專(zhuān)利名稱(chēng)：可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天然氣加氣裝置，特別是涉及一種可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置。
背景技術(shù)：
天然氣作為一種清潔能源已經(jīng)越來(lái)越多地被用作機(jī)動(dòng)車(chē)燃料，例如，壓縮
天然氣(CNG)就是一種常見(jiàn)的天然氣燃料。為了給CNG汽車(chē)加注燃料，需 要專(zhuān)用的燃料輸送系統(tǒng)，即天然氣加氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以建設(shè)在天然氣管網(wǎng)附 近，也可以建設(shè)在無(wú)管網(wǎng)的地方，當(dāng)在無(wú)管網(wǎng)的地方建設(shè)時(shí)也稱(chēng)為天然氣汽車(chē) 加氣子站。
現(xiàn)有的加氣系統(tǒng)多為固定式的，如中國(guó)專(zhuān)利200520133308.X中公開(kāi)的液 壓式天然氣汽車(chē)加氣子站系統(tǒng)。該加氣子站系統(tǒng)包括加氣站橇體、CNG鋼瓶 拖車(chē)、空氣壓縮機(jī)、加氣機(jī)、控制柜等。工作時(shí)，液壓介質(zhì)通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)入 CNG鋼瓶?jī)?nèi)，并置換出鋼瓶中的CNG氣體到待加氣設(shè)備。這種固定式加氣系 統(tǒng)需要選址建站，建站投資大。另外，由于需要單獨(dú)的空間來(lái)放置空氣壓縮機(jī)、 控制柜等，因而站址所占用的土地面積較大。這使得固定式加氣站僅適用于空 間充足的地方，而難于在加氣需求量大但土地使用面積緊張的大城市推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，該 加氣裝置無(wú)需在地面建站，只需提供電源即可進(jìn)行加氣。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其具 有可移動(dòng)式氣源單元。該氣源單元包括拖車(chē)、設(shè)置在該拖車(chē)上的鋼瓶架和固定 在該鋼瓶架上的多個(gè)鋼瓶組件，每個(gè)鋼瓶組件包括用于儲(chǔ)存壓縮天然氣的鋼瓶 和用于控制對(duì)應(yīng)的鋼瓶進(jìn)行排氣的多個(gè)執(zhí)行器。所述可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣 裝置還包括可移動(dòng)式加氣單元。該加氣單元具有一箱體，該箱體內(nèi)設(shè)有管路連接倉(cāng)、增壓倉(cāng)、控制倉(cāng)和加氣倉(cāng)。在該增壓倉(cāng)內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)液裝置，該儲(chǔ)液裝置包 括用于存儲(chǔ)液體介質(zhì)的儲(chǔ)存罐和用于從該液體儲(chǔ)存罐中抽出該液體介質(zhì)的液 壓泵。在該加氣倉(cāng)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)氣體計(jì)量裝置，該氣體計(jì)量裝置上設(shè)有用于 連接到待加氣設(shè)備的加氣軟管。在該管路連接倉(cāng)內(nèi)設(shè)有液壓管路連接接頭和加 氣管路連接接頭，該液壓管路連接接頭的一端與該儲(chǔ)液裝置相連，而另一端通 過(guò)軟管可拆卸地連接到鋼瓶組件的注液口和回液口；該加氣管路連接接頭的一 端與該氣體計(jì)量裝置的進(jìn)氣端相連，而另一端通過(guò)軟管可拆卸地連接到該鋼瓶 組件的出氣口。在該控制倉(cāng)內(nèi)設(shè)有用于控制加氣過(guò)程的控制器，該控制器具有 多個(gè)接線(xiàn)端子。
該鋼瓶組件中的執(zhí)行器為氣動(dòng)執(zhí)行器，在該增壓倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有為該氣動(dòng)執(zhí)行 器提供氣源的空氣壓縮機(jī)。
該空氣壓縮機(jī)是分體式的，其中空氣處理裝置和壓縮機(jī)分別位于該增壓倉(cāng) 的兩側(cè)。
在該加氣管路連接接頭和該氣體計(jì)量裝置之間設(shè)有緩沖瓶，該緩沖瓶設(shè)置 在該管路連接倉(cāng)內(nèi)，其底部設(shè)有排污閥。
該緩沖瓶和該氣體計(jì)量裝置之間的距離符合消防間距要求。
在該箱體內(nèi)部側(cè)壁與底架的連接處設(shè)置有沿箱體縱向延伸的容納槽，連接 該緩沖瓶和該氣體計(jì)量裝置的管路設(shè)置在該容納槽中。
所述鋼瓶架的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到該拖車(chē)，而另一端通過(guò)一頂升液壓缸與 該拖車(chē)相連。
在該管路連接倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有與為該頂升液壓缸提供動(dòng)力的頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝 置，該液壓頂升驅(qū)動(dòng)裝置連接到該控制器的對(duì)應(yīng)的接線(xiàn)端子。 該頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)高壓油管接到該頂升液壓缸。
所述連接該液壓管路連接接頭和該鋼瓶組件的軟管為具有靜電導(dǎo)出功能 的管。
該可移動(dòng)式加氣單元的各倉(cāng)沿箱體的縱向并排設(shè)置，并通過(guò)間隔壁彼此間 隔開(kāi)。
在該增壓倉(cāng)的壁上設(shè)有阻尼板、吸音棉和/或多孔板。
該控制倉(cāng)位于該增壓倉(cāng)和該加氣倉(cāng)之間，在位于該控制倉(cāng)前后兩端的間隔 壁上分別設(shè)有一觀察窗。在該控制倉(cāng)的一側(cè)設(shè)有用于將外部電源引入到該加氣單元內(nèi)的電源引入窗。
在該控制倉(cāng)內(nèi)還設(shè)有用于連接外部電源的防爆接線(xiàn)箱。 所述箱體的內(nèi)壁上設(shè)置有用于收容電線(xiàn)的橋架。 該加氣倉(cāng)的左右兩側(cè)分別設(shè)有門(mén)。 所述箱體為ISO標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。
還包括一運(yùn)輸車(chē)輛，所述可移動(dòng)式加氣單元可放置在該運(yùn)輸車(chē)輛上。
在該箱體的頂壁上設(shè)有一可拆卸的排空管，該排空管的一端與所述液體儲(chǔ) 存罐相連而另一端與大氣相連通。
所述液體儲(chǔ)存罐的底面相對(duì)于水平面的傾斜角為O。至20° ，該液體儲(chǔ)存 罐與該液壓泵相連的吸油口靠近該液體儲(chǔ)存罐底面的最低處設(shè)置。
所述氣體計(jì)量裝置包括顯示部分和計(jì)量部分，其中，該顯示部分可相對(duì)于 該計(jì)量部分垂直移動(dòng)地連接到該計(jì)量部分；和/或該計(jì)量部分和該顯示部分可 相對(duì)于該箱體水平移動(dòng)地設(shè)置在該加氣倉(cāng)。 .
液壓泵可由電機(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、汽油機(jī)或柴油機(jī)等多種方式驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置無(wú)需建站，可任意移動(dòng)到需要加氣 的地方，只要將電源引入到加氣單元的箱體內(nèi)即可進(jìn)行加氣工作，提高了加氣 的機(jī)動(dòng)性和靈活性，擴(kuò)大了加氣裝置的適用場(chǎng)合。而且本發(fā)明的加氣裝置的占 地面積小，特別適用于公交車(chē)站、廠礦企業(yè)等。
下面結(jié)合附圖和詳細(xì)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為可移動(dòng)式CNG加氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為可移動(dòng)式CNG加氣裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為圖1中的加氣單元的放大示意圖4為圖3中的加氣單元的俯視圖，其中去除了箱體的頂壁； 圖5為沿圖3中V方向的側(cè)視圖6為液體儲(chǔ)存罐的結(jié)構(gòu)示意圖，示出了其底面結(jié)構(gòu)；
圖7A和7B為氣體計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明的加氣原理7圖9為本發(fā)明的控制原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l、 2所示，本發(fā)明的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置S主要由可移動(dòng) 式氣源單元10和可移動(dòng)式加氣單元20構(gòu)成。
可移動(dòng)式氣源單元10包括半掛車(chē)的拖車(chē)11、設(shè)置在拖車(chē)上的鋼瓶架12 和固定在該鋼瓶架上的一個(gè)或多個(gè)鋼瓶組件13。通過(guò)將拖車(chē)11連接到半掛車(chē) 的車(chē)頭上，可以將氣源單元IO運(yùn)送到任意需要的地方。每個(gè)鋼瓶組件13包括 用于儲(chǔ)存壓縮天然氣(CNG)的鋼瓶132和用于控制對(duì)應(yīng)的鋼瓶進(jìn)行排氣的多 個(gè)執(zhí)行器。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，各鋼瓶組件中的執(zhí)行器包括分別設(shè)置在鋼瓶 132的注液口、出氣口和回液口的注液執(zhí)行器134、出氣執(zhí)行器135和回液執(zhí) 行器136。其中，注液執(zhí)行器134控制注液口的開(kāi)閉，使得液體介質(zhì)能夠進(jìn)入 鋼瓶132，以將鋼瓶中的CNG壓出；出氣執(zhí)行器135控制出氣口的開(kāi)閉，使 得鋼瓶中的CNG能夠離開(kāi)鋼瓶；而回液執(zhí)行器136控制回液口的開(kāi)閉，使得 鋼瓶?jī)?nèi)的液體介質(zhì)能夠離開(kāi)鋼瓶。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鋼瓶架12的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到拖車(chē)11，而 另一端可通過(guò)頂升液壓缸14與拖車(chē)11相連。當(dāng)需要從鋼瓶中取出CNG時(shí)， 可以先通過(guò)頂升液壓缸14將鋼瓶架12的一端抬起，使鋼瓶132呈傾斜狀態(tài)(如 圖l所示)，以便使CNG能夠更加順暢地從鋼瓶132中釋放。其中，鋼瓶的 出氣口位于其較高的一端，而注液口和回液口位于其較低的一端。鋼瓶132 的傾角優(yōu)選為6。至80° 。
如圖3 5所示，可移動(dòng)式加氣單元20具有一箱體21，該箱體包括底架 211、兩個(gè)相對(duì)設(shè)置在底架兩側(cè)的側(cè)壁212和213、彼此相對(duì)地設(shè)置在底架兩 端的前端214和門(mén)端215、以及頂壁216。優(yōu)選地，設(shè)置箱體21的外形結(jié)構(gòu)和 尺寸使其符合標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的要求。這樣，可移動(dòng)式加氣單元20可以利用標(biāo)準(zhǔn) 集裝箱運(yùn)輸工具來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸、吊裝和放置，操作方便。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例 中，可移動(dòng)式加氣裝置S還包括運(yùn)輸車(chē)輛22，用于移動(dòng)該加氣單元20。運(yùn)輸 車(chē)輛22可以是整車(chē)也可以是半掛車(chē)。加氣單元20可以被移動(dòng)到任意適合的地 點(diǎn)進(jìn)行加氣工作，從而省去了建站的工作。在加氣工作時(shí)，加氣單元20可以
8放置在車(chē)輛22上也可以放置到地面上，使用方便。
在這里，氣源單元IO可以通過(guò)半掛車(chē)進(jìn)行移動(dòng)，圖l中僅示出了的其中 的拖車(chē)部分，而加氣單元20可通過(guò)運(yùn)輸車(chē)輛22進(jìn)行移動(dòng)。從而，本發(fā)明的壓 縮天然氣加氣裝置S可以方便地運(yùn)送到需要的地點(diǎn)進(jìn)行加氣工作，擴(kuò)大了其工 作適用范圍。
箱體21中設(shè)有管路連接倉(cāng)30、增壓倉(cāng)40、控制倉(cāng)50和加氣倉(cāng)60。可移 動(dòng)式氣源單元10通過(guò)管路連接倉(cāng)30與可移動(dòng)式加氣單元20相連，以進(jìn)行加 氣工作。各倉(cāng)可沿箱體的長(zhǎng)度方向并排設(shè)置，并通過(guò)間隔壁彼此間隔開(kāi)。在增 壓倉(cāng)40內(nèi)各壁上依次設(shè)置有阻尼板、吸音板(棉)和/或多孔板，以提高增壓 倉(cāng)40的保溫性能以及減小工作時(shí)的噪音。
優(yōu)選地，管路連接倉(cāng)30和加氣倉(cāng)60分別位于箱體的兩端，例如，分別靠 近箱體的門(mén)端215和前端214設(shè)置?？刂苽}(cāng)50可位于增壓倉(cāng)40和加氣倉(cāng)60 之間，在其前后兩端的間隔壁上分別設(shè)置一觀察窗，以便于觀察增壓倉(cāng)40和 加氣倉(cāng)60。觀察窗優(yōu)選的為雙層玻璃結(jié)構(gòu)，周?chē)O(shè)置密封條，以提高密封性 和隔音效果，這就使得各倉(cāng)之間不互相干擾。
在增壓倉(cāng)40內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)液裝置41，包括用于存儲(chǔ)液體介質(zhì)的儲(chǔ)存罐411和 用于從將液體介質(zhì)從儲(chǔ)存罐411中抽出的液壓泵412。液壓泵可由電機(jī)、燃?xì)?發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油機(jī)或柴油機(jī)等多種方式驅(qū)動(dòng)。在需要加氣時(shí)，儲(chǔ)存罐411中的液 體介質(zhì)被液壓泵412抽出，并經(jīng)由注液口進(jìn)入鋼瓶132中，以將CNG從鋼瓶 中置換出。當(dāng)鋼瓶中的CNG基本上都被置換為液體介質(zhì)后，可以開(kāi)啟回液執(zhí) 行器136，以使鋼瓶中的液體冋流到儲(chǔ)存罐411中。優(yōu)選地，選用對(duì)天然氣的 溶解度極小的液體作為該置換天然氣的液體介質(zhì)。
在管路連接倉(cāng)30中設(shè)有液壓管路連接接頭31，接頭31的一端與儲(chǔ)液裝 置41相連，而另一端則通過(guò)軟管32 (包括注液管321和回液管322)分別連 接到鋼瓶的注液口和回液口。在這里，可以在可移動(dòng)式氣源單元io上設(shè)置一 個(gè)與各鋼瓶組件13上的注液口相連通的總注液口和一個(gè)與各鋼瓶組件13上的 回液口相連通的總回液口。注液管321和回液管322通過(guò)例如快裝接頭分別可 拆卸地連接到所述總注液口和總回液口上。
由于液體介質(zhì)在流出鋼瓶時(shí)可能會(huì)夾帶微量的天然氣氣泡，因而優(yōu)選地采 用具有靜電導(dǎo)出功能的產(chǎn)品作為注液管321和回液管322，以避免由于靜電而引起管內(nèi)的天然氣氣泡發(fā)生爆炸，從而提高了加氣單元的工作安全性。另外， 在箱體的頂壁上還設(shè)有一端與液體儲(chǔ)存罐411相連的排空管413，如圖3所示。
排空管413的另一端與大氣相連通，用于排空液體介質(zhì)返回儲(chǔ)存罐時(shí)夾帶的極 少量天然氣。排空管413可以從液體儲(chǔ)存罐411上拆卸下來(lái)，以滿(mǎn)足加氣單元 移動(dòng)時(shí)道路的限高要求。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，排空管413通過(guò)設(shè)置在液體儲(chǔ)存罐411外部的 空氣濾清器43與該大氣相連。在儲(chǔ)存罐4U的內(nèi)部可設(shè)置回油擴(kuò)散器44，以 減小回油過(guò)程中的液體沖擊。在液壓泵412的上游側(cè)設(shè)有低壓吸油過(guò)濾器45， 以避免液體介質(zhì)中的雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)損壞液壓泵。
優(yōu)選地，如圖6所示，液體儲(chǔ)存罐411的底面417被設(shè)置成傾斜狀，其與 水平面的夾角介于0。至20°之間。液體儲(chǔ)存罐411與液壓泵412相連的吸油 口 415靠近底面417的最低處設(shè)置。這樣既可以節(jié)省液壓介質(zhì)，又可以減小液 體介質(zhì)回流時(shí)的落差。
在這里，鋼瓶組件13中的執(zhí)行器134、 135和136選用氣動(dòng)執(zhí)行器，以避 免執(zhí)行器在工作時(shí)產(chǎn)生火花，保證工作安全性。在增壓倉(cāng)40內(nèi)設(shè)置有為這些 氣動(dòng)執(zhí)行器提供氣源的空氣壓縮機(jī)42。為節(jié)省空間，本發(fā)明中將空氣壓縮機(jī) 42設(shè)置成分體式結(jié)構(gòu)，其中的空氣處理裝置421和壓縮機(jī)主體422可以分別 設(shè)置在增壓倉(cāng)40的兩側(cè)，如圖4所示。當(dāng)然，執(zhí)行器也可以選用其他適合的 類(lèi)型，如液動(dòng)執(zhí)行器等。
加氣倉(cāng)60中設(shè)有至少一個(gè)氣體計(jì)量裝置(如加氣機(jī))61，如圖7A、 7B 所示，其上設(shè)置有顯示部分611、計(jì)量/計(jì)價(jià)部分612以及可連接到待加氣設(shè)備 的加氣軟管。優(yōu)選地，可以設(shè)置兩個(gè)氣體計(jì)量裝置61。同時(shí)可以在加氣倉(cāng)60 的左右兩側(cè)均設(shè)置一門(mén)。這樣可以根據(jù)用戶(hù)的需要選擇合適當(dāng)方位進(jìn)行加氣。 管路連接倉(cāng)30中設(shè)有加氣管路連接接頭34，接頭34的一端連接到氣體計(jì)量 裝置61的進(jìn)氣端，而另一端通過(guò)出氣軟管36連接到鋼瓶132的出氣口。這樣， 從各鋼瓶132中釋放出來(lái)的CNG在經(jīng)過(guò)計(jì)量后，被送至待加氣設(shè)備。
如圖7A所示，顯示部分611可通過(guò)垂直滑道615可移動(dòng)地安裝到計(jì)量部 分612上，使得顯示部分611可以沿垂直方向H移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)其相對(duì)于計(jì) 量部分612的高度。這樣不管箱體是放在運(yùn)輸車(chē)輛上還是放置在地面上，都可 以使氣體計(jì)量裝置61處于方便操作的位置。圖7A和7B分別示出了顯示部分611處于滑道615的底端和頂端的情形。
如圖7B所示，計(jì)量部分612可通過(guò)一組或多組水平滑道616、 617可移 動(dòng)地設(shè)置在箱體的加氣倉(cāng)，使得氣體計(jì)量裝置61可以相對(duì)于箱體水平移動(dòng)。 優(yōu)選地，可以沿箱體的縱向L設(shè)置一組滑道(例如616)，并沿箱體的橫向T 設(shè)置一組滑道(例如617)。這樣，在需要時(shí)，可以把加氣機(jī)整體移動(dòng)到箱體 內(nèi)的適當(dāng)位置或箱體外進(jìn)行加氣。當(dāng)然，也可以用其它的機(jī)構(gòu)來(lái)替代滑道615、 616和617中的一個(gè)或多個(gè)，如四連桿機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)等。
在這里，可以在可移動(dòng)式氣源單元10上設(shè)置一個(gè)與各鋼瓶組件13的出氣 口相連通的總出氣口 。出氣軟管36通過(guò)例如快裝接頭可拆卸地連接到所述總 出氣口上。軟管36優(yōu)選地采用具有靜電導(dǎo)出功能的天然氣專(zhuān)用軟管，以提高 出氣時(shí)的安全性。
優(yōu)選地，在加氣管路連接接頭34和氣體計(jì)量裝置61之間設(shè)有緩沖瓶35， 氣體從緩沖瓶35的底部進(jìn)入瓶中之后從頂部排出流向計(jì)量裝置61，以保證加 入待加氣設(shè)備的CNG壓力穩(wěn)定。優(yōu)選地，緩沖瓶35的底部設(shè)置有排污口，由 此可以定期排出夾雜在天然氣中的液壓介質(zhì)。緩沖瓶35設(shè)置在管路連接倉(cāng)30 中。優(yōu)選地，管路連接倉(cāng)30和加氣倉(cāng)60分別位于箱體的兩端，以使得緩沖瓶 35和氣體計(jì)量裝置61之間的距離符合消防間距要求。在箱體21的內(nèi)部、側(cè) 壁(如212)與底壁211的連接處，可設(shè)置沿箱體縱向延伸的容納槽217，用 于容納并保護(hù)連接在緩沖瓶35和氣體計(jì)量裝置61之間的CNG管路351。在 一個(gè)實(shí)施例中，容納槽217為由箱體的側(cè)壁、底壁和沿箱體縱向延伸的角鋼所 限定的空間。容納槽217可以打開(kāi)，以方便管路的連接、安裝和維修。
在管路連接倉(cāng)30中還設(shè)置有與為頂升液壓缸14提供動(dòng)力的頂升液壓驅(qū)動(dòng) 裝置38。頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置38通過(guò)高壓油管382接到頂升液壓缸14，用以驅(qū) 動(dòng)頂升液壓缸14頂起或放下鋼瓶架12。
在控制倉(cāng)50內(nèi)設(shè)有控制器51 ，例如PLC控制器，用于對(duì)加氣過(guò)程實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)控制?？刂破?1具有多個(gè)接線(xiàn)端子，儲(chǔ)液裝置41、鋼瓶組件的各執(zhí)行器134 136、以及頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置38等分別相連到對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)接線(xiàn)端子，從 而由控制器51對(duì)它們進(jìn)行集中控制。與控制器51的各接線(xiàn)端子直接相連的電 氣元件，如各種電磁閥、電氣開(kāi)關(guān)和傳感器等，優(yōu)選地選用防爆型元件，以提 高控制安全性。在控制倉(cāng)50的一側(cè)，例如側(cè)壁213上，設(shè)有電源引入窗，使得外部電源 可以通過(guò)電線(xiàn)引入到可移動(dòng)式加氣單元20內(nèi)。優(yōu)選地，在控制倉(cāng)50中設(shè)有防 爆接線(xiàn)箱52，用于連接所述外部電源以及箱體內(nèi)的各種用電設(shè)備。在箱體21 的內(nèi)壁上設(shè)置有用于收容電線(xiàn)的橋架，以提高電線(xiàn)的走線(xiàn)安全性及美觀性。
下面結(jié)合圖8、圖9說(shuō)明利用本發(fā)明的CNG加氣裝置的工作過(guò)程。
在增壓倉(cāng)40中，設(shè)有與儲(chǔ)液裝置41相連的控制閥47，控制器51通過(guò)控 制闊47對(duì)儲(chǔ)液裝置41進(jìn)行控制?？刂崎y47主要包括溢流閥、單向閥、電磁 閥。控制閥47的入口連接液壓泵412的出口，其高壓出口通過(guò)注入管連接到 鋼瓶組件13的注液執(zhí)行器134的入口，其返回出口與液體儲(chǔ)存罐411相連通。 控制閥47采用電磁控制方式，以提高開(kāi)啟和閉合的速度。液壓泵412的入口 和液體儲(chǔ)存罐411底部的吸油口 415連接，其高壓出口與控制閥47的入口連 接，其返回口和液體儲(chǔ)存罐411的入口連接。
PLC控制器51采用集中控制的方式。下面以對(duì)一個(gè)鋼瓶組件的控制為例， 說(shuō)明控制器的接線(xiàn)方式和控制過(guò)程。在箱體21和增壓倉(cāng)40內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)傳 感器，如壓力傳感器71、液位計(jì)72和壓差開(kāi)關(guān)73，它們分別連接于PLC控 制器51的接線(xiàn)端子POO、 POl、 P02上。PLC控制器51可對(duì)這些傳感器輸入 的信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算。PLC控制器51的接線(xiàn)端子P03、 P04、 P05分別通過(guò)電 磁閥74、 75、 76與注液執(zhí)行器134、出氣執(zhí)行器135和回液執(zhí)行器136相連。 電磁閥控制壓縮空氣的通斷，再由壓縮空氣控制各氣動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行命令。PLC 控制器51的接線(xiàn)端子P07與控制閥47的電磁閥471相連，而接線(xiàn)端子P08 與液壓泵412相連。
優(yōu)選地，在增壓倉(cāng)40內(nèi)還設(shè)有用于放置上述電磁閥的電磁閥箱70。在箱 體21的內(nèi)部、側(cè)壁(如213)與底壁211的連接處，設(shè)置有沿箱體縱向延伸 的容納槽218。用于連接可移動(dòng)式氣源單元10上的鋼瓶組件的各氣動(dòng)執(zhí)行器 的氣動(dòng)管設(shè)置在容納槽218中。容納槽218的結(jié)構(gòu)與容納槽217類(lèi)似，可以打 開(kāi)，以方便管路的連接、安裝和維修。
壓力傳感器71、液位計(jì)72、壓差開(kāi)關(guān)73的數(shù)據(jù)通過(guò)接線(xiàn)端子POO、 POl、 P02傳送到PLC控制器51內(nèi)。PLC控制器51會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)值決定控制目標(biāo)。 在處理加氣的壓力時(shí)，PLC控制器51將處理后的結(jié)果通過(guò)接線(xiàn)端子P08傳給 增壓倉(cāng)內(nèi)部的液壓泵412，控制液壓泵412的啟動(dòng)和停止，同時(shí)通過(guò)接線(xiàn)端子P07控制電磁闊471的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而通過(guò)電磁閥471的氣管81選擇控制 閥47處于增壓狀態(tài)或溢流狀態(tài)。在處理鋼瓶組件13進(jìn)行排氣、注液和回液時(shí)， PLC控制器51通過(guò)接線(xiàn)端子P03、 P04、 P05將控制的結(jié)果有選擇地傳給增壓 倉(cāng)內(nèi)部的電磁閥74、 75、 76，從而控制其開(kāi)啟和關(guān)閉。
注液氣動(dòng)執(zhí)行器134、出氣氣動(dòng)執(zhí)行器135、回液氣動(dòng)執(zhí)行器136的壓縮 空氣輸入口分別通過(guò)氣管84、 85、 86連接到電磁閥74、 75、 76的出口上，由 電磁閥控制壓縮空氣的通斷，進(jìn)而由壓縮空氣控制各氣動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行命令。
PLC控制器51通過(guò)接線(xiàn)端子P09連接到頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置38的液壓馬 達(dá)，從而控制其工作或停止。頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置38排出的液壓油通過(guò)高壓油 管382送到頂升液壓缸14的油缸內(nèi)。
工作時(shí)，系統(tǒng)上電。首先啟動(dòng)管路連接倉(cāng)30中的頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置38， 頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置38向安裝在拖車(chē)11上的頂升液壓缸14內(nèi)注液壓油，利用 頂升液壓系統(tǒng)將鋼瓶架頂升起成仰角。為整個(gè)CNG加氣裝置的運(yùn)行做好準(zhǔn)備 工作。
啟動(dòng)設(shè)備后PLC控制器51開(kāi)始工作，液壓泵412運(yùn)轉(zhuǎn)，向CNG鋼瓶?jī)?nèi) 注入加壓的液體介質(zhì)。壓力傳感器71位于控制閥47的出口處，用于檢測(cè)液體 介質(zhì)的壓力。壓力傳感器71將壓力值傳送給PLC控制器51， PLC控制器51 可根據(jù)壓力傳感器71的反饋值選擇控制閥47的狀態(tài)并控制液壓泵412的啟 停，由此保證控制閥47的壓力維持在21 22Mpa或其它用戶(hù)設(shè)定的范圍內(nèi)。 在系統(tǒng)溫度《一5"C時(shí)，可以開(kāi)啟加熱器39對(duì)液體存儲(chǔ)罐411進(jìn)行加熱。
需要注意，當(dāng)液壓泵412處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥47，不僅可 以將液體介質(zhì)的壓力保持在預(yù)定范圍，而且通過(guò)其中的溢流閥還可以停止液體 介質(zhì)流向鋼瓶組件。這樣，就避免了在加氣過(guò)程中頻繁啟動(dòng)/停止液壓泵412， 從而提高了液壓泵412的使用壽命，同時(shí)也降低了能源消耗。
在本發(fā)明中，每個(gè)鋼瓶組件的各執(zhí)行器分別通過(guò)一電磁閥連接到PLC控 制器的一個(gè)接線(xiàn)端子上，從而由PLC控制器51對(duì)所有鋼瓶組件進(jìn)行統(tǒng)一控制。 加氣時(shí)，PLC控制器51首先使第一個(gè)鋼瓶組件13上的注液執(zhí)行器134和出氣 執(zhí)行器135處于打開(kāi)狀態(tài)，而回液執(zhí)行器136處于關(guān)閉狀態(tài)。這時(shí)，液體介質(zhì) 在液壓泵412的作用下經(jīng)由注液管和注液口進(jìn)入鋼瓶132中，并將CNG經(jīng)由 出氣口和排氣管推出鋼瓶132。被推出的CNG依次經(jīng)由包括緩沖瓶35的液氣分離裝置36和氣體計(jì)量裝置61送入待加氣設(shè)備。
當(dāng)液位計(jì)72到達(dá)預(yù)先設(shè)定的最低液位時(shí)，PLC控制器51關(guān)閉該鋼瓶組件 的注液執(zhí)行器134和出氣執(zhí)行器135，同時(shí)打開(kāi)回液執(zhí)行器136。此時(shí)，第一 鋼瓶組件的排氣過(guò)程結(jié)束，其中的液體介質(zhì)在殘留余壓的作用下會(huì)通過(guò)回液管 返回增壓倉(cāng)40內(nèi)的液體儲(chǔ)罐411中。這時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)73開(kāi)始工作，隨時(shí)檢測(cè) 第一個(gè)鋼瓶組件13的回液狀態(tài)。
在第一個(gè)鋼瓶組件開(kāi)始回液后，經(jīng)過(guò)一預(yù)定時(shí)間，PLC控制器51開(kāi)始對(duì) 第二個(gè)鋼瓶組件進(jìn)行控制，以排放第二個(gè)鋼瓶組件中的CNG。對(duì)第二個(gè)鋼瓶 組件的控制方法與第一個(gè)鋼瓶組件的類(lèi)似首先打開(kāi)第二鋼瓶組件的注液執(zhí)行 器134和出氣執(zhí)行器135，并關(guān)閉回液執(zhí)行器136;然后加壓的液體開(kāi)始注入 第二鋼瓶組件，繼續(xù)加氣過(guò)程。
當(dāng)?shù)谝粋€(gè)鋼瓶組件內(nèi)的液體介質(zhì)大部分返回到液體儲(chǔ)罐411后，返回管路 中存在氣體壓力，壓差開(kāi)關(guān)73用于檢測(cè)該壓力。PLC控制器51接收到壓差開(kāi) 關(guān)73發(fā)出的信號(hào)后，關(guān)閉第一鋼瓶組件的回液執(zhí)行器136。此時(shí)第一鋼瓶組 件完成第一次回液過(guò)程。第一鋼瓶組件在無(wú)任何操作的情況下靜置預(yù)定時(shí)間， 之后，其回液執(zhí)行器136再次打開(kāi)，使第一鋼瓶組件進(jìn)入二次回液的操作。之 后，類(lèi)似地，可通過(guò)壓差開(kāi)關(guān)73的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制第一鋼瓶組件的二次回液 操作結(jié)束。至此，第一鋼瓶組件的回液過(guò)程全部結(jié)束。
第二鋼瓶組件的排氣過(guò)程和回液過(guò)程與第一鋼瓶組件類(lèi)似?？梢苿?dòng)式氣源 單元10上可設(shè)置l一40組鋼瓶組件。以此類(lèi)推，所有的鋼瓶組件可按順序依 次進(jìn)行排氣和回液操作，從而保證加氣過(guò)程能夠持續(xù)地不間斷地進(jìn)行。
當(dāng)前一個(gè)可移動(dòng)式氣源單元上的最后一個(gè)鋼瓶組件處于回液狀態(tài)時(shí)，可以 由人工將必要的管路通過(guò)快裝接頭調(diào)換連接到第二個(gè)可移動(dòng)式氣源單元，僅留 下回液管、最后一個(gè)鋼瓶組件的回液氣動(dòng)執(zhí)行器處于導(dǎo)通狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)中設(shè) 有"換車(chē)"按鈕，按下該按鈕，使得第二個(gè)可移動(dòng)式氣源單元上的第一鋼瓶組 件開(kāi)始排氣操作，從而實(shí)現(xiàn)不間斷加氣。
待前一個(gè)可移動(dòng)式氣源單元的最后一個(gè)鋼瓶組件回液完畢后，由人工把對(duì) 應(yīng)的回液管和該最后一個(gè)鋼瓶組件的回液氣動(dòng)執(zhí)行器的控制設(shè)備調(diào)換至第二 個(gè)可移動(dòng)式氣源單元上。這時(shí)，再次按動(dòng)"換車(chē)"按鈕，控制系統(tǒng)結(jié)束對(duì)前一 個(gè)可移動(dòng)式氣源單元的工作控制，并開(kāi)始對(duì)第二個(gè)可移動(dòng)式氣源單元進(jìn)行控
14制。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，除更換拖車(chē)時(shí)由人工操作外，整套設(shè)備的所有動(dòng)作均由設(shè)備 自帶的PLC控制器51程序控制，無(wú)須人工干預(yù)。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然通過(guò)上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而本發(fā)明還可 有其它多種實(shí)施方式。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，熟悉本領(lǐng)域的技 術(shù)人員顯然可以對(duì)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng) 當(dāng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求及其等效物所保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，具有可移動(dòng)式氣源單元，該氣源單元包括拖車(chē)、設(shè)置在該拖車(chē)上的鋼瓶架和固定在該鋼瓶架上的多個(gè)鋼瓶組件，每個(gè)鋼瓶組件包括用于儲(chǔ)存壓縮天然氣的鋼瓶和用于控制對(duì)應(yīng)的鋼瓶進(jìn)行排氣的多個(gè)執(zhí)行器；其特征在于，所述可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置還包括可移動(dòng)式加氣單元，該加氣單元具有一箱體，該箱體內(nèi)設(shè)有管路連接倉(cāng)、增壓倉(cāng)、控制倉(cāng)和加氣倉(cāng)，其中，該增壓倉(cāng)內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)液裝置，該儲(chǔ)液裝置包括用于存儲(chǔ)液體介質(zhì)的儲(chǔ)存罐和用于從該液體儲(chǔ)存罐中抽出該液體介質(zhì)的液壓泵；該加氣倉(cāng)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)氣體計(jì)量裝置，該氣體計(jì)量裝置上設(shè)有用于連接到待加氣設(shè)備的加氣軟管；該管路連接倉(cāng)內(nèi)設(shè)有液壓管路連接接頭和加氣管路連接接頭，該液壓管路連接接頭的一端與該儲(chǔ)液裝置相連，而另一端通過(guò)軟管可拆卸地連接到鋼瓶組件的注液口和回液口；該加氣管路連接接頭的一端與該氣體計(jì)量裝置的進(jìn)氣端相連，而另一端通過(guò)軟管可拆卸地連接到該鋼瓶組件的出氣口；以及該控制倉(cāng)內(nèi)設(shè)有用于控制加氣過(guò)程的控制器，該控制器具有多個(gè)接線(xiàn)端子。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 該鋼瓶組件中的執(zhí)行器為氣動(dòng)執(zhí)行器，在該增壓倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有為該氣動(dòng)執(zhí)行器提 供氣源的空氣壓縮機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 該空氣壓縮機(jī)是分體式的，其中空氣處理裝置和壓縮機(jī)分別位于該增壓倉(cāng)的兩
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 在該加氣管路連接接頭和該氣體計(jì)量裝置之間設(shè)有緩沖瓶，該緩沖瓶設(shè)置在該 管路連接倉(cāng)內(nèi)，其底部設(shè)有排污閥。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于，該緩沖瓶和該氣體計(jì)量裝置之間的距離符合消防間距要求。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 在該箱體內(nèi)部側(cè)壁與底架的連接處設(shè)置有沿箱體縱向延伸的容納槽，連接該緩 沖瓶和該氣體計(jì)量裝置的管路設(shè)置在該容納槽中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于，所述鋼瓶架的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到該拖車(chē)，而另一端通過(guò)一頂升液壓缸與該拖 車(chē)相連。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 在該管路連接倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有與為該頂升液壓缸提供動(dòng)力的頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置，該 液壓頂升驅(qū)動(dòng)裝置連接到該控制器的對(duì)應(yīng)的接線(xiàn)端子。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 該頂升液壓驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)高壓油管接到該頂升液壓缸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 所述連接該液壓管路連接接頭和該鋼瓶組件的軟管為具有靜電導(dǎo)出功能的管。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 該可移動(dòng)式加氣單元的各倉(cāng)沿箱體的縱向并排設(shè)置，并通過(guò)間隔壁彼此間隔 開(kāi)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征 在于，在該增壓倉(cāng)的壁上設(shè)有阻尼板、吸音棉和/或多孔板。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 該控制倉(cāng)位于該增壓倉(cāng)和該加氣倉(cāng)之間，在位于該控制倉(cāng)前后兩端的間隔壁上 分別設(shè)有一觀察窗。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 在該控制倉(cāng)的一側(cè)設(shè)有用于將外部電源引入到該加氣單元內(nèi)的電源引入窗。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 在該控制倉(cāng)內(nèi)還設(shè)有用于連接外部電源的防爆接線(xiàn)箱。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 所述箱體的內(nèi)壁上設(shè)置有用于收容電線(xiàn)的橋架。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 該加氣倉(cāng)的左右兩側(cè)分別設(shè)有門(mén)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 所述箱體為ISO標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。
19、 根據(jù)權(quán)利要求1或18所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于，還包括一運(yùn)輸車(chē)輛，所述加氣單元可放置在該運(yùn)輸車(chē)輛上。
20、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 在該箱體的頂壁上設(shè)有一可拆卸的排空管，該排空管的一端與所述液體儲(chǔ)存罐 相連而另一端與大氣相連通。
21、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 所述液體儲(chǔ)存罐的底面相對(duì)于水平面的傾斜角為O。至20° ，該液體儲(chǔ)存罐與 該液壓泵相連的吸油口靠近該液體儲(chǔ)存罐底面的最低處設(shè)置。
22、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 所述氣體計(jì)量裝置包括顯示部分和計(jì)量部分，其中，該顯示部分可相對(duì)于該計(jì)量部分垂直移動(dòng)地連接到該計(jì)量部分；和/或 該計(jì)量部分和該顯示部分可相對(duì)于該箱體水平移動(dòng)地設(shè)置在該加氣倉(cāng)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其特征在于， 所述液壓泵由電機(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、汽油機(jī)或柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣裝置，其包括可移動(dòng)式氣源單元和可移動(dòng)式加氣單元。其中，可移動(dòng)式加氣單元具有一箱體，該箱體內(nèi)設(shè)有管路連接倉(cāng)、增壓倉(cāng)、控制倉(cāng)和加氣倉(cāng)，其中，在該增壓倉(cāng)內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)液裝置，在該加氣倉(cāng)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)氣體計(jì)量裝置，在該管路連接倉(cāng)內(nèi)設(shè)有液壓管路連接接頭和加氣管路連接接頭，在該控制倉(cāng)內(nèi)設(shè)有用于控制加氣過(guò)程的控制器。本發(fā)明的可移動(dòng)式壓縮天然氣加氣系統(tǒng)無(wú)需建站，可任意移動(dòng)到有電源的地方，特別適用于公交車(chē)站、廠礦企業(yè)等。
文檔編號(hào)F17C5/02GK101498400SQ20081005741
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者張麗敏, 張慶志, 張立改, 李懷恩, 王德印, 郭秀平, 顧建輝 申請(qǐng)人:安瑞科(廊坊)能源裝備集成有限公司