PL170742B1 - Urzadzenie do tankowania samochodów PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do tankowania samochodów, z przeznaczona do zawracania gazów wydzielajacych sie w procesie tankowania, umieszczona w dystrybutorze paliwa, napedzana silnikiem, pompa tloczaca gaz, stero- wana hydraulicznym silnikiem pomiarowym dystrybutora paliwa wedlug danych pomiarowych objetosci tankowa- nego paliwa, przy czym hydrauliczny silnik pomiarowy jest sprzegniety z nadajnikiem impulsów, a za nim jest umieszczony modul liczacy, znamienne tym, ze zawie- ra, polaczona z silnikiem elektrycznym (18) pompy (12) tloczacej gaz, jednostke regulacyjna (16) w postaci pro- cesora, która ma przylaczone dwa przewody dla dopro- wadzenia wielkosci wejsciowych, z których pierwszy przewód jest polaczony z nadajnikiem impulsów (5), a drugi przewód z silnikiem elektrycznym (18) oraz przewód wyjsciowy prowadzacy z powrotem do silnika elektrycznego (18), przy czym pierwszym przewodem podawane sa, przeksztalcone odpowiednio do objetosci tankowanego paliwa, rzeczywiste wartosci nadajnika impulsów (5), zas drugim przewodem podawane jest sprzezone zwrotnie napiecie tachometryczne silnika ele- ktrycznego (18). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do tankowania samochodów z zawracaniem gazu za pomocą napędzanej silnikiem pompy tłoczącej gaz.

W ramach stanu techniki znane jest sterowanie tej pompy hydraulicznym silnikiem pomiarowym dystrybutora paliwa według danych pomiarowych objętości tankowanego paliwa, przy czym hydrauliczny silnik pomiarowy jest sprzęgnięty z nadajnikiem impulsów, a za nim jest umieszczony moduł liczący.

I tak z niemieckiego opisu 36 13 453 C2 znane jest, stosowane w wahadłowej metodzie przetłaczania gazu, napędzanie służącej do zawracania gazu pompy tłoczącej znajdującym się w każdym dystrybutorze paliwa hydraulicznym silnikiem pomiarowym. Ponieważ hydrauliczny silnik pomiarowy jest w celu wyświetlenia wskazań obejmujących objętość i cenę tankowanego paliwa czynny tylko w czasie tankowania, zatem zawracanie gazu odbywa się także tylko w tym przedziale czasu. Inne parametry niż objętość tankowanego paliwa nie mają wpływu na objętość zawracanego gazu.

170 742

Z niemieckiego opisu DE 87 17 378 U1 znane jest rozwiązanie, polegające na sterowaniu strumieniem gazu transportowanego przez pompę tłoczącą poprzez dławienie tego strumienia za pomocą nadajnika impulsów, napędzanego przez hydrauliczny silnik pomiarowy i połączonego z nim modułu liczącego. Szkodliwe jest w tej znanej konstrukcji to, że podczas zawracania gazu, niezależnego od stopnia napełnienia zbiornika, może powstać wskutek zmieszania z tlenem powietrza silnie wybuchowa mieszanina.

Wymieniony na wstępie rodzaj konstrukcji jest znany z niemieckiego opisu DE 39 03 603 A1. Pompa tłocząca gaz jest tu napędzana elektrycznym silnikiem krokowym, który jest sterowany impulsami, pochodzącymi z połączonego z hydraulicznym silnikiem pomiarowym nadajnika impulsów, przy czym między nimi znajduje się procesor służący do regulacji stosunku między objętością podawanego paliwa i ilością zawracanych par.

Niekorzystne jest to, że przy użyciu tego nadajnika impulsów podczas tankowania nie można z występującego przy tym zawracania gazu wyciągnąć żadnych wniosków odnośnie pompy tłoczącej gaz, pozostającej w połączeniu napędowym niezależnie od hydraulicznego silnika pomiarowego, aby na ich podstawie móc w razie zakłócenia procesu zawracania gazu regulować proporcje w odniesieniu do objętości podawanego paliwa.

Z niemieckiego opisu DE 40 00 165 A1 wiadomo, że w urządzeniu do tankowania paliwa z zawracaniem gazu w celu kontrolowanego zasysania mieszaniny parowo-powietrznej za pomocą pompy wyporowej prędkość obrotowa pompy jest na bieżąco sterowana w zależności od natężenia przepływu objętościowego podawanej cieczy z uwzględnieniem spadku ciśnienia i zmian temperatury, jak również gęstości mieszaniny, lecz jedynie pod warunkiem uzyskania turbulentnego przepływu zasysanej mieszaniny parowo-powietrznej w kierunku pod prąd w stosunku do pompy wyporowej.

Zastosowana w znanym z powyższego opisu urządzeniu jednostka logiczna, która jest połączona z napędowym silnikiem elektrycznym pompy wyporowej, wymaga stosowania znacznej ilości elementów elektronicznych, takich jak na przykład rejestry danych pamięci, jednostki operacyjne, jednostki mnożące i komparatory.

Celem wynalazku jest umożliwienie w urządzeniu o wymienionym na wstępie rodzaju konstrukcji, bez nadmiernej rozbudowy układu połączeń, takiego regulowania prędkości obrotowej silnika napędowego dla pompy tłoczącej gaz już przy laminarnym przepływie zawracanego gazu, a więc także podczas uruchamiania i zmniejszania przepływu strumienia wlewanego paliwa na początku lub na końcu tankowania, aby stosunek tej prędkości obrotowej do ilości zawracanego gazu był proporcjonalny do wstępnie ustalonej krzywej wzorcowej, i aby błędy oddziałujące na prędkość obrotową silnika, na przykład ciężki chód pompy, zwiększona oporność przewodów, były natychmiast wychwytywane i kompensowane elektronicznie.

Urządzenie do tankowania samochodów z przeznaczoną do zawracania gazów wydzielających się w procesie tankowania, umieszczoną w dystrybutorze paliwa, napędzaną silnikiem, pompą tłoczącą gaz, sterowaną hydraulicznym silnikiem pomiarowym dystrybutora paliwa według danych pomiarowych objętości tankowanego paliwa, w której hydrauliczny silnik pomiarowy jest sprzęgnięty z nadajnikiem impulsów, a za nim jest umieszczony moduł liczący, charakteryzuje się według wynalazku tym, że zawiera, połączoną z silnikiem elektrycznym pompy tłoczącej gaz, jednostkę regulacyjną w postaci procesora, która ma przyłączone dwa przewody dla doprowadzenia wielkości wejściowych, z których pierwszy przewód jest połączony z nadajnikiem impulsów, a drugi przewód z silnikiem elektrycznym oraz przewód wyjściowy prowadzący z powrotem do silnika elektrycznego, przy czym pierwszym przewodem podawane są, przekształcone odpowiednio do objętości tankowanego paliwa, rzeczywiste wartości nadajnika impulsów, zaś drugim przewodem podawane jest sprzężone zwrotnie napięcie tachometryczne silnika elektrycznego. Uzyskiwana na wyjściu jednostki regulacyjnej urządzenia wielkość regulacyjna dla silnika elektrycznego jest proporcjonalna do różnicy między objętością tankowanego paliwa a ilością zawracanego gazu.

Korzystnie do przewodu łączącego nadajnik impulsów z jednostką regulacyjną dołączony jest moduł liczący.

170 742

Korzystnie moduł liczący jest połączony z monitorem, znajdującym się na każdym z dłuższych boków stanowiska tankowania z kilkoma dystrybutorami paliwa, dzięki czemu dane pomiarowe mogą być bezpośrednio odczytywane przez tankującego klienta.

Korzystnie silnikiem elektrycznym dla pompy tłoczącej gaz jest regulowany częstotliwościowo bezkomutatorowy silnik indukcyjny trójfazowy lub regulowany napięciowo silnik prądu stałego z komutacją elektroniczną.

Korzystnie silnikiem elektrycznym jest silnik synchroniczny z wysokoenergetycznym wirnikiem o stałym magnesie.

Korzystnie silnik elektryczny zawiera wirnik, którego obwód jest pokryty metalem z grupy lantanowców, przy czym korzystnie na obwodzie wirnika silnika elektrycznego są rozmieszczone magnesy z kobaltu. Metale magnetyczne tego rodzaju odznaczają się tym, że nie rozmagnesowują się pod działaniem silnych elektrycznych impulsów prądowych.

Napięcie tachometryczne połączonego napędowo z pompą tłoczącą gazu silnika elektrycznego jest wytwarzane podczas jego pracy jako prądnicy tachometrycznej. Podczas włączania go jednostka regulacyjna otrzymuje jako dodatkową wielkość wejściową proporcjonalny do prędkości obrotowej sygnał, będący miarą chwilowej wielkości przepływu zawracanego gazu. W razie odchylenia od wstępnie zadanego stosunku, jednostka regulacyjna wytwarza, w wyniku dokonania pomiaru porównawczego obu wielkości wejściowych, wielkość regulującą, którajako przeciwbieżna siła elektromotoryczna (SFM) nastawia silnik elektryczny, którego prędkość obrotowa zostaje doregulowana. Wszystko to razem zwiększa pewność co do rzeczywiście zawracanej ilości gazu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, którego figura przedstawia schemat dystrybutora paliwa stacji tankowania pojazdów.

Z, nie pokazanego na rysunku, podziemnego zbiornika magazynowego zasysa się podczas operacji tankowania samochodu, przez sięgający blisko dna zbiornika rurociąg ssący 1, za pomocą zainstalowanej wewnątrz obudowy 2 dystrybutora hydraulicznej pompy tłoczącej 3 płynne paliwo, którego ilość mierzy się za pomocą wykonanego jako przepływomierz tłokowy hydraulicznego silnika pomiarowego 4. Wałek wyjściowy hydraulicznego silnika pomiarowego 4 jest sprzęgnięty z nadajnikiem impulsów 5, przekształcającym ilość tankowanego paliwa w odpowiednie sygnały elektryczne, które w celu wyświetlenia wskazań informujących o objętości tankowanego paliwa i wymaganej do zapłaty wartości zakupu są doprowadzane do modułu liczącego 6, znajdującego się w obudowie 2 dystrybutora paliwa. Wskazania ceny jednostkowej, ilości zatankowanego paliwa i wartości zakupu są wyświetlane na monitorze 19 w głowicy dystrybutora paliwa.

Paliwo zasysane podczas operacji tankowania i przetłoczone do góry opuszcza hydrauliczny silnik pomiarowy 4 przez rurociąg 7 i poprzez wąż czerpalny 8 dostaje się do, nie pokazanego na rysunku, zaworu czerpalnego.

Komora pierścieniowa w zaworze czerpalnym odbiera gazy, wydzielające się podczas tankowania, i jest połączona z mającym postać węża gazowym przewodem powrotnym 9, który aż do swojego wylotu wewnątrz obudowy 2 dystrybutora paliwa lub w jej pobliżu jest otoczony współosiowo przez wąż czerpalny 8. Gazowy przewód powrotny 9 przechodzi za swoim wylotem w rurociąg 10, który poprzez przerywacz 11 płomienia łączy się z pompą 12 tłoczącą gaz z regulowanym silnikiem. Wylot pompy 12 tłoczącej gaz prowadzi przez drugi przerywacz 13 płomienia, rurociąg gazowy 14 i kopułową pokrywę do podziemnego zbiornika magazynowego, powyżej zwierciadła cieczy.

Regulowanym silnikiem napędzającym tłoczącą gaz pompę 12 jest regulowany napięciowo silnik prądu stałego z komutacją elektroniczną, który umożliwia regulację analogową, a tym samym analogową zmianę momentu obrotowego. Szczególnie przydatny do tych celów jest silnik synchroniczny z wysokoenergetycznym wirnikiem o stałym magnesie i stopem kobaltowym na obwodzie wirnika.

Do wykonanej jako procesor jednostki regulacyjnej 16 podłączone są dwa, doprowadzające wielkości wejściowe, przewody, z których jeden jest połączony z nadajnikiem impulsów 5, a drugi z silnikiem elektrycznym 18. Do przewodu, łączącego nadajnik impulsów 5 z jednostką regulacyjną 16, dołączony jest moduł liczący 6. Poprzez ten pierwszy przewód jednostka regulacyjna 16 otrzymuje sygnały, wytworzone przez nadajnik 5 impulsów i proporcjonalne do objętości tankowanego paliwa, doprowadzane jako wartość rzeczywista. Przez drugi przewód natomiast jednostka regulacyjna 16 otrzymuje z silnika elektrycznego 18, indukowane podczas pracy tego silnika jako prądnicy tachometrycznej, napięcie tachometryczne, stanowiące proporcjonalny do ruchu obrotowego sygnał sprzężenia zwrotnego jako miarę chwilowej wielkości przepływu strumienia zawracanego gazu.

Jednostka regulacyjna 16 przeprowadza ciągłe porównywanie obu wielkości wejściowych i wytwarza na swym wyjściu wielkość regulującą silnik elektryczny 18. W tym celu do jednostki regulacyjnej 16 jest podłączony przewód wyjściowy, prowadzący z powrotem do silnika elektrycznego 18. Wielkość regulacyjna, uzyskana przy odchyleniu od, zadanej w wyniku wzorcowania, różnicy między zatankowaną objętością paliwa i zawracaną ilością gazu, jest doprowadzana do silnika elektrycznego 18 w postaci przeciwbieżnej siły elektromotorycznej, która odpowiednio dopasowuje liczbę jego obrotów.

Jako silnik elektryczny 18 dla pompy 12 tłoczącej gaz można zastosować regulowany częstotliwościowo bezkomutatorowy silnik indukcyjny trójfazowy, regulowany napięciowo silnik prądu stałego z komutacją elektroniczną lub silnik synchroniczny z wysokoenergetycznym wirnikiem o stałym magnesie.

Obwód wirnika silnika elektrycznego 18 jest pokryty metalem z grupy lantanowców, zwłaszcza zawiera magnesy z kobaltu.

Jednostka regulacyjna 16 przeprowadza porównania tych obu wielkości wejściowych i w przypadku odchylenia od zadanego wzorcowego proporcjonalnego stosunku prędkości obrotowej do ilości zawracanego gazu wytwarza wielkość regulującą, która jako przeciwbieżna siła elektromotoryczna (SFM) reguluje prędkość obrotową silnika elektrycznego.

Podczas tego stałego porównywania, objętość tankowanego paliwa jest wartością rzeczywistą, a ilość zawracanego gazu wartością żądaną układu regulacji. Regulacja jest nastawiona tak, że normalnie stosunek jest równy 1, co oznacza, że 100% objętości tankowanego paliwa odpowiada 100% ilości zawracanego gazu. Ten stosunek można jednak skorygować tak, aby 105% ilości zawracanego gazu jako wartość żądana odpowiadało 100% objętości tankowanego paliwa jako wartości rzeczywistej, aby osiągnąć efekt zasysania zwrotnego.

Prędkość regulacji jest natomiast tak nastawiona, że kompensuje uwarunkowany rodzajem konstrukcji efekt bezwładności, a więc przeciwdziała pewnej histerezie. Odbywa się to w jednostce regulacyjnej 16 na drodze czysto elektronicznej.

170 742

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do tankowania samochodów, z przeznaczoną do zawracania gazów wydzielających się w procesie tankowania, umieszczoną w dystrybutorze paliwa, napędzaną silnikiem, pompą tłoczącą gaz, sterowaną hydraulicznym silnikiem pomiarowym dystrybutora paliwa według danych pomiarowych objętości tankowanego paliwa, przy czym hydrauliczny silnik pomiarowy jest sprzęgnięty z nadajnikiem impulsów, a za nim jest umieszczony moduł liczący, znamienne tym, że zawiera, połączoną z silnikiem elektrycznym (18) pompy (12) tłoczącej gaz, jednostkę regulacyjną (16) w postaci procesora, która ma przyłączone dwa przewody dla doprowadzenia wielkości wejściowych, z których pierwszy przewód jest połączony z nadajnikiem impulsów (5), a drugi przewód z silnikiem elektrycznym (18) oraz przewód wyjściowy prowadzący z powrotem do silnika elektrycznego (18), przy czym pierwszym przewodem podawane są, przekształcone odpowiednio do objętości tankowanego paliwa, rzeczywiste wartości nadajnika impulsów (5), zaś drugim przewodem podawane jest sprzężone zwrotnie napięcie tachometryczne silnika elektrycznego (18).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze do przewodu łączącego nadajnik impulsów (5) z jednostką regulacyjną (16) dołączony jest moduł liczący (6).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że moduł liczący (6) jest połączony z monitorem (19), znajdującym się na każdym z dłuższych boków stanowiska tankowania z kilkoma dystrybutorami paliwa.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że silnikiem elektrycznym (18) dla pompy (12) tłoczącej gaz jest regulowany częstotliwościowo bezkomutatorowy silnik indukcyjny trójfazowy.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że silnikiem elektrycznym (18) dla pompy (12) tłoczącej gaz jest regulowany napięciowo silnik prądu stałego z komutacją elektroniczną.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że silnikiem elektrycznym (18) jest silnik synchroniczny z wysokoenergetycznym wirnikiem o stałym magnesie.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że silnik elektryczny (18) zawiera wirnik, którego obwód jest pokryty metalem z grupy lantanowców.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że na obwodzie wirnika silnika elektrycznego (18) są rozmieszczone magnesy z kobaltu.