PL221285B1

PL221285B1 - Gas pressure regulator

Info

Publication number: PL221285B1
Application number: PL404018A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Gortych; Wojciech Korczyński
Original assignee: Kędzierski Krzysztof Fht Exp Imp
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2016-03-31
Also published as: PL404018A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest reduktor ciśnienia gazu mający zastosowanie w gazowej instalacji samochodowej.The subject of the invention is a gas pressure reducer for use in an automotive gas installation.

Do zasilania silników spalinowych pojazdów samochodowych można stosować szereg paliw gazowych o różnych własnościach fizycznych i chemicznych, jednak najczęściej stosowane są następujące paliwa gazowe: mieszanina propanu i butanu, gaz ziemny. Gazy te przechowuje się jako skroplone lub sprężone. Gaz skroplony, obecnie najczęściej spotykany jako paliwo silnikowe, jest mieszaniną propanu i butanu. W literaturze zagranicznej szeroko stosuje się dla niego oznaczenie LPG, będące skrótem angielskiej nazwy Liquified Petroleum Gas. W przypadku gazu sprężonego - głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan, który jest przechowywany w butlach, pod ciśnieniem około 20 MPa (200 atm). Dla tej formy stosowane jest oznaczenie CNG, będące skrótem angielskiej nazwy Compressed Natural Gas.A number of gaseous fuels with different physical and chemical properties can be used to power internal combustion engines of motor vehicles, but the most commonly used gaseous fuels are: a mixture of propane and butane, natural gas. These gases are stored either liquefied or compressed. Liquefied gas, most commonly found today as motor fuel, is a mixture of propane and butane. In foreign literature, the term LPG is widely used for it, which is an abbreviation of the English name Liquified Petroleum Gas. In the case of compressed gas, the main component of natural gas is methane, which is stored in cylinders at a pressure of about 20 MPa (200 atm). CNG is used for this form, short for Compressed Natural Gas.

W przypadku instalacji gazowej CNG, sprężony gaz ziemny jest magazynowany w butli pod ciśnieniem 20 MPa. Butla ta w kształcie cylindra, lub zespół składający się z kilku butli montowany jest w tylnej części samochodu, najczęściej w bagażniku. Butla jest wyposażona w osprzęt, który może być zabudowany w jednym urządzeniu nazywanym wielozaworem, lub każdy z elementów osprzętu może występować oddzielnie. Gaz po otwarciu zaworu odcinającego, przepływa przewodem wysokociśnieniowym do zaworu odcinającego sterowanego elektrycznie. Zawór ten jest zamknięty, gdy silnik nie pracuje, lub, gdy jest zasilany benzyną. Po jego otwarciu gaz przepływa przewodem wysokociśnieniowym do reduktora ciśnienia gazu. W urządzeniu tym następuje obniżenie ciśnienia gazu do wartości zbliżonej do ciśnienia atmosferycznego, w przypadku instalacji tradycyjnej, lub około 0,2 MPa w przypadku instalacji wtrysku paliwa gazowego. Reduktor jest ogrzewany płynem doprowadzonym przewodami elastycznymi z układu chłodzenia silnika. Gaz o zredukowanej wartości ciśnienia jest zasysany poprzez mieszalnik do układu dolotowego silnika, w przypadku instalacji tradycyjnej natomiast w systemach zasilania wtryskowego wtryskiwany w pobliżu kanałów dolotowych głowicy za pomocą wtryskiwaczy elektromagnetycznych.In the case of a CNG gas installation, compressed natural gas is stored in a cylinder at a pressure of 20 MPa. This cylinder-shaped cylinder, or a set consisting of several cylinders, is installed in the rear part of the car, usually in the trunk. The cylinder is equipped with accessories that can be built into one device called a multivalve, or each of the accessories can be separate. After opening the shut-off valve, the gas flows through the high-pressure pipe to the electrically operated shut-off valve. This valve is closed when the engine is not running or when running on petrol. Once opened, the gas flows through the high-pressure pipe to the gas pressure reducer. In this device, the gas pressure is reduced to a value close to atmospheric pressure, in the case of a traditional installation, or to about 0.2 MPa in the case of a gas fuel injection installation. The reducer is heated by the fluid led through flexible conduits from the engine cooling system. Gas with a reduced pressure value is sucked through a mixer to the engine intake system, while in the case of traditional installations, it is injected near the head inlet channels by means of electromagnetic injectors.

Znane są powszechnie reduktory ciśnienia gazu dla sprężonego gazu CNG, zawierające co najmniej jeden stopień regulacji, ustanowiony przez komorę, podzieloną przez pierwszą membranę na dwie komory, przy czym jedna z komór jest utrzymywana w odnośnym ciśnieniu, zaś druga ma ciśnienie zależne od ciśnienia gazu w rurze wylotowej, otwór zamknięty za pomocą membrany zintegrowanej z pokrywą, usytuowaną pomiędzy wspomnianą komorą o odnośnym ciśnieniu oraz rurą wylotową, komorę wlotu gazu z otworem, który jest skierowany do rury wylotowej w kierunku pokrywy, która jest ruchoma i otwiera i zamyka przejście pomiędzy wlotem komory i rurą wylotową oraz elementy integralne z pierwszą membraną, które działają na pokrywę odsłaniając i nachodząc na otwór komory wlotowej gazu. Wprowadzony jest dodatkowy stopień regulacji, ustanowiony przez komorę podzieloną przez membranę na dwie komory, z których jedna jest utrzymywana na poziomie odnośnego ciśnienia, podczas gdy druga komora jest utrzymywana pod ciśnieniem wlotu gazu zredukowanego w komorze, elementy regulacyjne przeznaczone do działania na membranę w celu regulacji ciśnienia wlotu redukowanego w komorze wlotu gazu i zawór przeznaczony do zamykania rury wlotowej oraz elementy które są umieszczone w komorze w kontakcie z obszarem, w pobliżu otworu wylotowego komory wejściowej gazu.Gas pressure regulators for compressed CNG gas are commonly known which comprise at least one control stage established by a chamber divided by a first diaphragm into two chambers, one of the chambers being held at a given pressure and the other having a pressure dependent on the gas pressure in an outlet pipe, an opening closed by a diaphragm integrated with a cover, situated between said chamber with a relevant pressure and an outlet pipe, a gas inlet chamber with an opening that is directed towards the outlet pipe towards the cover that is movable and opens and closes the passage between the inlet of the chamber and an outlet pipe; and elements integral with the first diaphragm that act on the cover to expose and overlap the opening of the gas inlet chamber. An additional degree of regulation is introduced, established by a chamber divided by the diaphragm into two chambers, one of which is held at a relevant pressure while the other chamber is held under the pressure of the reduced gas inlet in the chamber, adjusting means designed to act on the diaphragm to regulate inlet-reduced pressure in the gas inlet chamber, and a valve intended to close the inlet pipe; and elements that are positioned in the chamber in contact with the area proximate the outlet of the gas inlet chamber.

Z opisu wynalazku, nr zgłoszenia 393248 znany jest reduktor ciśnienia gazu, zwłaszcza do systemów zasilania silników spalinowych składający się z dwóch części górnej i dolnej połączonych ze sobą wzdłuż osi pionowej. Obudowa górna tego rozwiązania składa się z komory wysokiego ciśnienia usytuowanej nad membraną, a obudowa dolna z króćcem dolotowym posiada komorę wysokiego ciśnienia usytuowaną pod membraną oraz komorę zredukowanego ciśnienia, przy czym komora wysokiego ciśnienia i komora zredukowanego ciśnienia połączone są ze sobą za pomocą dyszy głównej. W obudowie dolnej w jej części dolnej znajduje się króciec wylotowy z gwintem zewnętrznym. W części środkowej membrany zamocowany jest trzpień ze sprężyną sterujący dyszą główną z elementem uszczelniającym. Komory wysokiego ciśnienia połączone są ze sobą kanałem.From the description of the invention, application no. 393248, a gas pressure reducer is known, in particular for fuel supply systems for internal combustion engines, consisting of two upper and lower parts connected to each other along a vertical axis. The upper housing of this solution consists of a high pressure chamber located above the diaphragm, and the lower housing with inlet port has a high pressure chamber located under the diaphragm and a reduced pressure chamber, the high pressure chamber and the reduced pressure chamber are connected to each other by the main nozzle. In the lower casing, in its lower part, there is an outlet stub with external thread. In the central part of the diaphragm there is a pin with a spring which controls the main nozzle with a sealing element. The high pressure chambers are connected to each other by a channel.

Z opisu wzoru użytkowego nr 62912 znany jest zintegrowany jednostopniowy reduktor ciśnienia i parownik gazu LPG dla samochodowych instalacji paliwowych zasilanych gazem płynnym.From the description of utility model No. 62912, an integrated single-stage pressure reducer and LPG gas evaporator for LPG automotive fuel systems is known.

Z opisu wzoru użytkowego nr 62913 znany jest zintegrowany reduktor ciśnienia i parownik gazu LPG dla samochodowych instalacji paliwowych zasilanych gazem płynnym.From the description of the utility model No. 62913, an integrated pressure reducer and LPG gas evaporator for LPG automotive fuel systems are known.

PL 221 285 B1PL 221 285 B1

W znanych rozwiązaniach reduktor ciśnienia gazu obniża ciśnienie gazu oraz stabilizuje gaz w całym zakresie obciążeń silnika. W znanych rozwiązaniach reduktor ciśnienia gazu wyposażony w elektrozawór odcinający dopływ gazu do silnika, gdy silnik nie pracuje lub zasilany jest benzyną.In the known solutions, the gas pressure reducer lowers the gas pressure and stabilizes the gas in the entire range of engine loads. In the known solutions, the gas pressure reducer is equipped with an electrovalve that cuts off the gas supply to the engine when the engine is not running or when it is fueled with petrol.

W znanych rozwiązaniach występują zawirowania strugi gazu, co prowadzi w efekcie do osłabienia wydajności ciśnieniowo-przepływowej reduktora ciśnienia gazu.In the known solutions, the gas stream swirls, which leads to a weakening of the pressure-flow efficiency of the gas pressure reducer.

Celem wynalazku było skonstruowanie reduktora ciśnienia gazu, który zapewni zwiększenie końcowego wydatku ciśnieniowo-przepływowego poprzez ulepszenie i zoptymalizowanie trajektorii przepływu gazu przez reduktor. Zastosowanie wynalazku pozwala także na zmniejszenie gabarytów reduktora.The aim of the invention was to construct a gas pressure reducer that would increase the final pressure-flow rate by improving and optimizing the gas flow trajectory through the reducer. The use of the invention also allows the reducer dimensions to be reduced.

Reduktor ciśnienia gazu według wynalazku składający się z komory wysokiego ciśnienia połączonej za pośrednictwem dyszy z komorą zredukowanego ciśnienia, umiejscowionej w komorze wysokiego ciśnienia membrany, króćca wylotowego, elementów rurowych wlotowych, charakteryzuje się tym, że równolegle do płaszczyzny dna komory wysokiego ciśnienia umiejscowiona jest użebrowana płytka.The gas pressure reducer according to the invention, consisting of a high pressure chamber connected via a nozzle with a reduced pressure chamber, located in the high pressure chamber of the diaphragm, outlet port, inlet pipe elements, characterized in that a ribbed plate is located parallel to the plane of the bottom of the high pressure chamber .

Zastosowanie użebrowanej płytki w reduktorze ciśnienia gazu powoduje niewystępowanie zawirowań strugi gazu w jego przepływie z komory wysokiego ciśnienia do komory zredukowanego ciśnienia.The use of a ribbed plate in the gas pressure reducer causes no turbulence in the gas stream in its flow from the high pressure chamber to the reduced pressure chamber.

Reduktor ciśnienia gazu jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia komorę wysokiego ciśnienia oraz komorę zredukowanego ciśnienia w ujęciu poglądowym, fig. 2 przedstawia przekrój podłużny samej komory wysokiego ciśnienia, fig. 3 przedstawia użebrowaną płytkę w ujęciu poglądowym.The gas pressure reducer is shown in the embodiment in the drawings, in which Fig. 1 shows the high pressure chamber and the reduced pressure chamber in an illustrative view, Fig. 2 shows a longitudinal section of the high pressure chamber itself, Fig. 3 shows a ribbed plate in an illustrative view.

W pokazanym przykładzie wykonania reduktor ciśnienia gazu składa się z komory wysokiego ciśnienia 1, która połączona jest komorą zredukowanego ciśnienia 3 za pośrednictwem dyszy 2. Elementem doprowadzającym gaz do komory wysokiego ciśnienia 1 są elementy rurowe wlotowe 6. W komorze zredukowanego ciśnienia 3 umiejscowiony jest króciec wylotowy 5, który wyprowadza gaz poza reduktor. W komorze wysokiego ciśnienia 1 znajduje się membrana 4, a równolegle do płaszczyzny dna 7 umiejscowiona jest użebrowana płytka 8.In the shown embodiment, the gas pressure reducer consists of a high pressure chamber 1, which is connected to the reduced pressure chamber 3 via a nozzle 2. The gas supply element to the high pressure chamber 1 are inlet pipe elements 6. In the reduced pressure chamber 3 there is an outlet port. 5, which leads the gas out of the regulator. In the high pressure chamber 1 there is a diaphragm 4, and parallel to the plane of the bottom 7 there is a ribbed plate 8.

Reduktor ciśnienia gazu znajdzie swoje zastosowanie w samochodowej instalacji gazowej typu CNG w silnikach o mocy maksymalnej do 400 KW, w tym również w samochodach ciężarowych, autobusach, samochodach z silnikiem Diesla oraz silnikach z turbodoładowaniem.The gas pressure reducer will find its application in a car CNG gas installation in engines with a maximum power of 400 KW, including trucks, buses, cars with a diesel engine and turbocharged engines.

Claims

Patent claim

A pressure reducer consisting of a high pressure chamber (1) connected via a nozzle (2) with a reduced pressure chamber (3), located in the high pressure chamber of the diaphragm (4), outlet stub (5), inlet pipe elements (6), characterized by in that a ribbed plate (8) is located parallel to the plane of the bottom (7) of the high pressure chamber (1).