CN112762346A - Lng车用瓶及其自增压系统、自增压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种LNG车用瓶及其自增压系统、自增压方法。LNG车用瓶的自增压系统包括连接于LNG车用瓶的取液口至回气口之间的自增压管路及设置于自增压管路上的汽化器，自增压系统还包括电磁切断阀、压力检测机构和控制机构。电磁切断阀包括阀体和电磁线圈；阀体设置于自增压管路上以控制自增压管路与LNG车用瓶之间的通断；压力检测机构设置于自增压管路上，用于检测LNG车用瓶的气相空间的实时压力值；控制机构分别与电磁线圈和压力检测机构电连接；压力检测机构检测到LNG车用瓶的实时压力低于第一预设压力值时，控制机构控制进行自增压；在压力检测机构检测到LNG车用瓶的压力到达第二预设压力值时，控制机构控制停止自增压。

Description

LNG车用瓶及其自增压系统、自增压方法
技术领域
本发明涉及天然气燃料供应技术领域，特别涉及一种LNG车用瓶及其自增压系统、自增压方法。
背景技术
随着世界天然气技术发展步伐的加快，液化天然气(LNG)作为当今世界公认的绿色能源，在很多领域得到了广泛应用。其中，在汽车工业中的发展尤为突出，LNG汽车的研制开发对节约能源、改善城市大气质量具有重要意义。
气瓶是LNG汽车的燃料储存设备，在气瓶为发动机提供稳定燃料供给的前提下，汽车才能够稳定行驶。随着气瓶连续给发动机输送LNG，气瓶内液位下降，气相空间增大，使气瓶内压力逐渐下降，以致不能满足发动机的供气压力。这就需要给气瓶增压来保证燃料的稳定输送，即气瓶的自增压系统。
目前，LNG车用瓶的自增压系统多采用在由车用瓶的取液口取低温液体，并依次流经液相截止阀、过流阀、调压阀(弹簧顶针式)，流至汽化器气化成气体后，再经单向阀、气相截止阀回到气瓶内上层气相空间。但该自增压系统的压力范围值的设定受调压阀结构(弹簧顶针式)的影响，使得压力范围值在低温环境下并不准确，造成高于设定值不切断回路，而无法精准地停止增压；低于设定值不打开的情况，而无法精准的进行增压，使得LNG车用瓶停止向LNG车的发动机供气。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够精准地进行增压和停止增压的LNG车用瓶及其自增压系统、自增压方法，以解决现有技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种LNG车用瓶的自增压系统，包括连接于LNG车用瓶的取液口至回气口之间的自增压管路及设置于所述自增压管路上的汽化器，所述自增压系统还包括：电磁切断阀，包括阀体和电磁线圈；所述阀体设置于所述自增压管路上以控制所述自增压管路与所述LNG车用瓶之间的通断；压力检测机构，设置于所述自增压管路上，用于检测所述LNG车用瓶的气相空间的实时压力值；控制机构，分别与所述电磁线圈和所述压力检测机构电连接；在所述压力检测机构检测到所述LNG车用瓶的实时压力低于第一预设压力值时，所述控制机构控制所述电磁线圈通电而使所述阀体开启进而自增压；在所述压力检测机构检测到所述LNG车用瓶的压力到达第二预设压力值时，所述控制机构控制所述电磁线圈断电而使所述阀体关闭而停止自增压；所述第一预设压力值小于或等于第二预设压力值。
在其中一实施方式中，所述电磁切断阀设置于所述取液口与所述汽化器之间。
在其中一实施方式中，所述电磁切断阀为常闭型电磁切断阀。
在其中一实施方式中，所述第一压力预设值不大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值；所述第二压力预设值大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值，且不大于所述LNG车用瓶的设计压力。
在其中一实施方式中，所述压力检测机构为压力传感器，并靠近所述LNG车用瓶的回气口设置。
在其中一实施方式中，还包括用于检测是否有可燃气体泄漏的可燃气体检测机构；所述可燃气体检测机构位于所述自增压管路的上方，并与所述控制机构电连接，所述控制机构依据所述可燃气体检测机构输送的信息而控制所述电磁切断阀关闭；所述可燃气体检测机构采用防爆结构。
在其中一实施方式中，所述控制机构采用防爆结构；所述电磁切断阀采用防爆结构。
本发明还提供一种LNG车用瓶，包括气瓶和如上所述的自增压系统；所述气瓶上具有取液口和回气口，所述自增压系统的自增压管路连接于所述取液口至所述回气口之间。
本发明还提供一种LNG车用瓶的自增压方法，采用如上所述的LNG车用瓶的自增压系统；所述自增压方法包括以下步骤：
检测当前所述LNG车用瓶中的实时压力值；在实时压力值低于所述第一压力预设值时，所述控制机构控制所述电磁线圈通电使所述阀体开启而进行自增压；
检测当前所述LNG车用瓶中的实时压力值；在实时压力值达到所述第二压力预设值时，所述控制机构控制所述电磁线圈断电使所述阀体关闭而停止自增压。
在其中一实施方式中，还在所述自增压管路的上方实时检测是否有可燃气体；在检测到具有可燃气体时，所述控制机构控制所述电磁线圈断电使所述阀体关闭。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明的LNG车用瓶的自增压系统包括控制机构、连接于LNG车用瓶的取液口至回气口之间的自增压管路，及设置于自增压管路上的汽化器、电磁切断阀和压力检测机构。压力检测机构用于检测LNG车用瓶的气相空间的实时压力值，在压力检测机构检测到LNG车用瓶的实时压力低于第一预设压力值时，控制机构控制电磁切断阀开启而自增压；在压力检测机构检测到LNG车用瓶的压力到达第二预设压力值时，控制机构控制电磁切断阀关闭而停止自增压；第一预设压力值小于或等于第二预设压力值。通过压力检测机构、电磁切断阀和控制机构的配合实现自增压的精准开启或精准停止。
附图说明
图1是本发明LNG车用瓶其中一实施例的结构示意图；
附图标记说明如下：
1、气瓶；11、取液口；12、回气口；2、自增压系统；21、自增压管路；22、电磁切断阀；23、汽化器；24、单向阀；25、气相截止阀；26、压力检测机构；27、可燃气体检测机构；28、控制机构。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参阅图1，本发明提供一种LNG车用瓶，包括气瓶1和自增压系统2。
气瓶1具有取液口11和回气口12。取液口11与气瓶1的液相空间连通，回气口12与气瓶1的气相空间连通。
自增压系统2用于对气瓶1进行增压，主要包括自增压管路21、控制机构28，以及依次设置于自增压管路21上的电磁切断阀22、汽化器23、单向阀24、气相截止阀25和压力检测机构26。
自增压管路21连接于气瓶1的取液口11至回气口12之间。具体地，自增压管路21具有进口端和出口端。进口端与取液口11连通，出口端与回气口12连通。
电磁切断阀22设置于自增压管路21上，用于控制自增压管路21与气瓶1之间的通断。具体地，电磁切断阀22靠近进口端，而使得气瓶1内的低温液体能够通过电磁切断阀22的开启而流向位于电磁切断阀22下游的汽化器23。
电磁切断阀22包括阀体和电磁线圈。阀体设置于自增压管路21上以控制自增压管路21与气瓶1的取液口11之间的通断。具体在本实施例中，电磁切断阀22为常闭型电磁切断阀22，即，电磁切断阀22的电磁线圈不通电时阀体处于关闭状态，电磁线圈通电后阀体处于开启状态。
进一步地，该电磁切断阀22采用防爆结构。且电磁切断阀22还耐低温。
汽化器23位于电磁切断阀22的下游，用于将低温液体汽化为气体。该汽化器23可采用相关技术中的结构形式，例如空温式、水浴式等，在此不一一赘述。
单向阀24位于汽化器23的下游，其只允许汽化器23所汽化后的气体由上游至下游的方向通过，用于避免气体倒回至汽化器23。
气相截止阀25位于单向阀24的下游，通过该气相截止阀25的开启、关闭或调节开度，而能够输送气体、截止输送或调节气体的流量。
压力检测机构26设置于气相截止阀25的下游，并靠近气瓶1的回气口12，通过自增压管路21和回气口12与气瓶1的气相空间相通而检测气瓶1的气相空间的实时压力值。
具体地，本实施例中，压力检测机构26为压力传感器。
电磁切断阀22开启，气瓶1与自增压管路21之间连通，气瓶1的低温液体经取液口11流向汽化器23，再经汽化器23气化后形成气体，然后气体依次经过单向阀24、气相截止阀25通过回气口12进入气瓶1的气相空间，而增大气瓶1内的压力，实现精准的自增压过程。
电磁切断阀22关闭，切断气瓶1与自增压管路21之间的连通，而精准地停止增压。
本申请通过电磁切断阀22代替液相截止阀、过流阀和调压阀，不仅简化了自增压系统2，还降低了自增压管路21中的阻力，进而提高了气瓶1内的低温液体流向汽化器23的速度，进而提高了增压速度。
取代液相截止阀后，避免了液相截止阀在低温环境下其阀体与阀芯的密封处的可燃气体的泄漏，进而有效降低了自增压管路21的泄漏概率。
取代过流阀后，避免了过流阀在低温环境下无法有效切断自增压管路21的情况，而通过电磁切断阀22的关闭而切断自增压管路21，进而有效的切断自增压管路21与气瓶1的出液口之间的连通。
控制机构28分别与电磁线圈和压力检测机构26电连接。本实施例中，控制机构28通过电线分别与线圈和压力检测机构26实现电连接。
具体地，控制机构28采用防爆结构。
控制机构28与压力检测机构26电连接而接收压力检测机构26所检测的气瓶1的实时压力值，且在该实时压力值到达第一预设压力值时，控制机构28控制电磁线团通电使阀体开启，而开始对气瓶1自增压。控制机构28接收压力检测机构26所检测的气瓶1的实时压力值，且在该实时压力值到达第二预设压力值时，控制机构28控制电磁线圈断电使阀体关闭而停止自增压。
具体地，第一预设压力值小于第二预设压力值。其中，第一压力预设值不大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值，而低于该第一压力预设值时无法使LNG车的发动机工作。第二压力预设值大于或等于第一压力预设值。第二压力预设值大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值，且不大于气瓶1的设计压力。
例如，一LNG车的发动机工作所需的气体的最低压力值为1.0Mpa，气瓶1的设计压力为1.5Mpa。此时，第一压力预设值可设计为0.8Mpa、0.9Mpa或1.0Mpa，第二压力预设值可设计为1.0Mpa、1.2Mpa或1.3Mpa等。当第一压力预设值与第二压力预设值均为1.0Mpa时，即低于1.0Mpa时开始增压，到达1.0Mpa时停止增压。
进一步地，自增压系统2还包括可燃气体检测机构27，用于检测是否有可燃气体的泄漏。具体地，可燃气体检测机构27设置于自增压管路21的上方。
可燃气体检测机构27与控制机构28电连接，并在检测到具有可燃气体的信号时输送至控制机构28，而使控制机构28依据该信号控制电磁线圈断电而使阀体关闭，进而切断了自增压管路21与气瓶1之间的连通，杜绝了可燃气体的来源，进而避免了可燃气体的泄漏，保证了气瓶1的使用安全。
本实施例中，可燃气体检测机构27采用防爆结构，并与控制机构28通过电线连接。
本发明还提供一种LNG车用瓶的自增压方法，采用上述自增压系统2，包括以下步骤：
S1、检测气瓶1内气相空间的实时压力值，并与第一压力预设值进行比较。
S2、在实时压力值低于第一压力预设值时，控制电磁线圈通电使阀体开启，自增压系统2对气瓶1进行增压。
具体地，第一预设压力值小于第二预设压力值。其中，第一压力预设值不大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值，而低于该第一压力预设值时无法使LNG车的发动机工作。
在气瓶1通过加气站充入饱和蒸汽压力较低的液化天然气后或在气瓶1连续供气压力下降后，气瓶1的实时压力值低于该第一压力预设值。
控制机构28控制电磁线圈通电使阀体开启，而使气瓶1的低温液体经取液口11流向自增压系统2。自增压系统2的汽化器23将低温液体汽化为气体，并经单向阀24、气相截止阀25后经回气口12进入气瓶1的气相空间，而使气瓶1内的压力增大，达到增压的目的。
S3、在实时压力值到达第二压力预设值时，控制电磁线圈断电使阀体关闭，停止增压。
具体地，第二压力预设值大于或等于第一压力预设值。其中，第二压力预设值大于或等于第一压力预设值。第二压力预设值大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值，且不大于气瓶1的设计压力。
S4、还在自增压管路21的上方实时检测是否有可燃气体；在检测到具有可燃气体时，控制机构28控制电磁线圈断电使阀体关闭。
在自增压系统2进行自增压的过程中，可燃气体检测机构27同时检测该自增压系统2是否有泄漏可燃气体，并将该信号发送至控制机构28。
如若检测到有可燃气体，控制机构28控制电磁切断阀22关闭，而切断自增压系统2与气瓶1之间的连通，杜绝了可燃气体的来源，进而避免了可燃气体的泄漏，保证了LNG车用瓶的使用安全。
如若未检测到可燃气体，则控制机构28不依据可燃气体检测机构27的信号而发送指令。
要特别说明的是，在其他实施例中，控制机构28可不限于其物理状态，即，上述实施例中的控制机构28可为一单独结构，也可以与LNG车内的显示器集成为一体，或者与LNG车用瓶的液位计变送器集成为一体。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明的LNG车用瓶的自增压系统包括控制机构、连接于LNG车用瓶的取液口至回气口之间的自增压管路，及设置于自增压管路上的汽化器、电磁切断阀和压力检测机构。压力检测机构用于检测LNG车用瓶的气相空间的实时压力值，在压力检测机构检测到LNG车用瓶的实时压力低于第一预设压力值时，控制机构控制电磁切断阀开启而自增压；在压力检测机构检测到LNG车用瓶的压力到达第二预设压力值时，控制机构控制电磁切断阀关闭而停止自增压；第一预设压力值小于或等于第二预设压力值。通过压力检测机构、电磁切断阀和控制机构的配合实现自增压的精准开启或精准停止。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种LNG车用瓶的自增压系统，包括连接于LNG车用瓶的取液口至回气口之间的自增压管路及设置于所述自增压管路上的汽化器，其特征在于，所述自增压系统还包括：
电磁切断阀，包括阀体和电磁线圈；所述阀体设置于所述自增压管路上以控制所述自增压管路与所述LNG车用瓶之间的通断；
压力检测机构，设置于所述自增压管路上，用于检测所述LNG车用瓶的气相空间的实时压力值；
控制机构，分别与所述电磁线圈和所述压力检测机构电连接；
在所述压力检测机构检测到所述LNG车用瓶的实时压力低于第一预设压力值时，所述控制机构控制所述电磁线圈通电而使所述阀体开启进而自增压；在所述压力检测机构检测到所述LNG车用瓶的压力到达第二预设压力值时，所述控制机构控制所述电磁线圈断电而使所述阀体关闭而停止自增压；所述第一预设压力值小于或等于第二预设压力值。
2.根据权利要求1所述的LNG车用瓶的自增压系统，其特征在于，所述电磁切断阀设置于所述取液口与所述汽化器之间。
3.根据权利要求1所述的LNG车用瓶的自增压系统，其特征在于，所述电磁切断阀为常闭型电磁切断阀。
4.根据权利要求1所述的LNG车用瓶的自增压系统，其特征在于，所述第一压力预设值不大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值；所述第二压力预设值大于LNG车的发动机能够工作所需的气体的最低压力值，且不大于所述LNG车用瓶的设计压力。
5.根据权利要求1所述的LNG车用瓶的自增压系统，其特征在于，所述压力检测机构为压力传感器，并靠近所述LNG车用瓶的回气口设置。
6.根据权利要求1所述的LNG车用瓶的自增压系统，其特征在于，还包括用于检测是否有可燃气体泄漏的可燃气体检测机构；所述可燃气体检测机构位于所述自增压管路的上方，并与所述控制机构电连接，所述控制机构依据所述可燃气体检测机构输送的信息而控制所述电磁切断阀关闭；
所述可燃气体检测机构采用防爆结构。
7.根据权利要求1所述的LNG车用瓶的自增压系统，其特征在于，所述控制机构采用防爆结构；所述电磁切断阀采用防爆结构。
8.一种LNG车用瓶，其特征在于，包括气瓶和如权利要求1-7任意一项所述的自增压系统；所述气瓶上具有取液口和回气口，所述自增压系统的自增压管路连接于所述取液口至所述回气口之间。
9.一种LNG车用瓶的自增压方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述的LNG车用瓶的自增压系统；所述自增压方法包括以下步骤：
检测当前所述LNG车用瓶中的实时压力值；在实时压力值低于所述第一压力预设值时，所述控制机构控制所述电磁线圈通电使所述阀体开启而进行自增压；
检测当前所述LNG车用瓶中的实时压力值；在实时压力值达到所述第二压力预设值时，所述控制机构控制所述电磁线圈断电使所述阀体关闭而停止自增压。
10.根据权利要求9所述的LNG车用瓶的自增压方法，其特征在于，
还在所述自增压管路的上方实时检测是否有可燃气体；在检测到具有可燃气体时，所述控制机构控制所述电磁线圈断电使所述阀体关闭。
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