CN212719175U - 一种lng气瓶充氮检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LNG气瓶充氮检测系统，涉及LNG技术领域，包括LNG气瓶组机构、液氮储罐机构、空压站机构以及PLC控制模块。本发明的优点在于，可实现单独或批量气瓶进行冷试要求液氮充装量的精准控制，避免了人工操作手动阀在操作和控制上的不便，同时更加安全可靠，避免员工在低温环境下直接操作防止冻伤，更具安全性，相比人工操作手动阀，其工作效率大幅提高，一人即可控制全批次的液氮充装，同时避免因低温切断不及时以及液氮过充造成的浪费和充装量不足导致的质量问题。

Description

一种LNG气瓶充氮检测系统

技术领域

本发明涉及LNG技术领域，尤其是涉及一种LNG气瓶充氮检测系统。

背景技术

LNG气瓶为低温储罐采用双层结构，内胆储存低温液体，承受介质的压力和低温；外壳为内胆的保护层，与内胆之间保持一定间距，形成绝热空间，承受内胆和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。外壳不接触低温，采用容器钢制作。

车载LNG气瓶的生产测试阶段，结束抽真空之后进行冷试充装液氮。目前均采用人工单个进行安装测试，操作复杂，员工工作量大且工作效率不高，同时充装精度较低，往往会因过充和充装不足对冷试效果造成影响。

发明内容

本发明用于车载LNG气瓶的生产测试阶段，针对LNG气瓶在结束抽真空之后进行冷试充装液氮而设计，本着智能化、批量化、标准化的原则，属于一种配置PLC控制系统的专用工装设备。本系统操作简单，采用PLC进行批量控制，减少员工工作量提高工作效率，充装精度高，可防止因过充和充装不足对冷试效果造成的影响。本发明对LNG气瓶的质量保障和产量提升奠定了基础，完善了生产制造环节，对于整个产品的生产制造发挥着重要作用。本发明采用如下技术方案：一种LNG气瓶充氮检测系统，包括

一种LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，LNG气瓶充氮检测系统，由LNG 气瓶组机构、液氮储罐机构、空压站机构以及PLC控制模块组成；所述空压站机构外部连接有压缩空气管，用于对外提供具有一定压力的压缩空气；所述液氮储罐机构包括液氮储罐和充液管路，所述充液管路分支出两个支路，分别是底部充液管和顶部充液管，分别由液氮储罐的底部和顶部进入其内腔，所述顶部充液管连接至储罐内的喷淋机构，所述喷淋机构上设置有多个喷淋头；所述液氮储罐的底部还连接有出液管，用于输出液氮，所述出液管上设置有第一低温气动截止阀；所述底部充液管和顶部充液管上分别设置有第二低温气动截止阀和第三低温气动截止阀；液氮储罐的顶部连接气相管路，所述气相管路上设置有截止阀；所述LNG气瓶组机构包括若干并联的结构相同的检测管路，所述若干检测管路的一端均连接至出液管，所述检测管路上设置有低温气动截止阀，包括第四低温气动截止阀、第五低温气动截止阀、第六低温气动截止阀，所述检测管路的末端可连接待检测的LNG气瓶，所述LNG气瓶上均安装有压力表、液位计和排气阀，所述压力表、液位计均与所述PLC控制模块连接；所述第一低温气动截止阀、第二低温气动截止阀、第三低温气动截止阀、第四低温气动截止阀、第五低温气动截止阀、第六低温气动截止阀结构相同，均由继电器和电磁阀控制，所述PLC控制单元通过控制所述继电器，从而达到控制电磁阀开关，最终控制低温气动截止阀的开关；所述低温气动截止阀均通过所述压缩空气管与所述空压站机构连接。

优选的，所述检测管路上分别设置有EAG回收支路，连接至EAG回收管路。

优选的，所述液氮储罐的顶部连接第一EAG管道，所述第一EAG管道包括两个小支路，其中一个支路上设置有三通阀，分别连接至第一放散阀和第二放散阀，另外一个小支路上设置有截止阀，所述两个小支路均连接至EAG回收管路。

优选的，所述底部充液管上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

优选的，所述顶部充液管上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

优选的，所述出液管上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

优选的，所述气相管路上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

一种LNG气瓶充氮检测系统的充氮方法，包括如下步骤：LNG气瓶抽真空，随后通过PLC控制面板进行参数设定，输入加注时间并逐一或批量选择气瓶数量，参数设置完毕后按下触摸屏上的启动按钮，检测管路上的低温气动截止阀开启，设备开始自动充装液氮，同时LNG气瓶排气阀开启，待系统达到设定时间后会自动切断液氮进液管路，并发出报警，观察液氮液位显示已达到要求，液氮加注结束，关闭LNG气瓶排气阀，静置6-12小时进行冷试阶段。

本发明可实现单独或批量气瓶进行冷试要求液氮充装量的精准控制，避免了人工操作手动阀在操作和控制上的不便，同时更加安全可靠，避免员工在低温环境下直接操作防止冻伤，更具安全性，相比人工操作手动阀，其工作效率大幅提高，一人即可控制全批次的液氮充装，同时避免因低温切断不及时以及液氮过充造成的浪费和充装量不足导致的质量问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电气控制系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种LNG气瓶充氮检测系统，由LNG气瓶组机构1、液氮储罐机构3、空压站机构2以及PLC控制模块4组成。其中，空压站机构2外部连接有压缩空气管20，用于对外提供具有一定压力的压缩空气。

液氮储罐机构3包括液氮储罐30，充液管路分支出两个支路，分别是底部充液管31和顶部充液管32，分别由液氮储罐30的底部和顶部进入其内腔，其中顶部充液管32连接至储罐内的喷淋机构33，喷淋机构33上设置有多个喷淋头。液氮储罐30的底部还连接有出液管0，用于输出液氮，出液管0上设置有第一低温气动截止阀01。底部充液管31和顶部充液管32上分别设置有第二低温气动截止阀34和第三低温气动截止阀35。液氮储罐30的顶部连接气相管路 5，气相管路5上设置有截止阀。液氮储罐30的顶部还连接第一EAG管道36，包括两个小支路，其中一个支路上设置有三通阀，分别连接至第一放散阀37和第二放散阀38，另外一个小支路上设置有截止阀，最终连接至EAG回收管路39。底部充液管31、顶部充液管32、出液管0、气相管路5上同样设置有EAG管路，均连通至EAG回收管路39。LNG气瓶组机构1有若干并联的结构相同的检测管路组成，这些并联的结构相同的检测管路的一端均连接至出液管0。这些检测管路分别为第一检测管路11、第二检测管路15、第三检测管路17......，检测管路上分别设置有EAG回收支路和低温气动截止阀，低温气动截止阀分别为第四低温气动截止阀14、第五低温气动截止阀16、第六低温气动截止阀18......。这些管路末端可连接待检测的LNG气瓶，别是第一LNG气瓶12、分别是第二LNG 气瓶13、第三LNG气瓶19......。这些LNG气瓶上均安装有压力表、液位计和排气阀，压力表、液位计均与PLC控制模块4连接。EAG回收支路包括两个并联的截止阀和一个放散阀。这些EAG回收支路均连接至EAG回收管路39。

如图2所示，本系统采用的所有的低温气动截止阀包括第一低温气动截止阀01、第二低温气动截止阀34、第三低温气动截止阀35、第四低温气动截止阀 14、第五低温气动截止阀16、第六低温气动截止阀18结构相同，均由继电器 41和电磁阀42控制，PLC控制模块4通过控制继电器41，从而达到控制电磁阀 42开关，最终控制低温气动截止阀的开关。低温气动截止阀均通过压缩空气管 20与空压站机构连接。

PLC控制模块4可通过触摸屏参数设置充装时间0-9小时或者充装量 1-100％，充装数量可控制60台/批，按下启动按钮，系统自动计时，达到充装时间后立即控制进液阀门自动切断，误差延时范围在1秒之内，可实现单独或批量气瓶进行冷试要求液氮充装量的精准控制，避免了人工操作手动阀在操作和控制上的不便，同时更加安全可靠，避免员工在低温环境下直接操作防止冻伤，更具安全性，相比人工操作手动阀，其工作效率大幅提高，一人即可控制全批次的液氮充装，同时避免因低温切断不及时以及液氮过充造成的浪费和充装量不足导致的质量问题。

继电器为电磁阀接通电路的开关元件，通过接收PLC传递的信号实现对电磁阀电路当中的开关控制，以自身的小电流控制电磁阀电路中的大电流，具备一定电器保护作用。

电磁阀通过线路中的继电器实现接通和断开电路，通过线路得电和断电产生的电磁力进行内部换向阀的动作和切换，控制压缩空气的流向，进而控制气动截止阀的开关，属于本系统内的电气控制元件。

低温气动截止阀为进液气动切断阀，通过压缩空气的驱动气动阀门上的执行器实现阀芯的开关，压缩空气接通后阀门开启，压缩空气通过电磁阀控制，压缩空气由空压站机构提供，当电磁阀电磁线圈得电后电磁换向阀动作接通压缩空气，反之将关闭，可准确及时的接通和关闭液氮进入气瓶的管道。

LNG气瓶上设置的排气阀，为手动控制阀也可进行自动控制，主要功能是在液氮充装过程中防止瓶内压力过高，造成的加液困难，此阀门打开后气瓶与大气接通，瓶内压力得到及时排放确保加液顺畅。

LNG气瓶上设置的压力表设置显示和变送功能，将瓶内压力传递到控制平台上显示，方便读取当前批次每台气瓶的压力变化，当压力达到上限进行报警或者联动控制排气阀门进行排气。

LNG气瓶上设置的液位计设置显示和变送功能，瓶内液氮的液位显示和控制元件，为方便读取瓶内液位并对其控制，在液位达到设定值后，通过PLC发送信号控制进液阀门切断，防止过充，起到液位上限联动作用。

本发明的产品属于车载LNG气瓶在生产制造过程中配置的一种带有PLC智能控制的工装设备，应用于冷试充装液氮工序阶段，当本批次气瓶由抽真空工序转入本冷试阶段后，员工通过PLC控制平台直接控制本批次气瓶进行冷制液氮的充装。

首先员工需通过PLC控制面板进行参数设定，输入加注时间并逐一或批量选择气瓶数量，参数设置完毕后按下触摸屏上的启动按钮，检测管路上的低温气动截止阀开启，在压差作用下，液氮储罐内压力较高，介质流向常压的待检测的LNG气瓶，设备开始自动充装液氮，同时LNG气瓶排气阀开启，待系统达到设定时间后会自动切断液氮进液管路，并发出报警，观察液氮液位显示已达到要求，液氮加注结束，关闭LNG气瓶排气阀，静置6-12小时进行冷试阶段。

Claims (7)

1.一种LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，LNG气瓶充氮检测系统，由LNG气瓶组机构、液氮储罐机构、空压站机构以及PLC控制模块组成；所述空压站机构外部连接有压缩空气管，用于对外提供具有一定压力的压缩空气；所述液氮储罐机构包括液氮储罐和充液管路，所述充液管路分支出两个支路，分别是底部充液管和顶部充液管，分别由液氮储罐的底部和顶部进入其内腔，所述顶部充液管连接至储罐内的喷淋机构，所述喷淋机构上设置有多个喷淋头；所述液氮储罐的底部还连接有出液管，用于输出液氮，所述出液管上设置有第一低温气动截止阀；所述底部充液管和顶部充液管上分别设置有第二低温气动截止阀和第三低温气动截止阀；液氮储罐的顶部连接气相管路，所述气相管路上设置有截止阀；所述LNG气瓶组机构包括若干并联的结构相同的检测管路，所述若干检测管路的一端均连接至出液管，所述检测管路上设置有低温气动截止阀，包括第四低温气动截止阀、第五低温气动截止阀、第六低温气动截止阀，所述检测管路包括第一检测管路、第二检测管路、第三检测管路，所述第一检测管路、第二检测管路、第三检测管路的末端均可连接待检测的LNG气瓶，所述LNG气瓶上均安装有压力表、液位计和排气阀，所述压力表、液位计均与所述PLC控制模块连接；所述第一低温气动截止阀、第二低温气动截止阀、第三低温气动截止阀、第四低温气动截止阀、第五低温气动截止阀、第六低温气动截止阀结构相同，均由继电器和电磁阀控制，所述PLC控制单元通过控制所述继电器，从而达到控制电磁阀开关，最终控制低温气动截止阀的开关；所述低温气动截止阀均通过所述压缩空气管与所述空压站机构连接。

2.根据权利要求1所述的LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，所述检测管路上分别设置有EAG回收支路，连接至EAG回收管路。

3.根据权利要求1所述的LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，所述液氮储罐的顶部连接第一EAG管道，所述第一EAG管道包括两个小支路，其中一个支路上设置有三通阀，分别连接至第一放散阀和第二放散阀，另外一个小支路上设置有截止阀，所述两个小支路均连接至EAG回收管路。

4.根据权利要求1所述的LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，所述底部充液管上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

5.根据权利要求1所述的LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，所述顶部充液管上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

6.根据权利要求1所述的LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，所述出液管上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

7.根据权利要求1所述的LNG气瓶充氮检测系统，其特征在于，所述气相管路上设置有EAG管路，连通至EAG回收管路。

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