1.4.2 Топливораздаточная колонка (трк)
Топливораздаточные колонки (ТРК) являются оборудованием для выдачи топлива потребителям и средством измерения количества выдаваемого топлива в единицах объема с определенной погрешностью измерения, установленной ГОСТ 9018.
Для выдачи топлива и масел потребителям применяются топливораздаточные колонки различных конструкций.
На АЗС 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.
Принцип работы ТРК
На дистанционном устройстве задается доза нефтепродукта или его сумма. При снятии раздаточного крана включается насос, который подает топливо в газоотделитель, далее через клапан, измеритель объема и раздаточный кран в бак автомобиля.
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;
̶ отсчетного устройства, связанного с измерителем объема, для отображения информации о количестве выданного топлива и устройства, приводящего колонку в действие;
̶ раздаточного рукава с клапаном, индикатора перед раздаточным рукавом или раздаточным краном для контроля качества выдаваемого топлива (проверяется отсутствие пузырьков воздуха в топливе).
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.
Устройство ТРК
Независимо от конструкции и применения ТРК имеет:
̶ насос с электродвигателем;
̶ счетчик жидкости;
̶ счетное устройство;
̶ систему газоотделения;
̶ фильтры;
̶ индикатор;
̶ раздаточный кран с рукавом;
̶ обратный клапан(электромагнитный клапан снижения расхода);
̶ корпус.
1 ̶ клапан приемный; 2 ̶ фильтр; 3 ̶ насос; 4 ̶ газоотделитель; 5 ̶ камера поплавковая; 6 ̶ клапан электромагнитный; 7 ̶ измеритель объема; 8 ̶ индикатор; 9 ̶ рукав напорный; 10 ̶ кран раздаточный; 11 ̶ счетчик с датчиком импульсов.
Рисунок 10 ̶ Принципиальная гидравлическая схема однопостовой ТРК
Клапан приемный установлен в резервуаре, предназначен для предотвращения слива топлива обратно в резервуар после отключения электродвигателя.
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.
1 ̶ фильтр; 2 ̶ нижний обратный клапан; 3 ̶ роторно ̶ шиберный насос; 4 ̶ фильтр; 5 ̶ отделитель газа; 6 ̶ верхний обратный клапан; 7 ̶ счетное устройство; 8 ̶ шестибарабанный суммарный счетчик; 9 ̶ кнопка сбора; 10 ̶ импульс задатчика; 11 ̶ поршневой счетчик жидкости; 12 ̶ прозрачный индикатор; 13 ̶ раздаточный кран, рукав; 15 ̶ электродвигатель.
Рисунок 11 – Принципиальная схема ТРК модели 1тк-40
При включенном насосе топливораздаточной колонки тарелки обратного клапана приподнимаются и пропускают топливо. Когда насос выключен, под действием силы тяжести и веса столба жидкости тарелки опускаются на гнезда и препятствуют сливу топлива из трубопровода выдачи.
Фильтр грубой очистки, устанавливаемый во всасывающем трубопроводе, предназначен для предохранения гидравлической системы колонок от попадания твердых частиц, что может привести к износу и поломке насоса, а также к неточному замеру количества нефтепродукта.
Фильтр грубой очистки обеспечивает отделение частиц размером более 80-100 мкм.
-
̶ фильтрующий элемент; 2 ̶ корпус; 3 ̶ клапан обратный.
Рисунок 12 – Фильтр грубой очистки
Насос с электродвигателем
Насос получает вращательное движение через клиноременную предачу от электродвигателя.
Топливные насосы колонок могут быть различных конструкций. Наибольшее распространение получили роторно – шиберные насосы.
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.
1,2,4 – крышки; 3 – корпус; 5,7,8 – втулки; 9- пружина; 10 – гайка; 11 – шкив; 12 – специальная шайба; 13 – пробка; 14 – прокладка; 15 – регулировочный винт; 16 – пружина; 17 – клапан; 18 – ротор; 19 – лопатка; 20 – штуцер.
Рисунок 13 – Роторно – шиберный насос
Топливные насосы ТРК могут быть различных конструкций. Наибольшее распространение получили насосы роторно-шиберного типа.
Их основными элементами являются корпус 3, ротор 18 и крышки 2, 4.
В радиальных пазах ротора свободно перемещаются лопатки 19. Во время его вращения они под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности камеры корпуса насоса, образуя замкнутые объемы, и переносят топливо из всасывающей полости в нагнетательную. Благодаря установке между всасывающей и нагнетательной полостями перепускного клапана 14 данный тип насоса обладает свойством саморегулирования. Клапан открывается если давление в нагнетательной полости превышает 0,15-0,18 МПа, и насос начинает частично работать «на себя». При достижении давления 0,25-0,3 МПа насос полностью работает «на себя».
Система газоотделения
Газоотделитель ТРК предназначен для отделения от топлива воздуха, который может попасть в него при сливе топлива в резервуары, а также вследствие негерметичности всасывающего трубопровода.
Он представляет собой цилиндрический корпус 2, внутри которого находится фильтрующий элемент 4. В крышку 10 ввинчен штуцер для присоединения трубки, по которой паровоздушная смесь отводится в поплавковую камеру.
Поплавковая камера состоит из корпуса закрытого крышкой 4, в котором находится поплавок 3, жестко связанный с игольчатым клапаном 1. Попавшая в поплавковую камеру двухфазная смесь разделяется в ней под действием сил гравитации. Когда уровень жидкости в камере становится достаточным, поплавок 3 всплывает и игольчатый клапан 1 открывается, благодаря чему топливо возвращается во всасывающий трубопровод.
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 попадет через сливную трубу обратно в фильтр.
1 ̶ пробка; 2 – корпус; 3 ̶ трубка; 4 ̶ фильтрующий элемент; 5 ̶ корпус; 6 ̶ пружина ; 7 ̶ прокладка; 8 ̶ винт; 9 ̶ втулка; 10 ̶ крышка; 11 ̶ кольцо.
Рисунок 14 – Газоотделитель
Электромагнитный клапан мембранного типа предназначен для снижения расхода топлива перед окончанием выдачи дозы и прекращения подачи топлива после выдачи заданной дозы. Поскольку он выполняет сразу две функции, то его называют клапаном двойного действия.
Клапаны одинарного действия только снижают расход топлива в конце выдачи дозы. Клапаны двойного действия дополнительно после окончания выдачи дозы полностью перекрывают трубопровод.
1 ̶ электромагниты; 2 ̶ жиклер; 3 ̶ крышка; 4 ̶ корпус; 5 ̶ основной клапан; 6 ̶ мембрана; 7 ̶ жиклер; 8 ̶ якорь; 9 ̶ резиновые уплотнения.
Рисунок 15 – Клапан электромагнитный двойного действия
Счетчик жидкости
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.
Отсчетный механизм измерителя представляет собой указатель объема разовой выдачи и суммарного объема горючего, прошедшего через счетчик жидкости. Он приводится в действие вращением вала счетчика жидкости.
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 счет 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.
Индикатор
Индикатор служит для визуального определения наличия воздуха в выдаваемом топливе.
1 ̶ стаканчик бензостойкий; 2 ̶ прокладка; 3 ̶ кольцо уплотнительное.
Рисунок 16 – Индикатор
Раздаточный кран с рукавом
Раздаточный рукав предназначен для заправки техники топливом. Маслобензостойкий рукав имеет длину 3,5—4 м. Одним концом он присоединен к патрубку индикатора, а другим — к раздаточному крану с отсечным клапаном. Рукав заземляется проволокой, пропущенной внутри.
Раздаточный кран может быть автоматическим и неавтоматическим (с ручным управлением). Последний состоит из корпуса, соединительного устройства (с рукавом сливного патрубка), рабочего клапана с рычагом управления и отсечного клапана (поскольку во всем мире для топливораздаточного оборудования АЗС принята система «полного рукава», т.е. гидравлическая система должна быть полностью заполнена топливом).
Открытие кранов с ручным управлением осуществляется нажатием на специальный рычаг. Соответственно, для их закрытия рычаг надо опустить. В автоматических кранах при наполнении топливного бака до верхнего уровня закрытие происходит автоматически.
Это удобно, обеспечивает предотвращение переливов, но при их использовании, вследствие подсоса воздуха, происходит образование пены на поверхности топлива в баке, которая приводит к преждевременному срабатыванию механизма отключения.
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.
Раздаточный кран, являющийся замыкающим звеном бензоколонки, должен быть удобным в обращении, легким, без подтекания топлива, взрывобезопасным, красивым в оформлении и соответствующим всем требованиям эргономики.
1 ̶ сливная труба; 2 ̶ гайка отсечного клапана; 3 ̶ скоба; 4 ̶ защелка в открытом положении; 5 ̶ шток; 6 ̶ вакумная крышка; 7 ̶ рычаг; 8 ̶ входное отверстие для повторной муфты; 9 ̶ рукав; 10 ̶ провод заземления.
Рисунок 17 – Раздаточный кран
С целью сокращения гидравлических сопротивлений и уменьшения габаритов трубопроводной обвязки колонок, осуществляется объединение ряда узлов гидравлической системы в один узел моноблок. Как правило, в моноблок объединяют насос, фильтры, газоотделитель, поплавковую камеру, обратный клапан.
В этом случае измеритель объема и электродвигатель устанавливают непосредственно на моноблоке.
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.
По типу применяемой гидравлической системы ТРК подразделяются на:
̶ ТРК со встроенной гидравликой; ̶ ТРК с выносной гидравликой.
ТРК со встроенной гидравликой имеют компактную конструкцию все узлы смонтированы в одном корпусе. Минусом такой системы является тот момент, что гидравлическая система работает на всасывание, поэтому длина трубопровода ограничена :
̶ 18м ̶ для шиберных насосов (ТРК типа “НАРА”);
̶ 30м ̶ для шестеренчатых насосов (ТРК типа “Ливенка”).