CN1067016A - 对用于燃料填充装置的蒸汽回收系统的改进 - Google Patents

Abstract

用于燃料填充装置的蒸汽回收系统，在这里，从 可变速度正压移动泵(variable speed positive dis- placement pump)而来的排卸管(discharge pipe)的 浸入端被连到一个封闭管道中(closed pipe)，该封闭 管道沿所说地下罐的底部沿伸且具有多孔性以便从 被回收的空气-蒸汽混合物中产生很微小的汽泡，地 下罐的排气管道(vent pipc)具有大的模截面积且在 其内部带有一挡板(baffle)；本文也提供特殊的实施 例。

Description

本发明涉及对用于燃料填充装置的蒸气（挥发气体）回收系统的改进，这个回收系统通过在地下罐（Underground  tank）及排气管道（vent  pipe）中取得对吸入（indrawn）蒸气的更有效且更快地再冷凝以及在所说排气管中取得空气-蒸气混合物的物质递减密度分离（substantial  decreasing-density  separation），使得可以对所有出现在要被填充的机动车燃料箱中的蒸气进行有效的完全的回收，而不会出现爆炸或对地下罐进行所不希望的加压的危险且不使用另外的蒸气再冷凝或分离装置。

更具体地说，本发明涉及对先前由本申请者在1991年8月13日提出的美国专利第5，038，838号的蒸气回收系统的改进。

在所说的申请中，蒸气的回收是通过使用输送枪（delivery  gun），与一可变速正压移动泵（variable  speed  positive  displarement  pump）对正出现的蒸气-空气混合物进行的有控制吸入一起来获得的，输送枪不带有对要被填充的机动车燃料箱的填料管实行封闭的组件，泵的速度依照被输送燃料的体积流率来连续调节的，以便吸入与被输送的燃料的体积量加上可能的空气增量的体积量相等的空气-蒸气混合物体积量，空气增量依赖于地下罐与要填充的机动车燃料箱的温度，泵的排卸管道（discharge  pipe）沿伸到地下罐的底部结果，在所说罐中通过燃料的空气-蒸气混合物发泡产生了混合物温度;因而混合物气泡体积迅速调整到罐自身的温度。此外，一个昂贵的再冷凝装置用于在地趔下罐圆顶结构（dome）里的蒸气增量，这个蒸气增量出现在回收蒸气的温度低于地下罐的时候，它发生在比如冬季。

由于这个已知装置连续地使混合物流率适应了被输送的燃料的体积流率以及改成所说罐的温度，所以它使得可以进行空气-蒸气混合物的有效的开放系统（open-system）的回收。然而由于一定的“香槟酒（champaghe）”效应，不可能回收在机动车燃料箱中产生的蒸气增量，这在目前的回收体系中一直没有被考虑，这个蒸气增量是由不可避免的被输送燃料对填料管（filler  pipe）及燃料箱的强烈冲击以及燃料与燃料箱中包含的残存燃料的混合决定的，这导致了大量的微小汽泡或泡沫，这些汽泡由于增加了热传递区域导致了增加的蒸发。这个蒸气增量主要依赖于燃料成分及温度，依赖于其输送速率。

实验表明，所说汽泡或泡沫引起蒸发增量，蒸气的产生可以比所输送燃料的体积多40%。

在这方面，在使用所述方法来调节的系统中，这个蒸气增量不能通过输送枪来吸入结果它经过填料管逃到大气中，而如果用适当的增加正压移动泵的容量来回收蒸气增量，将会有不可避免的蒸气通过地下罐排气口进入大气的损失。

本发明的目标是通过燃料填充装置提供蒸气回收系统来避免所说的缺陷，这个系统总是提供输送枪对所有蒸气的完全吸入，甚至在由“香槟酒（champagne）”效应的影响所出现的最大蒸气增量时，也是如此。

这个目标实际上是在可以由温度矫正的有效输送流率的范围外通过增加可变速正压移动泵的输送率，通过与最大可能的“香槟酒（champagne）”效应相等的另一个空气-蒸气混合物吸入率来获得的。为了防止这个连续的较大的泵吸入给地下罐加压或产生蒸气向大气的排卸，当蒸气从所说地下罐的底部发泡时，蒸气再冷凝必须加到最大。为此目的，从可变速率正压移动泵而来的排卸管的端尾连到一个沿所说地下罐的底部沿伸并具有多孔性以便产生极小汽泡的封闭管上，排卸管的这个尾端到达燃料填充装置的地下罐。

在这种方式中，通过所说封闭管的多孔性而发泡的微小汽泡的高面积体积比率和由此在汽泡中的蒸汽与地下罐中的液体燃料之间的高的热传输面积确保了有效的旦可靠的蒸气再冷凝，这个再冷凝进一步由于较长的时间而容易进行，这段时间汽泡由于其向上运动的速率被降低所以保持在液体燃料中。

这样一种装置较好地适应于回收甚至很大量的蒸汽增量，这个蒸汽增量是由“香槟酒（champagne）”效应产生的，但是这种装置不能解决任何超过在地下罐中处于平衡态时应有量的空气这个问题，这个空气增量发生在比如处于特殊温度条件下象输送的燃料温度低于燃料填充装置设定的温度。

为了解决这后一个问题，改进装置中的排气管道，使得在管中除了空气-蒸气混合物中的蒸气再冷凝以外，所说混合物在递减密度条件下也被分离，这个管的最上部只会有空气，如果地下罐接受所说混合物增量的话，这个空气然后排卸到大气中，所以使得可以进一步省去蒸汽再冷凝或省去分离装置。所说递减密度分离实际上是通过使所说排气管的几何形状最优化来取得的以便在所有操作条件包括最不利的条件下取得空气-蒸汽混合物的慢的流动和/或层流。这些是通过减少所有二种混合物速度来取得的，混合物速度是通过相应增加管道横截面积以及被称做管液压直径来降低的，而管液压直径是通过将适当的挡板提供到排气管的内部来增加的。

为了在外部温度低于排气管内温度因而低于混合物温度的情况下易于使排气管中的混合物冷凝，排气管的外部带有散热片（heat  dispersion  fins）。

因而，用于燃料填充装置的蒸汽回收系统，包括用于将空气-蒸汽混合物从输送枪经电动可变速正压移动泵返回装置的地下罐，该输送枪插入机动车燃料箱的填料管，该泵的排卸管的末端沿伸至所说地下罐的底部，蒸汽回收系统进一步包括用于所说地下罐的排气管，这个蒸汽回收系统的特征根据本发明在于所说正压移动泵的速度被增加直到它可以吸入出现在所说填料管的任何蒸汽增量的全部，所说排卸管的末端连到一封闭管上，该封闭管沿所说地下罐的底部伸展且具有多孔性以便产生许多微小汽泡，所说排气管形成有大的横截面积并在其内部有挡板。

根据本发明的最佳实施例，被连到所说正压移动泵排卸管末端的所说封闭管，它沿所说地下罐的底部伸展并具有多孔性以便产生微小汽泡，这个封闭管由在其表面带有孔洞，并被很密集编织的金属或塑料网或纤维复盖的封闭管道组成，它可以带有进一步的宽网格纤维（wide-mesh  fabric），这个被插入的宽网格纤维使得空气-蒸汽混合物分布在所说密集编织的复盖网或纤维的全部表面上，可以通过一系列沿管安置的铅套筒（lead  sleeves）使所说封闭管加重（weighted）来防止封闭管浮动。

此外，为了可以容易地将所说封闭管插入所说地下罐而不必修改或抽空该罐，根据本发明的另一个最佳实施例，所说封闭管是由韧性材料制成的。

本发明将参照附图仅以举例的方式在这之后进一步来被阐述，附图示出了一个最佳实施例，在不偏离本发明范围的情况下可以对其进行技术或结构上的修改。

图1是使用本发明的被改进的蒸汽回收系统的燃料填充装置的剖面示意图;

图2沿图1AA线的截面图;

图3是沿图1BB线的截面图;

在这些图中，参数1代表燃料填充装置的吸柱（pumping  column），2代表所说装置的地下罐，罐的燃料3通过一个泵被吸入馈给管4，燃料3通过带有一输送枪6的输送管道5被传输。所说输送枪6也带有一个用于吸入的第二刚性运送通道7且由此从要被填充的机动车燃料箱的填料管（在图中未示出）中回收空气-蒸汽混合物，所说通道通过一消焰器（flame  trap）8连到返回管道9，返回管在可变速度正压移动泵10的作用下经一过滤元件（filter  car-tridge12）、单向阀13、另一个消焰器14及排卸管道15，运送这些混合物到地下罐2的底部，正压移动泵10由发动机11来驱动。所说排卸管15的浸入端15′连到一封闭的且可以是韧性的管16上，这个管16沿地下罐2的底部沿伸并具有多孔性以便产生极小的回收空气-蒸汽混合物的汽泡17，这些汽泡跑向罐2的圆顶18。

所说封闭管16由一封闭管道19构成，管道19在其表面带有孔，20并通过一层宽网格纤维22。被非常密集偏织的金属或塑料网21所复盖，重套筒系列23比如是铅套筒将韧性管16维持在罐2的底部。

最后，所说圆顶18经连接管24连到排气管25上，排气管形成有大的横截面积，其直径为通常所用排气管横截面积数量级的2-3倍，且排气管在其内部带有挡板26，在其外表面带有散热片27。

Claims (8)

1、用于燃料填充装置的蒸汽回收系统，它包括一个管道，该管道用于将空气-蒸汽混合物从输送枪经电动可变速正压移动泵返回装置的地下罐，输送枪插入要填充的机动车填充管，泵的排卸管的端部沿伸到所说地下罐的底部，蒸汽回收系统进一步包括用于所说地下罐的排气管，该系统其特征在于增加所说正压移动泵的速度直到它可以吸入出现在所说填料管的任何蒸汽增量的全部，所说排卸管的端部连到封闭管，该封闭管沿所说地下罐的底部沿伸且具有多孔性以便产生微小汽泡，所说排气管形成有大的横截面积并在其内部带有挡板。

2、如权利要求1所要求的蒸汽回收系统，其特征在于所说排气管在其外部带有散热片。

3、如权利要求1所要求的蒸汽回收系统，其特征在于被连到所说正压移动泵排卸管端部并沿所说地下罐的底部沿伸而且带有多孔性以便产生微小汽泡的所说封闭管由一封闭管道构成，封闭管道在其表面带有孔沿洞且被很密集编织的网所复盖，在它们之间可以插入大网格纤维（物）。

4、如权利要求1所要求的蒸汽回收系统，其特征在于被连到所说正压移动泵排卸管的端部且沿所说地下罐的底部沿伸并具有多孔性以便产生微小汽泡的所说封闭管由一封闭管道构成，这个封闭管在其表面带有孔洞且被非常密集编织的纤维所复盖。在它们之间可以插入另一个宽网格纤维（物）。

5、如权利要求3要求的蒸汽回收系统，其特征在于所说非常密集编织网是金属制成的。

6、如权利要求3所要求的蒸汽回收系统，其特征在于所说非常密集编织的网是塑料材料的。

7、如前述权利要求中任何一个所要求的蒸汽回收系统，其特征在于所说封闭管沿其长度带有一系列重物。

8、如前述权利要求中任何一个所要求的蒸汽回收系统，其特征在于所说封闭管是由韧性材料构成的。

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