專利名稱：液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種天然氣運用設備，尤其是涉及一種天然氣燃料輸送 系統(tǒng)裝置。
背景技術：
壓縮天然氣(CNG)機車需要專用的加燃料輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)在無管網地 方建設時稱天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)。國家專利02803740. 5公開了這一類型 系統(tǒng)，它由多組鋼瓶構成，鋼瓶在遠處充填CNG，然后運輸到加燃料站，在加 燃料站處將水力流體從液體存儲罐中泵送到每個鋼瓶的一端中，使CNG強行 通過鋼瓶的另一端的出口。 CNG通過軟管流動進入待加燃料機車中。當鋼瓶完 成排空時，CNG軟管中的壓力使水力液體強行排出鋼瓶并且返回液體存儲罐 中。雖然該系統(tǒng)相對其它CNG輸送系統(tǒng)而言有所改進，但是系統(tǒng)采用的小瓶 組無法實現自動控制，需人員操作，操作過程復雜，而且安裝附件過多，增 加了制造成本。 發(fā)明內容
本實用新型公開了一種新型的液壓式天然氣汽車加氣子站，使其設有自 動控制，可實現把壓縮天然氣(CNG)注入燃料機車的儲氣瓶內這一全過程的自 動控制，并可將排氣量提高到2000Nm3/h。
本實用新型的目的是由以下技術方案實現的這種液壓式天然氣汽車加 氣子站系統(tǒng)，包括液體存儲罐3、液壓泵2、控制閥1、鋼瓶組件8，其改進 之處在于所述液壓泵2的出口連通控制閥1的入口，控制閥1的出口經快裝 接頭22接通注液氣動閥4，之后連通鋼瓶組件8，與鋼瓶組件8連通的回液 氣動閥6經快裝接頭22連通液體存儲罐3，與鋼瓶組件8連通的出氣氣動閥 5經快裝接頭22連通待加氣設備36;還包括與液體存儲罐3連接的濾油機40。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)設置的液體過濾裝置 濾油機40安裝于液體存儲罐3體外。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述的濾油機40包括齒輪泵，位
于齒輪泵入口管路上的粗過濾裝置，位于齒輪泵出口管路上的精過濾裝置。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，還包括安裝在液壓泵2的前面的
低壓吸油過濾器44和安裝在液壓泵2的后面的高壓過濾器38。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，還包括位于液體存儲罐3上的空 氣濾清器42。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述的液體存儲罐3上還設有壓 力傳感器16和氣液檢測裝置17。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，還設有對液體存儲罐3的液體進 行加熱的加熱裝置39。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述的加熱裝置安裝在液體存儲 罐3內。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，還設有對液體存儲罐3的液體進 行冷卻的冷卻裝置。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述的冷卻裝置為串聯在濾油機 40與液體存儲罐3連接管路上的換熱器41。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，還設有對液體存儲罐3的液體進 行加熱的加熱裝置39。
該液壓式天然氣汽車加氣子站是利用特殊性質的液體，用高壓液壓泵(壓 力不高于22MPa)直接將液體注入液壓式天然氣汽車加氣子站拖車的儲氣鋼瓶 中，將鋼瓶內的壓縮天然氣(CNG)推出，再通過站內的加氣設備把壓縮天然氣 (CNG)注入燃料機車的儲氣瓶內。在加燃料過程上，從液體存儲罐中泵送出來 的介質要使氣瓶中的壓力保持規(guī)定規(guī)定的量值。當液位計檢測到鋼瓶已完全 排空CNG時，控制器PLC控制氣動執(zhí)行器，使介質液體流回液體存儲罐中。 整個系統(tǒng)的運行通過自動控制系統(tǒng)的控制器、壓力傳感器、氣液檢測裝置、 氣動執(zhí)行器、液位計，實現了全過程自動控制。

圖1為本實用新型的工作原理圖2為本實用新型控制器原理圖3為本實用新型拖車頂升裝置安裝位置圖4為本實用新型頂升裝置流程圖5為本實用新型放大的鋼瓶組件結構示意圖； 圖6為本實用新型放大的鋼瓶組件前端塞結構示意圖； 圖7為本實用新型放大的鋼瓶組件后端塞結構示意圖； 圖8為本實用新型的輔助部分結構原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明 請參閱圖1至圖8所示
液壓泵2安裝在子站撬體15內，泵與撬體15底板釆用撓性連接，減小
工作的噪音和克服諧振現象產生。液壓泵2的啟停由控制器PLC13控制。液 壓泵2的入口和液體存儲罐3的底部出口 21連接，液壓泵2的高壓出口與控 制閥1的入口連接，液壓泵2的返回口和液體存儲罐3的入口連接。
控制閥1安裝在子站撬體15內，控制閥1主要包括溢流閥、單向閥、電 磁閥?？刂崎y1的入口連接于液壓泵2的出口，控制閥1的高壓出口通過注 入管連接到拖車20上的鋼瓶組的注液氣動闊4的入口?？刂崎y1的返回出口 與液體存儲罐3相通。控制閥1采用電磁控制方式，提高開啟和閉合的速度
安裝在拖車20上的鋼瓶組件8的回液氣動閥6通過回液管連接到液體儲罐3。
加氣子站的控制器PLC采用集中控制的方式，子站撬體內的壓力傳感器 14、壓力傳感器16和氣液檢測裝置17安裝在子站撬體15的內部，它們分別 接于控制器PLC13的接線端子POO、 POl、 P02上，控制器PLC13對輸入的信 號進行處理運算。通過控制器PLC13接線端子P03、 P04、 P05、 P07與電磁閥 24、 25、 26和控制閥1的電磁閥37的電磁線圈相連，控制器PLC13接線端子 P08、 P097分別與液壓泵2、液壓馬達23相連。
通過控制器PLC13接線端子POO、 POl、 P02，可以將撬體15內部安裝的 壓力傳感器14、 16及氣液檢測裝置17的數值傳送到控制器PLC13內，控制 器PLC13根據數值決定控制目標。在處理加氣的壓力時，控制器PLC13將處 理后的結果通過接線端子P08傳給撬體15內部的液壓泵2，控制液壓泵2的 啟動和停止，通過接線端子P07控制控制閥1的電磁閥37的開啟和關閉，電 磁閥37的出氣管30選擇控制閥1的開啟和關閉。在處理拖車20上的鋼瓶排 氣、注液和回液時，控制器PLC13將處理的結果通過接線端子P03、 P04、 P05
將控制的結果有選擇的傳給撬體15內部的電磁閥24、 25、 26的電磁線圈內， 來控制電磁閥24、 25、 26的開啟和關閉。
注液氣動閥4、出氣氣動閥5、回液氣動閥6安裝在拖車20的鋼瓶組件 8的兩端，注液氣動閥4、出氣氣動閥5、回液氣動閥6的壓縮空氣輸入口分 別通過氣管31、 32、 33連接到電磁閥24、 25、 26的出口上，由電磁閥控制 壓縮空氣的通斷，再由壓縮空氣控制各氣動執(zhí)行器執(zhí)行命令。
頂升系統(tǒng)12安裝在工作現場，控制器PLC13通過端子P09連接到頂升系 統(tǒng)12的液壓馬達23。頂升液壓缸18安裝在拖車20上，頂升系統(tǒng)12排出的 液壓油通過高壓油管11送到頂升液壓缸18的油缸內。
鋼瓶組件8中的鋼瓶體7的直徑可為400,與1200mm之間。鋼瓶體7的 兩端安裝有前端塞19和后端塞10，端塞19、 10和鋼瓶體7的連接螺紋釆用 專用的NPT螺紋，保證安裝后的密封效果。前端塞19上安裝排氣管28和液 位計27，排氣管28的進口制作時向上彎曲，來使鋼瓶體7內的氣體盡量完全 排出和阻止高壓介質的排出。安裝的液位計27適應高壓環(huán)境，結構簡單可靠， 主要用來控制高壓介質的注入量。后端塞10上安裝注液和回液管29，注液和 回液管29在加工時向下彎曲，既保證高壓介質在注入時不上揚同時保證回液 時介質的高返回率。鋼瓶組件8中鋼瓶架9與拖車20之間鉸接，在鋼瓶架9 上設有頂升液壓缸18，通過頂升液壓缸的動作使鋼瓶組件傾斜，鋼瓶組件8 的傾斜夾角為6-80度。
工作時，系統(tǒng)上電。首先啟動拖車20專用的頂升系統(tǒng)12，頂升系統(tǒng)12
向拖車20上安裝的頂升裝置18內注液壓油，利用液壓系統(tǒng)將高壓氣瓶組框
架頂升起成仰角。為系統(tǒng)運行做好準備工作。
啟動設備后控制器PLC13開始工作，液壓泵2運轉，向CNG鋼瓶內注入
高壓液體介質；在液壓泵出口設控制閥1，控制閥1的出口處安裝壓力傳感器 14。壓力傳感器14用于檢測高壓介質的壓力，壓力傳感器14將壓力值送給 控制器PLC13，控制器PLC13根據壓力傳感器14的反饋值通過電磁閥37控制 控制閥1的開閉、液壓泵2的啟停，由此保證控制閥1的壓力維持在21 22Mpa 或用戶設定的范圍之內。當液壓系統(tǒng)壓力達到高限22MPa(或用戶設定值)時， 控制閥1開啟停止向高壓系統(tǒng)供液，并通過旁通回路把泄壓液體回流到液體 儲罐3中；液壓泵2經一定時間的延時，如果系統(tǒng)壓力仍然不降，則液壓泵2
停止工作；當系統(tǒng)壓力降至底限21MPa (或用戶設定值)時，液壓泵2重新 開始工作。在系統(tǒng)工作溫度》7(TC時，開啟換熱器41對系統(tǒng)進行散熱；在系 統(tǒng)溫度《—5"C時，開啟加熱器39對系統(tǒng)加熱。
當系統(tǒng)開始工作后，控制器PLC13首先將第一個鋼瓶組件8上的注液氣 動閥4、出氣氣動閥5打開，高壓氣體通過排氣管，經過油氣分離裝備34、 氣體計量裝置35送入待加氣設備36，回液氣動閥6仍處于關閉狀態(tài)；在液壓 泵2的作用下，液體介質通過注液管開始注入第一個鋼瓶組件8，同時高壓縮 天然氣被推出鋼瓶組件8;當鋼瓶體7內的液位達到預先設定的數值時，液位 計27通過控制器PLC13上的接線端子P10將信號傳遞給控制器PLC13，控制 器PLC13發(fā)出指令，關閉該鋼瓶組件的注液氣動閥4、出氣氣動閥5，打開回 液氣動閥6，此時第一個鋼瓶組件8內的介質在殘留余壓的作用下通過回液管 返回橇體15內的液體儲罐3中，此時控制器PLC13的氣液檢測裝置17開始 工作，隨時檢測第一個鋼瓶組件8的回液狀態(tài)。同時第一個鋼瓶組件8回液 開始后，經延時，第二個鋼瓶組件的注液氣動閥4、出氣氣動閥5打開，此時 該鋼瓶回液氣動閥6處于關閉狀態(tài)。高壓液體開始注入第二個鋼瓶組件，繼 續(xù)加氣過程。當第一個鋼瓶組件8內的液體介質大部分返回到液體儲罐3后， 返回管路中出現氣泡，氣液檢測裝置17檢測到氣泡后向控制器PLC13發(fā)出指 令，回液氣動閥6關閉。此時第一個鋼瓶組件8完成第一次回液過程。然后 第一個鋼瓶組件8在無任何操作的情況下靜置，經過預先設定的時間后，回 液氣動閥6再次打開，第一個鋼瓶組件8進入二次回液的操作。當第一個鋼 瓶組件8內的液體介質全部返回液體儲罐3后，殘余氣壓激活液體儲罐3內 安裝的壓力傳感器16，壓力傳感器16向控制器PLC13發(fā)出指令，關閉回液氣 動閥6，第一個鋼瓶組件7的回液過程全部結束。鋼瓶組件可為1一40組，其 他鋼瓶的工作情況依次類推，按順序循環(huán)工作。
設備運行時，由控制器PLC13程序控制實現多個鋼瓶依次順序工作。注 液氣動閥4、出氣氣動閥5、回液氣動閥6根據控制器PLC13控制程序適時開 啟和關閉各鋼瓶的注液、出氣和回液，順序轉換工作鋼瓶。當前一輛拖車的 最后一個鋼瓶組件處于回液狀態(tài)時，由人工調換必要的快裝接頭到第二輛拖 車，留下回液管、最后一個鋼瓶組件的回液氣動閥6處于導通，按動控制系 統(tǒng)的"換車"鈕，下一拖車的第一鋼瓶開始工作，實現不間斷加氣。待最后
一個鋼瓶組件回液完畢后，立即把回液管、最后一個鋼瓶組件的回液氣動閥6 的控制設備調換至第二輛車上，再次按動控制系統(tǒng)的"換車"鈕，系統(tǒng)結束 第一拖車的循環(huán)，開始第二拖車的控制循環(huán)。
系統(tǒng)運行時，液壓泵2前的低壓吸油過濾器44過濾液體雜質保護液壓泵 2。液壓泵2后的高壓過濾器38過濾液體介質，保護后面的閥門?？諝鉃V清 器42過濾進出的氣體，避免液體存儲罐3受到污染。濾油機40無論系統(tǒng)是 否運行，都一直運行，過濾液體存儲罐3中的液體介質?；赜蛿U散器43在系 統(tǒng)回油時能消除氣泡，保障系統(tǒng)的正常運行。
設備運行時，除更換拖車時由人工操作外，整套設備的所有動作均由設 備自帶的控制器PLC13程序控制，無須人工干預。
權利要求1、一種液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，包括液體存儲罐(3)、液壓泵(2)、控制閥(1)、鋼瓶組件(8)，其特征在于所述液壓泵(2)的出口連通控制閥(1)的入口，控制閥(1)的出口經快裝接頭(22)接通注液閥氣動(4)，之后連通鋼瓶組件(8)，與鋼瓶組件(8)連通的回液氣動閥(6)經快裝接頭(22)連通液體存儲罐(3)，與鋼瓶組件(8)連通的出氣氣動閥(5)經快裝接頭(22)連通待加氣設備(36)；還包括與液體存儲罐(3)連接的濾油機(40)。
2、 根據權利要求1所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在 于所述的系統(tǒng)設置的液體過濾裝置濾油機(40)安裝于液體存儲罐(3)體 外。
3、 根據權利要求2所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在 于所述的濾油機(40)包括齒輪泵，位于齒輪泵入口管路上的粗過濾裝置， 位于齒輪泵出口管路上的精過濾裝置。
4、 根據權利要求2或3所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特 征在于還包括安裝在液壓泵(2)的前面的低壓吸油過濾器(44)和安裝在 液壓泵(2)的后面的高壓過濾器(38)。
5、 根據權利要求2所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在 于還包括位于液體存儲罐(3)上的空氣濾清器(42)。
6、 根據權利要求2所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在 于所述的液體存儲罐(3)上還設有壓力傳感器(16)和氣液檢測裝置(17)。
7、 根據權利要求2所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在 于還設有對液體存儲罐(3)的液體進行加熱的加熱裝置(39)。
8、 根據權利要求6所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在 于所述的加熱裝置安裝在液體存儲罐(3)內。
9、 根據權利要求2所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在 于還設有對液體存儲罐(3)的液體進行冷卻的冷卻裝置。
10、 根據權利要求9所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻裝置為串聯在濾油機(40)與液體存儲罐(3)連接管路上的 換熱器(41)。
11、 根據權利要求10所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征 在于還設有對液體存儲罐(3)的液體進行加熱的加熱裝置(39)。
專利摘要本實用新型涉及一種天然氣燃料輸送系統(tǒng)裝置。這種液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)包括液體存儲罐、液壓泵、控制閥、鋼瓶組件，其改進之處在于所述液壓泵的出口連通控制閥的入口，控制閥的出口經快裝接頭接通注液氣動閥，之后連通鋼瓶組件，與鋼瓶組件連通的回液氣動閥經快裝接頭連通液體存儲罐，與鋼瓶組件連通的出氣氣動閥經快裝接頭連通待加氣設備；還包括與液體存儲罐連接的濾油機。該系統(tǒng)用高壓液壓泵直接將液體注入拖車的儲氣鋼瓶中，將鋼瓶內的壓縮天然氣推出，再通過站內的加氣設備把壓縮天然氣注入燃料機車的儲氣瓶內。整個系統(tǒng)通過自動控制系統(tǒng)的控制器、壓力傳感器、氣液檢測裝置、氣動執(zhí)行器、液位計，實現了全過程自動控制。
文檔編號F17C5/02GK201187684SQ20072019971
公開日2009年1月28日 申請日期2007年11月24日 優(yōu)先權日2006年12月25日
發(fā)明者張紅彬, 李懷恩, 王德印, 王曉強, 陳福洋, 顧建輝 申請人:安瑞科(廊坊)能源裝備集成有限公司