CN112888892B - 气体分配系统 - Google Patents

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Abstract

气体分配系统，用于将包含在第一气罐(3)和至少第二气罐(4)中的气体给送到由替代气体燃料(CNG、LNG)驱动的发动机，系统具有连接第一气罐(4)的气体出口(3a)的第一气体导管(12)和连接第二气罐(4)的气体出口(4a)的第二气体导管(14)。阀装置(7、8)设置在第一和第二气体导管(12、14)上以选择具有最高气压的气罐(3、4)，并且由所选择的气罐提供的气体被供应到发动机(2)。

Description

气体分配系统
技术领域
本发明涉及用于将包含在不同罐中的气体给送到由替代气体燃料驱动的车辆的发动机的气体分配系统。
背景技术
车辆(例如拖拉机)可以通过使用替代气体燃料提供动力，以便减少与其他类型化石燃料相关的排放。
替代气体燃料的一个示例是压缩天然气(CNG)(以高压存储的甲烷)，其是可以代替汽油、柴油燃料和丙烷/LPG使用的燃料。
替代气体燃料的另一个示例是液化天然气(LNG)，其是天然气(主要是甲烷、CH4，带有乙烷C2H6的一些混合物)，已被冷却成液态，以方便且安全地进行非加压储存或运输。
替代气体燃料包含在多个气罐(两个或更多个)中，所述气罐由车辆或由牵引器具运载并且通过气体分配系统与发动机连接。
在某些情况下，包含在不同罐中的气体可能具有不同的压力；在上述条件下，气体可能从一个罐(即压力最高的罐)流向另一个罐(即压力较低的罐)。
罐之间的气体的这种不必要的混合可能产生许多缺点，包括：
气体层压，其带来了气体分配系统的一部分的相关联的温度降低和潜在损坏；
气体分配系统中的不需要的噪声；
如果安装在气体分配系统中，可能干扰流量过剩保护装置；以及
如果不同的罐包含不同的气体，则不需要的气体混合导致非最佳混合的气体混合物被供应到发动机。
鉴于以上所述，感到需要预见到优化的气体分配系统，当包含在罐中的气体具有不同压力时，所述气体分配系统避免了包含在不同罐中的气体的混合。
发明内容
本发明解决了上述技术问题，本发明涉及一种气体分配系统，所述气体分配系统用于将包含在不同罐中的气体给送到由替代气体燃料驱动的车辆的发动机。在一种构造中，所述气体分配系统用于将包含在第一气罐和至少第二气罐中的气体给送到由替代气体燃料驱动的发动机，所述系统具有连接所述第一气罐的气体出口的第一气体导管和连接所述第二气罐的气体出口的第二气体导管，其特征在于，阀装置设置在所述第一气体导管和所述第二气体导管上以选择具有最高气压的气罐，并且由所选择的气罐提供的气体被供应到发动机，其中阀装置至少包括插入所述第一气体导管中的第一止回阀和插入所述第二气体导管中的第二止回阀，使得所述第一止回阀和所述第二止回阀被放置在所述第一气体导管和所述第二气体导管相交的汇合点的相对侧上，并且能够通过所述第一气体导管/所述第二气体导管和所述汇合点中的气体的压力差打开；供气导管连接所述汇合点和将气体供应到所述发动机的压力调节器；所述供气导管包含的气体源自具有所述最高气压的气罐，并且其中再充气导管具有一个自由端部和另一端部，所述一个自由端部设置有止回阀，所述另一端部被分支成第一分支和第二分支，所述第一分支在所述第一止回阀与所述第一气罐之间的位置处与所述第一气体导管连接，所述第二分支在所述第二止回阀与所述第二气罐之间的位置中与所述第二气体导管连接；所述第一分支设置有第三止回阀，所述第三止回阀在加压气体被供应到所述再充气导管时打开；所述第二分支设置有第四止回阀，所述第四止回阀在加压气体被供应到所述再充气导管时打开。
附图说明
将在代表本发明的非限制性示例的附图中描述本发明，其中：
图1示意性地表示气体分配系统，所述气体分配系统用于将包含在不同罐中的气体给送到由替代气体燃料驱动的车辆(例如拖拉机)的发动机；
图2示意性地表示在第一工作阶段(再充气阶段)中的气体分配系统；并且
图3表示在第二工作阶段(气体供应阶段)中的气体分配系统。
具体实施方式
在图1中，数字1总体上指示气体分配系统，所述气体分配系统用于将气体给送到由包含在第一气罐3中和至少一个第二气罐4中的替代气体燃料气体驱动的车辆(例如，拖拉机)的(示意性地表示的已知类型的)发动机2。替代气体燃料可以是压缩天然气(CNG)(以高压存储的甲烷)，其是可以代替汽油、柴油燃料和丙烷/LPG使用的燃料。替代气体燃料的另一个示例是液化天然气(LNG)，其是天然气(主要是甲烷、CH4，带有乙烷C2H6的一些混合物)，已被冷却成液态，以方便且安全地进行非加压储存或运输。
第一气罐3具有与第一阀7连通的气体出口3a，所述第一阀7可在第一静止位置和第二位置之间移动，在所述第一静止位置中，气体仅可沿一个方向流动以被供应到气罐3，在所述第二位置中，气体可沿不同的方向流动通过第一阀7。
第二气罐4具有与第二阀8连通的气体出口4a，所述第二阀8可在第一静止位置和第二位置之间移动，在所述第一静止位置中，气体仅可沿一个方向流动以被供应到气罐4，在所述第二位置中，气体可沿不同的方向流动通过第二阀8。
第一气体导管12在第一阀7与汇合点13之间延伸，并且第二气体导管14在第二阀8与汇合点13之间延伸；因此，第一气体导管12连接第一气罐3的气体出口3a和汇合点13，并且第二气体导管14连接第二气罐4的气体出口4a和汇合点13。
每个气体导管12/14可以包括连接在一起的多个管，包括刚性管和柔性管。如果气罐3、4由被车辆(未示出)拖曳的供应车16(示意性地表示)运载，则柔性管17可以放置在车辆和供应车16之间。
供气导管19连接汇合点13和将气体供应到发动机2的(已知类型的)压力调节器20。第一止回阀21插入第一气体导管12中，并且第二止回阀22插入第二气体导管14中，使得第一阀21和第二阀22被放置在汇合点13的相对侧上，并且可以通过第一气体导管12/第二气体导管13和汇合点13中的气体的压力的差来打开。
第一止回阀21是常闭的，并且仅允许气体在一个方向上(即朝向汇合点13)流动。第二止回阀22是常闭的，并且仅允许气体在一个方向上(即朝向汇合点13)流动。
根据本发明，第一止回阀21插入第一气体导管12中，并且第二止回阀22插入第二气体导管14中，使得第一阀21和第二阀22实现阀装置，所述阀装置用于选择具有最高气压的气罐3、4，并且由所选择的罐3o4提供的气体被供应到发动机2。
当阀通过阀的两端之间的压力差而打开时，供气导管19包含的气体源自具有最高压力的气罐3、4。
再充气导管24具有一个端部24-a和另一端部24-b，所述一个端部24-a设置有止回阀25，所述另一端部24-b分叉成第一分支26和第二分支27，所述第一分支26在第一止回阀21与第一气罐3之间的位置中与第一气体导管12连接，所述第二分支27在第二止回阀22与第二气罐4之间的位置中与第二气体导管14连接。
止回阀25是常闭的，并且仅允许气体在一个方向上(即朝向端部24-b)流动。
第一分支26设置有第三止回阀28，所述第三止回阀28在加压气体被供应到再充气导管24时打开，并且通过存在于第一气体导管12中的气体保持在关闭位置。
第二分支27设置有第四止回阀29，所述第四止回阀29在加压气体被供应到再充气导管24时打开，并且通过存在于第二气体导管14中的气体保持在关闭位置。
更具体地，第三止回阀28是常闭的，并且仅允许气体在一个方向上(即朝向第一导管12)流动。第四止回阀29是常闭的，并且仅允许气体在一个方向上(即朝向第二导管14)流动。
电子控制单元30控制第一阀7和第二阀8以实现：
充气阶段(图2)：在充气阶段中，阀7和8被置于第一位置中。端部24-a与压缩气体源(未示出)连接；由加压气体产生的力使止回阀25开启，并且气体通过再充气导管24给送到也打开的第三止回阀28和第四止回阀29(参见图2)。然后气体被提供给第一气体导管12和第二气体导管14，使得其通过打开的阀7和8到达罐3和4(罐被再补充)。在该阶段期间，气体还可通过气体导管19流向压力调节器20。这不会构成问题，因为在再填充罐的过程中，发动机2不能运行。
气体输送阶段(图3)：在气体加气输送中，阀7和8被置于第二位置中，并且包含在罐3、4中的气体被给送到第一导管12/和第二导管14，使得第三止回阀28和第四止回阀29保持关闭，并且由于压力差，与具有最高压力的罐相关联的第一止回阀21或第二止回阀22打开(在图3的示例中，阀21打开)。
压力表32、33和34放置在第一气体导管12、第二气体导管14和再充气导管24上。
另外，可以使用第三气罐50，所述第三气罐具有与第三阀52连通的气体出口50a，所述第三阀52可在第一静止位置和第二位置之间移动，在所述第一静止位置中，气体在充气阶段中仅可沿一个方向流动以被供应到第三气罐50，在所述第二位置中，气体可以在气体输送阶段中在不同的方向上流动通过第三阀52。
阀52从一侧与第三气罐50连通，并且在另一侧与旁通导管53连通，所述旁通导管53具有与再充气导管24连通的一个端部53a和与供气导管19连通的另一端部53b。端部53b还与汇合点13连通。第六止回阀56沿旁通导管53放置并且介于第三阀52的输出端与端部53b之间，并且第七止回阀57沿旁通导管53放置并且介于第三阀52的输出端与端部53a之间。
根据该实施例，第一止回阀21、第二止回阀22、第六止回阀56都具有与相应的罐3、4和50连通的一侧和与供气导管19连通的另一侧，使得第一阀21、第二阀22和第六阀56实现阀装置，所述阀装置用于选择具有最高气压的气罐3、4、50，由所选择的罐3、4或50提供的气体被供应到发动机2。
止回阀57具有止回阀28和29的相同功能，并且在充气阶段打开。

Claims (2)

1.一种气体分配系统，用于将包含在第一气罐(3)和至少第二气罐(4)中的气体给送到由替代气体燃料驱动的发动机，所述系统具有连接所述第一气罐(3)的气体出口(3a)的第一气体导管(12)和连接所述第二气罐(4)的气体出口(4a)的第二气体导管(14)，其特征在于，阀装置(7、8)设置在所述第一气体导管(12)和所述第二气体导管(14)上以选择具有最高气压的气罐(3、4)，并且由所选择的气罐提供的气体被供应到发动机(2)，
其中阀装置至少包括插入所述第一气体导管(12)中的第一止回阀(21)和插入所述第二气体导管(14)中的第二止回阀(22)，使得所述第一止回阀(21)和所述第二止回阀(22)被放置在所述第一气体导管(12)和所述第二气体导管(14)相交的汇合点(13)的相对侧上，并且能够通过所述第一气体导管(12)/所述第二气体导管(14)和所述汇合点(13)中的气体的压力差打开；
供气导管(19)连接所述汇合点(13)和将气体供应到所述发动机(2)的压力调节器(20)；所述供气导管(19)包含的气体源自具有所述最高气压的气罐(3、4)，并且
其中再充气导管(24)具有一个自由端部(24-a)和另一端部(24-b)，所述一个自由端部设置有止回阀(25)，所述另一端部被分支成第一分支(26)和第二分支(27)，所述第一分支(26)在所述第一止回阀(21)与所述第一气罐(3)之间的位置处与所述第一气体导管(12)连接，所述第二分支(27)在所述第二止回阀(22)与所述第二气罐(4)之间的位置中与所述第二气体导管(14)连接；所述第一分支(26)设置有第三止回阀(28)，所述第三止回阀(28)在加压气体被供应到所述再充气导管(24)时打开；所述第二分支(27)设置有第四止回阀(29)，所述第四止回阀(29)在加压气体被供应到所述再充气导管(24)时打开。
2.根据权利要求1所述的气体分配系统，其中第一气罐(3)的所述气体出口(3a)与第一阀(7)连通，所述第一阀(7)能够在第一静止位置和第二位置之间移动，在所述第一静止位置中，气体仅能沿一个方向流动以被供应到所述第一气罐(3)，在所述第二位置中，气体能够通过所述第一阀(7)在不同的方向上流动；所述第二气罐(4)的所述气体出口(4a)与第二阀(8)连通，所述第二阀(8)能够在第一静止位置和第二位置之间流动，在所述第一静止位置中，气体仅能够沿一个方向流动以被供应到所述第二气罐(4)，在所述第二位置中，气体能够通过所述第二阀(8)在不同的方向上流动；
电子控制单元(30)控制所述第一阀(7)和所述第二阀(8)以实现：
充气阶段，其中所述第一阀(7)和所述第二阀(8)被置于所述第一静止位置中，使得当所述自由端部(24-a)与加压气体源连接时，气体被给送到所述第三止回阀(28)和所述第四止回阀(29)，所述第三止回阀和所述第四止回阀打开以允许气体在所述第一气体导管(12)/所述第二气体导管(14)中流动以通过打开的第一阀(7)和第二阀(8)到达相应的第一气罐(3)和第二气罐(4)；
气体输送阶段，其中所述第一阀(7)和所述第二阀(8)被置于所述第二位置中，并且包含在所述第一气罐(3)和所述第二气罐(4)中的气体被给送到所述第一气体导管(12)和所述第二气体导管(14)，使得所述第三止回阀(28)和所述第四止回阀(29)保持关闭，并且与具有最高气压的气罐相关联的所述第一止回阀(21)或所述第二止回阀(22)打开。
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