RU2009103C1

RU2009103C1 - Device for sealing tank during vehicle fuel loading

Info

Publication number: RU2009103C1
Authority: RU
Inventors: Иван Павлович Агафонов
Original assignee: Иван Павлович Агафонов
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: seal technology. SUBSTANCE: tank is sealed when loaded by feeding compressed air inside an elastic diaphragm located on the nose of a load cock. When loading the steam-air mixture is sucked from the tank. EFFECT: improved structure. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике транспорта товарных нефтепродуктов и, преимущественно, к оборудованию автозаправочных станций (АЗС) и нефтебаз, предназначенных для заправки транспортных средств легким углеводородным топливом. The invention relates to techniques for the transport of salable petroleum products and, mainly, to the equipment of gas stations and petroleum depots intended for refueling vehicles with light hydrocarbon fuel.

Известны устройства для герметизации паровой полости бака при заправке топливом транспортного средства с помощью многокромочной перегородки, размещенной в горловине топливного бака, и пустотелой эластичной диафрагмы на носке заправочного крана оборудования АЗС, расширяющейся в горловине бака под давлением части жидкости, нагнетаемой в бак. Known devices for sealing the vapor cavity of a tank when refueling a vehicle using a multi-edge baffle located in the neck of the fuel tank and a hollow elastic diaphragm on the toe of the filling valve of gas station equipment expanding in the neck of the tank under pressure of a portion of the fluid pumped into the tank.

Известные устройства конструктивно усложнены, имеют низкую надежность в работе и при эксплуатации не обеспечивают требуемую защиту окружающей среды от загрязнения ее парами топлива. Known devices are structurally complicated, have low reliability and during operation do not provide the required protection of the environment from pollution by its fuel vapors.

Известно устройство для герметизации носка заправочного крана колонки АЗС в заливной горловине бака при заправке транспортного средства легкоиспаряющимся топливом, содержащее пустотелую эластичную уплотняющую диафрагму в виде тора на носке крана, надуваемую посредством воздуха, подаваемого внутрь диафрагмы под давлением из отдельной емкости воздушной магистрали АЗС, и парогазовую магистраль АЗС для отвода из бака и улавливания паров топлива в процессе заправки. A device is known for sealing the toe of a gas station filling valve tap in the tank filler neck when refueling a vehicle with volatile fuel, comprising a hollow elastic sealing diaphragm in the form of a torus on the crane nose, inflated by means of air supplied into the diaphragm under pressure from a separate capacity of the gas station airway, and gas-vapor gas station line for removal from the tank and trapping fuel vapors during the refueling process.

Однако известное герметизирующее устройство и оборудование АЗС не обеспечивают постоянного давления воздуха в полости диафрагмы при заправке, имеет низкую эффективность отбора паров топлива, высокую трудоемкость в управлении и ненадежно в эксплуатации. However, the known sealing device and equipment of gas stations do not provide a constant air pressure in the diaphragm cavity during refueling, has low efficiency of the selection of fuel vapor, high complexity in management and unreliable operation.

Цель изобретения - повышение эффективности, быстродействия и надежности работы системы отбора паров легкого углеводородного топлива из бака в период заправки транспортного средства на АЗС и нефтебазе. The purpose of the invention is to increase the efficiency, speed and reliability of the system for the selection of vapors of light hydrocarbon fuel from the tank during refueling at a gas station and tank farm.

Это позволяет улучшить уплотнение парового пространства топливного бака при заправке, повысить чистоту отбора паров легкого топлива, обеспечить автоматизацию процесса заправки, устранить загрязнение окружающей среды газообразными углеводородами нефтяного происхождения. This allows you to improve the sealing of the vapor space of the fuel tank during refueling, to increase the purity of the selection of light fuel vapor, to provide automation of the refueling process, to eliminate environmental pollution by gaseous hydrocarbons of petroleum origin.

Это достигается тем, что в оборудовании АЗС или нефтебазы, включающем воздушную и парогазовую магистрали, топливо-раздаточную колонку и заправочный кран с эластичной уплотняющей диафрагмой на его носке, указанная диафрагма выполнена одностенной в виде трех сопряженных цилиндрических поверхностей с возможностью расширения ее в средней части, закреплена на носке крана по боковым цилиндрическим поверхностям, внутренняя полость которой посредством дополнительного канала, выполненного на стенке носка заправочного крана, соединена с воздушной магистралью АЗС выходным отверстием, размещенным в стенке носка крана за диафрагмой, причем воздушная магистраль АЗС снабжена отсасывающим и нагнетающим воздушными насосами с электромагнитными управляющими клапанами, которые при работе создают в полости диафрагмы в соответствии с программой, заданной процессором, разрежение воздуха при размещении диафрагмы в заливной горловине бака и извлечении ее из горловины, и постоянное давление воздуха в ней в период заправки бака, а парогазовая магистраль, соединяемая с паровой полостью заправляемого бака, оборудована отдельным отсасывающим насосом, который транспортирует паровоздушную среду из бака автомобиля в устройство для улавливания паров топлива, например, в холодильную установку или абсорбционный контейнер. This is achieved by the fact that in the equipment of a gas station or tank farm, including an air and steam-gas line, a fuel dispenser and a gas valve with an elastic sealing diaphragm on its toe, the diaphragm is single-walled in the form of three conjugate cylindrical surfaces with the possibility of expanding it in the middle part, fixed on the toe of the tap along the cylindrical lateral surfaces, the inner cavity of which is connected to the air by means of an additional channel made on the wall of the toe of the filling tap the gas station’s ear line with an outlet located in the wall of the tap nose behind the diaphragm, and the gas station’s air line is equipped with suction and discharge air pumps with electromagnetic control valves, which during operation create a vacuum in the diaphragm cavity according to the program specified by the processor when placing the diaphragm in the filler neck of the tank and removing it from the neck, and the constant air pressure in it during the tank refueling period, and the gas-vapor line connected to the steam cavity the refueling tank is equipped with a separate suction pump that transports the vapor-air medium from the vehicle’s tank to a device for collecting fuel vapor, for example, to a refrigeration unit or absorption container.

На фиг. 1 приведена схема устройства для герметизации бака при заправке топливом; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. In FIG. 1 shows a diagram of a device for sealing a tank when refueling; in FIG. 2 - node I in FIG. 1.

Устройство для герметизации бака при заправке топливом транспортного средства содержит носок 1 заправочного крана 2 с клапаном 3 ручного управления подачей топлива и гибким шлангом 4 от топливо-раздаточной колонки 5 АЗС. На носке 1 крана 2 размещена пустотелая эластичная диафрагма 6 с гофрами 7 на наружной поверхности средней ее части, выполненная одностенной в виде трех сопряженных цилиндрических поверхностей. Диафрагма 6 имеет внутри воздушную полость 8 и герметично закреплена по боковым цилиндрическим поверхностям 9 на носке 1 крана 2 с помощью стяжных хомутов 10 и 11. A device for sealing a tank when refueling a vehicle comprises a sock 1 of a fuel valve 2 with a valve 3 for manual control of fuel supply and a flexible hose 4 from a fuel dispensing column 5 of a gas station. On the toe 1 of the crane 2 there is a hollow elastic diaphragm 6 with corrugations 7 on the outer surface of its middle part, made single-wall in the form of three conjugate cylindrical surfaces. The diaphragm 6 has an air cavity 8 inside and is hermetically fixed along the lateral cylindrical surfaces 9 on the toe 1 of the crane 2 with the help of coupling clamps 10 and 11.

В рабочем положении (фиг. 1), когда давление воздуха в полости 8 диафрагмы 6 выше атмосферного, средняя часть ее растянута и тем самым образует эластичную цилиндрическую поверхность, которая контактирует с внутренней стенкой заливной горловины 12 топливного бака 13 с упором и, уплотняя по периметру стенки, отделяет паровое пространство 14 бака 13 от окружающей среды. Носок 1 заправочного крана 2 снабжен дополнительным продольным каналом 15, который отверстием 16 в стенке носка 1 сообщен с воздушной полостью 8 диафрагмы 6 и отверстием 17 за диафрагмой - с гибким трубопроводом 18 малого сечения. In the working position (Fig. 1), when the air pressure in the cavity 8 of the diaphragm 6 is higher than atmospheric, its middle part is stretched and thereby forms an elastic cylindrical surface that contacts the inner wall of the filler neck 12 of the fuel tank 13 and, sealing around the perimeter wall, separates the vapor space 14 of the tank 13 from the environment. The toe 1 of the filling valve 2 is provided with an additional longitudinal channel 15, which is connected with an air cavity 8 of the diaphragm 6 with an opening 16 in the wall of the sock 1 and an opening 17 behind the diaphragm with a flexible pipe 18 of small cross section.

Воздушная магистраль топливо-раздаточной колонки 5 АЗС содержит отсасывающий 19 и нагнетающий 20 насосы с управляющими электромагнитными клапанами 21 и 22 с элементами управления заправкой (не показаны) и воздухопроводы 23, 24 и 25, посредством которых всасывающая полость насоса 19 и нагнетающая полость насоса 20 посредством управляющих клапанов 21 и 22 соединены с трубопроводом 18 и далее через отверстие 17 с дополнительным каналом 15 в носке 1 крана 2 и с воздушной полостью 8 эластичной диафрагмы 6. The air line of the fuel dispensing column 5 of the gas station contains suction 19 and 20 pumps with control solenoid valves 21 and 22 with fueling control elements (not shown) and air ducts 23, 24 and 25, through which the suction cavity of the pump 19 and the discharge cavity of the pump 20 are control valves 21 and 22 are connected to the pipe 18 and then through the hole 17 with an additional channel 15 in the toe 1 of the valve 2 and with the air cavity 8 of the elastic diaphragm 6.

Топливо-раздаточная колонка 5 имеет подвижной рычаг 26 для автоматического отключения насоса 19 и управляющего клапана 21 от электропитания системы управления заправкой при подвешивании заправочного крана 2 после заправки автомобиля. The fuel dispensing column 5 has a movable lever 26 for automatically shutting off the pump 19 and the control valve 21 from the power supply of the gas station control system when suspending the gas valve 2 after refueling the car.

Для отбора паров в период заправки бака топливом носок 1 заправочного крана 2 имеет продольный канал 27 и заборное отверстие 28, сообщающее его с паровым пространством 14 заправляемого бака 13. Отверстие 29 на выходном конце канала 27 соединяет парогазовую магистраль 30 с отсасывающим насосом 31 и далее, например, с конденсатором 32 холодильной установки 33 АЗС, которая имеет емкость 34 для сбора конденсата легких фракций бензина и транспортирования его в расходный для данной марки топлива резервуар АЗС. Трубопровод 35 служит для отвода в атмосферу воздуха, очищенного от паров топлива. For the selection of vapors during the fueling period of the tank, the toe 1 of the filling valve 2 has a longitudinal channel 27 and an intake opening 28 communicating with the vapor space 14 of the refueling tank 13. An opening 29 at the outlet end of the channel 27 connects the gas-vapor line 30 with a suction pump 31 onwards for example, with a condenser 32 of a refrigeration unit 33 of a gas station, which has a capacity 34 for collecting condensate of light gasoline fractions and transporting it to a gas station reservoir for a given type of fuel. The pipeline 35 is used to exhaust into the atmosphere air purified from fuel vapor.

Устройство работает в автоматическом режиме следующим образом. The device operates in automatic mode as follows.

При установленном у колонки 5 АЗС автомобиле оператор-заправщик или водитель открывает заливную горловину 12 топливного бака 13, снимает с рычага 26 заправочный кран 2 и кнопкой (не показана) на колонке 5 включает оборудование АЗС и процессор (компьютер) в работу, который по заданной программе первым включает отсасывающий воздушный насос 19 с клапаном 21, обеспечивая отсос воздуха из полости 8 диафрагмы 6. When a car is installed at column 5 of the gas station, the refueling operator or driver opens the filler neck 12 of the fuel tank 13, removes the fuel valve 2 from the lever 26 and, using the button (not shown) on column 5, turns on the gas station equipment and the processor (computer) in operation, which, for a given The program first includes a suction air pump 19 with a valve 21, providing air suction from the cavity 8 of the diaphragm 6.

Под действием созданного и поддерживаемого в диафрагме 6 разрежения средняя ее часть уменьшается в диаметре и плотно облегает поверхность носка 1 крана 2. В таком положении оператор-заправщик свободно устанавливает носок 1 с диафрагмой 6 в полость заливной горловины 12 топливного бака 13 на такую глубину, чтобы средняя часть диафрагмы находилась в верхней части горловины 12 напротив ее цилиндрической поверхности. Under the action of the vacuum created and maintained in the diaphragm 6, its middle part decreases in diameter and tightly fits the surface of the toe 1 of the crane 2. In this position, the refueling operator freely sets the toe 1 with the diaphragm 6 into the cavity of the filler neck 12 of the fuel tank 13 to such a depth that the middle part of the diaphragm was in the upper part of the neck 12 opposite its cylindrical surface.

Это положение уплотнительной диафрагмы оператор легко осуществляет визуальным наблюдением в период ввода носка 1, зная, что перед заправкой и в процессе ее паровая полость заправляемого бака, содержащая пары и брызги топлива, должна быть герметично изолирована от окружающей среды. После этого оператор включает низковольтную цепь управления (не выше 12 В), располагаемую на корпусе переносного крана 2 (на фиг. не показана), посредством которой процессор совместно с системой управления переводит оборудование топливо-раздаточной колонки 5 в автоматический режим работы - выключает насос 19 и управляющий клапан 21. Последний в этом состоянии перекрывает воздухопроводы 23 и 24, прекращая отсос воздуха из полости 8 диафрагмы 6. Как только эти воздухопроводы оказываются перекрытыми, а насос 19 выключенным из работы, по сигналу датчика (не показан) система управления заправкой включает в работу нагнетающий насос 20 и управляющий клапан 22, который открывает проход воздуха под давлением выше атмосферного по трубопроводам 25 и 18, каналу 15 через отверстия 17 и 16 в носке 1 крана 2 внутрь диафрагмы 6, под действием чего в полости 8 создается постоянное давление воздуха, контролируемое прибором, средняя стенка диафрагмы 6 надувается и, достигнув внутренней цилиндрической стенки заливной горловины 12, плотно герметизирует паровое пространство топливного бака 13. Когда давление воздуха в полости диафрагмы достигнет расчетного значения и будет поддерживаться на заданном уровне, система управления заправкой автоматически и одновременно включает подачу жидкого топлива в бак 13 и воздушный насос 31, который отсасывает из бака воздух с парами топлива, а также текущую индикацию объема жидкости, заправляемого в бак 13. This position of the sealing diaphragm is easily carried out by the operator by visual observation during the insertion period of the toe 1, knowing that before refueling and in the process, its vapor cavity of the refueling tank containing vapors and fuel sprays must be hermetically isolated from the environment. After that, the operator turns on the low-voltage control circuit (not higher than 12 V) located on the body of the portable crane 2 (not shown in Fig.), By means of which the processor, together with the control system, puts the equipment of the fuel-dispensing column 5 into automatic mode - turns off the pump 19 and a control valve 21. The latter in this state shuts off the air ducts 23 and 24, stopping the suction of air from the cavity 8 of the diaphragm 6. As soon as these air ducts are closed and the pump 19 is turned off from operation, according to the sensor signal A ka (not shown) the filling control system includes a pressure pump 20 and a control valve 22, which opens the passage of air under pressure above atmospheric through pipelines 25 and 18, channel 15 through holes 17 and 16 in the toe 1 of valve 2 into the diaphragm 6, under the action of which in the cavity 8 creates a constant air pressure controlled by the device, the middle wall of the diaphragm 6 is inflated and, having reached the inner cylindrical wall of the filler neck 12, tightly seals the vapor space of the fuel tank 13. When the air pressure xa in the diaphragm cavity will reach the calculated value and will be maintained at a predetermined level, the fueling control system automatically and simultaneously turns on the supply of liquid fuel to tank 13 and the air pump 31, which sucks air with fuel vapors from the tank, as well as the current indication of the volume of liquid to be charged tank 13.

После заправки в бак транспортного средства заданного объема топлива цепь управления отключает подачу топлива к колонке 5 и через интервал времени ( ≈ 2-3 с), необходимый для конденсации или абсорбции последней части паров, отведенных из бака 13, и полного выхода очищенного воздуха в атмосферу, одновременно выключает насос 31 и нагнетающий насос 20 с управляющим клапаном 22, который в этом случае запирает трубопроводы 25 и 18 подачи воздуха в полость 8 диафрагмы 6 и включает в работу отсасывающий насос 19 с управляющим клапаном 21, который отсасывает воздух из полости 8 диафрагмы 6 по каналу 15 в носке 1 крана 2 и трубопроводам 18, 23, 24 в атмосферу. After refueling a vehicle with a predetermined amount of fuel, the control circuit cuts off the fuel supply to column 5 and after a time interval (≈ 2-3 s) necessary for condensation or absorption of the last part of the vapors discharged from tank 13 and complete release of purified air into the atmosphere , simultaneously turns off the pump 31 and the discharge pump 20 with a control valve 22, which in this case closes the air supply pipes 25 and 18 into the cavity 8 of the diaphragm 6 and turns on the suction pump 19 with a control valve 21, which sucks air from the cavity 8 of the diaphragm 6 through the channel 15 in the toe 1 of the valve 2 and pipelines 18, 23, 24 into the atmosphere.

Под воздействием разрежения диафрагма 6 сжимается и, облегая поверхность носка 1 заправочного крана 2, позволяет оператору свободно вынуть носок крана с диафрагмой из полости заливной горловины 12. Далее оператор-заправщик вешает заправочный кран 2 с гибкими шлангами на подвижной рычаг 26, посредством которого система управления заправкой автоматически выключает из работы отсасывающий насос 19 с клапаном 21, а также обесточивает оборудование топливо-раздаточной колонки 5 АЗС, кроме холодильной установки 33, работающей в автоматическом режиме заправки автомобилей постоянно. Under the influence of rarefaction, the diaphragm 6 contracts and, fitting the surface of the toe 1 of the filling valve 2, allows the operator to freely remove the toe of the crane with the diaphragm from the cavity of the filler neck 12. Next, the tanker operator hangs the filling valve 2 with flexible hoses on the movable lever 26, through which the control system refueling automatically shuts down the suction pump 19 with valve 21, and also de-energizes the equipment of the fuel dispensing column 5 of the gas station, except for the refrigeration unit 33 operating in automatic mode refueling cars constantly.

В случае, когда заданный объем топлива при заправке не может вместиться в топливном баке, то при достижении уровнем жидкости нижнего среза носка 1 крана 2 система управления автоматически отключает подачу топлива в бак известным способом. In the case when the specified amount of fuel during refueling cannot fit in the fuel tank, then when the liquid level reaches the lower cut of the toe 1 of the valve 2, the control system automatically shuts off the fuel supply to the tank in a known manner.

По окончании заправки герметизируют заливную горловину 12 крышкой и водитель транспортного средства отъезжает от колонки 5 АЗС, освобождая место для заправки топливом следующего автомобиля. At the end of the refueling, the filler neck 12 is sealed with a cap and the driver of the vehicle drives off from the column 5 of the gas station, making room for refueling the next car.

При износе или механическом повреждении герметичности диафрагмы 6 в полости 8 не будет создаваться требуемый диапазон давления и датчик системы автоматического управления работой топливо-раздаточной колонки 5 АЗС не выдаст "команду" на включение жидкостного насоса подачи топлива в бак транспортного средства. If the diaphragm 6 is worn or mechanically damaged in the cavity 8, the required pressure range will not be created and the sensor of the automatic control system of the fuel dispensing column 5 of the gas station will not give a “command” to turn on the liquid fuel pump to the vehicle tank.

В этом случае слесарь ремонтной службы АЗС, освободив стяжные хомуты 10 и 11 на торцах 9 диафрагмы 6, легко демонтируют ее с носка 1 переносного крана 2, вулканизует ее или заменяет новой деталью из запасного комплекта. In this case, the fitter of the repair service of the gas station, having released the coupling clamps 10 and 11 at the ends 9 of the diaphragm 6, can easily dismantle it from the toe 1 of the portable crane 2, vulcanize it or replace it with a new part from the spare kit.

Система автоматического управления приемами заправки допускает возможность ручного воздействия на клапан 3 заправочного крана 2 с целью снижения скорости подачи жидкого топлива или полное прекращение его подачи в бак в любой момент заправки. (56) Заявка Франции N 2207082, кл. B 67 d 5/37, 1974. The automatic control system for refueling techniques allows manual intervention on valve 3 of the fuel valve 2 in order to reduce the feed rate of liquid fuel or completely stop feeding it to the tank at any time during refueling. (56) French Application N 2207082, cl. B 67 d 5/37, 1974.

Claims

DEVICE FOR TANK SEALING WHEN FILLING WITH FUEL VEHICLE, including a hollow elastic sealing diaphragm located on the toe of the filling valve, air and gas lines of the filling station, characterized in that, in order to increase the efficiency, speed and reliability of the system’s steam operation hydrocarbon fuel during the refueling period by feeding inside the hollow diaphragm of air under constant pressure and increasing the contact area of the diaphragm with the internal by the filler neck surface, the elastic diaphragm is made single-wall in the form of three conjugated cylindrical surfaces with the possibility of expanding it in the middle part, fixed to the tap of the tap along the lateral cylindrical surfaces, the inner cavity of which is connected to the air line of the gas station by means of an additional channel running along the wall of the toe of the gas tap station equipped with suction and discharge air pumps with control solenoid valves, and the inner polo The refueling tank is connected to a combined-cycle line equipped with a separate suction pump, a channel also running along the toe wall of the filling valve with an inlet located behind the diaphragm.