CN104154415A - 一种加注结构的lng移动加注车 - Google Patents

Abstract

一种加注结构的LNG移动加注车，属于低温液体移动加注和储运车辆技术领域。牵引车、LNG低温储罐、罐底式加注机构、专用半挂车底架行走机构、后部操作管路和仓体。LNG低温储罐、罐底式加注机构以及后部操作管路和仓体安装在专用半挂车底架行走机构上组成低温液体半挂车，低温液体半挂车依靠牵引销挂在牵引1的牵引座上形成整车。不仅具备在任意地点随时停靠独立给予LNG汽车和双燃料汽车加注LNG，而且具备公路运输LNG的运输功能。不仅具备在固定地点随时停靠独立给予LNG汽车和双燃料汽车加注LNG，同时也具备公路运输LNG的运输功能。由于整车采用轻量化设计，整备质量更轻，最大充装量或者加注量更多。

Description

一种加注结构的LNG移动加注车

技术领域

本发明属于低温液体移动加注和储运车辆技术领域，具体涉及一种加注结构的LNG移动加注车，具备LNG(液化天然气)加注功能的低温液体车。

背景技术

液化天然气是高效的清洁能源，是保护环境最理想的燃料。随着世界能源危机和环境问题的日益突出，一方面，石油资源短缺，逐年增加的汽车保有量加剧了能源短缺的矛盾；另一方面，大量的汽车排放的尾气加剧了环境污染，是目前城市雾霭天气的主要成因,因此国家通过出台政策扶持和推广天然气的广泛应用，以LNG汽车为代表的新能源汽车技术成熟，市场需求旺盛，液化天然气(LNG)汽车以其储能密度大、车辆续里程长驶、运行成本低、安全性较高、尾气排放环保等特点而被广大客户认同与接受。随着液化天然气(LNG)汽车以及双燃料混烧技术的推广和应用，迫切需要与之配套的便捷成熟的加液设施，而固定LNG加液站投资大、建设周期长、资质审批困难成为液化天然气(LNG)汽车推广的突出制约因素。我公司所发明的LNG移动加注车可实现随时在任意固定的场所为液化天然气(LNG)汽车加气，解决单一依靠固定LNG加液站为液化天然气(LNG)汽车加液的局面，作为固定LNG加液站的补充，能够加快促进液化天然气(LNG)在全国全面推广，是响应国家节能减排，降低环境污染政策的创新产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加注结构的用于LNG(液化天然气)移动加注车，具有独特加注系统结构的LNG移动加注车；不仅具备在固定地点随时停靠独立给予LNG汽车和双燃料汽车加注LNG,同时也具备公路运输LNG的运输功能。由于整车采用轻量化设计，整备质量更轻,最大充装量或者加注量更多。

本发明包括：牵引车1、LNG低温储罐2、罐底式加注机构3、专用半挂车底架行走机构4、后部操作管路和仓体5。其中，LNG低温储罐2、罐底式加注机构3以及后部操作管路和仓体5安装在专用半挂车底架行走机构4上组成低温液体半挂车，低温液体半挂车依靠牵引销挂在牵引车1的牵引座上形成整车。如图1所示。

牵引车1分为自发电牵引车和常规牵引车两种类型。自发电牵引车是在常规牵引车底盘上加装发电机及发电机控制柜改装而成，发电机轴与牵引车1发动机的取力器口连接后，利用发动机带动发电机旋转后发电，主要是为罐底式加注机构3正常工作时供电。

LNG低温储罐2为卧式双圆筒高真空多层绝热低温容器结构，如图2所示，由外容器21与内容器22套合组成，内容器22外壁缠绕50层高绝热性能的铝箔纸24，铝箔纸之间垫有玻璃纤维纸，并在夹层间进行高真空技术处理，使贮罐可达到超绝热性能。外容器21为合金钢板制成，通过有限元分析计算后壁厚减至4mm,在外壳的封头顶部设置了一个安全防爆装置214，防止由于内容器22出现LNG泄露而外容器21没有安全泄放装置而造成LNG低温储罐2爆炸。为了减小夹层空间，增大内容器容积，将维持外壳外压稳定的槽钢圈25外置与外壳焊接，在符合国家标准及行业规范的前提下有效实现了罐体容积达到55.7m³。为维持夹层的真空度，在内容器22筒体上设置两个分子筛低温吸附装置23，在包扎层间放置常温吸附材料分子银。内容器22与外容器21之间采用3组径向组合支撑的复合支撑结构，径向组合支撑分为三组,中间一组固定支撑26，两端有二组滑动支撑，分别是前滑动支撑28和后滑动支撑212，独特设计在于固定支撑26处于两滑动支撑的中间，且在固定支撑26横向同轴中心线处罐体下部开设3个管口，作为加注系统的回气管14、进液管15和循环气管16。固定支撑11与回气管29、进液管210和循环气管211中心同轴线的目的是为了防止LNG低温储罐2在使用过程中内容器22低温环境下收缩距离不均以及内容器22在行驶过程中产生的惯性而使内容器22和外容器21之间发生较大的相对位移和结构变形造成筒体下部开设的回气管29、进液管210和循环气管211管路钢管拉断或者焊缝开裂的现象。此外LNG低温储罐2外部还设置牵引座27以及条形支座213，牵引座27用于连接牵引车1，条形支座213通过螺栓连接专用半挂车底架行走机构4，将LNG低温储罐2固定在专用半挂车底架行走机构4上。回气管29、进液管210和循环气管211的结构如图3所示。

罐底式加注机构3为本发明独特设计结构，设置在罐体下部，两侧外轮胎之间，有效利用罐体底部空间，减少罐体纵向空间，保证罐体容积达到国内最大，提高运输效率，降低成本，结合罐体下部开设的回气管29、进液管210和循环气管211以及罐底式加注机构的独特位置结构，使得加注系统工艺管口设计独特，管线较短便于顺利LNG(液化天然气)出液与回气管，避免管路出现“气袋”和“液袋”现象，有利于低温潜液泵的快速预冷和快速加注。罐底式加注机构3加注系统包括：LNG加气机31、防爆电气控制柜(含变频器)32、低温潜液泵(含泵池)33、进液管道34、泵回气管口管道35、循环管道36、出液管道37、加气机回气管道38组成，如图4所示。LNG加气机31由加气枪及软管、回气管口枪及软管、加气操作面板、加气显示面板组成；防爆电气控制柜(含变频器)32由变频器、防爆柜以及自动控制电气元件组成，具有预冷、加气、待机、循环、急停手动等操作功能及开关；潜液泵(含泵池)33由泵池及潜液泵组成，泵池外部设有进液口、回气管口、出液口、放散口、排污口、温度检测、液位检测、进出口压力检测口；进液管道34由自动阀V01、手动阀V04以及管道组成；泵回气管口管道(35)由自动阀V02、手动阀V05以及管道组成；循环管道36由自动阀V03、手动阀V06以及管道组成；出液管道37由手动阀V07、V09以及管道；加气机回气管道38由手动阀V08以及管道组成。

罐底式加注机构3的基本运行程序是：防爆电气控制柜(含变频器)32自动控制对罐底式加注机构3进行预冷，利用LNG低温储罐2中的LNG将低温泵(含泵池)和管道进行预冷，预冷达到条件即控制系统进行加注，变频器控制低温泵按照程序预设频率运转，将LNG低温储罐2中的LNG加注到LNG小气瓶中，系统设有紧急流程，如有紧急状况系统自动进入安全的状态。罐底式加注机构3主要有以下几方面工艺自动流程控制完成LNG加注功能：预冷流程、待机流程、加注流程、休眠流程和紧急流程。

1预冷流程

将控制柜上的模式控制开关打到手动控制方式。手动开启气动阀V01和V02，联通罐体和泵池气相和液相，使LNG液体自然流入潜液泵，实现对泵、泵池和管道预冷。

2待机流程

预冷流程结束后(泵池温度检测不高于-120℃)，将配电柜上的模式控制开关打到自动控制方式，系统进入待机流程。待机流程下，控制气动阀V01、V02和V03开启，潜液泵处于低速运转状态。

3加注流程

在加注流程，控制系统打开气动阀V1、V2，潜液泵以固定频率和转速运转，LNG通过潜液泵出口、流经加注机对客户加气。

4休眠流程

当系统进入待机流程后15min中内无动作时，系统自动进入休眠流程。停泵并关闭除V02以外的所有气动阀，联通泵池和罐体气相。

5紧急流程

当气体浓度超出爆炸极限的特定范围时，按下控制柜上的紧急停止按钮,系统将进入休眠流程状态，进入休眠流程。

专用半挂车底架行走机构4由前支腿41、加注系统支架42、底架行走机构43组焊而成，如图5所示。独特设计在于将前支腿41与底架行走机构43通过加注系统支架42组焊成整体，加注系统支架42全部承载由两端的前支腿41和底架行走机构43大梁承担。前支腿41主要用于牵引车脱挂后支撑罐体2；加注系统支架42主要支撑加注系统部件；底架行走机构43为常规半挂车行走机构。

后部操作管路和仓体5是由贮罐后部管路、阀门、仪表及安全附件与操作箱组成，将后部管路、阀门、仪表及安全附件封闭在操作箱内部，起到保护后部管路、阀门、仪表及安全附件，防止由于意外破坏后部管路、阀门、仪表及安全附件，造成LNG泄漏。后部管路、阀门、仪表作用是便于LNG移动加注车的充液和卸液，与常规低温液体运输车结构相同。

本发明具有下列优点

1、独特的加注机构设置位置及结构，加注机构设置在罐体下部，两侧之间，有效利用罐体底部空间，减少罐体纵向空间，保证罐体容积达到最大，如图1所示。

2、独特的罐体中下部工艺管口设计，有效缩短罐体到加注机构之间的距离，管线较短便于顺利出液与回气管口，避免管路出现“气袋”和“液袋”现象，有利于低温潜液泵的快速预冷和LNG快速加注，如图2及图3所示。

3、独特的三组12点径向组合支撑的复合支撑结构。径向组合支撑分为三组,中间一组固定支撑，两端有二组滑动支撑，分别是前滑动支撑和后滑动支撑，固定支撑处于两滑动支撑的中间，且罐体中下部管口中心线与固定支撑中心线同轴，中心同轴线的目的是为了防止贮罐在运行中内容器冷涨热缩不均以及内容器在行驶过程中产生的惯性而使内容器和外容器之间发生较大的相对位移和结构变形造成筒体下部开设的管口管路钢管拉断或者焊缝开裂的现象，如图2及图3所示。

附图说明

图1是本发明LNG移动加注车侧面结构示意图。

图2是本发明LNG移动加注车独特罐体结构示意图。

图3是本发明LNG移动加注车罐体底部管口详细示意图。

图4是本发明LNG移动加注车罐底式加注机构平面布置示意图。

图5是本发明LNG移动加注车专用底盘行走机构示意图。

图6是本发明LNG移动加注车第一种具体实施方式。

图7是本发明LNG移动加注车第二种具体实施方式。

图8是本发明LNG移动加注车第三种具体实施方式。

图中，牵引车1；LNG低温储罐2、外容器21、内容器22、分子筛低温吸附装置23、铝箔纸24、槽钢圈25、固定支撑26、牵引座27、前滑动支撑28、回气管29、进液管210、循环气管211、后滑动支撑212、条形支座213、安全防爆装置214；罐底式加注机构3、LNG加气机31、防爆电气控制柜(含变频器)32、低温潜液泵(含泵池)33、进液管道34、泵回气管口管道35、循环管道36、出液管道37、加气机回气管道38；专用半挂车底架行走机构4、前支腿41、加注系统支架42、底架行走机构43；后部操作管路和仓体5、LNG移动加注车6、软管加注枪7、LNG汽车8、卸液软管9、LNG储槽10。

具体实施方式

本发明包括：牵引车1、LNG低温储罐2、罐底式加注机构3、专用半挂车底架行走机构4、后部操作管路和仓体5。其中，LNG低温储罐2、罐底式加注机构3以及后部操作管路和仓体5安装在专用半挂车底架行走机构4上组成低温液体半挂车，低温液体半挂车依靠牵引销挂在牵引车1的牵引座上形成整车，如图1所示。

图6为本发明的第一种具体实施方式，包括LNG移动加注车6、软管加注枪7、LNG汽车8。其中LNG移动加注车6为本发明，通过软管加注枪7连接LNG汽车8的加注口，开启LNG移动加注车6的加注系统后直接向LNG汽车8加注LNG，加注操作按照前文所述的预冷流程和加注流程操作执行。

图7为本发明的第二种具体实施方式，包括LNG移动加注车6、软管加注枪7。其中LNG移动加注车6为本发明，通过软管加注枪7连接LNG移动加注车6的牵引车加注口，开启LNG移动加注车6的加注系统后直接向自身牵引车加注LNG，加注操作按照前文所述的预冷流程和加注流程操作执行。

图8为本发明的第三种具体实施方式，包括LNG移动加注车6、卸液软管9、LNG储槽10。其中LNG移动加注车6为本发明，将卸液软管7一端连接在LNG移动加注车6后舱出液口，另一段连接LNG储槽10，既可以将LNG移动加注车6内部的LNG卸到LNG储槽10，也可以将LNG储槽10内部的LNG卸到LNG移动加注车6。

Claims (5)

1.一种加注结构的LNG移动加注车，其特征在于，包括：牵引车(1)、LNG低温储罐(2)、罐底式加注机构(3)、专用半挂车底架行走机构(4)、后部操作管路和仓体(5)；LNG低温储罐(2)、罐底式加注机构(3)以及后部操作管路和仓体(5)安装在专用半挂车底架行走机构(4)上组成低温液体半挂车，低温液体半挂车依靠牵引销挂在牵引车(1)的牵引座上形成整车；

牵引车(1)分为自发电牵引车和常规牵引车两种类型；自发电牵引车是在常规牵引车底盘上加装发电机及发电机控制柜改装而成，发电机轴与牵引车(1)发动机的取力器口连接后，利用发动机带动发电机旋转后发电，为罐底式加注机构(3)正常工作时供电；

LNG低温储罐(2)为卧式双圆筒高真空多层绝热低温容器结构，由外容器(21)与内容器(22)套合组成，内容器(22)外壁缠绕50层高绝热性能的铝箔纸(24)，铝箔纸之间垫有玻璃纤维纸，并在夹层间进行高真空技术处理，使贮罐达到超绝热性能；外容器(21)为合金钢板制成，壁厚减至4mm,在外壳的封头顶部设置一个安全防爆装置(214)，防止由于内容器(22)出现LNG泄露而外容器(21)没有安全泄放装置而造成LNG低温储罐(2)爆炸；将维持外壳外压稳定的槽钢圈(25)外置与外壳焊接，罐体容积达到55.7m³；在内容器(22)筒体上设置两个分子筛低温吸附装置(23)，在包扎层间放置常温吸附材料分子银；内容器(22)与外容器(21)之间采用3组径向组合支撑的复合支撑结构，中间一组固定支撑(26)，两端有二组滑动支撑，分别是前滑动支撑(28)和后滑动支撑(212)，固定支撑(26)处于两滑动支撑的中间，且在固定支撑(26)横向同轴中心线处罐体下部开设3个管口，作为加注系统的回气管(14)、进液管(15)和循环气管(16)；固定支撑(11)与回气管(29)、进液管(210)和循环气管(211)中心同轴线，防止LNG低温储罐(2)在使用过程中内容器(22)低温环境下收缩距离不均以及内容器(22)在行驶过程中产生的惯性而使内容器(22)和外容器(21)之间发生较大的相对位移和结构变形造成筒体下部开设的回气管(29)、进液管(210)和循环气管(211)管路钢管拉断或者焊缝开裂；LNG低温储罐(2)外部还设置牵引座(27)以及条形支座(213)，牵引座(27)用于连接牵引车(1)，条形支座(213)通过螺栓连接专用半挂车底架行走机构(4)，将LNG低温储罐(2)固定在专用半挂车底架行走机构(4)上；

罐底式加注机构(3)设置在罐体下部，罐体下部开设的回气管(29)、进液管(210)和循环气管(211)以及罐底式加注机构的位置结构。

2.根据权利要求1所述的加注结构的LNG移动加注车，其特征在于，所述的罐底式加注机构(3)加注系统包括：LNG加气机(31)、防爆电气控制柜(32)、低温潜液泵(33)、进液管道(34)、泵回气管口管道(35)、循环管道(36)、出液管道(37)、加气机回气管道(38)；LNG加气机(31)由加气枪及软管、回气管口枪及软管、加气操作面板、加气显示面板组成；防爆电气控制柜(32)由变频器、防爆柜以及自动控制电气元件组成，具有预冷、加气、待机、循环、急停手动操作功能及开关；潜液泵(33)由泵池及潜液泵组成，泵池外部设有进液口、回气管口、出液口、放散口、排污口、温度检测、液位检测、进出口压力检测口；进液管道(34)由自动阀V01、手动阀V04以及管道组成；泵回气管口管道(35)由自动阀V02、手动阀V05以及管道组成；循环管道(36)由自动阀V03、手动阀V06以及管道组成；出液管道(37)由手动阀V07、V09以及管道；加气机回气管道(38)由手动阀V08以及管道组成；

罐底式加注机构(3)的运行程序是：防爆电气控制柜(32)自动控制对罐底式加注机构(3)进行预冷，利用LNG低温储罐(2)中的LNG将低温泵和管道进行预冷，预冷达到条件即控制系统进行加注，变频器控制低温泵按照程序预设频率运转，将LNG低温储罐(2)中的LNG加注到LNG小气瓶中，系统设有紧急流程，当有紧急状况系统自动进入安全的状态。罐底式加注机构(3)有以下几方面工艺自动流程控制完成LNG加注功能：预冷流程、待机流程、加注流程、休眠流程和紧急流程。

3.根据权利要求2所述的加注结构的LNG移动加注车，其特征在于，

预冷流程：将控制柜上的模式控制开关打到手动控制方式。手动开启气动阀V01和V02，联通罐体和泵池气相和液相，使LNG液体自然流入潜液泵，实现对泵、泵池和管道预冷；

待机流程：预冷流程结束后，将配电柜上的模式控制开关打到自动控制方式，系统进入待机流程；待机流程下，控制气动阀V01、V02和V03开启，潜液泵处于低速运转状态；

加注流程：在加注流程，控制系统打开气动阀V1、V2，潜液泵以固定频率和转速运转，LNG通过潜液泵出口、流经加注机对客户加气；

休眠流程：当系统进入待机流程后15min中内无动作时，系统自动进入休眠流程；停泵并关闭除V02以外的所有气动阀，联通泵池和罐体气相；

紧急流程：当气体浓度超出爆炸极限的特定范围时，按下控制柜上的紧急停止按钮,系统将进入休眠流程状态，进入休眠流程。

4.根据权利要求1所述的加注结构的LNG移动加注车，其特征在于，所述的专用半挂车底架行走机构(4)由前支腿(41)、加注系统支架(42)、底架行走机构(43)组焊而成；将前支腿(41)与底架行走机构(43)通过加注系统支架(42)组焊成整体，加注系统支架(42)全部承载由两端的前支腿(41)和底架行走机构(43)大梁承担；前支腿(41)用于牵引车脱挂后支撑罐体(2)；加注系统支架(42)支撑加注系统部件。

5.根据权利要求1所述的加注结构的LNG移动加注车，其特征在于，所述的后部操作管路和仓体(5)是由贮罐后部管路、阀门、仪表及安全附件与操作箱组成，将后部管路、阀门、仪表及安全附件封闭在操作箱内部，起到保护后部管路、阀门、仪表及安全附件，防止由于意外破坏后部管路、阀门、仪表及安全附件，造成LNG泄漏；后部管路、阀门、仪表作用是便于LNG移动加注车的充液和卸液。