CN110220117B - 加液设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加液设备，该加液设备包括潜液泵、出液管及回液管，潜液泵安装在潜液泵池的容纳腔内；出液管与潜液泵的出口连通，出液管上设置有用于控制出液管开启或关闭的第一控制阀；回液管的第一端连接在第一控制阀与潜液泵的出口之间的管道上，回液管的第二端与容纳腔连通，回液管上设置有用于控制回液管开启或关闭的第二控制阀。本发明改进了加液设备的结构，提高了加液设备的潜液泵的使用寿命。

Description

加液设备

技术领域

本发明涉及液化天然气技术领域，尤其涉及一种加液设备。

背景技术

随着LNG(liquefied Natural Gas，液化天然气)产业的迅速发展，LNG加气站的建设呈现爆炸式增长。LNG加气站通常包括用于储存液化天然气的储液罐，与储液罐连通的潜液泵池，以及安装在潜液泵池内的潜液泵，该潜液泵通过出液管与加液机连通，当需要对车辆上的车载气瓶进行加液时，先将加液机的加液管与车载气瓶连通，然后控制潜液泵在带压状态运行，以将潜液泵池内的液化天然气泵入到加液机内并通过加液管的加液管注入到车载气瓶内。

其中，若潜液泵长时间处于关闭状态，会使得潜液泵内的一部分液化天然气气化并滞留在潜液泵内，当潜液泵突然在带压状态运行时，滞留在潜液泵内的气体会对潜液泵产生气蚀，严重影响到潜液泵的使用寿命。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提出一种加液设备，降低加液设备的潜液泵的气蚀程度，提高潜液泵的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种加液设备，所述加液设备包括：

潜液泵，安装在潜液泵池的容纳腔内；

出液管，所述出液管与所述潜液泵的出口连通，所述出液管上设置有用于控制所述出液管开启或关闭的第一控制阀；

回液管，所述回液管的第一端连接在所述第一控制阀与所述潜液泵的出口之间的管道上，所述回液管的第二端与所述容纳腔连通，所述回液管上设置有用于控制所述回液管开启或关闭的第二控制阀。

在一实施例中，所述容纳腔的内壁上开设有回液口，所述回液管位于所述潜液泵池外，所述回液管的第二端与所述回液口连通。

在一实施例中，所述回液口位于在所述容纳腔的下部。

在一实施例中，所述第一控制阀与所述潜液泵的出口之间的管道上设置有压力变送器，所述回液管的第一端连接在所述压力变送器和所述第一控制阀之间的管道上。

在一实施例中，所述加液设备还包括控制器，所述控制器分别与所述第一控制阀和所述第二控制阀连接，所述控制器用于接收加液指令，根据所述加液指令控制所述第二控制阀开启，并控制所述潜液泵运行设定时间后，再控制所述第二控制阀关闭，并控制所述第一控制阀开启。

在一实施例中，所述设定时间大于或等于5s。

在一实施例中，所述加液设备还包括第一气源管和第二气源管，所述控制器通过所述第一气源管与所述第一控制阀连接以控制所述第一控制阀开启或关闭，所述控制器通过所述第二气源管与所述第二控制阀连接以控制所述第二控制阀开启或关闭。

在一实施例中，所述加液设备还包括与所述控制器电连接的计时器，所述计时器用于记录所述潜液泵每次使用的时间；所述控制器在接收到所述加液指令后，且在根据所述加液指令控制所述第二控制阀开启之前，还用于：

从计时器获取潜液泵最近一次使用的历史时间，并将该历史时间与当前时间进行比较以获得差值；

在所述差值大于或等于预设时长的情况下，控制所述第二控制阀开启，并控制所述潜液泵运行设定时间后，再控制所述第二控制阀关闭，并控制所述第一控制阀开启；

在所述差值小于预设时长的情况下，所述控制器直接控制所述第一控制阀开启，并控制所述潜液泵运行。

在一实施例中，所述加液设备还包括放散管路，所述放散管路上设置有安全阀；

其中，所述放散管路与所述容纳腔连通；和/或

所述放散管路连接在所述潜液泵的出口与第一控制阀之间的管道上。

在一实施例中，所述容纳腔的内壁上开设有用于与储液罐连通的进液口和回气口，所述进液口位于所述潜液泵池的下部，所述回气口位于所述潜液泵池的上部。

本发明的加液设备通过在潜液泵的出口与第一控制阀之间的出液管上引出一根回液管，使回液管的出口与潜液泵池的容纳腔连通，并在回液管上设置用于控制回液管开启或关闭的第二控制阀。当间隔较长时间后再次使用加液设备对车辆的车载气瓶进行加液时，可以先控制第一控制阀关闭出液管，然后控制第二控制阀开启回液管，并控制潜液泵开始运行设定时间；之后，控制第一控制阀开启出液管，并控制第二控制阀关闭回液管，使潜液泵将容纳腔内的液化天然气通过加液机计量加注到车载气瓶内。

由于潜液泵在容纳腔内的液化天然气通过加液机计量加注到车载气瓶内之前，先在不带压状态下运行，潜液泵内不会发生气蚀，或者，气蚀程度较轻，而通过控制潜液泵运行设定时间，能够将潜液泵内气化的液化天然气排出。因此，能够显著减少潜液泵的气蚀，提高潜液泵的使用寿命。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本发明加液设备一实施例的结构示意图。

标号说明：

潜液泵池10；容纳腔101；潜液泵11；出液管111；第一控制阀112；回液管113；第二控制阀114；单向阀115；第一气源管12；第二气源管13；压力变送器14；放散管路15；第一放散管151；第一安全阀152；第一截止阀153；第一手阀154；第二放散管155；第二安全阀156；第二截止阀157；第二手阀158；第一连接管16；第三手阀161；第二连接管17；第四手阀171；温度变送器18。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提出一种加液设备。

参照图1所示，所述加液设备包括潜液泵11及出液管111，该潜液泵11安装在潜液泵池10的容纳腔101内，出液管111与潜液泵11的出口连通，且在出液管111上设置有用于控制出液管111开启或关闭的第一控制阀112。

其中，潜液泵池10的容纳腔101用于与储液罐(未示出)连通，以使储液罐内的液化天然气流到潜液泵池10内，潜液泵11的入口浸泡在潜液泵池10中的液化天然气内，出液管111远离潜液泵11的一端用于与加液机(图中未示出)连通。

当车辆进入到加气站内后，先将加液机的加液管与车辆的车载气瓶连通，然后打开第一控制阀112，并控制潜液泵11在带压状态运行，以将潜液泵池10内的液化天然气泵入到加液机内并通过加液机计量加注到车载气瓶内。

由于加气站进行加气车辆数量不同，尤其是对加气车辆较少的液化天然气加气站来说，潜液泵11可能会长时间未被使用，也即潜液泵11长时间处于关闭状态，潜液泵11内的一部分液化天然气会气化并滞留在潜液泵11内。此时，若突然使潜液泵11在带压状态运行，滞留在潜液泵11内的气体会对潜液泵11产生气蚀，严重影响到潜液泵11的使用寿命。

为避免上述问题，提高潜液泵11的使用寿命，如图1所示，加液设备还包括回液管113，该回液管113的第一端连接在第一控制阀112与潜液泵11的出口之间的管道上，回液管113的第二端与容纳腔101连通，并且，在回液管113上设置有用于控制回液管113开启或关闭的第二控制阀114。

由此，当间隔较长时间后再次使用加液设备对车辆的车载气瓶进行加气时，可以先控制第一控制阀112关闭出液管111，然后控制第二控制阀114开启回液管113，并控制潜液泵11开始运行设定时间。由于出液管111处于关闭状态，因此，潜液泵11能够在不带压状态下运行设定时间，从而将潜液泵11内含有气体的液化天然气通过回液管113排到潜液泵池10的容纳腔101内。在此过程中，由于潜液泵11在不带压状态下运行，因此，潜液泵11内的气体不会气蚀潜液泵11，或者，对潜液泵11的气蚀较轻。

当控制潜液泵11工作设定时间后，潜液泵11内含有气体的液化天然气基本已经排至潜液泵池10内，潜液泵11内的液化天然气不再含有气体，此时可以控制第一控制阀112开启出液管111，并控制第二控制阀114关闭回液管113，使潜液泵11将容纳腔101内的液化天然气通过加液机计量加注到车载气瓶内。

在一实施例中，如图1所示，可以在容纳腔101的内壁上开设有回液口，回液管113位于潜液泵池10外，且回液管113的第一端连接在第一控制阀112和潜液泵11的出口之间的管道上，回液管113的第二端与回液口连通。由此，回液管113上的第二控制阀114也位于潜液泵池10外，对第二控制阀114的控制更加方便。

其中，可以使回液口位于容纳腔101的下部，以使回液口位于容纳腔101内的液化天然气的液面以下，使从回液管的出口流出的液化天然气直接与潜液泵池10内的液化天然气混合在一起，使潜液泵池10内的液化天然气更加稳定。而且，还能够避免从回液管的出口流出的液化天然气掉落到潜液泵池10内的液化天然气内过程中，导致液泵池内的液化天然气含有过多的气体并被吸入到潜液泵11内而损坏潜液泵11。

需要说明的是，容纳腔101的下部是指容纳腔101的中间以下的部分，具体位置可根据容纳腔101内的液化天然气的液面高度而定，此处不作限制。

或者，也可以将回液管直接设置在潜液泵池10内，该回液管的第一端与出液管111位于潜液泵池10的容纳腔101内的部分连通，回液管的第二端也位于潜液泵池10的容纳腔101内。由此，无需在容纳腔101的内壁上开设回液口，使潜液泵池10的结构更加简单，并提高了潜液泵池10的密封性能。

其中，可以使回液管的第二端位于容纳腔101的下部，以使从回液管的第二端开口流出的液化天然气能够直接回流到容纳腔101内的液化天然气内。

在一实施例中，加液设备还可以包括控制器(未示出)，该控制器分别与第一控制阀112和第二控制阀114连接，且控制器用于接收加液指令，根据加液指令控制第二控制阀114开启，并控制潜液泵11运行设定时间后，再控制第二控制阀114关闭，并控制第一控制阀112开启。由此，无需手动对第一控制阀112和第二控制阀114进行控制，操作更加方便，控制更加精确，而且降低了人工成本。

其中，设定时间可以大于或等于5s，以保证潜液泵11内的气体基本排出。当然，设定时间具体可以为5s、7s、10s等等，具体可根据潜液泵11的间隔运行时长，潜液泵11的排量等因素而定，此处不作限制。

可选地，如图1所示，加液设备可以包括第一气源管12，控制器通过第一气源管12与第一控制阀112连接以控制第一控制阀112开启或关闭。同样地，加液设备可以包括第二气源管13，控制器通过第二气源管13与第二控制阀114连接以控制第二控制阀114开启或关闭。由此，控制器对第一控制阀112和第二控制阀114的控制更加快速准确。而且，还能够避免第一控制器112和第二控制器114在开启和关闭的过程中产生电火花，提高了加液设备的安全性能。

具体地，可以使加液设备包括气泵(未示出)，该气泵的出口与一个三通阀(未示出)的入口连通，该三通阀的两个出口分别与第一气源管12的入口和第二气源管13的入口连通，控制器通过控制控制气泵运行，并控制三通阀的开启方式，即可控制气泵对第一气源管12或第二气源管13充气，进而控制第一控制阀112和第二控制阀114的开启和关闭。

在一实施例中，可以对潜液泵11的使用时间进行记录，当使加液设备对车辆的车载气瓶进行加气时，可以将当前时间与潜液泵11最近一次使用的时间进行比较，若差值小于预设时长，则表示潜液泵11内的液化天然气未产生气体或者，产生的气体较少。此时，可以直接控制第一控制阀112开启出液管111，并使第二控制阀114关闭回液管113，然后控制潜液泵11在压状态下运行，将容纳腔101内的液化天然气通过加液机计量加注到车载气瓶内，提高加气效率。

若差值大于或等于预设时长，则表示潜液泵11内的部分液化天然气已经气化，此时，先控制第一控制阀112关闭出液管111，然后控制第二控制阀114开启回液管113，并控制潜液泵11在不带压状态下运行设定时间，以将潜液泵11内的气体排出，然后再控制第一控制阀112开启出液管111，并控制第二控制阀114关闭回液管113，使潜液泵11将容纳腔101内的液化天然气通过加液机计量加注到车载气瓶内。

具体地，可以使加液设备包括控制器，及与控制器电连接的计时器，该计时器用于记录潜液泵11每次使用的时间，当控制器接收到对车辆的车载气瓶进行加液的加液指令后，且在根据加液指令控制第二控制阀114开启之前，控制器可以从计时器获取潜液泵11最近一次使用的历史时间，并将该历史时间与当前时间进行比较，以获得当前时间与潜液泵11最近一次使用时间的差值。

在差值大于或等于预设时长的情况下，控制器控制第二控制阀114开启，并控制潜液泵11运行设定时间后，再控制第二控制阀114关闭，并控制第一控制阀112开启，以使潜液泵11在不带压状态下将潜液泵11内的液化天然气排到容纳腔101内；在差值小于预设时长的情况下，控制器直接控制第一控制阀112开启，并控制潜液泵11运行。由此，能够在降低潜液泵11气蚀风险的情况下，提高加液设备的加气效率。

其中，控制器获得加液指令的方式有多种，例如，可以在加液机上设置与控制器连接的按钮，当需要对车载气瓶进行加液时，操作人员可以按下按钮，以对控制器发送加液指令。或者，加液机的加液管端部设置有与车载气瓶连接的加液枪，也可以在加液枪上对应扳手的位置设置触动开关，该触动开关与控制器电连接，当操作人员按下加液枪的扳手时，触动开关被触动，从而向控制器发送加液指令。

可选地，可以使预设时长为5分钟，以保证加液设备直接对车载气瓶进行加液时，潜液泵11内不存在气体，或者，只存在少量的气体。当然，根据加液设备的结构，也可以使预设时长为4分钟、6分钟、10分钟等等。

或者，也可以直接在每次对车辆的车载气瓶进行加气之前，均先控制潜液泵11在不带压状态下将潜液泵11内的液化天然气排到潜液泵池10内，以简化加液设备的结构，降低加液设备的成本。

在一实施例中，加液设备还可以包括放散管路15，在该放散管路15上设置有安全阀，可以将放散管路15与容纳腔101连通。当容纳腔101内的压力过大时，可以控制安全阀打开，以释放容纳腔101内的天然气降低容纳腔101的气压。

或者，也可以将放散管路15连接在潜液泵11的出口与第一控制阀112之间的管道上，当出液管111内的压力过大时，可以控制安全阀打开，以释放容纳腔101内的天然气，降低出液管111中的气压。

当然，还可以使放散管路15连接在潜液泵11的出口与第一控制阀112之间的管道上的同时，还与容纳腔101连通，以同时保证出液管111和容纳腔101的气压不会超过预设压力。

其中，放散管路15的出口可以与外界空气连通，也可以与用于收集天然气的收集装置连通，具体可根据加气站所处的环境稳定。

具体地，如图1所示，放散管路15具有第一放散管151，该第一放散管151的一端与潜液泵池10的容纳腔101上部连通，另一端与外界空气连通，在第一放散管151上设置有第一安全阀152，当容纳腔101内的天然气压力大于第一安全阀152的预设压力时，第一安全阀152打开，以供容纳腔101内的天然气通过第一放散管151放散到外界空气中。

可选地，第一放散管151上还设置有第一截止阀53，该第一截止阀53位于第一安全阀152和潜液泵池10之间的管路上。与第一安全阀152和第一截止阀53还并联有一个第一手阀154，该第一手阀154的入口通过连接管连接在第一截止阀53和潜液泵池10之间的管道上，出口通过连接管连接在第一安全阀152远离第一截止阀53一端的管道上。当容纳腔101内的天然气压力大于预设压力时，可手动开启第一手阀154，将第一放散管151的入口和出口连通，使潜液泵池10内的天然气释放到外界空气中。

同样地，放散管路15还可以具有第二放散管155，该第一放散管151的一端连接潜液泵11的出口与第一控制阀112之间的管道上，另一端与外界空气连通，在第二放散管155上设置有第二安全阀156，当潜液泵11的出口与第一控制阀112之间的出液管111内的气压大于第二安全阀156的预设压力时，第二安全阀156打开，以供潜液泵11的出口与第一控制阀112之间的出液管111内的天然气通过第二放散管155放散到外界空气中。

其中，可以使第二放散管155的另一端连接在第一安全阀152远离潜液泵池10一侧的第一放散管151上，以使放散管路15的结构更加简单。

可选地，在第二放散管155上还可以设置第二截止阀157，该第二截止阀157位于第二安全阀156和出液管111之间的第二放散管155上。与第二安全阀156和第二截止阀157还并联有一个第二手阀158，该第二手阀158的入口通过连接管与第二截止阀157和出液管111之间的第二放散管155连通，出口通过连接管与第二安全阀156远离第二截止阀157一端的第二放散管155连通。当潜液泵11内或出液管111内的天然气压力大于预设压力时，可手动开启第二手阀158，将第二放散管155的入口和出口连通，使出液管111内的天然气释放到外界空气中。

需要说明的是，第一安全阀152和第二安全阀156的预设压力可以相同，也可以不同，具体可根据潜液泵池10和出液管111的结构而定。

在一实施例中，如图1所示，在第一控制阀112与潜液泵11的出口之间的管道上设置压力变送器14，以检测出液管111内的压力。其中，可以将回液管113的一端连接在压力变送器14和第一控制阀112之间的管道上。由此，当通过回液管113将潜液泵11内的液化天然气导流到潜液泵池10的容纳腔101内时，压力变送器14也能够对回液管113内的压力进行检测，以确认潜液泵11是否在非带压状态下运行。

在一实施例中，如图1所示，在第一控制阀112与潜液泵11的出口之间的管道上还可以设置单向阀115，该单向阀115用于防止潜液泵11停止通过时，出液管111内的液化天然气反流到潜液泵11内。

可选地，可以将单向阀115设置在压力变送器14与潜液泵11的出口之间的管道上，以使单向阀115更加靠近潜液泵11的出口，提高单向阀115限制出液管111内的液化天然气反流的作用。

在一实施例中，在容纳腔101的内壁上开设有进液口和回气口，该进液口和回气口分别用于与储存有液化天然气的储液罐(未示出)连通。其中，可以使进液口位于潜液泵池10的下部，并使回气口位于潜液泵池10的上部，以使储液罐内的液化天然气能够流到潜液泵池10的容纳腔101内；并使容纳腔101内的天然气能够通过回气口流到储液罐内。

具体地，如图1所示，进液口通过第一连接管16与储液罐连通，在第一连接管16上还设置有第三手阀161，回气口通过第二连接管17与储液罐连通，在第二连接管17上还设置有第四手阀171。

在一实施例中，加液设备还可以包括温度变送器18，该温度变送器18与潜液泵池10连接以检测潜液泵池10内的温度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种加液设备，其特征在于，所述加液设备包括：

潜液泵，安装在潜液泵池的容纳腔内；

出液管，所述出液管与所述潜液泵的出口连通，所述出液管上设置有用于控制所述出液管开启或关闭的第一控制阀；

回液管，所述回液管的第一端连接在所述第一控制阀与所述潜液泵的出口之间的管道上，所述回液管的第二端与所述容纳腔连通，所述回液管上设置有用于控制所述回液管开启或关闭的第二控制阀；

在控制所述第一控制阀关闭，并控制所述第二控制阀开启时，所述潜液泵将含有气体的液化天然气通过所述回液管排到所述容纳腔内；

所述加液设备还包括控制器，所述控制器分别与所述第一控制阀和所述第二控制阀连接,所述控制器用于接收加液指令，根据所述加液指令控制所述第二控制阀开启；

所述加液设备还包括与所述控制器电连接的计时器，所述计时器用于记录所述潜液泵每次使用的时间；所述控制器在接收到所述加液指令后，且在根据所述加液指令控制所述第二控制阀开启之前，还用于：

从计时器获取潜液泵最近一次使用的历史时间，并将该历史时间与当前时间进行比较以获得差值；

在所述差值大于或等于预设时长的情况下，控制所述第二控制阀开启，并控制所述潜液泵运行设定时间后，再控制所述第二控制阀关闭，并控制所述第一控制阀开启；

在所述差值小于预设时长的情况下，所述控制器直接控制所述第一控制阀开启，并控制所述潜液泵运行。

2.如权利要求1所述的加液设备，其特征在于，所述容纳腔的内壁上开设有回液口，所述回液管位于所述潜液泵池外，所述回液管的第二端与所述回液口连通。

3.如权利要求2所述的加液设备，其特征在于，所述回液口位于在所述容纳腔的下部。

4.如权利要求1所述的加液设备，其特征在于，所述第一控制阀与所述潜液泵的出口之间的管道上设置有压力变送器，所述回液管的第一端连接在所述压力变送器和所述第一控制阀之间的管道上。

5.如权利要求1所述的加液设备，其特征在于，所述控制器控制所述潜液泵运行设定时间后，再控制所述第二控制阀关闭，并控制所述第一控制阀开启。

6.如权利要求5所述的加液设备，其特征在于，所述设定时间大于或等于5s。

7.如权利要求5所述的加液设备，其特征在于，所述加液设备还包括第一气源管和第二气源管，所述控制器通过所述第一气源管与所述第一控制阀连接以控制所述第一控制阀开启或关闭，所述控制器通过所述第二气源管与所述第二控制阀连接以控制所述第二控制阀开启或关闭。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的加液设备，其特征在于，所述加液设备还包括放散管路，所述放散管路上设置有安全阀；

其中，所述放散管路与所述容纳腔连通；和/或

所述放散管路连接在所述潜液泵的出口与第一控制阀之间的管道上。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的加液设备，其特征在于，所述容纳腔的内壁上开设有用于与储液罐连通的进液口和回气口，所述进液口位于所述潜液泵池的下部，所述回气口位于所述潜液泵池的上部。

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