一种任意氢气比例的天然气掺氢加气站的制作方法

1.本实用新型涉及加气站技术领域，尤其涉及一种任意氢气比例的天然气掺氢加气站。


背景技术：

2.目前cng车辆应用较为广泛，推广hcng车辆或者对cng车辆改造成hcng车辆能够降低碳排放。基于此，能够同时具备加气、加氢、加掺氢天然气一体的加气站有望在未来能够快速发展。
3.例如，申请号为cn202020612609.5的实用新型专利所提出的一种天然气混氢气系统，其中，天燃气由天然气输入管路经过计量后进入高精度静态混合器主体内，氢气由氢气输入管路经过滤、调压、计量后进入高精度静态混合器主体内，两种压力值的天燃气和氢气进入高精度静态混合器主体内，然后由高精度喷射模块及扰流掺混模块使天然气和氢气形成掺混均匀的混合气。
4.然而上述加气过程中，需要将氢气、天然气汇入混气装置中，通过在充装过程中的每一个时刻调节一路氢气、一路天然气的压力在恒定值，并通过调节阀门的开度比例以保证氢气、天然气的充装比例，上述加气过程需要灵敏的压力控制系统，系统复杂，并且调压方式是降低压力，易造成能量损失。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种任意氢气比例的天然气掺氢加气站，用以解决现有的氢气、天然气的加注过程依靠高灵敏的压力控制系统，系统复杂的问题。
6.本实用新型提供一种任意氢气比例的天然气掺氢加气站，包括至少两个加气组件和调节组件，至少有一个所述加气组件与氢气气源对应，至少有一个所述加气组件与天然气气源对应；两个所述加气组件均包括压缩机、储气瓶和气压变送器，所述压缩机与所述储气瓶的进气端相连通，所述储气瓶的出气端与所述气压变送器相连通，与氢气气源对应的所述加气组件中的所述压缩机外接氢气气源，与天然气气源对应的所述加气组件中的所述压缩机外接天然气气源；所述调节组件包括一顺序阀，所述顺序阀与多个所述气压变送器所在管线相连通，所述顺序阀可连通任意一所述气压变送器所在管线，其余所述气压变送器所在管线与所述顺序阀断开连接。
7.进一步的，所述加气组件的数量为两个。
8.进一步的，所述加气组件的数量为三个，其中两个所述加气组件中的两个所述压缩机分别与氢气气源以及天然气气源相连通，另一所述加气组件中的所述压缩机与掺氢天然气气源相连通。
9.进一步的，所述调节组件还包括流量计、气流流速变送器以及流量阀，所述顺序阀的出气端依次连通流量计、气流流速变送器以及流量阀、并外接用气车。
10.进一步的，还包括一控制组件，所述控制组件包括控制单元，所述控制单元与至少
两个所述压缩机电连接，用以控制所述压缩机的启停，所述控制单元与至少两个气压变送器电连接，用以检测所述储气瓶内的压力值，所述控制单元与所述顺序阀电连接，用以控制所述顺序阀，所述控制单元与所述流量计电连接，所述控制单元与所述气流流速变送器电连接，用以检测经由所述顺序阀送至用气车的气体流速，所述控制单元与所述流量阀电连接，用以控制经由所述顺序阀送至用气车的气体流速。
11.进一步的，还包括一操作单元，所述操作单元与所述控制单元电性连接，用以操作所述控制单元。
12.进一步的，所述操作单元包括显示模块、按键模块、扫描模块和加气枪，所述显示模块与所述控制单元电性连接，所述按键模块以及所述扫描模块均与所述显示模块电性连接，所述加气枪与所述显示模块电性连接，所述加气枪与所述流量阀的出气端相连通。
13.进一步的，还包括一出气管，所述出气管的一端与所述顺序阀的出气端相连通，所述流量计、气流流速变送器以及流量阀均安装于所述出气管上。
14.进一步的，还包括一排气组件，所述排气组件与所述出气管相连通，用以将出气管内的气体排出。
15.进一步的，所述排气组件包括排气管和排气阀，所述排气管为一竖直管，所述排气管的底端与所述出气管相连通，所述排气阀安装于所述排气管上。
16.与现有技术相比，能够实现0~100%掺氢比例加注，不需要实时调节各个气源充装时的气压从而保持一定的掺氢比，气源依次充装，既能够减少结构的复杂度，又能够保证充装的稳定性，实施性较好。
附图说明
17.图1为本实用新型提供的一种任意氢气比例的天然气掺氢加气站本实施例中整体的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
19.本实施例中的一种任意氢气比例的天然气掺氢加气站，包括至少两个加气组件100和调节组件200，至少有一个加气组件100与氢气气源对应，至少有一个加气组件100与天然气气源对应；两个加气组件100均包括压缩机110、储气瓶120和气压变送器130，压缩机110与储气瓶120的进气端相连通，储气瓶120的出气端与气压变送器相连通，与氢气气源对应的加气组件100中的压缩机110外接氢气气源，与天然气气源对应的加气组件100中的压缩机110外接天然气气源；调节组件200包括一顺序阀210，顺序阀210与多个气压变送器130所在管线相连通，顺序阀210可连通任意一气压变送器130所在管线，其余气压变送器130所在管线与顺序阀210断开连接。
20.其中，通过上述设置的顺序阀210，能够实现氢气和天然气任一的单独加注功能，同时，当需要加注氢气和天然气的混合气体时，可先调节顺序阀210至与氢气气源对应的加气组件100相连通，对用气车400进行氢气加注，再调节顺序阀210至与天然气气源对应的加
气组件100相连通，并按照氢气与天然气的混合比例，对用气车400进行天然气加注，从而完成了混合气体加注的过程，下面进行更加详细的阐述和说明。
21.本实施方案中的加气组件100的数量为两个，其中一加气组件100用于连通氢气气源，另一加气组件100用于连通天然气气源。
22.在另一个优选的实施例中，加气组件100的数量为三个，其中两个加气组件100中的两个压缩机110分别与氢气气源以及天然气气源相连通，另一加气组件100中的压缩机110与掺氢天然气气源相连通，若有预先混合好的掺氢天然气，可通过该加气组件100直接加注至用气车400上，当然，掺氢天然气使用完后，依然可以通过分别与氢气气源、天然气气源相对应的两个加气组件100之间的配合来实现混合气体的加注过程。
23.当然，在其它优选的实施例中，加气组件100的数量不限于三个，根据使用需求而定。
24.为了便于计算加注量以及加注速度，在一个优选的实施例中，调节组件200还包括流量计220、气流流速变送器230以及流量阀240，顺序阀210的出气端依次连通流量计220、气流流速变送器230以及流量阀240、并外接用气车400。具体的，流量计220便于计算单一气体（氢气、天然气、掺氢天然气其中之一）的加注量，气流流速变送器230以及流量阀240之间的配合便于监测、控制加注的气流流量。
25.在一个优选的实施例中，还包括一控制组件300，控制组件300包括控制单元310，控制单元310与至少两个压缩机110电连接，用以控制压缩机110的启停，控制单元310与至少两个气压变送器130电连接，用以检测储气瓶120内的压力值，从而保证对应的储气瓶120内的气压在限定范围内，控制单元310与顺序阀210电连接，用以控制顺序阀210工作，以实现不同气源之间的切换输送，控制单元310与流量计220电连接，控制单元310与气流流速变送器230电连接，用以检测经由顺序阀210送至用气车400的气体流速，控制单元310与流量阀240电连接，用以控制经由顺序阀210送至用气车400的气体流速。
26.在进一步优选的实施例中，还包括一操作单元320，操作单元320与控制单元310电性连接，用以操作控制单元310。
27.其中，操作单元320包括显示模块、按键模块、扫描模块和加气枪，显示模块与控制单元310电性连接，按键模块以及扫描模块均与显示模块电性连接，加气枪与显示模块电性连接，加气枪与流量阀240的出气端相连通。
28.具体的，操作单元320为用气车400充装气体，操作单元320能够在充装时实时检测操作单元320与用气车400之间的气压，显示模块能够显示价格、充气量等信息，按键模块能够手动调整充气量、充气比例、充气压力、充气价格，能够实现紧急停止充气；用气车400可以是用氢车、用天然气车、掺氢天然气车，用气车400车身有信息码，信息码包含条形码和文字信息，条形码能够被加气模块的扫描模块识别，识别出车辆用气成分、额定储气容积、额定充装压力等信息，文字信息包含车辆用气成分、额定储气容积、额定充装压力等信息。
29.其中，控制单元310能够根据加气模块检测的气压信息、扫描模块扫描用气车的信息码的数据信息自动计算氢气、天然气、掺氢天然气的重装量及充装顺序，控制单元310控制显示模块内容的实时显示；控制单元310能够读取按键模块输入内容并作出相应响应，控制单元310能够根据操作单元320监测到的气压信息控制顺序阀210开闭单一气源，气流流速变送器230能够检测气流流速大小，转换成4~20ma电流信号并上传给控制单元310，控制
单元310根据电流信号的大小判断流速大小，当电流超出限定值，表明流速过高，需要调小流量阀240的开度，当电流小于限定值，表明流速过低，需要调大流量阀240的开度，使流量在限定范围内。
30.为了实现经由顺序阀210导出的气体送至用气车400上，还包括一出气管，出气管的一端与顺序阀210的出气端相连通，流量计220、气流流速变送器230以及流量阀240均安装于出气管上。
31.当切换输送的气体时，防止出气管内残留的气体送至用气车400中，影响加注的混合气体的比例的精确度，在一个优选的实施例中，还包括一排气组件，排气组件与出气管相连通，用以将出气管内的气体排出。
32.其中，排气组件包括排气管和排气阀，排气管为一竖直管，排气管的底端与出气管相连通，排气阀安装于排气管上，加气模块具有放散功能。
33.实施时，加气枪在非充装时能够实现与外部空气隔绝，在加气前能够在控制单元310的控制下通过排气管和排气阀进行气体置换或放散。具体的，控制单元310根据扫描结果确定用气车400是用氢车、用天然气车还是掺氢天然气车，并调取前一辆车充装时最后充装的气体为氢气、天然气还是掺氢天然气，当用气类型与上一次充装时最后充装的气体类型不匹配时，控制单元310控制加气模块的加气枪进行气体置换和放散；然后加气枪通过操作人员装载到用气车400，加气模块能够检测出用气车400的储气瓶中的气压值，并上传到控制单元310，控制单元310能够根据扫描模块所扫描的信息和用气车400的气压值计算出氢气、天然气、掺氢天然气的充装量、充装顺序，并控制顺序阀210依次开启某一气源，控制单元310根据流量计220上传的数值判断气源的充装量是否达到目标值，当达到目标值时控制顺序阀210切换到另一气源，直至所有气源充装完毕时控制单元310控制顺序阀210关闭气源，操作人员确认充装完毕后取下加气枪并放回。
34.本实施例中的用气车400的信息码包含车辆用气成分、额定储气容积、额定充装压力等信息。
35.需要说明的是，用气车400可以是用氢车、用天然气车、掺氢天然气车中的任意一种，用气车400若使用的是掺氢天然气，用气车应具备自动混气功能。
36.与现有技术相比：能够实现0~100%掺氢比例加注，不需要实时调节各个气源充装时的气压从而保持一定的掺氢比，气源依次充装，既能够减少结构的复杂度，又能够保证充装的稳定性，实施性较好。
37.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。