一种cng一体式移动供气系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种CNG一体式移动供气系统，包括卸车装置和可移动的箱体，所述卸车装置包括CNG长管拖车和增压装置，所述可移动的箱体按长度方向依次分为加气段、缓冲段和压缩段，所述加气段内设有加气单元，所述缓冲段内设有压力缓冲单元和电气控制单元，所述压缩段内主要设有压缩单元和上位机工控单元，所述压缩单元的进气口处设有气体过滤装置；一部分CNG低压气体直接进入所述加气单元，另一部分通过气体过滤装置进入压缩单元进行增压，然后经过压力缓冲单元进入加气单元，所述电气控制单元和上位机工控单元控制移动供气系统自动运行或停止。
【专利说明】
一种GNG—体式移动供气系统
技术领域
[0001 ]本发明属于CNG供气装置领域，具体涉及一种CNG—体式移动供气系统。
【背景技术】
[0002]CNG即压缩天然气(Compressed Natural Gas，简称CNG)是天然气加压并以气态储存在容器中。CNG可作为车辆燃料利用。车载(CNG)气瓶加气，需要在固定的场地进行厂房建设，需要CNG长管拖车、增压撬辅助设备来完成加气。此方式加气有以下缺点:I)液压油把CNG推出CNG中含油较多，影响CNG的燃烧同时容易损坏汽车的燃烧打火系统;2)需要场地建设费用，占地面积大，前期投入费用较大;3)加气不灵活，只能在固定场地实现车载气瓶加气，并且不能实现远程急救。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种CNG—体式移动供气系统。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0005]—种CNG—体式移动供气系统，包括卸车装置和可移动的箱体，所述卸车装置包括CNG长管拖车和增压装置，所述可移动的箱体按长度方向依次分为加气段、缓冲段和压缩段，所述加气段内设有加气单元，所述缓冲段内设有压力缓冲单元和电气控制单元，所述压缩段内主要设有压缩单元和上位机工控单元，所述压缩单元的进气口处设有气体过滤装置;来自CNG长管拖车的气源通过增压装置将一部分CNG低压气体直接进入所述加气单元，另一部分通过气体过滤装置进入压缩单元进行增压，然后经过压力缓冲单元进入加气单元，所述上位机工控单元的压力传感器检测出压力缓冲单元的压力管线的压力信号，当压力信号小于设定压力时，所述上位机工控单元向电气控制单元输送信号，使所述电气控制单元控制移动供气系统自动运行，当压力信号达到设定压力时，所述上位机工控单元向电气控制单元输送信号，使所述电气控制单元控制移动供气系统停止运行。
[0006]本发明将加气单元、压力缓冲单元、电气控制单元、压缩单元和上位机工控单元集中设置在可移动的箱体内，实现了 CNG供气的可移动性;本发明将箱体分为三段，根据供气系统各单元的作用合理将各单元布置在箱体中，合理利用箱体空间，从而实现CNG供气系统的一体式移动，同时通过将箱体分段有利于对系统进行检修;本发明在气体压缩装置的入口处设有气体过滤装置，能够保证CNG的纯度。
[0007]优选的，所述压缩单元包括液压动力装置和气体压缩装置，所述气体压缩装置竖直安装，以保证气体压缩装置内的活塞做竖直运动。进一步充分利用箱体空间，以便进一步缩小箱体体积，从而达到移动方便的目的。
[0008]进一步优选的，所述气体压缩装置为无油润滑压缩气缸。
[0009]进一步优选的，所述气体压缩装置通过液压动力装置驱动活塞，从而使气体压缩装置对气体进行压缩。
[0010]进一步优选的，所述气体压缩装置与液压动力装置相互独立，且所述气体压缩装置的气室密封与所述液压动力装置的油室密封相互独立，以保证泄漏的液压油不会污染CNG0
[0011]优选的，所述压力缓冲单元为高压缓冲装置和中压缓冲装置。能够提高移动撬装子站的运彳丁效率和加强运彳丁秩序。
[0012]进一步优选的，所述高压缓冲装置为钢瓶或钢瓶组，所述中压缓冲装置为钢瓶或钢瓶组。
[0013]进一步优选的，所述上位机工控单元通过压力变送器传递的压力信号控制电磁阀，从而控制加气单元、压力缓冲单元和气体压缩装置的气路连接，从而实现高压缓冲装置中的压力保持高压状态。
[0014]优选的，所述压缩段内设有冷却单元，所述冷却单元包括风冷散热器、水栗、压缩单元冷却装置、换热器及水箱，其中，所述水栗驱动水箱中的冷却液对压缩单元冷却装置和换热器进行换热冷却。风冷散热器通过冷风机的通风作用对压缩单元的液压油和压缩天然气进行冷却。
[0015]进一步优选的，所述冷却液为乙二醇。乙二醇作为冷却液的冷却效果更好。
[0016]进一步优选的，所述风冷散热器安装在压缩段的顶部。
[0017]优选的，所述电气控制单元安装在防爆控制箱内。防止损坏电气控制单元的各电气元件。
[0018]优选的，所述可移动的箱体的外壁上设有防雨降噪层。防雨降噪层采用多层隔音、吸音材料进行安装，有效降低了设备运行时产生的噪音;箱体各面板与框架结合处、箱体门缝处均采用了密封处理方式，防止噪音从缝隙处外漏，并起到防水的作用。
[0019]优选的，所述CNG—体式移动供气系统连接远程协助服务系统。远程协助服务系统可以使客户通过数据总线及互联网对客户设备运行数据进行远程观测、分析、指导操作和维护。
[0020]优选的，所述加气单元为加气柱、加气机中的一种或二者组合。
[0021]优选的，所述可移动的箱体为20英尺集装箱。
[0022]优选的，所述气体过滤器为天然气过滤器。
[0023]CNG长管拖车的气源通过增压撬增压形成低压CNG，其中一部分低压CNG进入加气机低压系统，另一部分低压CNG进入气体过滤器，经压缩机加压，在上位机工控系统控制下压力达到高压管线设定压力后高压管线开启，高压CNG自动加注至高压缓冲装置、加气机高压系统和加气柱高压系统，加注达到限定位置后，高压管线关闭;在上位机工控系统控制下压力达到中压管线设定压力后中压管线开启，中压CNG自动加注至中压缓冲装置和加气机中压系统，加注达到限定位置后，中压管线关闭；当高压缓冲装置储气量不足以供应加气机和加气柱时，在上位机工控系统控制下，电磁阀打开，经压缩机加压至中压管线部分的中压CNG循环至压缩机进行重新加压，并注入高压缓冲系统、加气机高压系统和加气柱高压系统，以保证整套供气设备高压管线部分供气量充足。
[0024]本发明的有益效果是:
[0025]1、本发明提供的CNG—体式移动供气系统集加气、储气、卸气于一体，占地面积少、投资小，既保障供应效果，又消除了安全隐患，且结构简单，安装方便；
[0026]2、本发明的气体压缩装置实现无油润滑方式，且入口有气体过滤器，有效保证了气体介质的质量;油缸和气缸分开密封，保证油缸和气缸即使泄漏也互不串通;实现了加压过程中CNG和油充分分离，提高了 CNG的纯度；
[0027]3、本发明减少前期费用投入，不需场地投资；
[0028]4、本发明车载气瓶加气的地点灵活，实现了快速、方便、安全一体化的移动加气模式；
[0029 ] 5、本发明为远程急救和偏远地区工程建设提供了加气方案。
【附图说明】
[0030]图1为本发明可移动的箱体主视图；
[0031 ]图2为本发明可移动的箱体俯视图；
[0032]图3为本发明可移动的箱体右视图；
[0033]图4为本发明的流程图；
[0034]其中，1.加气段，2.缓冲段，3.压缩段，4.加气柱，5.加气机，6.高压缓冲系统，7.中压缓冲系统，8.电气控制系统，9.电机，1.液压柱塞栗，11.滤油器，12.压缩气缸，13.上位机工控系统，14.温度变送器，15.循环水栗，16.—级气水换热器，17.二级气水换热器，18.风冷散热器，19.防雨降噪层，20.天然气过滤器，21.电磁阀Π，22.电磁阀I，23.单向阀I，24.单向阀Π，25.电磁阀ΙΠ。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0036]一种CNG—体式移动供气设备，包括卸车系统和20英尺集装箱，所述卸车系统包括CNG长管拖车和增压装置，如图1-3所示，所述20英尺集装箱按长度方向依次分为加气段1、缓冲段2和压缩段3，所述加气段I内设有加气柱4和加气机5，所述缓冲段2内设有高压缓冲系统6、中压缓冲系统7和电气控制系统8，所述压缩段3内主要设有压缩机、上位机工控系统13和冷却系统，所述压缩机的进气口处设有天然气过滤器20，。
[0037]电气控制系统8安装在防爆控制箱内，其与上位机工控系统13的工控计算机进行数据交换，自动完成启动、故障报警、紧急停机等控制功能，同时在工控计算机上显示设备的运行状态、汽缸活塞位置、进气及排气压力曲线。
[0038]上位机工控系统13由标准PLC、工控计算机、A/D转换器、压力变送器、压力传感器、温度及液位传感器、位置变送器、温度变送器14、可燃气体探头传感器、电磁阀等组成，可实现自动检测、自动调节、控制功能。
[0039]上位机工控系统13的压力传感器检测出压力缓冲系统的压力管线的压力信号，当压力信号小于设定压力时，所述上位机工控系统13向电气控制系统8输送信号，使所述电气控制系统控8制移动供气设备自动运行，当压力信号达到设定压力时，所述上位机工控系统13向电气控制系统8输送信号，使所述电气控制系统8控制移动供气设备停止运行。
[0040]压缩机包括液压动力系统和压缩气缸12，液压动力系统由电机9、液压柱塞栗10、液压控制集成块、油缸、滤油器11及油箱等组成。通过弹性联轴器将电机9与液压柱塞栗10连接，电机9运转时带动液压柱塞栗10运行，使液压油增压。液压油经过换向控制系统控制流向，进入液压油缸一侧推动活塞进行往复运动做功，从而驱动压缩气缸12压缩气体。液压缸另一侧的液压油经过换向控制系统进入液压油冷却器降温，最终经过回滤油器11回到油箱，完成一个液压油回路循环。液动压缩系统采用液压油作为传动介质，通过软启动控制电机9的运行，实现了液压柱塞栗10可以根据出入口压力来自适应压缩气缸12的运行。电机9启动即带载运行，无空载运行状态，有效的提高了液压系统的运行效率，发热量低，压缩机排量相对稳定，有效的延长栗及电机的使用寿命。压缩气缸12立式安装，四个气缸呈对称布置、两级压缩，完全避免密封元件由于活塞及活塞自重而引起的偏磨现象，密封件使用寿命比同类水平布置设备有很大改善，减少了更换密封件带来的设备维修频率，并且节约了维修费用，使场站运行效益最大化。压缩气缸12的气缸、活塞杆等摩擦面均做镜面处理，并且采用自润滑工程塑料作为密封元件，真正实现了无油润滑的目的，从而省去了有油润滑压缩机必须配套的润滑油栗、分油器、油气分离等相关设备。结构简单，故障点少，日常运行费用低。液压油缸与压缩气缸12相互独立，且液压油缸的油缸密封与压缩气缸的气缸密封相互独立，以保证泄漏的液压油不会污染CNG。
[0041 ]冷却系统由全封闭式循环管线连接循环水栗15、油冷却器、气缸冷却水套、一级气水换热器16、二级气水换热器17、水箱、风冷散热器18等组成。循环风冷却系统整体安装于框架式撬体内，利用风冷散热器18的强冷风机对设备的通风作用和流动的冷却液(即乙二醇)冷却液压油和压缩天然气。风冷散热器18采用翅片式高效铜管，使各级压缩气体及液压油经过冷却器后可得到充分冷却。循环水栗15安装在压缩段3的上部。
[0042]冷却系统通过系统工况运行温度，自动控制循环水栗15及风冷散热器18的两个强冷风机的运行与停止，在保证设备温度处于正常范围的条件下，最大限度的达到节能降耗的效果。
[0043]高压缓冲系统6和中压缓冲系统7由6个钢瓶组成，钢瓶公称工作压力均为25MPa。
[0044]箱体主框架上设有防雨降噪层19，采用方钢和标准集装箱的形式通过焊接连接而成，内层采用多层隔音、吸音材料安装，有效降低了设备运行时产生的噪音。箱体各面板与框架结合处、箱体门缝处均采用了密封处理方式，防止噪音从缝隙处外漏，并起到防水的作用。箱体压缩段3顶端无缝式排风设计，风冷散热器18安装在该无缝式排风设计处，保证设备的散热需求。
[0045]其管路连接如图4所示，低压CNG经卸车系统进入供气设备后，分为两路管线，一路与天然气过滤器20相连，一路与加气机5低压系统相连;天然气过滤器20与压缩气缸12的进气口相连;低压CNG经压缩气缸12加压至中高压后分为两路，一路连接中压管线至中压缓冲系统7和加气机5中压系统，一路连接高压管线至高压缓冲系统6、加气机5高压系统和加气柱4。中压管线上设有电磁阀122，所述中压管线开设支路管线，支路管线的出口连接压缩机进气口，支路管线上设有电磁阀Π 21。
[0046]天然气过滤器I和压缩机3之间设置有电磁阀ΙΠ25，由上位机工控系统控制。
[0047]中压管线连接有压力变送器及单向阀123，高压管线连接有压力变送器及单向阀Π24。
[0048 ]中压缓冲系统7、高压缓冲系统6 CNG进出口均设置有球阀，球阀属于缓冲系统部分。
[0049]加气机5低压、中压、高压系统进口均设置有球阀，以控制管线系统的开闭。
[0050]加气柱4CNG进口设置有球阀，以控制管线系统的开闭。
[0051]低压、中压、高压管线均设置有安全泄放装置并统一排放。
[0052]其原理是:
[0053]低压CNG经卸车系统进入CNG—体式移动供气设备，其中一部分进入加气机低压系统，一部分进入天然气过滤器20，经压缩气缸12加压，在上位机工控系统控制下压力达到高压管线设定压力后高压管线开启，高压CNG自动加注至高压缓冲系统6、加气机5高压系统和加气柱4高压系统，加注达到限定位置后，高压管线关闭；在上位机工控系统控制下压力达到中压管线设定压力后中压管线开启，中压CNG自动加注至中压缓冲系统7和加气机5中压系统，加注达到限定位置后，中压管线关闭；当高压缓冲系统6储气量不足以供应加气机5和加气柱4时，在上位机工控系统13控制下，电磁阀Π 21打开，经压缩气缸12加压至中压管线部分的中压CNG循环至压缩机12进行重新加压，并注入高压缓冲系统6、加气机5高压系统和加气柱4高压系统，以保证整套供气设备高压管线部分供气量充足。
[0054]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，包括卸车装置和可移动的箱体，所述卸车装置包括CNG长管拖车和增压装置，所述可移动的箱体按长度方向依次分为加气段、缓冲段和压缩段，所述加气段内设有加气单元，所述缓冲段内设有压力缓冲单元和电气控制单元，所述压缩段内主要设有压缩单元和上位机工控单元，所述压缩单元的进气口处设有气体过滤装置;来自CNG长管拖车的气源通过增压装置将一部分CNG低压气体直接进入所述加气单元，另一部分通过气体过滤装置进入压缩单元进行增压，然后经过压力缓冲单元进入加气单元，所述上位机工控单元的压力传感器检测出压力缓冲单元的压力管线的压力信号，当压力信号小于设定压力时，所述上位机工控单元向电气控制单元输送信号，使所述电气控制单元控制移动供气系统自动运行，当压力信号达到设定压力时，所述上位机工控单元向电气控制单元输送信号，使所述电气控制单元控制移动供气系统停止运行。2.如权利要求1所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所所述压缩单元包括液压动力装置和气体压缩装置，所述气体压缩装置竖直安装，以保证气体压缩装置内的活塞做竖直运动。3.如权利要求2所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述气体压缩装置与液压动力装置相互独立，且所述气体压缩装置的气室密封与所述液压动力装置的油室密封相互独立，以保证泄漏的液压油不会污染CNG。4.如权利要求2所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述压力缓冲装置高压缓冲装置和中压缓冲装置。5.如权利要求4所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述压缩段内设有上位机工控系统，所述上位机工控系统通过压力变送器传递的压力信号控制电磁阀，以控制加气装置、压力缓冲装置和压缩装置的气路连接，从而实现高压缓冲装置中的压力保持高压状态。6.如权利要求1所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述可移动的箱体的外壁上设有防雨降噪层。7.如权利要求1所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述加气装置为加气柱、加气机中的一种或二者组合。8.如权利要求1所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述可移动的箱体为20英尺集装箱。9.如权利要求1所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述压缩段内设有冷却单元，所述冷却单元包括风冷散热器、水栗、压缩单元冷却装置、换热器及水箱，其中，所述水栗驱动水箱中的冷却液对压缩单元冷却装置和换热器进行换热冷却。10.如权利要求1所述的一种CNG—体式移动供气系统，其特征是，所述CNG—体式移动供气系统连接远程协助服务系统。
【文档编号】F17C5/06GK106090600SQ201610388945
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610388945.4, CN 106090600 A, CN 106090600A, CN 201610388945, CN-A-106090600, CN106090600 A, CN106090600A, CN201610388945, CN201610388945.4
【发明人】姚元中, 杨长涛, 刘爱仙, 尤敏, 王东东
【申请人】鲁西新能源装备集团有限公司