車用液化天然氣氣瓶及該重型卡車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣瓶，特別涉及一種車用液化天然氣氣瓶，特別適用于天然氣重卡配備使用。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣具有非常好的經(jīng)濟性、環(huán)保性和安全性。在世界能源日趨緊張、大氣污染極為嚴(yán)重的今天，在交通運輸領(lǐng)域，尤其是重型卡車上大力推廣天然氣清潔能源，降低石油消耗，減少排放污染，將是未來發(fā)展的趨勢，“新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展”將是“十二五”期間中國發(fā)展重點之一。天然氣重卡HC降低了 71%、0)含量降低近90%、勵乂含量降低了 35.6%、固體顆粒物含量幾乎降低100%。
[0003]隨著國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和對環(huán)境保護要求的提高，天然氣的應(yīng)用將越來越廣泛，天然氣汽車將越來越受到廣大消費者的青睞。2012年液化天然氣汽車的井噴式發(fā)展讓各個企業(yè)看到了發(fā)展商機，但是性能幾乎一致的產(chǎn)品投放到市場上總是會出現(xiàn)各種意想不至IJ問題。
[0004]目前，通用的車用液化天然氣氣瓶多采用內(nèi)、外雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽與外殼之間填充絕熱材料，夾層空間抽真空；其內(nèi)膽通過前端的硬支撐和后端的軟支撐結(jié)構(gòu)固定于外殼內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)要求支撐結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，能夠承受氣瓶使用過程中產(chǎn)生的作用力。液化天然氣充裝是加液槍連接充裝口，通過低溫進液單向閥進入瓶體內(nèi)部，使用液化天然氣時通過低溫短桿閥，經(jīng)過流閥進入汽化裝置，將液化天然氣汽化為天然氣進入緩沖罐，最終通過穩(wěn)壓閥進入發(fā)動機供作為汽車燃料使用。帶自增壓結(jié)構(gòu)的車用液化天然氣氣瓶存在很多的不足:自增壓系統(tǒng)供氣不穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)和發(fā)動機急加速時會產(chǎn)生供氣不足現(xiàn)象，而當(dāng)瓶內(nèi)液面過低時，自增壓設(shè)備存在失效風(fēng)險；自增壓系統(tǒng)受環(huán)境溫度影響，表現(xiàn)在當(dāng)加液站加液壓力過低時，帶自增壓設(shè)備的LNG氣瓶在充液后需要等待15?30分鐘升壓；自增壓設(shè)備操作不便，需要司機親自動手操作；自增壓系統(tǒng)的控制無法實現(xiàn)自動化，對發(fā)動機需求的性能指標(biāo)依賴于駕駛員的經(jīng)驗及操作；自增壓設(shè)備存在安全隱患，氣瓶增加自增壓設(shè)備后成為整個供氣系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)，并影響氣瓶的絕熱等其他性能。目前所有廠家氣瓶配套過流閥通徑一樣，在普通路段使用時沒有異常，若是在爬坡時間較久時就會出現(xiàn)供氣不足現(xiàn)象?，F(xiàn)有氣瓶均是通過瓶內(nèi)壓力使得液化天然氣流出瓶體供發(fā)動機使用，但在高原地區(qū)，外界壓力本身就小，就使得現(xiàn)有氣瓶無法出液，從而不能正常使用。
[0005]本發(fā)明是同一申請人的中國專利申請?zhí)枮?ZL201320875563.6，ZL201220306448.2，ZL201320870022.4，ZL201320870025.8 的后續(xù)申請。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的一個和多個不足，本發(fā)明提供一種車用液化天然氣氣瓶及該重型卡車，其集成了低溫泵，通過對低溫泵支撐套筒進行重新設(shè)計和合理布置，不但能夠穩(wěn)固安裝低溫泵又能有效降低漏熱。
[0007]在此基礎(chǔ)之上，為了進一步降低漏熱，本發(fā)明還對液化天然氣的氣瓶中的前端支撐結(jié)構(gòu)進行了改進。
[0008]此外，本發(fā)明的液化天然氣的氣瓶在合理位置設(shè)置有吸附裝置，可保持瓶內(nèi)絕熱空間內(nèi)的真空度并可有效去除有毒氣體。
[0009]現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明的技術(shù)方案及改進原理進行闡述，本發(fā)明的有益效果是:
[0010]1、低溫泵通過液壓控制系統(tǒng)泵出內(nèi)膽內(nèi)液化天然氣從而供給發(fā)動機使用，有效解決了現(xiàn)有氣瓶自增壓系統(tǒng)帶來的使用不便和安全隱患等問題，低溫泵工作時不受瓶內(nèi)壓力和環(huán)境壓力的影響，即使在高原地區(qū)或者瓶內(nèi)壓力很低的情況下都可泵出液化天然氣供車使用。
[0011]2、前端支撐由前端支撐裝置和低溫泵套筒裝置共同組成，從而實現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)高強度，能夠保證內(nèi)膽穩(wěn)固的支撐于外殼內(nèi)，且便于在內(nèi)膽表面纏繞絕熱紙，有效降低熱傳遞。由于內(nèi)側(cè)套筒分為三大部分，其上部設(shè)有法蘭盤，中部設(shè)有薄壁管，下部設(shè)有底座，減少了內(nèi)側(cè)套筒的加工難度，且底座和外側(cè)套筒底部上設(shè)有錐形孔和通孔，其為一一配合的關(guān)系，能夠很好的保證內(nèi)側(cè)套筒與外側(cè)套筒焊接后的整體尺寸，方便裝配，內(nèi)、外側(cè)雙層套筒支撐結(jié)構(gòu)，大大增長了導(dǎo)熱路徑，另外，內(nèi)側(cè)套筒與外側(cè)套筒之間纏有絕熱層，更加能夠有效降低低溫泵套筒裝置的漏熱。
[0012]3、該前端支撐裝置中的閥座上設(shè)置有若干功能孔，孔內(nèi)安裝多個功能管路:進液管、出液管、放空管、液位計管或安全閥管，放空管在氣瓶長時間不使用時將瓶內(nèi)殘存的天然氣放空，起到穩(wěn)壓作用，出液管在低溫泵出現(xiàn)故障時可做出液使用，安全閥起到管路穩(wěn)壓安全作用，液位計可以隨時監(jiān)測瓶內(nèi)液體高度，這些管路的安裝使得使用者可以隨時監(jiān)控車用液化天然氣氣瓶的使用情況，從而具有保證安全使用，延長氣瓶使用壽命的效果。
[0013]4、該車用液化天然氣氣瓶內(nèi)膽后端設(shè)置有防過量充裝裝置，該裝置包括防過量充裝封頭和防過量充裝筒體，防過量充裝封頭底部開有小孔，當(dāng)充液時感應(yīng)到液體充滿時，防過量充裝裝置中仍然存在大部分氣體，停止充液后瓶內(nèi)液體會向防過量充裝裝置中流動直至平衡，從而使得內(nèi)膽和防過量充裝裝置的上方都會有一定的氣體存在，從而實現(xiàn)了防止氣瓶充裝完溢流，保護氣瓶使用安全和增壓無損存儲時間的效果。
[0014]5、該后端支撐裝置在支撐封頭上開設(shè)有小孔，從而使支撐封頭內(nèi)部空間與瓶體空間相通，達到支撐封頭與支撐桿的溫度狀況保持一致，避免了因封閉氣體傳熱速度造成的支撐軸與支撐封頭收縮程度不同引起對后端軟支撐的損壞，從而實現(xiàn)延長軟支撐結(jié)構(gòu)和瓶體使用壽命的效果，另外，后端支撐軸套材質(zhì)為環(huán)氧玻璃鋼，其導(dǎo)熱率低，可有效降低后端熱傳遞。
[0015]6、在內(nèi)膽前后封頭均設(shè)有分子篩，其作用為抽真空時吸附水、甲醇、乙醇、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳等高分子微粒，從而保證絕熱空間的真空度。在外殼后封頭上設(shè)有氧化鈀，可吸附夾層空間焊接殘余有毒氣體。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0017]—種車用液化天然氣氣瓶，包括外殼6、內(nèi)膽5和低溫泵1,外殼與內(nèi)膽之間形成絕熱空間11，內(nèi)膽分別通過前端支撐裝置2、低溫泵套筒裝置4和后端支撐裝置9連接在外殼6上，低溫泵套筒裝置4包括內(nèi)側(cè)套筒41和外側(cè)套筒42，低溫泵連接液壓控制系統(tǒng)，低溫泵1固定在法蘭盤411上，內(nèi)側(cè)套筒41采用分體式構(gòu)造，包括三部分，其上部設(shè)有法蘭盤411，中部設(shè)有薄壁管412，下部設(shè)有底座413，在內(nèi)側(cè)套筒41的薄壁管412外壁上，且在法蘭盤411與底座412之間設(shè)有隔熱層43。
[0018]進一步地，外側(cè)套筒42的下部設(shè)有通孔42a，底部設(shè)有第一坡口 42b ;內(nèi)側(cè)套筒上的底座412外圍設(shè)有錐形孔413a，底部設(shè)有第二坡口 413b ;外側(cè)套筒與內(nèi)側(cè)套筒裝配后，錐形孔與通孔相應(yīng)成為一個整體孔，第一、第二坡口連接形成倒V型的接口，在錐形孔413a與通孔42a定位堆焊后，在第二坡口 413b和第一坡口 42b處焊接。
[0019]進一步地，低溫泵套筒裝置4與氣瓶軸線方向的夾角為10°?29°，所述外側(cè)套筒42通過第一支撐板A1支撐固定。
[0020]進一步地，所述低溫泵套筒裝置與氣瓶軸線方向的夾角為29°，第一支撐板A1與外側(cè)套筒垂直并且固定在內(nèi)膽的前封頭上。
[0021]進一步地，所述隔熱層43為玻璃纖維紙并且隔熱層與外側(cè)套筒42之間設(shè)有間隙層4L ;該內(nèi)側(cè)套筒41的法蘭盤411頂面上設(shè)有一圈密封圈槽411b和多個螺紋孔411a，用于與所述低溫泵1連接。
[0022]進一步地，所述錐形孔413a的數(shù)量為2?6mm ;所述內(nèi)側(cè)套筒41的薄壁管412壁厚為1?3mm ;所述外側(cè)套筒42的壁厚為3?5mm ;所述隔熱層43的壁厚為10?14mm ;所述螺紋孔411a的數(shù)量為3?6個，沿所述法蘭盤的周向均勻布置。
[0023]進一步地，前端支撐裝置2設(shè)有中間支撐管23，該中間支撐管設(shè)置在第一支撐套22與第二支撐套25之間，使得第一支撐套22與第二支撐套25具有一定間距，閥座21與第一支撐套22的一端部焊接。
[0024]進一步地，所述中間支撐管23由環(huán)氧玻璃鋼制成，且該中間支撐管23的壁厚分別大于第一支撐套22和第二支撐套25的壁厚；中間支撐管23分別與第一支撐套22和第二支撐套25的端部用螺栓24連接，且用螺母26緊固；所述中間支撐管23的外壁上開設(shè)有抽真空通孔23a ;所述螺栓24和螺母26的材質(zhì)優(yōu)選為不銹鋼，且與分別與第一支撐套22和第二支撐套25的端部點焊連接。
[0025]進一步地，所述閥座21上開設(shè)有進液孔21f、出液孔21d、放空孔21b、主安全閥孔21e、壓力表孔21c和副安全閥孔21a，進液孔21f、出液孔21d、放空孔21b分別與閥座21的軸線平行，該主安全閥孔21e與進液孔21f連通，副安全閥孔21a、壓力表孔21c與放空孔21b連通，安全閥孔21e、壓力表孔21c和副安全閥孔21a分別與閥座21的軸線垂直；所述進液管210的一端與閥座21上的進液孔21f連接，另一端與接頭27連接，放空管28的一端與閥座21上的放空孔21b連接，另一端與接頭27連接，出液管29的一端與閥座21上的出液孔21d，另一端與接頭27連接，連接方式均為焊接；所述第二支撐套