Jak działają pompy gazowe

Twoje wakacje właśnie się rozpoczęły i jedziesz w góry, na plażę lub w inne miejsce, o którym marzyłeś od miesięcy. Jesteś gotowy do drogi, ale zanim będziesz mógł przejechać więcej niż kilka mil, musisz udać się do najbliższego zjazdu – już czas kupić benzynę. Ponieważ ceny benzyny są tak zmienne, jak w ostatnich latach, prawdopodobnie nie będzie to twoja ulubiona część podróży. Istnieje nawet szansa, że ​​szok naklejki na pompie może sprawić, że pominiesz wymyślną kolację tego wieczoru i zamiast tego zatrzymasz się na posiłek typu fast food. Niestety, w świecie, którego podstawowe środki transportu zależą od samochodów , pompowanie i kupowanie benzyny jest złem koniecznym – przynajmniej na razie.

Czy podczas tych wszystkich wycieczek do dystrybutora zastanawiałeś się kiedyś, skąd pochodzi gaz z dystrybutora na stacji paliw lub jak trafia z dystrybutora do baku Twojego samochodu? Proces nie jest trudny do zrozumienia, ale firmy gazowe zadały sobie wiele trudu, aby ukryć szczegóły. Pompowanie gazu może wydawać się prostą sprawą podniesienia pompy, wciśnięcia niektórych przycisków, a czasem przeciągnięcia karty kredytowej przez czytnik lub machnięcia różdżką kredytową w kierunku detektora. To, co dzieje się w samym dystrybutorze gazu, jest jednak nieco bardziej skomplikowane.

Znasz już ćwiczenie: przeciągnij kartę kredytową , powiedz dystrybutorowi, jakiego rodzaju gazu chcesz i zacznij pompować. Gdy Twój bak jest pełny, zapłać za paliwo, wskocz z powrotem na miejsce kierowcy i ruszaj na otwartą drogę. Ale ten prosty opis rodzi więcej pytań niż odpowiedzi. Jak gaz dostaje się do samochodu? Skąd pompa wie, kiedy przestać pompować? Jak miesza dokładnie taką mieszankę gazu, jakiej chce klient? A co się stanie, jeśli przypadkowo odjedziesz z pompą benzynową nadal podłączoną do samochodu? Czytaj dalej aby się dowiedzieć.

1. Zbiorniki do przechowywania benzyny
2. Zawór zwrotny
3. Miernik przepływu
4. Zawór mieszający
5. Automatyczne wyłączanie

Benzyna sprzedawana na stacjach paliw przechowywana jest pod ziemią w podziemnych zbiornikach . Każdy zawiera kilka tysięcy galonów gazu. Istnieją co najmniej dwa takie zbiorniki na stację, a każdy zbiornik zwykle zawiera inny rodzaj gazu. Posiadanie zbiorników gazu pod ziemią stanowi oczywisty problem: jeśli gaz musi dostać się do dystrybutora (i zbiornika gazu w samochodzie) znajdującego się nad ziemią, musi przeciwstawić się grawitacji, aby się tam dostać – jak wodospad płynący pod górę. Ale przeniesienie gazu z podziemnej kryjówki na poziom ulicy nie jest tak trudne, jak mogłoby się wydawać.

Większość stacji serwisowych wykonuje tę pracę za pomocą jednego z dwóch rodzajów pomp - pompy zanurzeniowej lub pompy ssącej:

Główną zaletą pompy głębinowej nad pompą ssącą jest to, że wirnik może przepychać wodę na większe odległości pionowe. Jednakże, ponieważ zbiorniki gazu na większości stacji paliw znajdują się zaledwie kilka stóp poniżej dystrybutora, pompa ssąca jest zwykle więcej niż wystarczająca do danego zadania. Ten proces to jednak coś więcej i omówimy go dalej na następnej stronie.

Dzięki

Specjalne podziękowania dla CR Newlina z Franklin Fueling i Mike'a Hardina z Dresser Wayne za ich nieocenioną pomoc przy tym artykule.

Trasa, jaką gaz pokonuje ze zbiorników do naziemnego dystrybutora nie jest strasznie skomplikowana, choć może wymagać kilku drobnych zwrotów akcji. Po zakończeniu pompowania i wyłączeniu silnika pompy gaz wewnątrz rury nie opada z powrotem do zbiornika. Zamiast tego jest utrzymywany wewnątrz rury przez zawór zwrotny . Zawór zwrotny, który znajduje się nad gazem w rurze, tworzy hermetyczne uszczelnienie nad płynem. Chociaż dno rury pozostaje otwarte, podciśnienie wytworzone przez zawór zwrotny utrzymuje gaz na miejscu. Jest to proces znany jako utrzymywanie liczby pierwszej .

Zastosowanie zaworu zwrotnego do utrzymywania gazu wewnątrz rury zapobiega niepotrzebnemu zużywaniu się pompy ssącej i zapewnia, że ​​zapas gazu pozostanie w rurze, dzięki czemu kolejny klient nie będzie musiał czekać na jego zassanie. daleko od zbiornika. To może nie wydawać się wielkim problemem, ale proces może potrwać od 10 do 15 sekund. W żadnym wypadku nie jest to bardzo długie oczekiwanie, ale może to trwać wieczność, gdy czekasz na przepompowanie gazu.

Energia napędzająca pompy zwykle pochodzi z tej samej sieci elektrycznej, która zasila światła i urządzenia w twoim domu, chociaż kilka stanów wymaga, aby stacje obsługi utrzymywały zapasowe źródło zasilania na wypadek awarii zasilania.

Teraz, gdy gaz jest w drodze do samochodu i nadszedł czas, aby klient zaczął pompować, skąd dystrybutor wie, ile gazu klient napompował? Biorąc pod uwagę zmienność cen gazu w dzisiejszych czasach, może to być jedyna rzecz, na której może zależeć klientowi. Znajdź klucz do tej tajemnicy na następnej stronie.

Zawór zwrotny „zrób to sam”

Możesz zobaczyć zasadę działania zaworu zwrotnego, wkładając słomkę pionowo do szklanki wody , tak aby woda spływała w górę do słomki. Gdy słomka jest częściowo zanurzona, umieść czubek palca na słomce, tworząc hermetyczne uszczelnienie, a następnie wyjmij słomkę z powrotem z wody. Woda pozostanie w słomce nawet po całkowitym wyjęciu słomki ze szkła i wypłynie dopiero po zwolnieniu palca. W efekcie twój palec służył jako zawór zwrotny na słomce.

Jako kierowca, Twoim głównym celem przy dystrybutorze jest napełnienie baku, aby Twój samochód mógł wrócić na drogę. Celem właściciela stacji paliw i firmy dostarczającej gaz jest jednak wiedzieć, ile przepompowałeś gazu, aby mogli za niego odpowiednio obciążyć. Tu właśnie wkracza przepływomierz.

Gdy benzyna przemieszcza się w górę do dystrybutora, przechodzi przez zawór kontroli przepływu, który reguluje prędkość przepływu benzyny. Odbywa się to za pomocą plastikowej membrany, która w miarę wzrostu przepływu gazu jest coraz mocniej wciskana w rurę, zawsze pozostawiając wystarczająco dużo miejsca na przepłynięcie odpowiedniej ilości benzyny. Jeśli ustawiłeś z góry określoną ilość gazu do przepompowania, przepływ gazu będzie zwalniał w miarę zbliżania się do limitu.

Ta rura zawiera również przepływomierz , który jest żeliwną lub aluminiową komorą zawierającą szereg kół zębatych lub prosty wirnik, który odlicza jednostki gazu podczas ich przechodzenia. Informacje o przepływie gazu przekazywane są do komputera znajdującego się w dystrybutorze, który wyświetla zmierzoną ilość gazu w dziesiątych częściach galona. Wraz ze zmianą temperatury gazu – na przykład w szczególnie gorące i zimne dni – gęstość gazu może się zmieniać, powodując błąd w ilości płynu mierzonej przez przepływomierz. Komputer kompensuje ten błąd, biorąc pod uwagę temperaturę gazu, rejestrując przepływ i odpowiednio dostosowując cenę.

Zużycie miernika może z czasem pogorszyć jego dokładność, dlatego konieczne są okresowe przeglądy. Zazwyczaj inspektorzy używają pojemnika o określonej objętości, pompują do niego gaz i porównują ilość w pojemniku z ilością odmierzoną na dozowniku. Jeśli ilości się nie zgadzają, przepływomierz będzie musiał zostać ponownie skalibrowany i ewentualnie odnowiony lub wymieniony. Chociaż przepisy dotyczące kalibracji pomp pochodzą z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST), rzeczywiste inspekcje są przeprowadzane lokalnie, zwykle przez stanowy Departament Wag i Miar.

Teraz, gdy gaz płynie, a ilość przepływu została zmierzona, pozostał tylko jeden krok: włożenie gazu do samochodu klienta. Ale to trudniejszy proces, niż mogłoby się wydawać. Na przykład, co jeśli klient nie wie, kiedy przestać pompować? Czy zostanie przesiąknięty potencjalnie śmiertelną erupcją uciekającego paliwa? Dowiedzmy się na następnej stronie.

Jedną z pierwszych rzeczy, które klient zauważy przy pompie, jest różnorodność oferowanych opcji. W większości przypadków dystrybutor oferuje kilka rodzajów gazu – czasami nawet pięć – każdy o innej liczbie oktanowej. Pożądaną liczbę oktanową zwykle wybiera się po prostu przez naciśnięcie przycisku. Czy to oznacza, że ​​do tego dystrybutora zasilanych jest pięć różnych podziemnych zbiorników, z których każdy oferuje inny rodzaj gazu? Zwykle tak nie jest. W rzeczywistości dystrybutor może wyprodukować tyle gatunków, ile chce, z zaledwie dwóch podziemnych zbiorników, o ile jeden zbiornik zawiera najwyższą ilość oktanów dostępną na tej stacji, a drugi najniższą. Gatunki są mieszane razem na pompie - podobnie jak miesza się gin z wermutem, aby zrobić martini - dając rodzajkoktajl oktanowy . Dokładna proporcja, w jakiej miesza się gatunki, określa liczbę oktanową gazu, który dostaje się do zbiornika klienta.

Ten wyczyn barmańskich pomp gazowych jest wykonywany przez coś, co nazywa się zaworem mieszającym . Ten zawór ma wloty składające się z dwóch gatunków benzyny, każdy z różnych zbiorników. Pojedyncza, ruchoma bariera zwana butem jest połączona z obydwoma w taki sposób, że można ją przesuwać po wejściach za pomocą pojedynczego zapadki napędzanej silnikiem. Gdy grzechotka otwiera jeden zawór, zamyka drugi zawór w dokładnej, ale przeciwnej proporcji. Oznacza to, że gdy jeden zawór jest otwarty na przykład w 90 procentach, drugi zawór jest otwarty w 10 procentach, tworząc mieszaninę składającą się w 90 procentach z jednego oktanu i 10 procent z drugiego. Przesuwając zapadkę w przód i w tył, zawór mieszający może wytworzyć dowolny oktan gazu, od najwyższego do najniższego stopnia przechowywanego w zbiornikach – i wszystkie oktany pomiędzy.

Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, w jaki sposób dystrybutor zapewnia, że ​​nie przepełnisz pojemności zbiornika benzyny.

Środki bezpieczeństwa

Gdy klient pompuje wybraną przez siebie mieszankę gazów do baku samochodu, może wydarzyć się dowolna liczba wypadków – większość z nich można przypisać błędom ludzkim.

Na przykład gorący popiół z zapalonego papierosa może podpalić benzynę, dlatego palenie w pobliżu dystrybutora benzyny jest nielegalne w większości jurysdykcji. Pozostawienie pracującego silnika samochodu podczas pompowania gazu nie jest nielegalne, ale to nie znaczy, że jest to dobry pomysł: nawet drobne awarie silnika mogą powodować iskry lub krótkie wybuchy płomieni, które mogą spowodować zapłon gazu. Iskry z elektryczności statycznej mogą również stanowić zagrożenie, dlatego przed uruchomieniem pompy należy dotknąć ramy samochodu, aby odprowadzić wszelkie nagromadzone ładunki elektrostatyczne. Nie czekaj też wewnątrz samochodu w zimny dzień, gdy gaz jest pompowany — samo przesuwanie się po siedzeniu samochodu może wygenerować ładunek elektrostatyczny porównywalny do tego, który powstaje podczas chodzenia po pluszowym dywanie.

Jeśli roztargniony klient odjeżdża z dyszą nadal włożoną do zbiornika, wąż jest zaprojektowany tak, aby pękł na dwie części. Jeden pozostaje przy samochodzie, a drugi przy dystrybutorze. Zawory zwrotne po obu stronach punktu zerwania zapobiegają wyciekowi paliwa z obu połówek.

Gdy klient zdejmie rączkę pompki z jej miejsca z boku dystrybutora, czynność ta aktywuje przełącznik, który uruchamia pracę dystrybutora. (W niektórych przypadkach przełącznik jest obciążony sprężyną i aktywuje się automatycznie; w innych klient musi ręcznie podnieść małą dźwignię, aby rozpocząć proces.) W tym momencie klient po prostu wkłada dyszę do zbiornika gazu samochodu i pociąga za dźwignię . Zatrzymanie dopływu gazu jest równie proste – klient wystarczy zwolnić dźwignię, aby odciąć dopływ paliwa.

Ale co, jeśli zbiornik niespodziewanie zapełni się po brzegi i benzyna grozi przelaniem? Jak wie każdy, kto kiedykolwiek obsługiwał pompę gazową, pompa wyłączy się automatycznie. Ale skąd pompa wie, kiedy przestać pompować?

Wraz ze wzrostem poziomu gazu w zbiorniku zmniejsza się odległość między dyszą dystrybutora a paliwem. Obok dyszy gazowej biegnie mała rurka zwana zwężką . Kiedy koniec zwężki Venturiego zanurza się we wznoszącym się gazie, tłumi ciśnienie powietrza, które utrzymuje otwartą rączkę dyszy i odcina przepływ gazu. Niestety, to wyłączenie może czasami nastąpić, zanim zbiornik się zapełni, ponieważ szybko przepływający gaz cofa się w drodze do zbiornika. Może to spowodować, że uchwyt gazu otworzy się przed zakończeniem pompowania, pozostawiając zirytowanego klienta ponowne ściśnięcie uchwytu i ryzyko przepełnienia. Krótkie wstrzymanie pozwoli na dalsze wlewanie gazu do zbiornika i ponowne rozpoczęcie dolewania gazu przez dyszę pompy.

Więcej informacji na temat zużycia paliwa i zużycia paliwa można znaleźć w linkach na następnej stronie.

Interfejs użytkownika

Jest to część pompy gazowej, która najbardziej widocznie ewoluowała na przestrzeni lat. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu obracające się koła z cyframi odliczały liczbę galonów i cenę gazu podczas pracy pompy. W latach 70. zaczęły pojawiać się świecące wyświetlacze LCD w postaci wyświetlaczy siedmiosegmentowych. (Segmenty na wyświetlaczu mogą być oświetlone komputerowo, tworząc różne cyfry, a czasami litery alfabetu.) Te stosunkowo proste interfejsy użytkownika są stopniowo zastępowane przez pełnoprawne komputerowe wyświetlacze wideo, wiele działających odmian systemów operacyjnych, takich jak Microsoft Windows. Wyświetlacze te mogą oferować informacje, wyświetlać ilość sprzedawanego gazu, a nawet wyświetlać reklamy i prowadzić proste rozmowy z rozbawionymi klientami.

Powiązane artykuły