CN103343720B - 一种车用气瓶的自增压装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用气瓶的自增压装置，包括气瓶、压力传感器、取液管路、电动阀门组件、汽化器、输气管路、气泵、电信号系统和控制系统。本发明通过控制系统对发动机和车辆的运行状况进行监控，来控制气泵和电动阀门组件动作，从而实现对自增压过程的控制。采用本发明的自增压装置，可以保证车辆在不同运行状态下气瓶内都具有稳定的压强，对气瓶的压强具有在任何工况下都能正常启动的优点，并且保证自增压系统在任何情况下都能正常启动，同时可以在很大程度上降低LNG的冷损，可应用于天然气汽车的气瓶增压。

Description

一种车用气瓶的自增压装置

技术领域

本发明属于激光加工领域，具体涉及金属多孔膜的制备技术。

背景技术

通常的LNG车用气瓶不带自增压系统，因此要求LNG加气站内的贮罐必须有较高的压力（一般不低于0.8MPa）才能确保车用供气系统的正常运行。这样的话，LNG贮罐就会因为压力始终处于高位状态，在很短的时间内贮罐压力就会上升导致安全阀起跳，从而产生LNG排放。既不安全，同时由于排放浪费而会影响到经济性。

为了解决以上问题，申请号为201010018128.2的专利“车用气瓶的自增压装置”提出了一种车用气瓶的自增压装置。该装置利用LNG的势能，引导LNG流入汽化器，发动机停止工作后，由于取液管路的保冷效果远低于气瓶，因此其取液管路中的LNG会不断地被汽化，从而大大降低LNG在气瓶中的无损储存时间；此外，仅通过阀门的开关无法精确控制LNG的流量，因此会造成气瓶内的压强有较大波动，影响发动机的平稳运行。

申请号为201010131499.1的专利“一种车用LNG卧式焊接绝热气瓶自增压装置及其使用方法”提出了一种车用气瓶的自增压装置，该装置通过同一取液口对自增压装置和发动机进行取液，因此不能在发动机工作时对发动机进行增压；同时，当气瓶内压强低于管路内压强时，该自增压装置提出的虹吸作用将无法正常进行，导致无法进行自增压过程。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种车用气瓶的自增压装置，可以在任何工况下都对气瓶提供稳定可靠的压力。

为了解决以上技术技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种车用气瓶的自增压装置，其特征在于：由气瓶（1）、压力传感器（2）、取液管路（3）、电动阀门组件（4）、汽化器（5）、输气管路（6）、气泵（7）、电信号系统（8）和控制系统（9）组成；压力传感器（2）悬挂在气瓶（1）内，且高于气瓶（1）的LNG液面；取液管路（3）的取液口位于气瓶（1）内底部，管路的最高部分高于气瓶液面；电动阀门组件（4）的进液口和取液管路（3）密封相通，出液口和汽化器（5）密封相通；输气管路（6）的进气口与汽化器（5）相连，出气口位于气瓶（1）内，且高于气瓶（1）的LNG液面；气泵（7）安装在输气管路（6）中间位置；压力传感器（2）、电动阀门组件（4）和气泵（7）分别通过电信号系统（8）与控制系统（9）相连；气瓶（1）在整个工作过程中处于密封状态。

所述的气瓶（1）为多层缠绕高真空绝热气瓶。

所述的气泵（7）为低温泵。

所述的汽化器（5）为空浴式汽化器。

本发明的自增压装置的取液口和发动机的取液口分开，可以对气瓶提供持续稳定的压强。

气瓶采用多层缠绕高真空绝热技术，具有极好的保冷效果。

压力传感器用来检测气瓶内的压强，并且把压强信号返回给控制系统，由控制系统来判断当先的气瓶内的压强是否满足要求。

取液口位于气瓶底部，管路的最高部分高于气瓶液面，以保证气瓶不处于使用状态时，LNG不会流入取液管路，可以提高LNG的无损储存时间。

汽化器为空浴式汽化器，可以在多种场合使用。

电动阀门组件接受控制系统的指令来调节LNG的流量，包括阀门的开启和关闭。

气泵的工作状态分为正转和反转两种，正转的作用是当发动机开始工作时使气瓶内压强高于汽化器内的压强，使自增压过程可以持续进行；反转的作用是当发动机停止工作时使增压管路内未被汽化的LNG回流至气瓶，降低冷损。

控制系统的作用是综合控制自增压器内各元件的动作过程，包括接收压力传感器的压强信号、控制气泵的转向来实现增压和LNG的回流、根据当前车辆的运行状况来调节电动阀门组件来调节取液管路内LNG的流量，从而给气瓶提供稳定的压强。

本发明的工作过程如下：

启动发动机前，打开控制系统，压力传感器对气瓶内的压强进行检测，通过电信号系统把检测信号反馈给控制系统，当检测到的气瓶内压强低于发动机所需的启动压强时，控制系统自动计算出一个优化的取液流量，并对电动阀门组件发出指令，使电动阀门组件处于一个相应的开启程度，然后控制系统对气泵发出一个正转触发信号，LNG在气泵的作用下通过取液管路，流经电动阀门组件，以控制系统自动计算出的优化的取液流量进入汽化器，汽化后的LNG通过输气管路进入气瓶，实现对气瓶的持续增压，当气瓶内压强到达发动机启动压强后，通过发动机的取液管路对发动机供液，启动发动机。

发动机运行时，当车辆在平地行驶时，控制系统设定发动机的供液压力为，并设定一个高压阈值和低压阈值。由于发动机运行过程中气瓶内压强会有损失，控制系统根据车辆的运行状态自动设定优化的取液流量，并控制气泵持续运行和控制电动阀门组件的开启程度，以该优化的取液流量流入汽化器，持续补充损失的压强，这样可以避免气泵和电动阀门组件的频繁开闭，可提高这些部件得使用寿命，当气瓶内的压强高于控制系统设定的高压阈值时，气泵和电动阀门组件关闭，直至气瓶内压强低于控制系统设定的低压时重新开启电动阀门组件和启动气泵，增压过程开始进行。

若启动时气瓶内的压强高于启动压强，则正常启动发动机，直至气瓶内的压强低于设定压强时重复发动机启动前的增压过程。

当车辆停止时，发动机关闭，此时控制系统对气泵发出一个反转指令，气泵将取液管路内的残余的LNG压回气瓶，并关闭电动阀门。

本发明具有有益效果。采用本发明可以保证在任何状态下都能启动自增压装置，且可以通过根据车辆的运行状况实时调节气瓶内的压强；本发明的自增压装置的取液口和发动机的取液口分开，可以对气瓶提供持续稳定的压强；取液管路的取液口位于气瓶内底部，管路的最高部分高于气瓶液面，保证了在非工作状态下，LNG液体不会进入汽化器，降低了LNG的冷损失。

附图说明

图1是车用气瓶的自增压装置示意图。

图中：1.气瓶2.压力传感器3.取液管路4.电动阀门组件5.汽化器6.输气管路7.气泵8.电信号系统9.控制系统。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明，但不限制本发明。

实施实例一：

如图1所示，启动发动机前，打开控制系统9，压力传感器2对气瓶1内的压强进行检测，通过电信号系统8把检测信号反馈给控制系统9，当检测到的气瓶1内压强低于发动机所需的启动压强0.55MPa时，控制系统9自动计算出一个优化的取液流量，并对电动阀门组件4发出指令，使电动阀门组件4处于一个相应的开启程度，然后控制系统9对气泵7发出一个正转触发信号，LNG在气泵7的作用下通过取液管路3，流经电动阀门组件4，以控制系统9自动计算出的优化的取液流量进入汽化器5，汽化后的LNG通过输气管路6进入气瓶1，实现对气瓶1的持续增压，当气瓶1内压强到达发动机启动压强0.55MPa后，通过发动机的取液管路对发动机供液，启动发动机。

实施实例二：

发动机运行时，当车辆在平地行驶时，控制系统设定发动机的供液压力为0.5MPa，并设定一个高压阈值0.6MPa和低压阈值0.48MPa。由于发动机运行过程中气瓶1内压强会有损失，控制系统9根据车辆的运行状态自动设定优化的取液流量，并控制气泵7持续运行和控制电动阀门组件4的开启程度，以该优化的取液流量流入汽化器5，持续补充损失的压强，这样可以避免气泵7和电动阀门组件4的频繁开闭，可提高这些部件得使用寿命，当气瓶1内的压强高于控制系统9设定的高压阈值0.6MPa时，气泵7和电动阀门组件4关闭，直至气瓶1内压强低于控制系统9设定的低压0.48MPa时重新开启电动阀门组件4和启动气泵7，增压过程开始进行。

实施实例三：

当车辆停止时，发动机关闭，此时控制系统9对气泵7发出一个反转指令，气泵7将取液管路3内的残余的LNG压回气瓶1。

Claims (4)

1.一种车用气瓶的自增压装置，其特征在于：由气瓶（1）、压力传感器（2）、取液管路（3）、电动阀门组件（4）、汽化器（5）、输气管路（6）、气泵（7）、电信号系统（8）和控制系统（9）组成；压力传感器（2）悬挂在气瓶（1）内，且高于气瓶（1）的LNG液面；取液管路（3）的取液口位于气瓶（1）内底部，管路的最高部分高于气瓶液面；电动阀门组件（4）的进液口和取液管路（3）密封相通，出液口和汽化器（5）密封相通；输气管路（6）的进气口与汽化器（5）相连，出气口位于气瓶（1）内，且高于气瓶（1）的LNG液面；气泵（7）安装在输气管路（6）中间位置；压力传感器（2）、电动阀门组件（4）和气泵（7）分别通过电信号系统（8）与控制系统（9）相连；气瓶（1）在整个工作过程中处于密封状态。

2.如权利要求1所述的一种车用气瓶的自增压装置，其特征在于：所述的气瓶（1）为多层缠绕高真空绝热气瓶。

3.如权利要求1所述的一种车用气瓶的自增压装置，其特征在于：所述的气泵（7）为低温泵。

4.如权利要求1所述的一种车用气瓶的自增压装置，其特征在于：所述的汽化器（5）为空浴式汽化器。