в незаполненном объеме одинаково во всех ПР. В одном из вариантов осуществления изобретения, каждый ПР имеет отдельный незаполненный объем. При этом система улавливания паров должна анализировать каждый незаполненный объем отдельно. Поэтому давление в незаполненном объеме может отличаться в различных ПР.
[0015] Топливораздаточная система 10 также содержит систему 30 подачи топлива, предназначенную для подачи топлива 24 из ПР 20 на каждую из точек 14 раздачи. Система 30 подачи топлива обычно содержит линию 32 подачи топлива, предназначенную для образования общей магистрали подачи топлива из ПР 20 в ответвления 34 этой линии подачи топлива, соответствующие каждому из раздаточных узлов 12. ПР 20 снабжен насосом 35 для перекачивания топлива по линии 32 подачи топлива к раздаточным узлам 12. Каждое из ответвлений 34 линии подачи топлива затем разделено на две линии подачи топлива 36 для подачи топлива на каждую из точек 14 раздачи определенного раздаточного узла 12. Каждая из линий 36 подачи топлива содержит датчик 38 расхода топлива. Каждый из датчиков 38 расхода топлива вырабатывает электрический сигнал, показывающий количество топлива, проходящего через датчик 38, т.е. залитого в транспортное средство (не показано). В одном из вариантов осуществления изобретения, датчики 38 представляют собой датчики измерения объема. Сигналы датчиков 38 расхода топлива также передаются на контроллер 26.
[0016] Каждый раздаточный узел 12 подает на контроллер 26 сигналы, показывающие, находится ли та или иная точка 14 раздачи в отключенном состоянии (т.е. когда раздача топлива с этих точек 14 раздачи не разрешена, и таким образом они являются «простаивающими»), или точки 14 раздачи находятся в подключенном состоянии (т.е. когда раздача топлива с этих точек 14 раздачи разрешена, и таким образом они являются «активными»), В одном из вариантов осуществления изобретения, каждый раздаточный узел 12 содержит электронику 11 насоса, которая контролирует состояние (активное или простаивающее) каждой из точек 14 раздачи, датчики 38 и 48 и дисплей вывода данных для клиента раздаточного узла 12.
[0017] Топливораздаточная система также содержит систему 40 улавливания паров Stage II. Система 40 улавливания паров может быть либо системой балансного типа, либо системой с вакуумированием.
[0018] Подобно системе 30 подачи топлива, система 40 улавливания паров содержит общую линию 42 возврата паров топлива, предназначенную для образования общей магистрали возврата паров для возврата паров топлива с каждой из точек 14 раздачи в ПР 20. Каждая из точек 14 раздачи имеет соответствующую линию 44 возврата паров с точки раздачи. Две линии 44 возврата паров с точки раздачи, предусмотренные для каждой из точек 14 раздачи, расположенных на одном из раздаточных узлов 12, соединены с линией 46 возврата паров раздаточного узла. Каждая из линий 46 возврата паров раздаточного узла соединена с общей линией 42 возврата паров.
[0019] Датчик 48 расхода обратного потока паров установлен в каждой из линий 46 возврата паров раздаточного узла (т.е. один датчик расхода обратного потока соответствует каждому раздаточному узлу). Датчики 48 расхода обратного потока генерируют электрические сигналы, показывающие величину расхода обратного потока паров через соответствующую им линию 46 паров раздаточного узла на ПР 20. В одном из вариантов осуществления изобретения, датчики 48 представляют собой датчики измерения объема. Эти электрические сигналы от датчиков 48 расхода обратного потока также электрически передаются на контроллер 26.
[0020] Система 40 улавливания паров также содержит датчик 50 давления, предназначенный для измерения давления паров в системе 40 улавливания паров. Датчик 50 давления контролирует давление в незаполненном пространстве. В одном из вариантов осуществления изобретения, датчик давления 50 установлен в линии 42. В одном из вариантов осуществления изобретения, датчик 50 давления установлен на вытяжной трубе, соединенной с клапаном давления/вакуума 55. В любом варианте расположения датчик давления 50 соединен с контроллером 26. Датчик 50 давления паров генерирует электрический сигнал, который показывает давление паров в незаполненном пространстве и передается на контроллер 26.
[0021] Система 40 улавливания паров может содержать известную установку 52 обработки паров, в частности, если система 40 улавливания паров представляет собой систему улавливания паров балансного типа. Она предназначена для предотвращения наращивания избыточного давления в топливораздаточной системе 10. Установка 52 обработки паров может обрабатывать пары с их преобразованием в жидкость. Установка 52 обработки паров может сжигать пары и выводить полученные продукты сгорания в атмосферу через вытяжную трубу 53. Работа установки 52 обработки паров влияет на давление в незаполненном пространстве резервуара 20. Установка обработки паров представляет собой активную систему. Вместо установки 52 обработки паров система 40 улавливания паров может содержать сепаратор очистки воздуха (СОВ). СОВ содержит внутреннюю эластичную камеру, которая может либо уменьшать, либо увеличивать объем незаполненного пространства. СОВ представляет собой пассивную систему. В одном из вариантов осуществления изобретения, эта эластичная камера не расширяется до появления положительного давления в незаполненном объеме. Для системы, описанной в настоящем документе, отрицательное давление представляет собой любое давление, меньшее или равное -0,1 дюйма вод.ст. (-24,9 Па), нулевое давление представляет собой любое давление от -0,1 дюйма вод.ст. (-24,9 Па) до 0,1 дюйма вод.ст. (24,9 Па), а положительное давление представляет собой любое давление, большее или равное 0,1 дюйма вод.ст. (24,9 Па). Компенсационная камера системы СОВ не увеличивает незаполненный объем до тех пор, пока давление в незаполненном объеме не поднимется по меньшей мере до 0,1 дюйма вод.ст. (24,9 Па). Аналогично компенсационная камера системы СОВ не уменьшает незаполненный объем до тех пор, пока давление в незаполненном объеме не опустится по меньшей мере до -0,1 дюйма вод.ст. (-24,9 Па) и ниже. Разгрузочный клапан 55 давления/вакуума предназначен для предотвращения чрезмерного повышения или тоже чрезмерного понижения давления в незаполненном объеме. Электрические сигналы с узла 52 обработки паров передаются на контроллер 26 таким образом, что контроллер 26 может контролировать, когда установка 52 обработки паров активна. Кроме того, электрические сигналы с установки 52 обработки паров передаются на контроллер 26 таким образом, что контроллер 26 может контролировать, когда установка 52 обработки паров находится в состоянии срабатывания сигнализации, показывающем, что установка 52 обработки паров функционирует некорректно. В одном из вариантов осуществления изобретения, когда установка 52 обработки паров находится в состоянии срабатывания сигнализации, все точки 14 раздачи топливораздаточной системы 10 отключены.
[0022] Данная система 10 содержит систему встроенной диагностики (известную специалистам как «in-station diagnostics)), ISD), при помощи которой контроллер 26 производит контроль давления в системе 40 улавливания паров для обнаружения утечек паров топлива. В одном из вариантов осуществления изобретения, контроль давления производится на основании множества оценок данных контроля давления, каждую из которых выполняют во время перерыва в работе.
[0023] «Перерыв в работе» представляет собой промежуток времени, в течение которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему 40 улавливания паров, поскольку такие изменения могут влиять на давление в системе 40. Эти внешние изменения происходят во время заправки топливом, во время подачи топлива в ПР 20 и во время, когда активна установка 52 обработки паров.
[0024] Контроллер 26 непрерывно проверяет систему 10 и определяет наличие или отсутствие перерыва в работе. Минимальный перерыв в работе длительностью 12 мин. необходим для окончания оценки на наличие перерыва в работе по давлению. Первые 2 мин. необходимы для обеспечения стабилизации системы, а последующий промежуток времени минимальной длительностью 10 мин. - для проведения процедуры оценки.
[0025] Во время проведения процедуры оценки выполняют контрольные замеры давления один раз в минуту, которые сохраняют в основной памяти 27 контроллера 26. Для выполнения проверки на наличие или отсутствие перерыва в работе контроллер 26 использует регистр «замера перерыва», находящийся в основной памяти 27 контроллера 26. Контроллер 26 устанавливает регистр «замера перерыва» на «истина», когда все точки 14 раздачи находятся в отключенном состоянии, т.е. являются простаивающими), когда топливо не подается в ПР 20 и когда установка 52 обработки паров неактивен неактивна, (т.е. когда все три условия удовлетворены). Аналогично контроллер 26 устанавливает регистр замера перерыва на «ложь», когда любая из точек 14 раздачи находятся в подключенном состоянии, (т.е. является активной), когда топливо подается в ПР 20 и когда узел установка 52 обработки паров активна, (т.е. когда удовлетворено любое из трех условий).
[0026] Если контроллер 26 определяет, что перерыв в работе закончился до истечения минимального контрольного периода длительностью 12 мин, то оценка давления прекращается, и данные о давлении удаляются из памяти 27. В противном случае контроллер 26 продолжает собирать данные для оценки давления максимум в течение 60 мин.
[0027] Конкретнее, контроллер 26 непрерывно выполняет первую подпрограмму 100 программного обеспечения (см. Фиг.2) и определяет наличие или отсутствие перерыва в работе. Значение замера перерыва устанавливается на «ложь», а длительность перерыва в работе сбрасывается, как представлено блоком 102. Контроллер 26 выполняет серию проверок, в целом представленных блоком 104. Контроллер 26 сначала определяет, уменьшился ли незаполненный объем на 40 л, чтобы определить, подается ли топливо в ПР 20 (как представлено блоком 106). Затем контроллер 26 определяет, находится ли любой из раздаточных узлов 12 в подключенном состоянии (как представлено блоком 108). Затем контроллер 26 определяет, находится ли установка 52 обработки паров в активном состоянии (как представлено блоком 110). Затем контроллер 26 определяет, составляет ли значение давления меньше (т.е. большее разрежение), чем -7,8 дюйма вод.ст. (-1943 Па) (как представлено блоком 112). Если любое из этих определений соответствует истине, то контроллер 26 устанавливает значение регистра замера перерыва на «ложь», а длительность перерыва в работе сбрасывается. Контроллер 26 также определяет, соответствует ли период оценки минимальной длительности перерыва в работе, например, 12 мин. (как представлено блоком 114). Если минимальная длительность перерыва в работе соответствует, то контроллер 26 оценивает следующий замер (как представлено блоком 116) на условия, представленные блоком 104. Значения давления регистрируются (как представлено блоком 118) до достижения максимального значения длительности перерыва в работе (как представлено блоком 120). Это значение замера перерыва устанавливается на «истина» (как представлено блоком 122), и контроллер 26 начинает оценку зарегистрированных данных о давлении, что представлено блоком 122. После того, как оценка завершена, контроллер 26 возвращается на блок 124 и выполняет поиск следующего перерыва в работе.
[0028] Контроллер 26 также выполняет вторую подпрограмму, которая проверяет состояние регистра перерыва. Если контроллер 26 определяет, что регистр перерыва установлен на «ложь», то оценка длительности перерыва прекращается и вновь запускается. Контроллер 26 продолжает проверять регистр перерыва и начинает оценку давления во время перерыва, как только определено состояние регистра перерыва «истина».
[0029] Во время оценки давления во время перерыва, контроллер 26 выполняет считывание давления каждую минуту. После окончания оценки, из показаний в электронном виде составляются зависимости, и результат оценки давления определяется контроллером 26 в соответствии с последовательностью 200 работы, показанной на Фиг.3. Эти зависимости показаны в Таблице 1, приведенной ниже. Оказалось, что в результате возможны 15 ситуаций:
[0030] В определенных ситуациях (случаи 3, 6-10 и 15), на основании только начального давления (как представлено блоком 202) и конечного давления (как представлено блоком 204) контроллер 26 может сделать обоснованный вывод о том, что результат оценки системы по давлению во время перерыва является либо положительным, либо отрицательным (как представлено в Таблице 1 и блоком 206). Если начальное давление и конечное давление окончательно определены, то оценка давления во время перерыва вносится в память как положительный или отрицательный результат, как представлено блоком 208. В противном случае контроллер 26 продолжает оценку данных о давлении.
[0031] Для остальных случаев, контроллер 26 выполняет статистический анализ по величине достоверности аппроксимации R2 данных о давлении (представленных блоком 210) зависимостей, как представлено блоком 212. Анализ по R2 обеспечивает выяснение того, насколько близко замеры приближаются к прямой линии. Данное значение полезно для определенных случаев, в которых необходимо, определить: снижается ли давление с постоянной равномерной скоростью или это только флуктуация. В теории, если закрытая зона имеет утечку, то в большинстве случаев наблюдают постоянную скорость снижения давления. Однако это может также иметь место и в случае, если незаполненный объем расширяется и давление образуется с постоянной скоростью. Обе эти ситуации в результате дают R2, приблизительно равный 1,0.
[0032] С другой стороны, если закрытая зона является герметичной и пары топлива являются насыщенными, то кривая давления обычно остается стабильной или изменяет наклон с положительного на отрицательный и снова на положительный. Это в результате дает R2 значительно меньший, чем 1,0. В данном варианте осуществления изобретения, контроллер 26 рассматривает R2>0,90 как доказательство достаточно прямой линии.
[0033] Формула для R2 имеет вид:
где x и y представляют собой значение давления и соответствующее значение времени для каждого из выполненных замеров давления, а 
[0034] Для случаев 1, 5, 11 и 13, в которых значение R2 составляет не более 0,90, результаты проверки являются определяющими, что показано в Таблице 1, приведенной выше (как представлено блоком 214). Если значение R2 составляет не более чем 0,90, то оценка давления во время перерыва вносится в память как положительный или отрицательный результат, как представлено блоком 216. В противном случае контроллер 26 продолжает оценку данных о давлении.
[0035] Для остальных случаев: 2, 4, 12 и 14, в которых значение R2 превышает 0,90, результат проверки по-прежнему является неокончательным. Для этих случаев контроллер 26 с использованием значения незаполненного объема рассчитывает допустимый наклон кривой снижения давления, в пределы которого должен попасть фактический наклон кривой снижения давления (как представлено блоком 218). Как поясняется ниже, на основании наклона кривой снижения давления контроллер 26 может занести в память оценку давления во время перерыва как положительный или отрицательный результат (как представлено блоком 220).
[0036] Существует известное уравнение, по которому можно рассчитать допустимое окончательное давление, до которого давление может снизиться за пятиминутный контрольный период. Данное уравнение описано в методике испытаний California Environmental Protection Agency Air Resources Board's (CARB) Vapor Test Procedure TP-201.3, amended March 17, 1999. Однако использование данного уравнения требует сначала повышения давления в системе до 2 дюймов вод.ст. (500 Па).
[0037] Уравнение CARB имеет вид:
где Pp - допустимое окончательное давление после пятиминутного контрольного периода, Ps - число 2 для 2 дюймов вод.ст. (500 Па) - начального давления, на котором основаны данные CARB, e - основание натурального логарифма, V - незаполненный объем в галлонах (3,785412 л), и x - переменная, зависящая от количества точек раздачи. В Таблице 2, приведенной ниже, показаны значения x из упомянутой выше методики испытаний CARB Test Procedure ТР-201.3, которые даны для систем балансного типа и систем с вакуумированием.
[0038] Если после пятиминутного контрольного периода окончательное давление Pf ниже минимального значения, указанного в Таблице 1В упомянутой Методики CARB, то проверяемая система считается не прошедшей проверку. Можно также рассчитать допустимый наклон b=Δp/Δt снижения, где Δp - изменение давления (Pf-2), a Δt составляет 5 мин. Любое снижение давления, имеющее наклон графика менее допустимого значения, является допустимым.
[0039] В данном варианте осуществления изобретения, использовано то же уравнение для расчета допустимого конечного давления за пятиминутный контрольный период, затем рассчитывается допустимый наклон, затем определяется фактический наклон кривой снижения давления за весь контрольный период, а затем определяется, действительно ли фактический наклон меньше, чем допустимый (т.е. ближе к нулевому значению). Однако вместо повышения давления в ПР 20 до 2 дюймов вод.ст. (500 Па) для начала проверки с использованием числа 2 в уравнении, контроллер 26 подставляет фактическое начальное давление (при условии, что абсолютная величина начального давления составляет по меньшей мере 0,5 дюйма вод.ст. (125 Па).
[0040] Для расчета фактического наклона, контроллер использует следующее уравнение:
Как и в формуле для R2, приведенной выше, x и y представляют собой значение давления и соответствующее значение времени для каждого из выполненных замеров давления, а x и y представляют собой соответствующие средние значения для всех замеров давления и значений времени. Контроллер 26 рассчитывает наклон b при завершении каждого периода оценки.
Например:
Предположим, что начальное давление равно Ps=3.
Предположив, что количество точек раздачи составляет 12, получим x=-531,614.
Предположим, что незаполненный объем=10000 галлонов (37,85 м3).
В результате это дает допустимое окончательное давление Pp:
Pp=(3)·e(-531,614/10000)=2,84
Это дает допустимый наклон (2,84-3)/5=-0,032.
Если расчетный наклон кривой снижения меньше, чем допустимый (т.е. ближе к нулю), то оценка давления во время перерыва указывается как положительная. Если же расчетный наклон кривой снижения больше, чем допустимый, то оценка давления во время перерыва указывается как отрицательная.
[0041] Отрицательный результат отдельной оценки давления во время перерыва не свидетельствует об отказе системы улавливания паров. Контроллер непрерывно выполняет оценки давления во время перерыва в течение заданного промежутка времени, такого как неделя, которые используются в качестве базовых точек для определения наличия отказа системы улавливания паров. Контроллер 26, в примере выполнения проверки определяет, не превышает ли по меньшей мере порогового значения количество отрицательных оценок давления во время перерыва для заданного периода времени. Если превышает, то система улавливания паров считается отказавшей. В одном из вариантов осуществления изобретения, пороговое значение составляет 66%, а заданный период времени составляет неделю. В случае, если контроллер 26 определяет, что система улавливания паров отказала, то контроллер 26 включает соответствующий вид сигнализации. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрена сигнализация в центральных помещениях, в которых установлен контроллер 26, таких как здание станции. Сигнализация может быть выполнена в одном или нескольких вариантах: звуковая, световая и тактильная. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрена звуковая сигнализация и видимый световой сигнал. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сообщение о срабатывании сигнализации может быть передано надлежащему лицу по сети. Примеры передачи включают в себя сообщение по электронной почте, сообщение по факсу, голосовое сообщение, текстовое сообщение, сообщение, переданное с помощью средств мгновенного обмена сообщениями, или сообщение любого другого типа обмена сообщениями. Контроллер 26 также отключает все точки 14 раздачи до тех пор, пока причина срабатывания сигнализации не будет устранена.
[0042] На Фиг.4 показан пример блок-схемы последовательности работы 300 контроллера 26 при выполнении контроля давления. Во время перерыва извлекаются данные оценки давления, как представлено блоком 302. Извлекается также пороговое значение, такое как 66%, как представлено блоком 304. Контроллер 26 определяет, является ли система улавливания паров прошедшей или не прошедшей проверку, как представлено блоком 306. В одном из вариантов осуществления изобретения, если процентное соотношение количества отрицательных оценок давления к общему числу оценок превышает пороговое значение, то система улавливания паров считается отказавшей. Если система улавливания паров прошла проверку, то данные оценки давления удаляются, как представлено блоком 308. Если же система улавливания паров считается отказавшей, то срабатывает сигнализация, как представлено блоком 310. Так же, как представлено блоком 312, контроллер 26 отключает все точки раздачи 14 до тех пор, пока причина срабатывания сигнализации не будет устранена, как представлено блоком 314.
[0043] Ниже рассмотрен анализ каждого из случаев.
[0044] Случай 1
[0045] В случае 1 начальное давление отрицательное, а конечное имеет меньшую величину разрежения. Такое статическое давление в результате дает R2 меньшее 0,90. Это указывает на то, что давление достигло величины давления насыщенных паров.
Поскольку давление остается в отрицательной области, это свидетельствует о том, что система не имеет утечек. Таким образом, результат ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ.
[0046] Случай 2
[0047] Случай 2 подобен случаю 1, за исключением того, что время перерыва закончилось во время возрастания (увеличения) по направлению к нулю. Результат для случая 2 спорный и основан исключительно на значении R2, поскольку время перерыва закончилось преждевременно. При этом неизвестно, будет ли наклон продолжаться через область нулевого давления в положительную область, или будет представлять собой горизонтальную линию в нулевой области. При этом контроллер будет выполнять расчет наклона, описанный выше.
[0048] Случай 3
[0049] Случай 3 имеет место тогда, когда конечное отрицательное давление является большим разрежением, чем начальное разрежение. Для резервуара, имеющего утечку, весьма маловероятно, чтобы в результате было получено конечное разрежение большее, чем то значение давления, из которого оно началось начальное. При этом нет необходимости в выполнении контроллером расчета R2 для этого случая, поскольку любое значение R2 даст результат ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ.
[0050] Случай 4
[0051] В случае 4, время перерыва в работе закончилось преждевременно. Поскольку R2 больше 0,90, это означает, что наклон достаточно малый. Однако неизвестно, будет ли график с этим наклоном продолжаться через нулевую область в положительную область. При этом результат контроля давления неокончательный и основан исключительно на значении R2. Тогда контроллер выполняет расчет наклона, описанный выше.
[0052] Случай 5
[0053] Случай 5 представляет собой классический случай утечки из паровоздушного пространства. График давления начинается в отрицательной области и заканчивается горизонтальной линией в нулевой области.
[0054] Случай 6
[0055] Случай 6 представляет собой классическую модель герметичного пространства для улавливания паров. Здесь график давления начинается в отрицательной области и заканчивается в положительной области без какого-либо изменения в нулевой области. Резервуар с утечкой имеет изменение графика кривой в нулевой области, а не сохраняет высокие значения R2.
[0056] Случай 7 и Случай 9
[0057] В этих двух случаях график давления начинается в нулевой области и либо уходит в положительную область, либо опускается к отрицательной области. График давления в резервуаре с утечкой остается вблизи нулевой точки во время перерыва в работе. Оба этих случая дают результат ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ.
[0058] Случай 8
[0059] Это другой классический случай утечки из паровоздушного пространства, в частности, большой течи, при которой график давления в резервуаре редко выходит из нулевой области во время выполнения заправки. В данном случае результат ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ.
[0060] Случай 10
[0061] Данный случай аналогичен случаю 6, однако начинается и заканчивается в противоположных областях.
[0062] Случай 11
[0063] Данный случай аналогичен случаю 5, однако начальное давление находится в положительной области. Это классический случай, когда система находится под давлением и имеет утечку.
[0064] Случай 12
[0063] Данный случай аналогичен случаю 4, однако начальное давление находится в положительной области. Поскольку невозможно предсказать будущий наклон графика давления, невозможно принять решение о положительном или отрицательном результате проверки. При этом контроллер должен выполнить расчет наклона.
[0066] Случай 13
[0067] Данный случай аналогичен случаю 1, однако и начальное давление и конечное давление находятся в положительной области. Если R2 менее 0,90, то это свидетельствует о том, что давление остается в положительной области на некоторое время. В данном случае результат ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ.
[0068] Случай 14
[0069] Данный случай аналогичен случаю 2, однако и начальное давление и конечное давление находятся в положительной области. Упомянутый R2 более 0,90, что свидетельствует о продолжении изменения наклона по направлению к нулевой области. Однако окончание преждевременно. Невозможно предсказать будущее направление наклона графика. При этом контроллер должен выполнить расчет наклона.
[0070] Случай 15
[0071] Данный случай заканчивается при давлении, которое превышает начальное давление, и в данном случае результат автоматически ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ. Контроллеру нет необходимости рассчитывать R2.
[0072] Система и способы, представленные в настоящем документе, предоставляют возможность проверки системы улавливания паров на наличие утечек во время нормальной эксплуатации заправочного оборудования. Система и способы обеспечивают контроль различных особенностей аспектов работы топливораздаточной системы для определения перерыва в работе, в течение которого отсутствуют внешние изменения в системе улавливания паров, которые могут влиять на давление в этой системе улавливания паров. Примеры внешних изменений включают раздачу топлива с использованием одной или более точек раздачи, подачу топлива в ПР и активную работу узла обработки паров. Дополнительно система и способы не требуют повышения давления в системе улавливания паров для обнаружения утечек в системе улавливания паров. Система и способы обеспечивают непрерывную проверку системы улавливания паров на наличие утечек.
[0073] Из предшествующего описания видно, что возможны многочисленные изменения и усовершенствования без выхода за пределы сущности и объема изобретения. Разумеется, никаких ограничений конкретное устройство, показанное выше, не накладывает и не должно быть истолковано как таковое.
Изобретение может быть использовано в топливозаправочном комплексе (ТЗК) для обнаружения утечек в системе улавливания паров топлива. Система проверки на наличие утечек в системе улавливания паров топливораздаточной системы имеет подземный резервуар (ПР) и множество точек раздачи, гидравлически связанных с ПР. Контроллер осуществляет непрерывную проверку системы улавливания паров на наличие утечек путем проверки системы улавливания паров в течение перерыва в работе. Во время перерывов в использовании ТЗК производят измерение давления паров топлива в подземном резервуаре. По изменению давления в резервуаре судят о герметичности системы. Описаны алгоритм непрерывного обнаружения утечек в системе улавливания паров и проверки работы системы. Технический результат заключается в повышении достоверности обнаружения утечек паров топлива. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.
1. Система проверки на наличие утечек в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, гидравлически связанных с подземным резервуаром, содержащая:
контроллер, осуществляющий непрерывную проверку системы улавливания паров на наличие утечек путем
проверки системы улавливания паров в течение перерыва в работе, во время которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров;
регистрируемые данные о давлении в течение перерыва в работе; и
результаты определения наличия утечки в системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении для множества отдельных перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени, причем контроллер классифицирует каждый из множества отдельных перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени, как положительный или отрицательный, и определяет наличие утечки в системе улавливания паров на основании измерения количества перерывов в работе, классифицированных как отрицательные, и количества перерывов в работе, классифицированных как положительные.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер определяет наличие утечки в системе улавливания паров, если процент отрицательных периодов в работе превышает некоторое пороговое значение.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что пороговое значение составляет 66%.
4. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе, и конечного давления во время перерыва в работе, если и начальное давление, и конечное давление отрицательны, причем конечное давление является большим разрежением, чем начальное давление.
5. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление отрицательно, а конечное давление положительно.
6. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление является нулевым, а конечное давление положительно.
7. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление является нулевым, а конечное давление отрицательно.
8. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как отрицательный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если и начальное давление является нулевым и конечное давление является нулевым.
9. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если начальное давление положительно, а конечное давление отрицательно.
10. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании начального давления во время перерыва в работе и конечного давления во время перерыва в работе, если и начальное давление, и конечное давление положительны, а конечное давление имеет большую положительную величину, чем начальное давление.
11. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный или отрицательный на основании степени линейности зарегистрированных данных о давлении за время определенного перерыва в работе.
12. Система по п.11, отличающаяся тем, что степень линейности представляет собой величину R2, а определенный перерыв в работе классифицируется как положительный или отрицательный, если величина R2 ниже пороговой величины.
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что пороговая величина составляет 0,90.
14. Система по п.12, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании зарегистрированных данных о давлении, если и начальное давление, и конечное давление во время перерыва в работе отрицательны, причем конечное разрежение меньше, чем начальное, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины.
15. Система по п.12, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как отрицательный на основании зарегистрированных данных о давлении, если начальное давление во время перерыва в работе отрицательно, конечное давление во время перерыва в работе нулевое, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины.
16. Система по п.12, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как отрицательный на основании зарегистрированных данных о давлении, если начальное давление во время перерыва в работе положительно, конечное давление во время перерыва в работе нулевое, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины.
17. Система по п.12, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный на основании зарегистрированных данных о давлении, если и начальное давление, и конечное давление во время перерыва в работе положительны, конечное давление имеет меньшую положительную величину, чем начальное давление, а величина R2, полученная по данным о давлении, ниже пороговой величины.
18. Система по п.2, отличающаяся тем, что контроллер классифицирует определенный перерыв в работе как положительный или отрицательный на основании наклона кривой изменения давления для незаполненного пространства системы улавливания паров без повышения давления в системе улавливания паров.
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что исходя из количества точек раздачи, начального давления в незаполненном пространстве и объема незаполненного пространства определяется упомянутое пороговое значение наклона.
20. Система по п.19, отличающаяся тем, что определенный перерыв в работе классифицируется как положительный, если наклон кривой изменения давления меньше порогового значения наклона.
21. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер сначала выполняет попытку классифицировать определенный перерыв в работе как положительный или отрицательный на основании начального давления и конечного давления, затем если результат неокончательный - также на основании степени линейности данных о давлении, затем, если результат по-прежнему неокончательный, - также на основании наклона кривой изменения давления для незаполненного пространства системы улавливания паров, без необходимости повышения давления в системе улавливания паров или ограничения подачи топлива из топливораздаточной системы.
22. Система по п.1, осуществляющая проверку системы улавливания паров в течение перерыва в работе, включающую проверку активности всех точек раздачи и проверку наличия подачи топлива в подземный резервуар, причем, если точка раздачи является активной или топливо подается в подземный резервуар, то период не считается перерывом в работе.
23. Система по п.1, осуществляющая проверку системы улавливания паров в течение перерыва в работе, включающую проверку активности всех точек раздачи, проверку активности узла обработки паров системы улавливания паров и проверку наличия подачи топлива в подземный резервуар, причем, если точка раздачи является активной, узел обработки паров является активным или топливо подается в подземный резервуар, то период не считается перерывом в работе.
24. Система по п.1, отличающаяся тем, что определенный перерыв в работе составляет по меньшей мере 12 мин.
25. Система по п.24, отличающаяся тем, что определенный перерыв в работе составляет до 60 мин.
26. Способ проверки на наличие утечки в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, гидравлически связанных с подземным резервуаром, включающий следующие операции:
непрерывную проверку системы улавливания паров во время перерыва в работе, в течение которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров;
регистрацию данных о давлении в течение перерыва в работе; и
определение наличия утечки в системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении для множества отдельных перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени и классифицированных как положительные или отрицательные, причем определение наличия утечки в системе улавливания паров осуществляют на основании измерения количества перерывов в работе, классифицированных как отрицательные, и количества перерывов в работе, классифицированных как положительные.
27. Система проверки на наличие утечек в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, гидравлически связанных с подземным резервуаром, содержащая:
контроллер, осуществляющий проверку системы улавливания паров на наличие утечек путем
проверки системы улавливания паров во время перерыва в работе, в течение которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров;
регистрируемые данные о давлении в течение перерыва в работе; и
результаты определения наличия утечки в системе улавливания паров без повышения давления в упомянутой системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении для множества отдельных перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени, причем контроллер классифицирует каждый из множества отдельных перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени, как положительный или отрицательный, и определяет наличие утечки в системе улавливания паров на основании измерения количества перерывов в работе, классифицированных как отрицательные, и количества перерывов в работе, классифицированных как положительные.
28. Способ проверки на утечки в системе улавливания паров топливораздаточной системы, имеющей подземный резервуар и множество точек раздачи, гидравлически связанных с подземным резервуаром, включающий операции:
проверки системы улавливания паров во время перерыва в работе, в течение которого отсутствуют внешние изменения, воздействующие на систему улавливания паров;
регистрации данных о давлении в течение перерыва в работе и
определения наличия утечки в системе улавливания паров без повышения давления в упомянутой системе улавливания паров на основании зарегистрированных данных о давлении для множества отдельных перерывов в работе, разделенных некоторыми промежутками времени и классифицированных как положительные или отрицательные, причем определение наличия утечки в системе улавливания паров осуществляют на основании измерения количества перерывов в работе, классифицированных как отрицательные, и количества перерывов в работе, классифицированных как положительные.
| АВТОМОБИЛЬНАЯ ЗАПРАВОЧНАЯ СТАНЦИЯ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ "ПОЛЕ" | 2005 |
|
RU2287442C1 |
| АВТОТОПЛИВОЗАПРАВЩИК | 1999 |
|
RU2158208C1 |
| СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ЖИДКОГО ВОДОРОДА В ЕМКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2000 |
|
RU2183000C2 |
| Устройство для осуществления частотной модуляции | 1944 |
|
SU65444A1 |
| DE 4413302 A1, 19.10.1995. | |||
