RU2806349C1

RU2806349C1 - Mobile gas filling unit

Info

Publication number: RU2806349C1
Application number: RU2023103655A
Authority: RU
Inventors: Станислав Александрович Синицкий; Екатерина Станиславовна Синицкая; Юлия Станиславовна Синицкая; Раиль Рамилевич Тазиев; Булат Ирекович Фаттахов
Filing date: 2023-02-17
Publication date: 2023-10-31

Abstract

FIELD: gas equipment.

SUBSTANCE: invention relates to gas supply with compressed natural gas (CNG), gas-cylinder equipment operating on this type of fuel. A mobile gas filling unit for filling gas cylinders of a vehicle with compressed natural gas, consisting of gas cylinders mounted on a trailer or semi-trailer of a vehicle, combined into several groups and connected via pipelines to a gas distribution unit, comprises an ejector unit, as well as a shut-off and distribution system for supplying gas, which allows to sequentially use each group of gas cylinders of a gas filling unit when refuelling. Gas cylinders of the gas filling unit designed for an operating pressure of 32 MPa are combined into three groups with equal volumes; in addition, the pipelines of the first and second groups are equipped with check valves. The installed ejector allows the most complete use of the gas contained in the gas cylinders of the gas filling unit of the first and second groups, through the simultaneous use of different groups of gas cylinders, namely 1 and 2 groups, and then 1, 2 groups with the 3rd group when refuelling gas cylinders of vehicles. The unit comprises a three-way valve, a control pressure gauge that measures the pressure in the gas cylinders of the vehicle, and a pressure regulator with feedback that stops the supply of gas to the vehicle cylinders.

EFFECT: simplified design of a mobile gas refuelling unit, as well as a possibility of increasing the degree of use of gas contained in gas cylinders when refuelling vehicles.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к газоснабжению компримированным природным газом (КПГ) газобаллонной технике, работающей на данном виде топлива.The invention relates to gas supply with compressed natural gas (CNG) to gas-cylinder equipment operating on this type of fuel.

Известны мобильные передвижные автозаправщики предназначены для заправки сжатым природным газом автомобилей, преимущественно в автотранспортных предприятиях (АТП), удаленных от стационарных автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), а также для заправки транспортных средств в полевых условиях. Автозаправщик представляет собой автопоезд, состоящий из автомобиля-тягача и полуприцепа (прицепа), на котором смонтирована газобаллонная установка, рассчитанная на давление 25 МПа с блоком раздачи газа автомобилям, [1]. К недостаткам данных устройств можно отнести низкое номинальное давление в баллонах (25 МПа) и отсутствие вспомогательных устройств, которые позволяют наиболее полно использовать газ, находящийся в баллонах для заправки автомобилей.Known mobile mobile refueling trucks are designed for refueling cars with compressed natural gas, mainly in motor transport enterprises (ATEs), remote from stationary automobile gas filling compressor stations (CNG filling stations), as well as for refueling vehicles in the field. A refueling truck is a road train consisting of a tractor-trailer and a semi-trailer (trailer), on which a gas cylinder installation designed for a pressure of 25 MPa with a gas distribution unit for vehicles is mounted [1]. The disadvantages of these devices include the low nominal pressure in the cylinders (25 MPa) and the lack of auxiliary devices that allow the most complete use of the gas in the cylinders for refueling cars.

Известна передвижная газонаполнительная установка для заправки баллонов и сосудов компримированным природным газом, в которой секции газобаллонной или газоемкостной установки от первой наибольшей, с которой начинают заправку баллонов или сосудов, до последней наименьшей выполнены последовательно уменьшающимися по объему[2]. Данный способ позволяет осуществлять многоступенчатый способ заправки. A mobile gas-filling installation for filling cylinders and vessels with compressed natural gas is known, in which the sections of the gas-cylinder or gas-intensive installation from the first largest, from which the filling of cylinders or vessels begin, to the last smallest are made sequentially decreasing in volume [2]. This method allows for a multi-stage refueling method.

Недостатком такой передвижной газонаполнительной установки является отсутствие вспомогательного оборудования (компрессора, ижектора) которое позволит наиболее полно использовать газ, оставшийся в секциях с низким давлением.The disadvantage of such a mobile gas-filling unit is the lack of auxiliary equipment (compressor, injector) that will allow the most complete use of the gas remaining in the low-pressure sections.

Известен передвижной газозаправщик, содержащий газобаллонную установку, размещенную в контейнере на полуприцепе, включающую три секции баллонов различной вместимости. Газобаллонная установка заправщика содержит устройства заправки ее баллонов сжатым природным газом давлением 24,5 МПа, устройства для подключения к стационарным колонкам газораздаточным для заправки транспортных средств, устройство для подключения дожимающего компрессора. Он позволяет заправлять транспортные средства через стационарные газозаправочные колонки и напрямую с коэффициентом опорожнения баллонов 0,65, а при наличии стационарного дожимающего компрессора на месте заправки с коэффициентом опорожнения баллонов не менее 0,90[3].A mobile gas tanker is known, containing a gas cylinder installation placed in a container on a semi-trailer, including three sections of cylinders of different capacities. The gas cylinder installation of the tanker contains devices for filling its cylinders with compressed natural gas at a pressure of 24.5 MPa, devices for connecting to stationary gas dispensers for refueling vehicles, and a device for connecting a booster compressor. It allows vehicles to be refueled through stationary gas filling stations and directly with a cylinder emptying coefficient of 0.65, and in the presence of a stationary booster compressor at the refueling site with a cylinder emptying coefficient of at least 0.90[3].

Недостатком такого передвижного газозаправщика является использование газовых баллонов рассчитанных на низкое рабочее давление (24,5 МПа), а также необходимость применения стационарного дожимающего компрессора, для увеличения коэффициента опорожнения баллонов.The disadvantage of such a mobile gas tanker is the use of gas cylinders designed for low operating pressure (24.5 MPa), as well as the need to use a stationary booster compressor to increase the cylinder emptying rate.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является газонаполнительная установка, содержащая резервуары для сжатого газа с вентилями и обратными клапанами, эжекторы, каждый из которых соединен активным соплом с одним из резервуаров, пассивным соплом - с другим резервуаром, а выходом - с потребителем[4]. The closest to the proposed technical essence is a gas-filling installation containing reservoirs for compressed gas with valves and check valves, ejectors, each of which is connected by an active nozzle to one of the reservoirs, a passive nozzle to another reservoir, and an outlet to a consumer [4] .

Недостатком данной установки является сложность конструкции, а в частности многоступенчатая эжекторная система подачи газа.The disadvantage of this installation is the complexity of the design, and in particular the multi-stage ejector gas supply system.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение конструкции, что позволит повысить эффективность использования мобильной газозаправочной установки и устранение указанных недостатков.The objective of the present invention is to improve the design, which will improve the efficiency of using a mobile gas filling installation and eliminate these disadvantages.

Поставленная задача достигается том тем, что в мобильной газозаправочной установке предлагается использовать газовые баллоны, рассчитанные на рабочее давление 32 МПа, которые разделены на 3 равные группы (по объему), что позволит применить ступенчатую схему заправки, применение комбинированного эжектора и обратных клапанов позволит повысить степень опорожнения баллонов 1 и 2 группы, а применение регулятора давления с обратной связью на выходе заправочного устройства автоматически прекращать процесс заправки при достижении требуемого давления в заправляемых баллонах транспортного средства. The task is achieved by the fact that in a mobile gas filling installation it is proposed to use gas cylinders designed for an operating pressure of 32 MPa, which are divided into 3 equal groups (by volume), which will allow the use of a stepwise filling scheme; the use of a combined ejector and check valves will increase the degree of emptying cylinders of groups 1 and 2, and the use of a pressure regulator with feedback at the outlet of the refueling device automatically stops the refueling process when the required pressure is reached in the vehicle cylinders being refilled.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой мобильной газозаправочной установки.In fig. 1 shows a diagram of the proposed mobile gas filling installation.

Предлагаемая мобильная газозаправочная установка включает в себя установленные на прицепе или полуприцепе транспортного средства газовых баллонов 1, 2, 3 объединенных в группы с помощью трубопроводов 4, 5 и 6, запорных кранов 7, 8, 9, которые установлены на питающих трубопроводах 10, 11, 12. На трубопроводе 10 установлен обратный клапан 13, а на трубопроводе 11 установлены обратный клапан 14 и трехходовой кран 15, который соединен трубопроводами 16 и 17 с комбинированным эжектором 18 предназначенным для лучшего опорожнения групп газовых баллонов 1 и 2. Газ по трубопроводу 19 проходит через регулятор давления с обратной связью 20 и далее через контрольный манометр 21, запорный кран 22 к заправочному рукаву 23. The proposed mobile gas filling installation includes gas cylinders 1, 2, 3 mounted on a trailer or semi-trailer of a vehicle, combined into groups using pipelines 4, 5 and 6, shut-off valves 7, 8, 9, which are installed on supply pipelines 10, 11, 12. A check valve 13 is installed on pipeline 10, and a check valve 14 and a three-way valve 15 are installed on pipeline 11, which is connected by pipelines 16 and 17 to a combined ejector 18 designed for better emptying of groups of gas cylinders 1 and 2. Gas through pipeline 19 passes through pressure regulator with feedback 20 and then through the control pressure gauge 21, shut-off valve 22 to the filling hose 23.

Заправка баллонов мобильной газозаправочной установки осуществляется на АГНКС через заправочный трубопровод 24, предварительно закрыв запорные краны 7, 8, 9 и открыв заправочные краны 25, 26, 27 групп баллонов Refueling of cylinders of a mobile gas filling installation is carried out at a CNG filling station through the filling pipeline 24, having previously closed the shut-off valves 7, 8, 9 and opened the filling valves 25, 26, 27 of the cylinder groups

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

На АГНКС производится заправка групп газовых баллонов 1, 2 и 3 через трубопровод 24, предварительно закрыв запорные краны 7, 8, 9 и открыв краны 25, 26, 27 до давления 32 МПа и затем краны 25, 26, 27 закрывают, а трубопровод 24 отсоединяют от заправочного устройства АГНКС.At the CNG filling station, groups of gas cylinders 1, 2 and 3 are refueled through pipeline 24, having previously closed stop valves 7, 8, 9 and opened valves 25, 26, 27 to a pressure of 32 MPa and then valves 25, 26, 27 are closed and pipeline 24 disconnected from the CNG filling station.

Далее заправленная мобильная газозаправочная установка перемещается в пункт назначения для осуществления заправки транспортных средств.Next, the filled mobile gas filling unit moves to its destination to refuel vehicles.

Процесс заправки транспортного средства осуществляется в следующей последовательности: производят соединение заправочного рукава 23 с заправочным устройством транспортного средства и затем открывают запорный кран 22 и запорный кран 7 газовых баллонов 1. Газ из газовых баллонов 1 проходит по трубопроводам 4 и 10 через обратный клапан 13 к комбинированному эжектору 18 и далее по трубопроводу 19 к регулятору давления с обратной связью 20 к заправочному рукаву 23 в газовые баллоны транспортного средства. При достижении давления в газовых баллонах транспортного средства 20 МПа, которое определяется с помощью контрольного манометра 21, происходит срабатывания регулятора давления с обратной связью 20, который прекращает подачу газа в баллоны транспортного средства. Далее необходимо закрыть запорный кран 22 и отсоединить заправочный рукав 23 от заправочного узла транспортного средства. The process of refueling a vehicle is carried out in the following sequence: the filling hose 23 is connected to the refueling device of the vehicle and then the stop valve 22 and the stop valve 7 of gas cylinders 1 are opened. Gas from gas cylinders 1 passes through pipelines 4 and 10 through a check valve 13 to the combined ejector 18 and then through pipeline 19 to the pressure regulator with feedback 20 to the filling hose 23 into the gas cylinders of the vehicle. When the pressure in the gas cylinders of the vehicle reaches 20 MPa, which is determined using the control pressure gauge 21, the pressure regulator with feedback 20 is activated, which stops the supply of gas to the cylinders of the vehicle. Next, you need to close the shut-off valve 22 and disconnect the filling hose 23 from the vehicle’s refueling unit.

Данный процесс заправки повторяют до тех пор, пока давление на выходе не будет ниже 20 МПа.This filling process is repeated until the outlet pressure is below 20 MPa.

Если давление опустится ниже 20 МПа, то сперва производят заправку из газовых баллонов 1, до тех пор пока давление на контрольном манометре 21 не перестанет расти и только после этого отрывают запорный кран 8 газовых баллонов 2, при этом трехходовой кран 15 переведен в положение, чтобы газ из газовых баллонов 2 поступал в комбинированный эжектор 18 (зона высокого давления) по трубопроводу 17. If the pressure drops below 20 MPa, then first refill from gas cylinders 1 until the pressure on the control pressure gauge 21 stops growing, and only after that the shut-off valve 8 of gas cylinders 2 is opened, while the three-way valve 15 is moved to the position so that gas from gas cylinders 2 entered the combined ejector 18 (high pressure zone) through pipeline 17.

Данный процесс заправки повторяется до тех пор пока давление на выходе не будет ниже 20 МПа.This filling process is repeated until the outlet pressure is below 20 MPa.

Если давление опустится ниже 20 МПа, то сперва производят заправку из газовых баллонов 1, до тех пор пока давление на контрольном манометре 21 не перестанет расти, далее отрывают запорный кран 8 баллонов второй группы, при этом трехходовой кран 15 переведен в положение, чтобы газ из газовых баллонов 2 поступал в комбинированный эжектор 18 (зона высокого давления) по трубопроводу 17 до тех пор пока давление на контрольном манометре 21 не перестанет расти, после чего трехходовой кран 15 переводят в положение, при котором газ из газовых баллонов 2 поступал в комбинированный эжектор 18 (зона низкого давления) по трубопроводу 16 и затем открывают запорный кран 9 газовых баллонов 3. За счет явления эжекции происходит дополнительная подача газа из газовых баллонов 1 и 2, что позволяет наиболее полно использовать газ, находящийся в них. Обратные клапана 13 и 14 не позволяют обратно перетекать газу из полостей с более высоким давлением в полости с более низким давлением.If the pressure drops below 20 MPa, then first fill from gas cylinders 1, until the pressure on the control pressure gauge 21 stops growing, then the shut-off valve 8 of the cylinders of the second group is opened, while the three-way valve 15 is moved to the position so that gas from gas cylinders 2 entered the combined ejector 18 (high pressure zone) through pipeline 17 until the pressure on the control pressure gauge 21 ceases to increase, after which the three-way valve 15 is moved to the position in which gas from gas cylinders 2 enters the combined ejector 18 (low pressure zone) through pipeline 16 and then open the shut-off valve 9 of gas cylinders 3. Due to the ejection phenomenon, additional gas is supplied from gas cylinders 1 and 2, which allows for the most complete use of the gas contained in them. Check valves 13 and 14 do not allow gas to flow back from cavities with higher pressure to cavities with lower pressure.

Если давление при заправке становится ниже 17..18 МПа, [1], то процесс заправки рекомендуется остановить и отправить мобильную газозаправочную установку для заправки на АГНКС.If the pressure during refueling falls below 17..18 MPa, [1], then it is recommended to stop the refueling process and send a mobile gas filling unit for refueling to a CNG filling station.

Список использованной литературыList of used literature

1. Переоборудование, эксплуатация, ремонт и техническое обслуживание газобаллонных автомобилей: (Справочное пособие) / А.П. Акимов, В.В. Гриднев, В.С. Макаров, В.И. Медведев. – Чебоксары, 1996. – 368 с. 1. Re-equipment, operation, repair and maintenance of gas-cylinder vehicles: (Reference manual) / A.P. Akimov, V.V. Gridnev, V.S. Makarov, V.I. Medvedev. – Cheboksary, 1996. – 368 p.

2. Патент на изобретение RU 2208198.2. Patent for invention RU 2208198.

3. Патент на полезную модель RU 179 9033. Utility model patent RU 179 903

4. Авторское свидетельство СССР № 1153164 от 1966 г. 4. Copyright certificate of the USSR No. 1153164 of 1966.

Claims

Mobile gas filling installation for filling gas cylinders of a vehicle with compressed natural gas, consisting of gas cylinders installed on a trailer or semi-trailer of a vehicle, combined into several groups and connected via pipelines to a gas distribution unit, including an ejector unit, as well as a shut-off and distribution system for gas supply, which allows you to sequentially use each group of gas cylinders of a gas filling installation when refueling, characterized in that the gas cylinders of a gas filling installation, designed for an operating pressure of 32 MPa, are combined into three groups with equal volumes, and in addition, the pipelines of the first and second groups are equipped check valves, the installed ejector allows the most complete use of the gas contained in the gas cylinders of the gas filling installation of the first and second groups, through the simultaneous use of different groups of gas cylinders, namely 1 and 2 groups, and then 1, 2 groups with the 3rd group when refueling gas vehicle cylinders, wherein the installation contains a three-way valve, a control pressure gauge that determines the pressure in the gas cylinders of the vehicle, and a pressure regulator with feedback that stops the supply of gas to the vehicle cylinders.