專利名稱：可移動式天然氣加氣車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛，尤其是涉及一種提供天然氣燃料的可移動式加氣車輛。
背景技術(shù)：
隨著目前原油價格的上漲，世界各國均在試圖開發(fā)新的能源。采用天然氣作為車輛燃料, 已經(jīng)是成熟技術(shù)。然而，這就需要大量天然氣的運載工具和加氣設(shè)備。CN2871297Y公開了一 種氣瓶運輸車，但其僅是完成普通的運載任務，不能直接為天然氣車輛提供燃料。因而，為 了給天然氣車輛持續(xù)地提供燃料，通常需要在各地設(shè)置許多類似加油站那樣的加氣站。這些
加氣站的位置是固定的，不能任意改變，并且維修和運行費用也很高。因此，天然氣車輛必 須到特定的加氣站充氣，因而不能靈活、快捷、便利地獲得天然氣燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種可移動式加氣的車輛，其既可以用作天然氣燃料的運載工具， 又可以直接為其他車輛提供天然氣燃料，從而實現(xiàn)運氣和加氣功能。
本發(fā)明所涉及的可移動式加氣車輛具有底盤和車體，底盤為半掛車，車體上設(shè)有氣瓶組 和加氣室，加氣室中布置有加氣及控制裝置。所述底盤采用直縱梁，三軸承載，空氣彈簧非 獨立懸掛。加氣機室車門采用液壓連桿機構(gòu)上翻啟閉，車門上翻以后，加氣機室可完全敞開。 氣瓶兩端開口，多瓶立置于底盤，若干個氣瓶上下瓶口串聯(lián)為一組，各組之間并聯(lián)。所述加 氣及控制裝置包括油箱、液壓泵、空氣壓縮機、儲氣罐、電控柜、氣動截止閥、加氣機，通 過以液壓油注入氣瓶，置換出天然氣，從而實現(xiàn)為其他車輛加氣。


圖1為本發(fā)明的立面圖
圖2為本發(fā)明的平面布置圖
圖3為本發(fā)明的后視圖
圖4為本發(fā)明的供氣及液壓系統(tǒng)原理圖
圖5為本發(fā)明的供氣及液壓系統(tǒng)的氣控系統(tǒng)原理圖
圖6為本發(fā)明的加氣機室車門啟閉的連桿機構(gòu)圖
圖7為本發(fā)明的加氣機室車門啟閉的液壓系統(tǒng)圖
具體實施例方式
以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細論述。
本加氣車是 一種可以移動為使用天然氣燃料的車輛加氣的車輛。本加氣車系采用液壓油 注入氣瓶置換出壓縮天然氣給車輛加氣，回油是以氣瓶中的余氣將液壓油壓回油箱。加氣過 程的操作由PLC控制自動進行。加氣車的結(jié)構(gòu)、布置如圖l、圖2所示，加氣設(shè)備、元件安 裝在加氣室I內(nèi)，氣瓶分組安裝在氣瓶安裝架n內(nèi)，I和II兩個部分集成安裝在一臺半掛車 III上。
1.加氣車的結(jié)構(gòu)
如圖i中的in所示，該底盤為半桂車，車架縱梁優(yōu)選為直梁，橫梁按車身內(nèi)所安裝設(shè)備 的部位和氣瓶安裝支架的部位配置。三軸承載。為提高車輛行駛的穩(wěn)定性，采用空氣彈簧非 獨立懸掛。
加氣室外形、布置如圖l、圖2所示。加氣室結(jié)構(gòu)為型材骨架蒙皮，加氣室無底架，地 板直接焊在車架上。油箱為獨立結(jié)構(gòu)。車門按功能需要設(shè)有液壓連桿機構(gòu)上翻門、折疊門和
對開門。車門上部裝有玻璃采光，車門下部裝有百葉窗。加氣室頂部裝有通風罩，與車門下 部的百葉窗進行自然通風，同時在加氣室側(cè)面裝有排風扇強制通風。加氣室內(nèi)安裝有加氣所 需的全部設(shè)施，包括動力入口及配電屏l、油箱及附件8、液壓泵及液壓系統(tǒng)9、空氣壓縮機 10、電控柜2、加氣機4、儲氣罐6、氣動截止閥安裝板12、氣瓶及安裝支架7、天然氣濃度 探測器3、排風扇11、防爆排風扇13、加氣機室液壓上翻門5。加氣機、儲氣罐、氣動截止 閥等凡有可能泄露天然氣的設(shè)備、元件，均單獨安裝在加氣室內(nèi)的隔離小室中。加氣機室車 門5:啟閉采用連桿機構(gòu)液壓上翻，車門的尺寸與加氣機室立面面積大致相等。車門上翻以 后，加氣機室完全敞開相當于露天狀態(tài)，保證安全作業(yè)，車門上翻以后還可以作為雨篷。車 門上翻到終點時，連桿機構(gòu)自鎖，切斷液壓系統(tǒng)供油，車門仍可保持開啟狀態(tài)。上翻門的連 桿機構(gòu)如圖6所示，液壓系統(tǒng)如圖7所示。液壓油源自圖4中的液壓泵104,經(jīng)手動截止閥 501和減壓閥502至接口 503接入本液壓系統(tǒng)。
如圖4所示，氣瓶兩端開口，多瓶立置。若干個氣瓶上下瓶口串聯(lián)為一組，各組氣瓶并 聯(lián)安裝。氣瓶組兩端裝有手動截止鬧211 — 2nl、 212 — 2n2和控制進油、供氣、回油的氣動截 止閥213—2n3、 214 — 2n4、 215 — 2n5,在供氣出口的一端裝有壓力表及安全元件。為搡作、 維修方便，將以上氣閥和壓力表用管路引入加氣室，集中安裝在圖2所示的氣動截止閥安裝 板12上。
如圖l、圖2所示，每組氣瓶安裝在一個氣瓶支架內(nèi)，支架為框架結(jié)構(gòu)，直接安裝在車 架上，支架的高度約氣瓶高度的4/5,支架以上設(shè)有氣瓶罩。氣瓶支架后端封閉，噴涂"CNG" 壓縮天然氣法規(guī)標識，如圖3所示。
供氣及液壓系統(tǒng)包括油箱、過濾器、液壓泵、氣瓶進油供氣回油回路、儲氣罐、加氣機等。
如圖4所示，油箱101的液位標有RHL、 RLL、 REL，由液位傳感器檢測控制。RHL為油箱 加油液位，RLL為一個瓶組進油容積的極限液位，當油箱供油液位下降到RLL時，本瓶組停 止進油并開始回油，同時下一瓶組開始進油。為了提高工作的可靠度，采用兩套液位傳感器 并聯(lián)安裝使用。在工作中由PLC保證兩套系統(tǒng)均處于完好狀態(tài)，如果其中有一套系統(tǒng)出現(xiàn)故 障，報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號。REL為報警液位，在油箱向氣瓶進油過程中，由于回路故障， 液位下降到REL停機報警。
如圖4所示，多級過濾器103下游裝有真空表，觀察濾芯是否需要清洗。經(jīng)過濾器過濾 的液壓油進入液壓泵。
如圖4所示，釆用柱塞式衡壓變量泵104,當壓力為設(shè)定值時，輸出流量為額定值，當 壓力超過設(shè)定值時變量，輸出流量為零，驅(qū)動電機空轉(zhuǎn)。可以節(jié)省功率，可以減少由于頻繁 起動/停機的機械損耗。液壓泵驅(qū)動電機采用軟起動器斜坡起動，驅(qū)動電機的定子上裝有帶 傳感器的溫度計，當溫度超過設(shè)定值時，切斷電機電源。
如圖4所示，液壓油經(jīng)液壓泵升壓以后，經(jīng)單向閥105、手動截止閥107、氣動截止閥 213 — 2n3分別向相應工作的氣瓶組進油，所置換出的天然氣由氣動截止閥214 — 2n4控制輸 向儲氣罐。氣瓶回油開始由液位傳感器RLL控制，經(jīng)氣動截止閥215 — 2n5分別控制相應的氣 瓶組進行回油?；赜徒K止由回油回路中安裝的光電傳感器402控制。為了提高工作的可靠度， 采用兩套光電傳感器串聯(lián)安裝使用。在工作中由PLC保證兩套系統(tǒng)均處于完好狀態(tài)，如果其 中有一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障，報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號。在液壓回路中裝有壓力、電控卸荷閥106, 用于液壓系統(tǒng)超壓時不停機的安全保護。在回油回路末端裝有壓力、電控背壓閥403。
如圖4所示，壓縮天然氣經(jīng)油分離器302進入儲氣罐303。儲氣罐底部裝有排污口，頂 部裝有過壓安全間。
壓縮天然氣由儲氣罐經(jīng)手動截止閥304進入加氣機305,加氣機具有顯示屏、加氣壓力 平衡、拉斷閥、加氣槍軟管卸荷等項功能。
壓縮天然氣供氣和液壓系統(tǒng)的控制系統(tǒng)均采用電磁氣閥控制氣缸進而控制氣動氣閥進行 工作，如圖5、圖4所示。氣源由空氣壓縮機111提供。氣瓶進油由氣缸701 — 70n控制，氣
瓶供氣由氣缸601 —60n控制，氣瓶回油由氣缸801 — 80n控制。氣瓶進油控制的氣缸和供氣 控制的氣缸采用同一套電磁氣閥201—20n進行控制，時序同步。氣瓶回油控制的氣動截止閥 由電磁氣閥901 — 90n進行控制。電磁氣閥201 — 20n、 901 — 90n的工作程序由PLC控制。
工作過程中液壓泵起動、停機，氣瓶進油、供氣，氣瓶回油，故障報警，屏幕顯示等均 由PLC自動控制。工作過程中出現(xiàn)故障，PLC屏幕可以顯示故障內(nèi)容和分析診斷故障原因并 發(fā)出警報。報警信號為蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲、光信號。
2.工作過程
本加氣車系以 一 定容積的液壓油注入 一 個氣瓶組，置換出該組氣瓶中的天然氣為車輛加 氣。當一組氣瓶中的天然氣接近排空時，停止進油，并以剩余氣體的佘壓將已注入瓶中的液 壓油壓回油箱，同時自動轉(zhuǎn)換到下一瓶組開始進油、供氣，依序工作。以下為加氣的全過程
a. 準備
加氣車就位，連接電源進入圖2中的配電屏1。
(1 )開啟圖4中的102、 107、 211 — 2nl、 212 — 2n2、 301、 304、 401、 501和圖5中的 112等各個液壓系統(tǒng)、氣控系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)的進油、供氣、回油回路中的手動截止閥，以便 與其串聯(lián)的控制閥可以處于進油工作的待機狀態(tài)。
(2) 接通圖2中的電控柜2中的電源。電控柜中的PLC、軟起動器、電磁氣閥處于可以
工作的待機狀態(tài)。
(3) 起動圖4中的液壓泵104。按下圖2中的電控柜上的軟起動器的起動按鈕，軟起動 器斜坡起動液壓泵。當液壓泵的工作壓力達到設(shè)定值，PLC控制的液壓系統(tǒng)可以處于向氣瓶 進油的待機狀態(tài)。
(4) 開啟圖2中加氣機室5液壓上翻門。開啟圖7中手動滑閩131、油缸132和133驅(qū) 動連桿機構(gòu)上翻開啟加氣機室車門。門上翻到上止點時，連桿機構(gòu)自鎖。關(guān)閉圖4中手動截 止閥501,切斷液壓油供應，上翻門仍可保持開啟狀態(tài)。
(5) 起動圖5中空氣壓縮機lll。直接閉合空氣壓縮機的電源開關(guān)起動空氣壓縮機，開 啟圖5中手動截止閥112。當空氣壓縮機的工作壓力達到設(shè)定值時，PLC控制圖5中的電磁氣 閥201 — 20n、 901 —90n分別控制各氣瓶組的進油、供氣、回油的氣缸801 — 80n、 701 — 70n、 601 — 60n的動作向車輛加氣，處于待機狀態(tài)。
b. 加氣
氣瓶進油和排出天然氣向車輛加氣是由氣瓶組兩端的氣動截止閥同步控制，氣動截止閥 是由電控柜中的電磁氣閥控制，電磁氣閥是由PLC按照設(shè)定的工作程序控制，也可以由手動 控制。
(1) 選擇自動或手動模式加氣。在一般情況下采用自動模式工作，供氣從第一瓶組到最 后一個瓶組依次自動轉(zhuǎn)換供氣。在特殊情況下或需要觀察油箱加油液位時，可以釆用手動搡 作，但回油搡控仍為自動進行。
(2) 如圖4所示，液壓油自油箱101經(jīng)多級過濾器103進入液壓泵104,高壓油經(jīng)單向 閥105、氣控截止閥213進入第一氣瓶組，被置換出的天然氣經(jīng)氣控截止閥214、濾油器302、 儲氣罐303進入加氣機305,為車輛加氣。
(3) 加氣時，按下加氣槍上的加氣按鈕，PLC控制開啟圖5中的電磁氣閥201,壓縮空 氣同步進入氣缸701、 601推動氣缸動作。氣缸701、 601分別開啟圖4中進油氣動截止閥213 和供氣氣動截止閥214,向車輛加氣。當車輛加氣壓力達到設(shè)定值或按下停止加氣按鈕終止 加氣。
c. 回油
回油開始是由油箱液位計RLL發(fā)出的信號控制，回油終止是由回油回路中串聯(lián)的光電傳 感器發(fā)出的信號控制。
(1)當?shù)谝粴馄拷M的壓縮天然氣將近排空時，圖4油箱液位下降到RLL,液位計RLL信 號輸入PLC關(guān)閉圖5中電磁氣閥201，氣缸701、 601回位，圖4中進油、供氣氣控截止間213、214關(guān)閉，第一氣瓶組停止進油、供氣。
(2) PLC同時接通圖5中電磁氣閥901,壓縮空氣推動氣缸801動作，開啟圖4中的氣 控截止閥215。瓶組內(nèi)余氣的壓力將瓶組中充入的液壓油壓回油箱。
(3) 如圖4所示，在回油回路中串聯(lián)有光電傳感器402,當回油過程中管內(nèi)出現(xiàn)氣體時， 光電傳感器信號的變化輸入PLC關(guān)閉圖5中電磁氣閥901,氣缸801回位，關(guān)閉圖4中回油 氣控截止閩215,回油終止。
d. 氣瓶組轉(zhuǎn)換
在前一氣瓶組停止進油并開始回油的同時，PLC控制下一氣瓶組開始進油。依次重復到 最后一個氣瓶組回油完畢，PLC回到第一氣瓶組待機狀態(tài)。
(1) 當?shù)谝粴馄拷M在工作過程中油箱液位下降到RLL停止進油、供氣的同時，PLC接通 圖5中電磁氣閥202,壓縮空氣推動氣缸502、 602動作，開啟圖4中第二氣瓶組進油、供氣 給氣動截止閥223、 224。液壓油進入第二氣瓶組置換出天然氣為車輛加氣。
(2) 當?shù)诙馄拷M供氣油箱液位下降到RLL時，如前模式轉(zhuǎn)換到第三氣瓶組供氣，依次 轉(zhuǎn)換到第n氣瓶組供氣。當?shù)趎氣瓶組回油完成以后，PLC回到第一氣瓶組待機狀態(tài)。
e. 結(jié)東工作
當完成為車輛加氣或全部氣瓶組排空以后結(jié)束工作。
(1) 關(guān)閉空壓機。切斷空壓機電源，開啟圖5中手動截止閥113卸荷。卸荷后關(guān)手動截 止閥113。
(2) 關(guān)閉加氣機室上翻門。開啟圖4中手動截止閩501,接通圖7中的手動滑閥131的 回油回路，油缸活塞下行，上翻門關(guān)閉。關(guān)閉圖4中手動截止閥501。
(3) 關(guān)閉液壓泵。按下軟起動器停機按鈕關(guān)閉液壓泵。開啟圖4中手動截止閥404,液 壓系統(tǒng)卸荷，卸荷后關(guān)閉手動截止閥404。
(4 )關(guān)閉圖4手動截止閥102、 107、 211 — 2nl、 212 —2n2、 301、 305、 401、 501。
(5) 關(guān)閉電控柜電源。
(6) 分離動力入口電源。加氣車駛離現(xiàn)場。
以上的論述僅僅是一個或多個本發(fā)明實施例的優(yōu)選例子，是為了解釋和說明，并不是對 發(fā)明本身的限制。本發(fā)明并不局限于這里公開的特定實施例，而由下面的權(quán)利要求確定。另 外，在前面的描述中的與特定的實施例有關(guān)的記載并不能解釋為對本發(fā)明的范圍或者權(quán)利要 求中使用的術(shù)語的定義的限制。所公開實施例的各種其它不同的實施例和各種不同的變形對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。但所有這些實施例、改變和變形都在隨后權(quán)利要求的 范圍中。
權(quán)利要求
1. 一種提供天然氣燃料的可移動式加氣車輛，其具有底盤(III)和車體，底盤為半掛車，車體上設(shè)有氣瓶組(II)和加氣室(I)，加氣室中布置有加氣及控制裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的可移動式加氣車輛，其特征在于所述底盤采用直縱梁，三軸承 載，空氣彈簧非獨立懸掛。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l-2之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于加氣機室車門(5)采 用液壓連桿機構(gòu)上翻啟閉，車門上翻以后，加氣機室可完全敞開。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于氣瓶(14)兩端開口， 多瓶立置于底盤，若干個氣瓶上下瓶口串聯(lián)為一組，各組之間并聯(lián)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于所述加氣及控制裝置包 括油箱(101)、液壓泵(104)、空氣壓縮機(lll)、儲氣罐(303 )、電控柜(2)、加氣機(305 )， 通過以液壓油注入氣瓶，置換出天然氣，從而實現(xiàn)為其他車輛加氣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于油箱經(jīng)手動閥(102) 和過濾器(103)與液壓泵相連，液壓泵經(jīng)單向閥(105)、氣動截止閥(213 — 2n3)、手動截 止閥(211 — 2nl)分別與氣瓶組下端連接，氣瓶上端經(jīng)過手動截止閥(212—2n2)、氣動截止 閥(214 — 2n4)、手動截止閥(301)和油分離器(302 )與儲氣罐連接，儲氣罐經(jīng)手動截止閥 (304 )最終與加氣機相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-6之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于氣瓶的回油在氣動截止 閥(213—2n5)與手動截止閥(211—2nl)之間另引管路，管路通過氣動截止閥(215 — 2n5)、 手動截止閥(401)、光電傳感器(402 )和電控背壓閥(403 )連接回油箱。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于拆卸前的卸壓由手動截 止閥(107)和(501)之間引出管路經(jīng)過手動截止閥(404 )、光電傳感器(402 )和電控背壓 閥(403 )連接回油箱。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于電控柜通過信號線、電 磁氣閥和氣路管道將空氣壓縮機、氣動截止閥和加氣機連接起來控制整個系統(tǒng)的動作，從而 使加氣車成為一個具有控制功能整體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l-9之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于儲氣罐、氣動截止閥 安裝板、加氣機在加氣室中分隔安裝。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可移動式加氣車輛，其特征在于將各氣瓶組兩端所裝的手動 截止閥、氣動截止閥、壓力表由管路引至加氣室內(nèi)，集中安裝在一塊安裝板上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于氣瓶組進油控制的氣 動截止閥和供氣控制的氣動截止閥由同一套可編程邏輯控制器(以下簡稱PLC)控制的電磁 氣閥控制，進油、供氣時序同步。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可移動式加氣車輛，其特征在于當前氣瓶組進油終止、回油 開始、下一氣瓶組進油開始控制的可靠性由兩個并聯(lián)安裝的油箱液位傳感器設(shè)定的液位參數(shù) 控制，當其中一個液位傳感器出現(xiàn)故障，PLC可以及時診斷、聲光報警。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13之一所述的可移動式加氣車輛，其特征在于氣瓶組回油終止控制 的可靠性由兩串聯(lián)安裝在回油管路中的光電傳感器產(chǎn)生的信號控制，當其中一個光電傳感器 出現(xiàn)故障，PLC可以及時診斷、聲光報警。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以移動為使用天然氣燃料的車輛加氣的加氣車。本加氣車是以液壓油注入氣瓶置換出天然氣為其它車輛加氣。本加氣車具有底盤和車體，底盤為半掛車，車體上裝有氣瓶組和加氣室，加氣室中布置有加氣及控制裝置。其既可以用作天然氣燃料的運載工具，又可以直接為其他車輛提供天然氣燃料，從而實現(xiàn)運氣和加氣功能。
文檔編號B60P3/055GK101380919SQ20081016723
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者席有鵬, 李志明, 楊樹杰 申請人:長春三友專用汽車制造有限公司