Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков Российский патент 2023 года по МПК B60S5/02 B60P3/14 

1. Область техники

Решение относится к области обслуживания криогенных топливных баков СПГ ТС, а именно для опорожнения криогенных топливных баков, временного хранения и возврата топлива в криогенные топливные баки газобаллонных автомобильных транспортных средств, для их технического обслуживания

Технический результат – обеспечение мобильного регламентного технического обслуживания криогенных топливных баков ТС.

2. Уровень техники

Основной проблемой в развитии автомобильного транспорта, работающего на сжиженном газе, является отсутствие развитой сети обслуживающих станций.

На данный момент наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа объекта исследования, является решение “мобильное топливозаправочное устройство с функцией улавливания топливного газа” (патент на изобретение RU 2420416 C2). Данное изобретение предлагает безопасное, экологически чистое, энергосберегающее топливозаправочное устройство, которое состоит, из резервуара для хранения топлива (1) с двойными стенками, причем внутреннюю полость этого резервуара и промежуток между стенками резервуара заполняет взрывоустойчивый разделительный материал. Трубопровод подачи топлива (11) из резервуара для хранения топлива соединен с раздаточной колонкой (2). Рама (3) установлена под резервуаром для хранения топлива и раздаточной колонкой. Рама помещена в кожух (5). Раздаточная колонка представляет собой отдельный блок, который состоит из цифрового электронного дисплея (21), топливного насоса (22) и заправочного пистолета (23). Цифровой электронный дисплей и заправочный пистолет установлены на наружной стороне стенки кожуха. Топливный насос установлен в пространстве, сформированном внутри кожуха и снаружи резервуара для хранения топлива, и закреплен на раме. Трубопровод подачи топлива от резервуара для хранения топлива соединен с топливным насосом. Заправочный шланг от топливного насоса выведен к заправочному пистолету через отверстие в стенке кожуха. Устройство для улавливания топливного газа (6) установлено на резервуаре для хранения топлива и содержит дыхательный клапан (62), установленный на резервуаре для хранения топлива и соединенный с резервуаром через трубопровод дыхательного клапана.

Тройной клапан (63) установлен на трубопроводе дыхательного клапана (61). Один конец этого тройного клапана соединен со шлангом для улавливания топливного газа. Во время процесса переливания топлива из автоцистерны в резервуар для хранения топлива наконечник шланга для улавливания топливного газа присоединен к шлангу для улавливания топливного газа автоцистерны. В топливозаправочном устройстве данного изобретения раздаточная колонка в отдельном блоке закреплена на кожухе рамы, промежуток между стенками резервуара и его внутренняя полость заполнены взрывоустойчивым разделительным материалом, благодаря чему значительно уменьшена необходимая территория и гарантируется внутренняя безопасность резервуара для хранения топлива. Кожух на раме может быть сконструирован в различных формах и образцах в соответствии с требованиями окружающей обстановки, чтобы усилить зрительный эффект безопасности. Благодаря специальной конструкции устройства для улавливания топливного газа в процессе переливания топлива из автоцистерны в резервуар для хранения топливный газ можно улавливать в замкнутых условиях во избежание испарения топливного газа в резервуаре и для снижения загрязнения и ущерба для атмосферы. Таким образом, данное изобретение действительно выполняет поставленную цель обеспечения безопасности, защиты окружающей среды и энергосбережения.

Также известно решение передвижная газозаправочная станция (патент № RU 24168 U1) Устройство, предназначенное для снабжения горючими газами транспортных средств, использующих горючие газы, например метан, в качестве моторного топлива, состоящее из автомобиля - транспортера передвижной газозаправочной станции, на шасси которого смонтированы двигатель внутреннего сгорания, являющийся силовым агрегатом автомобиля - транспортера передвижной газозаправочной станции, сдвоенная кабина, состоящая из кабины управления автомобилем - транспортером передвижной газозаправочной станции и кабины управления запорно-регулирующей арматурой, газовый компрессор, ресивер хранения газа и раздатчик газа, оборудованные запорно-регулирующей арматурой, гибкий всасывающий трубопровод для подключения передвижной газозаправочной станции к газопроводу низкого давления, пульт управления режимами работы газового компрессора, на котором размещены как приборы контроля и органы управления работой газового компрессора, так и приборы контроля и органы управления запорно-регулирующей арматурой ресивера хранения газа и раздатчика газа, отличающееся тем, что оно имеет пульт управления режимами работы газового компрессора, размещенный в кабине управления запорно-регулирующей арматурой ресивера хранения газа и раздатчика газа.

Недостатком известных решений является отсутствие возможности перекачки топлива из транспортного средства в топливозаправочное устройство и в связи с этим нет возможности произвести техническое обслуживание топливного бака при возникновении поломки.

3. Осуществление изобретения

Целью настоящей технологии является мобильное обеспечение регламентного технического обслуживания криогенных топливных баков автотранспортных средств, работающих на сжиженном природном газе.

На транспорте СПГ (сжиженный природный газ) используется как топливо для машин и оборудования.

Настоящая цель достигается в следующем виде:

1. Баллон КПГ (1) входящий в состав передвижного пункта заправлен природным газом давлением, не превышающим 20,0 МПа, который выступает как наддув (поднятие давления до 1,0 МПа) в опорожняемом баке СПГ через узел редуцирования.

2. Первичный предохранительный клапан имеет настройки срабатывания 1,9 МПa (275Psi) подключен к внутреннему резервуару наружной резьбой NPT 1/4 и обеспечивает сброс давления, когда давление в баке превышает рабочее давление.

3. Вторичный предохранительный клапан имеет настройки срабатывания: 2,1 MПa (350 Psi), подключен к внутреннему резервуару наружной резьбой: NPT 1/4, что обеспечивает сброс давления если первичный предохранительный клапан по какой-то причине не сработал.

4. Регулятор давления (экономайзер) имеет настройку на давление: 1,0-1,2 MПa, на обоих концах внутренняя резьба: NPT 1/4. Служит для контроля и поддержания оптимального давления в баке СПГ.

5. Вентиль повышения давления имеет номинальное давление: 4,0 MПa, условный проход, внутренняя резьба: NPT 3/8 данная арматура соединяется с жидкостной фазой бака для повышения давления.

6. Вентиль выхода СПГ имеет номинальное давление: 4,0 MПa, условный проход и внутреннюю резьбу: NPT 3/8, выполняет функцию контроля выхода СПГ бака.

7. Обратный клапан имеет наружную резьбу: M30x1,5 и через него СПГ сможет поступать только в одну сторону. Обратный клапан выхода СПГ имеет давление открытия: 0,0025 MПa, наружную резьбу: NPT 1/8, что обеспечивает предотвращение обратного потока в трубопроводе.

8. Баллон КПГ оснащен редуктором (2) и соединяется технологическими трубопроводами с баком СПГ передвижного пункта. Бак СПГ передвижного пункта состоит из внутреннего сосуда из нержавеющей стали и наружного кожуха, между сосудами - вакуум, экранная изоляция, также передвижной пункт оборудован испарителем, регулятором давления, манометром, предохранительными клапанами и блоком передачи информации о текущем давлении и объеме СПГ. Благодаря такому устройству бак СПГ эффективно сохраняет газ, обеспечивается функциональная безопасная работа по техническому обслуживанию баков СПГ ТС.

9. Технологическая емкость (резервуар) (4) соединена трубопроводами с панелью на которой расположены: штуцер наполнения и штуцер возврата паровой фазы (5).

10. Штуцер наполнения имеет наружную резьбу M30x1,5 и соединяется с заправочным пистолетом (6).

11. Вентиль сброса давления под горловину возврата газа имеет номинальное давление: 4,0 MPa, условный проход, внутреннюю резьбу: NPT 3/8 и обеспечивает сброс давления в трубопроводе когда заканчивается возврат газа.

12. Вентиль сброса давления под заправочную горловину имеет номинальное давление: 4,0 MPa, условный проход, внутреннюю резьбу: NPT 3/8. Обеспечивает сброс давления в трубопроводе когда заканчивается заправка.

13. Вентиль сброса давления под выход СПГ имеет номинальное давление: 4,0 MПa, условный проход, внутреннюю резьбу: NPT 3/8, и обеспечивает сброс давления в трубопроводе когда заканчивается слив.

Использование криогенных топливных баков под СПГ в сравнении с баллонами для КПГ по нескольким параметрам более надежно и выгодно. Так, один и тот же объем емкостей вмещает в три раза больше СПГ, чем в случае с баллонами КПГ, так как при сжижении газ уменьшается в объемах в 600 раз, в сравнении со сжатым газом, который сжимается в баллонах КПГ в 200 раз. На одной заправке криогенного топливного бака спецтехника может сделать в два раза больше работы или автобус может проехать в два раза большее расстояние, а это выгоднее, чем частые заправки. Во-вторых, вес криогенного топливного бака под СПГ меньше при большем объеме топлива, а значит он выгоднее и существенно не понижает грузоподъемность.

В-третьих, безопасность. Надежность криогенного топливного бака обеспечивается системой, в которую входят предохранительные клапаны, мембраны и вакуумный клапан.

Учитывая все перечисленные преимущества технических решений, как существенная экономия, быстрая окупаемость, технологическая эффективность, можно понять, почему компании по всему миру выбирают криогенное оборудование для обеспечения перевозок наземным, водным и в перспективе также воздушным транспортом.

На сегодняшний день проблемой является отсутствие возможности технического обслуживания криогенных топливных баков СПГ вне пределов станций технического обслуживания криогенных топливных баков.

Настоящее изобретение направлено на решение указанной проблемы путем осуществления технического обслуживания криогенных топливных баков транспортных средств с помощью передвижного пункта по техническому обслуживанию.

4. Раскрытие изобретения

Передвижной пункт по техническому обслуживанию топливных баков с возможностью перекачки топлива из транспортного средства в передвижной̆ пункт включает в себя:

● бак СПГ, который каркасом (3) крепится к полу автомобиля и располагается со смещением к левой стороне и приближением к заднему дверному проему относительно центра грузового отсека.

● баллон КПГ, который располагается с правой стороны от бака СПГ, по ходу движения автомобиля, и крепится к боковой стене автомобиля.

● Свечу (устройство для выпуска (сброса) паров СПГ в атмосферу), которая располагается с левой стороны от бака СПГ, по ходу движения автомобиля , между колесной аркой и задним дверным проемом кузова автомобиля. Крепится к кузову автомобиля. Верхний конец свечи проходит через отверстие со спец. манжетой в крыше автомобиля, и выступает не более 100-150 мм над крышей.

● стенд для проверки клапанов, доступ к которому осуществляется через боковую дверь грузового отсека автомобиля,

● плафоны освещения грузового отсека во взрывозащищенном исполнении,

● дефлектор для обеспечения вентиляции грузового отсека автомобиля, с расположением в крыши автомобиля

● ограничитель воздушного сообщения между грузовым отсеком и кабиной автомобиля.

Техническое обслуживание топливных баков происходит в следующем формате:

1. Передвижной пункт приезжает по запросу на обслуживание или в установленные регламентом сроки.

2. После полной перекачки газа в передвижной пункт необходимо:

- Снять манометры, предохранительных клапанов и произвести проверку их исправности на специальном стенде.

- После окончания работ, приборы и механизмы устанавливаются на место, проверяется герметичность и газ возвращается обратно в криогенный топливный бак транспортного средства.

5. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - система слива:

1 - Баллон КПГ

2 - Редуктор

3 - Каркас

4 - Технологическая емкость

5 - Пистолет возврата газа для сброса газа

6 - Заправочный пистолет.

Изобретение относится к техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств включает автомобиль с баком СПГ, баллоном КПГ (1), расположенным с правой стороны от бака СПГ по ходу движения автомобиля, устройством аварийного сброса газа – свеча и стендом для проверки клапанов. Верхний конец свечи проходит через отверстие с манжетой в крыше автомобиля. Стенд для проверки клапанов располагается с возможностью доступа через боковую дверь грузового отсека автомобиля. Передвижной пункт по техническому обслуживанию топливных баков автотранспортных средств выполнен с возможностью перекачки топлива из криогенного топливного бака транспортного средства в передвижной пункт, а также оснащен плафонами освещения грузового отсека и дефлектором для обеспечения вентиляции грузового отсека. Изобретение обеспечивает мобильное регламентное техническое обслуживание криогенных топливных баков транспортных средств, работающих на СПГ. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств, состоящий из автомобиля с баком СПГ, баллоном КПГ, устройством аварийного сброса газа - свеча и стендом для проверки клапанов, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью перекачки топлива из криогенного топливного бака транспортного средства в передвижной пункт.

2. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что бак СПГ находится в каркасе, за который крепится к полу автомобиля, и располагается со смещением к левой стороне и приближением к заднему дверному проему относительно центра грузового отсека.

3. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что баллон КПГ располагается с правой стороны от бака СПГ по ходу движения автомобиля и крепится к боковой стене автомобиля.

4. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что устройство аварийного сброса газа - свеча - располагается между колесной аркой и задним дверным проемом кузова автомобиля и крепится к кузову автомобиля, при этом верхний конец свечи проходит через отверстие с манжетой в крыше автомобиля и выступает не более 100-150 мм над крышей.

5. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что стенд для проверки клапанов крепится к передней части каркаса с возможностью обеспечения к нему доступа персонала, проводящего работы по проверке клапанов, через боковую дверь грузового отсека.

6. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что оснащен дефлектором для обеспечения естественной вентиляции грузового отсека автомобиля.

7. Передвижной пункт по техническому обслуживанию криогенных топливных баков транспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что оснащен плафонами освещения грузового отсека во взрывозащищенном исполнении.