PL205457B1 - Odmierzacz gazu ciekłego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest odmierzacz gazu ciekłego przeznaczony do tankowania ciekłego gazu propan-butan jednocześnie na dwa zbiorniki samochodowe za pomocą oddzielnych przewodów elastycznych zakończonych zaworem pistoletowym do tankowania.

Znany odmierzacz gazu ciekłego składa się z dwóch modułów funkcjonalnych: górnego, w którym znajduje się liczydło z informacjami dla klienta oraz osprzęt elektryczny i dolnego zawierającego elementy hydrauliczne takie jak: tłokowy przepływomierz gazu, separator, różnicowy zawór ciśnieniowy, hydrostatyczny zawór bezpieczeństwa, zawór zwrotny i filtr. W urządzeniach tych, zwanych dystrybutorami LPG elementy hydrauliczne umocowane są indywidualnie do podstawy, półek i ścian bocznych obudowy. W dystrybutorach pojedynczych jednowężowych dolny moduł funkcjonalny zawiera jeden zestaw elementów hydraulicznych. W dystrybutorach podwójnych dwuwężowych zainstalowane są dwa niezależne zestawy elementów hydraulicznych.

Budowa znanego dystrybutora LPG jest przedstawiona w artykule Sławomira Kielczewskiego pt. „LPG na stacji - Odmierzacz gazu płynnego opublikowanym w miesięczniku „Paliwa płynne nr 1 z 1998 r. str. 24.

W znanych dystrybutorach LPG, odcinek instalacji hydraulicznej pomiędzy separatorem a przepływomierzem tłokowym jest znacznie wydłużony, zaś obecność elementów łączących przewody rurowe pogarsza warunki pracy dystrybutora. Wynika to z natury mieszaniny gazów propan-butan, która znajduje się w stanie cieczy wtedy, gdy w danych warunkach temperaturowych poddana jest odpowiedniemu ciśnieniu. Każdy spadek ciśnienia poniżej ustalonej wartości powoduje, że zaczyna ona parować, gotuje się, a w cieczy pojawiają się pęcherze gazowe. Spadek ciśnienia następuje zaś na każdym kolanku, trójniku lub zaworze instalacji hydraulicznej, co stwarza poważne zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania całego układu.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest skrócenie długości instalacji hydraulicznej pomiędzy pompą gazu ciekłego a separatorem i przepływomierzem oraz odbiór fazy gazowej jednym przewodem rurowym do zbiornika magazynowego.

Wytyczone zagadnienie techniczne rozwiązuje odmierzacz gazu ciekłego mający dwa zestawy elementów hydraulicznych zabudowanych w obudowie, zawierający tłokowy przepływomierz gazu ciekłego, separator fazy gazowej, różnicowy zawór ciśnienia, manometr ciśnienia fazy ciekłej, przewód elastyczny z zaworem pistoletowym do tankowania oraz hydrauliczne elementy łączące jak łączniki, kolana, nyple, złączki redukcyjne i liczydło elektroniczne, charakteryzujący się tym, że doprowadzenie gazu ciekłego stanowi zawór odcinający, łącznik, kolanko, filtr hydrauliczny, połączony swoim wylotem poprzez nypel, kolanko z wlotem separatora, który przewodami zainstalowanymi naprzeciw siebie na wysokości fazy ciekłej połączony jest kołnierzowo z sekcją wlotową dwu przepływomierzy, zamocowanych rozłącznie na półce nośnej, połączonej ze środnikami ceowników słupów obudowy, zaś wylot fazy gazowej separatora połączony jest poprzez prostkę, przyłączkę kolankową, złączkę z pierścieniem uszczelniającym, zawór zwrotny, nakrętkę z pierścieniem zacinającym, złączkę trójnikową, rurkę, przyłączkę prostą z pierścieniem uszczelniającym, złączkę redukcyjną, łącznik wylotowy i kurek kulowy ze zbiornikiem magazynowym gazu; przy czym przepływomierze poprzez impulsatory, sprzężone są z liczydłem elektronicznym, wyposażonym w preselekcję. Wyloty fazy ciekłej przepływomierzy poprzez prostkę, kolanko i nypel połączone są z zaworami różnicowymi, które z kolei połączone są nitkami gazowymi poprzez przyłączki proste, rurki, złączki trójnikowe, rurki, złączkę czwórnikową ze złączką trójnikową. Przepływomierz, poprzez przyłączkę trójnikową, łącznik, połączony jest z zaworem hydrostatycznym bezpieczeństwa, który z kolei połączony jest wylotem poprzez rurkę ze złączką czwórnikową i rurkę ze złączką trójnikową z rurociągiem odprowadzającym fazę gazową na zbiornik magazynowy. Do łącznika wylotowego poprzez złączkę redukcyjną zamontowany jest zawór tankowania, do którego można przyłączyć pistolet nalewczy.

Odmierzacz gazu ciekłego według wynalazku nieoczekiwanie dla obu nitek wydawczych zawiera wspólny odcinek instalacji hydraulicznej od pompy gazu ciekłego poprzez zawór kulowy odcinający, filtr do separatora. Pozwala to przyłączyć pojedynczą rurę zasilającą odmierzacz ciekłym gazem oraz przy zastosowaniu jednego separatora równocześnie obsługę dwóch przepływomierzy. W efekcie tego odbiór fazy gazowej realizuje się pojedynczym przewodem rurowym do zbiornika magazynowego LPG.

Ponadto wspólny separator upraszcza również całość instalacji hydraulicznej odmierzacza powiększając przez to przestrzeń serwisową.

PL 205 457 B1

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku na których fig. 1 przedstawia odmierzacz gazu ciekłego w widoku z przodu, fig. 2 - odmierzacz gazu ciekłego w widoku z boku, fig. 3 - instalację hydrauliczną odmierzacza gazu ciekłego w widoku z przodu, fig. 4 - instalację hydrauliczną odmierzacza gazu ciekłego w widoku z tyłu, fig. 5 - instalację hydrauliczną odmierzacza gazu ciekłego w widoku z boku, fig. 6 - instalację hydrauliczną odmierzacza gazu ciekłego w widoku z góry, fig. 7 - schemat ideowo-montażowy instalacji elektrycznej odmierzacza gazu ciekłego, fig. 8 uproszczony schemat aparaturowy instalacji elektrycznej odmierzacza gazu ciekłego.

Odmierzacz gazu ciekłego propan-butan składa się z obudowy w postaci prostopadłościanu o wymiarach 1220 mm x 430 mm i wysoko ś ci 1700 mm.

Obudowa wykonana jest z konstrukcji blachowej (blachownie) i zawiera z obu stron blachownice pionowe w postaci prawego słupa 1 i lewego słupa 2, oba w przekroju poziomym w kształcie zbliżonym do ceownika o ramionach zagiętych do wewnątrz i zaopatrzonych na krawędziach w pionowe wgłębienia.

Między środnikami ceowników słupa 1 i 2 w dolnej części jest zainstalowana komora hydrauliki, zakryta z obu stron drzwiami 3 i 4 z pełnej blachy, zamykanymi od góry na klucz, a w górnej części poprzez maskownicę 5 zainstalowana jest skrzynia 6 liczydła elektronicznego 7 w ten sposób, że tworzy między słupami szczelinę powietrzną i tym samym skrzynia 6 jest odseparowana od reszty obudowy odmierzacza gazu ciekłego. Nad komorą hydrauliki między słupami 1 i 2, a skrzynią 6 liczydła elektronicznego 7 jest wolna przestrzeń.

Słupy 1 i 2 od dołu połączone są podstawą 8 w postaci ramy wykonanej z blachy o przekroju ceownika o środniku odwróconym do góry. W komorze hydrauliki słupy 1 i 2 połączone są półką nośną 9, a od góry komora hydrauliki zamknięta jest środkową ramą 10.

Ramiona ceownika słupa 1 i 2 na zewnątrz na wysokości środkowej ramy 10 połączone są poprzeczką 11, a ceownik słupa 1 i 2 od góry zakryty jest górną pokrywą 12, a od dołu dolną pokrywą 13, która w dolnej części ma otwory wentylacyjne.

W słupach 1 i 2 na przemian z przodu lub z tyłu zabudowany jest licząc od dołu manometr 14 w osłonie, wyłącznik dystrybutora 15, kieszeń 16 pistoletu 17 i klawiatura preselekcji 18, a w pokrywie dolnej 13 oddzielonej od podstawy 8 podkładką gumową, przeziernik 19, a w poprzeczce 11 słupa 1 i 2 wspornik 20 przewodu elastycznego 21.

Skrzynia 6 liczydła elektronicznego 7 ma po obu stronach w pokrywie 22 zabudowane drzwiczki zamykane na klucz, w których zainstalowane są szyby 23 zakrywające wyświetlacze 24 ciekłokrystaliczne, przedstawiające wskazania ilości zatankowanego paliwa.

Do półki nośnej 9 rozłącznie zamocowane są przepływomierze tłokowe 25 i 26, przy czym w komorze hydrauliki centralnie usytuowany jest w osi pionowej separator 27 w postaci zbiornika stalowego o pojemności 3 dm³, który zabezpiecza układ przepływomierzy tłokowych 25 i 26 przed przedostaniem się do cieczy fazy lotnej gazu. Jest to warunek konieczny, aby pomiar w przepływomierzu 25 i 26 był prawidłowy.

Pompa zasilająca, nie uwidoczniona na rysunku przewodem poprzez zawór odcinający 28, łącznik 29, kolanko 30, filtr 31 hydrauliczny z koszem ze stali nierdzewnej i wkładem magnetycznym, które eliminują wszelkie zanieczyszczenia o wielkości powyżej 0,2 mm, przyłączony jest swoim wylotem poprzez nypel 32 i kolanko 33 do wlotu separatora 27. W dolnej części separatora 27 naprzeciw siebie zainstalowane są przewody wylotowe fazy ciekłej separatora 27, połączone kołnierzowo z sekcją wlotową przepływomierza 25 i 26.

Wyloty przepływomierzy 25 i 26, poprzez prostki 34, kolanka 35 i nyple 36, połączone są z zaworami 37 różnicowymi, które zabezpieczają przed wydzielaniem się fazy gazowej w trakcie procesu tankowania, łagodzą uderzenia hydrauliczne na początku i końcu tankowania, oraz uniemożliwiają tankowanie do zbiornika samochodu na skutek zwykłej różnicy ciśnień (bez załączenia pompy). Zawór 37 różnicowy połączony jest poprzez przyłączkę prostą 38, rurkę 39, złączkę 40 trójnikową, rurkę 41, złączkę 42 czwórnikową ze złączką 43 trójnikową. Odmierzona dawka ciekłego gazu trafia poprzez przyłączki 44 kolankowe, rury 45, elektrozawory dwustopniowe 46 z przyłączkami 47 prostymi i nyplami 48 do przezierników 19 aluminiowych, zamocowanych rozłącznie w pokrywie dolnej 13 słupa 1 lub 2, które umożliwiają kontrolę wydawanego paliwa oraz służą do diagnozowania nieprawidłowej pracy dystrybutora. Z wylotami przezierników 19 poprzez przewody elastyczne 21 połączone są złączem 49 wielokrotnego zrywania, które zabezpieczają instalację hydrauliczną odmierzacza gazu ciekłego, jak i samochodową przed przypadkowym odjechaniem pojazdu z nie odpiętym pistoletem 17 nalewczym zamocowanym na końcu przewodu elastycznego 21. Od góry separator 27 wyjściem fazy

PL 205 457 B1 gazowej połączony jest poprzez przyłączkę kolankową 50, złączkę 51 z pierścieniem uszczelniającym, zaworem zwrotnym 52, nakrętkę 53 z pierścieniem zacinającym, złączkę 43 trójnikową, rurkę 54, przyłączkę 55 prostą z pierścieniem uszczelniającym, złączkę redukcyjną 56, łącznik wylotowy 57 i kurek 58 kulowy ze zbiornikiem magazynowym gazu. Do łącznika wylotowego 57 poprzez złączkę redukcyjną 59 zamontowany jest zawór tankowania 60. Zawór tankowania 60 pozwala realizować szereg pomocniczych czynności eksploatacyjnych i serwisowych. Przepływomierze 25 i 26 poprzez złączkę 65, złączkę 61 trójnikową łącznik 62 połączony jest z zaworem 63 hydrostatycznym bezpieczeństwa, połączonym wylotem poprzez rurkę 64 ze złączką czwórnikową 42 i rurką ze złączką 43 trójnikową.

Pomiar ciśnienia tankowanego gazu ciekłego następuje dzięki połączeniu przepływomierzy tłokowych 25 i 26 za pośrednictwem złączek 65, złączek trójnikowych 61, łączników 66, pierścieni uszczelniających 67 i przewodów 68 manometrycznych połączonych z manometrami 14 fazy ciekłej, zamocowanymi rozłącznie w słupach 1 i 2 odmierzacza i pokazującymi ciśnienie gazu LPG w układzie hydraulicznym, oraz sygnalizującymi nadmierny wzrost ciśnienia i nieprawidłowości funkcjonowania niektórych elementów odmierzacza.

Na etapie pierwszego uruchomienia stacji, przyłącza się odmierzacz gazu ciekłego do zasilania elektrycznego poprzez wprowadzenie kabla do puszki elektrycznej przyłączeniowej 69, zainstalowanej w komorze hydrauliki. Równocześnie właściwy kabel zostaje doprowadzony do silnika elektrycznego pompy gazu ciekłego, zabudowanej na zewnątrz odmierzacza gazu ciekłego. W rozdzielni elektrycznej stacji obwody elektryczne odmierzacza gazu ciekłego i silnika elektrycznego pompy gazu ciekłego są sprzężone.

Pierwsze dwa przewody z puszki elektrycznej 69 połączone są z przekaźnikiem sterowania pompy lewym 70 oraz przekaźnikiem sterowania pompy prawym 71, które z kolei są połączone z gniazdami zainstalowanymi w liczydle elektronicznym 7. Następna para przewodów z puszki elektrycznej 69 stanowi obwód wyłącznika STOP 72 zainstalowany w pomieszczeniu obsługi stacji. Kolejny przewód z puszki elektrycznej 69 daje zasilanie poprzez dławik 73 do podświetlenia żarówek, a wraca przedostatnim przewodem neutralnym, bo ostatni przewód w puszce elektrycznej jest ochronnym. Szósty z kolei przewód stanowi obwód zasilania liczydła elektronicznego 7 i prowadzi do modułu zasilania 74, a wraca z powrotem przewodem przedostatnim. W przypadku zaniku napięcia 230 V sprzężony jest z modułem zasilania 74 akumulator 75 i wówczas liczydło 7 zasilane jest prądem stałym 6 V z akumulatora 75. Przewód zasilający moduł zasilania 74 liczydła elektronicznego 7, zasila także przekaźnik 76 sprzężony górną cewką 77 prawego elektrozaworu dwustopniowego 46 oraz przekaźnik 78 sprzężony z dolną cewką 79 prawego elektrozaworu dwustopniowego 46. Przekaźniki 76 i 78 połączone są z gniazdami zainstalowanymi w liczydle elektronicznym 7. Liczydło elektroniczne 7 typu WWC sprzężone jest z programatorem 80 umożliwiającym konfigurację liczydła 7, które pozwala odmierzać określone dawki wyrażone w litrach lub poprzez kwotę należności.

Po podłączeniu do zasilania odmierzacza gazu ciekłego i silnika elektrycznego pompy układ znajduje się w fazie gotowości do pracy.

Rozpoczęcie tankowania zaczyna się z chwilą przypięcia pistoletu nalewczego 17 do gniazda wlewowego samochodu i załączeniu wyłącznika 15 właściwego dla podpiętego przewodu elastycznego 21. Powoduje to, że liczydło 7 wyzeruje na wyświetlaczu 29 ostatnią transakcję tankowania i automatycznie załącza się pompa stacji.

Sprzedawca, za pomocą klawiatury preselekcji 18 określa wielkość sprzedaży.

Ciekły gaz z pompy poprzez zawór odcinający 28, filtr 31 kieruje się do wlotu separatora 27. Faza ciekła z separatora 27 rozdziela się na dwie nitki wydawcze, które pod względem budowy są identyczne. Z separatora 27 faza ciekła wchodzi do wejścia przepływomierza 25 albo 26 wyposażonego w zawór zwrotny i wpływa do licznika objętości przepływomierza 25 albo 26, w którym wielkość przepływu zamieniona zostaje na ruch obrotowy wału korbowego, a następnie za pomocą impulsatora 81 na impulsy elektryczne, które w dalszej kolejności zostają obrobione przez liczydło elektroniczne 7. Po wyjściu z przepływomierza 25 albo 26 faza ciekła przechodzi przez zawór różnicowy 37, a następnie rurą 45 do elektrozaworu dwustopniowego 46, przeziernik 19, przewód elastyczny 21 zaopatrzony w złącze 49 wielokrotnego zrywania, pistolet nalewczy 17 do zbiornika samochodowego.

Zawór różnicowy 37 nie dopuszcza do zatankowania zbiornika samochodu bez załączenia pompy oraz nie dopuszcza do zatankowania fazy gazowej. W zaworze różnicowym 37 jest podawane ciśnienie fazy gazowej w celu ustalenia jego położenia (zamknięty/otwarty). Elektrozawór 46 nie dopuszcza do tankowania gazu ciekłego bez załączenia liczydła 7, a cewka dolna 79 jako element sterujący

PL 205 457 B1 elektrozawór 46 służy do precyzyjnego odmierzania zaprogramowanej na klawiaturze preselekcji 18 dawki gazu ciekłego. Przeziernik 19 służy do obserwacji fazy ciekłej paliwa.

Zasada pracy liczydła elektronicznego 7 dwuproduktowego, które służy do obsługi dwóch nitek wydawczych polega na tym, że generowany przez impulsator 81 strumień impulsów w jednostkach czasu jest zliczany i przetwarzany na rzeczywisty przepływ gazu ciekłego. Na koniec tankowania liczydło 7 podaje na wyświetlaczu 24 odmierzoną objętość gazu ciekłego, która przemnożona przez zaprogramowaną ceną jednostkową 82 daje w konsekwencji wielkość należności w złotych lub w walucie za tankowane paliwo. Na sumatorze 83 przedstawiana jest całkowita ilość litrów wydana przez odmierzacz gazu ciekłego od początku jego pracy na stacji.

Na przewodzie elastycznym 21 zamontowane złącze 49 wielokrotnego zrywania chroni odmierzacz przed uszkodzeniem w przypadku odjechania samochodu z nie odłączonym pistoletem nalewczym 17.

Oddzielona faza gazowa LPG oraz inne gazy (powietrze, azot) od ciekłego gazu w separatorze 27 poprzez przyłączkę 50 kolankową, złączkę 51 z pierścieniem uszczelniającym, zawór zwrotny 52 kieruje się do złączki 43 trójnikowej i dalej na zbiornik magazynowy. Oddzielony gaz od strumienia odmierzanego ciekłego gazu w zaworze hydrostatyczym 63 bezpieczeństwa, który redukuje ciśnienie w układzie hydraulicznym w przypadku niekontrolowanego jego wzrostu powyżej ciśnienia nastawy, kieruje się poprzez rurkę 64 do złączki 42 czwórnikowej, a następnie przewodem do złączki 43 trójnikowej, co zapewnia możliwość upuszczenia gazu do nitki gazowej.

Claims (4)

1. Odmierzacz gazu ciekłego, mający dwa zestawy elementów hydraulicznych zabudowanych w obudowie, zawierający tłokowy przepływomierz gazu ciekłego, separator fazy gazowej, różnicowy zawór ciśnienia, manometr ciśnienia fazy ciekłej, przewód elastyczny z zaworem pistoletowym do tankowania oraz hydrauliczne elementy łączące jak rurki, łączniki, kolana, nyple, trójniki, zawory, pierścienie, złączki redukcyjne i liczydło elektroniczne, znamienny tym, że doprowadzenie gazu ciekłego stanowi zawór odcinający (28), łącznik (29), kolanko (30), filtr (31) hydrauliczny połączony swoim wylotem poprzez nypel (32), kolanko (33) z wlotem separatora (27), który przewodami zainstalowanymi naprzeciw siebie na wysokości fazy ciekłej połączony jest kołnierzowo z sekcją wlotową przepływomierzy (25 i 26) zamocowanych rozłącznie na półce nośnej (9) połączonej ze środnikami ceownika słupa (1 i 2), zaś wylot fazy gazowej separatora (27) połączony jest poprzez, przyłączkę kolankową (50), złączkę (51) z pierścieniem uszczelniającym, zawór zwrotny (52), nakrętkę (53) z pierścieniem zacinającym, złączkę (43) trójnikową, rurkę (54), przyłączkę (55) prostą z pierścieniem uszczelniającym, złączkę redukcyjną (56), łącznik wylotowy (57) i kurek (58) kulowy ze zbiornikiem magazynowym gazu, przy czym przepływomierze (25 i 26) poprzez impulsatory (81) sprężone są z liczydłem elektronicznym (7) wyposażonym w preselekcję (18).

2. Odmierzacz gazu ciekłego według zastrz. 1, znamienny tym, że wyloty fazy ciekłej przepływomierzy (25 i 26) poprzez prostkę (34), kolanko (35) i nypel (36) połączone są z zaworem (37) różnicowym, który z kolei połączony jest poprzez przyłączkę prostą (38), rurkę (39), złączkę (40) trójnikową, rurkę (41) złączkę (42) czwórnikową ze złączką (43) trójnikową.

3. Odmierzacz gazu ciekłego według zastrz. 1, znamienny tym, że przepływomierz (25 i 26) poprzez złączkę (65), złączkę (61) trójnikową, łącznik (62) połączony jest z zaworem (63) hydrostatycznym bezpieczeństwa, połączonym wylotem poprzez rurkę (64) ze złączką czwórnikową (42) i rurkę ze złączką (43) trójnikową.

4. Odmierzacz gazu ciekłego według zastrz. 1, znamienny tym, że do łącznika wylotowego (57) poprzez złączkę redukcyjną (59) zamontowany jest zawór tankowania (60).