Sådan fungerer gaspumper

Påfyldning ved pumpen er et konstant og lidt irriterende ritual for chauffører. Justin Sullivan / Getty Images

Din ferie er lige begyndt, og du tager turen til bjergene eller til stranden eller til et andet sted, som du har drømt om i flere måneder. Du er klar til at gå, men inden du kan gå mere end et par miles, skal du gå mod den nærmeste udgang - det er allerede tid til at købe gas. Da benzinpriserne er så ustabile som de har været i de senere år, er det sandsynligt, at det ikke er din yndlingsdel af turen. Der er endda en chance for, at mærkatchok ved pumpen kan føre til, at du springer aftenen overhængende middag og stopper for et fastfoodmåltid i stedet. Desværre i en verden, der afhænger af biler til grundlæggende transport, er pumpning og køb af gas et nødvendigt onde - for øjeblikket alligevel.

Under alle disse ture til pumpen, har du nogensinde stoppet med at undre dig over, hvor brændstoffet i servicestations dispenser kommer fra, eller hvordan det kommer fra dispenseren til din bens gastank? Processen er ikke vanskelig at forstå, men gasfirmaer har været i store problemer med at skjule detaljerne. Pumpning af gas kan virke som et simpelt spørgsmål om at løfte en pumpe, trykke på nogle knapper og undertiden skubbe et kreditkort gennem en læser eller vifte med en kreditstav ved en detektor. Det, der foregår inde i selve gasbeholderen, er imidlertid lidt mere kompliceret end det.

Du kender allerede boret: Sveip dit kreditkort, fortæl dispenseren, hvilken type gas du ønsker, og start pumpen. Når din tank er fuld, skal du betale for gassen, hoppe tilbage i førersædet og køre mod den åbne vej. Men den enkle beskrivelse rejser flere spørgsmål, end den svarer. Hvordan kommer gassen til bilen? Hvordan ved pumpen, hvornår man skal stoppe pumpen? Hvordan blander den den nøjagtige blanding af gas, som kunden ønsker? Og hvad sker der, hvis du ved en fejltagelse kører af med den gaspumpe, der stadig er fastgjort til din bil? Fortsæt med at læse for at finde ud af det.

Indhold

1. Benzinopbevaringstanke
2. Checkventilen
3. Flowmåleren
4. Blendeventilen
5. Den automatiske slukning

Benzin, der sælges på tankstationer, opbevares under jorden i nedgravede tanke. Hver har flere tusinde liter gas. Der er mindst to af disse tanke pr. Station, og hver tank har normalt en anden kvalitet af gas. At have tankene under jorden giver et åbenlyst problem: Hvis gassen skal komme til en dispenser (og din bens gastank) placeret over jorden, er den nødt til at trosse tyngdekraften for at komme dertil - som et vandfald, der flyder op ad bakken. Men at flytte gassen fra dens underjordiske skjult op til gadeniveau er ikke så svært som du måske tror.

De fleste servicestationer udfører jobbet ved hjælp af en af ​​to typer pumpe - en nedsænkende pumpe eller en sugepumpe:

• EN nedsænkbar pumpe, som navnet antyder, er nedsænket under væskeoverfladen, hvor den bruger en propellignende enhed kaldet en løbehjul at flytte brændstofet opad. Skrå knive på det roterende skovl skubber vandet, som knivene på en elektrisk ventilator skubber luft.
• EN sugepumpe bevæger gas ved hjælp af princippet om ulige pres. Et rør indsættes i vandet. En motor over væskeniveauet fjerner nok luft fra røret til at sænke lufttrykket over benzin. Motoren fortsætter med at fjerne luft, indtil lufttrykket over benzin er lavere end lufttrykket, der skubber ned på gassen uden for røret. Vægten af ​​den omgivende luft tvinger gassen inde i røret opad, selv når tyngdekraften prøver at trække den ned igen. Når lufttrykket inde i røret er lavt, klatrer gassen simpelthen op i den ovennævnte jorden.

Den største fordel ved en nedsænkende pumpe frem for en sugepumpe er, at løbehjulet kan skubbe vand over længere lodrette afstande. Fordi gastankene på de fleste servicestationer kun befinder sig få meter under dispenseren, er en sugepumpe normalt mere end tilstrækkelig til den aktuelle opgave. Der er dog mere ved denne proces, og vi vil udforske den nærmere på næste side.

Tak

Særlig tak til C.R. Newlin hos Franklin Fueling og Mike Hardin hos Dresser Wayne for deres uvurderlige hjælp med denne artikel.

Ruten, som gassen tager fra tanke til dispenser over jorden, er ikke meget kompliceret, selvom det kan tage et par mindre vendinger. Når pumpingen er afsluttet, og pumpemotoren er slukket, falder gassen inde i røret ikke blot tilbage i tanken. I stedet holdes det inde i røret af en kontraventil. Tilbageslagsventilen, der er placeret over gassen inde i røret, skaber en lufttæt tætning over væsken. Selvom bunden af ​​røret forbliver åben, holder vakuumtrykket skabt af tilbageslagsventilen gassen på plads. Dette er en proces, der kaldes holde hovedet.

Brug af en kontraventil til at holde gassen inde i røret forhindrer unødvendig slid på sugepumpen og sikrer, at der vil være en gasforsyning tilbage i røret, så den næste kunde ikke behøver at vente på, at det trækkes hele vej op fra tanken. Det virker måske ikke som en big deal, men processen kan tage 10 til 15 sekunder. Det er ikke meget lang ventetid på nogen måde, men det kan være en evighed, når du venter på, at der pumpes gas.

Strømmen, der driver pumperne, kommer som regel fra det samme elektriske net, der tænder for lysene og apparaterne i dit hjem, selvom nogle få stater kræver, at servicestationer opretholder en backup-strømforsyning i tilfælde af strømbrud.

Nu hvor gassen er på vej til bilen, og det er tid for kunden at begynde at pumpe, hvordan ved dispenseren, hvor meget gas kunden har pumpet? I betragtning af volatiliteten i gaspriserne i disse dage er det måske det eneste, kunden kan bekymre sig om. Find ud af nøglen til dette mysterium på næste side.

Gør-det-selv-kontrolventil

Du kan se princippet med kontrolventilen i funktion ved at indsætte et strå lodret i et glas vand, så vandet strømmer opad i halmen. Når strået er delvist nedsænket, skal du placere fingerspidsen på toppen af ​​halmen, danne en lufttæt forsegling, og løft derefter strået tilbage ud af vandet. Vandet vil forblive inde i halmen, selv efter at strået er fjernet helt fra glasset og vil kun strømme ud igen, når du slipper fingeren. Faktisk har din finger fungeret som en kontrolventil på halmen.

Ved du, hvor meget gas du pumper lige nu? Scott Olson / Getty Images

Som chauffør er dit primære mål ved pumpen at få din tank fyldt, så du kan få din bil tilbage på vejen. Målet for servicestationsejeren og det firma, der leverer gassen, er imidlertid at vide, hvor meget gas du har pumpet, så de korrekt kan opkræve dig for det. Det er her flowmåleren kommer ind.

Når benzin bevæger sig opad i dispenseren, passerer den gennem en flowreguleringsventil der regulerer benzinens flowhastighed. Det gør dette via en plastisk membran, der bliver klemt mere og mere tæt ind i røret, når gasstrømmen øges, hvilket altid efterlader lige nok plads til, at den rigtige mængde benzin kan komme igennem. Hvis du har indstillet en forudbestemt mængde gas, der skal pumpes, vil strømmen af ​​gas blive langsommere, når du nærmer dig grænsen.

Dette rør indeholder også flowmåler, som er et støbejerns- eller aluminiumskammer, der indeholder en række gear eller en simpel rotor, der afskærer gasenheder, når de passerer. Oplysninger om gasstrømmen videregives til en computer, der er placeret i dispenseren, som viser den afmålte mængde gas i tiendedele af en gallon. Når temperaturen på gassen ændres - på især varme og kolde dage, for eksempel - kan dens densitet ændres, hvilket forårsager en fejl i mængden af ​​fluid målt ved flowmåleren. Computeren kompenserer denne fejl ved at tage hensyn til gastemperaturen, da den registrerer strømningen og justerer prisen i overensstemmelse hermed.

Slid på måleren kan forringe dens nøjagtighed over tid, hvorfor periodiske inspektioner er nødvendige. Typisk vil inspektører bruge en beholder med et vist volumen, pumpe gas ind i den og sammenligne mængden i beholderen med den mængde, der er målt på dispenseren. Hvis mængderne ikke stemmer overens, skal flowmåleren kalibreres og muligvis renoveres eller udskiftes. Selvom forskrifter for pumpekalibrering kommer fra National Institute for Standards and Technology (NIST), udføres de faktiske inspektioner lokalt, normalt af en stats afdeling for vægte og målinger.

Nu hvor gassen strømmer og strømmen er målt, er der kun et trin tilbage: At få gassen ind i kundens bil. Men det er en vanskeligere proces, som du måske tror. Hvad nu for eksempel, hvis kunden ikke ved, hvornår han skal stoppe med at pumpe? Vil han eller hun blive gennemvædet i et potentielt dødbringende udbrud af løbende brændstof? Lad os finde ud af det på næste side.

En af de første ting, som en kunde vil bemærke ved pumpen, er forskellige valgmuligheder. I de fleste tilfælde vil en dispenser tilbyde flere kvaliteter af gas - nogle gange så mange som fem - hver med en forskellig oktanvurdering. Den ønskede oktanklasse vælges normalt blot ved at trykke på en knap. Betyder det, at der er fem forskellige underjordiske tanke, der fodrer ind i den dispenser, der hver tilbyder en anden gasklasse? Det er normalt ikke tilfældet. Faktisk kan dispenseren producere så mange kvaliteter, som den vil fra så få som to underjordiske tanke, så længe den ene tank indeholder den højeste kvalitet af oktan, der er tilgængelig på den station, og den anden indeholder den laveste. Karaktererne blandes sammen ved pumpen - ikke i modsætning til den måde, du blander gin og vermouth til at lave en martini - og producerer en slags octancocktail. Den nøjagtige andel, i hvilke kvaliteterne blandes, bestemmer octanen for den gas, der kommer ind i kundens tank.

Denne bedrift med bartending af gaspumpe udføres af noget, der kaldes a blandeventil. Denne ventil har indgange, der består af to benzinkvaliteter, hver fra forskellige tanke. En enkelt bevægelig barriere kaldet a sko er tilsluttet begge på en sådan måde, at det kan flyttes hen over inputene med en enkelt motordrevet ratchet. Når skralden åbner den ene ventil, lukker den den anden ventil i nøjagtig, men modsat forhold. Dette betyder, at når den ene ventil for eksempel er 90 procent åben, er den anden ventil 10 procent åben, hvilket skaber en blanding, der består af 90 procent af en oktan og 10 procent af den anden. Ved at skifte skralde frem og tilbage kan blandeventilen frembringe en hvilken som helst octan af gas, der spænder fra de højeste til de laveste kvaliteter, der er gemt i tanke - og alle octaner imellem.

Fortsæt med at læse for at finde ud af, hvordan dispenseren sørger for, at du ikke oversvømmer tankens benzinkapacitet.

Sikkerhedsforanstaltninger

Når kunden pumper gasblandingen efter hans eller hendes valg i bilens gastank, kan et vilkårligt antal ulykker ske - de fleste af dem kan tilskrives menneskelig fejl.

F.eks. Kan varm aske fra en tændt cigaret sætte benzinen i brand, og det er grunden til, at rygning i nærheden af ​​en benzindispenser er ulovlig i de fleste jurisdiktioner. At lade bilens motor køre under pumpning af gas er ikke ulovligt, men det betyder ikke, at det er en god ide: Selv mindre motoriske funktionsfejl kan skabe gnister eller en kort flamme, der kunne antænde gassen. Gnister fra statisk elektricitet kan også udgøre en fare, hvorfor du skal berøre bilens ramme, før du betjener pumpen for at udlade enhver statisk opbygning. Vent ikke inde i bilen på en kold dag, da gassen pumpes, heller ikke - selve handlingen med at glide hen over bilsædet kunne generere en statisk ladning, der kan sammenlignes med den, der genereres ved at gå hen over et overdådigt tæppe.

Hvis en fraværende kunde kører væk med dysen, der stadig er indsat i tanken, er slangen designet til at bryde i to stykker. Den ene bliver tilbage med bilen og den anden med dispenseren. Kontroller ventiler på begge sider af brudspunktet, og forhindr, at brændstof lækker ud af begge sider.

Når kunden fjerner pumpehåndtaget fra dets sted på siden af ​​dispenseren, aktiveres denne handling en afbryder, der starter dispenserdriften. (I nogle tilfælde er kontakten fjederbelastet og aktiveres automatisk; i andre skal kunden hæve et lille håndtag manuelt for at begynde processen.) På det tidspunkt indsætter kunden simpelthen dysen i bilens gastank og trækker i håndtaget . Det er lige så simpelt at stoppe strømmen af ​​gas - kunden behøver kun at frigøre håndtaget for at afskære strømmen.

Men hvad nu hvis tanken uventet fyldes til randen, og benzin truer med at løbe over? Som enhver, der nogensinde har betjent en gaspumpe, ved, slukker pumpen automatisk. Men hvordan ved pumpen, hvornår man skal stoppe pumpen?

Når gasniveauet i tanken stiger, bliver afstanden mellem dispenserdysen og brændstoffet mindre. Et lille rør kaldet a venturi løber langs gasdysen. Når enden af ​​venturirøret bliver nedsænket i den stigende gas, kvæles det af lufttrykket, der holder dysehåndtaget åbent og lukker gasstrømmen ned. Desværre kan denne nedlukning undertiden ske, før tanken er fuld, da den hurtigt strømende gas bakker op på vej ind i tanken. Dette kan få gashåndtaget til at springe åbent, før pumpen er afsluttet, hvilket giver den irriterede kunde mulighed for at skubbe håndtaget igen og risikere muligheden for overløb. Hvis du sætter en kort pause, kan gassen fortsætte ind i tanken og pumpedysen til at begynde at hælde gas igen.

For mere information om brændstof og brændstofeffektivitet, se på linkene på næste side.

Brugergrænsefladen

Dette er den del af den gaspumpe, der mest synlig har udviklet sig gennem årene. Indtil for et par årtier siden krydsede roterende hjul med tal på dem antallet af gallons og prisen på gas, da pumpen kørte. I 1970'erne begyndte glødende LCD'er i form af syv-segmentskærme at vises. (Segmenterne på skærmen kunne oplyses af computeren for at danne forskellige numre og lejlighedsvis bogstaver i alfabetet.) Disse relativt enkle brugergrænseflader erstattes gradvist af fulde computervideo-skærme, mange kørende variationer på operativsystemer som Microsoft Windows. Disse skærme kan tilbyde information, vise mængden af ​​gas, der sælges og endda køre reklamer og føre enkle samtaler med morede kunder.

Relaterede artikler

• Hvordan ved en benzinpumpe på en tankstation, når tanken er fuld?
• Sådan fungerer benzin
• Er De Forenede Stater afhængige af benzin?
• Hvilken hastighed skal jeg køre for at opnå maksimal brændstofeffektivitet?
• Hvad er forskellen mellem benzin, parafin, dieselolie osv.?
• Hvad betyder oktan?

Kilder

• C.R. Newlin. Personlig samtale. Foretaget 06/22/2008.
• Mike Hardin. E-mail-interview. Foretaget 6/23/2008.
• Wayne Division, Dresser Industries. "Sådan fungerer benzinudleveringssystemer." Del nr. 920061 Rev A. Sept. 1995.