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BRPI0816656B1 - método para comprimir combustível gasoso para abastecer veículo e dispositivo para implementação do mesmo - Google Patents

método para comprimir combustível gasoso para abastecer veículo e dispositivo para implementação do mesmo Download PDF

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BRPI0816656B1
BRPI0816656B1 BRPI0816656A BRPI0816656B1 BR PI0816656 B1 BRPI0816656 B1 BR PI0816656B1 BR PI0816656 A BRPI0816656 A BR PI0816656A BR PI0816656 B1 BRPI0816656 B1 BR PI0816656B1
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BR
Brazil
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gas
compression
vessel
working fluid
vehicle
Prior art date
Application number
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English (en)
Inventor
Sofronovs Aleksejs
Original Assignee
Hygen Sia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hygen Sia filed Critical Hygen Sia
Publication of BRPI0816656A2 publication Critical patent/BRPI0816656A2/pt
Publication of BRPI0816656A8 publication Critical patent/BRPI0816656A8/pt
Publication of BRPI0816656B1 publication Critical patent/BRPI0816656B1/pt

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Abstract

"método para comprimir combustível ga- soso para abastecer veículo e dispositivo para implemen- tação do mesmo". a presente invenção refere-se a uma preparação de combustível gasoso (gás natural, por exemplo) para sua transferência posterior sob pressão para o tanque de combustível de um veículo 22. este objetivo é obtido por um método para comprimir gás por transferência alternada de gás em dois vasos de compressão verticalmente dispostos 1 e 2, sua compressão, e forçando para dentro de vasos de alta pressão enchendo os vasos de compressão 1 e 2 com fluido de trabalho 30 sob pressão por meio de um acionamento hidráulico 5. uma novidade deste método se encontra no fato de que, cada ciclo de compressão de gás 29 e sua expulsão dos vasos de compressão 1 e 2 é realizado até que estes vasos estão completamente cheios com o fluido de trabalho 30 contido nos vasos de compressão 1 e 2, alternadamente forçado para fora de um vaso de compressão para dentro do outro em resposta a um sinal enviado pelo sensor de nível de fluido 4.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA COMPRIMIR COMBUSTÍVEL GASOSO PARA ABASTECER VEÍCULO E DISPOSITIVO PARA IMPLEMENTAÇÃO DO MESMO". A presente invenção refere-se a uma preparação de gás natural para sua transferência posterior sob pressão para um tanque de combustível de um veículo, por exemplo, automóvel, e pode ser usada para fornecer dispositivos de enchimento de gás individuais operados a partir de uma rede de distribuição de gás natural residencial.
Presentemente, são usados neste campo compressores de múltiplos estágios de enchimento de gás com ambos os acionamentos mecânico e hidráulico, que fornecem a compressão de gás natural para sua aplicação eficiente como um combustível de veículo a motor. A construção complicada de compressores com acionamento mecânico, consumo de grandes quantidades de energia durante seu uso, e geração de grandes quantidades de calor, bem como altos custos de manutenção compensando o desgaste de partes móveis de um compressor, resultaram no desenvolvimento de compressores com acionamentos hidráulicos tendo algumas vantagens sobre os compressores com acionamentos mecânicos. É conhecido na técnica um método para comprimir gás em múltiplos estágios de acordo com a patente U.S. N° 5.863.186, em que a compressão de gás em múltiplos estágios em vasos de compressão conectados em série de um compressor é realizada por suprimento sob pressão de um fluido hidráulico dentro dos mesmos, o dito fluido hidráulico sendo separado do gás comprimido por pistões se movendo nos vaso durante os ciclos de operação do compressor. Este método encontrou sua aplicação em dispositivos de enchimento de gás de ECOFUELER, incluindo aparelhos de enchimento de gás individuais do tipo HRA (Utensílio de Reabastecimento Doméstico), operados a partir de uma rede de gás de baixa pressão residencial e a partir de uma rede elétrica residencial padrão (www.eco-fueler.com). A desvantagem de dispositivos de enchimento de gás operados de acordo com este método é seu alto preço limitando o amplo uso do mesmo em um setor privado. A razão tem relação com a necessidade de elementos de construção de alta tecnologia, principalmente vasos de compressão hidráulica de precisão. É conhecido na técnica, um método para compressão hidráulica de gás para abastecer um veículo a motor a partir de aparelhos de enchimento de gás móveis sem um pistão de divisão entre o gás e o fluido (patente RU N° 2 128 803). A implementação do método descrito nesta patente provê o uso de linhas principais de gás com pressão de gás de 2,5 MPa (25 bar) e este método inclui um suprimento de gás sob a dita pressão em vasos de compressão verticalmente dispostos (devido à ausência do pistão de divisão), comprimindo o gás e forçando-o em vasos de armazenamento por um suprimento sob pressão de fluido de trabalho para os vasos de compressão a partir de um vaso auxiliar. Para bombear gás dentro dos vasos de armazenamento podem ser usados dois vasos de compressão em comunicação, e o acúmulo de gás no vaso de armazenamento é realizado pela transferência alternada antifase de cada vaso de compressão de gás deslocado deste vaso pelo fluido extraído do outro vaso de compressão. O processo de bombear o fluido de um vaso para dentro do outro está sendo realizado enchendo simultaneamente o volume desocupado pelo fluido com gás da linha principal de gás. O método descrito na patente RU N° 2 128 803 exige a observância de uma condição em que a relação do volume mínimo de espaço de gás nos vasos de trabalho com o volume entre certos níveis superior e inferior do fluido se encontra na faixa de 1/20 a 1/25. Esta exigência é justificada pelo "aumento em eficiência de operação e econômica do processo de compressão de gás de um estágio" e é satisfeita pela montagem - superior e inferior - de dois sensores de nível de fluido, de modo que uma vez que um certo nível superior do fluido de trabalho em um vaso de compressão foi a-tingido, um certo volume de gás não-deslocado é deixado. A transferência de gás dos vasos de armazenamento para os vasos do usuário é realizada por um deslocamento de fluido por gás com a transferência sequencial de fluido de um vaso prévio para os seguintes. Este método pode ser usado em unidades de enchimento de gás móveis com pressão bastante alta exigida para este método e tendo uma fonte de suprimento de energia de energia suficiente (rede elétrica industrial). Além do mais, devido à condição acima mencionada fornecida por este método, quando no térmico de um ciclo de compressão em um vaso de compressão, um certo volume de gás comprimido é deixado em sua parte superior, o volume efetivo do enchimento posterior de um vaso de trabalho diminui devido à expansão de volume significante deste volume não-deslocado deixado do gás comprimido. Portanto, a existência de tal volume residual ("parasita") de gás comprimido deixado no vaso de trabalho no fim de um ciclo de compressão resulta no assim chamado "efeito de mola estirada" no estágio de enchimento do vaso de compressão (gás comprimido residual começa a aumentar em volume).
Para resumir brevemente os métodos conhecidos para comprimir gás natural para abastecer veículos a motor, pode ser visto que o nível técnico de soluções neste campo é limitado por duas variantes predominantes, das quais a primeira variante provê o abastecimento de um veículo a partir de uma rede de baixa pressão de gás residencial a altos custos de hardware, enquanto a segunda variante não pode ser usada como um meio individual para abastecer veículos a motor com gás. O objetivo da presente invenção é fornecer abastecimento de veículo individual a partir de uma rede de gás de baixa pressão residencial usando um dispositivo de enchimento de gás individual de custo acessível para um consumidor médio.
Este objetivo é alcançado por um método para comprimir gás para abastecer veículos por transferência alternada de gás em dois vasos de compressão dispostos verticalmente, sua compressão, e forçando dentro de vasos de alta pressão enchendo os vasos de compressão com fluido de trabalho sob pressão por meio de um acionamento hidráulico. Uma novidade deste método se encontra no fato de que, de acordo com a presente invenção, cada ciclo de compressão de gás e sua explusão dos vasos de compressão é realizado até que estes vasos sejam completamente enchidos com o fluido de trabalho contido nos vasos de compressão e alternadamente forçados para fora de um vaso de compressão para dentro do outro em resposta a um sinal enviado por um sensor de nível de fluido capaz de detectar o enchimento completo do vaso de compressão correspondente. Para aumentar a eficiência do método, isto é, reduzir o tempo exigido para abastecer um veículo a motor, pode ser fornecido o aumento em pressão de gás por sua compressão preliminar na entrada dos vasos de compressão. Para reduzir o tempo para abastecer um veículo, o dispositivo pode ser fornecido com um vaso de armazenamento adicional, no qual o tanque de combustível do veículo é conectado durante o abastecimento.
Exemplo 1 da implementação do método Um vaso de compressão (cilindro de metal de alta pressão pa- drão de 50 I de capacidade) é completamente cheio com gás de uma fonte com pressão de 2,0 KPa (cerca de 200 mm de H2O) em um modo de sucção bombeando o fluido de trabalho dele para dentro de outro vaso. O bombea-mento alternado do fluido de trabalho de um vaso para outro resulta em deslocamento completo de gás dentro do tanque de combustível de um veículo a motor. Quando se usa um acionamento hidráulico com a distribuição de 10 l/min, o tanque de combustível do veículo de 50 I de capacidade (que corresponde a 10-11 Ide equivalente de gasolina) é enchido até a pressão de 20 MPa (200 bar) por um período de 17 horas.
Exemplo 2 da implementação do método Para aumentar a eficiência de operação do dispositivo de en- chimento de gás de acordo com a presente invenção é usado um pré-compressor que aumenta a pressão do gás suprido de uma rede residencial até 200 KPa (2 bar) na entrada do vaso de compressão que está sendo enchido. Neste caso, o tempo exigido para obter a mesma quantidade de gás comprimido reduz pela metade.
Exemplo 3 da implementação do método Para melhorar a conveniência do dispositivo de enchimento de gás de acordo com a presente invenção, pode ser usado um vaso de armazenamento, por exemplo, um vaso de 50 I, que pode ser previamente enchido (na ausência de um veículo) com gás comprimido até 20 MPa (200 bar). Neste caso, o enchimento do veículo conectado ao vaso de armazenamento pode ser realizado dentro de 5 minutos por deslocamento hidráulico do gás deste vaso.
Os exemplos da implementação do método podem ser ilustrados pelas modalidades do dispositivo de enchimento de gás de acordo com a presente invenção (figura 1-4) mostrada nos desenhos, em que: a figura 1 mostra o dispositivo de enchimento de gás de acordo com a presente invenção fornecido com um pré-compressor e vasos de compressão, cada um tendo uma saída (um gargalo); a figura 2 mostra o dispositivo de enchimento de gás de acordo com a presente invenção com um vaso de armazenamento e dois vasos de compressão, cada um tendo duas saídas; a figura 3 mostra um dispositivo de fechamento integrado com um sensor de nível de fluido capaz de detectar um nível limite do fluido de trabalho usado para o dispositivo de enchimento de gás mostrado na figura 1; a figura 4 mostra um dispositivo de fechamento integrado com um sensor de nível de fluido capaz de detectar um nível limite do fluido de trabalho usado para o dispositivo de enchimento de gás mostrado na figura 2. O dispositivo de enchimento de gás ilustrado na figura 1 compreende dois vasos de compressão (1) e (2), nos gargalos dos quais são montados dispositivos de fechamento (3) integrados com os sensores de nível de fluido (4) capazes de detectar o enchimento completo dos vasos de compressão (1) e (2) com fluido de trabalho. Uma bomba hidráulica (5) com um acionamento elétrico (6) é fornecida com uma linha de alta pressão (7) e linha de baixa pressão (8), que são conectados com os vasos de compressão (1) e (2) através de quatro válvulas eletromagnéticas de interrupção (9), (10), (11) e (12) e os tubos (13) e (14) dentro dos vasos de compressão (1) e (2), e são conectados um com o outro por meio de uma válvula de desvio (15) . Os espaços de trabalho de cada vaso de compressão (1) e (2) através dos dispositivos de fechamento (3) e válvulas de um sentido conectadas o-postas (16-17) e (18-19) de um lado são conectados através das válvulas (16) e (18) para uma tubulação de entrada (20) para suprimento de gás em vasos de compressão (1) e (2), e do outro lado eles são conectados através de válvulas (17) e (19) com uma tubulação de saída (21) para bombear o gás dentro do tanque de combustível de um veículo (22), através de um conector (23). Um manômetro de contato elétrico (24), a saída do qual é conectada na entrada de uma unidade de controle eletrônico (25), é montado na tubulação de saída. A entrada da unidade de controle eletrônico (25) é conectada também nas saídas dos sensores de nível de fluido (4), suas saídas sendo conectadas em quatro válvulas eletromagnéticas (9-12), o acionamento elétrico (6), um pré-compressor (26), que é conectado a uma linha de gás de baixa pressão residencial (28) através de um filtro-secador (27). Na condição inicial, um dos vasos de compressão (1) ou (2) é enchido com gás (29), e o outro é completamente enchido com fluido de trabalho (30), uma pequena quantidade do fluido de trabalho (30) estando contida também no vaso de compressão (1) com gás - para equilibrar a diferença possível entre os volumes de trabalho reais dos vasos de compressão (1) e (2) sendo usados. O dispositivo de enchimento de gás de acordo com a presente invenção ilustrado na figura 2 com o vaso de armazenamento fornecendo abastecimento "rápido" de um veículo sem o pré-compressor, quando comparado com o dispositivo de enchimento de gás mostrado na figura 1, é adicionalmente fornecido com pelo menos um vaso de armazenamento (31) e um tubo de drenagem (32) fornecido com uma válvula de desvio (33).
Tal dispositivo é mostrado em uma modalidade quando cada um dos vasos de compressão (1) e (2) e o vaso de armazenamento (31) tem dois gargalos - um gargalo superior e um gargalo inferior. As linhas principais hidráulica e de gás neste caso são alternadas entre os gargalos superior (gás) e inferior (hidráulico) dos vasos de compressão (1) e (2) e o vaso de armazenamento (31). Na ausência de um pré-compressor, as válvulas de um sentido de entrada de gás (16) e (18) (figura 1) de cada um do vaso de compressão (1) e (2) deve ser substituído com válvulas eletromagnéticas (34) e (35), porque a pressão da rede de gás residencial não é alto suficiente para superar a resistência das válvulas de um sentido. O vaso de armaze- namento (31) é fornecido com válvulas eletromagnéticas hidráulicas (36) e (37). O dispositivo de fechamento (3) (figura 3) é pretendido para ser usado no dispositivo de enchimento de gás mostrado na figura 1, que é fornecido com vasos de compressão (1) e (2), cada um dos quais tendo um gargalo na parte superior dos mesmos. Este dispositivo de fechamento (3) tem um canal de gás de entrada (38), um canal de gás de saída (39), e um tubo (40) conectado por um canal em formato de T (41) com uma linha hidráulica de alta pressão (7) e linha hidráulica de baixa pressão (8) por válvulas eletromagnéticas (9-12). Entre a parede externa do tubo (40) e um corpo (42) do dispositivo de fechamento (3) feito de material não-magnético existe uma folga circular (43), que é comum para os canais de gás de entrada e saída (38) e (39). No canal de gás de saída (39) existe uma válvula que compreende um elemento de fechamento móvel (44) fornecido com uma inserção magnética (45) e um assento (46) em um encaixe (47). Um sensor de nível de fluido (4), capaz de detectar o enchimento completo de um vaso de compressão com o fluido de trabalho (30) colocado no lado externo do corpo (42) do dispositivo de fechamento (3), e a inserção magnética (45) estão localizados no mesmo nível na posição inferior do elemento de fechamento móvel (44).
Um dispositivo de fechamento (3) (figura 4) do dispositivo de enchimento de gás mostrado na figura 2 é similar ao dispositivo de fechamento (3) mostrado na figura 3, que não tem o tubo (40) e o canal em formato de T (41), mas é adicionalmente fornecido com um canal (48) (somente no dispositivo de fechamento (3) para o vaso de compressão (2)) a ser conectado com o tubo de drenagem (32). O dispositivo de enchimento de gás opera como se segue. Na condição inicial mostrada na figura 1, o vaso de compressão (1) afastado de uma pequena quantidade do fluido de trabalho é enchido com gás da linha de gás de baixa pressão residencial (28) por meio do pré-compressor (26). O vaso de compressão (2) é completamente enchido com o fluido de trabalho (30) para sistemas hidráulicos. Quando se dá partida no dispositivo de en- chimento de gás para abastecer o veículo (22) conectado ao dispositivo a-través do conector (23), a unidade de controle eletrônico (25), que roda um programa de operação, é ativada, como resultado do que o pré-compressor (26) e o acionamento elétrico (6) da bomba hidráulica (5) são simultaneamente ligados, e as válvulas eletromagnéticas (9-12) são colocadas em uma condição em que o vaso de compressão (1) é conectado, através da válvula aberta (9), para a linha de alta pressão (7), e o vaso de compressão (2), a-través da válvula aberta (12), é conectada na linha de baixa pressão (8). Durante a operação da bomba hidráulica (5), o fluido de trabalho é bombeado do vaso de compressão (2) através do tubo (14), canal em formato de T (41) do dispositivo de fechamento (3) (figura 3), a válvula eletromagnética aberta (12), a linha de baixa pressão (8), a bomba hidráulica (5), a linha de alta pressão (7), a válvula eletromagnética aberta (9), e o tubo (13), para dentro do vaso de compressão (1), a partir do qual o gás através de uma folga circular (43) do dispositivo de fechamento (3), uma folga entre o elemento de fechamento móvel (44) e as paredes do canal de gás de saída (39) do dispositivo de fechamento (3) (figura 3), através da tubulação de saída (21), e o conector (23) é deslocado para dentro do tanque de combustível do veículo (22). Este processo é acompanhado enchendo um volume desocupado do vaso de compressão (2) com o gás que vem do compressor (26) através da tubulação de entrada de suprimento de gás (20) através da válvula de um sentido (18) dentro do canal de entrada de gás (38) do dispositivo de fechamento (3) (figura 3). Uma vez que o fluido de trabalho atingiu a borda inferior do elemento de fechamento (44), o dito elemento se move para cima a partir da posição inferior e fecha por sua parte afunilada, o assento (46) da válvula no encaixe (47). Simultaneamente, a inserção magnética (45) deixa a área do sensor de nível de fluido (4) do vaso de compressão (1), o dito sensor envia um sinal para a unidade de controle eletrônico (25) a fim de mudar o fluxo hidráulico em um modo inverso, no qual as válvulas eletromagnéticas (9) e (12) são fechadas, e as válvulas (10) e (11) são abertas, e o fluido de trabalho (30) do vaso de compressão completamente cheio (1) começa a entrar no vaso de compressão (2). O processo de forçar o gás (29) para fora do vaso de compressão (2) e de encher o vaso de compressão (1) com o gás é similar ao processo descrito acima. A repetição dos ciclos de enchi-mento-deslocamento de gás (29) e bombeamento do fluido de trabalho (30) resulta em aumento gradual de pressão de gás na tubulação de saída (21) (encher o tanque de combustível do veículo (22)). A pressão na tubulação de saída (21) é monitorada por meio do manômetro de contato elétrico (24). Uma vez que a pressão alvo foi atingida na tubulação de saída (21), o manômetro (24) envia um sinal para a unidade de controle eletrônico (25) e então, em resposta do sensor de nível de fluido (4) do vaso de compressão (1) ou (2) com o fluido de trabalho (30), a unidade de controle eletrônico (25) emite um comando para parar a operação do dispositivo de enchimento de gás - na condição inicial preparada para começar o ciclo de enchimento seguinte.
Quando o método reivindicado é implementado por meio do dispositivo descrito acima com a bomba hidráulica (5) com distribuição de 10 l/min e o pré-compressor (26) com distribuição de 40 l/min, o enchimento de um tanque de combustível de 50 litros até a pressão de 20 MPa (200 bar) é realizado por um período de 5 a 5,5 horas de duração, que permite que o veículo seja reabastecido, por exemplo, à noite. Este tempo depende principalmente da distribuição do pré-compressor. A modalidade do dispositivo de enchimento de gás de acordo com o método da invenção permite a redução do tempo exigido para completar o enchimento de um tanque de combustível de um veículo mesmo com o pré-compressor excluído do sistema de enchimento de gás. Isto pode ser fornecido incorporando um vaso de armazenamento dentro do dispositivo de enchimento de gás introduzindo o primeiro nos sistemas de gás e hidráulico unificados do dispositivo descrito acima. Abaixo a operação do dito dispositivo é descrita em uma modalidade em que cilindros padrão de alta pressão com dois gargalos de saída nas partes terminais dos mesmos são usados como vasos de compressão e armazenamento (figura 2).
Nesta modalidade do dispositivo de enchimento de gás da presente invenção, as tubulações principais de gás e hidráulica são separadas: a tubulação principal de gás é conectada aos gargalos superiores dos vasos e a tubulação hidráulica é conectada nos gargalos inferiores dos mesmos. O dispositivo opera como se segue.
Na condição inicial, gás e fluido de trabalho estão presentes em ambos os vasos de compressão (1) e (2) de modo similar à condição inicial descrita na primeira modalidade do método descrito acima, o vaso de compressão (1) estando cheio de gás (29) (com uma pequena quantidade de fluido de trabalho em sua parte inferior), e o vaso de compressão (2) estando cheio de fluido de trabalho (30). No vaso de armazenamento (31) também existe uma certa quantidade de fluido de trabalho que é necessário para compensar possível tolerância do fabricante para volume real de cilindros de gás. A operação do dispositivo de enchimento de gás é realizada em dois estágios: o estágio de encher o vaso de armazenamento (31) e o estágio de transferência do gás comprimido armazenado do vaso de armazenamento (31) para dentro do tanque de combustível do veículo (22). O enchimento do vaso de armazenamento (31) (o primeiro estágio do processo) é realizado na seguinte sequência. Na partida do dispositivo de enchimento de gás, é ativada a unidade de controle eletrônico (25), que roda um programa de operação, o acionamento elétrico (6) da bomba hidráulica (5) liga e a válvula eletromagnética (35) se abre simultaneamente, as válvulas eletromagnéticas (9-12) são colocadas na condição em que o vaso de compressão (1) é conectado na linha de alta pressão (7) através da válvula aberta (9), e o vaso de compressão (2) é conectado na linha de baixa pressão (8) através da válvula aberta (12). Durante a operação da bomba hidráulica (5), o fluido de trabalho (30) é bombeado do gargalo inferior do vaso de compressão (2) através da válvula aberta (12), a linha de baixa pressão (8), a bomba hidráulica (5), a linha de alta pressão (7), a válvula eletromagnética aberta (9), e do gargalo inferior do vaso de compressão (1), para dentro do vaso de compressão (1), a partir do qual o gás (29) é deslocado através do canal de gás de entrada (39), a folga entre o elemento de fechamento móvel (44) e as paredes do canal de gás de saída (39) do dis- positivo de fechamento (3) (figura 4), da válvula de um sentido (17) e da tubulação de saída (21) para dentro do vaso de armazenamento (31). Este processo é acompanhado pelo enchimento de um volume desocupado do vaso de compressão (2) com o gás vindo da tubulação de gás de baixa pressão (28) através da válvula eletromagnética aberta (35). Uma vez que o fluido de trabalho (30) atingiu a borda inferior do elemento de fechamento móvel (44), o dito elemento é deslocado para cima a partir de sua posição inferior e fecha por sua parte afunilada o assento (46) da válvula no encaixe (47). Ao mesmo tempo, a inserção magnética (45) deixa a área do sensor de nível de fluido (4) do vaso de compressão (1), que envia um sinal para o dispositivo de controle eletrônico (25) para mudar o fluxo hidráulico para um modo inverso, em que as válvulas eletromagnéticas (9) e (12) são fechadas, e as válvulas (10) e (11) são abertas e o fluido de trabalho do vaso de compressão completamente cheio (1) começa a encher o vaso de compressão (2). O processo de deslocamento do gás do vaso de compressão (2) e do enchimento do vaso de compressão (1) é similar ao processo descrito acima. A repetição de ciclos de deslocamento-enchimento de gás e bombea-mento de fluido resulta em aumento gradual de pressão de gás na tubulação de saída (21) (enchendo o vaso de armazenamento (31)). A pressão na tubulação de saída (21) é monitorada por meio do manômetro de contato elétrico (24). Uma vez que a pressão alvo na tubulação de saída (21) foi atingida, o manômetro (24) envia um sinal para a unidade de controle eletrônico (25), e então, em resposta ao sensor de nível de fluido (4) do vaso de compressão (2) cheio de fluido de trabalho, a unidade de controle eletrônico (25) emite um comando para parar a operação do dispositivo de enchimento de gás - na condição inicial preparada para começar o enchimento do tanque de combustível do veículo (22). A transferência de gás comprimido armazenado do vaso de armazenamento (31) para o tanque de combustível do veículo (22) (o segundo estágio do processo) é realizada na conexão do tanque de combustível do veículo (22) através do conector (23) para o vaso de armazenamento (31) ativando um programa de enchimento na unidade de controle eletrônico (25), em que a válvula eletromagnética do conector (23) que conecta a tubulação de saída (21) no tanque de combustível do veículo (22) é aberta com a partida simultânea do acionamento elétrico (6) da bomba hidráulica (5) e a regulagem das válvulas eletromagnéticas para a posição que fornece transferência de fluido de trabalho (30) do vaso de compressão (2) para o vaso de armazenamento (31), que resulta em que o gás do vaso de armazenamento (31) é completamente forçado para dentro do tanque de combustível do veículo (22) até a resposta do sensor de nível de fluido (4) do vaso de armazenamento (31) sinalizando o enchimento completo do vaso. No momento da resposta do sensor do nível de fluido (4) do vaso de armazenamento (31), o sistema hidráulico é comutado para um modo inverso, em que o fluido de trabalho do vaso de armazenamento (31) é retornado para dentro do vaso de compressão (2). O volume do vaso de armazenamento (31) desocupado do fluido de trabalho é então enchido com gás de expansão, que está presente sob alta pressão no tubo de drenagem (32). O sistema comuta para a condição inicial preparada para enchimento posterior do vaso de armazenamento (31). No caso em que o tanque de combustível do veículo (22) foi completamente enchido até a pressão de trabalho de 20 MPa (200 bar), e algum gás não-deslocado é deixado no vaso de armazenamento (31), o manômetro de contato elétrico (24) envia um sinal para a unidade de controle eletrônico (25), a partir da qual um sinal para fechar a válvula eletromagnética no conector (23) é enviado. O enchimento do vaso de armazenamento (31) com o fluido de trabalho (30) continua, mas o gás entra através do tubo de drenagem (32) e através da válvula de desvio (33) aberta pela pressão do gás, não no tanque de combustível do veículo (22), mas no vaso de compressão (2) até o momento de enchimento completo do vaso de armazenamento (31) com o fluido de trabalho, de resposta do sensor de nível de fluido (4) e expulsão completa do gás do vaso de armazenamento (31) para dentro do vaso de compressão (2). Na resposta do sensor de nível de fluido (4) sinalizando o enchimento completo do vaso de armazenamento (31), o sistema hidráulico, pelo sinal da unidade de controle eletrônico (25), é colocado na condição de retornar o fluido de trabalho do vaso de armazenamento (31) para o vaso de compressão (2), do qual o gás é forçado para dentro do vaso de armazenamento (31) através da tubulação de saída (21). O sistema é colocado na condição inicial preparada para começar o enchimento do vaso de armazenamento (31). A aplicação desta modalidade do dispositivo de enchimento de gás para a implementação do método da invenção, permite que o dispositivo seja preparado para abastecimento "rápido" de um veículo com gás altamente comprimido do vaso de armazenamento (31). A taxa de enchimento do tanque de combustível neste caso depende da distribuição da bomba hidráulica, e o dito enchimento pode ser realizado dentro de vários minutos necessários para o deslocamento completo do gás armazenado no vaso de armazenamento independente das relações de pressão do tanque de combustível e do vaso de armazenamento (31). O método da invenção, junto com as modalidades do dispositivo de enchimento de gás, permite o abastecimento autônomo (individual) de um veículo privado em um modo conveniente para o proprietário. A presente invenção assim fornece a possibilidade de abastecer veículos a partir de uma fonte de combustível gasoso de baixa pressão, por exemplo, gás natural residencial ou biometano, por meio de uma unidade de enchimento de gás, a construção da qual é baseada no uso de componentes de produção em massa sem o uso de elementos de precisão dispendiosos.
REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1. Método para comprimir um combustível gasoso para abastecer um veículo (22) por suprimento de gás alternativo em dois vasos de compressão dispostos verticalmente (1,2), cada um dos quais tendo um gargalo na parte superior do mesmo, com compressão adicional de gás (29) e forçando-o para fora para o tanque de combustível (22) do veículo por alternadamente preenchimento dos vasos de compressão (1,2) com o fluido de trabalho (30) sob pressão de cada ciclo de gás (29) forçado para fora do vaso de compressão correspondente sendo realizado transferindo diretamente o fluido de trabalho (30) de um dos vasos de compressão (1, 2) para o outro vaso de compressão (1, 2), até que o fluido de trabalho (30) preencha completamente o outro vaso de compressão (1, 2). caracterizado pelo fato de que a referida transferência do fluido de trabalho (30) é realizada até que o fluxo atinja a borda inferior de um elemento de fechamento móvel (44) de um dispositivo de fechamento (3) montado no referido gargalo superior do vaso de compressão (1,2), e desloca o dito elemento de fechamento móvel (44) em um canal de gás de saída (39) do dito dispositivo de fechamento (3) para cima a partir da sua posição inferior, fechando assim o assento (46) de uma válvula da tubulação de saída (21) para bombear o gás (29) para o tanque de combustível do veículo (22) com uma porção afunilada do dito elemento de fechamento móvel (44) antes do dito fluido de trabalho (30) alcance o dito assento (46) da válvula da dita tubulação de saída (21) para bombear o gás (29) no tanque de combustível do veículo (22), o dito movimento ascendente do elemento de fechamento móvel (44) que ativando um sensor de nível de fluido (4) colocado no lado externo do corpo (42) do dispositivo de fechamento (3), que gera um sinal para que uma unidade de controle para mudar a direção de bombeamento do fluido de trabalho (30) para o modo de reversão para um ciclo similar novo de bombeamento do fluido de trabalho (30) a partir do vaso de compressão (1, 2) que é completamente preenchido para o outro vaso de compressão (1, 2) que é preenchido com gás (29) e fluido de trabalho (30), onde a quantidade do dito fluido de trabalho (30) é suficiente para a compensação da possível diferença de volumes internos de vasos de compressão (1,2).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás (29) dos vasos de compressão (1, 2) é forçado para dentro de um vaso de armazenamento (31), para fora do qual o gás armazenando (29) durante o abastecimento do veículo (22) é completamente forçado para fora do dito vaso de armazenamento (31) em seu tanque de combustível até que o vaso de armazenamento (31) esteja completamente cheio com fluido de trabalho no caso quando o tanque de combustível do veículo (22) está completamente preenchido até a pressão de trabalho, e algum gás não deslocado (29) é deixado no vaso de armazenamento (31), o enchimento do vaso de armazenamento (31) com o fluido de trabalho (30) continua mas o gás (29), através de um tubo de drenagem (32) e através de uma válvula de desvio (33) aberta por gás de pressão, deixa de entrar no tanque de combustível do veículo (22), mas sim no vaso de compressão (1,2) até o momento de enchimento total do vaso de armazenamento (31) com resposta de fluidos de trabalho do sensor de nível de fluido (4) e forçando totalmente o gás (29) para fora do vaso de armazenamento (31) no vaso de compressão (1,2) .
3. Dispositivo de enchimento de gás para abastecer um veículo com um combustível gasoso que compreende dois vasos de compressão (1,2) ligados por meio de válvulas unidirecionais (16, 17, 18, 19) a uma tubulação de entrada (20) para fornecimento de gás e uma tubulação de saída (21) para bombear o gás (29) para dentro do tanque de combustível do veículo (22) e comunicando-se entre si através de uma linha hidráulica de alta pressão (7) e uma linha hidráulica de baixa pressão (8), uma bomba hidráulica (5) configurada para bombear o fluido de trabalho (30) alternada-mente de um vaso de compressão (1, 2) para o outro vaso de compressão (1, 2) e uma unidade de controlo elétrica (25), as ditas tubulações hidráulicas (7,8) estando conectadas à dita bomba hidráulica (5), a dita tubulação de saída (21) para bombear o gás (29) no tanque de combustível do veículo (22) sendo provida de um conector de combustível de veículo (23), caracterizado pelo fato de que cada vaso de compres- são (1,2) está provido de um dispositivo de fechamento (3) integrado com um sensor de nível de fluido (4), sendo este último colocado no lado externo do corpo (42) do dito dispositivo de fechamento (3), o referido corpo (42) do dispositivo de fechamento (3) sendo feito de material não magnético, o referido dispositivo de fechamento (3) sendo montado no gargalo de cada vaso de compressão (1,2), o dispositivo de fechamento (3) tendo um elemento de fechamento móvel (44) que tem uma porção superior afunilada e o referido elemento de fechamento móvel (44) é colocado em um canal de gás de saída (39) do dispositivo de fechamento (3) com uma folga (43) entre ele e as paredes do canal de gás de saída (39), o dito elemento de fechamento móvel (44) sendo capaz de permanecer em uma posição inferior quando o gás (29) flui através da folga (43) e para mover para cima no canal de gás de saída (39) pela ação do fluxo de fluido de trabalho (30) e para fechar o canal de saída de gás (39), o dito elemento de fechamento móvel (44) tem um inserto magnético (45), o dito sensor de nível de fluido (4) e o dito inserto magnético (45) estando localizados no mesmo nível na dita posição inferior do dito elemento de fechamento móvel (44), e o dito inserto magnético (45) sendo localizado fora da área do sensor de nível de fluido (4) nas posições superiores do dito elemento de fechamento móvel (44).
4. Dispositivo de gás de enchimento de acordo com as reivindicações 3, caracterizado pelo fato do dispositivo de enchimento de gás é proporcionado com um vaso de armazenamento (31) conectado à tubulação de gás (21) e tubulações hidráulicas (7,8) dos vasos de compressão (1, 2) e tem um dispositivo de fechamento (3) montado no gargalo do referido vaso de armazenamento (31) da mesma maneira que os dispositivos de fechamento (3) dos vaso de compressão (1 , 2), o dito dispositivo de fechamento (3) sendo conectado por um tubo de drenagem (32) e uma válvula de desvio (33) para o dispositivo de fechamento (3) de um dos vasos de compressão (1, 2) para drenar o gás do referido vaso de armazenamento (31) para o vaso de compressão (1 ou 2) no caso em que o tanque de combustível do veículo (22) está cheio, mas ainda existir algum gás (29) no vaso de armazenamento (31) a fim de forçar completamente o gás (29) para fora do refe- rido vaso de armazenamento (31) por meio de enchimento completo do referido vaso de armazenamento (31) com o fluido de trabalho (30) até a ativação do sensor de nível de fluido (4) do dispositivo de fechamento (3).
5. Dispositivo de enchimento de gás de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que ambos os vasos de compressão (1,2) e o vaso de armazenamento (31) são feitos com dois gargalos, superior e inferior, estando os gargalos superiores ligados às tubulações de gás (20,21) e os gargalos inferiores conectados à tubulação hidráulica (7,8).
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