Jak działają pompy gazowe

Tankowanie przy pompie to dla kierowców stały i nieco irytujący rytuał. Justin Sullivan / Getty Images

Twoje wakacje właśnie się rozpoczęły i wybierasz się w góry, na plażę lub w inne miejsce, o którym marzyłeś od miesięcy. Jesteś gotowy do drogi, ale zanim przejedziesz więcej niż kilka mil, musisz udać się do najbliższego zjazdu - czas już kupić benzynę. Biorąc pod uwagę tak zmienne ceny benzyny, jak w ostatnich latach, prawdopodobnie nie będzie to Twoja ulubiona część podróży. Istnieje nawet szansa, że ​​szok naklejki na pompie może doprowadzić do pominięcia wieczornej eleganckiej kolacji i zatrzymania się na posiłek typu fast food. Niestety, w świecie, w którym podstawowym transportem są samochody, pompowanie i kupowanie gazu jest złem koniecznym - w każdym razie na razie.

Czy podczas tych wszystkich wypraw na stację benzynową zastanawiałeś się kiedyś, gdzie jest gaz? dystrybutor stacji paliw pochodzi lub jak trafia z dystrybutora do baku Twojego samochodu? Proces nie jest trudny do zrozumienia, ale koncerny gazowe zadały sobie wiele trudu, aby ukryć szczegóły. Pompowanie gazu może wydawać się prostą sprawą podniesienia pompy, naciśnięcia niektórych przycisków, a czasem przeciągnięcia karty kredytowej przez czytnik lub machnięcia różdżką kredytową w kierunku detektora. Jednak to, co dzieje się wewnątrz samego dystrybutora gazu, jest nieco bardziej skomplikowane.

Znasz już zasady: Przeciągnij swoją kartę kredytową, powiedz dystrybutorowi, jakiego rodzaju gazu chcesz i zacznij pompować. Kiedy zbiornik jest pełny, zapłać za paliwo, wskocz na siedzenie kierowcy i ruszaj na otwartą drogę. Ale ten prosty opis rodzi więcej pytań niż odpowiedzi. Skąd gaz dostaje się do samochodu? Skąd pompa wie, kiedy przestać pompować? W jaki sposób miesza dokładnie taką mieszankę gazu, jakiej chce klient? A co się stanie, jeśli przypadkowo odjedziesz z pompką nadal podłączoną do samochodu? Czytaj dalej aby się dowiedzieć.

Zawartość

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

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

Większość stacji serwisowych wykonuje pracę przy użyciu jednego z dwóch typów pomp - pompy głębinowej lub pompy ssącej:

• ZA pompa głębinowa, jak sama nazwa wskazuje, jest zanurzony pod powierzchnią cieczy, gdzie używa podobnego do śmigła urządzenia zwanego wirnik przesunąć paliwo w górę. Skośne łopatki obracającego się wirnika popychają wodę tak, jak łopatki wentylatora elektrycznego przepychają powietrze.
• ZA pompa ssąca przenosi gaz na zasadzie nierówne ciśnienie. Rura jest włożona do wody. Silnik powyżej poziomu płynu usuwa wystarczającą ilość powietrza z rury, aby zmniejszyć ciśnienie powietrza nad benzyną. Silnik kontynuuje usuwanie powietrza, aż ciśnienie powietrza nad benzyną będzie niższe niż ciśnienie powietrza wypychające gaz na zewnątrz rury. Ciężar otaczającego powietrza wypycha gaz wewnątrz rury do góry, nawet gdy grawitacja próbuje go z powrotem wciągnąć w dół. Kiedy ciśnienie powietrza w rurze jest wystarczająco niskie, gaz po prostu wspina się do nadziemnego dystrybutora.

Główną zaletą pompy głębinowej nad pompą ssącą jest to, że wirnik może przepychać wodę na większe odległości pionowe. Jednak ze względu na to, że zbiorniki gazu na większości stacji paliw znajdują się zaledwie kilka stóp poniżej dystrybutora, pompa ssąca jest zwykle więcej niż wystarczająca do wykonywanego zadania. Jest jednak coś więcej w tym procesie i omówimy go dalej na następnej stronie.

Dzięki

Specjalne podziękowania dla C.R. Newlina z Franklin Fueling i Mike'a Hardina z Dresser Wayne za ich nieocenioną pomoc przy tworzeniu tego artykułu.

Trasa gazu ze zbiorników do dozownika naziemnego nie jest strasznie skomplikowana, choć może zająć kilka drobnych zwrotów akcji. Po zakończeniu pompowania i wyłączeniu silnika pompy gaz znajdujący się w rurze nie wpada z powrotem do zbiornika. Zamiast tego jest trzymany wewnątrz rury za pomocą zawór zwrotny. Zawór zwrotny, który znajduje się nad gazem wewnątrz rury, tworzy hermetyczne uszczelnienie nad cieczą. Chociaż dno rury pozostaje otwarte, podciśnienie wytwarzane przez zawór zwrotny utrzymuje gaz na miejscu. Jest to proces znany jako utrzymywanie prymatu.

Zastosowanie zaworu zwrotnego do zatrzymania gazu w rurze zapobiega niepotrzebnemu zużyciu pompy ssącej i zapewnia, że ​​zapas gazu pozostanie w rurze, dzięki czemu następny klient nie będzie musiał czekać na jego wyciągnięcie przez cały czas. daleko od zbiornika. Może się wydawać, że to nic wielkiego, ale proces ten może zająć od 10 do 15 sekund. W żadnym wypadku nie jest to zbyt długie oczekiwanie, ale może to trwać wieczność, gdy czekasz na pompowanie gazu.

Moc, która napędza pompy, zwykle pochodzi z tej samej sieci elektrycznej, która zasila oświetlenie i urządzenia w Twoim domu, chociaż kilka stanów wymaga, aby stacje obsługi utrzymywały zapasowe źródło zasilania w przypadku awarii zasilania.

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

Zawór zwrotny zrób to sam

Możesz zobaczyć zasadę działania zaworu zwrotnego, wkładając słomkę pionowo do szklanki z wodą, 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 wody. Woda pozostanie w słomce nawet po całkowitym wyjęciu słomki ze szklanki i wypłynie z powrotem dopiero po zwolnieniu palca. W efekcie twój palec służył jako zawór zwrotny na słomce.

Czy wiesz, ile gazu teraz pompujesz? Scott Olson / Getty Images

Jako kierowca Twoim głównym celem przy pompie jest napełnienie zbiornika, tak abyś mógł wrócić na drogę. Jednak celem właściciela stacji paliw i firmy, która dostarcza gaz, jest wiedzieć, ile benzyny przepompowałeś, aby mogli odpowiednio Cię za to zapłacić. Tutaj pojawia się przepływomierz.

Gdy benzyna przemieszcza się w górę do dystrybutora, przechodzi przez zawór sterujący przepływem który reguluje prędkość przepływu benzyny. Odbywa się to poprzez plastikową membranę, która jest coraz mocniej wciskana w rurę wraz ze wzrostem przepływu gazu, zawsze pozostawiając wystarczającą ilość miejsca na przejście odpowiedniej ilości benzyny. Jeśli ustawiłeś z góry określoną ilość gazu do pompowania, przepływ gazu zwolni w miarę zbliżania się do limitu.

Ta rura zawiera również przepływomierz, która jest żeliwną lub aluminiową komorą zawierającą serię kół zębatych lub prosty wirnik, który oddziela jednostki gazu, gdy przechodzą. Informacje o przepływie gazu przekazywane są do komputera umieszczonego w dystrybutorze, który wyświetla odmierzoną ilość gazu w dziesiątych częściach galona. Wraz ze zmianami temperatury gazu - na przykład w szczególnie upalne 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, ponieważ rejestruje przepływ i odpowiednio dostosowuje cenę.

Zużycie miernika może z czasem obniżyć jego dokładność, dlatego konieczne są okresowe przeglądy. Zazwyczaj inspektorzy używają pojemnika o określonej objętości, pompują do niego gaz i porównują jego ilość z ilością odmierzoną na dozowniku. Jeśli ilości się nie zgadzają, przepływomierz będzie musiał zostać ponownie skalibrowany i prawdopodobnie odnowiony lub wymieniony. Chociaż przepisy dotyczące kalibracji pomp pochodzą z National Institute for Standards and Technology (NIST), faktyczne kontrole są przeprowadzane lokalnie, zwykle przez stanowy Departament Miar i Wag.

Teraz, gdy gaz płynie, a wielkość przepływu została zmierzona, pozostaje tylko jeden krok: doprowadzenie gazu do samochodu klienta. Ale to trudniejszy proces, niż myślisz. Na przykład, co się stanie, jeśli klient nie wie, kiedy przestać odciągać pokarm? Czy zostanie przemoczony w potencjalnie śmiertelnej erupcji 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 klas gazu - czasami nawet pięć - każdy o innej liczbie oktanowej. Żądaną liczbę oktanową zwykle wybiera się po prostu naciskając przycisk. Czy to oznacza, że ​​do tego dystrybutora zasila pięć różnych podziemnych zbiorników, z których każdy oferuje inny gatunek gazu? Zwykle tak nie jest. W rzeczywistości dystrybutor może produkować dowolną liczbę gatunków z zaledwie dwóch podziemnych zbiorników, o ile jeden zbiornik zawiera najwyższą liczbę oktanową dostępną na tej stacji, a drugi najniższą. Gatunki są mieszane razem na pompie - podobnie jak w przypadku mieszania ginu i wermutu, aby zrobić martini - tworząc rodzaj koktajlu oktanowego. Dokładna proporcja, w jakiej mieszane są gatunki, określa liczbę oktanową gazu, który trafia do zbiornika klienta.

Ten wyczyn barmaństwa z pompą gazu jest wykonywany przez coś, co nazywa się a zawór mieszający. Ten zawór ma wejścia składające się z dwóch gatunków benzyny, każdy z innego zbiornika. Pojedyncza, ruchoma bariera zwana but jest połączony z obydwoma w taki sposób, że można go przesuwać po wejściach za pomocą jednej zapadki napędzanej silnikiem. Gdy mechanizm zapadkowy otwiera jeden zawór, zamyka drugi zawór w precyzyjnych, ale przeciwnych proporcjach. Oznacza to, że gdy jeden zawór jest na przykład otwarty w 90%, drugi zawór jest otwarty w 10%, tworząc mieszaninę składającą się w 90% z jednego oktanu i 10% z drugiego. Przesuwając zapadkę do przodu i do tyłu, 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 dozownik zapewnia, że ​​nie przepełnisz zbiornika benzyny.

Środki ostrożności

Gdy klient pompuje wybraną przez siebie mieszankę gazową do zbiornika paliwa samochodu, może dojść do dowolnej liczby wypadków - większość z nich jest wynikiem błędu ludzkiego.

Na przykład gorący popiół z zapalonego papierosa może spowodować zapalenie się benzyny, 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 spowodować iskrzenie lub krótki wybuch płomienia, który może spowodować zapłon gazu. Iskry z elektryczności statycznej mogą również stanowić zagrożenie, dlatego przed uruchomieniem pompy należy dotknąć ramy samochodu w celu rozładowania nagromadzonych ładunków elektrostatycznych. Nie czekaj w samochodzie w zimny dzień, gdy gaz jest pompowany - sam akt przesuwania się po fotelu samochodowym może generować ładunek statyczny porównywalny z ładunkiem generowanym podczas chodzenia po pluszowym dywanie.

Jeśli roztargniony klient odjeżdża z dyszą nadal umieszczoną w zbiorniku, wąż jest zaprojektowany tak, aby rozpadł się na dwie części. Jeden pozostaje w samochodzie, a drugi w dystrybutorze. Zawory zwrotne po obu stronach punktu zerwania zapobiegają wyciekowi paliwa z którejkolwiek z połówek.

Gdy klient wyjmie rączkę pompki z jej miejsca z boku dozownika, czynność ta aktywuje przełącznik, który rozpoczyna pracę dozownika. (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 paliwa samochodu i pociąga za dźwignię . Zatrzymanie dopływu gazu jest równie proste - wystarczy zwolnić dźwignię, aby odciąć dopływ paliwa.

Ale co, jeśli zbiornik napełni się nieoczekiwanie po brzegi, a benzyna grozi przelaniem? Każdy, kto kiedykolwiek obsługiwał pompę gazu, wie, że 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. Mała rura zwana a Venturi biegnie obok dyszy gazowej. Kiedy koniec zwężki Venturiego zanurzy się we wznoszącym się gazie, zdławi ciśnienie powietrza, które utrzymuje uchwyt dyszy w pozycji otwartej i odcina dopływ gazu. Niestety, wyłączenie to może czasami nastąpić, zanim zbiornik jest pełny, ponieważ szybko przepływający gaz cofa się w drodze do zbiornika. Może to spowodować, że uchwyt gazu otworzy się sprężyście przed zakończeniem pompowania, pozostawiając zirytowanego klienta ponowne ściśnięcie uchwytu i ryzyko przepełnienia. Krótkie wstrzymanie pozwoli gazowi przedostać się do zbiornika, a dysza pompy ponownie zacznie wlewać gaz.

Więcej informacji na temat zużycia paliwa i zużycia paliwa można znaleźć pod linkami na następnej stronie.

Interfejs użytkownika

Jest to część pompy gazu, która ewoluowała przez lata w najbardziej widoczny sposób. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu obracające się koła z numerami odmierzały liczbę galonów i cenę gazu podczas pracy pompy. XX wieku zaczęły pojawiać się świecące ekrany LCD w postaci siedmiosegmentowych wyświetlaczy. (Segmenty na wyświetlaczu mogą być podświetlane przez komputer, tworząc różne cyfry, a czasami litery alfabetu). Te stosunkowo proste interfejsy użytkownika są stopniowo zastępowane pełnoprawnymi komputerowymi wyświetlaczami wideo, z których wiele działa w różnych wersjach systemów operacyjnych, takich jak Microsoft Windows. Wyświetlacze te mogą oferować informacje, wyświetlać ilość sprzedanego gazu, a nawet wyświetlać reklamy i prowadzić proste rozmowy z rozbawionymi klientami.

Powiązane artykuły

• Skąd pompa benzyny na stacji paliw wie, kiedy zbiornik jest pełny?
• Jak działa benzyna
• Czy Stany Zjednoczone są uzależnione od benzyny??
• Jaką prędkość powinienem jechać, aby uzyskać maksymalną oszczędność paliwa?
• Jaka jest różnica między benzyną, naftą, olejem napędowym itp.?
• Co znaczy oktan??

Źródła

• C.R. Newlin. Wywiad osobisty. Przeprowadzono 22.06.2008.
• Mike Hardin. Wywiad e-mailowy. Przeprowadzono 23.06.2008.
• Wayne Division, Dresser Industries. „Jak działają systemy dozowania benzyny”. Część nr 920061 wersja A wrzesień 1995.