CN111497966A - 一种军用节能型气源挂车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种军用节能型气源挂车，包括节能型气源系统、副车架和军用挂车底盘，军用挂车底盘作为载体，副车架固定在军用挂车底盘上，节能型气源系统固定在副车架上，通过牵引车牵引军用挂车即可进行移动；本发明提供的军用节能型气源挂车，解决了国内外市场和我国军用装备的汽车、工程车辆以及工程机械设备使用的发动机尾气余热回收再利用的问题，有助于改善发动机燃油经济性，减少温室气体排放。
Description
技术领域
本发明涉及军用装备领域，进一步说，尤其涉及一种军用节能型气源挂车。
背景技术
由于能源越来越紧张，随着节能降耗工作的进一步开展，目前国内外市场和我国军用装备的汽车、工程车辆以及工程机械设备使用的气源挂车用的发动机尾气均是直接通过排气管和消音器排出大气环境中，发动机的尾气余热没有进行回收，造成了发动机尾气余热的浪费。
其次，由于我国军用装备科技化、集成化、轻量化不断发展，对一种装备多种用途的要求越来越高。目前，国内外市场使用的增压机均为单一气体压缩，尤其在空间具有限制的条件下，相对整个军用气源挂车来说，配置二个增压机占用空间大，重量重，军用气源挂车结构不能满足小型化、集成化、轻量化发展，使用不方便。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种军用节能型气源挂车，利用发动机尾气余热回收换热器、碳载脱氧塔模块、高压主机进气控制装置、高压主机排气控制装置，解决了国内外市场和我国军用装备的汽车、工程车辆以及工程机械设备使用的发动机尾气余热回收再利用的问题，有助于改善发动机燃油经济性，节约石油资源，减少温室气体排放。
其中，具体技术方案为：
包括节能型气源系统、副车架和军用挂车底盘，军用挂车底盘作为载体，副车架固定在军用挂车底盘上，节能型气源系统固定在副车架上，通过牵引车牵引军用挂车即可进行移动。
上述的军用节能型气源挂车，其中：节能型气源系统包括方舱、动力系统、空气压缩机组、制氮模块、高压增压模块、电气显控模块、高压气瓶组、管路模块；
方舱作为载体，动力系统与空气压缩机组连接一起安装在方舱底板上；制氮模块安装在方舱底板上并与方舱壁板连接固定；高压增压模块安装在方舱底板上，通过三角带与动力系统的分动箱连接；高压气瓶组通过框架捆绑固定在方舱内；管路模块通过管道与动力系统、空气压缩机组、制氮模块、高压增压模块、高压气瓶组连接；电气显控模块通过电源线与动力系统、空气压缩机组、制氮模块、高压增压模块、高压气瓶组连接并通过控制命令使其进行工作。
上述的军用节能型气源挂车，其中：方舱用于节能型气源系统的集成；方舱的侧面包括舱体，舱体上设置侧门、加油口门，侧门下方设置蹬车梯挂环，舱体的一侧设置蹬顶叠梯；方舱的后侧包括舱体，舱体上设置进风百叶窗；方舱的另一侧面包括舱体，舱体上设置翻板门，翻板门的下方设置蹬车梯挂环；方舱的前侧包括舱体，舱体上设置蹬车梯、排风百叶窗，排风百叶窗的下方设置检修口、滑撬、接地柱，舱体上还设置排烟口；方舱的顶侧包括舱体，舱体上设置舱顶扶手和检修口。
上述的军用节能型气源挂车，其中：动力系统包括柴油发动机、分动箱及联轴器、永磁发电机、冷却风扇、消音装置、减震装置；柴油发动机是节能型气源系统的动力源；柴油发动机的一侧设置冷却风扇，柴油发动机设置发动机尾气余热回收换热器，发动机尾气余热回收换热器设置消音装置，柴油发动机通过分动箱及联轴器连接空气压缩机组，空气压缩机组上设置减震装置。
上述的军用节能型气源挂车，其中：制氮模块包括氧氮分离装置，空气缓冲罐连接空气干燥装置，空气干燥装置连接气动控制装置，气动控制装置连接氧氮分离装置，气动控制装置连接氮气缓冲罐，氮气缓冲罐连接发动机尾气余热回收换热器，发动机尾气余热回收换热器连接碳载脱氧塔模块，碳载脱氧塔模块连接氮气冷却器，碳载脱氧塔模块包括新型氮气脱氧加热器，氮气冷却器连接氮气干燥装置，氮气干燥装置连接氮气储气罐，氮气储气罐连接增压机氮气缓冲罐，增压机氮气缓冲罐连接高压主机进气控制装置，高压主机进气控制装置包括空气和氮气两用的增压机进气控制装置，高压主机进气控制装置连接高压主机，高压主机连接高压主机排气控制装置，高压主机排气控制装置包括高压空气和高压氮气两用的排气控制装置，高压主机排气控制装置连接高压氮气过滤器，高压氮气过滤器连接高压氮气瓶组，高压氮气瓶组连接15兆帕可调高压氮气输出接口、20兆帕可调高压氮气输出接口、35兆帕可调高压氮气输出接口。
上述的军用节能型气源挂车，其中：高压增压模块包括高压主机、过滤净化装置、高压主机进气控制装置、高压主机排气控制装置、氮气管路、空气管路；高压主机连接过滤净化装置，滤净化装置连接氮气管路、空气管路；高压主机连接高压主机进气控制装置、高压主机排气控制装置。
上述的军用节能型气源挂车，其中：电气显控模块包括主控单元、分系统控制单元和显控面板；主控单元包含电源总开关、发动机控制单元、制氮模块控制单元、氮气纯度选择控制单元、高压空气控制单元、高压氮气控制单元；分系统控制单元包含柴油发动机机油加热控制单元、高压主机机油加热控制单元、柴油机水套预热控制单元、工位照明控制单元；显控面板包含发动机显控面板、制氮模块显控面板、压力表显示组件。
上述的军用节能型气源挂车，其中：管路模块包括2路0.8兆帕低压空气输出接口、1路0.03～0.6兆帕低压氮气输出接口、1路0.8兆帕～20兆帕高压空气输出接口、1路15兆帕可调高压氮气输出接口、1路20兆帕可调高压氮气输出接口、1路35兆帕可调高压氮气输出接口，每路输出接口配相应的气管及卷管器，气管长度不小于15米。
上述的军用节能型气源挂车，其中：高压气瓶组包括高压氮气储气装置和高压空气储气装置，高压氮气储气装置和高压空气储气装置包括8个12升可循环碳纤维高压空气瓶、8个12升可循环碳纤维高压氮气瓶、4个12升碳纤维高压空气瓶组成的48升空气固定储气装置，4个12升碳纤维高压氮气瓶组成的48升氮气固定储气装置以及框架组成，工作压力为35兆帕。
上述的军用节能型气源挂车，其中：制氮模块中，发动机尾气余热回收换热器包括设置在尾气管外侧的外套管，所述尾气管和外套管之间设置螺旋翘片，在外套管的一侧设置进气接头，另一侧设置出气接头，在外套管的两端设置管帽；在尾气管的两端设置法兰；所述尾气管及外套管为折弯形或直线形。
上述的军用节能型气源挂车，其中：制氮模块中，高压主机进气控制装置包括空气和氮气两用的增压机进气控制装置，空气和氮气两用的增压机进气控制装置包括两个气动角座阀，两个气动角座阀之间通过转接法兰以及螺栓连接阀体，阀体上设置泄压阀和增压机进气接口，两个气动角座阀上均连接气控管路，另外，一个气动角座阀的端部设置空气滤清器，另一个气动角座阀的端部设置进气接管；进气接管为氮气进口，空气滤清器上设置空气进口，气控管路包括角座阀气缸排气口、控制进气口，两个气控管路倾斜设置，分别向空气进口、氮气进口倾斜。
上述的军用节能型气源挂车，其中：制氮模块中，高压主机排气控制装置包括高压空气和高压氮气两用的排气控制装置，高压空气和高压氮气两用的排气控制装置包括气液分离器，所述气液分离器的上方的气液分离器进气口设置进气卡套接头，气液分离器进气口上设置安全阀，所述气液分离器的上方的气液分离器排气口设置背压阀，背压阀上设置背压阀出气接口，背压阀出气接口连接集成块连接管，集成块连接管通过集成块进气口连接集成块，集成块通过集成块排气口、卡套管接头连接气动球阀连接管，气动球阀连接管通过气动高压球阀进气口连接两个气动高压球阀，两个气动高压球阀分别是空气气动球阀、氮气气动球阀，两个气动高压球阀还设置气动高压球阀排气口；在气液分离器的一侧设置增压机排污口及排污阀；整设备通过安装底座安装。
上述的军用节能型气源挂车，其中：所述碳载脱氧塔模块还包括新型氮气脱氧加热器，新型氮气脱氧加热器包括电加热器套管，所述电加热器套管通过电加热器安装法兰连接电加热器接线盒，所述电加热器套管的底部为网筛孔，上部设置进气口，所述电加热器套管的外部设置内层碳管，内层碳管的底部设置网筛孔，所述内层碳管的外部为外壳体，所述外壳体的下方设置清灰口，所述外壳体的上方设置出气口，所述外壳体上设置外壳体加碳口，所述内层碳管上设置内层加碳口；所述电加热器位置设置温度检测口；所述外壳体设置安装底座。
有益效果：
军用节能型气源挂车利用发动机尾气余热回收换热器、碳载脱氧塔模块、高压主机进气控制装置、高压主机排气控制装置、解决了国内外市场和我国军用装备的汽车、工程车辆以及工程机械设备使用的发动机尾气余热回收再利用的问题，有助于改善发动机燃油经济性，节约石油资源，减少温室气体排放。通过军用节能型气源挂车发动机尾气余热回收技术的实际应用，制氮装置相较于传统制氮装置缩小了结构尺寸，减轻了重量，节约了50％的能源消耗，带来显著的社会效益和经济效益。同时解决了军用气源挂车配置一个增压机即可实现制备高压空气又能制备高压氮气的能力，并优化了我国军用气源挂车装备的结构设计，实现了军用气源挂车装备科技化、集成化、小型化、轻量化的目标。
附图说明
图1为军用节能型气源挂车的整体结构示意图。
图2为节能型气源系统的结构示意图。
图3为方舱右侧面的结构示意图。
图4为方舱前面的结构示意图。
图5为方舱左侧面的结构示意图。
图6为方舱后面的结构示意图。
图7为方舱顶面的结构示意图。
图8为节能型气源系统的结构示意图。
图9为动力系统的结构示意图。
图10为制氮模块的结构示意图。
图11为高压增压模块的结构示意图。
图12电气显控模块的示意图。
图13为管路模块的结构示意图。
图14为高压气瓶组的结构示意图。
图15为节能型气源系统总体实现流程图。
图16为制氮模块中发动机尾气余热回收换热器的结构示意图。
图17为制氮模块中空气和氮气两用的增压机进气控制装置的结构示意图。
图18为制氮模块中空气和氮气两用的增压机进气控制装置的结构示意图。
图19为制氮模块中空气和氮气两用的增压机进气控制装置的结构示意图。
图20为制氮模块中高压空气和高压氮气两用的排气控制装置的结构示意图。
图21为制氮模块中高压空气和高压氮气两用的排气控制装置的结构示意图。
图22为新型氮气脱氧加热器的结构示意图。
图23为新型氮气脱氧加热器气流程图。
图中：
1节能型气源系统 2副车架 3军用挂车底盘 4制氮模块 5高压气瓶组 6空气压缩机组 7动力系统 8方舱 9高压增压模块 10电气显控模块11管路模块 12永磁发动机 13减震装置 14分动箱及联轴器 15柴油发动机 16冷却风扇 17消音装置 18发动机尾气余热回收换热器 19氧氮分离装置 20氮气干燥装置 21空气干燥装置 22空气缓冲罐 23氮气缓冲罐 24碳载脱氧塔模块 25氮气储气罐 26燃油加热器 27柴油油箱 28增压机氮气缓冲罐29高压主机进气控制装置 30高压主机 31高压主机排气控制装置 32高压氮气过滤器 33高压氮气瓶组 34高压空气瓶组 35氮气冷却器 36低压空气输出接口二 37低压氮气输出接口 38 20兆帕高压空气输出阀 39 35兆帕高压氮气输出阀 40 20兆帕高压氮气输出阀41 15兆帕高压氮气输出阀 42 35兆帕高压氮气输出接口 43 20兆帕高压氮气输出接口44 15兆帕高压氮气输出接口 45 20兆帕高压空气输出接口 46高压空气储气装置 47高压氮气储气装置
81舱体 82侧门 83蹬车梯挂环 84加油口门 85登顶叠梯 86进风百叶窗 87舱顶检修口 88检修口 89舱顶扶手 810蹬车梯 811排风百叶窗 812排烟口 813滑撬 814接地柱 815翻板门
401法兰 402管帽 403出气接头 404外套管 405尾气管 406螺旋翅片 407尾气管弯头 408外套管弯头 409进气接头 410进气接管 411气动角座阀 412转接法兰 413阀体414螺栓 415气控管路 416空气滤清器 417泄压阀 418空气进口 419氮气进口 420角座阀气缸排气口 421控制进气口 422增压机进气接口 423安装底座 424气动球阀连接管 425气动高压球阀 426集成块 427卡套管接头 428集成块连接管 429气动球阀电磁阀 430背压阀 431安全阀 432进气卡套接头 433气液分离器 434排污阀 435气液分离器排气口436气液分离器进气口 437背压阀出气接口 438集成块进气口 439集成块排气口 440气动高压球阀进气口 441气动高压球阀排气口 442增压机排污口 443空气气动球阀 444氮气气动球阀 445电加热器接线盒 446电加热器 447电加热器安装法兰 448出气分布器安装口 449电加热器套管 450内层碳管 451外壳体 452安装底座 453进气口 454外壳体加碳口 455内层加碳口 456出气口 457温度检测口 458清灰口
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
军用节能型气源挂车的结构：
包括节能型气源系统1、副车架2和军用挂车底盘3，军用挂车底盘3作为载体，副车架2固定在军用挂车底盘3上，节能型气源系统1固定在副车架2上，通过牵引车牵引军用挂车即可进行移动。
节能型气源系统1包括方舱8、动力系统7、空气压缩机组6、制氮模块4、高压增压模块9、电气显控模块10、高压气瓶组5、管路模块11；
方舱8作为载体，动力系统7与空气压缩机组6连接一起安装在方舱底板上；制氮模块4安装在方舱底板上并与方舱壁板连接固定；高压增压模块9安装在方舱底板上，通过三角带与动力系统的分动箱连接；高压气瓶组5通过框架捆绑固定在方舱8内；管路模块11通过管道与动力系统、空气压缩机组6、制氮模块4、高压增压模块9、高压气瓶组5连接；电气显控模块10通过电源线与动力系统、空气压缩机组6、制氮模块4、高压增压模块9、高压气瓶组5连接并通过控制命令使其进行工作。
方舱8用于节能型气源系统的集成；方舱8的侧面包括舱体81，舱体81上设置侧门82、加油口门84，侧门82下方设置蹬车梯挂环83，舱体81的一侧设置蹬顶叠梯85；方舱8的后侧包括舱体81，舱体81上设置进风百叶窗86；方舱8的另一侧面包括舱体81，舱体81上设置翻板门815，翻板门815的下方设置蹬车梯挂环83；方舱8的前侧包括舱体81，舱体81上设置蹬车梯810、排风百叶窗811，排风百叶窗811的下方设置检修口88、滑撬813、接地柱814，舱体81上还设置排烟口812；方舱8的顶侧包括舱体81，舱体81上设置舱顶扶手89和检修口88。
动力系统包括柴油发动机15、分动箱及联轴器14、永磁发电机12、冷却风扇16、消音装置17、减震装置13；柴油发动机15是节能型气源系统1的动力源；柴油发动机15的一侧设置冷却风扇16，柴油发动机15设置发动机尾气余热回收换热器18，发动机尾气余热回收换热器18设置消音装置17，柴油发动机15通过分动箱及联轴器14连接空气压缩机组6，空气压缩机组6上设置减震装置13。
制氮模块4包括氧氮分离装置19，空气缓冲罐22连接空气干燥装置21，空气干燥装置21连接气动控制装置，气动控制装置连接氧氮分离装置19，气动控制装置连接氮气缓冲罐23，氮气缓冲罐23连接发动机尾气余热回收换热器18，发动机尾气余热回收换热器18连接碳载脱氧塔模块24，碳载脱氧塔模块24连接氮气冷却器35，碳载脱氧塔模块24包括新型氮气脱氧加热器，氮气冷却器35连接氮气干燥装置20，氮气干燥装置20连接氮气储气罐23，氮气储气罐23连接增压机氮气缓冲罐28，增压机氮气缓冲罐28连接高压主机进气控制装置29，高压主机进气控制装置29包括空气和氮气两用的增压机进气控制装置，高压主机进气控制装置29连接高压主机30，高压主机30连接高压主机排气控制装置31，高压主机排气控制装置31包括高压空气和高压氮气两用的排气控制装置，高压主机排气控制装置31连接高压氮气过滤器32，高压氮气过滤器32连接高压氮气瓶组33，高压氮气瓶组33连接15兆帕可调高压氮气输出接口44、20兆帕可调高压氮气输出接口45、35兆帕可调高压氮气输出接口35。
高压增压模块9包括高压主机30、过滤净化装置、高压主机进气控制装置29、高压主机排气控制装置31、氮气管路、空气管路；高压主机30连接过滤净化装置，滤净化装置连接氮气管路、空气管路；高压主机30连接高压主机进气控制装置29、高压主机排气控制装置31。
电气显控模块10包括主控单元、分系统控制单元和显控面板；主控单元包含电源总开关、发动机控制单元、制氮模块控制单元、氮气纯度选择控制单元、高压空气控制单元、高压氮气控制单元；分系统控制单元包含柴油发动机机油加热控制单元、高压主机机油加热控制单元、柴油机水套预热控制单元、工位照明控制单元；显控面板包含发动机显控面板、制氮模块显控面板、压力表显示组件。
管路模块11包括2路0.8兆帕低压空气输出接口、1路0.03～0.6兆帕低压氮气输出接口、1路0.8兆帕～20兆帕高压空气输出接口、1路15兆帕可调高压氮气输出接口、1路20兆帕可调高压氮气输出接口、1路35兆帕可调高压氮气输出接口，每路输出接口配相应的气管及卷管器，气管长度不小于15米。
高压气瓶组5包括高压氮气储气装置47和高压空气储气装置46，高压氮气储气装置47和高压空气储气装置46包括8个12升可循环碳纤维高压空气瓶、8个12升可循环碳纤维高压氮气瓶、4个12升可循环碳纤维高压空气瓶组成的48升固定储气装置，还包括4个12升可循环碳纤维高压氮气瓶组成的48升固定储气装置以及框架，工作压力为35兆帕。
制氮模块4中，发动机尾气余热回收换热器包括设置在尾气管405外侧的外套管404，所述尾气管405和外套管404之间设置螺旋翘片406，在外套管404的一侧设置进气接头409，另一侧设置出气接头403，在外套管404的两端设置管帽；在尾气管405的两端设置法兰401；所述尾气管405及外套管404为折弯形或直线形。
制氮模块4中，高压主机进气控制装置包括空气和氮气两用的增压机进气控制装置，空气和氮气两用的增压机进气控制装置包括两个气动角座阀411，两个气动角座阀411之间通过转接法兰412以及螺栓连接阀体413，阀体413上设置泄压阀417和增压机进气接口422，两个气动角座阀411上均连接气控管路415，另外，一个气动角座阀411的端部设置空气滤清器416，另一个气动角座阀411的端部设置进气接管410；进气接管410为氮气进口419，空气滤清器416上设置空气进口418，气控管路415包括角座阀气缸排气口420、控制进气口421，两个气控管路415倾斜设置，分别向空气进口418、氮气进口419倾斜。
制氮模块4中，高压主机排气控制装置31包括高压空气和高压氮气两用的排气控制装置，高压空气和高压氮气两用的排气控制装置包括气液分离器433，所述气液分离器433的上方的气液分离器进气口436设置进气卡套接头，气液分离器进气口436上设置安全阀，所述气液分离器433的上方的气液分离器排气口设435置背压阀430，背压阀430上设置背压阀出气接口437，背压阀出气接口437连接集成块连接管，集成块连接管通过集成块进气口438连接集成块，集成块通过集成块排气口439、卡套管接头连接气动球阀连接管，气动球阀连接管通过气动高压球阀进气口440连接两个气动高压球阀，两个气动高压球阀分别是空气气动球阀443、氮气气动球阀444，两个气动高压球阀还设置气动高压球阀排气口441；在气液分离器433的一侧设置增压机排污口442及排污阀434；整设备通过安装底座安装。
碳载脱氧塔模块24，还包括新型氮气脱氧加热器，新型氮气脱氧加热器包括电加热器套管449，所述电加热器套管449通过电加热器安装法兰447连接电加热器接线盒445，所述电加热器套管449的底部为网筛孔，上部设置进气口453，所述电加热器套管449的外部设置内层碳管450，内层碳管450的底部设置网筛孔，所述内层碳管450的外部为外壳体451，所述外壳体451的下方设置清灰口458，所述外壳体451的上方设置出气口456，所述外壳体451上设置外壳体加碳口454，所述内层碳管450上设置内层加碳口455；所述电加热器446位置设置温度检测口457；所述外壳体451设置安装底座452。
军用节能型气源挂车工作原理：
以军用挂车底盘作为载体，副车架2固定在军用挂车底盘上，节能型气源系统1固定在副车架2上，通过军用牵引车牵引军用挂车底盘进行移动至野战工作场所。展开节能型气源系统，起动气源系统的柴油机发动机15，柴油发动机15通过联轴器将动力传递给分动箱，分动箱驱动空气压缩机组6，空气压缩机组6将常温常压的空气压缩成0.8兆帕的低压压缩空气，低压压缩空气进入空气冷却器，冷却后的低压压缩空气通过压缩空气过滤器除水、除油后进入空气缓冲罐22缓冲，低压压缩空气进入高效过滤器组件进行除水、除油、除尘后进入空气干燥模块，经过干燥后的低压压缩空气进入氧氮分离装置19。
氧氮分离装置19采用变压吸附的原理进行制氮，主要由A、B两只装有碳分子筛的吸附塔。当压缩空气从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳等被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。两塔循环吸附和再生,连续工作，持续产出99.9％纯度的氮气。
节能型气源挂车需要制备99％氮气时，电气显控模块10中氮气纯度开关选择99％纯度氮气档运行，电气显控模块10自动控制氧氮分离装置的气动控制装置运行和A电磁阀打开，氧氮分离装置产出的99.9％纯度的氮气进入氮气储气罐25进行储存和缓冲，0.03～0.6兆帕低压氮气通过低压氮气卷管器提供给用气设备。
节能型气源挂车需要制备99％纯度高压氮气时，选择电气显控模块10中高压氮气控制按钮启动低压氮气通过空气和氮气两用的增压机进气控制装置和高压增压机，对低压氮气进行增压至所需压力(15兆帕、20兆帕、35兆帕)的高压氮气，通过高压空气和高压氮气两用的排气控制装置控制增压机增压后的高压氮气，高压氮气经过高压氮气过滤装置过滤后，为8个12升可循环碳纤维高压氮气瓶和4个12升可循环碳纤维高压空气瓶组成的48升固定储气装置充罐高压氮气，也可经过高压氮气卷管器(15兆帕、20兆帕、35兆帕)为用气设备充罐。
节能型气源挂车需要制备99.99％/99.999％纯度高压氮气时，电气显控模块10中氮气纯度开关选择99.99％/99.999％纯度氮气档运行，电气显控模块10自动控制氧氮分离装置的气动控制装置运行和B电磁阀打开，氧氮分离装置产出的99.9％纯度的氮气进入发动机尾气预热回收换热器进行加热，发动机尾气预热回收换热器是利用发动机在工作时，产生的高温尾气通过发动机尾气排气口与发动机尾气余热回收换热器进口连接，发动机高温尾气通过尾气管排出，此时，需要加热的低温介质通过进口进入外套管内，介质通过与尾气管外壁、螺旋翅片406充分接触进行热量交换，被加热的高温介质通过出口管道输送至所需场合进行热能交换，发动机低温尾气通过发动机消音器排至大气环境中，从而达到发动机尾气余热的回收利用)，加热后的99.9％纯度氮气从氮气脱氧加热器a口进入电加热器套管，经过电加热器加热后从电加热器套管底部的网筛孔进入内层碳管，高温高含氧量氮气经过与内层碳管内的碳进行初步化学反应，生成一氧化碳和二氧化碳；未反应完的微量氧和一氧化碳的高温氮气经过内层碳管底部的网筛孔进入外壳体与碳进行完全化学反应生成二氧化碳。99.99％/99.999％纯度氮气从b口进入冷却装置进行冷却，冷却后的高纯氮气进入氮气干燥装置，经过氮气干燥装置提纯除去氮气中的二氧化碳和其它杂质，进入氮气储气罐进行储存和缓冲，0.03～0.6兆帕低压氮气通过低压氮气卷管器提供给用气设备。
节能型气源挂车需要制备99.99％/99.999％纯度高压氮气时，选择电气显控模块10中高压氮气控制按钮启动高压增压机进行增压至所需压力(15兆帕、20兆帕、35兆帕)的高压氮气，为8个12升可循环碳纤维高压氮气瓶和4个12升可循环碳纤维高压氮气瓶组成的48升固定储气装置充罐高压氮气，也可经过高压氮气卷管器(15兆帕、20兆帕、35兆帕)为用气设备充罐。
节能型气源挂车需要制备高压空气时，选择电气显控模块10中高压空气控制按钮启动高压增压机进行增压空气至所需压力(15兆帕、20兆帕、35兆帕)的高压空气，为8个12升可循环碳纤维高压空气瓶和4个12升可循环碳纤维高压空气瓶组成的48升固定储气装置充罐高压空气，也可经过高压空气卷管器(15兆帕、20兆帕、35兆帕)为用气设备充罐。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (13)
1.一种军用节能型气源挂车，其特征在于：包括节能型气源系统、副车架和军用挂车底盘，军用挂车底盘作为载体，副车架固定在军用挂车底盘上，节能型气源系统固定在副车架上，通过牵引车牵引军用挂车即可进行移动。
2.如权利要求1所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：节能型气源系统包括方舱、动力系统、空气压缩机组、制氮模块、高压增压模块、电气显控模块、高压气瓶组、管路模块；
方舱作为载体，动力系统与空气压缩机组连接一起安装在方舱底板上；制氮模块安装在方舱底板上并与方舱壁板连接固定；高压增压模块安装在方舱底板上，通过三角带与动力系统的分动箱连接；高压气瓶组通过框架捆绑固定在方舱内；管路模块通过管道与动力系统、空气压缩机组、制氮模块、高压增压模块、高压气瓶组连接；电气显控模块通过电源线与动力系统、空气压缩机组、制氮模块、高压增压模块、高压气瓶组连接并通过控制命令使其进行工作。
3.如权利要求2所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：方舱用于节能型气源系统的集成；方舱的侧面包括舱体，舱体上设置侧门、加油口门，侧门下方设置蹬车梯挂环，舱体的一侧设置蹬顶叠梯；方舱的后侧包括舱体，舱体上设置进风百叶窗；方舱的另一侧面包括舱体，舱体上设置翻板门，翻板门的下方设置蹬车梯挂环；方舱的前侧包括舱体，舱体上设置蹬车梯、排风百叶窗，排风百叶窗的下方设置检修口、滑撬、接地柱，舱体上还设置排烟口；方舱的顶侧包括舱体，舱体上设置舱顶扶手和检修口。
4.如权利要求3所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：动力系统包括柴油发动机、分动箱及联轴器、永磁发电机、冷却风扇、消音装置、减震装置；柴油发动机是节能型气源系统的动力源；柴油发动机的一侧设置冷却风扇，柴油发动机设置发动机尾气余热回收换热器，发动机尾气余热回收换热器设置消音装置，柴油发动机通过分动箱及联轴器连接空气压缩机组，空气压缩机组上设置减震装置。
5.如权利要求2所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：制氮模块包括氧氮分离装置，还包括空气缓冲罐，空气缓冲罐连接空气干燥装置，空气干燥装置连接气动控制装置，气动控制装置连接氧氮分离装置，气动控制装置连接氮气缓冲罐，氮气缓冲罐连接发动机尾气余热回收换热器，发动机尾气余热回收换热器连接碳载脱氧塔模块，碳载脱氧塔模块连接氮气冷却器，氮气冷却器连接氮气干燥装置，氮气干燥装置连接氮气储气罐，氮气储气罐连接增压机氮气缓冲罐，增压机氮气缓冲罐连接高压主机进气控制装置，高压主机进气控制装置包括空气和氮气两用的增压机进气控制装置，高压主机进气控制装置连接高压主机，高压主机连接高压主机排气控制装置，高压主机排气控制装置包括高压空气和高压氮气两用的排气控制装置，高压主机排气控制装置连接高压氮气过滤器，高压氮气过滤器连接高压氮气瓶组，高压氮气瓶组连接15兆帕可调高压氮气输出接口、20兆帕可调高压氮气输出接口、35兆帕可调高压氮气输出接口。
6.如权利要求1所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：高压增压模块包括高压主机、过滤净化装置、高压主机进气控制装置、高压主机排气控制装置、氮气管路、空气管路；高压主机连接过滤净化装置，滤净化装置连接氮气管路、空气管路；高压主机连接高压主机进气控制装置、高压主机排气控制装置。
7.如权利要求2所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：电气显控模块包括主控单元、分系统控制单元和显控面板；主控单元包含电源总开关、发动机控制单元、制氮模块控制单元、氮气纯度选择控制单元、高压空气控制单元、高压氮气控制单元；分系统控制单元包含柴油发动机机油加热控制单元、高压主机机油加热控制单元、柴油机水套预热控制单元、工位照明控制单元；显控面板包含发动机显控面板、制氮模块显控面板、压力表显示组件。
8.如权利要求1所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：管路模块包括2路0.8兆帕低压空气输出接口、1路0.03～0.6兆帕低压氮气输出接口、1路0.8兆帕～20兆帕高压空气输出接口、1路15兆帕可调高压氮气输出接口、1路20兆帕可调高压氮气输出接口、1路35兆帕可调高压氮气输出接口，每路输出接口配相应的气管及卷管器，气管长度不小于15米。
9.如权利要求2所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：高压气瓶组包括高压氮气储气装置和高压空气储气装置，高压氮气储气装置和高压空气储气装置包括8个12升可循环碳纤维高压空气瓶、8个12升可循环碳纤维高压氮气瓶、4个12升可循环碳纤维高压空气瓶组成的48升固定储气装置，还包括4个12升可循环碳纤维高压氮气瓶组成的固定储气装置以及框架，工作压力为35兆帕。
10.如权利要求5所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：制氮模块中，发动机尾气余热回收换热器包括设置在尾气管外侧的外套管，所述尾气管和外套管之间设置螺旋翘片，在外套管的一侧设置进气接头，另一侧设置出气接头，在外套管的两端设置管帽；在尾气管的两端设置法兰；所述尾气管及外套管为折弯形或直线形。
11.如权利要求5所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：制氮模块中，高压主机进气控制装置包括空气和氮气两用的增压机进气控制装置，空气和氮气两用的增压机进气控制装置包括两个气动角座阀，两个气动角座阀之间通过转接法兰以及螺栓连接阀体，阀体上设置泄压阀和增压机进气接口，两个气动角座阀上均连接气控管路，另外，一个气动角座阀的端部设置空气滤清器，另一个气动角座阀的端部设置进气接管；进气接管为氮气进口，空气滤清器上设置空气进口，气控管路包括角座阀气缸排气口、控制进气口，两个气控管路倾斜设置，分别向空气进口、氮气进口倾斜。
12.如权利要求5所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：制氮模块中，高压主机排气控制装置包括高压空气和高压氮气两用的排气控制装置，高压空气和高压氮气两用的排气控制装置包括气液分离器，所述气液分离器的上方的气液分离器进气口设置进气卡套接头，气液分离器进气口上设置安全阀，所述气液分离器的上方的气液分离器排气口设置背压阀，背压阀上设置背压阀出气接口，背压阀出气接口连接集成块连接管，集成块连接管通过集成块进气口连接集成块，集成块通过集成块排气口、卡套管接头连接气动球阀连接管，气动球阀连接管通过气动高压球阀进气口连接两个气动高压球阀，两个气动高压球阀分别是空气气动球阀、氮气气动球阀，两个气动高压球阀还设置气动高压球阀排气口；在气液分离器的一侧设置增压机排污口及排污阀；整设备通过安装底座安装。
13.如权利要求5所述的军用节能型气源挂车，其特征在于：所述碳载脱氧塔模块还包括新型氮气脱氧加热器，新型氮气脱氧加热器包括电加热器套管，所述电加热器套管通过电加热器安装法兰连接电加热器接线盒，所述电加热器套管的底部为网筛孔，上部设置进气口，所述电加热器套管的外部设置内层碳管，内层碳管的底部设置网筛孔，所述内层碳管的外部为外壳体，所述外壳体的下方设置清灰口，所述外壳体的上方设置出气口，所述外壳体上设置外壳体加碳口，所述内层碳管上设置内层加碳口；所述电加热器位置设置温度检测口；所述外壳体设置安装底座。
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