CN111042951A - 一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统 - Google Patents

一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，包括气瓶、出气管、经济阀、气相管、回气阀、压力传感器、增压管、出液截止阀、智能增压泵、出液过流阀、出液管、汽化器、缓冲罐、气化缓冲连接管、放空截止阀，所述气瓶分别与出气管、出液截止阀、缓冲罐、出液过流阀、出液管、汽化器、气化缓冲连接管、增压管、智能增压泵、气相管和放空截止阀相连接，当压力高于1.1MPa时，经济阀打开，优先使用气瓶内气态燃气，使气态燃气从出液截止阀流出，使气瓶内气压降到正常值，压力传感器通过液位变送器连接线与车内显示装置连接即可实时的对气瓶内气压进行实时的查看。

Description

一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体为一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统。
背景技术
LNG是即液化天然气(liquefied natural gas)的缩写。主要成分是甲烷。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，LNG的重量仅为同体积水的45％左右。
LNG卡车，就是以压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)作为发动机燃料的卡车。按燃料使用状况的不同，可分为单燃料天然气汽车(发动机只使用CNG或LNG作为燃料)、双燃料天然气汽车(使用柴油+天然气，或使用汽油+天然气为燃料的汽车)。目前使用最为广泛的是单燃料LNG卡车。
目前所述有的LNG卡车的供气系统均采用自增压的方式，即按照增压管-截止阀-增压调节阀-翅片管-回气阀-气相管-气瓶的方式对气瓶内进行增压，但此种增压方式在某些工况下表现出不同程度的动力不足，容易影响卡车的行驶，如在刚加完LNG时，瓶内气相冷凝，压力下降快，同时卡车在重载的情况下燃料消耗过大，在上坡时燃料消耗过快，瓶内气压下降，增压不及时，在低液位状态下，增压系统增压缓慢，甚至不增压，同时气瓶内压力无法实时远程监控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，以解决上述背景技术中提出的气瓶内压力不能自动调节且不能进行监控的问题。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：
一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，包括气瓶、出气管、经济阀、气相管、回气阀、压力传感器、增压管、出液截止阀、智能增压泵、出液过流阀、出液管、汽化器、缓冲罐、气化缓冲连接管和放空截止阀，所述气瓶分别与出气管、出液截止阀、缓冲罐出液过流阀、出液管、汽化器、气化缓冲连接管、增压管、智能增压泵、气相管和放空截止阀相连接，所述气瓶包括分配头、支撑管、内胆气相管、内胆夹层增压管、绝热纸、外筒体和内筒体，所述分配头安装在支撑管的端部，所述支撑管安装在内筒体的端部，所述绝热纸缠绕在内筒体的外壁，所述外筒体安装在绝热纸的外壁，所述内胆气相管呈横向安装在气瓶上，所述经济阀安装在气瓶的分配头气相端与出气管之间，所述气相管连接在智能增压泵与气瓶放空管路放空截止阀之间，所述气相管的一端位于气瓶的内腔顶部，所述回气阀和压力传感器均安装在气相管上，所述内胆夹层增压管安装在气瓶的内腔底部，所述智能增压泵的出气端与气相管连接，所述压力传感器与智能增压泵连接或压力传感器与液位变送器连接将电信号输出给智能增压泵。
优选的，所述智能增压泵安装在靠近气瓶的保护圈上与气相管和增压管连接的位置，压力传感器与智能增压泵连接或压力传感器与液位变送器连接将电信号输出给智能增压泵。
优选的，所述出气管安装在气瓶的内腔顶部，且所述内胆夹层增压管安装在气瓶的内腔底部。
优选的，所述经济阀、回气阀、出液截止阀、放空截止阀和出液过流阀均为机械阀。
优选的，所述智能增压泵内配备智能控制系统，智能增压泵直接与压力传感器连接使用，或者将所述压力传感器与液化天燃气供气模块总成中的液位变送器连接，通过液位变送器为压力传感器供电，压力传感器输出的信号为电压信号，或者输出电流信号输出给智能增压泵，控制智能增压泵的启停、压力传感器为同时输出电压信号和电流信号的高精度压力输出部件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，结构设计合理，在正常的工作状态下，放空截止阀和出液截止阀均为打开状态，压力传感器通过气相管检测气瓶内的气压，气瓶内正常的气压为0.9MPa-1.1MPa之间，当检测到气瓶内气压小于0.9MPa时，压力传感器将电压信号输出给智能增压泵，智能增压泵是天然气重卡驾驶室的钥匙电或电瓶直接供电，小于0.9MPa的压力信号给到智能增压泵后，智能增压泵的处理器给出启动信号，智能增压泵开始工作。智能增压泵将缓冲罐内气化完的气体经过增压管进入瓶内增压，当压力传感器检测到气瓶内气压高于1.1MPa时，通过智能增压泵的处理器控制智能增压泵断电，停止增压。当压力高于1.1MPa时，经济阀打开，优先使用气瓶内气态燃气，使气态燃气从出液截止阀流出，使气瓶内气压降到正常值，压力传感器通过液位变送器连接线与车内显示装置连接即可实时的对气瓶内气压进行实时的查看。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中气瓶的结构示意图；
图3为本发明的侧视图。
图中：气瓶100、分配头110、支撑管120、内胆气相管130、内胆夹层增压管140、绝热纸150、外筒体160、内筒体170、出气管200、经济阀210、气相管300、回气阀310、压力传感器320、增压管400、出液截止阀500、智能增压泵600、出液过流阀700、出液管800、汽化器900、缓冲罐1000、气化缓冲连接管1100、放空截止阀1200。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下的技术方案：
一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，用于对气瓶内气压进行实时的调节及监控，减少气压不稳定对卡车行驶造成的影响，请参阅图1和图3，包括气瓶100、出气管200、经济阀210、气相管300、回气阀310、压力传感器320、增压管400、出液截止阀500、智能增压泵600、出液过流阀700、出液管800、汽化器900、缓冲罐1000、气化缓冲连接管1100、放空截止阀1200；
请参阅图2和图3，气瓶100分别与出气管200、出液管800和气相管300连接，气瓶100包括分配头110、支撑管120、内胆气相管130、内胆夹层增压管140、绝热纸150、外筒体160和内筒体170；分配头110安装在支撑管120的顶部，支撑管120安装在外筒体160的顶部，绝热纸150安装在外筒体160的外壁，内筒体170安装在的外壁，具体的，气瓶100通过分配头110与出气管200、气相管300和增压管400的连接，且分配头110与出气管200、气相管300和增压管400的连接处均为焊接密封，气瓶100用于液化天然气的存储与运输，分配头110为304不锈钢，绝热纸150为玻璃纤维，绝热纸150与外筒体160缠绕包扎，用于减少外筒体160的传热，防止瓶内受热LNG汽化导致压力增大的情况发生；
请再次参阅图1和图3，出气管200呈横向安装在气瓶100上，经济阀210安装在气相管300与出气管200之间，具体的，出气管200为气态液化气管，用于气瓶100内气态液化气的流出，经济阀210用于对气相管300与出气管200气相空间的导通状态进行控制；
请再次参阅图1和图3，气相管300贯穿气瓶100，气相管300的一端位于气瓶100的内腔顶部，回气阀310和压力传感器320均安装在气相管300上，具体的，气相管300用于将汽化器900内汽化完的气体经缓冲罐1000运输到气瓶100内，回气阀310用于控制气瓶100的压力，是在加气站充液过程中，气瓶压力高于0.8MPa时，可以从回气阀310泄压，便于充液的顺利进行。压力传感器320用于检测气相管300内压力，从而检测气瓶100内压力；
请再次参阅图1和图3，缓冲罐1000的一端与增压管400连接，另一端与智能增压泵600进气端连接，具体的，汽化器900用于将液态液化气转换成气态液化气，然后通过缓冲罐1000缓冲压力后，再经过智能增压泵600压缩到气瓶100内，达到增压的目的；
请再次参阅图1和图3，智能增压泵600的出气端与气相管300连接，具体的，智能增压泵600用于对气相管300内腔进行增压，从而对气瓶100内进行增压；
请再次参阅图1和图3，该智能增压系统的连接形式，变送器1300连接压力传感器320、智能增压泵600构成智能增压系统的控制单元。智能增压泵的管路系统包含：经济阀210、回气阀310、出液截止阀500、出液过流阀700、出液管800、汽化器900、气化缓冲连接管1100、缓冲罐1000、增压管400。具体的，智能增压泵电子控制单元，类似“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是智能控制专用微机控制器,由微处理器MCU、存储器ROM、RAM、输入/输出接口I/O、模数转换器A/D以及整形、驱动等大规模集成电路组成。
在具体使用过程中，在正常的工作状态下，出液截止阀500和放空截止阀1200均为打开状态，压力传感器320通过气相管300检测气瓶100内的气压，气瓶100内正常的气压为0.9MPa-1.1MPa之间，当检测到气瓶100内气压小于0.9MPa时，智能增压泵600启动，气瓶100内的LNG液体经出液截止阀500、出液过流阀700、出液管800，然后再汽化器900内气化，气化的热源为天然气重卡发动机供给的冷却循环水，再经过气化缓冲连接管1100，进入缓冲罐1000中进行天然气缓冲，在经过增压管400，进入智能增压泵600，在智能增压泵600中经过涡轮增压将天然气压缩，在流经气相管300进入气瓶100内胆气相空间内，起到增压的效果。当压力传感器320检测到气瓶100内气压高于1.1Mpa时，压力传感器320将电压信号传递给智能增压泵600断电，停止增压，当压力高于1.2Mpa时，经济阀210自动打开，优先使用气瓶100内气态燃气，使气态燃气从出气阀流出，使气瓶100内气压降到正常值。
请再次参阅图1和图3，为了提高出气管200对气瓶100内气态液化气的使用效率，出气管200安装在气瓶100的内腔顶部。
请再次参阅图3，为了方便关键阀门的开关控制及产品成本控制，经济阀210、放空截止阀1200、出液增压截止阀500和出液过流阀700均为机械阀。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，其特征在于：包括气瓶(100)、出气管(200)、经济阀(210)、气相管(300)、回气阀(310)、压力传感器(320)、增压管(400)、出液截止阀(500)、智能增压泵(600)、出液过流阀(700)、出液管(800)、汽化器(900)、缓冲罐(1000)、气化缓冲连接管(1100)和放空截止阀(1200)，所述气瓶(100)分别与出气管(200)、出液截止阀(500)、缓冲罐(1000)出液过流阀(700)、出液管(800)、汽化器(900)、气化缓冲连接管(1100)、增压管(400)、智能增压泵(600)、气相管(300)和放空截止阀(1200)相连接，所述气瓶(100)包括分配头(110)、支撑管(120)、内胆气相管(130)、内胆夹层增压管(140)、绝热纸(150)、外筒体(160)和内筒体(170)，所述分配头(110)安装在支撑管(120)的端部，所述支撑管(120)安装在内筒体(170)的端部，所述绝热纸(150)缠绕在内筒体(170)的外壁，所述外筒体(160)安装在绝热纸(150)的外壁，所述内胆气相管(130)呈横向安装在气瓶(100)上，所述经济阀(210)安装在气瓶的分配头(110)气相端与出气管(200)之间，所述气相管(300)连接在智能增压泵(600)与气瓶放空管路放空截止阀(1200)之间，所述气相管(300)的一端位于气瓶(100)的内腔顶部，所述回气阀(310)和压力传感器(320)均安装在气相管(300)上，所述内胆夹层增压管(140)安装在气瓶(100)的内腔底部，所述智能增压泵(600)的出气端与气相管(300)连接，所述压力传感器(320)与智能增压泵(600)连接或压力传感器(320)与液位变送器(1300)连接将电信号输出给智能增压泵(600)。
2.根据权利要求1所述的一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，其特征在于：所述智能增压泵(600)安装在靠近气瓶(100)的保护圈上与气相管(300)和增压管(400)连接的位置，压力传感器(320)与智能增压泵(600)连接或压力传感器(320)与液位变送器(1300)连接将电信号输出给智能增压泵(600)。
3.根据权利要求2所述的一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，其特征在于：所述出气管(200)安装在气瓶(100)的内腔顶部，且所述内胆夹层增压管(140)安装在气瓶(100)的内腔底部。
4.根据权利要求3所述的一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，其特征在于：所述经济阀(210)、回气阀(310)、出液截止阀(500)、放空截止阀(1200)和出液过流阀(700)均为机械阀。
5.根据权利要求4所述的一种天然气重卡的液化天燃气供气模块总成智能增压系统，其特征在于：所述智能增压泵(600)内配备智能控制系统，智能增压泵(600)直接与压力传感器(320)连接使用，或者将所述压力传感器(320)与液化天燃气供气模块总成中的液位变送器连接，通过液位变送器为压力传感器(320)供电，压力传感器(320)输出的信号为电压信号，或者输出电流信号输出给智能增压泵(600)，控制智能增压泵(600)的启停、压力传感器(320)为同时输出电压信号和电流信号的高精度压力输出部件。
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