CN101608733B - 气源单元、具有其的加气系统及加气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气源单元、一种具有该气源单元的加气系统、以及一种用于该加气系统的加气控制方法。该气源单元具有奇数个钢瓶组件，并分为三组。第一组和第二组钢瓶组件的数量相同，且其中每个钢瓶组件包括：一个注回油管和一个注回油执行器；第三组钢瓶组件的每个钢瓶组件包括：注油管、回油管、注油执行器和回油执行器。第一组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的注油管汇集到第一总油管，第二组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的回油管汇集到第二总油管。本发明的气源单元能够在加气系统中正常工作，同时减少了其中执行器和管路的总数量，从而减少了潜在的泄漏点和故障点。

Description

气源单元、具有其的加气系统及加气控制方法 

技术领域

本发明涉及压缩天然气加气系统，特别是涉及一种气源单元以及具有该气源单元的加气系统，本发明还涉及一种用于该压缩天然气加气系统的加气控制方法。 

背景技术

天然气作为一种清洁能源已经越来越多地被用作机动车燃料，例如，压缩天然气(CNG)就是一种常见的天然气燃料。为了给CNG汽车加注燃料，需要专用的燃料输送系统，即CNG加气系统。该系统可以建设在天然气管网附近，也可以建设在无管网的地方。建设在无管网地区的CNG加气系统大多包括用于存储CNG的气源单元和用于提供加气操作的加气单元。通常，系统中会设置两个气源单元。这样，当一个气源单元中的CNG被排空后，可以立即使用另一个气源单元供气。在此期间，被排空的气源单元可移动到其它地方去补充CNG。通常，气源单元还包括用于承载钢瓶组件的拖车上，以便于其移动。 

每个气源单元都具有多个钢瓶组件，每个钢瓶组件包括：一个用于储存CNG的钢瓶、一个与该钢瓶相连通的排气管、以及一个用于控制排气管开闭的执行器。加气单元包括：例如加气机的加气装置、储油装置、以及用于控制整个加气系统的控制装置。加气单元中还设有两个与储油装置相连通的油路接头，以及一个与加气装置相连通的气路接头。 

当需要加气时，控制装置打开对应钢瓶组件的排气执行器，使得钢瓶中存储的CNG经由排气管和加气单元的气路接头到达加气机，再利用加气机为待加气设备进行加气操作。在排气时，通常会向对应的钢瓶注入加压油，以有助于钢瓶内CNG排出；等钢瓶内的CNG排空后，使注入到其中的油回流到储油装置，从而使得油能够重复循环使用。平时，油存储在加气单元的储油装置中，并通过两个油路接头提供给加气单元以及返回储油装置。 

中国专利200520133308.X公开了一种能够实现上述功能的传统的加气系统，其中，每个钢瓶组件中还设有一个注油管以及一个回油管，分别与钢瓶相连通。同时，对应于每个注油管和回油管还分别设置有一个执行器，用于控制对应管路的开闭。所有钢瓶组件的注油管汇集到一起，形成总注油管；所有钢瓶组件的回油管汇集到一起，形成总回油管；所有钢瓶组件的排气管汇集到一起，形成总排气管。气源单元的总注油管、总回油管以及总排气管分别连接到加气单元的第一油路接头、第二油路接头以及气路接头。在工作时，控制装置选定一个钢瓶组件，打开该选定钢瓶组件对应的执行器，以进行注油、排气和/或回油操作，其中排气操作和注油操作同时进行。 

在如上所述的系统中，每个钢瓶组件中设有三个执行器以及三个管路。然而，执行器和管路的数量越多，系统的制造成本就越高、且潜在的泄漏点和故障点也越多。另外，考虑到气源单元的拖车的额定载重量，过多的执行器和管路会降低拖车的有效载气量。 

现有的气源单元通常包括八个钢瓶组件。对于这种钢瓶组件的数量为偶数的情况，现在出现了一种改进加气系统。如图1所示，其气源单元10包括八个钢瓶组件，每个钢瓶组件包括钢瓶11、一个排气管(未示出)、一个油管(即注回油管)12、以及两个执行器，即排气执行器(未示出)和注回油执行器13。八个钢瓶组件被平均分成两组，即每组中钢瓶组件的数量相同。第一组钢瓶组件I-1、I-2、I-3和I-4的注回油管12被汇集到第一总油管18，而第二组钢瓶组件II-1、II-2、II-3和II-4的注回油管12被汇集到第二总油管19。与传统的加气系统类似，所有钢瓶组件的排气管被汇集到总排气管(未示出)。第一和第二总油管18、19以及总排气管分别可拆卸地连接到加气单元的第一油路接头、第二油路接头以及气路接头。 

在需要加气时，从第一组开始，交替地对第一组和第二组中的一个钢瓶组件进行注油排气操作，使得储油装置中的加压油经由第一和第二总油管中对应的一个、以及对应钢瓶组件的注回油管进入到钢瓶中，并使得该钢瓶中的压缩天然气经由对应的排气管和总排气管排出。在对每个钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作，使得对应钢瓶中的加压油经由注回油管、以及第一和第二总油管中对应的一个回到所述储油装置中。 

举例来说，首先，控制装置打开第一组中一个钢瓶组件，如I-1，的注回 油执行器13，对钢瓶组件I-1进行注油排气操作。其中加压油经由第一总油管18和钢瓶组件I-1的油管12注入到钢瓶11中，从而使得钢瓶中的CNG被推出到排气管，再经由钢瓶组件I-1的排气管和气源单元的总排气管提供给加气单元的加气机。此时，与加气单元的第一油路接头中油的流向为从储油装置进入气源单元的方向，从而使得第一总油管18被用作为注油管。 

当钢瓶被全部注满油，即其中的CNG已经完全排出后，对钢瓶组件I-1的注油和排气操作停止。这时，将第一油路接头中油的流向改变为从气源单元进入储油装置的方向，即使得第一总油管18被用作为回油管。然后，对钢瓶组件I-1进行回油操作，使得钢瓶中的油经由其注回油管12和第一总油管18返回储油装置。等回油操作结束后，关闭钢瓶组件I-1的注回油执行器13。 

在对钢瓶组件I-1的注油排气操作停止后，可以立刻对第二组中的一个钢瓶组件，如II-1，进行注油排气操作。对钢瓶组件II-1的注油和排气操作与对钢瓶组件I-1的类似，区别仅在于：此时第二油路接头19中油的流向被设置为从储油装置进入气源单元的方向，使得第二总油管被用作为注油管。这样，加压油会通过第二总油管19注入钢瓶组件II-1的钢瓶11中。优选地，对钢瓶组件II-1的注油操作可以和对钢瓶组件I-1的回油操作可以同时进行。 

当对钢瓶组件II-1的注油排气操作完成后，改变第一、第二油路接头中油的流向，从而可以对钢瓶组件II-1进行回油操作，同时对第一组中下一个钢瓶组件I-2进行注油排气操作。 

按照这样的方法，通过在对每个钢瓶组件的注油排气操作结束后改变第一和第二油路接头中油的流向，可以交替地从第一组和第二组钢瓶组件中的一个中取天然气。以设置八个钢瓶组件为例，取气顺序可以为I-1、II-1、I-2、II-2、I-3、II-3、I-4、II-4。第一和第二油路接头中油的流向的改变可以通过设置在油路接头和储油装置之间的换向阀组来实现，该换向阀组的工作状态可由控制装置进行自动控制。 

当一个气源单元中的CNG被排空后，需要为加气单元更换新的气源单元，这种更换被成为换车操作。为了保障对加气单元的CNG供应、减少或消除换车等待时间，可将换车操作分两步进行。第一步，在对前一个气源单元的最后一个钢瓶组件的注油排气操作完成后，断开该前一个气源单元的第一总油管与加气单元的第一油路接头的连接、以及断开该前一个气源单元的总排气管与加 气单元的气路接头的连接，并将后一个气源单元的第一总油管和总排气管分别连接到该第一油路接头和气路接头。第二步，在对前一气源单元的最后一个钢瓶组件的回油操作完成后，断开该前一个气源单元的第二总油管与加气单元的第二油路接头的连接，并将该第二油路接头与后一个气源单元的第二总油管相连。当第一步完成后，即可对后一个气源单元的第一个钢瓶组件进行注油排气操作，从而保证了对加气单元供气的连续性。 

在这里，各钢瓶组件的执行器由加气单元的控制装置进行统一控制。在换车操作的第一步，断开加气单元和与前一气源单元第一总油管相连通的各油管的执行器的控制线路，并且断开加气单元和前一气源单元的各排气执行器之间的控制线路；并将后一气源单元的相应控制线路连接到加气单元。在换车操作的第二步，断开加气单元和与前一气源单元第二总油管相连通的各油管的执行器之间的控制线路；并将后一气源单元的相应控制线路连接到加气单元。 

这种改进后的加气系统，不仅减少了每个钢瓶组件中执行器和管路的数量，而且还可以在更换气源单元时实现不间断加气。然而，对于具有奇数个钢瓶组件的加气系统来说，这种已知的改进方案并不适用，因为当气源单元具有奇数个钢瓶组件数时，这些钢瓶组件不能被平均分为两组。 

如果把最后一个钢瓶组件分到第一组，第一组钢瓶组件的数量会比第二组多一个。由于在最后一个钢瓶组件的回油操作结束前，不能断开前一气源单元的第一总油管与加气单元的连接，于是在换车操作的第一步，只能先将加气单元的第二油路接头连接到后一个气源单元。这样一来，后一个气源单元的工作就会从第二组钢瓶组件开始，与前一个气源单元不一致，导致系统循环出现错误。如果把最后一个单元分到第二组，这时第二组钢瓶组件的数量比第一组多一个。在这种情况下，最后一个和倒数第二个钢瓶组件都被分在了第二组。由于同一组中的各钢瓶组件的注回油管是汇集到一起的，因而在对倒数第二个钢瓶组件进行回油操作时，无法同时对最后一个钢瓶组件进行注油操作，从而无法对加气单元进行连续供气。 

可见，对于具有奇数个钢瓶组件的加气系统来说，前面叙述的改进方案不能适用，从而不能减少每个钢瓶组件中的执行器和管路的数量。而采用传统加气系统的设置方案，仍会存在系统制造成本高、潜在的泄漏点和故障点多、气源单元的拖车的有效载气量低等缺点。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于压缩天然气加气系统的气源单元，该气源单元能够在保证系统工作正常的前提下，减少钢瓶组件所需的执行器和管路的数量。 

本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种压缩天然气加气系统，该系统相比于传统的加气系统，具有减少的执行器和管路数量。 

本发明要解决的再一个技术问题在于提供一种用于上述压缩天然气加气系统的加气控制方法。 

为实现上述目的，本发明提出了一种用于压缩天然气加气系统的气源单元。其具有多个钢瓶组件，每个钢瓶组件包括一个用于储存压缩天然气的钢瓶、一个与该钢瓶相连通的排气管、以及一个用于控制对应排气管开闭的执行器。所述气源单元具有奇数个钢瓶组件，并分为三组，其中第一组和第二组的数量相同。所述第一和第二组钢瓶组件中的每个钢瓶组件包括：一个与该钢瓶相连通的注回油管、以及一个用于控制该注回油管开闭的执行器。第三组钢瓶组件中的每个钢瓶组件包括：分别与该钢瓶相连通的注油管和回油管、以及两个分别用于控制对应的注油管和回油管开闭的执行器。各钢瓶组件的排气管汇集到气源单元的总排气管，第一组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的注油管汇集到气源单元的第一总油管，而第二组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的回油管汇集到气源单元的第二总油管。 

为实现上述目的，本发明还提出了一种压缩天然气加气系统，其包括加气单元和至少一个气源单元。所述气源单元具有多个钢瓶组件，每个钢瓶组件包括一个用于储存压缩天然气的钢瓶、一个与该钢瓶相连通的排气管、以及一个用于控制排气管开闭的执行器。所述加气单元包括存储有加压油的储油装置、加气装置以及用于控制整个加气系统的控制装置。所述至少一个气源单元具有奇数个钢瓶组件，并分为三组，其中第一组和第二组中钢瓶组件的数量相同。所述第一和第二组钢瓶组件中的每个钢瓶组件还包括：一个与该钢瓶相连通的注回油管、以及一个用于控制该注回油管开闭的执行器。第三组钢瓶组件中的每个钢瓶组件还包括：分别与该钢瓶相连通的注油管和回油管、以及两个分别用于控制对应的注油管和回油管开闭的执行器。各钢瓶组件的排气管汇集到气 源单元的总排气管，第一组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的注油管汇集到气源单元的第一总油管，而第二组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的回油管汇集到气源单元的第二总油管。所述加气单元中还设有连接到所述储油装置的第一和第二油路接头、以及连接到所述加气装置的气路接头，所述第一油路接头、第二油路接头和气路接头分别可拆卸地连接到所述气源单元的第一总油管、第二总油管和总排气管。 

为实现上述目的，本发明还提出了一种用于如上所述的压缩天然气加气系统的加气控制方法。所述方法包括：1)从第一组开始，交替地对第一组和第二组中的一个钢瓶组件进行注油排气操作，使得储油装置中的加压油经由第一和第二总油管中对应的一个、以及对应钢瓶组件的注回油管进入到钢瓶中，并使得该钢瓶中的压缩天然气经由对应的排气管和总排气管排出；并在对各钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作，使得对应钢瓶中的加压油经由注回油管、以及第一和第二总油管中对应的一个返回所述储油装置中；以及，2)当第二组中最后一个钢瓶组件的注油排气操作完成后，对第三组钢瓶组件中的每一个依次进行注油排气操作，使得储油装置中的加压油经由第一总油管以及对应钢瓶组件的注油管进入到钢瓶中，以将该钢瓶中的压缩天然气经由对应的排气管和总排气管排出；并在对各钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作，使得对应钢瓶中的加压油经由回油管以及第二总油管回到所述储油装置中。 

通过将具有奇数个钢瓶组件的气源单元中的钢瓶组件分为三组，并对第三组钢瓶组件的每个设置两个油管分别用于注油和回油操作，可以保证该气源单元在加气系统中正常工作。同时通过尽量减少第三组钢瓶组件的数量，可以减少气源单元中执行器和管路的总数量，从而相比于传统的加气系统，降低了系统的制造成本、减少了潜在的泄漏点和故障点、同时能够提高气源单元的有效载气量。 

下面结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明。 

附图说明

图1为一种现有加气系统的气源单元的端部示意图，示出了其中的油路连接结构； 

图2为根据本发明一个实施例的CNG加气系统的结构示意图； 

图3为图2中气源单元的端部示意图，示出了油路连接结构； 

图4为图2中换向阀组的一个例子； 

图5示出了完成第一步换车操作的加气系统；以及 

图6示出了完成第二步换车操作的加气系统。 

具体实施方式

如图2和3所示，本发明的压缩天然气加气系统S包括气源单元30和加气单元40。气源单元30具有奇数个钢瓶组件，这些钢瓶组件被分成三组，其中第一组和第二组中钢瓶组件的数量相同。例如，如图3所示的，九个钢瓶组件被分成三组，其中第一、二组钢瓶组件的数量分别为四个，而第三组钢瓶组件的数量为一个。当然，三组钢瓶组件的数量还可以被设置成其它形式，如分别为三个。 

与现有技术类似，气源单元30中的每个钢瓶组件包括一个用于储存CNG的钢瓶31、一个与钢瓶31相连通的排气管(未示出)、以及一个用于控制排气管开闭的排气执行器(未示出)。如图3所示，第一组钢瓶组件I-1、I-2、I-3和I-4以及第二组钢瓶组件II-1、II-2、II-3和II-4中的每个还包括：一个与钢瓶相连通的油管(即注回油管)32、以及一个用于控制该注回油管开闭的执行器33。第三组钢瓶组件III-1中的每个还包括：分别与钢瓶31相连通的注油管32a和回油管32b、以及两个分别用于控制对应油管开闭的注油执行器33a和回油执行器33b。其中，各钢瓶组件的排气管汇集到气源单元的总排气管37，第一组钢瓶组件的注回油管32和第三组钢瓶组件的注油管32a汇集到气源单元30的第一总油管38；而第二组钢瓶组件的注回油管32和第三组钢瓶组件的回油管32b汇集到气源单元的第二总油管39。 

加气单元40中设有用于存储加压油的储油装置41、例如加气机的加气装置42以及用于控制整个加气系统的控制装置43。加气单元40中还设有第一油路接头48、第二油路接头49和气路接头47。其中，第一和第二油路接头48、49分别与储油装置41相连，而气路接头47与加气装置42相连。气源单元30的第一和第二总油管38、39可通过高压油管分别可拆卸地连接到第一和第二油路接头48、49；总排气管37可通过高压气管可拆卸地连接到气路接头 47。控制装置43与储油装置41、加气装置42分别相连，以控制对应装置的工作状态。气源单元30中的各执行器也分别连接到控制装置43，从而由控制装置43统一控制。气源单元30中的各执行器优选地采用气动执行器，以确保工作安全性。因而各执行器与控制装置43的连接管路主要为气控管路。气源单元30与加气单元40之间的连接管路优选地采用标准的快装接头结构，以便于操作。 

在本发明的加气系统中，第一组和第二组的每个钢瓶组件只包括两个执行器和两个管路。相比于传统的加气系统，本发明的加气系统减少了气源单元中执行器和管路的数量，从而能够降低加气系统的制造成本、减少潜在的泄漏点和故障点、提高运行安全性、增大气源单元的有效载气量。优选地，将第三组钢瓶组件的数量设置成一个，以最大程度的减少气源单元中执行器和管路的数量。 

当利用本发明的加气系统S进行加气操作时，首先，从第一组开始，交替地对第一组和第二组中的一个钢瓶组件进行注油和排气操作，并在对各钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作；当第二组最后一个钢瓶组件的注油排气操作完成后，对第三组钢瓶组件中的每一个依次进行注油排气操作，并在对各钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作。对于图3所示的例子，进行注油排气操作的钢瓶组件的顺序依次为：I-1、II-1、I-2、II-2、I-3、II-3、I-4、II-4、III-1。由于各钢瓶组件中钢瓶的容积相同，因而对各钢瓶组件进行注油操作的时间相同、对各钢瓶组件进行排气操作的时间相同、并且对各钢瓶组件进行回油操作的时间相同。 

在对第一和第二组钢瓶组件进行注油排气操作时，储油装置41中的加压油经由第一和第二总油管中对应的一个、以及对应钢瓶组件的注回油管进入到钢瓶中；并使得该钢瓶中的压缩天然气经由对应的排气管和总排气管37排出到加气单元40。具体来说，当对第一组钢瓶组件进行注油操作时，油经由第一总油管38注入钢瓶，此时第一总油管38被用作为注油管；当对第二组钢瓶组件进行注油操作时，油经由第二总油管39注入钢瓶，此时第二总油管39被用作为注油管。 

在对第一和第二组钢瓶组件进行回油操作时，对应钢瓶中的加压油经由注回油管、以及第一和第二总油管中对应的一个回到所述储油装置中。具体来说， 当对第一组钢瓶组件进行回油操作时，油经由第一总油管38回到储油装置，此时第一总油管38被用作为回油管；而当对第二组钢瓶组件进行回油操作时，油经由第二总油管39回到储油装置，此时第二总油管39被用作为回油管。 

通过改变加气单元40的第一和第二油路接头48、49中油的流向，可以使第一和第二总油管38、39实现注油管或回油管的功能。油在油路接头48、49中流向的改变可通过多种方式实现。例如，可以在油路接头48、49和储油装置41之间设置-换向阀组44。 

如图4所示，换向阀组44包括串连到一起的四个执行器1、2、3、4。其中，在执行器1、2之间连接有储油装置41的注油管411，在执行器2、3之间连接有第二油路接头49，在执行器3、4之间连接有储油装置41的回油管412，在执行器4、1之间连接有第一油路接头48。这样，当执行器1打开时，储油装置中的油从注油管411经由第一油路接头48流向第一总油管38；当执行器4打开时，油从第一总油管38经由第一油路接头48和回油管412返回储油装置41；当执行器2打开时，储油装置中的油从注油管411经由第二油路接头49流向第二总油管39；当执行器3打开时，油从第二总油管39经由第二油路接头49和回油管412返回储油装置41。 

执行器的开闭由控制装置43进行控制。其中，四个执行器被分成两组，执行器1和3为第一组，而执行器2和4为第二组。同一组的两个执行器可以同时打开，也可以分别单独打开；而不同组的执行器不能同时打开。当第一组执行器1和/或3打开时，可以对第一组钢瓶组件进行注油操作和/或对第二组钢瓶组件进行回油操作；而当第二组执行器2和/或4打开时，可以对第二组钢瓶组件进行注油操作和/或对第一组钢瓶组件进行回油操作。在这里，对同一钢瓶组件的注油操作和排气操作是同时进行的。 

由于对第一和第二组钢瓶组件的操作是交替进行的，因而在各钢瓶组件的注油排气操作结束后，控制装置43会通过换向阀组44改变的第一和第二油路接头48、49中油的流向。由于回油操作时间小于注油操作时间，因而可以同时打开换向阀组44中相同组的两个执行器，从而能够在对前一个钢瓶组件进行回油操作的同时对后一个钢瓶组件进行注油操作，以保证对加气单元的持续供气。 

当第二组最后一个钢瓶组件(前两组中的最后一个钢瓶组件)的注油排气 操作完成后，可以对第三组钢瓶组件中的每一个依次进行注油排气操作，使得储油装置41中的油经由第一总油管38以及对应钢瓶组件的注油管进入钢瓶，以将钢瓶中的CNG经由对应的排气管和总排气管37排出；并在对各钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作，使得对应钢瓶中的加压油经由回油管以及第二总油管39回到储油装置。 

当第二组最后一个钢瓶组件(如II-4)的注油操作结束后，第一和第二油路接头48、49中油的流向被改变，使得第一和第二总油管被分别用作为注油管和回油管。这时，可对钢瓶组件II-4进行回油操作，同时可对第三组第一个钢瓶组件(即III-1)进行注油操作。从而保证了对加气单元40供气的连续性。 

由于第三组钢瓶组件的具有两个油管，其中注油管32a和回油管32b分别连接到第一总油管38和第二总油管39，因而对于第三组中的各钢瓶组件，在注油操作结束后，不需要改变第一和第二油路接头48、49中油的流向，即可进行回油操作。具体来说，当第三组中设有多个钢瓶组件时，在前一个钢瓶组件利用第二总油管39进行回油操作的同时，后一个钢瓶组件可利用第一总油管38进行注油操作，不会出现干涉。 

利用上述的加气控制方法，可以保证本发明的加气系统S中单个气源单元30对加气单元40供应CNG的连续性。 

优选地，加气系统S可包括至少两个气源单元。这样，当一个气源单元30中的CNG被全部排空后，可以立刻为加气单元40更换新的气源单元30′。这种更换称为换车操作。对加气系统S的换车操作可分两步进行。 

换车操作的第一步包括：在前一个气源单元30的最后一个钢瓶组件的注油排气操作完成后，关闭加气单元40中用于控制储油装置41的注油管411开闭的注油阀和与气路接头47相连的卸气阀、以及前一个气源单元30中与总排气管37相连的卸气总阀；然后，断开该前一个气源单元30的第一总油管38与加气单元40的第一油路接头48的连接、以及该前一个气源单元30的总排气管37与加气单元40的气路接头47的连接；将后一个气源单元30′的第一总油管38′和总排气管37′分别连接到第一油路接头48和气路接头47，如图5所示；最后，打开加气单元40的注油阀和卸气阀、以及后一个气源单元30′的卸气总阀。 

在换车操作中，还包括更换气源单元中各执行器与加气单元40中的控制 装置43之间的控制线路。具体来说，在换车操作的第一步，断开加气单元40对前一气源单元30中第一组钢瓶组件的各注回油执行器33和第三组钢瓶组件的各注油执行器33a的控制线路，以及对前一气源单元30中各排气执行器的控制线路；同时，将后一气源单元30′中的相应控制线路连接到加气单元40。 

这样，在换车操作的第一步完成后，控制装置43就可以控制后一个气源单元30′的第一个钢瓶组件进行注油排气操作。需要注意，对前一个气源单元30的最后一个钢瓶组件(即第三组的钢瓶组件)进行回油操作和对后一个气源单元30′的第一个钢瓶组件进行注油操作时，油在加气单元的第一和第二油路接头48、49中的流向相同。因而，在进行换车操作时，不需要改变加气单元40中第一和第二油路接头48、49中油的流向。 

换车操作的第二步包括：在前一个气源单元30的最后一个钢瓶组件的回油操作完成后，断开前一个气源单元30的第二总油管39与加气单元40的第二油路接头49的连接，并将后一个气源单元30′的第二总油管39′连接到第二油路接头49′，如图6所示。 

同样的，在换车操作第二步中也包括控制线路的更换。具体来说，断开加气单元40对前一气源单元30中第二钢瓶组件的各注回油执行器33和第三组钢瓶组件的各回油执行器33b的控制线路；同时，将后一气源单元30′中的相应控制线路连接到加气单元40。 

通常，换车操作的第一步在前一气源单元30的最后一个钢瓶组件进行回油操作的同时进行，并且所需的时间比回油操作的时间短。这样，当换车操作第一步完成后，可以在对前一个气源单元30的最后一个钢瓶组件进行回油操作的同时，对后一气源单元30′进行注油和排气操作。由于注油操作的时间比回油操作的时间长，因而，换车操作的第二步通常在后一气源单元30′的第一个钢瓶组件进行注油操作的同时进行。在对后一气源单元30′的第一个钢瓶组件的注油排气操作完成前，该气源单元30′的所有管路已完全连接到加气单元40上，从而可以按照前面描述的步骤继续对气源单元30′进行相应的注油、排气和/或回油操作。 

可见，利用本发明的加气控制方法，可以保证当气源单元具有奇数个钢瓶组件时加气系统S的正常工作。同时，还可以在更换该气源单元时，保证对加气单元CNG供应。需要注意，在本发明中，当前一个气源单元具有奇数个钢 瓶组件时，无论后一个气源单元具有奇数个钢瓶组件还是具有偶数个钢瓶组件，前面描述的换车操作均适用。同样的，当前一个气源单元具有偶数个钢瓶组件时，无论后一个气源单元具有奇数个钢瓶组件还是具有偶数个钢瓶组件，前面描述的换车操作也均适用。因而，本发明的加气系统可以既包括具有奇数个钢瓶组件的气源单元又包括具有偶数个钢瓶组件的气源单元，本发明的加气控制方法适用于这种加气系统。这就保证了本发明的加气系统和加气控制方法与现有加气系统的兼容性。 

完成了换车操作后，前一气源单元30可以移动到有CNG管网的地点，以重新充入CNG。优选地，气源单元中可设有用于装载所述钢瓶组件的拖车，以便于气源单元的移动。为了保证在排气过程中气源单元的负载平衡、避免侧翻，优选地，第一组钢瓶组件相对于第二组钢瓶组件上对称设置。例如，图3中所示的，第一组钢瓶组件可设置在左侧，而第二组钢瓶组件可设置在右侧。优选地，第三组钢瓶组件在拖车上对称设置，例如，如图3所示，将第三组钢瓶组件基本上设置在中间位置。 

应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。 

Claims (19)

1.一种用于压缩天然气加气系统的气源单元，具有多个钢瓶组件，每个钢瓶组件包括一个用于储存压缩天然气的钢瓶、一个与该钢瓶相连通的排气管、以及一个用于控制对应排气管开闭的执行器，其特征在于，

所述气源单元具有奇数个钢瓶组件，并分为三组，其中第一组和第二组的数量相同，所述第一和第二组钢瓶组件中的每个钢瓶组件包括：一个与该钢瓶相连通的注回油管、以及一个用于控制该注回油管开闭的执行器，而第三组钢瓶组件中的每个钢瓶组件包括：分别与该钢瓶相连通的注油管和回油管、以及两个分别用于控制对应的注油管和回油管开闭的执行器；

各钢瓶组件的排气管汇集到气源单元的总排气管，第一组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的注油管汇集到气源单元的第一总油管，而第二组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的回油管汇集到气源单元的第二总油管。

2.根据权利要求1所述的气源单元，其特征在于，所述气源单元具有九个钢瓶组件，且第三组钢瓶组件的数量为一个。

3.根据权利要求1所述的气源单元，其特征在于，所述气源单元还包括用于装载所述钢瓶组件的拖车，其中所述第一组钢瓶组件与所述第二组钢瓶组件在所述拖车上对称设置。

4.一种压缩天然气加气系统，包括加气单元和至少一个气源单元，所述气源单元具有多个钢瓶组件，每个钢瓶组件包括一个用于储存压缩天然气的钢瓶、一个与该钢瓶相连通的排气管、以及一个用于控制排气管开闭的执行器，所述加气单元包括存储有加压油的储油装置、加气装置以及用于控制整个加气系统的控制装置，

其特征在于，

所述至少一个气源单元具有奇数个钢瓶组件，并分为三组，其中第一组和第二组中钢瓶组件的数量相同，所述第一和第二组钢瓶组件中的每个钢瓶组件还包括：一个与该钢瓶相连通的注回油管、以及一个用于控制该注回油管开闭的执行器；而第三组钢瓶组件中的每个钢瓶组件还包括：分别与该钢瓶相连通的注油管和回油管、以及两个分别用于控制对应的注油管和回油管开闭的执行器；

各钢瓶组件的排气管汇集到气源单元的总排气管，第一组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的注油管汇集到气源单元的第一总油管，而第二组钢瓶组件的注回油管和第三组钢瓶组件的回油管汇集到气源单元的第二总油管；

所述加气单元中还设有连接到所述储油装置的第一和第二油路接头、以及连接到所述加气装置的气路接头，所述第一油路接头、第二油路接头和气路接头分别可拆卸地连接到所述气源单元的第一总油管、第二总油管和总排气管。

5.根据权利要求4所述的加气系统，其特征在于，所述第一和第二油路接头通过一换向阀组与所述储油装置的注油管和回油管相连，该换向阀组包括第一、第二、第三和第四执行器，用于控制对应管路的通断，储油装置的注油管通过第一和第二执行器分别与所述第一和第二油路相连，而储油装置的回油管通过第四和第三执行器分别与所述第一和第二油路相连。

6.根据权利要求5所述的加气系统，其特征在于，所述第一和第三执行器为第一组执行器，所述第二和第四执行器为第二组执行器，其中，不同组的执行器不能同时打开。

7.根据权利要求4所述的加气系统，其特征在于，第三组钢瓶组件的数量为一个。

8.根据权利要求4或7所述的加气系统，其特征在于，所述气源单元共有九个钢瓶组件。

9.根据权利要求4所述的加气系统，其特征在于，所述气源单元还包括用于装载所述钢瓶组件的拖车，其中所述第一组钢瓶组件与所述第二组钢瓶组件在所述拖车上对称设置。

10.根据权利要求9所述的加气系统，其特征在于，所述第三组钢瓶组件在所述拖车上对称设置。

11.一种用于压缩天然气加气系统的加气控制方法，其特征在于，所述压缩天然气加气系统为权利要求4所述的系统，

所述方法包括：

从第一组开始，交替地对第一组和第二组中的一个钢瓶组件进行注油排气操作，使得储油装置中的加压油经由第一和第二总油管中对应的一个、以及对应钢瓶组件的注回油管进入到钢瓶中，并使得该钢瓶中的压缩天然气经由对应的排气管和总排气管排出；并在对各钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作，使得对应钢瓶中的加压油经由注回油管、以及第一和第二总油管中对应的一个返回所述储油装置中；以及

当第二组中最后一个钢瓶组件的注油排气操作完成后，对第三组钢瓶组件中的每一个依次进行注油排气操作，使得储油装置中的加压油经由第一总油管以及对应钢瓶组件的注油管进入到钢瓶中，以将该钢瓶中的压缩天然气经由对应的排气管和总排气管排出；并在对各钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作，使得对应钢瓶中的加压油经由回油管以及第二总油管回到所述储油装置中。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

对于第一和第二组钢瓶组件中的每个，在注油排气操作结束后，利用控制装置改变所述加气单元的第一和第二油路接头中油的流向；以及

对于第三组钢瓶组件中的每个，在注油排气操作结束后，不改变所述第一和第二油路接头中油的流向。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第三组钢瓶组件的数量为一个。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对各钢瓶组件进行注油排气操作的时间相同，且对各钢瓶组件进行回油操作的时间相同，且注油排气操作时间大于回油操作时间。

15.根据权利要求11或14所述的方法，其特征在于，还包括：在对前一个钢瓶组件进行回油操作的同时，对后一个钢瓶组件进行注油排气操作。

16.根据权利要求11或14所述的方法，其特征在于，所述加气系统包括两个气源单元，所述方法还包括换车操作，该换车操作包括：

第一步：在对前一个气源单元的最后一个钢瓶组件的注油排气操作完成后，断开该前一个气源单元的第一总油管与所述加气单元的第一油路接头的连接、以及该前一个气源单元的总排气管与所述加气单元的气路接头的连接，并将后一个气源单元的第一总油管和总排气管分别连接到该第一油路接头和该气路接头；以及

第二步：在对前一气源单元的最后一个钢瓶组件的回油操作完成后，断开前一个气源单元的第二总油管与所述加气单元的第二油路接头的连接，并将后一个气源单元的第二总油管连接到该第二油路接头。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述换车操作还包括更换加气单元对气源单元中各执行器的控制线路。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：在所述换车操作的第一步完成之后，对该后一个气源单元的第一个钢瓶组件进行注油排气操作。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在进行所述换车操作时，不改变所述加气单元的第一和第二油路接头中油的流向。

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