CN102506300A - 低温气瓶组撬 - Google Patents

Abstract

将数个低温气瓶分别安装在数个排、列框架内通过金属管和阀连接形成一个整体的低温气瓶组撬，其技术特征是：每个框架内安装一个低温气瓶的同时，也相应安装一个增压器，这些数个低温气瓶，共用一个液相出液管路及出液口、回气管路及回气口、充液管路及充液口。本低温气瓶组撬很容易转化成撬装式气化站，与现有的撬装式气化站比较，只需一个撬装体就可以完成，占地面积减少一半；最大好处是，采用本低温气瓶组撬设计的气化站，安全距离限制非常小，符合国家《城市燃气设计规范-2006年版》中的要求与规定，总容积4立方的气瓶组气化站占地面积仅有9平方。这是目前最小的气化站，也是未来工业、民用所有中小客户普遍采用的气化站设备。

Description

低温气瓶组撬

技术领域

本发明涉及一种低温气瓶组撬，适用于各种低温液体(气体)，属于低温设备领域。

背景技术

本发明低温气瓶组撬，我们以低温液化天然气(LNG)为例，也就是以适用于LNG低温气瓶为例加以说明，同样，也适用于各种低温液体(或称低温液态气体)，目前，液化天然气存贮工具有两种：储罐和低温气瓶(或称杜瓦瓶)；低温气瓶(杜瓦瓶)有175升、280升、410升、485升、500升等等，也许将来有500升以上至900升、一千立升或几千立升的低温气瓶，以某个具体容积(当前标准，500升)为限，小于这个容积为气瓶，大于这个容积为储罐，这些都由国家标准规定的，国家标准也随着时代前进的步伐再做不断地调整，对于大体积的一个低温气瓶人工搬不动，现在都是在其下面安装一些轮子，人们推动气瓶下的轮子，利于人工搬运，现实中，一个个低温气瓶用人工来搬运，非常繁琐，费工费力，周转效率非常低。

低温气瓶内装低温液体，出液是靠自增压系统即自身液体气化提高了压力增压出液，配有自增压器，充装液体时，可以依据液位显示仪来看是否充满，与气瓶摆放位置有关，与常温压缩气体气瓶工作性质完全不同；压缩气体气瓶是靠自身压力出气，压力低了，气也就用完了，同样，充装气是靠压力，压力越高，装得的气越多，指定某个压力值表示充装满气；依据上述原因，压缩气瓶组撬，比较容易实现，进出气体全部靠压力，充装气时靠压力来实现，与气瓶的排放位置无关；而低温气瓶组(例如，卧式)排列组合其气瓶位置高矮不一，充装低温液体时，低温气瓶内液位显示不一，整体充装液体实现起来比较困难，目前市场上还没有低温气瓶组撬出现。需要攻克低温气瓶组一起充装难和气瓶组安全的问题。

发明内容

技术方案：

将数个低温气瓶分别安装在数个排、列框架内通过金属管和阀连接形成一个整体的低温气瓶组撬，其技术特征是：每个框架内安装一个低温气瓶的同时，也相应安装一个增压器，这些数个低温气瓶，共用一个液相出液管路及出液口、回气管路及回气口、充液管路及充液口。

数个排、列框架，是指两个以上的排、列框架，本文举例，三排三列的框架内(图3中的3)，可以装九个气瓶(见图3、4、5便于理解)。

金属管，其技术特征：一般为不锈钢，碳钢管，也包括真空管，金属软管等；阀，其技术特征：包括市面上各种减压、增压、调压阀，截止阀、球阀、止回阀、电磁阀、气动阀等。

每个框架内安装一个低温气瓶的同时，也相应安装一个增压器，其技术特征是：增压器也就是汽化器或称气化管路(图1、2中的7，图3中的2和图4中的1)，每个气瓶在框架内安装时增加支撑垫块(图3中的1)，气瓶通过支撑垫块与框架(图3中的3)固定，其目的：一是，加固气瓶，是气瓶不易晃动；二更重要的是，增加支撑垫块，抬高框架内的气瓶，使得气瓶水平底部高于同框架内安装的增压器(图3中的2，图4中的1)。这点非常重要，也是一个非常重要的技术特征。

如何理解框架内安装的气瓶，其框架与气瓶具体空间位置，见图3、4、5；在上述图中，具体说明在图3中3表示一个有三排三列的框架，图3中4表示气瓶，其中我们看出，最底层一排为A1、A2、A3；中间一排为B1、B2、B3；最上一排为C1、C2、C3；左边一列为C1、B1、A1；中间一列为C2、B2、A2；右边一列为C3、B3、A3。其中，A1-3，B1-3，C1-3分别标示所在的框架及框架内的气瓶，这些标示在图1中具体反映其所在位置。本发明，图3、4、5标示其空间位置，图1是气瓶具体位置连接示意图，同时也是流程示意图。

图1把九个气瓶的具体位置通过A1-3，B1-3，C1-3标示与图3、4、5有机结合起来看，形成九个气瓶通过金属管与阀连接的工作流程示意图，即通过L-1充液管路、L-2出液管路、L-3回气管路和阀(1-5表示的)将九个气瓶连接起来，气瓶本身还有各种阀和压力表及液位显示器，我们用阀和金属管将九个气瓶连接起来，设计出一个非常合理的低温气瓶组流程示意图，达到最省材料，确保低温气瓶组连接成的撬体，更加安全，其技术特征是我们设计出共用一个K1充液口、K2出液口、K3回气口的最佳流程图；这样九个气瓶形成的撬体，避免了每个气瓶单独接入单独充液重复劳动等繁琐的事情。

我们进行技术创新，解决了九个气瓶更加安全的问题和整体充装问题。

九个气瓶更加安全的问题，其技术特征是：在每个框架内气瓶相应增加的增压器后串联一个单向阀15并联接入L-3回气管路中，在回气管路上接上安全阀共用回气管路形成另一个安全放散管路，这种连接方法保证了气瓶组撬中每个气瓶更加安全，同时也是回气管路和安全放散管路，一路多用，减少了管路设置；首先看看这种连接方案的工作原理：在气瓶A3中举例说明，其它气瓶同理可知，打开阀11、8，LNG液体依照其气瓶内的压力流入L-2管路中经K2流出，随着LNG液体不断流出，气瓶内压力在减少，当气瓶中压力减少到一定程度，增压阀6自动打开，气瓶中液体LNG依重力向低于气瓶的增压器7中流入，气化不断增加，压力不断上升，气态的LNG不断流入气瓶中，增加气瓶中的压力，当压力达到一定数值时，增压阀6自动关闭，增压器中的压力阻止液态的LNG继续进入，没有了气化，压力不再上升，这种结构形式，始终使气瓶中的压力保持在一定的范围内波动，这样使得低温气瓶中的LNG可以源源不断的流出。需要几个气瓶工作，就可以打开几个气瓶中的阀11、8，所有气瓶中的LNG液体都是从出液管路L-2中经K2流出。

当某一个气瓶压力上升，例如A3气瓶内压力上升，上升到一定程度某个数值，其减压阀14自动打开，气态LNG经单向阀15流入回气管路L-3，回气管路上有安全阀放散管路确保气瓶安全；如果，气瓶组回气管路接到加注站加液装置回气管路上，加注站将回收气瓶组中的BOG(散蒸汽)，没有浪费BOG；如果，气瓶组回气管路接到气化站上BOG管路，下游还能回收利用。这里需要强调一点是，当某一个气瓶压力超标，气体通过单向阀15流入回气管路L-3，由回气管路上的安全阀放散管路对每一个气瓶的安全进行了超标压力排放，同时，由于每一个气瓶上有单向阀15，压力超标的气瓶放出的气体不影响其它气瓶，单向阀阻断了超压气体进入撬上的其它气瓶，让超压的气体在回气管路上，通过回气管路上安全阀管路进行安全放散或回收。这是一个非常重要的技术特征。

九个气瓶整体充装问题，其技术特征是：每一排(或称一层)通过一个阀(1-3中的一个)并联接入L-1充液管路中共用一个K1充装口。当充装口K1接上加液枪时，打开L-1管路上的阀1，关闭阀2、3；对最低层的一排气瓶A1、A2、A3充液，由于一排(或称一层)气瓶的高度一致，其液位显示仪也是一致或大致相等的，当液位显示器显示满后，关闭阀1；同样，打开阀2，关闭阀1、3，对中间的一排B1、B2、B3气瓶充气；打开阀3，关闭阀1、2，对最上面的一排C1、C2、C3气瓶充气；九气瓶都充满，阀1、2、3关闭，卸下K1充液口上的加液枪。我们看出，加液枪没有移动位置(一直在充液口K1上)通过阀1、2、3的开与关的组合，实现手动整体充装液体。

本流程增加电子控制部件实现全自动功能，如，增加控制模块16，控制模块16可以是PLC可编程控制器、ARM微处理等电子控制元器件，把所有阀改为电磁阀，显示装置改为传感器等，本流程为全自动控制流程图。将其中的一部分，如所有的11液位显示器改为液位传感器，阀1、2、3改为电磁阀，整个九个气瓶组撬体，可以实现全自动充装液体；其它出液管路、回气管路上的阀改为电磁阀，同样实现自动出液、回气等功能，这里为了说明全自动充液过程，图2中只画出这部分流程控制图的控制部分即在控制模块16的控制下的流程图，力求图面清晰，其它部分控制流程线路依此同理，在图2中，每个气瓶的液位显示仪11改为液位传感器，例如，最低一排A1、A2、A3，其气瓶上的11液位传感器输出信号作为控制模块(例如，可以是PLC可编程控制器或ARM微处理器等)的输入信号，控制元器件16接收到其信号后，通过其内部控制部分比较计算后，输出控制信号到充液管路L-1上的电磁阀1、2、3，即电磁阀1打开，电磁阀2、3关闭，即对最低一排气瓶充装液体，待三个气瓶液位传感器11给出满液信号后，控制元器件16输出控制信号到充液管路L-1上的电磁阀1、2、3，即电磁阀1、2、3关闭；如此重复，中间一排，最上面一排气瓶，同样复制完成充液动作。

对本流程图任何改动实现手动或自动的充液、出液、回气功能，都在本发明的保护范围。

本发明解决的事，确保了每个低温气瓶的安全，实现可以单个出液，也可以一至数个气瓶分别联合出液，出液流量调节范围更宽，整体充装达到方便，客户端使用时管路连接迅速即数个气瓶已连接好在客户端只需一次快速连接，气瓶组撬装体的运输效率要高等。

本发明低温气瓶组撬，以气瓶卧式安装为例加以说明，低温气瓶立式排列组合也在其保护范围内，这里不再赘述。

本发明低温气瓶组撬，可以吊装、铲车装卸，还可以与专利200710163360.3结合形成自升降式低温气瓶组撬。实现整体移动，其意义大于单个气瓶的移动与繁琐调换单个气瓶。

更大的作用在于：在本发明低温气瓶组撬的基础上，增加气化器和调压管路及计量计就是一个占地面积仅8.75平方的气化站，直接在客户端接上用户的管道就可以供气了，符合国家《城市燃气设计规范》中的气瓶组气化站要求与规定。这是本发明的主要用途。

有益效果

1、本发明低温气瓶组撬，各低温气瓶之间距离最短，无疑管线连接最省。

2、本发明排列组合，结构紧凑，占地面积最少。

3、本发明低温气瓶组撬，其连接管路可以标准化生产，节省用户端管线连接的麻烦。

4、整体接入后续的气化站管路，避免一个一个气瓶单独接入繁琐的重复劳动。

5、本发明是靠自增压管路提供压力来对外供气，没有任何能耗；

6、本发明低温气瓶组除了气瓶自身的安全阀外，每个气瓶通过一个单向阀并联接入一个回气管路，在回气管路上有安全阀放散管路，安全更有保障。

7、零污染排放，没有噪音；

8、本发明最大实际意义在于：低温气瓶组撬很容易转化成撬装式气化站，与现有的撬装式气化站比较，只需一个撬装体就可以完成，占地面积减少一半；最大好处是，采用本低温气瓶组撬设计的气化站，安全距离限制非常小，符合国家《城市燃气设计规范——2006年版》中的要求与规定。

附图说明

图1表示气瓶组流程示意图，也是气瓶组管线连接图；

图中的A1-3；B1-3；C1-3，分别表示最低一排、中间一排、最上一排的气瓶与框架，具体安装位置见图3、4、5中的气瓶示意图。

也就是图3中4表示的气瓶在图1中都能找到其具体位置。用A1-3；B1-3；C1-3表示。

图中的数字分别表示：

1-5表示阀；6、增压阀；7、增压器(或称汽化器、气化管路)；8、阀；9、单向阀；10、压力表；11、阀；12、单向阀；13、液位显示器；14、减压阀；15、单向阀；

L-1表示充液管路；L-2表示出液管路；L-3表示回气管路；

K1表示充液口；K2表示出液口；K3表示回气口。

图2表示在图1的基础之上增加了控制模块16，每个气瓶上的液位显示器11改为液位传感器，输出信号到控制模块16的输入端，阀1、2、3改为电磁控制阀，接收控制模块的输出信号控制，其它如图1。

图3表示低温气瓶组撬的正视图；

其中：K1表示充液口；K2表示出液口；K3表示回气口；它们对应于图1中K1、K2、K3。1表示支撑垫块；2表示增压器；3表示数排数列的框架；4表示气瓶。

图4表示低温气瓶组撬的侧视图；

其中：1表示增压器。

图5表示低温气瓶组撬的俯视图。

实施例

国家规范，气瓶组气化站总容积不能超过4立方，每个气瓶不能超过410升。

我们设计九气瓶组撬，每个气瓶采用410升，总容积3.69立方，整体接入气化站，符合国家规范，这里重点讲解充液过程：

图1把九个气瓶的具体位置通过A1-3，B1-3，C1-3标示与图3、4、5有机结合起来看，形成九个气瓶通过金属管与阀连接的工作流程示意图，即通过L-1充液管路、L-2出液管路、L-3回气管路和阀(1-5表示的)将九个气瓶连接起来，气瓶本身还有各种阀和压力表及液位显示器，我们用阀和金属管将九个气瓶连接起来，实施例，设计出一个非常合理的低温气瓶组流程示意图，达到最省材料，确保低温气瓶组连接成的撬体，更加安全；

低温气瓶组撬，最大特色是我们设计出共用一个K1充液口、K2出液口、K3回气口的最佳流程图；图3中见K1、K2、K3位置，这样九个气瓶形成的撬体，避免了每个气瓶单独接入单独充液重复劳动等繁琐的事情。

气瓶组撬如何整体充装：每一排(或称一层)通过一个阀(1-3中的一个)并联接入L-1充液管路中共用一个K1充装口。当充装口K1接上加液枪时，打开L-1管路上的阀1，关闭阀2、3；对最低层的一排气瓶A1、A2、A3充液，由于一排(或称一层)气瓶的高度一致，其液位显示仪也是一致或大致相等的，当液位显示器显示满后，关闭阀1；同样，打开阀2，关闭阀1、3，对中间的一排B1、B2、B3气瓶充气；打开阀3，关闭阀1、2，对最上面的一排C1、C2、C3气瓶充气；九气瓶都充满，阀1、2、3关闭，卸下K1充液口上的加液枪。我们看出，加液枪没有移动位置(一直在充液口K1上)通过阀1、2、3的开与关的组合，实现手动整体充装液体。

低温气瓶组撬的安全问题：我们要求其更安全，在每个框架内气瓶相应增加的增压器后串联一个单向阀15并联接入L-3回气管路中，在回气管路上接上安全阀共用回气管路形成另一个安全放散管路，这种连接方法保证了气瓶组撬中每个气瓶更加安全，同时也是回气管路和安全放散管路，一路多用，减少了管路设置；首先看看这种连接方案的工作原理：在气瓶A3中举例说明，其它气瓶同理可知，打开阀11、8，LNG液体依照其气瓶内的压力流入L-2管路中经K2流出，随着LNG液体不断流出，气瓶内压力在减少，当气瓶中压力减少到一定程度，增压阀6自动打开，气瓶中液体LNG依重力向低于气瓶的增压器7中流入，气化不断增加，压力不断上升，气态的LNG不断流入气瓶中，增加气瓶中的压力，当压力达到一定数值时，增压阀6自动关闭，增压器中的压力阻止液态的LNG继续进入，没有了气化，压力不再上升，这种结构形式，始终使气瓶中的压力保持在一定的范围内波动，这样使得低温气瓶中的LNG可以源源不断的流出。在九个气瓶中，需要几个气瓶工作，就可以打开几个气瓶中的阀11、8，所有气瓶中的LNG液体都是从出液管路L-2中经K2流出。本设计流程中采用图3中2增压器低于气瓶的设计原理，保证气瓶的压力始终在安全范围内，这是安全的第一保障。

当低温气瓶撬中的某一个气瓶压力上升，例如A3气瓶内压力上升，上升到一定程度某个数值，其减压阀14自动打开，气态LNG经单向阀15流入回气管路L-3，回气管路上有安全阀放散管路确保气瓶安全；如果，气瓶组撬中的回气管路接到加注站加液装置回气管路上，加注站将回收气瓶组中的BOG(散蒸汽)，没有浪费BOG；如果，气瓶组回气管路接到气化站上BOG管路，下游还能回收利用。这里需要强调一点是，当某一个气瓶压力超标，气体通过单向阀15流入回气管路L-3，由回气管路上的安全阀放散管路对每一个气瓶的安全进行了超标压力排放，同时，由于每一个气瓶上有单向阀15，压力超标的气瓶放出的气体不影响其它气瓶，单向阀15阻断了超压气体进入撬上的其它气瓶，让超压的气体在回气管路上，通过回气管路上安全阀管路进行安全放散或回收。这是一个非常重要的技术特征，也是一个重要的安全措施。

Claims (2)

1.一种低温气瓶组撬，由数个低温气瓶分别安装在数个排、列框架内通过金属管和阀连接构成，其技术特征是：每个框架内安装一个低温气瓶的同时，也相应安装一个增压器，这些数个低温气瓶，共用一个液相出液管路及出液口、回气管路及回气口、充液管路及充液口。

2.建立一种低温气瓶组撬的方法，由数个低温气瓶分别安装在数个排、列框架内通过金属管和阀连接构成，其技术特征是：每个框架内安装一个低温气瓶的同时，也相应安装一个增压器，这些数个低温气瓶，共用一个液相出液管路及出液口、回气管路及回气口、充液管路及充液口。

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