RU21641U1 - Бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе - Google Patents

Description

Тчл л

2v .„„„«нтМЯвШИЩМ

Объект - устройство МКИ: F17C 13/00

Бак

Известна криогенная топливная система двигателя транспортного средства /1/ ( см. Использование сжиженного природного газа на транспорте. Криогенное и вакуумное машиностроение. Серия ХМ-6. М, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШД987г) /1/, состоящая из криогенного топливного бака, ресивера, испарителя наддува криобака, испарителя жидкого топлива, подаваемого в двигатель, и арматуры.

Недостатком этой системы является наличие дополнительного бака-ресивера, который необходимо размещать на шасси автомобиля, площадь которого ограничена.

Наиболее близким по технической сущности является бак криогенный топливный транспортного средства, работающего на сжиженом природном газе (СНГ) (см. P/N 3835849 Rev А 4/99) /2/, состоящий из криогенного бака, представляющего собой два сосуда один внутри другого; внутренний сосуд снаружи обмотан изоляцией , а межстенное криогенный тонливный двнгателя транснортного работающего на сжиженном природном газе средства,

пространство между сосудами отвакуумировано, и системы заправки и подачи топлива к двигателю трапспортного средства , включающей указатель уровня СНГ, испаритель СПГ и арматуру.

Недостатком этого устройства является то, что испаритель для подогрева топлива выполнен однопоточным, причем топливо в него поступает в зависимости от давления в сосуде одним потоком попеременно: газ или жидкость.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности и безопасности путем дублирования системы подачи топлива в двигатель.

В предлагаемом баке криогенном топливном транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе, например, метане, представляющем собой криогенный бак, состоящий из внутреннего холодного и внешнего теплого сосудов , межстенное пространство между которыми заполнено теплоизоляцией и отвакуумировано, и системы заправки криогенного бака и подачи топлива к двигателю, включающей датчик уровня СПГ, испаритель СПГ и арматуру, испаритель СПГ выполнен ДВ50СПОТОЧНЫМ, состоящим из двух секций - газовой и жидкостной, причем вход каждой из секций напрямую соединен с соответствующей полостью внутреннего сосуда криогенного бака, а выход - с

клапанами подачи топлива в двигатель; в верхней части внутреннего сосуда установлена ловушка, устраняющая попадание жидкости в трубопровод подачи газа, а входной штуцер залива выполнен в виде сменного фильтрующего элемента, заполненного фильтрующим пакетом.

Для пояснения сущности предлагаемого технического решения представлены:

Фиг. 1 Бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе. Принципиальная схема.

Фиг.2 Криогенный бак.

Фиг.З Испаритель топлива.

Фиг. 4 Фильтрующий элемент.

Бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе (СПГ), (см. фиг.1) состоит из криогенного топливного бака 1, системы заправки 2, системы газосброса 3, испарителя 4, размещенного в отсеке 5 двигателя транспортного средства ( на фиг.не показан), и арматуры.

Криогенный топливный бак 1 (см.фиг.2) представляет собой двустенный цилиндрический резервуар 6, выполненный, например, из не ржавеющей стали. Внутренний сосуд 7 криогенного бака 1 закреплен в

кожухе 8 (см. фиг.2) на двух цилиндрических втулках 9, например, из стеклопластика. На поверхность впутреннего сосуда 7 нанесепа высокоэффективная теплоизоляция 10, а межстенное пространство 11 между внутренним сосудом 7 и кожухом 8 отвакуумировано с помощью вакуумного насоса (на фиг.2 не показан), подключаемого через вакуумный клапан 12, размещенный на днище 13 кожуха 8.

В верхней части внутреннего сосуда 7 ( на уровне 90% заполнения) установлена ловушка 14 (см.фиг.1) с отверстиями 15 для слива жидкости, предотвращающая выброс жидкого топлива в трубопровод 16 подачи газа в двигатель при движении транспортного средства по наклонной дороге.

Криогенный топливный бак 1 снабжен указателем уровня 17, соединенным с ним линией 18.

Для поднятия давления в системе и во внутреннем сосуде 7 криогенного топливного бака 1 предусмотрен испаритель наддува 19, встроенный в трубопровод 20 перед вентилем 21, соединяющим его с газовой полостью внутреннего сосуда 7.

Для испарения и подогрева топлива, поступающего в двигатель, служит двухпоточный испаритель топлива 4 , установленный, например, под капотом двигателя ( на фиг. не показан ), и состоящий из двух секций: газовой 22 и жидкостной 23 (см.фиг.З).

i( 6

Испаритель топлива 4 ( см.фиг.З) представляет собой витой трубчатый теплообменный аппарат, выполненный из трубок 24, например, медных, намотанных на сердечник 25, и вставленный в кожух 26, образующий межтрубное пространство 27. Кожух 26 имеет штуцер 28 для подвода и штуцер 29 для отвода рабочей жидкости, например, тосола, подаваемой в межтрубное пространство 27 по ходу подачи топлива.

Штуцер 30 входа в газовую секцию 22 испарителя топлива 4 соединен трубопроводом 16 подачи газа (см. фиг. 1) с газовой полостью внутреннего сосуда 7через ловушку 14, а штуцер 31 выхода подогретого газа из испарителя топлива 4 - с электромагнитным клапаном подачи газа в двигатель ( на фиг. 1 не показан).

Объем внутреннего сосуда 7 (см. фиг. 1,3), заливаемый сжиженным газом, через патрубок 32 и трубопровод 33 подачи жидкости соединен через штуцер 34с другой - жидкостной секцией 23 испарителя топлива 4, а выход из нее через штуцер 35 соединен с электромагнитным клапаном подачи испарившейся и подогретой жидкости в двигатель ( на фиг не показан).

Трубопровод 16 подачи газа через вентиль 36 и (или) через предохранительные клапаны 37 и 38 соединен с газосбросом 39 в атмосферу, выведенным вверх , например, над тентом кузова автомобиля ( на фиг.не показан).

Для заливки внутреннего сосуда 7 сжиженным газом предусмотрена система заправки 2, которая включает: входной штуцер залива 40 (см. фиг. 1 и 4), снабженный сменным фильтрующим элементом 41, заполненным фильтрующим пакетом 42; трубопровод 43 залива сжиженного газа с запорным вентилем 44 и патрубком 32; трубопровод 45 газосброса с запорным вентилем 46 и щтуцером 47 газосброса для подсоединения дренажного трубопровода к газгольдеру (на фиг не показан). Трубопровод 45 соединен через вентиль 36 с - линией газосброса 39 , а через трубопровод 16 подачи газа - с газовой полостью внутреннего сосуда 7. Для измерения давления в системе на трубопроводе 45 установлен манометр 49.

Работа заключается в подаче природного газа в топливную магистраль транспортного средства во время его движения, а также в хранении СПГ без сброса газа (бездренажное хранение) во время стоянки.

Внутренний сосуд 7 (см.фиг.1) криогенного топливного бака 1 транспортного средства заполняется сжиженным природным газом через штуцер залива 40, фильтрующий элемент 41 с фильтрующим пакетом 42 и открытый вентиль 44 по трубопроводу 43 и патрубку 32 с открытым вентилем 46 газосброса , через который сбрасываются

сг г

пары испаряющейся жидкости в дренажную магистраль (на фиг не показана).

Заполнив внутренний сосуд 7 до уровня, соответствз ющего коэффициенту заполнения 90% по указателю уровня 17, закрывают вентили заправки 44 и газосброса 46 и устанавливают заглушки (на фиг 1 не показаны) на штуцеры заправки 40 и газосброса 47.

Во время хранения СПГ при неработающем двигателе, когда отбор жидкости и газа из внутреннего сосуда 7 не ведется, в последнем повышается давление за счет испарения жидкости от теплопритоков из окружающей среды.

При длительном хранении (свыше трех суток) при полностью закрытой системе давление во внутреннем сосуде 7 может подняться до величины, при которой открываются предохранительные клапаны 37 и 38, и природный газ по дренажному трубопроводу 39 будет сбрасываться в окружаюшую среду или газгольдер ( на фиг. не показан).

Аварийный сброс СПГ может также осуществляться через вентиль 36 аварийного газосброса.

Во время работы двигателя на СПГ, природный газ в жидком или газообразном состоянии в зависимости от давления на выходе из испарителя топлива 4 отбирается из внутреннего сосуда 7 открытием электромагнитных клапанов подачи топлива в двигатель транспортного средства ( на фиг.1 не показаны): при давлении до 0,15 МПа (1,5

кгс/см ) отбирается жидкость, при повышении давления до 0,4 МПа

( 4кгс/см ) - отбирается пар.

Для приведения системы в рабочее состояние необходимо поднять давление во внутреннем сосуде криогенного бака 1 не менее, чем до 0,15 МПа, подачей сжиженного газа в испаритель наддува 19, соединив его вентилем 21 через трубопровод 16с газовой полостью внутреннего сосуда 7, Давление во внутреннем сосуде и системе повышается за счет испарения части жидкости. По достижении необходимого давления подача жидкости в испаритель наддува 19 прекраш;ается закрытием вентиля 21.

При работающем двигателе при давлении 0,15 МПа открывается электромагнитный клапан подачи жидкости ( на фиг. 1 не показан). Жидкость из внутреннего сосуда 7 по патрубку 32 и трубопроводу 33 подачи жидкости поступает через штуцер 34 в жидкостную 23 секцию испарителя топлива 4, где испаряется, нагревается рабочей жидкостью, например, тосолом, подаваемой в межтрубное пространство 27, и через штуцер 35 поступает в электромагнитный клапан подачи топлива (на фиг 1 не показан).

электромагнитный клапан подачи газа (на фиг не показан). Газ по трубопроводу подачи газа 16 поступает через штуцер 30 в газовую секцию испарителя топлива 4, где нагревается, и также через штуцер 31 поступает в электромагнитный клапан подачи топлива (на фиг. не по казан).

Благодаря такому исполнению бака криогенного топливного транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе, например метане, путем дублирования системы подачи топлива достигается повышение надежности и безопасности работы двигателя

транспортного средства.

Генеральный директо ОАО «НПО Гелийм

Claims (1)

1. Бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе (СПГ), представляющий собой криогенный бак, состоящий из внутреннего холодного и внешнего теплого сосудов, межстенное пространство между которыми заполнено теплоизоляцией и отвакуумировано, и системы заправки криогенного топливного бака и подачи топлива к двигателю, включающей измеритель уровня СПГ, испаритель СПГ и арматуру, отличающийся тем, что испаритель СПГ выполнен двухпоточным, состоящим из двух секций - газовой и жидкостной, причем вход каждой из секций напрямую соединен с соответствующей полостью внутреннего сосуда криогенного бака, а выход - с клапанами подачи топлива в двигатель, в верхней части внутреннего сосуда установлена ловушка, устраняющая попадание жидкости в трубопровод подачи газа, а входной штуцер залива выполнен в виде сменного фильтрующего элемента.