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(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種天然氣運用設(shè)備，尤其是涉及一種天然氣燃料輸送系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
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(wǎng)地方建設(shè)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(gòu)成，鋼瓶在遠處充填CNG，然后運輸?shù)郊尤剂险?，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(dāng)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(xiàn)自動控制，需人員操作，操作過程復(fù)雜，而且安裝附件過多，增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)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(shè)有自動控制部分，可實現(xiàn)把壓縮天然氣CNG注入燃料機車的儲氣瓶內(nèi)這一全過程的自動控制。
本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的這種液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，它設(shè)有加氣部分和控制部分，各部分構(gòu)成如下a.加氣部分加氣部分設(shè)有液體存儲罐3、液壓泵2、控制閥1、液壓馬達23、鋼瓶組件8，其中，所述液壓泵2的出口連通控制閥1的入口P，控制閥1的出口0經(jīng)快裝接頭22接通注液氣動執(zhí)行器4，之后連通鋼瓶組件8，與鋼瓶組件8連通的回液氣動執(zhí)行器6經(jīng)快裝接頭22連通液體存儲罐3，與鋼瓶組件8連通的出氣口氣動執(zhí)行器5經(jīng)快裝接頭22連通待加氣設(shè)備36。
b.控制部分控制部分由控制器PLC13、壓力傳感器14、氣液檢測裝置17、電磁閥24、電磁閥25、電磁閥26組成，所述壓力傳感器14接于液壓泵2的出口管路上，氣液檢測裝置17接于回液氣動執(zhí)行器6的出口管路上；所述注液氣動執(zhí)行器4、回液氣動執(zhí)行器5、出氣口氣動執(zhí)行器6分別由電磁閥24、電磁閥25、電磁閥26控制，所述電磁閥24、電磁閥25、電磁閥26的電磁線圈分別接于控制器PLC13的接線端子P03、P04、P05。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述鋼瓶組件8中鋼瓶架9與拖車20之間鉸接，在鋼瓶架9上還設(shè)有頂升液壓缸18，鋼瓶組件8的傾斜夾角為6-80度。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述鋼瓶組件8內(nèi)設(shè)有鋼瓶體7，鋼瓶體7的兩端設(shè)有端塞19、10，在端塞上設(shè)置注、回液管29、排氣管28及液位計27；所述鋼瓶體7的直徑為400mm-1200mm；所述排氣管28向上彎曲；所述注回液管29向下彎曲。
上述液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，所述鋼瓶組件8的數(shù)量為1-40組。
該液壓式天然氣汽車加氣子站是利用特殊性質(zhì)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(nèi)的壓縮天然氣CNG推出，再通過站內(nèi)的加氣設(shè)備把壓縮天然氣CNG注入燃料機車的儲氣瓶內(nèi)。在加燃料過程上，從液體存儲罐中泵送出來的介質(zhì)要使氣瓶中的壓力保持規(guī)定規(guī)定的量值。當(dāng)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(zhì)液體流回液體存儲罐中。整個系統(tǒng)的運行通過自動控制部分的控制器、壓力傳感器、氣液檢測裝置、氣動執(zhí)行器、液位計，實現(xiàn)了全過程自動控制。


圖1為本實用新型的工作原理圖；圖2為本實用新型控制器原理圖；圖3為本實用新型拖車頂升裝置安裝位置圖；圖4為本實用新型頂升裝置流程圖；圖5為本實用新型放大的鋼瓶組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本實用新型放大的鋼瓶組件前端塞結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型放大的鋼瓶組件后端塞結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明請參閱圖1至圖7所示液壓泵2安裝在子站撬體15內(nèi)，液壓泵2與撬體15底板采用撓性連接，減小工作的噪音和克服諧振現(xiàn)象產(chǎn)生。液壓泵2的啟停由控制器PLC13控制。液壓泵2的入口與液體存儲罐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P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(nèi)，控制閥1主要包括溢流閥、單向閥、氣動閥?？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0通過快裝接頭22連接到注液氣動執(zhí)行器4的入口?？刂崎y1的返回出口與液體存儲罐3相通?？刂崎y1采用電磁控制方式，提高開啟和閉合的速度。
與鋼瓶組件8連通的回液氣動執(zhí)行器6經(jīng)快裝接頭22連通液體存儲罐3。
加氣子站的控制器PLC13采用集中控制的方式，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(nèi)部，它們分別接于控制器PLC13的接線端子P00、P01、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與電磁閥24、25、26的電磁線圈相連。控制器PLC13接線端子P07與電磁閥37的電磁線圈相連，電磁閥37控制控制閥1的開啟和關(guān)閉?？刂破鱌LC13的接線端子P08、P09分別與液壓泵2、液壓馬達23相連。
通過控制器PLC13接線端子P00、P01、P02可以將撬體15內(nèi)部安裝的壓力傳感器14、16及氣液檢測裝置17的數(shù)值傳送到控制器PLC13內(nèi)，控制器PLC13根據(jù)數(shù)值決定控制目標(biāo)。在處理加氣的壓力時，控制器PLC13將處理后的結(jié)果通過接線端子P08傳給撬體15內(nèi)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控制電磁閥37的開啟和關(guān)閉，電磁閥37的出氣管30選擇控制閥1的開啟和關(guān)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(jié)果通過接線端子P03、P04、P05將控制的結(jié)果有選擇的傳給撬體15內(nèi)部的電磁閥24、25、26的電磁線圈內(nèi)，來控制電磁閥24、25、26的開啟和關(guān)閉。
注液氣動執(zhí)行器4、出氣口氣動執(zhí)行器5、回液氣動執(zhí)行器6安裝在鋼瓶組件8的兩端。注液氣動執(zhí)行器4、出氣口氣動執(zhí)行器5、回液氣動執(zhí)行器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24、25、26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(xiàn)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(nèi)。
鋼瓶組件8安裝在拖車20上，鋼瓶體7的直徑可為400mm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的連接螺紋采用專用的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(nèi)的氣體盡量完全排出和阻止高壓介質(zhì)的排出。安裝的液位計27適應(yīng)高壓環(huán)境，結(jié)構(gòu)簡單可靠，主要用來控制高壓介質(zhì)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(zhì)在注入時不上揚同時保證回液時介質(zhì)的高返回率。在鋼瓶組件8中，鋼瓶架9與拖車20之間鉸接，在鋼瓶架9的中部或后部設(shè)有頂升液壓缸18。工作時，通過頂升液壓缸18的舉升動作使鋼瓶組件8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(nèi)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(zhǔn)備工作。
啟動設(shè)備后控制器PLC13開始工作，液壓泵2運轉(zhuǎn)，向CNG鋼瓶內(nèi)注入高壓液體介質(zhì)；在液壓泵出口設(shè)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(zhì)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(jù)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(shè)定的范圍之內(nèi)。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力達到高限22MPa(或用戶設(shè)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(jīng)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(dāng)系統(tǒng)壓力降至底限21MPa(或用戶設(shè)定值)時，液壓泵2重新開始工作。
當(dāng)系統(tǒng)開始工作后，控制器PLC13首先將第一個鋼瓶組件8上的進液氣動控制執(zhí)行器4、出氣口氣動執(zhí)行器5打開，高壓氣體通過快裝接頭22，經(jīng)過油氣分離裝備34、氣體計量裝置35送入待加氣設(shè)備36，回液氣動執(zhí)行器6仍處于關(guān)閉狀態(tài)。在液壓泵2的作用下，液體介質(zhì)通過注液管開始注入第一個鋼瓶組件8，同時壓縮天然氣被推出鋼瓶組件8。當(dāng)鋼瓶體7內(nèi)的液位達到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時，液位計27通過接線端子P10將信號傳遞給控制器PLC13，控制器PLC13發(fā)出指令，關(guān)閉該鋼瓶組件8的進液氣動執(zhí)行器4、出氣口氣動執(zhí)行器5，打開回液氣動執(zhí)行器6，此時第一個鋼瓶組件8內(nèi)的介質(zhì)在殘留余壓的作用下通過回液管返回橇體15內(nèi)的液體儲罐3中，此時氣液檢測裝置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(jīng)延時，第二個鋼瓶組件的進液氣動執(zhí)行器4、出氣口氣動執(zhí)行器5打開，此時該鋼瓶回液氣動執(zhí)行器6處于關(guān)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(dāng)?shù)谝粋€鋼瓶組件8內(nèi)的液體介質(zhì)大部分返回到液體儲罐3后，返回管路中出現(xiàn)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，回液氣動執(zhí)行器6關(guān)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(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時間后，回液氣動執(zhí)行器6再次打開，第一個鋼瓶組件8進入二次回液的操作。當(dāng)?shù)谝粋€鋼瓶組件8內(nèi)的液體介質(zhì)全部返回液體儲罐3后，殘余氣壓激活液體儲罐3內(nèi)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(guān)閉回液氣動執(zhí)行器6，第一個鋼瓶組件7的回液過程全部結(jié)束。鋼瓶組件可為1-40組，其他鋼瓶的工作情況依次類推，按順序循環(huán)工作。
設(shè)備運行時，由控制器PLC13程序控制實現(xiàn)多個鋼瓶依次順序工作。注液氣動執(zhí)行器4、出氣口氣動執(zhí)行器5、回液氣動執(zhí)行器6根據(jù)控制器PLC13控制程序適時開啟和關(guān)閉各鋼瓶的注液、出氣和回液，順序轉(zhuǎn)換工作鋼瓶。當(dāng)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(diào)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執(zhí)行器6處于導(dǎo)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(xiàn)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自動執(zhí)行器6的控制設(shè)備調(diào)換至第二輛車上，再次按動控制系統(tǒng)的“換車”鈕，系統(tǒng)結(jié)束第一拖車的循環(huán)，開始第二拖車的控制循環(huán)。
設(shè)備運行時，除更換拖車時由人工操作外，整套設(shè)備的所有動作均由設(shè)備自帶的控制器PLC13程序控制，無須人工干預(yù)。
權(quán)利要求1.一種液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在于它設(shè)有加氣部分和控制部分，各部分構(gòu)成如下a.加氣部分加氣部分設(shè)有液體存儲罐(3)、液壓泵(2)、控制閥(1)、液壓馬達(23)、鋼瓶組件(8)，其中，所述液壓泵(2)的出口連通控制閥(1)的入口(P)，控制閥(1)的出口(0)經(jīng)快裝接頭(22)接通注液氣動執(zhí)行器(4)，之后連通鋼瓶組件(8)，與鋼瓶組件(8)連通的回液氣動執(zhí)行器(6)經(jīng)快裝接頭(22)連通液體存儲罐(3)，與鋼瓶組件(8)連通的出氣口氣動執(zhí)行器(5)經(jīng)快裝接頭(22)連通待加氣設(shè)備(36)；b.控制部分控制部分由控制器PLC(13)、壓力傳感器(14)、氣液檢測裝置(17)、電磁閥(24)、電磁閥(25)、電磁閥(26)組成，所述壓力傳感器(14)接于液壓泵(2)的出口管路上，氣液檢測裝置(17)接于回液氣動執(zhí)行器(6)的出口管路上；所述注液氣動執(zhí)行器(4)、回液氣動執(zhí)行器(5)、出氣口氣動執(zhí)行器(6)分別由電磁閥(24)、電磁閥(25)、電磁閥(26)控制，所述電磁閥(24)、電磁閥(25)、電磁閥(26)的電磁線圈分別接于控制器PLC(13)的接線端子(P03、P04、P05)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在于所述鋼瓶組件(8)中鋼瓶架(9)與拖車(20)之間鉸接，在鋼瓶架(9)上還設(shè)有頂升液壓缸(18)，鋼瓶組件(8)的傾斜夾角為6-80度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在于所述鋼瓶組件(8)內(nèi)設(shè)有鋼瓶體(7)，鋼瓶體(7)的兩端設(shè)有端塞(19、20)、在端塞上設(shè)置注、回液管(29)、排氣管(28)及液位計(27)；所述鋼瓶體(7)的直徑為400mm-1200mm；所述排氣管(28)向上彎曲；所述注回液管(29)向下彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓式天然氣汽車加氣子站系統(tǒng)，其特征在于所述鋼瓶組件(8)的數(shù)量為1-40組。
專利摘要本實用新型涉及一種天然氣運用設(shè)備，尤其是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)，它設(shè)有加氣部分和控制部分，加氣部分設(shè)有液體存儲罐3、液壓泵2、控制閥1、液壓馬達23、鋼瓶組件8，控制部分由控制器PLC13、壓力傳感器14、氣液檢測裝置17、電磁閥24、電磁閥25、電磁閥26組成。整個系統(tǒng)的運行通過自動控制部分，可實現(xiàn)把壓縮天然氣CNG注入燃料機車的儲氣瓶內(nèi)這一全過程的自動控制。
文檔編號B67D7/36GK2905752SQ200520133308
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者蔡洪秋, 王文學(xué), 王德印 申請人:安瑞科(廊坊)能源裝備集成有限公司