Пристрій для визначення та контролю палива в паливному резервуарі

Изобретение относится к способам и устройствам для контроля в баках и резервуарах тепловозов, автомобилей и может найти широкое применение в газовой, авиационной и други х отраслях промышленности. Известно устройство [1] для определения жидкости в замкнутом объеме. Остаток топлива (жидкости) определяют следующим образом: образцовый резервуар известного внутреннего объема заполнен под давлением рабочим агентом (газом). Образцовый резервуар соединен с контролируемым резервуаром при помощи трубопроводов известного внутреннего объема. После соединения измеряют объем газа в такой системе, но до наступления стабилизации давления в системе. Затем после стабилизации давления в системе повторно измеряют давление газа в ней. Далее определяют разность давлений, измеренных до и после стабилизации давления в системе, затем измеряют и вычисляют внутренний объем контролируемого резервуара, исходя из соотношений этих давлений. Основной недостаток конструкции состоит в том, что устройство не позволяет определить внутренний объем топливного бака тепловоза а пути следования, т.е. невозможно одновременно подавать топливо из топливного бака в дизель и замерять внутренний объем топливного бака. Повышение давления в топливном баке может вывести из строя дизель. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство [2], содержащее датчик давления, питающий двигатель, тормозную систему, компрессор для нагнетания рабочего агента в тормозную систему, клапан, регулятор постоянного массового расхода. Для измерения объема камеры используют датчик давления. Когда газ от регулятоpa давления поступает через клапан в контролируемую полость, датчик давления измеряет скорость увеличения давлений в этой камере. Если с помощью регулятора постоянного массового расхода газ, поток газа может поддерживаться постоянным, то дифференцируя и инвертируя выходной сигнал датчика давления получают значения контролируемого объекта. Однако указанное устройство не может найти применение при определении количества топлива в топливном баке по следующим причинам: при замере топлива в топливном баке тепловоза в пути следования нельзя останавливать дизель. Если же нагнетать воздух (рабочий агент) в топливный бак и одновременно из него подавать топливо в дизель, то можно привести работу дизеля к аварийному режиму и даже к его поломке. Кроме того, во время контроля топлива в топливном баке тепловоза из-за неровностей профиля пути, топливный бак может занять такое положение, когда "оголится" трубопровод, питающий дизель тепловоза, В этом случае поток газа или воздуха из регулятора давления будет направляться непосредственно в дизель тепловоза, что особенно опасно при движении состава на подъем. Сложность определения количества топлива в резервуаре (топливном баке) тепловоза заключается еще и атом/что в резервуаре установлены перегородки для смягчения гидравлических ударов, а также он подвергнут постоянной вибрации пути следования. Уровень топлива в топливных баках в настоящее время замеряют при помощи щупа. Стержень щупа имеет градацию от 100 до 3200 литров. В основу изобретения поставлена задача создать устройство для определения и контроля количества топлива в резервуаре тепловоза, в котором новое наличие элементов и связи между элементами позволило бы без остановки двигателя тепловоза и независимо от угла наклона резервуара к горизонтальной плоскости, повысить точность измерения. Задача решается тем, что в устройстве для определения и контроля топлива в топливном резервуаре, содержащем питающий двигатель, тормозную систему и компрессор для нагнетания рабочего агента в тормозную систему, согласно изобретению, последняя соединена основным трубопроводом с топливным резервуаром, устройство снабжено топливным баком, соединенным дополнительным трубопроводом с топливным резервуаром и установленным под ним, при этом дополнительный трубопровод снабжен запорным вентилем. Устройство поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлена система для определения количества топлива в резервуаре тепловоза; на фиг. 2 показано положение резервуара и дополнительного бака в тепловозе. Двигатель 1 связан с компрессором 2 с помощью вала 3. Компрессор 2 нагнетает воздух в тормозную магистраль 4, которая снабжена воздушными резервуарами 5, в которых поддерживается рабочее давление 7-9 кг/см 2 с помощью датчика давления 6. Датчик давления включает или выключает компрессор 2 при падении в тормозной магистрали 4 ниже допустимой величины или при повышении давления в тормозной магистрали 4 выше допустимой величины, от тормозной магистрали воздух по трубопроводу 7 подается в топливный резервуар 8. На трубопроводе 7 установлен запорный вентиль 9, который открывает или закрывает подачу воздуха в топливный резервуар 8 с помощью электродвигателя 10 и редуктора 11. На трубопроводе 7 также установлен регулятор постоянного массового расхода газа 12. На топливном резервуаре 8 установлен контрольный манометр 13, который трубопроводом 14 выведен на контрольный щиток управления 15. При достижении контрольного давления в топливном резервуаре 8 закрывается запорный вентиль 9 с помощью датчика давления 16. Показание датчика давления 16 выведено на сигнальное устройство 17, расположенное на щитке 15. Топливный резервуар 8 снабжен вентилем 18, который сравнивает воздух из топливного резервуара 8 после контроля топлива в нем. Ниже основного топливного резервуара 8 в вертикальной плоскости расположен дополнительный топливный бак 19, который последовательно соединен с основным топливным резервуаром 8 трубопроводом 20. На трубопроводе 20 установлен запорный вентиль 21, который открывает трубопровод 20 с помощью редуктора 22 и электродвигателя 23. Управление электродвигателем 23 осуществляется с п ульта управления 15 кнопкой "П". Подача топлива в двигатель 1 производится с помощью насоса 24. Для контроля времени доведения давления в топливном резервуаре 8 служит хронометр 25, соединенный с датчиком давления 16 и выведенный на щиток управления 15. Для соблюдения правил по безопасности работы топливный резервуар 8 снабжен предохранительным клапаном 26. Работает система следующим образом. В локомотивном депо им. С. М. Кирова Южной железной дороги были проведены контрольные испытания на шести тепловозах типа ТЭ10 при различных температурах окружающей среды. Последовательно основному топливному резервуару на каждом тепловозе установили дополнительный топливный бак, чтобы не останавливая работы дизеля тепловоза, при испытании и эксплуатации можно было оперативно определить количество топлива в основном резервуаре. В топливный резервуар 8 в лабораторных условиях нагнетали воздух из тормозной магистрали 4 по трубопроводу 7, для установления эталонного времени, открыв запорный вентиль 9 с помощью электродвигателя 10 и редуктора 11. Воздух нагнетали через регулятор расхода газа 12. В тормозной магистрали 4 постоянно поддерживалось давление 7-9 кг/см 2 с помощью компрессора 2 и датчика давления 6, установленного на одном из воздушных резервуаров 5. Предварительно, перед подачей воздуха в резервуар 8. перекрывается трубопровод 20 с помощью запорного вентиля 21. Устройство выполнено так, что пока не перекрыт трубопровод 20, нельзя открыть трубопровод 7. При разном количестве топлива в топливном резервуаре 8 доводили давление в нем до 5 кг/см 2, при этом фиксировали время достижения давления по хронометру 25, который связан с датчиком давления 16. После этого была составлена таблица количества топлива в резервуаре, в зависимости от времени доведения давления до эталонного. Во время проведения опыта, топливо в двигатель тепловоза подавалось из дополнительного бака 19, который заполнялся полностью за счет того, что он расположен ниже дна основного топливного резервуара 8. Машинисту для определения количества топлива в резервуаре в пути следования достаточно перекрыть запорный вентиль 21, открыть запорный вентиль 21, открыть запорный вентиль 9. довести давление в топливном резервуаре 8 до эталонного (в этот момент датчик давления 16, через редуктор 11 перекроет трубопровод 7, и одновременно датчик давления 16 отключит хронометр 25). Зная время достижения эталонного давления. машинист по таблице определяет количество топлива в резервуаре тепловоза. Затем нужно открыть вентиль 18 для стравливания воздуха из топливного резервуара 8. После того, как в топливном резервуаре 8 установится нормальное давление, датчик давления 16 откроет запорный вентиль 21с помощью электродвигателя 23 и редуктора 22, и топливо из топливного резервуара 8 по трубопроводу 20, через дополнительный бак 19 насосом 24 будет подаваться в двигатель 1. Работа датчика давления запрограммирована. Данная система позволяет в пути следования и на стоянках, не останавливая двигателя, определить количество топлива в баке с допустимой точностью.