基于北斗系统的撬装加气装置

1.本技术涉及移动加气的技术领域，尤其涉及一种基于北斗系统的撬装加气装置。


背景技术：

2.液化天然气(liquefied natural gas，简称lng)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量仅为同体积水的45％左右。液化天然气燃烧后对空气污染非常小，而且放出的热量大，所以液化天然气是一种比较先进的能源。lng的主要成分是甲烷，并且可能混有少量的乙烷、丙烷、氮气以及存在于天然气中的其他组分。不同工厂生产的lng具有不同的组分且差异较大。这主要取决于气源和主要生产工艺。根据标准en1160的相关规定，lng的甲烷含量应大于75％，氮气含量应小于5％。
3.随着城镇化进程的加快，人们对交通运输以及生活用气的需求极大地增加，但是在人口稀少或者较为偏远的地区，地面固定式加气站的建设，由于多种原因限制，导致其建设期过长(2～3年)，难以满足市场和用气客户的需求。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种基于北斗系统的撬装加气装置，以解决现有技术中的固定加气站不能满足人们对加气的需求的问题。
5.为解决上述问题，第一方面，本技术提供了一种基于北斗系统的撬装加气装置，包括：基座组件，基座组件包括基座；储气容器组件，储气容器组件设置在基座上；控制组件，控制组件设置在基座上；控制组件与储气容器组件电连接，控制组件可与北斗系统相连。
6.进一步地，储气容器组件包括储气容器和多个玻璃微珠，多个玻璃微珠位于储气容器的内部。
7.进一步地，多个玻璃微珠包括多种密度不同的玻璃微珠。
8.进一步地，多个玻璃微珠包括第一密度玻璃微珠和第二密度玻璃微珠，第一密度玻璃微珠位于储气容器的底壁，第二密度玻璃微珠位于储气容器的底壁和储气容器的顶壁之间，第一密度玻璃微珠大于第二密度玻璃微珠。
9.进一步地，各玻璃微珠密度在0.12g/cm3至0.75g/cm3之间，粒度在10微米至250微米之间。
10.进一步地，各玻璃微珠为空心结构，空心的玻璃微珠的壁厚在1微米至2微米之间。
11.进一步地，储气容器组件还包括玻璃微珠固定网，多个玻璃微珠固定在玻璃微珠固定网内。
12.进一步地，储气容器的壁面为多层结构。
13.进一步地，储气容器由内之外依次包括内容器、保冷层和外壳，外壳和保冷层之间为真空夹层。
14.进一步地，基于北斗系统的撬装加气装置还包括加气结构，加气结构设置在基座
上，并与控制组件电连接。
15.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
16.本技术的技术方案，储气容器组件设置在基座组件上，可以方便移动。通过控制组件与北斗系统相连，实现了北斗系统对撬装加气装置的定位。本技术的技术方案有效地解决了现有技术中的固定加气站不能满足人们对加气的需求的问题。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1示出了本实施例的撬装加气装置的俯视示意图；
20.图2示出了图1的撬装加气装置的剖视示意图；
21.图3示出了图1的撬装加气装置的储气容器的内部结构示意图；
22.图4示出了图1的撬装加气装置的玻璃微珠与玻璃微珠固定网的配合结构示意图；
23.图5示出了图1的撬装加气装置的储气容器的另一结构示意图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.10、基座组件；20、储气容器组件；21、储气容器；211、内容器；212、保冷层；213、外壳；22、玻璃微珠；23、玻璃微珠固定网；30、控制组件；40、加气结构。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.如图1至图5所示，本实施例的基于北斗系统的撬装加气装置包括：基座组件10、储气容器组件20和控制组件30。基座组件10包括基座。储气容器组件20设置在基座上。控制组件30设置在基座上。控制组件30与储气容器组件20电连接，控制组件30可与北斗系统相连。
28.本实施例的技术方案，储气容器组件20设置在基座组件10上，可以方便移动。通过控制组件30与北斗系统相连，实现了北斗系统对撬装加气装置的定位。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的固定加气站不能满足人们对加气的需求的问题。
29.需要说明的是，控制组件30可以为直接设置在基座上，例如通过焊接或者紧固件固定在基座上。也可以间接设置在基座上，例如固定在行走结构上。或者上述直接设置在基座上和间接设置在基座上的两种方式兼而有之。基座可以为支撑架，也可以为集装箱，基座组件10可以还包括行走结构，这样可以实现撬装加气装置的独立移动，也可以为集装箱放置在车辆上移动。
30.如图2至图5所示，在本实施例的技术方案中，储气容器组件20包括储气容器21和多个玻璃微珠22，多个玻璃微珠22位于储气容器21的内部。玻璃微珠22的设置可以起到隔
音、减震和保温的有益效果，还能有效防止lng沸腾蒸发和储罐底部漏热。
31.如图2至图5所示，在本实施例的技术方案中，多个玻璃微珠22包括多种密度不同的玻璃微珠22。根据玻璃微珠22的密度不同设置在合适的位置，这样隔音、减震和保温的有益效果更好。
32.如图2至图5所示，在本实施例的技术方案中，多个玻璃微珠22包括第一密度玻璃微珠和第二密度玻璃微珠，第一密度玻璃微珠位于储气容器21的底壁，第二密度玻璃微珠位于储气容器21的底壁和储气容器21的顶壁之间，第一密度玻璃微珠大于第二密度玻璃微珠。两种密度不同的玻璃微珠22可以稳定的沉在罐底，和漂浮的lng液面。密度大的玻璃微珠沉在罐底，密度小的玻璃微珠22漂浮在lng液面。
33.需要说明的是，在本实施例的技术方案中，各玻璃微珠22密度在0.12g/cm3至0.75g/cm3之间，粒度在10微米至250微米之间。各玻璃微珠22为空心结构，空心的玻璃微珠22的壁厚在1微米至2微米之间。
34.如图4所示，在本实施例的技术方案中，储气容器组件20还包括玻璃微珠固定网23，多个玻璃微珠22固定在玻璃微珠固定网23内。这样可以将多个玻璃微珠22形成统一的整体。玻璃微珠固定网为钢丝网。
35.如图3和图5所示，在本实施例的技术方案中，储气容器21的壁面为多层结构。储气容器21为多层结构可以满足不同的需求，例如强度、保温等效果。
36.如图3和图5所示，在本实施例的技术方案中，储气容器21由内之外依次包括内容器211、保冷层212和外壳213，外壳213和保冷层212之间为真空夹层。上述结构的储气容器21具有很好的隔温效果。
37.如图2所示，在本实施例的技术方案中，基于北斗系统的撬装加气装置还包括加气结构40，加气结构40设置在基座上，并与控制组件30电连接。加气结构40的设置方便了撬装加气装置对外加气，不需要设置其它的结构。加气结构40与控制组件30的电连接，使得加气结构40便于控制。
38.北斗卫星导航系统，以下简称北斗系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。北斗卫星导航系统的定位原理是以卫星为参照物，基于三球交汇原理，通过测量4颗以上导航卫星与用户接收机的距离，解算用户的三维位置坐标。基于北斗卫星导航系统的技术服务支持，多个领域正在构建由基础产品、应用终端、应用系统和运营服务构成的产业链持续加强北斗产业保障、推进和创新体系建设，不断改善大数据应用的产业环境，扩大应用规模，实现融合发展，提升卫星导航产业的综合效益。
39.因此，可移动的、模块化的撬装式加气装置是解决大型物流企业、货场、车站、码头车队以及边远、分散、贫困农村乡镇lng供应问题的有效方法之一。撬装式汽车加气装置是将lng储罐、加气机、视频监控、大数据管理、安全、消防集为一体的可移动汽车加气装置。撬装式汽车加气装置是一种集地面防火防爆lng储罐、加气机和自动消防系统为一体的安全、可靠、便捷的撬装式汽车加气系统；适合运用于货场、港口、码头、物流中心、大型车队、施工场地、规模住宅小区、企业内部、边缘分散的贫困农村乡镇使用等应用场景。
40.在本实施例的技术方案中，撬装式隔舱北斗智能lng汽车加气装置(撬装加气装置)包括加气间、操作间和隔舱。加气间包括ic卡加气机，操作间包括配电箱、北斗智能控制
终端、控制台和卸液系统，隔舱内置储lng罐(储气容器21)，储lng罐上设有液位仪。ic卡加气机通过管路连接储lng罐；液位仪连接控制台，北斗智能控制终端通过ic卡加气机的物理接口与ic卡加气机连接，同时通过移动通讯接口连接北斗技术管理后台。控制台连接液位仪和卸液系统分别连接储lng罐、ic卡加气机，配电箱提供本实施例的撬装加气装置的工作电源。控制组件30包括北斗智能控制终端和控制台。
41.加气机(加气结构40)的安装要求设备高度应高出加气车辆停车位地面15cm以上；加气机距罩棚支柱不应小于60cm；设备标高高于周围地坪15cm以上(即撬装加气装置所在地坪高出周围地坪15cm)；加气机周围设置防撞护(柱)栏，防撞护(柱)栏高度不应小于50cm。加气机具有充装计量功能和人工智能管理系统与远程信号传输功能；应有安全限压装置(阀)和快速切断阀，安全拉断阀的脱离拉力应为400n～600n；计量装置宜采用低温质量流量计，具有压力、温度补偿，具有体积和质量两种计量模式，且计量准确度不应大于1.5％。加气机安装安全拉断阀，拉断装置在外力下分开后，两端应自动密封，并且设置氮气或压缩空气管吹扫接头，其最小爆破压力不应小于公称压力的4倍。加气机用于加气的软管长度不应超过6m，软管采用奥氏体不锈钢波纹软管，其公称压力不得小于加气工作压力的2倍，其最小爆破压力不应小于公称压力的4倍。
42.气化器(气化器安装在加气机和储气容器21之间)的选用应符合当地冬季气温条件下的使用要求；气化器的设计压力不应小于最大工作压力的1.2倍；高压气化器出口气体温度不应低于5℃。气化器采用空温式方式，可以根据实际工况进行选择。气化器的工作压力为0.1mpa至35mpa，处理量5m3/h至5500m3/h。lng通过两级泵输送系统输送到气化器中，即过潜液泵低压输送到再冷凝器中，再进入lng高压输送泵，加压到10mpa后输送到气化器中。其中潜水泵和高压输送泵工作参数都会上传到北斗技术管理后台，所输送的lng量可由北斗智能控制终端记录和管理。
43.在本实施例的技术方案中，储罐总容积≤60m3。储罐应设置全启封闭式安全阀，且不应少于2个。lng储罐液相管道根部阀门与储罐的连接应采用焊接，阀体材质应与管子材质相适应。储罐上设置定位计和高液位报警器，并且在最高液位以上设置压力表。储罐的内罐与外罐之间设置检测环形空间绝对压力的仪器或检测接口。
44.主箱体内侧设拦蓄池，拦蓄池内的有效容量大于等于lng储罐容量，且拦蓄池侧板的高度大于等于1.2m，lng储罐外壁至拦蓄池侧板的净距大于等于0.3m，拦蓄池的底板和侧板采用耐低温不锈钢材料，主箱体侧板高出拦蓄池侧板以上部位和箱顶设置百叶窗并能有效防止雨水淋入箱体内部。拦蓄池主要防止撬装加气装置气体泄漏，污染环境，甚至造成人身伤害，危险等。
45.撬装加气装置的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及自控系统的接地等，共用接地装置，其接地电阻不大于4ω。当各自单独设置接地装置时，lng储罐的防雷接地装置的接地电阻、配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端的接地装置不应大于10ω；保护接地电阻不应大于4ω；工艺管线的接地装置的接地电阻不应大于30ω；防静电接地装置的接地电阻不应大于100ω。
46.内置甲烷气体浓度检测报警系统，甲烷气体浓度检测报警(高限)设定值应不大于爆炸下限(v％)值的25％。
47.控制组件30具备基于可溯源的国家标准时间utc(ntsc)信息、北斗卫星定位信息
的对远传信号进行采集、显示、储存、查询，并可对上下限值设置超限报警(多种方式)以及具有与加气机通讯、接受加气机的运行信息；对其管理和控制的功能。自控系统至少应采集以下远传信号：(1)储罐压力；(2)储罐出液压力；(3)低温泵前压力；(4)低温泵后压力；(5)低温泵池温度；(6)基于北斗卫星的定位信息；(7)可溯源的国家标准时间utc(ntsc)。
48.北斗智能控制终端进行防爆、防静电及防火处理，内置北斗定位芯片，还设有sim card插槽；在sim card插槽插入sim卡即将北斗智能控制终端和北斗技术管理后台连接起来；北斗智能控制终端通过ic卡加油机上的物理接口与ic卡加气机连接；加气间内的各种参数传感器及视频监控摄像机、隔舱内的视频监控摄像机、自动报警器、储油罐的液位仪、油罐测漏仪和储油罐参数传感器分别与北斗智能控制终端相连。
49.隔舱上分别布置有第一人孔、防爆阻火透气帽、出液管路、液位仪、泄漏检测口、量油孔、阻火隔层呼吸阀、第二人孔、围栏、扶梯；隔舱内分别置有防静电的接地系统、自动烟雾灭火装置、自动喷淋装置、视频监控摄像机、自动报警装置以及防溢流装置，储罐设有参数传感器，可测量密度、温度和压力；视频监控摄像机、自动报警装置和储油罐参数传感器分别连接北斗智能控制终端。
50.加气间还分别设有防爆照明灯、自动报警防火门、自动喷淋装置和自动烟雾灭火装置，自动喷淋装置喷口环状分布在加油间顶部，自动烟雾灭火装置安装于ic卡加气机上方，为由熔断阀控制的干粉灭火器或二氧化碳灭火器；所述ic卡加油机连接储油罐的管路上设有受熔断片。控制的断油保护阀。
51.配电箱、北斗智能控制终端、控制台均为防爆型。操作间内还分别设有防爆照明灯、自动灭火系统、防静电接地系统以及泄漏回收环保系统。加气间、操作间和隔舱内壁均喷涂厚型防火涂料，在涂料中增设钢丝网，钢丝网规格为12
×
12
×
0.6mm，并在中填充空心玻璃微珠空心玻璃微珠密度为0.12至0.75g/cm3，粒度为10至250微米，壁厚1至2微米。在lng储罐中同样设置密度不同的空心玻璃微珠，以减少储罐的底部传热和lng的成层效应和蒸发气(bog)。bog通过连接北斗智慧系统的bog压缩机和再冷凝器回收。加气间和操作间的地面均进行防油、防滑、防静电处理。
52.储罐(储气容器21)的结构为内容器211(或内胆)、真空夹层(保冷层212)、外壳213、支撑、管路阀门系统及安全附件。内容器采用殷瓦钢材料制造，外包裹一层30mm的酚醛泡沫塑料作为防热辐射层，在此放热辐射层外包裹0.15mm直径的玻璃纤维作为薄隔层，之后再包裹20mm的酚醛泡沫塑料作为防热辐射，之后在此放热辐射层外包裹0.15mm直径的玻璃纤维作为薄隔层，之后再包裹10mm的酚醛泡沫塑料作为防热辐射。外壳采用16mnr材料，外壳与内胆同心，并且内、外容器之间缠绕几十层铝箔并抽真空，此外，还在夹层中设置吸附室(含低温吸附剂)；内外筒之间使用玻璃钢支撑，并在外壳上设置防爆装置。
53.撬装加气装置，包括加气间、操作间和隔舱，所述加气间内安装ic卡加气机，所述操作间内分别设有配电箱、北斗智能控制终端、控制台和卸液系统，所述隔舱内置lng储罐，lng储罐上设有液位仪；所述ic卡加气机通过管路连接所述lng储罐；所述液位仪连接控制台，所述北斗智能控制终端通过ic卡加气机的物理接口与ic卡加气机连接，同时通过移动通讯接口连接北斗技术管理后台；所述控制台连接液位仪，所述卸液系统分别连接lng储罐、ic卡加气机，所述配电箱提供本撬装式隔舱北斗智能汽车加气装置的工作电源。
54.所述加气间还分别设有防爆照明灯、自动报警防火门、自动喷淋装置和自动烟雾
灭火装置，自动喷淋装置喷口环状分布在加气间顶部，自动烟雾灭火装置安装于ic卡加气机上方，为由熔断阀控制的干粉灭火器或二氧化碳灭火器；所述ic卡加气机连接储油罐的管路上设有受熔断片控制的断液保护阀。
55.所述加气间还分别安装可燃气体探测器、视频监控摄像机、静电接地报警器以及火焰、高压声光报警器，分别与北斗智能控制终端连接。
56.所述配电箱、北斗智能控制终端、控制台均为防爆型。
57.所述北斗智能控制终端进行防爆、防静电及防火处理，内置北斗定位芯片，还设有sim card插槽；在sim card插槽插入sim卡即将北斗智能控制终端和北斗技术管理后台连接起来；北斗智能控制终端通过ic卡加气机上的物理接口与ic卡加气机连接；加气间内的各种参数传感器及视频监控摄像机、隔舱内的视频监控摄像机、自动报警器、lng储罐的液位仪、储罐测漏仪和储油罐参数传感器分别与北斗智能控制终端相连。
58.所述控制台为型号为mc-5的集成控制液位仪控制台，连接lng储罐的液位仪。
59.所述操作间内还分别设有防爆照明灯、自动灭火系统、防静电接地系统以及泄漏回收环保系统。
60.所述卸液系统，其进液管路由快拆接口、第三卸液阀、法兰式金属软管、过滤器、第一三通法兰、第四卸液阀、防爆管道卸液泵、第五卸液阀、第二三通法兰、第六卸液阀依次通过管道连接，向储罐输送lng；其出液管路连接在ic卡加气机和lng储罐之间，出液管路分别由第七卸液阀、第二卸液阀、第一卸液阀通过管道连接组成。
61.所述隔舱上分别布置有第一人孔、防爆阻火透气帽、出液管路、液位仪、泄漏检测口、量油孔、阻火隔层呼吸阀、第二人孔、围栏、扶梯；隔舱内分别置有防静电的接地系统、自动烟雾灭火装置、自动喷淋装置、视频监控摄像机、自动报警装置以及防溢流装置，储罐设有参数传感器，可测量密度、温度和压力；视频监控摄像机、自动报警装置和储油罐参数传感器分别连接北斗智能控制终端。
62.所述加气间、操作间和隔舱内壁均喷涂防火涂料，加气间和操作间的地面均进行防油、防滑、防静电处理。
63.本实施例有着以下的优点：
64.(1)本实施例能将加气间、操作间和隔舱模块化，灵活组装成撬装式隔舱北斗智能汽车加气装置，实现将lng储罐、ic卡加气机、视频监控、大数据管理、安全、消防等设备集为一体。
65.(2)本实施例撬装式汽车加气装置实现了加气过程中智能化，对lng的进、销、存、管进行全方位的实时管控，lng自动卸液管理。通过北斗智能控制终端，可以实现加气过程中实时定位和监控、智能化和精细准确化管理，北斗技术管理后台的管理系统对lng的进、销、存、管进行全方位的实时管控，实现lng运输、储存、销售多环节的优化智能管理。
66.(3)在本实施例加气装置的操作间和北斗技术管理后台的管理系统叠加了北斗智能化技术，有效的拓宽了撬装式汽车加气装置的应用场景，使"远程的单站点管理"向"远程多站点管理"变成可能。
67.(4)本实施例加气装置作为智能能源管理网络终端，可复制、推广覆盖传统加气站所不能覆盖的广大边远农村和野外用户，有效解决广大边远农村农用车辆及农机用油难、非道路车辆用油成本高的问题。
68.(5)本实施例加气装置有利于协助执法管理部门有效识别“无证”撬装加气装置或利用储罐从事非法经营及储存lng的活动。
69.(6)本实施例具有设计合理、结构简单、安全、环保、易于加工制造、使用方便、多种功能化的特点。因此具有良好的推广使用价值。使用ic加油机和北斗芯片，减少了加油站人员操作，减少了维运成本。
70.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
71.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。