一种气体稳压调节系统的制作方法

1.本实用新型涉及到lng车发动机测试领域，具体涉及到一种气体稳压调节系统。


背景技术：

2.lng作为清洁能源已被广泛运用到船舶和车辆等领域，新型lng燃料发动机在研发过程中，需要进行长时间反复多次的实验，以调试和改进产品的性能，为了保证发动机在测试中充分显示其真实性能，研发过程中的实验数据真实有效，需要一种气体稳压调节系统对lng燃料发动机的测试提供一种真实严格的实验环境，使研发过程中的实验数据更为真实有效。
3.在现有技术中，发动机测试平台装载有lng供气系统，中国专利(cn201510697681.6)公开了发动机试车平台燃气供气系统，通过压缩机组对天然气进行加压调压后进行使用，通过设置压缩机检测模块、管路监测模块和可燃气体监测模块将系统各处的压力和温度数字信号传输给中央处理器，与预设值进行对比后，若高于预设值，中央处理器向报警器发出声光报警信号，向执行器发出紧急切断信号，控制天然气压缩机、空气压缩机、冷冻干燥机和循环水制冷器的启闭，及时对可燃气体的泄露事故作出应急反应，但该系统本身的气压调节功能是通过设备和阀门的启闭实现的，实际操作中无法对系统内的气压进行高精度调节，气压调节的灵活度较差，实用性较低，难以实现发动机测试所需的模拟环境，且管道内容易出现管内高压的情况，运行过程中的系统安全性较低，系统的安全维护对人工操作的依赖性较大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种气体稳压调节系统。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种气体稳压调节系统，包括液压系统、加热气化系统、气体调控系统和气体测试系统；
7.所述液压系统包括液压站和液压管道；
8.所述加热气化系统包括加热站和防冻液管道，加热站的外部固定连接有汽化器，所述加热站与汽化器之间通过防冻液管道固定连接；
9.所述气体调控系统包括气瓶房、控制系统、第一高压气体控制支路、第二高压气体控制支路、电控排气支路和手动排气支路，所述气体调控系统的输出端固定连接有发动机，所述第一高压气体控制支路和第二高压气体控制支路包括安全排气支路，所述气瓶房的内部设置有气瓶，所述气瓶的内部设置有低温泵，所述汽化器与气体调控系统之间固定连接有高压管道，所述电控排气支路、手动排气支路和安全排气支路的输入端与所述高压管道的中部贯通连接，所述电控排气支路、手动排气支路和安全排气支路包括排空管道，所述安全排气支路与所述电控排气支路和手动排气支路通过排空管道连接；
10.所述控制系统包括监控电脑、设备通讯线和天然气传感器，所述监控电脑与天然
气传感器之间通过设备通讯线电性连接，所述天然气传感器设置于所述加热气化系统的外侧、所述气瓶房内部以及所述发动机的周边；
11.所述液压站与所述气瓶之间通过液压管道固定连接，所述气瓶与汽化器之间通过防冻液管道固定连接；
12.所述气体测试系统与所述气体调控系统共用气瓶和包含第二安全阀、第一针阀、汽化器、第三安全阀、第一压力表、第五球阀和第一电磁阀在内的高压连接管路，所述气体测试系统包括高压气体控制气路，所述高压连接管路的输出端与所述高压气体控制气路的输入端固定连接，所述高压气体控制气路上依次设置有调压阀组、控制球阀、压力传感器和流量计，所述调压阀组的尾端通过第四单向阀与安全排气支路连通，所述调压阀组与控制球阀之间通过排空球阀与安全排气支路连通，所述气体测试系统的输出端连接有被测件，所述被测件的输出端与安全排气支路连通。
13.在一些实施例中，所述第一高压气体控制支路和第二高压气体控制支路均包括包含第二安全阀、第一针阀、汽化器、第三安全阀、第一压力表、第五球阀和第一电磁阀在内的高压连接管路、缓冲罐、气耗仪、压力传感器、温度传感器、第六球阀和第二压力表，第一高压气体控制支路包括第二电磁阀，第二高压气体控制支路包括第九球阀、第四电磁阀、高频电磁阀、第十球阀、第五电磁阀、第三单向阀和第二针阀，所述气瓶、低温泵、第二安全阀、第一针阀、汽化器、第三安全阀、第一压力表、第五球阀、第一电磁阀、缓冲罐、气耗仪、压力传感器、温度传感器、第六球阀、第二压力表、第二电磁阀、第九球阀、第四电磁阀、高频电磁阀、第十球阀和第五电磁阀之间通过高压管道固定连接，所述第五电磁阀、第三单向阀和第二针阀之间通过排空管道连接。
14.在一些实施例中，所述电控排气支路包括第三电磁阀、第七球阀和第一单向阀，所述手动排气支路包括第八球阀和第二单向阀，所述第三电磁阀、第七球阀、第一单向阀、第八球阀、第二单向阀和第四安全阀之间通过排空管道固定连接。
15.在一些实施例中，所述加热站和汽化器之间的防冻液管道上设置有第一球阀、第二球阀和第六电磁阀，所述气瓶与汽化器之间的防冻液管道上设置有第三球阀和第四球阀。
16.在一些实施例中，所述液压站、加热站、第六电磁阀、第一电磁阀、压力传感器、温度传感器、气耗仪、第二电磁阀和第三电磁阀与监控电脑之间通过设备通讯线电性连接，所述压力传感器、温度传感器和气耗仪与监控电脑之间电性连接有采集卡。
17.在一些实施例中，所述液压管道、防冻液管道、高压管道和排空管道的外部均设置有流量计，所述流量计的输出端与所述监控电脑的输入端电性连接。
18.在一些实施例中，所述汽化器和发动机的排空端与所述安全排气支路的输出端通过排空管道连接，所述气瓶与安全排气支路之间设置有第一安全阀，所述第二安全阀的输出端与安全排气支路的输入端固定连接。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.1.通过设置液压系统、加热气化系统和气体调控系统，将液态气体抽出并气化，通过控制抽出液体气体的量和气体的气化量来控制管道内部气体压力的稳定，并输送给终端用户，增强了系统的气压稳定性和气压调节的灵活度，使终端用户的实验环境更为真实严格，提高了研发数据的真实性，有利于对终端用户进行测试和调试。
21.2.通过设置气体测试系统，利用调节阀组对气体管理压力进行调节，配合压力传感器以及第三安全阀、第四单向阀和排出球阀所在的多个排空支路，使系统能够根据所需要压力的需求，随时改变压力管道内部压力并维持稳定状态，并且更精准地控制发动机内部气体压力，实现了系统高压稳定状态的长时间维持，进一步提高了系统的性能和调控能力，提升了整个系统的使用安全性。
22.3.通过设置第一高压支路、第二高压支路和控制系统，使气体调控系统能够为终端用户提供固定的或能够二次调节的气压环境，并保持气压环境在设定压力值范围内的稳定性，提高了系统在测试时的功能多样性，提升了系统气压调控的精度，为研发提供多样可靠的实验环境，且调控过程减少了人工操作，降低了系统对人工操作的依赖性。
23.4.通过设置电控排气支路、手动排气支路和安全排气支路，使气体调控系统根据高压支路选择的不同选择排气支路，避免了单一排气支路故障造成气体无法排出的问题，降低了系统检修的难度，提高了系统运行的安全性。
附图说明
24.图1为本实用新型的气体稳压系统结构示意图；
25.图2为本实用新型的气体测试系统结构示意图；
26.图3为本实用新型的第一高压支路的工作流程图；
27.图4为本实用新型的第二高压支路的工作流程图；
28.图中：细实线为液压管线；短虚线为防冻液管线；粗实线为高压管线；双点画线为排空管线；长虚线为设备通讯线；双点线为气瓶房区域线；
29.1、液压站；2、加热器；3、汽化器；4、气瓶；5、缓冲罐；6、气耗仪；7、发动机；8、天然气传感器；9、调节阀组；a1、第一安全阀；a2、第二安全阀；a3、第三安全阀；a4、第四安全阀；dz1、第一电磁阀；dz2、第二电磁阀；dz3、第三电磁阀；dz4、第四电磁阀；dz5、第五电磁阀；dz6、第六电磁阀；dz7、高频电磁阀；h1、第一单向阀；h2、第二单向阀；h3、第三单向阀；h4、第四单向阀；h5、第五单向阀；j1、第一针阀；j2、第二针阀；p1、第一压力表；p2、第二压力表；p3、压力传感器；q1、第一球阀；q2、第二球阀；q3、第三球阀；q4、第四球阀；q5、第五球阀；q6、第六球阀；q7、第七球阀；q8、第八球阀；q9、第九球阀；q10、第十球阀；q11、控制球阀；q12、排出球阀；t、温度传感器。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例1
32.一种气体稳压调节系统，包括液压系统、加热气化系统和气体调控系统；
33.液压系统包括液压站1和液压管道，液压站1内部固定安装有油箱、液压泵、电机、阀组、风冷散热器和过滤器，油箱、液压泵、电机、阀组、风冷散热器和过滤器之间通过油路连接；
34.加热气化系统包括加热站和防冻液管道，加热站内部固定安装有冷却液箱、水泵和调节阀，加热站的外部固定连接有汽化器3，加热站和汽化器3之间通过防冻液管道固定连接；
35.气体调控系统包括气瓶房、控制系统、第一高压气体控制支路、第二高压气体控制支路、电控排气支路和手动排气支路，气体调控系统的输出端固定连接有发动机7，第一高压气体控制支路和第二高压气体控制支路包括安全排气支路，气瓶房的内部设置有气瓶4，气瓶4的内部设置有低温泵，汽化器3与气体调控系统之间固定连接有高压管道，发动机7的输入端与气体调控系统的输出端通过高压管道固定连接，电控排气支路、手动排气支路和安全排气支路的输入端与高压管道的中部贯通连接，电控排气支路、手动排气支路和安全排气支路包括排空管道，电控排气支路、手动排气支路的输出端与安全排气支路的输出端通过排空管道连接；
36.控制系统包括监控电脑、设备通讯线和天然气传感器8，监控电脑与天然气传感器8之间通过设备通讯线电性连接，天然气传感器8设置于加热气化系统的外侧、气瓶房内部以及发动机7的周边；
37.液压泵与气瓶4之间通过液压管道固定连接，气瓶4与汽化器3之间通过防冻液管道固定连接；
38.如图2所示的气体测试系统与气体调控系统共用气瓶4和包含第二安全阀a2、第一针阀j1、汽化器3、第三安全阀a3、第一压力表p1、第五球阀q5和第一电磁阀dz1在内的高压连接管路，在气瓶4内的低压泵与高压连接管路之间设置有第五单向阀h5，气体测试系统包括高压气体控制气路，高压连接管路的输出端与高压气体控制气路的输入端固定连接，高压气体控制气路上依次设置有调压阀组9、控制球阀q11、压力传感器p3和流量计，调压阀组9的尾端通过第四单向阀h4与安全排气支路连通，调压阀组9与控制球阀q11之间通过排空球阀q12与安全排气支路连通，气体测试系统的输出端连接有被测件，被测件的输出端与安全排气支路连通。
39.液压系统为整个系统的动力供给系统，加热气化系统将液化气体进行充分完全的气化，并且将低温气体升温至常温，气体调控系统控制系统内部压力的稳定，并且根据压力情况，反馈控制液压系统和加热气化系统的工作状态，从而维持整个系统内部的压力稳定。
40.气瓶4、低温泵、第二安全阀a2、第一针阀j1、汽化器3、第三安全阀a3、第一压力表p1、第五球阀q5、第一电磁阀dz1、调节阀组9、控制球阀q11、压力传感器p3和流量计共同组成了高压气体控制气路，能够根据所需要压力的需求，随时改变更改压力管道内部压力并维持稳定状态，并且可以更加精准的控制发动机内部气体压力，其中压力传感器p3实时检测缓冲罐内部气体压力，反馈调节低温泵与汽化器3的工作状态，维持气体内部系统压力的稳定。
41.第三安全阀a3，起到良好的保护作用，在形成危险高压之前就开启排出气体，避免了气路被堵塞形成局部高压危险区域的情况。
42.调压阀组9用于调节气体管路压力，并且当压力超过所需压力时，将多余气体排出，在尾端接入的第四单向阀h4，能够有效防止排空管道内部气体倒灌。
43.排出球阀q12，使操作人员能够手动排出管道内部气体，并且在测试件排出不通畅时，起到一定的保护作用。
44.如图1所示，第一高压气体控制支路和第二高压气体控制支路均包括包含第二安全阀a2、第一针阀j1、汽化器3、第三安全阀a3、第一压力表p1、第五球阀q5、第一电磁阀dz1在内的高压连接管路、缓冲罐5、气耗仪6、压力传感器p3、温度传感器t、第六球阀q6和第二压力表p2，第一高压气体控制支路包括第二电磁阀dz2，第二高压气体控制支路包括第九球阀q9、第四电磁阀dz4、高频电磁阀dz7、第十球阀q10、第五电磁阀dz5、第三单向阀h3和第二针阀j2，气瓶4、低温泵、第二安全阀a2、第一针阀j1、汽化器3、第三安全阀a3、第一压力表p1、第五球阀q5、第一电磁阀dz1、缓冲罐5、气耗仪6、压力传感器p3、温度传感器t、第六球阀q6、第二压力表p2、第二电磁阀dz2、第九球阀q9、第四电磁阀dz4、高频电磁阀dz7、第十球阀q10和第五电磁阀dz5之间通过高压管道固定连接，第五电磁阀dz5、第三单向阀h3和第二针阀j2之间通过排空管道连接。
45.气瓶4、低温泵、第二安全阀a2、第一针阀j1、汽化器3、第三安全阀a3、第一压力表p1、第五球阀q5、第一电磁阀dz1、缓冲罐5、气化仪、压力传感器p3、温度传感器t、第二电磁阀dz2、第六球阀q6、第二压力表p2共同组成了第一高压气体控制支路，并沿气体流通方向排布，使整个系统在选择使用第一高压气体控制支路时，管内压力能够在设定压力范围内维持恒定，压力传感器p3实时监测缓冲罐5内部气压，通过控制系统反馈调节液压系统与加热气化系统的工作状态，维持系统内部气体压力的稳定；
46.气瓶4、低温泵、第二安全阀a2、第一针阀j1、汽化器3、第三安全阀a3、第一压力表p1、第五球阀q5、第一电磁阀dz1、缓冲罐5、气化仪、压力传感器p3、温度传感器t、第九球阀q9、第四电磁阀dz4、高频电磁阀dz7、第十球阀q10、第二压力表p2、第五电磁阀dz5、第三单向阀h3、第二针阀j2共同组成了第二高牙气体控制支路，并沿气体流通方向排布，使整个系统能够随时根据需要改变设定压力值，从而改变管内压力并维持稳定，其中压力传感器p3的工作原理与第一高压气体控制支路相同。
47.其中第二安全阀a2为气瓶4出口管道安全阀，保证了出口的压力安全，同时避免了后端未打开阀件产生的安全隐患，第一针阀j1是气体管道入口的控制阀门，第一压力表p1显示汽化器3端气体实际的压力情况，第五电磁阀dz5用于系统根据实际需要要求，调节高压气管内部气体压力，第一电磁阀dz1控制高压管道后端气体压力的进出，与第三球阀q3相互配合使用，减少了人为操控的故障率，缓冲罐5减少了高压管道内部压力的波动，保证高压管道内气体压力更加平稳，气耗仪6检测高压管道后端发动机7所消耗的气量，压力传感器p3检测缓冲罐5内部气体压力情况，第二电磁阀dz2控制气体进入发动机7，第六球阀q6在系统中处于常开状态，配合第二电磁阀dz2共同来控制气体进出，第二压力表p2显示发动机7内部气体压力，第九球阀q9在系统中处于常开状态，控制第二高压气体支路的气体进出，第四电磁阀dz4的设置减少了人为操作，第四安全阀a4保证了管道内部气体压力安全，高频电磁阀dz7控制进入发动机7内部的气体压力，保证发动机7内部压力始终处于一个稳定状态，第三单向阀h3是为了防止排气管道内部气体反向流入高压气管内部而设置，第二针阀j2调节管路开度大小和气体排放速度。
48.如图1所示，电控排气支路包括第三电磁阀dz3、第七球阀q7和第一单向阀h1，手动排气支路包括第八球阀q8和第二单向阀h2，第三电磁阀dz3、第七球阀q7、第一单向阀h1、第八球阀q8、第二单向阀h2和第四安全阀a4之间通过排空管道固定连接。
49.以安全排气支路为主要排空支路，其他排空管道均与安全排气支路连接，电控排
气支路是为了减少排空步骤的人工操作，手动排气支路是为了应对电控排气支路故障的情况，其中第三电磁阀dz3的设置是为了让电控排气支路能够自动排空管道内部气体，第八球阀q8是手动排空高压管道内部气体压力，第七球阀q7在系统中处于常开状态，是为了防止电磁阀出故障而无法关闭管路的备用阀门，第一单向阀h1和第二单向阀h2的设置是为了避免排空管道内部气体回流进入高压气体管道内。
50.如图1所示，加热站和汽化器3之间的防冻液管道上设置有第一球阀q1、第二球阀q2和第六电磁阀dz6，气瓶4与汽化器3之间的防冻液管道上设置有第三球阀q3和第四球阀q4。
51.第一球阀q1和第二球阀q2的设置是为了控制加热站和汽化器3之间的防冻液管道启闭，第六电磁阀dz6的设置是为了电动控制加热气化系统的启闭，第三球阀q3处于常开状态，控制汽化器3中的气体进入后端气体系统，同时可以方便拆卸维护前端气体系统。
52.如图1所示，液压站1、加热站、第六电磁阀dz6、第一电磁阀dz1、压力传感器p3、温度传感器t、气耗仪6、第二电磁阀dz2和第三电磁阀dz3与监控电脑之间通过设备通讯线电性连接，压力传感器p3、温度传感器t和气耗仪6与监控电脑之间电性连接有采集卡。
53.缓冲罐5减少了管道内部压力的波动，保证管道内气体压力更加平稳，气耗仪6检测后端发动机7所消耗的气量，监控电脑能够自动控制各个连接部件的启闭，接收压力传感器p3和温度传感器t传输的数据。
54.如图1所示，液压管道、防冻液管道、高压管道和排空管道的外部均设置有流量计，流量计的输出端与监控电脑的输入端电性连接。
55.流量计能够检测管道内流体的流量，从而反馈给控制系统。
56.如图1所示，汽化器3和发动机7的排空端与安全排气支路的输出端通过排空管道连接，气瓶4与安全排气支路之间设置有第一安全阀a1，第二安全阀a2的输出端与安全排气支路的输入端固定连接。
57.汽化器3、气瓶4和发动机7的排空端与安全排气支路连接，便于排空系统的管理，第一安全阀a1为气瓶4安全阀，防止气瓶4内部压力过高，保证了气瓶4的使用安全。
58.其中，液态气体为lng，即液化天然气，终端用户为发动机7。
59.工作原理：
60.液压系统为整个系统提供动力源，液压站1将液压动力作用于气瓶4内的低温泵上，将气瓶4中的液化气体抽出，并打入加热气化系统中准备气化，液压系统通过调控电机的转速和阀组的流通方向，维持系统内的动力输送稳定。
61.加热气化系统将液化气体进行充分完全的气化，并且将低温气体升温至常温，再送入高压管道内部，保障的后续部件的正常工作，其中汽化器3是低温气体与高温液体温度交换的容器，同时也是控制气体气化量的装置。
62.气体调控系统控制系统内部压力的稳定，并且根据压力情况，反馈控制液压系统和加热气化系统的工作状态，从而维持整个系统内部的压力稳定，其中气瓶4用于存储低温液化气体，低温泵将瓶中的低温液体抽出，并打入汽化器3的入口管道，压力传感器p3时刻监测系统内部压力，若系统压力没有到达设定压力值时，则反馈到控制系统，控制液压系统和加热气化系统继续工作，直到压力达到预设值；若压力传感器p3压力到达了预定值，则反馈到控制系统，停止液压系统与加热气化系统的工作，维持系统内部压力稳定
63.如图3所示，当测试需要稳定的气压环境时，在控制系统设定恒定压力值，系统选择使用第一高压支路，管内压力在一个恒定的压力范围内维持稳定，此时系统不存在二次调节功能，系统气压调节需要发动机7配合排气，并根据压力传感器p3来实时调控液压系统和加热系统的工作状况。
64.如图4所示，当测试需要能够随时改变压力的气压环境时，系统选择使用第二高压支路，此时系统具有二次调节功能，在控制系统设定某一压力值后，控制系统控制第五电磁阀dz5的开合，排出多余的气体，即可降低此时管内压力，控制系统根据压力传感器p3的反馈情况控制液压系统和加热系统的工作状态，即可提升此时管内压力。
65.如图2所示，气体测试系统在气体调控系统外部，根据压力传感器p3感应到的气压，利用包含调压阀组在内的高压气体控制气路，对高压管道内的气体压力进行精准地调控，是整个气体稳压调节系统长时间维持高压稳定的状态，且配合第三安全阀a3、第四单向阀h4和排出球阀q12所在的多个排空支路，使系统能够在形成高压危险区域之前及时排出多余气体，提高了系统的使用安全性。
66.实施例2在实施例1的基础上，液态气体换成其他液态燃料气体，终端用户为发动机7。
67.实施例3在实施例1的基础上，将第一安全阀a1和第三安全阀a3替换成电磁阀，电磁阀电性连接监控电脑，使控制系统能够实时监测汽化器3和气瓶4的排空管道，进一步降低维修难度。
68.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。