CN105156881B - 低温绝热容器智能增压装置及增压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温绝热容器智能增压装置及增压方法，装置包括低温绝热容器和电气控制系统，低温绝热容器的出液口通过出液管路与截止阀连接，截止阀通过出液管路与过流阀连接，过流阀通过出液管路与汽化器连接，汽化器中还安装有加热器；汽化器出口一端与发动机相连，另一端通过增压管路与缓冲罐连接，缓冲罐通过增压管路与气体泵相连，气体泵通过增压管路与单向阀相连，单向阀通过增压管路与低温绝热容器的上部进气口相连；电气控制系统通过控制线路分别与加热器、气体泵、安装于低温绝热容器上的压力传感器和安装于汽化器出口端的温度传感器相连，本发明能够在短时间内对低温绝热容器实现快速增压、安全增压。
Description
技术领域
本发明属于低温绝热容器技术领域，具体涉及一种低温绝热容器智能增压装置及增压方法。
背景技术
低温绝热容器由于使用方便、安全、可反复充装等特点，目前已被广泛使用于工业化生产。低温绝热气瓶多设有包括内胆和外壳的双层结构，为减小辐射传热，内胆外需要包覆绝热层。低温绝热容器需要容器压力维持在一个较高的恒定值，确保供液稳定。但现有的国内很多汽车用LNG加液装置，只能提供低饱和态LNG液体，无法保证气瓶压力值和稳定性，导致供液不足。
为解决以上问题，现有的低温绝热容器采用翅片管作为汽化器，利用空气的热能将低温液体汽化后充入容器内实现增压，该增压方法增压时间长，无法在短时间内实现快速增压，而且随着低温绝热容器内的液体液位越来越低，增压效果越来越差。同时由于增压管路上没有过流保护装置，若增压管路断裂无法截断，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种低温绝热容器智能增压装置及增压方法，实现低温绝热容器的快速、安全增压。
为实现上述目的，本发明提供一种低温绝热容器智能增压装置，包括低温绝热容器和电气控制系统，其特殊之处在于：
所述低温绝热容器的出液口通过出液管路与截止阀的一端连接，所述截止阀的另一端通过出液管路与过流阀的输入端连接，所述过流阀的输出端通过出液管路与汽化器的进液口连接，所述汽化器中安装有加热器；
所述汽化器的出口分为两路，其一路与发动机相连，另一路通过增压管路与缓冲罐的进口连接，所述缓冲罐的出口通过增压管路与气体泵的进口相连，所述气体泵的出口通过增压管路与单向阀的输入端相连，所述单向阀的输出端通过增压管路与低温绝热容器的上部进气口相连；
所述电气控制系统通过控制线路分别与加热器、气体泵、安装于低温绝热容器上的压力传感器和安装于汽化器出口端的温度传感器相连。
进一步地，所述低温绝热容器的出液口位于低温绝热容器的底部，且该出液口位于整个出液管路的上方位置，这种设计使得低温绝热容器内液位较低时也可以正常出液。
优选地，所述低温绝热容器采用具备良好保温效果的多层缠绕高真空绝热结构。
在上述技术方案中，在需要对发动机进行供气或低温绝热容器增压时，打开截止阀；当发动机关闭或低温绝热容器不需要增压时，关闭截止阀；
过流阀的作用是当出液管路出现异常，比如液体流量过大时自动切断出液管路，保证使用安全；
汽化器的作用是利用发动机循环冷却水的热能将LNG液体进行汽化并升温，确保进入发动机的气体满足发动机使用要求；
加热器的作用是当发动机循环冷却水无法提供足够热能对LNG液体进行汽化时，可利用加热器对液体进行加热，保证出口气体温度；
缓冲罐的作用在于提供一个气体存储空间，当发动机在短时间内需要较多燃料时，可提供稳定压力的气态天然气，保证发动机正常运行。
气体泵的作用在于当低温绝热容器内压力不足时，通过气体泵将缓冲罐内气体加压充入低温绝热容器中，维持低温绝热容器压力恒定，保证出液正常。
单向阀能保证增压管路中的气体只能由气体泵向低温绝热容器单向流动，从而保证气体泵的安全使用。
控制系统通过控制电路分别与低温绝热容器的压力传感器、汽化器出口端的温度传感器、加热器和气体泵相连，这样可以接收低温绝热容器的压力数据和出液管路出口气体温度数据，可根据设定控制加热器和气体泵的开启或关闭，从而实现增压装置的智能控制。
本发明还提供一种利用上述低温绝热容器智能增压装置进行增压的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
1)打开截止阀，使低温绝热容器中的LNG液体流入到出液管路，经过截止阀、过流阀到达汽化器的进液口；当出液管路出现异常，液体流量过大时，过流阀自动切断出液管路保证使用安全；当发动机关闭或低温绝热容器不需要增压时，关闭截止阀；
2)汽化器利用发动机循环冷却水的热能将LNG液体进行汽化并升温，确保进入发动机的气体满足发动机使用要求，当发动机循环冷却水无法提供足够热能对LNG液体进行汽化时，利用加热器对液体进行加热，保证出口气体温度；
3)汽化器出口分为两路，其一路气态LNG进入到发动机中，另一路气态LNG通过增压管路进入到缓冲罐中，缓冲罐提供一个气态LNG存储空间，当发动机在短时间内需要较多燃料时，可提供稳定压力的气态LNG，保证发动机正常运行；
4)当低温绝热容器内压力不足时，通过气体泵将缓冲罐内气态LNG充入低温绝热容器中加压，维持低温绝热容器压力恒定，保证出液正常；单向阀保证增压管路中的气态LNG只能由气体泵向低温绝热容器单向流动，从而保证气体泵的安全使用；
在整个增压装置的增压过程中，电气控制系统通过安装在低温绝热容器上的压力传感器探测到低温绝热容器上内气体压力不足时，控制气体泵打开，实现增压过程；电气控制系统通过汽化器出口端的温度传感器对出口气体温度进行探测，当气体温度低于设定值时打开加热器，对LNG液体进行加热，保证出口气体温度在要求范围之内；电气控制系统通过控制加热器和气体泵的开启或关闭，实现增压装置的智能控制。
本发明有益效果：
(1)本发明使用汽化器及加热器能够对气态的LNG进行快速升温，从而能够在短时间内对低温绝热容器实现快速增压，增压时间明显缩短；
(2)本发明出液管路设计的过流阀也保证了发动机供气和低温绝热容器快速增压的安全；
(3)本发明汽化器出口一条管路给发动机提供气体，另一条管路与缓冲罐连接，可避免再单独引入另一个汽化器对低温绝热容器进行增压，从而使得整个装置结构得到精简。
(4)控制系统的引入，使其可以接收低温绝热容器的压力数据和出液管路出口气体温度数据，可根据设定控制加热器和气体泵的开启或关闭，从而实现增压装置的智能控制。
附图说明
图1为一种低温绝热容器智能增压装置结构示意图；
图中，低温绝热容器1、出液管路2、截止阀3、过流阀4、汽化器5、加热器6、增压管路7、缓冲罐8、气体泵9、单向阀10、控制系统11、控制电路12、压力传感器13、温度传感器14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1所示的低温绝热容器智能增压装置，包括低温绝热容器1和电气控制系统11，其特殊之处在于：
所述低温绝热容器1底部的出液口通过出液管路2与截止阀3的一端连接，所述截止阀3的另一端通过出液管路2与过流阀4的输入端连接，所述过流阀4的输出端通过出液管路2与汽化器5的进液口连接，所述汽化器5中安装有加热器6；
所述汽化器5的出口分为两路，其一路与发动机相连，另一路通过增压管路7与缓冲罐8的进口连接，所述缓冲罐8的出口通过增压管路7与气体泵9的进口相连，所述气体泵9的出口通过增压管路7与单向阀10的输入端相连，所述单向阀10的输出端通过增压管路7与低温绝热容器1的上部进气口相连；
所述电气控制系统11通过控制线路12分别与加热器6、气体泵9、安装于低温绝热容器1上的压力传感器13和安装于汽化器5出口端的温度传感器14相连。
所述低温绝热容器1的出液口位于整个出液管路2的上方位置；
所述低温绝热容器1采用具备良好保温效果的多层缠绕高真空绝热结构。
本实施例工作过程如下：
1)打开截止阀3，使低温绝热容器1中的LNG液体流入到出液管路2，经过截止阀3、过流阀4到达汽化器5的进液口；当出液管路2出现异常，液体流量过大时，过流阀4自动切断出液管路2保证使用安全；当发动机关闭或低温绝热容器1不需要增压时，关闭截止阀3；
2)汽化器5利用发动机循环冷却水的热能将LNG液体进行汽化并升温，确保进入发动机的气体满足发动机使用要求，当发动机循环冷却水无法提供足够热能对LNG液体进行汽化时，利用加热器6对液体进行加热，保证出口气体温度；
3)汽化器5出口分为两路，其一路气态LNG进入到发动机中，另一路气态LNG通过增压管路7进入到缓冲罐8中，缓冲罐8提供一个气态LNG存储空间，当发动机在短时间内需要较多燃料时，可提供稳定压力的气态LNG，保证发动机正常运行；
4)当低温绝热容器1内压力不足时，通过气体泵9将缓冲罐8内气态LNG充入低温绝热容器1中加压，维持低温绝热容器1压力恒定，保证出液正常；单向阀10保证增压管路7中的气态LNG只能由气体泵9向低温绝热容器1单向流动，从而保证气体泵9的安全使用；
在整个增压装置的增压过程中，电气控制系统11通过安装在低温绝热容器上1的压力传感器13探测到低温绝热容器上1内气体压力不足时，控制气体泵9打开，实现增压过程；电气控制系统11通过汽化器5出口端的温度传感器14对出口气体温度进行探测，当气体温度低于设定值时打开加热器6，对LNG液体进行加热，保证出口气体温度在要求范围之内；电气控制系统11通过控制加热器6和气体泵9的开启或关闭，实现增压装置的智能控制。
Claims (3)
1.一种低温绝热容器智能增压装置，包括低温绝热容器(1)和电气控制系统(11)，其特征在于：
所述低温绝热容器(1)的出液口通过出液管路(2)与截止阀(3)的一端连接，所述截止阀(3)的另一端通过出液管路(2)与过流阀(4)的输入端连接，所述过流阀(4)的输出端通过出液管路(2)与汽化器(5)的进液口连接，所述汽化器(5)中安装有加热器(6)；
所述汽化器(5)的出口分为两路，其一路与发动机相连，另一路通过增压管路(7)与缓冲罐(8)的进口连接，所述缓冲罐(8)的出口通过增压管路(7)与气体泵(9)的进口相连，所述气体泵(9)的出口通过增压管路(7)与单向阀(10)的输入端相连，所述单向阀(10)的输出端通过增压管路(7)与低温绝热容器(1)的上部进气口相连；
所述电气控制系统(11)通过控制线路(12)分别与加热器(6)、气体泵(9)、安装于低温绝热容器(1)上的压力传感器(13)和安装于汽化器(5)出口端的温度传感器(14)相连；
所述低温绝热容器智能增压装置进行增压的方法包括以下步骤：
1)打开截止阀(3)，使低温绝热容器(1)中的LNG液体流入到出液管路(2)，经过截止阀(3)、过流阀(4)到达汽化器(5)的进液口；当出液管路(2)出现异常，液体流量过大时，过流阀(4)自动切断出液管路(2)保证使用安全；当发动机关闭或低温绝热容器(1)不需要增压时，关闭截止阀(3)；
2)汽化器(5)利用发动机循环冷却水的热能将LNG液体进行汽化并升温，确保进入发动机的气体满足发动机使用要求，当发动机循环冷却水无法提供足够热能对LNG液体进行汽化时，利用加热器(6)对液体进行加热，保证出口气体温度；
3)汽化器(5)出口分为两路，其一路气态LNG进入到发动机中，另一路气态LNG通过增压管路(7)进入到缓冲罐(8)中，缓冲罐(8)提供一个气态LNG存储空间，当发动机在短时间内需要较多燃料时，可提供稳定压力的气态LNG，保证发动机正常运行；
4)当低温绝热容器(1)内压力不足时，通过气体泵(9)将缓冲罐(8)内气态LNG充入低温绝热容器(1)中加压，维持低温绝热容器(1)压力恒定，保证出液正常；单向阀(10)保证增压管路(7)中的气态LNG只能由气体泵(9)向低温绝热容器(1)单向流动，从而保证气体泵(9)的安全使用；
在整个增压装置的增压过程中，电气控制系统(11)通过安装在低温绝热容器上(1)的压力传感器(13)探测到低温绝热容器上(1)内气体压力不足时，控制气体泵(9)打开，实现增压过程；电气控制系统(11)通过汽化器(5)出口端的温度传感器(14)对出口气体温度进行探测，当气体温度低于设定值时打开加热器(6)，对LNG液体进行加热，保证出口气体温度在要求范围之内；电气控制系统(11)通过控制加热器(6)和气体泵(9)的开启或关闭，实现增压装置的智能控制。
2.根据权利要求1所述的低温绝热容器智能增压装置，其特征在于：所述低温绝热容器(1)的出液口位于低温绝热容器(1)的底部，且该出液口位于整个出液管路(2)的上方位置。
3.根据权利要求1或2所述的低温绝热容器智能增压装置，其特征在于：所述低温绝热容器(1)采用具备良好保温效果的多层缠绕高真空绝热结构。
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