Cng加氣子站系統及其加氣方法
2023-08-02 22:08:16 1
專利名稱：Cng加氣子站系統及其加氣方法
技術領域：
本發明涉及一種CNG加氣站及其加氣方法，特別適合於汽車的CNG加氣子站系統及其加氣 方法。
背景技術：
目前在國內外廣泛採用壓縮天然氣(CNG)作為汽車的燃料，具有經濟、環保等優點。 為了滿足對汽車加氣的要求，因此需要建立CNG加氣站，如專利號為200520035735.0的實用 新型專利公告，其中公開了一種壓縮天然氣存儲鋼瓶以及天然氣汽車加氣子站系統，另外專 利號為5884675的美國專利也公開了一種CNG加氣子站專用系統。現有的CNG加氣子站系統所 採用的存儲鋼瓶中都設置有活塞作為加氣時的加壓結構。在實際應用過程中，當鋼瓶的CNG 壓力足夠大時，即使不需要外加的加壓系統，也能實現對汽車的加氣，而只有在汽車儲氣罐 的壓力大於鋼瓶中的CNG壓力時，再採用活塞或外部加壓進行加氣。因此現有的加氣子站所 採用的全過程外部加壓的加氣方式都存在浪費能源的缺點。發明目的本發明所要解決的技術問題是提供一種能分段加氣的CNG加氣子站系統及其加氣方法。本發明解決其技術問題所採用的CNG加氣子站系統，包括含有至少一個自壓鋼瓶的儲氣 系統、分配系統和加氣機，在儲氣系統中還至少設置有一個加壓鋼瓶，上述自壓鋼瓶和加壓 鋼瓶分別通過自壓輸氣管和加壓輸氣管與加氣機相連。作為本發明的改進，在自壓輸氣管和加壓輸氣管分別設置有自壓輸氣閥和加壓輸氣閥。 作為優選所述的自壓輸氣閥和加壓輸氣閥為氣動控制閥。作為本發明的另一種改進，自壓輸氣管和加壓輸氣管連接輸氣控制閥上，上述輸氣控制 閥的出口與加氣機連接。本發明同時該提供的CNG加氣子站系統的加氣方法，包括以下步驟A. 採用自壓鋼瓶向加氣機輸氣；B. 當自壓鋼瓶的輸氣壓力與加氣機的加氣壓力相接近時，關閉自壓鋼瓶的自壓輸氣管 上的自壓輸氣閥，開啟加壓鋼瓶的加壓輸氣管上的加壓輸氣閥；C. 採用加壓鋼瓶向加氣機輸氣，直至加氣完成。 自壓輸氣閥和加壓輸氣閥根據輸氣壓力自動切換。採用本發明的CNG加氣子站系統，由於為分段加氣，節約了前端加氣所需要的電力能源 ，降低了運行成本。而且由於縮短了鋼瓶中活塞的運動時間，減少了活塞由於摩擦造成的磨 損，延長了使用壽命。
圖l是本發明的設備布置流程圖。 圖2是液壓油轉化閥組連接示意圖。 圖3是自壓、加壓輸氣管換向閥組示意圖。 圖4是自壓、加壓輸氣管換向閥聯動示意圖。圖中標記說明l一儲氣系統，2 —分配系統，3 —加氣機，4一自壓鋼瓶，5 —加壓鋼瓶 ，6 —加壓輸氣管，7—自壓輸氣管，8 —液壓油罐，9一液壓油泵，IO —回油管，ll一進油管 ，12—CNG分配罐，13 —安全閥，14一控制閥，15 —液壓油轉化閥組，16 —進油閥，17 —出 油閥，18 —壓力表，19-自壓輸氣閥，20-加壓輸氣閥，21-輸氣控制閥，22-液壓油進出管。
具體實施方式
CNG加氣子站的設備根據設備安裝集成的方式一般包括三部分，即儲氣系統l、分配系統 2、加氣機3。其中，儲氣系統1主要包括存儲CNG的自壓鋼瓶4以及連接在加壓鋼瓶5的管道上 的安全閥13、控制閥14;分配系統2主要包括控制加壓鋼瓶5中液壓油的液壓油罐8、液壓油 泵9，以及與加壓鋼瓶5輸氣口連接的CNG分配罐12。加壓鋼瓶5採用現有的天然氣存儲鋼瓶，用液壓油作為外加壓力實現加氣。液壓油泵9的 出口與加壓鋼瓶5的液壓油進口用進油管連接，加壓鋼瓶5的液壓油出口用回油管10與液壓油 罐8連接，加壓鋼瓶5的輸出氣口用加壓輸氣管6與CNG分配罐12連接，CNG分配罐12再與加氣 機3連接。在儲氣系統中還設置有自壓鋼瓶4，自壓鋼瓶4通過鋼瓶中的壓力高於汽車儲氣設備的壓 力，實現天然氣的加氣。自壓鋼瓶4的輸出氣口用自壓輸氣管7與加氣機3連接。為了解決自壓鋼瓶4和加壓鋼瓶5分時段的加氣，在自壓輸氣管7和加壓輸氣管6上設置能 實現加氣管道開閉的控制閥。上述控制閥可以採用多種形式，但為了實現自動控制，最佳的 方式為能根據輸氣管道中壓力變化進行制動控制的控制閥。實施例l在分配系統集成2中安裝有液壓油罐8、液壓油泵9作為加壓鋼瓶5的加壓動力，並通過進 油管11和回油管10與加壓鋼瓶5的液壓油進口相連。在液壓油連接口設置有液壓油轉化閥組 15，保證加壓鋼瓶5的液壓油連接口在加壓和卸壓過程中液壓油的進油和回油之間的轉換。根據系統中加氣時自壓加氣和加壓加氣的進度和比例，在儲氣系統1中配置5 7個加壓鋼瓶 5和1 3個自壓鋼瓶4最佳。自壓鋼瓶4的輸氣出口都與自壓輸氣管7連接，自壓輸氣管7與加 氣機3連接。加壓鋼瓶5的輸氣出口都與加壓輸氣管6連接，加壓輸氣管6與分配系統集成2中 的CNG分配罐12連接後再與加氣機連接。在加壓鋼瓶5和自壓鋼瓶6的輸氣出口的管道上安裝設置有安全閥13，防止在使用過程中 由於失誤或輸氣壓力過大造成事故。加壓鋼瓶5的輸氣出口管道與加壓管道6上設置有控制閥 14。液壓油轉化閥組15為加壓鋼瓶5上安裝的液壓油進出管22分通過出油閥17與回油管10 連接，通過進油閥16與進油管11連接。當加壓鋼瓶5需要加氣時，進油閥16開啟，向加壓鋼 瓶5中輸入液壓油，加壓鋼瓶5中的CNG通過加壓輸氣管6向加氣機3輸氣。當加壓完成後，進 油閥16關閉，出油閥17開啟，加壓鋼瓶5中的液壓油通過回油管10回流到液壓油罐8中。CNG的加氣過程為A. 當需要加氣時，開啟自壓鋼瓶4，自壓鋼瓶4中的CNG通過自壓輸氣管7向加氣機3輸氣 ，實現加氣機3對汽車加氣。B. 當汽車內的儲氣設備壓力即加氣機3的加氣壓力與自壓鋼瓶4的壓力接近時，輸氣速 度減慢或不能實現加氣時，關閉自壓輸氣管7上的自壓輸氣閥19，並開啟加壓輸氣管6上的加 壓輸氣閥20。其中自壓輸氣閥19也可以用控制閥14代替。C. 通過液壓油罐8向加壓鋼瓶5中加壓，加壓鋼瓶5的CNG通過加壓輸氣管6和CNG分配罐 12向加氣機3輸氣，實現加氣機3對汽車加氣，直至汽車中的CNG加滿為止。為了實現自壓鋼瓶4和加壓鋼瓶5之間的加氣轉化的快速、準確，上述自壓輸氣閥19、加 壓輸氣閥20採用氣動控制閥，即當檢測到自壓輸氣管7和壓力輸氣管6中的壓力到達設定的要 求值時，自動進行切換。在上述加氣過程中的自壓鋼瓶4和加壓鋼瓶5的加氣過程中，可以同時採用一個鋼瓶加氣 也可以同時採用幾個鋼瓶加氣。實施例2與實施例l相比較，主要區別在於，在加壓輸氣管6和自壓輸氣管7上設置有輸氣控制閥 21，從而取代實施例1中的自壓輸氣閥19、加壓輸氣閥20，實現自壓加氣和加壓加氣的自動 切換控制，從結構緊湊上考慮，將輸氣控制閥21安裝在加氣機3中最為方便。上述輸氣控制 閥21可以採用如圖4所示三位三通電磁控制閥，也可以採用如圖3所示的兩個聯動的電磁控制 閥。
權利要求
1.CNG加氣子站系統，包括含有至少一個自壓鋼瓶的儲氣系統、分配系統和加氣機，其特徵在於在儲氣系統(1)中還至少設置有一個加壓鋼瓶(5)，上述自壓鋼瓶(4)和加壓鋼瓶(5)分別通過自壓輸氣管(7)和加壓輸氣管(6)與加氣機(3)相連。
2 如權利要求1所述的CNG加氣子站系統，其特徵在於在自壓輸氣 管(7)和加壓輸氣管(6)分別設置有自壓輸氣閥(19)和加壓輸氣閥(20)。
3 如權利要求2所述的CNG加氣子站系統，其特徵在於所述的自壓 輸氣閥(19)和加壓輸氣閥(20)為氣動控制閥。
4 如權利要求1所述的CNG加氣子站系統，其特徵在於自壓輸氣管 (7)和加壓輸氣管(6)連接輸氣控制閥(21)上，上述輸氣控制閥(21)的出口與加氣機 (3)連接。
5 如權利要求4所述的CNG加氣子站系統，其特徵在於所述的輸氣 控制閥(21)為三位三通電磁控制閥。
6 如權利要求1所述的CNG加氣子站系統，其特徵在於加壓鋼瓶( 5)的液壓油進出管(22)通過液壓油轉化閥組(15)與分配系統(2)的進油管(10)和出 油管(11)連接。
7 如權利要求6所述的CNG加氣子站系統，其特徵在於所述的液壓 油轉化閥組(15)包括能開啟進油管(11)的進油閥(16)和開啟回油管的出油閥(17)。
8 如權利要求1所述的CNG加氣子站系統，其特徵在於加壓鋼瓶( 5)為5 7個，自壓鋼瓶(4)為1 3個。
9 CNG加氣子站系統的加氣方法，包括以下步驟A. 採用自壓鋼瓶(4)向加氣機(3)輸氣；B. 當自壓鋼瓶(4)的輸氣壓力與加氣機(3)的加氣壓力相接近時，關閉自壓鋼瓶( 4)的自壓輸氣管(7)上的自壓輸氣閥(19)，開啟加壓鋼瓶(5)的加壓輸氣管(6)上的加壓輸氣閥(20);C.採用加壓鋼瓶向加氣機(3)輸氣，直至加氣完成。
10.如權利要求9所述的CNG加氣子站系統的加氣方法，其特徵在於: 所述的自壓輸氣閥(19)和加壓輸氣閥(20)之間根據輸氣壓力自動切換。
全文摘要
本發明公開了一種CNG加氣站及其加氣方法。本發明的能分段加氣的CNG加氣子站系統包括含有至少一個自壓鋼瓶的儲氣系統、分配系統和加氣機，在儲氣系統中還至少設置有一個加壓鋼瓶，自壓鋼瓶和加壓鋼瓶分別通過自壓輸氣管和加壓輸氣管與加氣機相連。CNG加氣子站系統的加氣方法採用自壓鋼瓶向加氣機輸氣；當自壓鋼瓶的輸氣壓力與加氣機的加氣壓力相接近時，關閉自壓鋼瓶的自壓輸氣管上的自壓輸氣閥，開啟加壓鋼瓶的加壓輸氣管上的加壓輸氣閥；採用加壓鋼瓶向加氣機輸氣，直至加氣完成。採用本發明節約電力能源，降低了運行成本。而且減少了活塞由於摩擦造成的磨損，延長了使用壽命，特別適合於汽車的CNG加氣子站系統。
文檔編號B60S5/00GK101327782SQ20081030313
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月29日 優先權日2008年7月29日
發明者劉宏偉, 軍 吳, 許世民, 鄭殿權, 兵 陳 申請人:四川金科環保科技有限公司