CN101380919B - 可移动式天然气加气车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以移动为使用天然气燃料的车辆加气的加气车。本加气车是以液压油注入气瓶置换出天然气为其它车辆加气。本加气车具有底盘和车体，底盘为半挂车，车体上装有气瓶组和加气室，加气室中布置有加气及控制装置。其既可以用作天然气燃料的运载工具，又可以直接为其他车辆提供天然气燃料，从而实现运气和加气功能。

Description

可移动式天然气加气车

技术领域

本发明涉及一种车辆，尤其是涉及一种提供天然气燃料的可移动式加气车辆。

背景技术

随着目前原油价格的上涨，世界各国均在试图开发新的能源。采用天然气作为车辆燃料，已经是成熟技术。然而，这就需要大量天然气的运载工具和加气设备。CN2871297Y公开了一种气瓶运输车，但其仅是完成普通的运载任务，不能直接为天然气车辆提供燃料。因而，为了给天然气车辆持续地提供燃料，通常需要在各地设置许多类似加油站那样的加气站。这些加气站的位置是固定的，不能任意改变，并且维修和运行费用也很高。因此，天然气车辆必须到特定的加气站充气，因而不能灵活、快捷、便利地获得天然气燃料。

发明内容

本发明的目的就是提供一种可移动式加气的车辆，其既可以用作天然气燃料的运载工具，又可以直接为其他车辆提供天然气燃料，从而实现运气和加气功能。

本发明所涉及的可移动式加气车辆具有底盘和车体，底盘为半挂车，车体上设有气瓶组和加气室，加气室中布置有加气及控制装置。所述底盘采用直纵梁，三轴承载，空气弹簧非独立悬挂。加气机室车门采用液压连杆机构上翻启闭，车门上翻以后，加气机室可完全敞开。气瓶两端开口，多瓶立置于底盘，若干个气瓶上下瓶口串联为一组，各组之间并联。所述加气及控制装置包括油箱、液压泵、空气压缩机、储气罐、电控柜、气动截止阀、加气机，通过以液压油注入气瓶，置换出天然气，从而实现为其他车辆加气。

附图说明

图1为本发明的立面图

图2为本发明的平面布置图

图3为本发明的后视图

图4为本发明的供气及液压系统原理图

图5为本发明的供气及液压系统的气控系统原理图

图6为本发明的加气机室车门启闭的连杆机构图

图7为本发明的加气机室车门启闭的液压系统图

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细论述。

本加气车是一种可以移动为使用天然气燃料的车辆加气的车辆。本加气车系采用液压油注入气瓶置换出压缩天然气给车辆加气，回油是以气瓶中的余气将液压油压回油箱。加气过程的操作由PLC控制自动进行。加气车的结构、布置如图1、图2所示，加气设备、元件安装在加气室I内，气瓶分组安装在气瓶安装架II内，I和II两个部分集成安装在一台半挂车III上。

1.加气车的结构

如图1中的III所示，该底盘为半挂车，车架纵梁优选为直梁，横梁按车身内所安装设备的部位和气瓶安装支架的部位配置。三轴承载。为提高车辆行驶的稳定性，采用空气弹簧非独立悬挂。

加气室外形、布置如图1、图2所示。加气室结构为型材骨架蒙皮，加气室无底架，地板直接焊在车架上。油箱为独立结构。车门按功能需要设有液压连杆机构上翻门、折叠门和对开门。车门上部装有玻璃采光，车门下部装有百叶窗。加气室顶部装有通风罩，与车门下部的百叶窗进行自然通风，同时在加气室侧面装有排风扇强制通风。加气室内安装有加气所需的全部设施，包括动力入口及配电屏1、油箱及附件8、液压泵及液压系统9、空气压缩机10、电控柜2、加气机4、储气罐6、气动截止阀安装板12、气瓶及安装支架7、天然气浓度探测器3、排风扇11、防爆排风扇13、加气机室液压上翻门5。加气机、储气罐、气动截止阀等凡有可能泄露天然气的设备、元件，均单独安装在加气室内的隔离小室中。加气机室车门5：启闭采用连杆机构液压上翻，车门的尺寸与加气机室立面面积大致相等。车门上翻以后，加气机室完全敞开相当于露天状态，保证安全作业，车门上翻以后还可以作为雨篷。车门上翻到终点时，连杆机构自锁，切断液压系统供油，车门仍可保持开启状态。上翻门的连杆机构如图6所示，液压系统如图7所示。液压油源自图4中的液压泵104，经手动截止阀501和减压阀502至接口503接入本液压系统。

如图4所示，气瓶两端开口，多瓶立置。若干个气瓶上下瓶口串联为一组，各组气瓶并联安装。气瓶组两端装有手动截止阀211—2n1、212—2n2和控制进油、供气、回油的气动截止阀213—2n3、214—2n4、215—2n5，在供气出口的一端装有压力表及安全元件。为操作、维修方便，将以上气阀和压力表用管路引入加气室，集中安装在图2所示的气动截止阀安装板12上。

如图1、图2所示，每组气瓶安装在一个气瓶支架内，支架为框架结构，直接安装在车架上，支架的高度约气瓶高度的4/5，支架以上设有气瓶罩。气瓶支架后端封闭，喷涂“CNG”压缩天然气法规标识，如图3所示。

供气及液压系统包括油箱、过滤器、液压泵、气瓶进油供气回油回路、储气罐、加气机等。

如图4所示，油箱101的液位标有RHL、RLL、REL，由液位传感器检测控制。RHL为油箱加油液位，RLL为一个瓶组进油容积的极限液位，当油箱供油液位下降到RLL时，本瓶组停止进油并开始回油，同时下一瓶组开始进油。为了提高工作的可靠度，采用两套液位传感器并联安装使用。在工作中由PLC保证两套系统均处于完好状态，如果其中有一套系统出现故障，报警系统发出报警信号。REL为报警液位，在油箱向气瓶进油过程中，由于回路故障，液位下降到REL停机报警。

如图4所示，多级过滤器103下游装有真空表，观察滤芯是否需要清洗。经过滤器过滤的液压油进入液压泵。

如图4所示，采用柱塞式衡压变量泵104，当压力为设定值时，输出流量为额定值，当压力超过设定值时变量，输出流量为零，驱动电机空转。可以节省功率，可以减少由于频繁起动/停机的机械损耗。液压泵驱动电机采用软起动器斜坡起动，驱动电机的定子上装有带传感器的温度计，当温度超过设定值时，切断电机电源。

如图4所示，液压油经液压泵升压以后，经单向阀105、手动截止阀107、气动截止阀213—2n3分别向相应工作的气瓶组进油，所置换出的天然气由气动截止阀214—2n4控制输向储气罐。气瓶回油开始由液位传感器RLL控制，经气动截止阀215—2n5分别控制相应的气瓶组进行回油。回油终止由回油回路中安装的光电传感器402控制。为了提高工作的可靠度，采用两套光电传感器串联安装使用。在工作中由PLC保证两套系统均处于完好状态，如果其中有一套系统出现故障，报警系统发出报警信号。在液压回路中装有压力、电控卸荷阀106，用于液压系统超压时不停机的安全保护。在回油回路末端装有压力、电控背压阀403。

如图4所示，压缩天然气经油分离器302进入储气罐303。储气罐底部装有排污口，顶部装有过压安全阀。

压缩天然气由储气罐经手动截止阀304进入加气机305，加气机具有显示屏、加气压力平衡、拉断阀、加气枪软管卸荷等项功能。

压缩天然气供气和液压系统的控制系统均采用电磁气阀控制气缸进而控制气动气阀进行工作，如图5、图4所示。气源由空气压缩机111提供。气瓶进油由气缸701—70n控制，气瓶供气由气缸601—60n控制，气瓶回油由气缸801—80n控制。气瓶进油控制的气缸和供气控制的气缸采用同一套电磁气阀201—20n进行控制，时序同步。气瓶回油控制的气动截止阀由电磁气阀901—90n进行控制。电磁气阀201—20n、901—90n的工作程序由PLC控制。

工作过程中液压泵起动、停机，气瓶进油、供气，气瓶回油，故障报警，屏幕显示等均由PLC自动控制。工作过程中出现故障，PLC屏幕可以显示故障内容和分析诊断故障原因并发出警报。报警信号为蜂鸣器和发光二极管发出声、光信号。

2.工作过程

本加气车系以一定容积的液压油注入一个气瓶组，置换出该组气瓶中的天然气为车辆加气。当一组气瓶中的天然气接近排空时，停止进油，并以剩余气体的余压将已注入瓶中的液压油压回油箱，同时自动转换到下一瓶组开始进油、供气，依序工作。以下为加气的全过程：

a.准备

加气车就位，连接电源进入图2中的配电屏1。

(1)开启图4中的102、107、211—2n1、212—2n2、301、304、401、501和图5中的112等各个液压系统、气控系统、供气系统的进油、供气、回油回路中的手动截止阀，以便与其串联的控制阀可以处于进油工作的待机状态。

(2)接通图2中的电控柜2中的电源。电控柜中的PLC、软起动器、电磁气阀处于可以工作的待机状态。

(3)起动图4中的液压泵104。按下图2中的电控柜上的软起动器的起动按钮，软起动器斜坡起动液压泵。当液压泵的工作压力达到设定值，PLC控制的液压系统可以处于向气瓶进油的待机状态。

(4)开启图2中加气机室5液压上翻门。开启图7中手动滑阀131、油缸132和133驱动连杆机构上翻开启加气机室车门。门上翻到上止点时，连杆机构自锁。关闭图4中手动截止阀501，切断液压油供应，上翻门仍可保持开启状态。

(5)起动图5中空气压缩机111。直接闭合空气压缩机的电源开关起动空气压缩机，开启图5中手动截止阀112。当空气压缩机的工作压力达到设定值时，PLC控制图5中的电磁气阀201—20n、901—90n分别控制各气瓶组的进油、供气、回油的气缸801—80n、701—70n、601—60n的动作向车辆加气，处于待机状态。

b.加气

气瓶进油和排出天然气向车辆加气是由气瓶组两端的气动截止阀同步控制，气动截止阀是由电控柜中的电磁气阀控制，电磁气阀是由PLC按照设定的工作程序控制，也可以由手动控制。

(1)选择自动或手动模式加气。在一般情况下采用自动模式工作，供气从第一瓶组到最后一个瓶组依次自动转换供气。在特殊情况下或需要观察油箱加油液位时，可以采用手动操作，但回油操控仍为自动进行。

(2)如图4所示，液压油自油箱101经多级过滤器103进入液压泵104，高压油经单向阀105、气控截止阀213进入第一气瓶组，被置换出的天然气经气控截止阀214、滤油器302、储气罐303进入加气机305，为车辆加气。

(3)加气时，按下加气枪上的加气按钮，PLC控制开启图5中的电磁气阀201，压缩空气同步进入气缸701、601推动气缸动作。气缸701、601分别开启图4中进油气动截止阀213和供气气动截止阀214，向车辆加气。当车辆加气压力达到设定值或按下停止加气按钮终止加气。

c.回油

回油开始是由油箱液位计RLL发出的信号控制，回油终止是由回油回路中串联的光电传感器发出的信号控制。

(1)当第一气瓶组的压缩天然气将近排空时，图4油箱液位下降到RLL，液位计RLL信号输入PLC关闭图5中电磁气阀201，气缸701、601回位，图4中进油、供气气控截止阀213、214关闭，第一气瓶组停止进油、供气。

(2)PLC同时接通图5中电磁气阀901，压缩空气推动气缸801动作，开启图4中的气控截止阀215。瓶组内余气的压力将瓶组中充入的液压油压回油箱。

(3)如图4所示，在回油回路中串联有光电传感器402，当回油过程中管内出现气体时，光电传感器信号的变化输入PLC关闭图5中电磁气阀901，气缸801回位，关闭图4中回油气控截止阀215，回油终止。

d.气瓶组转换

在前一气瓶组停止进油并开始回油的同时，PLC控制下一气瓶组开始进油。依次重复到最后一个气瓶组回油完毕，PLC回到第一气瓶组待机状态。

(1)当第一气瓶组在工作过程中油箱液位下降到RLL停止进油、供气的同时，PLC接通图5中电磁气阀202，压缩空气推动气缸502、602动作，开启图4中第二气瓶组进油、供气给气动截止阀223、224。液压油进入第二气瓶组置换出天然气为车辆加气。

(2)当第二气瓶组供气油箱液位下降到RLL时，如前模式转换到第三气瓶组供气，依次转换到第n气瓶组供气。当第n气瓶组回油完成以后，PLC回到第一气瓶组待机状态。

e.结束工作

当完成为车辆加气或全部气瓶组排空以后结束工作。

(1)关闭空压机。切断空压机电源，开启图5中手动截止阀113卸荷。卸荷后关手动截止阀113。

(2)关闭加气机室上翻门。开启图4中手动截止阀501，接通图7中的手动滑阀131的回油回路，油缸活塞下行，上翻门关闭。关闭图4中手动截止阀501。

(3)关闭液压泵。按下软起动器停机按钮关闭液压泵。开启图4中手动截止阀404，液压系统卸荷，卸荷后关闭手动截止阀404。

(4)关闭图4手动截止阀102、107、211—2n1、212—2n2、301、305、401、501。

(5)关闭电控柜电源。

(6)分离动力入口电源。加气车驶离现场。

以上的论述仅仅是一个或多个本发明实施例的优选例子，是为了解释和说明，并不是对发明本身的限制。本发明并不局限于这里公开的特定实施例，而由下面的权利要求确定。另外，在前面的描述中的与特定的实施例有关的记载并不能解释为对本发明的范围或者权利要求中使用的术语的定义的限制。所公开实施例的各种其它不同的实施例和各种不同的变形对于本领域技术人员来说是显而易见的。但所有这些实施例、改变和变形都在随后权利要求的范围中。

Claims (12)

1.一种提供天然气燃料的可移动式加气车辆，其具有底盘(III)和车体，底盘为半挂车，车体上设有气瓶组(II)和加气室(I)，加气室中布置有加气及控制装置，包括油箱(101)、液压泵(104)、空气压缩机(111)、储气罐(303)、电控柜(2)、加气机(305)，通过以液压油注入气瓶，置换出天然气，从而实现为其他车辆加气，其特征在于油箱经手动阀(102)和过滤器(103)与液压泵相连，液压泵经单向阀(105)、第一组气动截止阀(213-2n3)、第一组手动截止阀(211-2n1)分别与气瓶组下端连接，气瓶上端经过第二组手动截止阀(212-2n2)、第二组气动截止阀(214-2n4)、第一手动截止阀(301)和油分离器(302)与储气罐连接，储气罐经第二手动截止阀(304)最终与加气机相连。

2.根据权利要求1所述的可移动式加气车辆，其特征在于所述底盘采用直纵梁，三轴承载，空气弹簧非独立悬挂。

3.根据权利要求1-2之一所述的可移动式加气车辆，其特征在于加气机室车门(5)采用液压连杆机构上翻启闭，车门上翻以后，加气机室可完全敞开。

4.根据权利要求1-2之一所述的可移动式加气车辆，其特征在于气瓶(14)两端开口，多瓶立置于底盘，若干个气瓶上下瓶口串联为一组，各组之间并联。

5.根据权利要求1所述的可移动式加气车辆，其特征在于气瓶的回油在第一组气动截止阀(213-2n3)与第一组手动截止阀(211-2n1)之间另引管路，管路通过第二组气动截止阀(215-2n5)、第三手动截止阀(401)、光电传感器(402)和电控背压阀(403)连接回油箱。

6.根据权利要求1所述的可移动式加气车辆，其特征在于拆卸前的卸压由第四手动截止阀(107)和第五手动截止阀(501)之间引出管路经过第六手动截止阀(404)、光电传感器(402)和电控背压阀(403)连接回油箱。

7.根据权利要求1所述的可移动式加气车辆，其特征在于电控柜通过信号线、电磁气阀和气路管道将空气压缩机、气动截止阀和加气机连接起来控制整个系统的动作，从而使加气车成为一个具有控制功能整体。

8.根据权利要求1所述的可移动式加气车辆，其特征在于储气罐、气动截止阀安装板、加气机在加气室中分隔安装。

9.根据权利要求1所述的可移动式加气车辆，其特征在于将各气瓶组两端所装的手动截止阀、气动截止阀、压力表由管路引至加气室内，集中安装在一块安装板上。

10.根据权利要求1所述的可移动式加气车辆，其特征在于气瓶组进油控制的气动截止阀和供气控制的气动截止阀由同一套可编程逻辑控制器控制的电磁气阀控制，进油、供气时序同步。

11.根据权利要求1-2之一所述的可移动式加气车辆，其特征在于当前气瓶组进油终止、回油开始、下一气瓶组进油开始控制的可靠性由两个并联安装的油箱液位传感器设定的液位参数控制，当其中一个液位传感器出现故障，PLC可以及时诊断、声光报警。

12.根据权利要求1-2之一所述的可移动式加气车辆，其特征在于气瓶组回油终止控制的可靠性由两串联安装在回油管路中的光电传感器产生的信号控制，当其中一个光电传感器出现故障，PLC可以及时诊断、声光报警。

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