Для выдачи топлива и масел потребителям применяются топливораздаточные, смесераздаточные и маслораздаточные колонки различных конструкций. Основной задачей колонок является выдача потребителям задаваемых доз топлива или масла с требуемой точностью (погрешность отпуска дозы не должна превышать ±0,5%).
На АЗС и АЗК используются, в основном, топливораздаточные колонки, управляемые дистанционно с помощью специальных пультов дистанционного управления либо с помощью специальных автоматизированных систем, в том числе и систем безналичного отпуска нефтепродуктов.
Несмотря на многообразие конструктивных исполнений, все типы и модели топливораздаточных колонок имеют общие узлы и детали. Рассмотрим схему топливораздаточной колонки и ее принцип действия на примере топливораздаточной колонки модели 1ТК-40 (подача 40 л/мин) с электромеханическим задающим устройством.
Задается требуемое количество топлива, при этом включается электродвигатель 15 колонки. Под действием разрежения, созданного роторно-шиберным насосом 3, топливо из резервуара поступает по трубопроводу через фильтр 1 и нижний обратный клапан 2, фильтр 4 в роторно-шиберный насос. Насос подает жидкость в отделитель газа 5, верхний обратный клапан 6, поршневой счетчик жидкости 11, поворотный прозрачный индикатор 12, раздаточный рукав, кран 13 и в бак автомашины.
При поступлении жидкости в газоотделитель скорость протекания ее резко снижается, одновременно происходит изменение направления потока, в результате чего из жидкости выделяются воздух и пары топлива. Воздух скапливается в верхней полости корпуса газоотделителя и через жиклер, вместе с некоторой частью жидкости, и сливную трубку попадает в поплавковую камеру, где воздух и пары через воздушную трубку выходят в атмосферу, а часть жидкости попадает через сливную трубку обратно в фильтр. Жидкость, поступая в счетчик, перемещает попеременно поршни счетчика жидкости, связанные с коленчатым валом и передающие ему вращение. Коленчатый вал, в свою очередь, передает вращение на счетное устройство 7, имеющее два циферблата (передний и задний), на каждом из которых установлено по одной стрелке, которые совершают один оборот при отпуске 100 л горючего.
На передний циферблат выходит окно шестибарабанного суммарного счетчика 8, который показывает нарастающий итог количества отпущенной жидкости в литрах.
По окончании выдачи дозы жидкости, что видно по стрелочному указателю, дозатор через импульс задатчика 10 автоматически отключает электродвигатель колонки, а нажатием на кнопку сброса 9 стрелку возвращают в нулевое положение.
Гидравлическая схема ТРК
Принцип работы колонки поясняется гидравлической схемой. На дистанционном устройстве (пульт, компьютер или кассовый аппарат) задается доза. При снятии раздаточного крана автоматически включается электродвигатель. Под действием разрежения, создаваемого насосом, топливо из резервуара через приемный клапан поступает в насос. Насос подает топливо в газоотделитель. Через клапан и измеритель объема отмеренное количество топлива поступает через раздаточный кран в бак потребителя.
При поступлении топлива в газоотделитель скорость потока резко снижается из-за увеличения проходного сечения потока жидкости, в результате чего из топлива происходит наиболее полное выделение паров топлива и воздуха как при малом, так и значительном его подсосе. Топливо из газоотделителя поступает в измеритель объема. Заполняя цилиндры, топливо приводит в движение поршни, которые перемещаются из одного крайнего положения в другое.
Поступательное движение поршня вместе с кулисой, на которой он жестко закреплен, преобразуется во вращательное движение вала, причем за один ход поршня коленчатый вал и золотник поворачиваются на угол 180°. Вращение коленчатого вала с золотником дает возможность заполнять поочередно каждый из четырех цилиндров, одновременно вытесняя топливо из противоположного цилиндра (два поршня закреплены на одной кулисе). Вращательное движение коленчатого вала измерителя объема передается через соединительную муфту на вал датчика расхода топлива.
Характеристика узлов ТРК
Рассмотрим краткую характеристику отдельных узлов гидравлической схемы.
Клапан приемный - обратный клапан, устанавливаемый в начале линии выдачи внутри резервуара и служащий для предотвращения слива топлива из линии выдачи обратно в резервуар при выключении насоса ТРК.
Всасывающий клапан монтируется на расстоянии 120 – 200 мм от дна резервуара, что обеспечивает поступление в раздаточную колонку чистого нефтепродукта. Клапан открывается под действием разрежения, создаваемого насосом во всасывающем трубопроводе. При прекращении работы насоса давление топлива в трубопроводе и резервуаре выравнивается и клапаны 2, под действием собственного веса, садятся на седла 4.
Фильтр предназначен для предохранения гидравлической системы колонок от попадания посторонних твердых частиц, что может привести к износу и поломке насоса и неточному замеру объема нефтепродукта. Различают фильтры грубой очистки (размер твердых частиц более 80…100 мкм) и тонкой очистки (размер твердых частиц до 20 мкм). В фильтрах применяются либо сетки, либо разнообразные фильтрующие материалы.
Насос топливораздаточной колонки предназначается для перекачки топлива из резервуаров АЗС в баки автомашин. Наибольшее применение получили насосы роторно-шиберного (пластинчатого) типа.
Ротор расположен эксцентрично относительно статора, образуя камеру всасывания и нагнетания. В роторе имеются пазы, в которых находятся пластины (лопатки). Под действием центробежных сил пластинки выдвигаются из пазов ротора. При расширении объема происходит процесс всасывания, а при уменьшении – нагнетание. Перепускной клапан поддерживает постоянное давление в полости нагнетания (например, 0,2 МПа).
Газоотделители топливораздаточных колонок предназначены для отделения от топлива воздуха, который может раствориться в нем при сливе топлива в резервуары.
В поплавковой камере происходит конденсация паров топлива, осаждение частиц топлива, унесенного вместе с паровоздушной смесью, и выброс выделенного воздуха и паров в атмосферу.
Клапан электромагнитный – устройство для снижения расхода в конце выдачи дозы с целью завершения работы колонки на малом расходе, что значительно повышает точность отпуска дозы. Различают клапаны электромагнитные одинарного или двойного действия.
Клапаны одинарного действия только снижают расход топлива в конце выдачи дозы. Клапаны двойного действия дополнительно после окончания выдачи дозы полностью перекрывают трубопровод.
Измеритель объема предназначен для измерения количества выдаваемого топлива. С ним связано отсчетное устройство, которое дает цифровую информацию о количестве отпущенного топлива.
Рассмотрим принцип действия поршневого измерителя объёма топлива. Поступательное движение поршня вместе с кулисой, на которой он жестко закреплен, преобразуется во вращательное движение вала. Кулиса (франц. – паз) имеет вырез, в котором движется кривошип коленчатого вала.
Вращение коленчатого вала с золотником дает возможность заполнять поочередно каждый из четырех цилиндров, одновременно вытесняя топливо из противоположного цилиндра (два поршня закреплены на одной кулисе). Вращательное движение коленчатого вала измерителя объема передается через соединительную муфту на вал датчика расхода топлива.
Отсчетные устройства могут быть различных конструкций: механические стрелочные, механические роликовые, электронно-механические, электронные.
В гидравлической системе колонок обычно перед выходом раздаточного рукава устанавливается индикатор со стеклянным колпачком или окном, через которое можно наблюдать за потоком топлива, выходящего из колонки, и контролировать его загазованность.
Раздаточные рукава колонок выполняются обычно резинотканевыми.
В последнее время стали применять рукава из полимерных материалов. Работа раздаточных рукавов осуществляется в сложных условиях, часто происходят их перегибы, скручивания, возможны наезды на них колесами заправляемых автомобилей.
Для удобства потребителей выполняются конструкции колонок, имеющих два раздаточных рукава, работающих от одной измерительной системы. В этом случае при выдаче топлива через один рукав второй блокируется специальным клапаном.
Находят широкое применение конструкции колонок, имеющих в одном корпусе две насосно-измерительные системы, работающих самостоятельно, каждая на свой раздаточный рукав. Такими колонками может осуществляться отпуск топлива двух сортов. Отсчетное устройство такой колонки либо двойное, либо одинарное с блокировкой.
С целью обеспечения выдачи топлива нескольких сортов одной колонкой применяются многорукавные колонки (4 – 6 рукавов) с самостоятельными гидравлическими системами, работающими на свои рукава. Такие колонки представляют сплошные агрегаты, позволяющие сокращать площади, необходимые для установки колонок.
На выходных концах раздаточных рукавов устанавливаются раздаточные краны или «пистолеты». Они могут быть автоматическими и механическими. Краны имеют выходные патрубки, которыми они вставляются в топливные баки заправляемых автомашин. Открытие кранов осуществляется вручную, нажатием на специальные рычаги. В зависимости от силы давления на рычаг регулируется степень открытия крана. В автоматических кранах при наполнении топливного бака до верхнего уровня, когда топливо достигает патрубка крана, происходит его автоматическое закрытие. В неавтоматических кранах закрытие осуществляется вручную. В этом случае существует риск перелива бака и разлива топлива на землю, что нежелательно с экологической и противопожарной точки зрения.
Раздаточный кран, являющийся замыкающим звеном бензоколонки, должен быть удобным в обращении, легким, без подтекания топлива, взрывобезопасным, красивым в оформлении и соответствующим всем требованиям эргономики.
Раздаточные краны имеют различные конструктивные решения, но выполняют одну функцию: наполнение бака топливом. Время заправки зависит от емкости бака и расхода жидкости через кран. Время, затрачиваемое на заправку одного автомобиля, принимается для бензина равным 3 мин, для дизельного топлива – 5 мин.
Виды топливораздаточных колонок
В настоящее время осуществляется выпуск отечественных колонок с расходом 50 л/мин серии 2000, многопостовых колонок серии 4000 с расходом 50 л/мин, колонок с повышенным расходом до 100 л/мин серии 6000, многопостовых блочных колонок с расходом 50 л/мин серии 5000.
ТРК серии 2000 - это одинарные топливораздаточные колонки с механическим или электромеханическим счетчиком разового учета топлива. Элементы облицовки ТРК серии 2000 (передние, задние, боковые панели) выполнены из обычной тонкой листовой стали, покрыты синтетической грунтовкой и эмалью. Все панели съемные.
Узлы ТРК монтируются на каркасе из стального уголка. Измеритель объема - 4-поршневой, из алюминиевого сплава с золотниковым распределителем. Для уплотнения поршней используются кожаные манжеты. Отсчетное устройство: роликового типа - для ТРК «Нара-27М1», стрелочного типа - для ТРК «Нара-27М1С», электромеханического типа - для ТРК «Нара-27М1Э».
ТРК «Нара-27М1ЭН» отличаются более современным внешним видом и комплектуются 5-разрядным электромеханическим табло. Мощность двигателя - 0,55 кВт. Гидравлическая часть - бензонасос, газоотделитель, поплавковая камера, фильтр грубой очистки. Раздаточный рукав длиной 5 м может быть ручного или автоматического действия.
ТРК серии 4000 характеризуются блочно-модульной компоновкой, при которой устройство отображения информации и измерительная часть выполнены отдельными блоками, соединенными между собой коммуникациями.
ТРК серии 6000 - колонки повышенной производительности. Примером такой ТРК является «Нара 61-16». Отличительная особенность ТРК этой серии - наличие насосного агрегата производительностью 100 л/мин, в остальном - узлы и внешний вид унифицирован с ТРК серии 4000. ТРК серии 6000 рекомендуется использовать для заправки грузового транспорта.
Многошланговые модульные ТРК серии 5000 для 1…4 видов топлива обеспечивают оптимальные возможности оформления любой АЗС.
Смесераздаточные колонки предназначены для заправки транспортных средств с двухтактными двигателями смесью бензина с касторовым маслом в различных пропорциях. Такие колонки в России не производятся. При необходимости на АЗС и АЗК устанавливают колонки зарубежных фирм.
Требования к технической эксплуатации ТРК и МРК
Топливораздаточные колонки предназначены для измерения объема и выдачи топлива при заправке транспортных средств и в тару потребителя. Класс точности ТРК должен быть не более 0,25. Маслораздаточные колонки предназначены для измерения объема и выдачи масел в тару потребителя. Класс точности МРК должен быть не более 0,5.
ТРК и МРК отечественного и импортного производства должны иметь сертификат об утверждении типа средств измерений и номер Государственного реестра средств измерений. Сведения о сертификате и номере Госреестра указываются производителем в формуляре (паспорте) колонки.
Топливораздаточные колонки являются средствами измерения объема топлива и подлежат государственной поверке:
- первичной - при выпуске из производства или после ремонта;
- периодической - в процессе эксплуатации в установленном порядке.
При положительных результатах государственной поверки пломбы с оттиском государственного поверителя навешивают в местах в соответствии со схемой пломбирования, приведенной в эксплуатационной документации завода-изготовителя.
При ремонте или регулировке ТРК или МРК со снятием пломб государственного поверителя в журнале учета ремонта оборудования делается запись даты, времени и показаний суммарного счетчика в момент снятия пломб и по завершении ремонта и регулировки погрешности ТРК и составляется акт учета нефтепродуктов при выполнении ремонтных работ на ТРК (МРК).
С целью исключения смешения моторных топлив при выполнении операций по поверке ТРК, а также при контрольных проверках погрешности ТРК топливо из мерника сливается в те резервуары, с которыми работает ТРК.
После завершения ремонта и регулировки ТРК или МРК со снятием пломб государственного поверителя осуществляется вызов государственного поверителя для проведения их поверки и пломбировки.
В целях предотвращения разливов и проливов на АЗС должны использоваться ТРК, оснащенные раздаточным краном с автоматическим прекращением выдачи топлива при полном заполнении бака транспортного средства.
На ТРК и МРК наносятся порядковый номер колонок (либо сторон колонок), марка выдаваемого нефтепродукта. В необходимых случаях на ТРК, МРК должна быть нанесена или иным способом присутствовать информация об особых условиях работы устройства или заправки автотранспорта. На ТРК, предназначенных для отпуска этилированного бензина, должна быть нанесена надпись: «Бензин этилированный. Ядовито».
Техническое обслуживание, ремонт, поверку ТРК, МРК необходимо фиксировать в журнале учета ремонта оборудования. В формулярах (паспортах) ТРК и МРК делаются отметки о количестве отпущенного топлива с начала эксплуатации, ремонте и замене узлов агрегатов.
В случае технической неисправности, отсутствия нефтепродукта или в иных случаях невозможности работы ТРК (МРК) на ней вывешивается табличка с надписью «РЕМОНТ», «ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ» или иным содержанием, информирующим о ее нерабочем состоянии. Запрещается закручивать раздаточный шланг вокруг корпуса неисправной ТРК (МРК). На неработающих ТРК и МРК допускается осуществление механической блокировки, исключающей извлечение раздаточного крана из «гнезда» на корпусе.
Не допускается эксплуатация ТРК и МРК:
- с погрешностью, превышающей установленную в описании типа данного средства измерений;
ТРК предназначены для:
заправки автотранспортных средств отфильтрованным топливом. Класс точности ТРК должен быть не более 0,25.
Основные функции:
- отпуск топлива в бак потребителя по заданной оператором дозе в литрах;
- отпуск топлива в бак потребителя на заданную сумму денег;
- отображение информации о розничной цене одного литра топлива и возможность ее корректировки с контроллера;
- отображение информации о заданной и отпущенной дозе топлива в физических и денежных единицах при разовом отпуске;
- отображение информации о суммарном количестве отпущенного топлива по вызову оператора;
- сохранение в отсчетном устройстве информации о суммарном количестве отпущенного топлива;
- аварийное прекращение выдачи дозы непосредственно с колонки или контроллера;
- продолжение отпуска заданной дозы при устранении аварии с разрешения оператора;
- программная защита от несанкционированного доступа кода поста и значения юстировочного коэффициента;
- возможность монтажа колонки на расстоянии до 30 м от резервуара.
ТРК классифицируют по следующим признакам:
- по мобильности: переносные, стационарные;
- виду привода: с ручным, электрическим, комбинированным;
- способу управления: ручного, от местного задающего устройства; от дистанционного задающего устройства; от автоматического задающего устройства;
- способу размещения: одинарные - для обслуживания одного потребителя; двойные - для одновременного обслуживания двух потребителей;
- составу выдаваемого топлива: для выдачи однокомпонентного топлива, для образования и выдачи топливной смеси;
- номинальному расходу топлива, л/мин.: 25; 40; 50; 100; 160;
- основной погрешности, % ± 0,25... 0,4;
- способу размещения сборочных единиц: в одном корпусе, в нескольких корпусах;
- по типу отсчетного устройства: с механическим и электрическим устройством.
6.Устройство резервуаров для хранения топлива. Резервуар для хранения топлива необходим для содержания дизельного топлива, предназначенного для автономных котельных, в нефтеперерабатывающей отрасли и других сферах.Резервуары для топлива изготавливаются их химически устойчивых смол. Емкости способны выдерживать высокую температуру. Емкости для хранения топлива могут быть изготовлены в подземном и наземном варианте. Надземные емкости устанавливаются в опорную раму с площадкой для обслуживания. Чтобы увеличить объем емкости устанавливаются отдельно.Работа топливного резервуара осуществляется в последовательности:
1. Заполнение резервуара происходит через заливную трубу.
2. Забор топлива выполняется через колодец обслуживания.
3. На случай переполнения емкости установлен специальный датчик.
Топливные резервуары необходимы для хранения нефти, ГСМ, дизельного топлива.
Преимуществами использования емкостей для хранения топлива являются:
- Устойчивость резервуара к химическим реагентам, поскольку выполнен из стеклопластика.
- Устойчивость к смолам.
- Возможность установки надземных емкостей со специальной площадкой для обслуживания.
- Наличие герметичного корпуса.
- Длительный срок эксплуатации.
- Возможность изготовления резервуаров под цвет логотипа компании.
В комплектацию устройства входит:
- Емкость, выполненная из стеклопластика, устойчивая к воздействию стойких смол.
- Патрубки для наполнения и забора емкостей.
- Колодец с крышкой.
- Вентиляция.
- Датчик контроля над уровнем заполнения.
Резервуар для хранения топлива монтируется, исходя из установленных правил и строительных норм. При этом должны учитываться рекомендации по установке, указанные в паспорте оборудования. Бак для топлива закрепляется с помощью стяжных ремней к основанию, далее выполняется подвод заборного и заливного трубопровода. После этого осуществляется засыпка песком и последующая утрамбовка или проливка.
О том как устроена современная автозаправочная станция задумываются далеко не все автолюбители. А ведь для того, чтобы топливо попало в бак автомобиля оно должно пройти достаточно сложный путь по самой АЗС, которые сейчас используют самые современные технологии.
На автозаправочные станции топливо попадает разными способами, топливо могут привезти с помощью железнодорожного состава, а могут доставлять до пункта назначения с помощью трубопровода, но чаще всего его подвозят на отдельные станции с помощью обычных бензовозов.
Современные бензовозы, как правило, имеют несколько внутренних секций, поэтому привозят они сразу несколько видов топлива. Из секции объемом 10 900 литров топливо будет сливаться примерно полчаса. Все это время заправка конкретным топливом будет запрещена для безопасности и более точной последующей отчетности по объему топлива.
Перед тем как топливо сливается в подземные хранилища оно проходит контроль. В первую очередь проверяются документы на топливо, вскрывается пломба на цистерне, проверяется уровень ее заполненности, а затем берется анализ топлива. Новое топливо проверяют на плотность, грубо говоря, оно не должно быть разбавлено водой умышленно или случайно из-за попадания дождевой воды, конденсата и т.д.
После проверки топливо с помощью сливной трубы соединяют с резервуаром и начинается слив топлива.
Топливохранилище
Резервуары под топливо могут быть наземными или подземными. Их изготавливают из стали и чаще всего делают двухслойными для безопасности. Обычно емкости для хранения топлива не превышают 50 кубометров, но есть емкости объемом более 200 кубометров, такие хранилища считаются уже мини-нефтебазами, к которым применяются свои требования.
Уровень топлива в самой емкости замеряется метроштоком. Замер уровня топлива проводится не только при сливе топлива, но и при пересменке операторов.
1. Приемный клапан. Он не дает топливу сливаться с трубопроводов и всего оборудования обратно в резервуар. Без клапана насосу пришлось бы при каждой заправке полностью заполнять всю систему от резервуара до заправочного пистолета, а это лишний расход электроэнергии и времени.
2. Фильтр. Еще один фильтрующий элемент на АЗС, он может быть установлен сразу после приемного клапана или в газоотделителе (5). Если фильтр забивается, то при заправке слышен гул, так как насосу приходиться работать с большим усилием.
3 и 4. Двигатель и насос. Работают в паре, соединены, как правило, ременной передачей, но есть и такие конструкции, где насос и двигатель сидят на одном валу. Более безопасной считается ременная передача, так как она защищена от повышенных нагрузок на двигатель.
5. Газоотделитель. В соответствии с названием, отделяет от топлива лишние газы, которые в спокойном состоянии находятся во взвешенном состоянии, а при активном перемешивании топлива объединяются и начинают создавать пену. Устройство газоотделителя предельно простое - это небольшой резервуар в котором топливо ненадолго задерживается, а лишние газы свободно уходят через дренажные отверстия сверху.
6. Электромагнитный клапан. Открывается при подаче топлива и закрывается сразу, после того как прекращается закачка топлива. Если данный клапан сломан, то он может просто перекрыть всю систему или не закрывать ее, в последнем случае даже после отключения насоса топливо будет поступать в раздаточный пистолет по инерции. При незакрывшемся электромагнитном клапане ТРК заправляет примерно 0,2-0,5 литра лишнего топлива.
7. Измеритель жидкости. Называться может по разному, например, топливоизмеритель, счетчик жидкости и т.д., но функция у него одна - точно отмерять количество топлива. Топливоизмерители могут быть электронными или механическими. В первом случае настройка точности проводиться с помощью специальных команд, во втором случае с помощью регулировочных болтов.
8. Смотровое окно. Представляет собой полую колбу со стеклом. Если колба наполнена топливом, значит приемный клапан работает и топливо остается в системе после отключения насоса.
Может называться по разному, предназначен для управления подачи топлива в горловину бака, также отсекает подачу топлива при переполнении бака.
10, 11, 12. Система управления. Система объединяет ТРК и пульт управления оператора.
Подробнее об устройство заправочного пистолета
Устройство пистолета для заправки не такое простое, как это кажется на первый взгляд. Кроме функции подачи топлива, внутри есть система отсечения подачи топлива при переполнении бака.
Как работает эта система можно посмотреть на видео, которое находиться выше. При нормальной подаче топлива через небольшую трубку и жиклер в пистолет поступает воздух. Как только топливо доходит до уровня заливной трубки, в жиклер попадает топливо и давление воздуха в системе защиты резко падает, мембрана реагирует на это и срабатывает пружина отсечки, подача топлива прекращается. При срабатывании системы защиты топливо не будет подаваться до тех пор, пока рычаг пистолета не будет «взведен» заново.
Исключение составляет разве что необычная схема с верхним расположением ТРК. Но используются такие схемы крайне редко, в первую очередь из-за дефицита подобного оборудования и определенными сложностями с его обслуживанием. Особой выгоды от такого расположения ТРК нет, разве что автомобили можно разместить чуть плотнее, а сами ТРК невозможно задеть автомобилем.
В 1888 году бензин начали продавать в аптеках.
В 1907 году в США открылась первая АЗС, она представляла собой склад с канистрами бензина. Позже начали появляться станции с одним большим резервуаром, с которого топливо подавалось самотеком.
В России первая АЗС открылась в 1911 году Императорским автомобильным обществом.
Современные АЗС не ограничиваются продажей только топлива. Многие имеют небольшие магазины с сопутствующими товарами, продуктами, есть кафе, мойки и т.д. Особенно хорошо заметно развитие АЗС в США, где заправка автомобилей - это лишь часть комплекса включающего в себя стоянки для большегрузных автомобилей, центры отдыха и досуга, магазины, кафе и многое другое.
В России более 25 000 автомобильных заправок, примерно 600 из них находятся в пределах МКАД. В США более 120 000 АЗС, в Канаде примерно 14 000, а в Великобритании более 9 000, при том, что в 90-х их было более 18 000.
Каждая ТРК, независимо от ее общей конструкции, состоит из:
Топливного насоса, приводимого во вращение электрическим двигателем;
Фильтра грубой очистки, установленного на всасывающем патрубке насоса;
Газоотделителя, установленного после насоса на нагнетательной линии;
Устройства для снижения расхода в конце выдачи дозы, которое устанавливается обычно после газоотделителя;
Измерителя объема для заказа дозы;
Раздаточного рукава с клапаном, индикатора перед раздаточным рукавом или раздаточным краном для контроля качества выдаваемого топлива (проверяется отсутствие пузырьков воздуха в топливе);
Отсчетного устройства, связанного с измерителем объема, для отображения информации о количестве выданного топлива и устройства, приводящего колонку в действие.
Принципиальная гидравлическая схема работы ТРК:
Обозначение:
1 - клапан приемный; 2 - счетчик с датчиком расхода; 3 - измеритель объема; 4 - клапан электромагнитный; 5 - рукав напорный; 6 - индикатор; 7 - кран раздаточный; 8 - насосный моноблок; 9 - фильтр грубой очистки; 10 - насос; 11 - фильтр тонкой очистки; 12 - газоотделитель; 13 - камера поплавковая.
На современных АЗС для управления ТРК используется система отпуска топлива, в которую входит: системный блок компьютера, дисплей, клавиатура и контрольно-кассовый аппарат. Системой отпуска топлива задается доза.
При снятии раздаточного крана автоматически включается электродвигатель. Под действием разрежения, создаваемого насосом, топливо из резервуара через приемный клапан поступает в насос. Насос подает топливо в газоотделитель. Через клапан я измеритель объема отмеренное топливо поступает через раздаточный кран в бак потребителя. При поступлении топлива в газоотделитель скорость потока резко снижается из-за увеличения проходного потока жидкости, в результате чего из топлива происходит наиболее полное выделение паров топлива и воздуха, как при малом, так и значительном его подсосе.
Топливо из газоотделителя поступает в измеритель объема. Заполняя цилиндры, топливо приводит в движение поршни, которые перемещаются из одного крайнего положения и другое. Поступательное движение поршня вместе с кулисой, на которой он жестко закреплен, преобразуется во вращательное движение вала, причем за один ход поршня коленчатый вал и золотник поворачиваются на 180°. Вращение коленчатого вала с золотником дает возможность заполнять поочередно каждый из четырех цилиндров, одновременно вытесняется топливо из противоположного цилиндра (два поршня закреплены на одной кулисе). Вращательное движение коленчатого вала измерителя объема передается через соединительную муфту на вал датчика расхода топлива.
Насос получает вращательное движение через клиноременную передачу от электродвигателя.
С целью сокращения гидравлических потерь и уменьшения габаритов гидравлической системы колонок, в настоящее время наблюдается тенденция объединения ряда узлов гидравлической системы в один узел (моноблок), в котором функции объединяемых узлов выполняются отдельными камерами моноблока. Как правило, в моноблок объединяются насос, фильтры, газоотделитель, поплавковая камера, клапан работы насоса. В этом случаен измеритель объема и электродвигатель навешиваются непосредственно на моноблок.
Топливные насосы колонок могут быть различных конструкций. Наибольшее распространение получили насосы роторно-пластинчатого типа.
Некоторые зарубежные фирмы-изготовители топливораздаточных колонок применяют многоступенчатые погружные насосы, которые устанавливаются отдельно от ТРК внутри резервуаров с топливом на всасывающих линиях колонок. Такие насосы могут обслуживать либо одну колонку, либо несколько. Примером таких колонок могут служить колонки корпораций «Tokheim» (США) и «Dresser Wayne» (Швеция). Топливные насосы должны иметь предохранительные клапаны, обеспечивающие постоянное давление топлива в нагнетательной линии, и обводную линию для топлива на случай включения ТРК при закрытом топливораздаточном кране.
Фильтры грубойочистки предназначены для предохранения гидравлической системы колонок от попадания посторонних твердых частиц крупного размера (более 80-100 мкм), что может привести к износу, поломке насоса и измерителя объема.
На колонках устанавливается также фильтр тонкой очистки с целью выдачи потребителям топлива, очищенного до определенной степени (обычно до 20 мкм). В фильтрах применяются либо сетки, либо разнообразные фильтрующие материалы.
Газоотделители топливораздаточных колонок предназначены для отделения от топлива воздуха, который может попадать в него при сливе топлива в резервуары, а также во всасывающий трубопровод при работе топливного насоса колонки. В большинстве случаев отделение воздуха от топлива в газоотделителях происходит за счет резкого уменьшения скорости потока топлива путем его прохождения через резко расширяющийся трубопровод. Существуют конструкции газоотделителей для колонок, в которых газоотделение осуществляется за счет закручивания потока топлива в трубопроводе по винтовой линии. При этом жидкая фаза топлива, как более тяжелая, центробежными силами прижимается к стенкам трубопровода, а газовая фаза перемещается по центральной оси трубопровода, отбирается через специальное отверстие и отводится из трубопровода. Примером такого газоотделителя могут служить газоотделители колонок фирмы «Беннет» (США).
Паровоздушная смесь из газоотделителя обычно поступает в специальный узел колонки, называемый поплавковой камерой, где происходит некоторая конденсация паров топлива, осаждение частиц топлива, унесенного вместе с паровоздушной смесью и выброс выделенного воздуха и паров в атмосферу. Жидкое топливо, осаждаемое в поплавковой камере, по мере наполнения камеры поднимает специальный поплавок, который открывает отверстие в дне камеры я выпускает топливо во всасывающий трубопровод колонки. В конце выпуска жидкого топлива из камеры отверстие закрывается, и работа поплавковой камеры продолжается.
Обычно после газоотделителя в гидравлической системе топливораздаточных колонок устанавливается устройство для снижения расхода в конце выдачи дозы с целью завершения работы колонки на малом расходе, что значительно повышает точность отпуска дозы. В качестве таких устройств обычно устанавливаются электромагнитные клапаны одинарного или двойного действия. Клапаны одинарного действия только снижают расход топлива в конце выдачи дозы. Клапаны двойного действия дополнительно после окончания выдачи дозы полностью перекрывают трубопровод. Команды на снижение расхода и полное перекрытие трубопровода клапанам дает система управления колонкой, включая или выключая электромагниты клапанов. В существующих колонках интервал между командой на снижение расхода и окончанием выдачи дозы топлива составляет от 0,4 до 1 литра.
Измеритель объема предназначен для измерения количества выдаваемого топлива. Как правило, количество топлива в ТРК измеряется в единицах объема. Отдельными производителями топливораздаточных колонок делаются попытки измерения количества выдаваемого топлива в единицах массы. Но это пока не находит массового применения в топливораздаточных колонках в связи со значительным усложнением их конструкции.
Метод измерения количества топлива в единицах объема наиболее простой, но он требует введения поправок на объемное изменение количества топлива в зависимости от изменения температуры. Это производится либо конструктивными элементами в колонке, либо путем пересчета с помощью специальных таблиц. В колонках обычно применяются измерители объема уплотненного типа. Это, в основном, поршневые измерители объема, в которых измерительными элементами являются цилиндры, из которых топливо выталкивается поршнями. Распределение потока по поршням осуществляется с помощью специальных золотников. Перемещающиеся поршни вращают коленчатый вал, с выходным концом которого связано отсчетное устройство, которое дает цифровую информацию о количестве отпущенного топлива.
Отсчетные устройства могут быть различных конструкций: механические стрелочные, механические роликовые, электро-механические, электронные. Они могут отображать информацию только о величине выданной дозы или, дополнительно к этой информации, еще информацию о цене одного литра топлива и стоимости выданной дозы. Все механические отсчетные устройства отображают еще информацию о суммарном количестве топлива, выданного колонкой с момента ее установки на АЗС.
Отсчетные устройства механического типа устанавливаются на выходной вал измерителя объема, либо имеют какую-либо механическую связь с ним. Отсчетные устройства электромеханического и электронного типа устанавливаются независимо от измерителей объема. При использовании электромеханических и электронных отсчетных устройств, вводится дополнительный узел - датчик импульсов, который устанавливается на выходной вал измерителя объема и дает электрические импульсы электронному отсчетному устройству, переводя каждый оборот выходного вала в строго определенное количество импульсов. А так как за один оборот измерителя объема выдается строго определенное количество топлива (в зависимости от конструкции – 0,5 л или 1 л), то отсчетное устройство в зависимости от количества полученных импульсов отображает информацию о количестве отпущенного топлива в литрах. Эти же значения в литрах поступают и на пульт дистанционного управления колонки. Колонка с электронными отсчетными устройствами имеет значительно больше возможность для автоматизации технологических процессов на АЗС, чем колонки с механическими отсчетными устройствами.
В гидравлической системе колонок обычно перед выходом раздаточного рукава или раздаточного крана устанавливается индикатор со стеклянным колпачком или окном, через которое можно наблюдать за потоком топлива, выходящего из колонки, и контролировать его загазованность. При обнаружении в индикаторе пузырьков воздуха в топливе работа колонки должна быть прекращена, т. к. это свидетельствует о нарушении всасывающего трубопровода, из-за которого происходит большой подсос воздуха вместе с топливом, с которым газоотделитель колонки уже не справляется. Необходим ремонт всасывающего трубопровода.
Раздаточные рукава колонок выполняются обычно резинотканевыми. В последнее время стали появляться рукава из полимерных материалов. Работа раздаточных рукавов осуществляется в сложных условиях. Часто происходят их перегибы, скручивания, воздействие нефтепродуктов. Возможны наезды на них колесами заправляемых автомобилей. Поэтому на качество рукавов, устанавливаемых на колонки, необходимо обращать особое внимание.
На выходных концах раздаточных рукавов устанавливаются раздаточные краны. Они могут быть автоматическими и неавтоматическими. Краны имеют выходные патрубки (носики), которыми они вставляются в топливные баки заправляемых автомашин. Открытие крана осуществляется вручную, нажатием на специальные рычаги. В зависимости от силы давления на рычаг регулируется степень открытия крана. В автоматических кранах при наполнении топливного бака до верхнего уровня, когда топливо достигает патрубка крана, происходит его автоматическое закрытие.
Все описанные выше основные узлы объединяются в 2-3 блока и компонуются в одном корпусе ТРК.
С целью обеспечения возможности выдачи топлива нескольких сортов на две стороны одной колонкой, применяются многорукавные колонки (4, б, 8 и более рукавов) с самостоятельными гидравлическими системами, работающими на свои рукава. Такие колонки представляют единые агрегаты, позволяющие сокращать площади, необходимые для установки колонок.
Помимо описанных выше узлов, в колонках могут применяться другие дополнительные узлы, в зависимости от дополнительных задач, выполняемых колонками. Для решения экологических проблем колонки оснащаются узлами для улавливания паров нефтепродуктов, выбрасываемых из горловин топливных баков автомобилей при их заправке топливом. Это специальные раздаточные краны, имеющие дополнительные клапаны для забора паров нефтепродуктов из бака к колонке, двухканальные (коаксиальные) раздаточные рукава, насосы для перекачивания паров от колонки в резервуары, специальные клапаны, уравновешивающие расходы топлива и паров, огневые предохранители и т.п.
В соответствии с государственными строительными нормами Украины ДБН 360-90 (изменение №10) на АЗС, расположенных в черте населенных пунктов, должны использоваться колонки, оборудованные разрывной муфтой, предотвращающей утечку топлива в случае отрыва раздаточного рукава колонки, что может иметь место при отъезде автотранспортного средства с места заправки с невытянутым из топливного бака пистолетом.