液力增压天然气加气子站的制作方法
【专利摘要】一种液力增压天然气加气子站，包括加气计量机、液力增压机、天然气运输槽车，液力增压机的两个液力增压容器内腔均设有用于换向控制的液位传感器，两个液力增压容器通过气流自动切换装置与供气管路和增压输气管路连接，两个液力增压容器通过液压换向装置与高压油泵的出口连通，液压换向装置的回油口与高压油泵的进口连通形成闭环管路结构，该闭环管路与一液压油自动补充系统相连；增压输气管路上设有油气分离稳压容器，供气管路上设有一直通旁路迈过气流自动切换装置与增压输气管路交汇连接压缩天然气输气总管，压缩天然气输气总管通过支管分别连接多个储气罐，各储气罐分别通过高压输气管对应连接加气计量机上的电磁阀。
【专利说明】
液力増压天然气加气子站
技术领域
[0001]本实用新型涉及天然气加气子站，特别涉及一种液力增压天然气加气子站。
【背景技术】
[0002]目前，为以天然气为燃料的汽车加气的天然气加气子站包括两种:
[0003]—种是在加气子站设置类似于油料储油罐的天然气储气罐，将运输来的天然气储存作为气源，再用活塞式天然气压缩机加压，向加气子站设置的加气计量机供气，通过加气计量机为汽车加气。这种加气子站占地面积大，造价高；而且，游离天然气还会从活塞式天然气压缩机的液压系统散发到周边环境，设备的工作噪音也大，既不安全，又不环保;并且，活塞式天然气压缩机从油箱中抽取液压油加压，每一压缩循环的压力都需从OMPa加压到通常所需的20MPa，造成加压行程长，能耗大的缺点。
[0004]另一种为采用液压瓶推式天然气压缩装置的加气子站，这种加气子站直接用天然气运输槽车作为气源，占地面积较小，可节省气源储气罐的建造经费。它是通过在天然气运输槽车上设置高压管与液压瓶推式天然气压缩装置连接，利用液压瓶推式天然气压缩装置的高压油栗向天然气运输槽车的储气瓶内输送液压油作为工作介质，通过高压油栗直接将高压油低速缓慢地注入天然气运输槽车的储气瓶内，用注入的高压油挤压储气瓶内的天然气，使天然气压缩达到高压。但是，为了逐一的压缩和输出运输槽车上多个储气瓶中的天然气，液压系统要利用换向阀门在多个储气瓶间进行换向，使其连续不断地向外挤出高压天然气，设备的结构复杂，它分为各自独立的两部分设备，在加气子站地面的橇站上设置液压装置的高压栗、油箱、仪表气源、阀门控制等，而作为压缩缸的储气瓶却设在可以移动的运输槽车上，即以运输槽车上运载天然气的储气瓶作为压缩缸。由于运输槽车上的储气瓶为多个，工作时需要连接很多的管，如:高压气管、仪表风气管、液压油管等，通常需连接十多根管，并且每次都得人工连接，工作繁杂，一旦连接错，还会发生事故。同时，对运输槽车上的储气瓶还有特定的工作姿态要求，在注油加压时，储气瓶必须是竖直或者倾斜的姿态，使注入储气瓶的液压油在下，需压缩的天然气在上。因此，还必须对天然气运输槽车进行改装，在天然气运输槽车的半拖挂承载底盘上添加一套液压顶升的起重支架。这种液压瓶推式天然气压缩装置的加气子站在实际应用中还存在两个较大的缺点:
[0005]—是，当液压系统将液压油压入特种天然气运输槽车的储气瓶对天然气增压后，储气瓶内的液压油依靠余隙中气体的(余压)压力能，将其压推回常压油箱中，在此过程中因高压的作用，一部分天然气被溶入到液压油内，随着液压油被带到常压油箱中，溶入液压油中的天然气因压力下降而重新释放在大气中，会造成一定的安全和环境问题。
[0006]二是，由于需将液压油通过高压注入储气瓶中挤压天然气，储气瓶中没有液位传感器，加压时液压油容易过量冲入加气子站的天然气管道中，从而被加进汽车的气瓶中，导致汽车故障。在储气瓶的天然气排出完后，液压油依靠加气子站管道中的余压回油排到油箱中，往往不会排干净，天然气运输槽车的储气瓶常常留有余油，导致储气瓶的载气量减少;而且回油速度缓慢，花费的时间较长，天然气运输槽车的周转效率不高，导致营运成本增大。
[0007]并且，现有天然气加气子站的液压系统都没有液压油自动补充功能，当液压油在工作过程中因泄漏而产生油量不足现象，不能实现在线及时自动补充，需停机进行液压油补充，导致加气站工作中断，影响正常工作。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种液力增压天然气加气子站，它通过两个液力增压容器、液压换向装置、高压油栗之间形成的闭环管路结构，以及液压油自动补充系统，采用一级压缩的方式，由两液力增压容器交替进行连续压缩气体的工作，能够直接由普通的天然气运输槽车供气，利用天然气运输槽车的天然气的压力能转换成进气动能和卸荷动能，与闭环管路结构的液压驱动动能结合，使高压油栗加压不必从OMPa起，而是从天然气的余压起加压，缩短了升压行程，可节约大量动能，降低能耗。并且还能在线实现对闭环管路的油泄漏进行自动补充，解决了现有技术需停机补油的难题，使工作效率得到极大提高。
[0009]本实用新型的目的是这样实现的:一种液力增压天然气加气子站，包括加气计量机、液力增压机、天然气运输槽车，其特征在于:所述液力增压机包括供气管路、第一液力增压容器、第二液力增压容器、增压输气管路，所述供气管路通过高压软管连接天然气运输槽车的储气瓶，所述增压输气管路的下游端与压缩天然气输气总管连接，两个液力增压容器竖立设置，各液力增压容器的上端设有天然气管路接口，下端设有液压油管路接口，各液力增压容器内腔上部均设有用于换向控制的液位传感器，液位传感器与PLC控制器电连接，所述供气管路和增压输气管路通过气流自动切换装置与两个液力增压容器的天然气管路接口连接，第一液力增压容器的液压油管路接口通过第一输压管路与液压换向装置的第一工作口连接，第二液力增压容器的液压油管路接口通过第二输压管路与液压换向装置的第二工作口连接，液压换向装置的压力口与由PLC控制器控制的高压油栗的出口连通，液压换向装置的回油口与由PLC控制器控制的高压油栗的进口连通，使两个液力增压容器、液压换向装置、高压油栗之间形成闭环管路结构，该闭环管路与一液压油自动补充系统相连;所述增压输气管路上设有油气分离稳压容器，所述用于连接天然气运输槽车的供气管路上设有一直通旁路迈过气流自动切换装置与增压输气管路交汇连接压缩天然气输气总管的上游端，所述压缩天然气输气总管的下游端通过支管分别连接多个为加气计量机输气的储气罐，各支管上分别设有单向阀，加气计量机上设有多个电磁阀，各储气罐分别通过高压输气管对应连接加气计量机上的电磁阀。
[0010]所述第一输压管路设有第一储油容器，第一储油容器的上端口与第一液力增压容器的液压油管路接口连通，第一储油容器的下端口与液压换向装置的第一工作口连通，且通过第一补油分管连接液压油自动补充系统，所述第二输压管路设有第二储油容器，第二储油容器的上端口与第二液力增压容器的液压油管路接口连通，第二储油容器的下端口与液压换向装置的第二工作口连通，且通过第二补油分管连接液压油自动补充系统。
[0011]所述第一液力增压容器、第二液力增压容器、第一储油容器、第二储油容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器。
[0012]所述高压油栗采用柱塞式高压油栗，由至少两个高压油栗并联组成高压油栗组，各高压油栗的进口并联于与液压换向装置的回油口相连的回油管，各高压油栗的出口并联于液压换向装置的压力口。
[0013]所述液压换向装置的压力口与高压油栗出口之间的管路设有消声器、单向阀，液压换向装置的压力口与消声器的下游端连接，消声器的上游端经单向阀与高压油栗的出口连接。
[0014]所述液压换向装置的压力口与高压油栗出口之间的管路设有卸荷压力传感器，且通过一卸荷歧路与高压油栗的进口连接的回油管相连，该卸荷歧路上设有溢流阀。
[0015]所述液压油自动补充系统包括补油栗、补油箱、液位检测器、单向阀，所述补油栗的进口端连接补油箱，补油栗的出口端通过并联的两补油分管分别与第一输压管路、第二输压管路连接，两补油分管上分别设置单向阀，所述液位检测器设于补油箱中，所述液位检测器、补油栗与PLC控制器电连接。
[0016]补油栗出口与两补油分管相连的管路上设有压力表和补油控制阀组，所述补油控制阀组包括先导式溢流阀和二位二通阀，所述先导式溢流阀的进口与管路连接，先导式溢流阀的出口接补油箱，先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通阀接补油箱。
[0017]所述油气分离稳压容器的上部设置一油气分离装置伸入稳压容器腔内，所述油气分离装置上设置稳压容器的进气口和出气口，所述进气口通过上游的增压输气管路与气流自动切换装置的出口连接，所述出气口连接下游的增压输气管路，所述稳压容器的下端设置排液口，该排液口通过切断阀接补油箱，一液位传感器设置在稳压容器内腔下部，该液位传感器与控制器电连接，且与两液力增压容器内腔上部设置的用于换向控制的液位传感器形成保险发讯系统。
[0018]所述各支管上分别设有压力传感器与加气计量机的控制器电连接。
[0019]采用上述方案，所述液力增压机包括供气管路、第一液力增压容器、第二液力增压容器、增压输气管路，所述供气管路通过高压软管连接天然气运输槽车的储气瓶，所述增压输气管路的下游端与压缩天然气输气总管连接，两个液力增压容器竖立设置，各液力增压容器的上端设有天然气管路接口，下端设有液压油管路接口，各液力增压容器内腔上部均设有用于换向控制的液位传感器，液位传感器与PLC控制器电连接，所述供气管路和增压输气管路通过气流自动切换装置与两个液力增压容器的天然气管路接口连接，第一液力增压容器的液压油管路接口通过第一输压管路与液压换向装置的第一工作口连接，第二液力增压容器的液压油管路接口通过第二输压管路与液压换向装置的第二工作口连接，液压换向装置的压力口与由PLC控制器控制的高压油栗的出口连通，液压换向装置的回油口与由PLC控制器控制的高压油栗的进口连通，使两个液力增压容器、液压换向装置、高压油栗之间形成闭环管路结构。这种闭环管路的液力增压机能够直接由普通的天然气运输槽车供气，利用天然气运输槽车的天然气的压力能转换成进气动能和卸荷动能，与闭环管路结构的液压驱动动能结合，使高压油栗加压不必从OMPa起，而是从天然气的余压起加压到通常所需的20MPa，缩短了升压行程，可节约大量动能，降低能耗。并且通过设置的液压油自动补充系统，对闭环管路油泄漏进行补充，实现对闭环管路实施在线检测补油，以保证液压系统能正常工作，并提高工作效能。并且能将泄漏回补油箱内的泄漏油再返还到闭环管路中，不需另外增添新油，极大地节约成本。
[0020]同时还利用在两个液力增压容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器，使进入液力增压容器腔内的天然气和液压油能够直接充分与热交换器接触，将压缩比高达8以上的压缩过程中产生的热量，直接传导给热交换器，由热交换器内的循环冷却介质快速带走，与容器外和管道环节降温相比较，极大地提高了降温效率，能避免因压缩发热导致的安全事故发生。
[0021]本液力增压天然气加气子站系统只需一级压缩的方式，就能完成天然气压缩加气，压缩环节减少，工作更加安全，更加环保。
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的系统结构不意图；
[0024]图2为本实用新型的液力增压容器的一种实施例；
[0025]图3为图2的A-A向剖视图；
[0026]图4为本实用新型的液位传感器的一种实施例；
[0027]图5为本实用新型的气流自动切换装置的一种实施例；
[0028]图6为图5的A-A向剖视图；
[0029]图7为图6的B-B向剖视图；
[0030]图8为图6的C-C向剖视图；
[0031]图9为本实用新型的稳压容器的一种实施例。
【具体实施方式】
[0032]参见图1至图9，一种液力增压天然气加气子站，包括加气计量机53、液力增压机、天然气运输槽车54。所述液力增压机包括供气管路33、第一液力增压容器1、第二液力增压容器2、增压输气管路34。所述供气管路33通过高压软管35连接天然气运输槽车54的储气瓶，该供气管路33上设有供气压力传感器36、单向阀37、第一控制阀、压力表、气过滤器38，所述增压输气管路34上设有增压压力传感器39、压力继电器40、压力表、气除油器41，所述增压输气管路34的下游端与压缩天然气输气总管44连接。两个液力增压容器竖立设置，各液力增压容器的上端设有天然气管路接口 1041，下端设有液压油管路接口 1071。所述第一液力增压容器1、第二液力增压容器2的容积相同或不相同，都能实现交替对天然气进行压缩。液力增压容器的容积可以设计为比传统的天然气压缩机大，其压缩效果更好。所述液力增压容器可采用高压罐，或高压瓶，甚至可以采用大直径的高压管制作成能承受高压的筒状体。各液力增压容器内腔上部均设有用于换向控制的液位传感器4，液位传感器4与PLC控制器6电连接。所述液位传感器4采用耐高压的浮子式液位开关(见图4所示)，该浮子式液位开关的支撑杆401固定在液力增压容器的内腔顶部安装的连接座104上，支撑杆401下端铰接一浮子杆402，浮子杆402上连接的触发杆403延伸出液力增压容器上端，与安装的触发器404对应，浮子杆402上的浮子随着液力增压容器内的液面升降变化而升降，带动触发杆403与触发器404接触或分离，由此使触发器404向控制器6发讯，通过控制器6控制两个液力增压容器交替进行对天然气的压缩。该浮子式液位开关具有防爆性能，适于在高压易燃条件感知液面上升到位状态的发讯。或者，所述液位传感器也可采用超声波传感器或其它适于高压易燃环境使用的传感器来检测液位，同样能达到目的。所述供气管路33和增压输气管路34通过气流自动切换装置5与两个液力增压容器的天然气管路接口 1041连接。该气流自动切换装置5可设置为一体式压力换向阀，所述一体式压力换向阀包括阀体5a、前端盖5b、后端盖5c、四个单向阀501、两个分流块5d。所述前端盖5b、后端盖5c分别固定在阀体5a的前后两端，所述前端盖5b与阀体5a贴合的一面设有凹槽5b2，设有一总进气口 5bl与凹槽5b2相通，该总进气口 5b用于与供气管路33连接；所述后端盖5c与阀体5a贴合的一面设有凹槽5c2，设有一总出气口 5cl与凹槽5c2相通，该总出气口 5cl用于与增压输气管路34连接。所述阀体5a上设有两隔离的通气道，其中第一通气道502—端与前端盖5b的凹槽5b2相通，另一端与后端盖5c的凹槽5c2相通，所述阀体5a上设有第一通气口 5al与第一通气道502相通，第一通气口 5al用于连接第一液力增压容器I的天然气管路接口 1041;第二通气道503—端与前端盖5b的凹槽5b2相通，另一端与后端盖5c的凹槽5c2相通，所述阀体5a上设有第二通气口 5a2与第二通气道503相通，第二通气口 5a2用于连接第二液力增压容器2的天然气管路接口 1041。所述第一通气道502—端设置单向阀501连通总进气口 5bl和第一通气口 5al，该单向阀501的通端对应总进气口 5bl，止端对应第一通气口 5al ；所述第一通气道502另一端设置单向阀501连通第一通气口 5al和总出气口 5cI，该单向阀501的通端对应第一通气口 5al，止端对应总出气口 5c I。所述第二通气道503—端设置单向阀501连通总进气口 5b I和第二通气口 5a2，该单向阀501的通端对应总进气口 5bl，止端对应第二通气口 5a2 ；所述第二通气道503另一端设置单向阀501连通第二通气口 5a2和总出气口 5c I，该单向阀501的通端对应第二通气口 5a2，止端对应总出气口 5c I。通过该气流自动切换装置5能够使高压气源的天然气经供气管路从总进气口进入，自动选择通气口向处于低压的一个液力增压容器流动，通过在该液力增压容器内完成压缩增压后，经通气口自动流向总出气口排出，由此使气流自动切换装置交替控制第一、第二液力增压容器的进气和排气，实现对天然气的持续压缩输气。或者，所述气流自动切换装置5也可以采用气管和多个单向阀连接组合的方式来实现。设置一液压换向装置9，所述液压换向装置9采用电液二位四通阀或电液三位四通阀均能达到目的效果。所述第一液力增压容器I的液压油管路接口 1071通过第一输压管路10与液压换向装置9的第一工作口 9a连接，第二液力增压容器2的液压油管路接口 1071通过第二输压管路11与液压换向装置9的第二工作口 9b连接，液压换向装置9的压力口 9c与由PLC控制器6控制的高压油栗15的出口连通，液压换向装置9的回油口 9d与由PLC控制器6控制的高压油栗15的进口连通，使两个液力增压容器、液压换向装置9、高压油栗15之间形成闭环管路结构，该闭环管路与一液压油自动补充系统20相连，用于对闭环管路油泄漏进行补充。为保证两个液力增压容器有充足的液压油进入挤压天然气，还可以在第一输压管路10上设置第一储油容器7，第一储油容器7的上端口与第一液力增压容器I的液压油管路接口连通，第一储油容器7的上端口与第一液力增压容器I的液压油管路接口之间采用高压管连接，第一储油容器7的下端口与液压换向装置9的第一工作口 9a连通，第一储油容器的下端口与液压换向装置的第一工作口之间采用高压管连接，且通过第一补油分管28a连接液压油自动补充系统20;在第二输压管路11设置第二储油容器8，第二储油容器8的上端口与第二液力增压容器2的液压油管路接口连通，第二储油容器8的上端口与第二液力增压容器2的液压油管路接口之间采用高压管连接，第二储油容器8的下端口与液压换向装置9的第二工作口 9b连通，第二储油容器8的下端口与液压换向装置9的第二工作口之间采用高压管连接，且通过第二补油分管28b连接液压油自动补充系统20。所述第一储油容器7、第二储油容器8对称竖立设置，各储油容器的容积均采用大于或等于所对应的液力增压容器的容积效果更好，既能保证有充足量的液压油提供给液力增压容器，也能保证有稳定的压力对液力增压容器内的天然气进行压缩；当然，储油容器的容积小于所对应的液力增压容器同样能够实现为液力增压容器提供液压油。所述液压油自动补充系统20包括补油栗23、补油箱21、液位检测器22、单向阀24，所述补油栗23的进口端连接补油箱21，补油栗23的出口端通过并联的两补油分管分别与第一输压管路10、第二输压管路11连接。两补油分管的上游端通过三通并联于补油栗23出口端的高压管，其中，第一补油分管28a的下游端通过三通连接在第一输压管路10的第一储油容器7和液压换向装置9之间的高压管上，第二补油分管28b的下游端通过三通连接在第二输压管路11的第二储油容器8和液压换向装置9之间的高压管上，两补油分管上分别设置单向阀29，单向阀29的通端对应补油栗23。所述液位检测器22设于补油箱21中，该液位检测器22采用浮球式液位检测器，通过设定补油箱中液压油量的最高液位和最低液位来监测补油箱中的液压油量，从而监测闭环管路中的液压油量。所述液位检测器22、补油栗23与PLC控制器5电连接。当液位检测器检测到补油箱中的液压油达到最高液位，则表示闭环管路的泄漏油流回补油箱中，闭环管路中的液压油因泄漏减少，需补充油量，液位检测器22发讯给PLC控制器6，由PLC控制器6控制补油栗23启动工作，自动为闭环管路补油；当液位检测器检测到补油箱中的液压油达到最低液位，则表示闭环管路中的液压油充足，需停止补油，液位检测器发讯给PLC控制器，由PLC控制器控制补油栗23自动停止补油工作。进行自动补油时，通过两个补油分管上设置的单向阀29根据第一输压管路10、第二输压管路11的压差，自动选择压力低的输压管路将油补入。还可以在补油栗23出口与两补油分管相连的管路上设置压力表25和补油控制阀组26，所述补油控制阀组26包括先导式溢流阀和二位二通阀，所述先导式溢流阀的进口与管路连接，先导式溢流阀的出口接补油箱，先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通阀接补油箱。通过补油控制阀组26来自动控制补油时的油压，当补油栗23输送的油压过高时，可从补油控制阀组26溢流泄压，避免因补油压力过高影响正常工作。
[0033]为保证输出的压缩天然气的气压稳定和干净，在所述增压输气管路34上设置一油气分离稳压容器30。该油气分离稳压容器30的上部设置一油气分离装置301伸入油气分离稳压容器30腔内，所述油气分离装置301上设置油气分离稳压容器30的进气口30a和出气口30b，所述进气口 30a通过上游的增压输气管路34与气流自动切换装置5的出口连接，所述出气口 30b连接下游的增压输气管路，所述油气分离稳压容器30的下端设置排液口 30c，该排液口 30c通过切断阀31接补油箱21，所述切断阀31采用气动球阀效果为佳。见图9所示，本实施例的油气分离装置301设有一外管303，外管303上端与出气口 30b连通，下端封堵，所述外管303上段侧壁设有通气孔，中段管壁为无孔段，下段管壁设有若干小斜通孔。一内管302位于外管303内，内管302和外管303之间留有空间间隙，内管302上端连通进气口 30a，下端封堵，所述内管302下半段管壁上设有若干小斜通孔，内管302设有若干小斜通孔的管壁段与外管303的无孔段管壁对应，在内管302和外管303之间的空间间隙中，设置一密封圈304将外管303的通气孔与内管302的小斜通孔隔断，使压缩天然气不能从内外管之间的空间间隙直接进入外管连通的出气口 30b，必须从内管302管壁的小斜通孔流经空间间隙从外管303的小斜通孔形成旋流进入稳压容器30腔内，将天然气中混杂的液体分离后，天然气再从外管303上部侧壁的通气孔经出气口30b排出，由此实现既能稳定气压，又能分离出液压油的功能。一液位传感器4a设置在油气分离稳压容器30内腔下部，该液位传感器4a与PLC控制器6电连接，且与两液力增压容器内腔上部设置的用于换向控制的液位传感器4形成保险发讯系统。所述液位传感器4a采用耐高压的浮子式液位开关，该浮子式液位开关的支撑杆401固定在稳压容器30的内腔底部设置的安装座30d上，支撑杆401上端铰接一浮子杆402，浮子杆402上连接的触发杆403延伸出稳压容器30下端，与安装的触发器404对应，浮子随着稳压容器30内积蓄油的液面的升降变化而升降，带动触发杆403与触发器404接触或分离，由此使触发器404向控制器6发讯，通过控制器对排液口 30c连接的切断阀31进行控制。该浮子式液位开关具有防爆性能，适于在高压易燃条件感知液面上升到位状态的发讯。或者，所述液位传感器也可采用超声波传感器或其它适于高压易燃环境使用的传感器来检测液位，同样能达到目的。采用该结构的稳压容器，使增压后的压缩天然气既能通过稳压容器保持稳定的压力被输出，又能通过设置的油气分离装置将压缩天然气中可能混有的油液与气体分离，使分离出的油液蓄积在稳压容器下部，当蓄积油液的油液达到液位传感器设定的最高位时，切断阀自动开启，使积蓄的油液排回补油箱中，当液位传感器检测到最低位信号后，切断阀自动关闭，停止排液，由此防止混杂有油液的压缩天然气被加入来加气的汽车中，避免导致汽车发动机故障。
[0034]所述供气管路33上位于气过滤器38与气流自动切换装置5之间，设有一直通旁路42迈过气流自动切换装置5与增压输气管路34交汇连接压缩天然气输气总管44的上游端。所述压缩天然气输气总管44的下游端通过支管56分别连接多个为加气计量机输气的储气罐46，各支管56上分别设有单向阀45和压力传感器55，加气计量机上设有多个电磁阀，各储气罐分别通过高压输气管对应连接加气计量机53上的一电磁阀。本实施例的支管56和储气罐46分别设置为三个，各支管56对应连接一储气罐46，每台加气计量机53上设有三个电磁阀，第一储气罐46通过第一高压输气管49连接第一电磁阀52a，第二储气罐47通过第二高压输气管50连接第二电磁阀52b，第三储气罐48通过第三高压输气管51连接第三电磁阀52c，分别根据各储气罐的压力情况，通过三个电磁阀控制加气计量机53为汽车加气。具体为，当供气管路33接通天然气运输槽车54的储气瓶后，天然气运输槽车54储气瓶的压缩天然气首先通过直通旁路42为三个储气罐送气，各储气罐的气压符合加气压力，其中一个储气罐对应的电磁阀开启，为汽车加气，如第一储气罐46对应的第一电磁阀52a开启为汽车加气；当第一储气罐46因加气导致气压降低，不能满足加气需求，第一电磁阀52a关闭，第二储气罐47对应的第二电磁阀52b即打开，或第三储气罐48对应的第三电磁阀52c打开，继续为汽车加气加气。这时液力增压机工作为天然气增压，增压后的压缩天然气自动选择压力低的单向阀为气压降低了的第一储气罐46加气增压，直至达到标准压力。如此反复转换，以保证加气计量机53有达到标准气压的压缩天然气为汽车加气。
[0035]在液力增压机工作过程中，所述供气管路33的供气压力传感器36、增压输气管路34的增压压力传感器39、液力增压容器的液位传感器4、高压油栗15、液压换向装置9，稳压容器30的液位传感器4a、切断阀31，以及液压油自动补充系统20的液位检测器22、补油栗23等均由PLC控制器6进行自动控制，通过PLC控制器6处理各传感器采集的信号，并向栗、阀等执行器发出指令，自动控制液力增压机进行工作。压力继电器40与高压油栗15的电机电连接，用于限制过压，控制高压油栗15的电机工作。
[0036]本实用新型不仅仅局限于上述实施例，所述的第一液力增压容器1、第二液力增压容器2、第一储油容器7、第二储油容器8的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器3。所述热交换器3的下游端通过管道连接提供循环冷却介质的容器，上游端通过管道与提供循环冷却介质的容器设有的栗相连，使冷却介质能够形成循环对液力增压容器内的压缩天然气和液压油进行冷却降温，同时对第一储油容器7、第二储油容器8腔内的液压油进行冷却降温。所述热交换器3可采用若干直管并列分布的方式设置在容器内，也可采用螺旋盘管的方式设置在容器内，目的是让进入容器内的不同密度的气体、液体与热交换器3接触面积增大，提高热交换效率。对储油容器内的液压油进行冷却降温，让吸收了压缩热返回储油容器内的液压油也能得到降温，进一步提高液压油的降温效果，从而使整个液力增压机降温效率得到提高。本实施例的所述液力增压容器腔内设置的热交换器3采用若干直管并列分布方式，该液力增压容器包括容器体101、上端盖102、下端盖105，若干竖直的热交换管3c、热交换管3c的上固定座103、下固定座106、上连接座104、下连接座107。所述上端盖102、下端盖105与容器体101连接固定且密封，可采用焊接或螺栓固定连接。所述上端盖102的下端面设有凹槽1021，该凹槽1021与上端盖102设有的管路接孔1022相通，上固定座103上端设有中心孔柱和环绕中心孔柱的环形凹槽1031，上固定座103的中心孔柱穿过上端盖102设有的中心孔形成固定连接，使环形凹槽1031与凹槽1021共同构成冷却介质通过的通道;所述下端盖105的上端面设有凹槽1051，该凹槽1051与下端盖1052设有的管路接孔1052相通，下固定座106下端设有中心孔柱和环绕中心孔柱的环形凹槽1061，下固定座106的中心孔柱穿过下端盖105设有的中心孔形成固定连接，使环形凹槽1061与凹槽1051共同构成冷却介质通过的通道;若干竖直的热交换管3c并列分布在容器体101腔内，并列的各热交换管301之间留有为气体和液体让位的空间间隙，热交换管3c的上端与上固定座103连接固定，且与环形凹槽1031连通，各热交换管3c的下端与下固定座106连接固定，且与环形凹槽1061连通，使冷却介质能够从管路接孔1052进入，经过热交换管3c从管路接孔1022流出形成循环。为使若干热交换管3c在压力环境中能保持稳定的间距，还可以设置至少一个多孔支撑板3a，用于支撑在热交换管3c的中段，使热交换管3c不会在压力下发生变形或移位，本实施例采用两个多孔支撑板3a，多孔支撑板3a上的一部分孔用于供热交换管3c穿过，使热交换管3c能够被多孔支撑板3a支撑定位，多孔支撑板3a上的另一部分孔供气体和液体通过，让进入液力增压容器的天然气能够被进入液力增压容器的液压油压缩。所述多孔支撑板3a的定位，采用多根支撑立杆3b与多孔支撑板3a，把多孔支撑板3a支撑定位在上固定座103和下固定座106之间。一浮子式液位开关通过上连接座104与上固定座103的中心孔柱连接固定，浮子式液位开关的支撑杆401伸进液力增压容器腔内，支撑杆401下端铰接浮子杆402，浮子杆402上连接的触发杆403延伸出上连接座104，与上连接座104上安装的触发器404对应，上连接座104上设置天然气管路接口 1041;下连接座107与下固定座106的中心孔柱连接固定，下连接座107上设置液压油管路接口 1071。本实施例的储油容器结构，除了不设置液位传感器夕卜，储油容器腔内设置热交换器的结构与液力增压容器设置热交换器的结构相同。或者，第一液力增压容器1、第二液力增压容器2、第一储油容器7、第二储油容器8的腔内采用盘管式热交换器，盘管的一端连接下固定座106，另一端连接上固定座103，同样能够实现目的。
[0037]所述高压油栗15采用柱塞式高压油栗，使其能满足高压进，增压出的需要，或者只要能够满足高压进，增压出条件的高压油栗，也适用于本实用新型的技术方案。所述高压油栗还可以由至少两个高压油栗并联组成高压油栗组，各高压油栗的进口并联于与液压换向装置9的回油口 9d相连的回油管16，各高压油栗的出口并联于液压换向装置9的压力口 9c。本实施例的高压油栗15采用并联结构的两个高压油栗，两个高压油栗的进口并联于与液压换向装置9的回油口 9d相连的回油管16，两个高压油栗的出口分别经单向阀14并联于一消声器13的上游端。所述液压换向装置9的压力口 9c与高压油栗15出口之间的管路还可设置消声器13、单向阀14，液压换向装置9的压力口 9c与消声器13的下游端连接，消声器13的上游端经单向阀14与高压油栗15的出口连接。由此，既能实现冗余加压功能，保证加压的连续稳定性，又能降低加压过程中发出的呼嘯噪音，有利于环保。而且，在所述液压换向装置9的压力口 9c与高压油栗15出口之间的管路上还可以设置卸荷压力传感器19，且通过一卸荷歧路17与高压油栗15的进口连接的回油管16相连，该卸荷歧路17上设有溢流阀18。卸荷压力传感器19与PLC控制器6电连接，由卸荷压力传感器19采集高压油栗15输出的压力信号传输给PLC控制器6，调整控制高压油栗15输出的液压油压力，保证天然气加气子站的内冷式液力增压机正常工作。
[0038]本实用新型工作时，可先不启动液力增压机的闭环管路的高压油栗15工作，让闭环管路内形成压阻，利用天然气运输槽车54储气瓶的压缩天然气压力，为供气管路33输气。由于闭环管路的压阻使天然气自动选择直通旁路42经压缩天然气输气总管44为加气子站的储气罐供气。当天然气运输槽车储气瓶的压缩天然气压力减小后，再启动闭环管路的高压油栗15工作，使天然气从供气管路33经气流自动切换装置5交替进入闭环管路的第一液力增压容器1、第二液力增压容器2进行增压，并持续从增压输气管路34向压缩天然气输气总管44输送，为加气子站的储气罐供气。由于第一液力增压容器1、第二液力增压容器2是通过闭环管路连通，在交替增压的过程中，能够充分利用天然气运输槽车储气瓶的压缩天然气的余压，将余压转换成进气动能和卸荷动能，与闭环管路结构的液压驱动动能结合，使高压油栗加压不必从OMPa起，而是从天然气的余压起加压，缩短了升压行程，可节约大量动能，降低能耗。并且由于第一液力增压容器1、第二液力增压容器2内均设有供循环冷却介质通过的热交换器3，使第一液力增压容器1、第二液力增压容器2在天然气压缩过程中产生的热量，直接传导给热交换器，由热交换器内的循环冷却介质快速带走，极大地提高了降温效率，能避免因压缩发热导致的安全事故发生。同时通过设置的液压油自动补充系统20，用于对闭环管路油泄漏进行在线检测补充，以保证液压系统能正常工作，并提高工作效能。并且能将泄漏回补油箱内的泄漏油再返还到闭环管路中，不需另外增添新油，极大地节约成本。
【主权项】
1.一种液力增压天然气加气子站，包括加气计量机、液力增压机、天然气运输槽车，其特征在于:所述液力增压机包括供气管路、第一液力增压容器、第二液力增压容器、增压输气管路，所述供气管路通过高压软管连接天然气运输槽车的储气瓶，所述增压输气管路的下游端与压缩天然气输气总管连接，两个液力增压容器竖立设置，各液力增压容器的上端设有天然气管路接口，下端设有液压油管路接口，各液力增压容器内腔上部均设有用于换向控制的液位传感器，液位传感器与PLC控制器电连接，所述供气管路和增压输气管路通过气流自动切换装置与两个液力增压容器的天然气管路接口连接，第一液力增压容器的液压油管路接口通过第一输压管路与液压换向装置的第一工作口连接，第二液力增压容器的液压油管路接口通过第二输压管路与液压换向装置的第二工作口连接，液压换向装置的压力口与由PLC控制器控制的高压油栗的出口连通，液压换向装置的回油口与由PLC控制器控制的高压油栗的进口连通，使两个液力增压容器、液压换向装置、高压油栗之间形成闭环管路结构，该闭环管路与一液压油自动补充系统相连;所述增压输气管路上设有油气分离稳压容器，所述用于连接天然气运输槽车的供气管路上设有一直通旁路迈过气流自动切换装置与增压输气管路交汇连接压缩天然气输气总管的上游端，所述压缩天然气输气总管的下游端通过支管分别连接多个为加气计量机输气的储气罐，各支管上分别设有单向阀，加气计量机上设有多个电磁阀，各储气罐分别通过高压输气管对应连接加气计量机上的电磁阀。2.根据权利要求1所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述第一输压管路设有第一储油容器，第一储油容器的上端口与第一液力增压容器的液压油管路接口连通，第一储油容器的下端口与液压换向装置的第一工作口连通，且通过第一补油分管连接液压油自动补充系统，所述第二输压管路设有第二储油容器，第二储油容器的上端口与第二液力增压容器的液压油管路接口连通，第二储油容器的下端口与液压换向装置的第二工作口连通，且通过第二补油分管连接液压油自动补充系统。3.根据权利要求2所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述第一液力增压容器、第二液力增压容器、第一储油容器、第二储油容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器。4.根据权利要求1所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述高压油栗采用柱塞式高压油栗，由至少两个高压油栗并联组成高压油栗组，各高压油栗的进口并联于与液压换向装置的回油口相连的回油管，各高压油栗的出口并联于液压换向装置的压力口。5.根据权利要求1或4所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述液压换向装置的压力口与高压油栗出口之间的管路设有消声器、单向阀，液压换向装置的压力口与消声器的下游端连接，消声器的上游端经单向阀与高压油栗的出口连接。6.根据权利要求1所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述液压换向装置的压力口与高压油栗出口之间的管路设有卸荷压力传感器，且通过一卸荷歧路与高压油栗的进口连接的回油管相连，该卸荷歧路上设有溢流阀。7.根据权利要求1所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述液压油自动补充系统包括补油栗、补油箱、液位检测器、单向阀，所述补油栗的进□端连接补油箱，补油栗的出口端通过并联的两补油分管分别与第一输压管路、第二输压管路连接，两补油分管上分别设置单向阀，所述液位检测器设于补油箱中，所述液位检测器、补油栗与PLC控制器电连接。8.根据权利要求7所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:补油栗出口与两补油分管相连的管路上设有压力表和补油控制阀组，所述补油控制阀组包括先导式溢流阀和二位二通阀，所述先导式溢流阀的进口与管路连接，先导式溢流阀的出口接补油箱，先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通阀接补油箱。9.根据权利要求1所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述油气分离稳压容器的上部设置一油气分离装置伸入稳压容器腔内，所述油气分离装置上设置稳压容器的进气口和出气口，所述进气口通过上游的增压输气管路与气流自动切换装置的出口连接，所述出气口连接下游的增压输气管路，所述稳压容器的下端设置排液口，该排液口通过切断阀接补油箱，一液位传感器设置在稳压容器内腔下部，该液位传感器与PLC控制器电连接，且与两液力增压容器内腔上部设置的用于换向控制的液位传感器形成保险发讯系统。10.根据权利要求1所述的液力增压天然气加气子站，其特征在于:所述各支管上分别设有压力传感器与加气计量机的控制器电连接。
【文档编号】F17C13/02GK205447255SQ201521104589
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月28日
【发明人】廖华, 谭世云, 罗伟, 江洪, 秦大昆
【申请人】重庆耐德节能装备有限公司