专利名称：无损耗单管路加气站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液化天然气加气领域，特别是涉及一种无损耗单管路加气站。
技术背景目前最大的燃油使用是汽车，所以要大力开发替代能源包括天然气。天然气是实用、充足、便宜、环保安全的可替换能源之一。一种改装过的双燃料柴油发动机，消耗柴油和液化天然气混合燃料的比例是60/40。这种发动机本质上是减少了柴油的消耗，但要求液化天然气在300PSI状态下传输至发动机，这大约是液化天然气存储压力的6倍。其他以天然气为驱动力的发动机要求的液化天然气传输压力范围为小于50PSI或大于500PSI。因此，液化天然气加气站的液化天然气传输压力范围很广。此外，当加气结束时，车辆加液罐的压力至少与车辆运行压力一样，但小于罐体排放压力。液化天然气是一种易挥发的物质，其状态受压力和温度影响很大。因此，加气站必须合理处理压力和温度的变化，控制深冷系统中总是发生的气液转换。最佳的是，加气站无液化天然气排放到大气中，因为液化天然气排放会造成浪费和潜在危险。所以现在继续提出一种在一定的温度、压力和操作条件下，能够高效、安全的传输液化天然气的无损耗液化天然气加气站。
发明内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种无损耗单管路加气站，能够在液化天然气传输过程中保证无损耗，安全性高，传输效率高。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种无损耗单管路加气站，包括充装管路，充装罐、绝热增压罐、冷却罐、热交换器以及喷射装置，所述充装管路和充装罐相连接，所述充装罐和绝热增压罐之间通过有第一管路和第二管路相连接，所述冷却罐通过第一冷却循环管路和热交换器相连接，所述冷却罐和绝热增压罐之间连接有第二冷却循环管路和第七管路，所述热交换器通过第五管路和喷射装置相连接，所述充装罐通过第六管路和喷射装置相连接，所述绝热增压罐内具有第二气相天然气和第二液相天然气，所述第二气相天然气和第二液相天然气通过增压管路相连接，所述第二气相天然气和喷射装置之间通过第三管路相连接，所述第二液相天然气和喷射装置之间通过第三管路相连接。在本实用新型一个较佳实施例中，所述充装罐为双层壳体容器，所述充装罐内设置有真空隔热层，所述充装罐内有第一气相天然气和第一液相天然气，所述充装管路包括上充装管路和下充装管路，所述上充装管路与第一气相天然气相连接，所述下充装管路与第一液相天然气相连接。在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二气相天然气和第二液相天然气之间具有一浮子，所述热增压罐底部设置有计量装置，所述第二气相天然气和第一气相天然气通过第二管路相连接，所述第一液相天然气与第二液相天然气通过第一管路相连接，所述第二管路上设置有压力调节装置，所述第一管路上设置有流量控制阀。在本实用新型一个较佳实施例中，所述增压管路上具有第一盘管、流量控制阀以及与流量控制阀相连接的传感器。在本实用新型一个较佳实施例中，所述冷却罐具有气相氮气和液相氮气，所述液相氮气通过第一冷却循环管路和热交换器与气相氮气相连接，所述第二冷却循环管路包括第一压力开关阀、传感器和第二盘管，所述第二盘管设置在第二气相天然气上，所述第七管路与第二盘管相连接，所述冷却罐上连接有具有压力调节装置的排气管路。在本实用新型一个较佳实施例中，所述第六管路通过第二压力开关阀与第三管路相连接，所述第四管路和第五管路同时与第三压力开关阀相连接，所述第五管路上连接有第三盘管。在本实用新型一个较佳实施例中，所述喷射装置为双向喷射阀，所述双向喷射阀 内设置有控制阀，所述控制阀同时与第三管路和第三压力开关阀相连接。本实用新型的有益效果是本实用新型无损耗单管路加气站在液化天然气传输过程中保证无损耗，高全性高，传输效率高。
图I是本实用新型无损耗单管路加气站一较佳实施例的结构示意图；附图中各部件的标记如下1、充装管路，2、充装罐，3、绝热增压罐，4、冷却罐，5、热交换器，6、喷射装置，7、第一管路，8、第二管路，9、第一冷却循环管路，10、第二冷却循环管路，11、第七管路，12、第三管路，13、第四管路，14、第五管路，15、第六管路，16、真空隔热层，17、第一气相天然气，18、第一液相天然气，19、上充装管路，20、下充装管路，21、浮子，22、计量装置，23、第二气相天然气，24、第二液相天然气，25、压力调节装置，26、流量控制阀，27、第一盘管，28、传感器,29、气相氮气,30、液相氮气,31、第一压力开关阀,32、第二盘管,33、排气管路，34、第二压力开关阀，35、第三压力开关阀，36、第三盘管，37、控制阀，38、增压管路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1，一种无损耗单管路加气站，包括充装管路1，充装罐2、绝热增压罐3、冷却罐4、热交换器5以及喷射装置6，所述充装管路I和充装罐2相连接，所述充装罐2和绝热增压罐3之间通过有第一管路7和第二管路8相连接，所述冷却罐4通过第一冷却循环管路9和热交换器5相连接，所述冷却罐4和绝热增压罐3之间连接有第二冷却循环管路10和第七管路11，所述热交换器4通过第五管路14和喷射装置6相连接，所述充装罐2通过第六管路15和喷射装置6相连接，所述绝热增压罐3内具有第二气相天然气23和第二液相天然气24，所述第二气相天然气23和第二液相天然气24之间具有一浮子21，所述第二气相天然气23和第二液相天然气24通过增压管路38相连接，所述第二气相天然气23和喷射装置6之间通过第三管路12相连接，所述第二液相天然气24和喷射装置6之间通过第四管路13相连接。另外，所述充装罐2为双层壳体容器，所述充装罐2内设置有真空隔热层16，所述充装罐2内有第一气相天然气17和第一液相天然气18，所述充装管路I包括上充装管路19和下充装管路20，所述上充装管路19与第一气相天然气17相连接，所述下充装管路20与第一液相天然气18相连接。另外，所述热增压罐3底部设置有计量装置22，所述第二气相天然气23和第一气相天然气17通过第二管路8相连接，所述第一液相天然气18与第二液相天然气24通过第一管路相连接，所述第二管路8上设置有压力调节装置25，所述第一管路7上设置有流量控制阀26。另外，所述增压管路38上具有第一盘管27、流量控制阀26以及与流量控制阀26相连接的传感器28。另外，所述冷却罐4具有气相氮气29和液相氮气30，所述液相氮气30通过第一冷却循环管路9和热交换器5与气相氮气29相连接，所述第二冷却循环管路10包括第一压力开关阀31、传感器28和第二盘管32，所述第二盘管32设置在第二气相天然气23上，所述第七管路11与第二盘管32相连接，所述冷却罐4上连接有具有压力调节装置25的排气管路33。另外，所述第六管路15通过第二压力开关阀34与第三管路12相连接，所述第四管路13和第五管路14同时与第三压力开关阀35相连接，所述第五管路14上连接有第三盘管36。另外，所述喷射装置6为双向喷射阀，所述双向喷射阀内设置有控制阀37，所述控制阀37同时与第三管路12和第三压力开关阀35相连接。本实用新型无损耗单管路加气站具体工作原理如下充装罐2是绝热的，但是由于第一液相天然气18和大气环境发生热转移，因此会产生第一气相天然气17，充装管路I通过上充装管路19将小部分的液化天然气喷进第一气相天然气17，使得第一气相天然气17冷却，此时充装罐2中压力下降，大部分液化天然气通过下充装管路20冲入到充装罐2中，第一管路7将第一液相天然气18从充装罐2传输至绝热增压罐3，充装罐2和绝热增压罐3之间的液化天然气流量通过流量控制阀26控制，只有当绝热增压罐3的压力小于充装罐2的压力时才会传输液化天然气。如果有必要的话，绝热增压罐3的压力需要降到充装罐2压力之下。通常，在系统没有传输液化天然气要求时才充装充装罐2，当绝热增压罐3接收第二液相天然气24后会产生第二气相天然气23。第二液相天然气24和第二气相天然气23之间有浮子21。浮子21将第二液相天然气24从温度相对高的第二气相天然气23分离，将两者之间的热量传递降至最小，控制汽化和冷凝。最小化热量传递使得系统压力和温度得到更好的控制，绝热增压罐3上的增压管路38连接第二液相天然气24和第二气相天然气23。增压管路38有不绝热的第一盘管27，将增压管路38和大气环境之间的热量转移最大化。因此，液化天然气在第一盘管27上汽化，以气态传输到第二气相天然气23，增加了绝热增压罐3的压力。当第二气相天然气23的压力下降至规定值以下时，传感器28将打开流量控制阀26，使液化天然气通过增压管路38重新建立压力，充装罐2的第一气相天然气17和绝热增压罐3的第二气相天然气23之间有第二管路8。第二管路8上有压力调、节装置26，当第一气相天然气17压力高于调压力调节装置26设定值时，气体从第一气相天然气17转移到第二气相天然气23。由于绝热增压罐3的压力和第一气相天然气17的压力都可以控制，从而确保液化天然气传输顺利，第四管路13用于将液化天然气从绝热增压罐3通过喷射装置6传输至车辆。第三压力开关阀35是电控的，可以通过喷射装置6连接第五管路14或第四管路13。绝热增压罐3上的计量装置22可以看出传输到车辆的液化天然气数量，当流量较大，即传输10加仑以上液化天然气时使用第四管路13 ;即将小于10加仑的液化天然气传输到车辆或降低车用瓶温度时使用第五管路14。当传输小流量的液化天然气时，液化天然气通过管道时的吸热将是一个问题，因为一部分液化天然气在到达车用瓶前就会汽化。因此对于少量的液化天然气，会使用热交换器5来过冷液化天然气。所以，通过第五管路14的液化天然气汽化不存在任何问题，因为液化天然气由液相氮气使之过冷。需要时，过冷的液化天然气同样也可以用来冷却车辆液化天然气系统.第六管路15通过第二压力开关阀34选择性地与喷射装置6连接，将车辆燃料瓶中过高压力气体排放到第一气相天然气17。如果需要，第三管路12通过第二压力开关阀34选择性地与喷射装置6连接，将车辆燃料瓶中过高压力气体排放到第二气相天然气23。通过降低车辆燃料瓶的压力将高压气体从车辆中排出，有助于液化天然气的传输。或者，在完成加气后，车辆燃料瓶的压力太低，第三管路12连接到双向喷射装置6，通过第一气相天然气17内高压气体来增加车用瓶压力或增加车辆液化天然气系统的温度。冷却罐4内有液相氮气30，形成气相氮气29。液相氮气可以接受任何冷凝介质如液态氧气的使用。此外，使用机械制冷器，用液氮作为热交换介质来控制系统内液化天然气的压力和温度。第一冷却循环管路10通过绝热增压罐3中的第二气相天然气23。第二条冷却管路10包括第二气相天然气23上的第二盘管32，作用是吸收热量，使第二气相天然气23到液氮的热量传递达到最大。当液氮通过第二盘管32时，热量转移到液氮，这样第二气相天然气23就冷却了，液氮开始升温最终汽化，气相气体冷凝时，绝热增压罐3中的压力会下降。通过控制通过第二盘管32的液氮的流量来控制绝热增压罐3中的压力。传感器28检测第二气相天然气23的压力，并根据第二气相天然气23的压力开关第一压力开关阀31。如果传感器28检测出第二气相天然气23的压力高于设定值，第一压力开关阀31就会打开使液氮流入第二盘管32，冷凝气相气体，当压力下降至设定值以下，第一压力开关阀31关闭。第二盘管32中汽化的液氮会通过第七管路11返回到冷却罐4中增加冷却罐4的压力，冷却罐4也有第一条冷却循环管路9。将液氮传输通过热交换器5，热交换器5围绕着第三盘管36，第三盘管36与第五管路14相连。液氮在第一冷却循环管路9里面循环，会使通过第五管路14的液化天然气过冷，确保使用第五管路14时液化天然气在加气过程中不汽化。过冷液化天然气是指在给定压力下冷却至平衡温度以下，可以用来降低车辆燃料系统温度，带有排气管路33的冷却罐4安装有压力调节装置25。因为热交换发生在第二盘管32和第三盘管36内，会产生氮气产生并伴随着冷却罐4的压力增加，有必要定期排放冷却罐4内的气体。当罐内压力高于设定值时，压力调节装置25会将氮气排进大气中。只有无害、环保、安全、相对便宜的氮气会排放到大气中，液化天然气不会排放。操作中，通过打开流量控制阀26将液化天然气从充装罐2传输至绝热增压罐3，只有当绝热增压罐中的压力低于充装罐2中的压力时，液化天然气才会从充装罐 2流到绝热增压罐3。因为充装罐2中的压力保持在50PSI，必要时需要降低绝热增压罐3中的压力。打开第一压力开关阀31使液氮通过第二冷却循环管10和第二盘管32冷却第一气相天然气23中的气体，直到绝热增压罐3中的压力降到低于充装罐2中的压力，一旦绝热增压罐3充满了液化天然气，可以通过增压管路38增压或第二冷却循环管路10降压，使其压力保持在任何需要的设定级别。压力传感器28分别在增压管路38和第二冷却循环管路10上，第一压力开关阀31和流量控制阀26会自动开关来保持绝热增压罐3内所需的压力设定范围。当绝热增压罐3内加压的液化天然气传输到车辆上，喷射装置6通过锁圈连接到车辆燃料管路上。如果车用瓶压力过高，可以通过第二压力开关阀34将第六管路15连接至喷射装置6上，将车用瓶中高压气体传输至充装罐2。或者第三管路12通过第二压力开关阀34连接到绝热增压罐3，将高压气体传输至绝热增压罐3。第二压力开关阀34的位置以操作是否会升高充装罐2或绝热增压罐3内的压力而定。如果需要大量液化天然气，就要通过第四管路13传输。这种情况下，第三压力开关阀35将第四管路13和喷射装置6连接起来。如果需要少量的过冷液化天然气，那么第三压力开关阀35要将第五管路14和喷射装置6连接起来，并且在液化天然气传输到第五管路14之前需要使第一冷却循环管路9将液氮传输至热交换器5，使液化天然气过冷。在车用瓶充装满液化天然气后，可能要重 新增压。这种情况下，第二压力开关阀34将第三管路12与喷射装置6连接。绝热增压罐3内的高压气体从第二气相天然气23传输到车用瓶，最后。如果充装罐2内的压力超过压力调节装置25设定值，第二管路8会将气体从第一气相天然气17传绝热增压罐3内，通过第二盘管32存储或冷凝。区别于现有技术，本实用新型无损耗单管路加气站在液化天然气传输过程中保证无损耗，安全性高，传输效率高。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种无损耗单管路加气站，其特征在于，包括充装管路，充装罐、绝热增压罐、冷却罐、热交换器以及喷射装置，所述充装管路和充装罐相连接，所述充装罐和绝热增压罐之间通过有第一管路和第二管路相连接，所述冷却罐通过第一冷却循环管路和热交换器相连接，所述冷却罐和绝热增压罐之间连接有第二冷却循环管路和第七管路，所述热交换器通过第五管路和喷射装置相连接，所述充装罐通过第六管路和喷射装置相连接，所述绝热增压罐内具有第二气相天然气和第二液相天然气，所述第二气相天然气和第二液相天然气之间具有一浮子，所述第二气相天然气和第二液相天然气通过增压管路相连接，所述第二气相天然气和喷射装置之间通过第三管路相连接，所述第二液相天然气和喷射装置之间通过第三管路相连接。
2.根据权利要求I所述的无损耗单管路加气站，其特征在于，所述充装罐为双层壳体容器，所述充装罐内设置有真空隔热层，所述充装罐内有第一气相天然气和第一液相天然气，所述充装管路包括上充装管路和下充装管路，所述上充装管路与第一气相天然气相连接，所述下充装管路与第一液相天然气相连接。
3.根据权利要求I所述的无损耗单管路加气站，其特征在于，所述绝热增压罐底部设置有计量装置，所述第二气相天然气和第一气相天然气通过第二管路相连接，所述第一液相天然气与第二液相天然气通过第一管路相连接，所述第二管路上设置有压力调节装置，所述第一管路上设置有流量控制阀。
4.根据权利要求I所述的无损耗单管路加气站，其特征在于，所述增压管路上具有第一盘管、流量控制阀以及与流量控制阀相连接的传感器。
5.根据权利要求I所述的无损耗单管路加气站，其特征在于，所述冷却罐具有气相氮气和液相氮气，所述液相氮气通过第一冷却循环管路和热交换器与气相氮气相连接，所述第二冷却循环管路包括第一压力开关阀、传感器和第二盘管，所述第二盘管设置在第二气相天然气上，所述第七管路与第二盘管相连接，所述冷却罐上连接有具有压力调节装置的排气管路。
6.根据权利要求I所述的无损耗单管路加气站，其特征在于，所述第六管路通过第二压力开关阀与第三管路相连接，所述第四管路和第五管路同时与第三压力开关阀相连接，所述第五管路上连接有第三盘管。
7.根据权利要求I所述的无损耗单管路加气站，其特征在于，所述喷射装置为双向喷射阀，所述双向喷射阀内设置有控制阀，所述控制阀同时与第三管路和第三压力开关阀相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种无损耗单管路加气站，包括充装管路，充装罐、绝热增压罐、冷却罐、热交换器以及喷射装置，所述充装管路和充装罐连接，所述充装罐和绝热增压罐之间通过有第一管路和第二管路连接，所述冷却罐通过热交换器连接，所述冷却罐和绝热增压罐之间连接有第二冷却循环管路和第七管路，所述热交换器和喷射装置连接，所述充装罐和喷射装置连接，所述绝热增压罐内具有第二气相天然气和第二液相天然气，所述第二气相天然气和第二液相天然气通过增压管路连接，所述第二气相天然气和喷射装置连接，所述第二液相天然气和喷射装置连接。通过上述方式，本实用新型无损耗单管路加气站在传输过程中无损耗，安全性高，效率高。
文档编号F17D1/02GK202381978SQ20112045666
公开日2012年8月15日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者徐惠新, 李培容, 蒋志忠 申请人:查特深冷工程系统(常州)有限公司