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储气瓶组系统和包括该储气瓶组系统的气体供给装置

申请号 CN201810135234.5 申请日 2018-02-09 公开(公告)号 CN108150824B 公开(公告)日 2024-04-05
申请人 中国人民解放军第四三二八工厂; 发明人 卓江江; 侯俊杰; 朱治国; 张敬; 李伟泽; 刘超; 田万柱; 杨建伟;
摘要 本 发明 提供一种储气瓶组系统和包括其的气体供给装置,储气瓶组系统包括至少一组储气瓶和管路系统,每一组储气瓶包括相互连接的至少两个储气瓶,每个储气瓶包括设置有 开关 阀 的第一端部和相对的第二端部,每一组储气瓶的第一端部之间相互连接形成第一端部连接管路,管路系统包括布置在任一组储气瓶和另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路,在任一组储气瓶的第一端部连接管路中或者在与其相连接的气体连接管路中设置有至少一个增供阀,并且在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路中设置有至少一个转充阀。储气瓶组系统和气体供给装置储气容积大、压 力 高,且能够实现自动控制操作。
权利要求

1. 一种储气瓶组系统,其特征在于,包括至少一组储气瓶以及用于连接所述至少一组储气瓶的管路系统,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶包括相互连接的至少两个储气瓶,每个储气瓶包括设置有开关的第一端部和与第一端部相对的第二端部,每一组储气瓶中的每个储气瓶的第一端部之间相互连接形成第一端部连接管路,其中所述管路系统包括布置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路,
其中,所述储气瓶组系统进一步包括至少一个增供阀,所述至少一个增供阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路中或者与任一组储气瓶的第一端部连接管路相连接,并且
所述储气瓶组系统进一步包括至少一个转充阀,所述至少一个转充阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路中;
所述至少一个增供阀具有第一端和第二端,所述至少一个增供阀的第一端连接至该增供阀为其供气的一组储气瓶的第一端部连接管路,所述至少一个增供阀的第二端连接至用于为储气瓶组提供气体的气源;
用于任一组储气瓶的增供阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的增供阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第一连接端口,该第一连接端口连接至气源或与气源相连接的气体供给管线;
用于任一组储气瓶的转充阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的转充阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第二连接端口,该第二连接端口连接至用气设备或与用气设备相连接的气体输出管线;
在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间设置有循环阀,在所述循环阀以及每个增供阀和每个转充阀开启时,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶之间相互连通并且气体压基本相同,
所述储气瓶组系统进一步包括与该循环阀并联和/或串联设置的单向阀,所述单向阀被配置为允许气体通过所述第一连接端口进入所述至少一组储气瓶并且通过所述第二连接端口离开所述至少一组储气瓶,
在所述循环阀的两端进一步并联设置有过滤器、冷却器、增压机、温度传感器中的一个或多个,来自外部所述气源的气体能够通过所述过滤器、冷却器、增压机、温度传感器中的一个或多个被供应到所述循环阀的上游。
2.根据权利要求1所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述至少一个转充阀被设置在用于任一组储气瓶的增供阀的第一端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的增供阀的第一端之间的连接管路中。
3.根据权利要求2所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述至少一个转充阀具有第一端和第二端,所述至少一个转充阀的第一端直接或间接连接至位于其上游的一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路,所述至少一个转充阀的第二端直接或间接连接至位于其下游的另一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路。
4.根据权利要求1所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述储气瓶组系统的管路系统中进一步包括至少一个压力传感器,所述至少一个压力传感器被布置为紧邻任一增供阀的上游或下游并且被配置为感测通过该增供阀供应的气体的压力。
5.根据权利要求4所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述增供阀被配置为当紧邻该增供阀布置的压力传感器所感测到的压力达到设定的阈值时,该增供阀被手动或自动关闭。
6.根据权利要求1所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述储气瓶组系统还包括过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个,所述过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个被设置在气源与所述至少一个增供阀之间的气体连接管路中、设置在气源与所述至少一个转充阀之间的气体连接管路中、和/或设置在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间的气体连接管路中。
7.根据权利要求1所述的储气瓶组系统,其特征在于,外部所述气源与所述增压机之间设置有一个露点检测管路系统,在该露点检测管路系统中设置有减压器安全阀、露点检测压力表、露点检测送气阀和露点传感器中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的任意一个或多个是电动阀
9.根据权利要求1所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的任意一个或多个是手动阀,并且所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的每一个手动阀都分别并联连接有一个相应的电动阀。
10.根据权利要求1所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述储气瓶组系统进一步包括与所述第一连接端口和/或第二连接端口相连接的送气管路,所述送气管路包括以多个不同范围的压力值向用气设备分别进行送气的多个送气支路。
11.根据权利要求10所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述多个送气支路包括第一送气支路、第二送气支路和第三送气支路,所述第一送气支路的送气压力大于第二送气支路,所述第二送气支路的送气压力大于第三送气支路,第一送气支路包括第一送气阀和第一送气压力表,所述第二送气支路包括第二减压器、第二送气阀和第二送气压力表,所述第三送气支路包括第二减压器、第三减压器、第三送气阀和第三送气压力表。
12.一种气体供给装置,其特征在于,包括承载平台和根据权利要求1‑11中任一项所述的储气瓶组系统,所述储气瓶组系统中的所述至少一组储气瓶被并排布置成一层或多于一层,并且固定安装在所述承载平台上。
13.根据权利要求12所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置进一步包括控制系统,其中所述控制系统与所述储气瓶组系统中包括的增供阀和转充阀中的一个或多个连接,并且所述控制系统被配置为根据用户输入的期望压力值和待要充气的一个或多个储气瓶或储气瓶组,控制所述增供阀和所述转充阀中的一个或多个的开启或关闭,并将所述至少一组储气瓶中的待要充气的任意一个或多个储气瓶增压至期望的压力值、将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体转充至另外的一组或多组储气瓶、和/或将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体提供给外部的用气设备。
14.根据权利要求13所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置为移动式的气体供给车辆。
15.根据权利要求13或14所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置包括传动系统发动机、底盘和变速箱中的一个或多个,所述传动系统包括取力器、油和控制手柄,所述取力器安装在所述变速箱的预留的侧取力口的位置处。
16.根据权利要求15所述的气体供给装置,其特征在于,所述取力器包括主动齿轮和滑移齿轮,所述主动齿轮与变速箱内的常啮合齿轮相啮合,所述滑移齿轮安装在取力器的输出端上,所述变速箱在发动机工作时被置于空挡位置,通过控制手柄所述取力器被设置为使得取力器内部的主动齿轮与滑移齿轮相啮合,以带动取力器的滑移齿轮并且进而带动取力器的输出端运转。
17.根据权利要求16所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置还包括增压机,所述增压机包括设置在增压机壳体内的一级气缸、二级气缸、一级油缸和二级油缸,所述一级气缸和一级油缸相连布置在增压机壳体内的一侧,所述二级气缸和二级油缸相连布置在增压机壳体内的另一侧,所述一级气缸在其头部设置有一级进气阀和一级排气阀,所述二级气缸在其头部设置有二级进气阀和二级排气阀。
18.根据权利要求17所述的气体供给装置,其特征在于,所述一级气缸和一级油缸相连布置在增压机壳体内的上部,所述二级气缸和二级油缸相连布置在增压机壳体内的下部。
19.根据权利要求17或18所述的气体供给装置,其特征在于,在所述一级气缸和一级油缸中设置有一级活塞杆,在所述二级气缸和二级油缸中设置有二级活塞杆,在所述一级活塞杆和二级活塞杆中的每一个的左右端部分别设置有驱动所述一级油缸和二级油缸换向的接近开关
20.根据权利要求19所述的气体供给装置,其特征在于,在所述一级油缸和二级油缸之间设置有电磁换向阀部件,在所述电磁换向阀部件中设置有向所述一级油缸和二级油缸中供应油的两个进油口,在所述增压机的下部左右两侧分别设置有两个出油口,并且在所述增压机的上部左右两侧分别设置有用于气体进出的一级入口和一级出口以及二级入口和二级出口。
21.根据权利要求17所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置进一步包括油泵,所述油泵包括输入轴和泵油口,所述取力器的输出端连接至所述油泵的输入轴,所述油泵的泵油口连接至增压机的一级油缸,通过所述增压机内部的换向阀部件以及对接近开关的控制能够实现增压机的活塞的往复运动,以实现压缩机对气体的增压。
22.根据权利要求13或14所述的气体供给装置,其特征在于,所述控制系统进一步包括操作控制系统,所述操作控制系统包括布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个,或者所述操作控制系统与布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个相连接,其中所述增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个根据所述操作控制系统的设定条件或者根据用户操作被开启或关闭。
23.根据权利要求22所述的气体供给装置,其特征在于,所述操作控制系统进一步包括用于接收用户输入并且提供信息输出的显示屏和/或用于供用户操作的操作按钮的任意一个或多个。
24.根据权利要求22所述的气体供给装置,其特征在于,所述操作控制系统进一步包括与所述气体供给装置中设置的增压机连接的电子,通过控制所述电子油门能够控制所述增压机将气体压缩的程度。
25.根据权利要求13或14所述的气体供给装置,其特征在于,所述控制系统进一步包括电气系统,所述电气系统包括可编程控制器以及与所述可编程控制器相连接的电源模、压力传感器和/或温度传感器中的任意一个或多个,所述压力传感器和温度传感器被配置用于分别感测气体连接管路中的气体的压力和温度或者分别感测所述增压机的油缸中的油的压力和温度。
26.根据权利要求25所述的气体供给装置,其特征在于,所述电气系统进一步包括故障诊断电路,所述故障诊断电路连接至所述可编程控制器并且被配置为在所感测到的气体或油的压力和/或温度超过相应的预定值时或者在其他故障情况下发出报警信号

说明书全文

储气瓶组系统和包括该储气瓶组系统的气体供给装置

技术领域

[0001] 本发明涉及储气瓶组系统和包括该储气瓶组系统的气体供给装置。更具体而言,本发明涉及一种优化设计的储气瓶组系统和基于自动化控制技术的新型气体供给装置。

背景技术

[0002] 储气瓶组系统可用于为常用气动元件提供所需的驱动气补气工作,也可用于为军用气动设备提供气源补给。现有的气体供给装置储气罐体积小、储气压低、储气量小,导致气体利用率偏低,需要频繁的补气;并且自动化程度低,手动操作繁琐,耗时费力,给保障人员带来诸多不便。
[0003] 因此,亟需一种能够解决上述问题至少之一的储气瓶组系统和相应的气体供给装置。

发明内容

[0004] 本发明装置的目的是提供一种储气量大、气体利用率高、和/或自动化程度高的储气瓶组系统和相应的气体供给设备。
[0005] 根据本发明的一方面,提供一种储气瓶组系统,其包括至少一组储气瓶以及用于连接所述至少一组储气瓶的管路系统,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶包括相互连接的至少两个储气瓶,每个储气瓶包括设置有开关的第一端部和与第一端部相对的第二端部,每一组储气瓶中的每个储气瓶的第一端部之间相互连接形成第一端部连接管路,其中所述管路系统包括布置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路,
[0006] 其中,所述储气瓶组系统进一步包括至少一个增供阀,所述至少一个增供阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路中或者与任一组储气瓶的第一端部连接管路相连接,并且
[0007] 所述储气瓶组系统进一步包括至少一个转充阀,所述至少一个转充阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路中。
[0008] 本发明的储气瓶组系统能够实现大容量、高储气压力,并且可便于实现对任意储气瓶组的增压供气和任意储气瓶组之间的气体转充。
[0009] 在一个优选实施方案中,所述至少一个增供阀具有第一端和第二端,所述至少一个增供阀的第一端连接至该增供阀为其供气的一组储气瓶的第一端部连接管路,所述至少一个增供阀的第二端连接至用于为储气瓶组提供气体的气源。
[0010] 在一个优选实施方案中,所述至少一个转充阀被设置在用于任一组储气瓶的增供阀的第一端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的增供阀的第一端之间的连接管路中。
[0011] 在一个优选实施方案中,所述至少一个转充阀具有第一端和第二端,所述至少一个转充阀的第一端直接或间接连接至位于其上游的一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路,所述至少一个转充阀的第二端直接或间接连接至位于其下游的另一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路。
[0012] 在一个优选实施方案中,用于任一组储气瓶的增供阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的增供阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第一连接端口,该第一连接端口连接至气源或与气源相连接的气体供给管线。
[0013] 在一个优选实施方案中,用于任一组储气瓶的转充阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的转充阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第二连接端口,该第二连接端口连接至用气设备或与用气设备相连接的气体输出管线。
[0014] 在一个优选实施方案中,所述储气瓶组系统的管路系统中进一步包括至少一个压力传感器,所述至少一个压力传感器被布置为紧邻任一增供阀的上游或下游并且被配置为感测通过该增供阀供应的气体的压力。
[0015] 在一个优选实施方案中,所述增供阀被配置为当紧邻该增供阀布置的压力传感器所感测到的压力达到设定的阈值时,该增供阀被手动或自动关闭。
[0016] 在一个优选实施方案中,所述储气瓶组系统还包括过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个,所述过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个被设置在气源与所述至少一个增供阀之间的气体连接管路中、设置在气源与所述至少一个转充阀之间的气体连接管路中、和/或设置在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间的气体连接管路中。
[0017] 在一个优选实施方案中,在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间设置有循环阀,在所述循环阀以及每个增供阀和每个转充阀开启时,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶之间相互连通并且气体压力基本相同。
[0018] 在一个优选实施方案中,所述储气瓶组系统进一步包括与该循环阀并联和/或串联设置的单向阀,所述单向阀被配置为允许气体通过所述第一连接端口进入所述至少一组储气瓶并且通过所述第二连接端口离开所述至少一组储气瓶。
[0019] 在一个优选实施方案中,在所述循环阀的两端进一步并联设置有过滤器、冷却器、增压机、温度传感器中的一个或多个,来自所述外部气源的气体能够通过所述过滤器、冷却器、增压机、温度传感器中的一个或多个被供应到所述循环阀的上游。
[0020] 在一个优选实施方案中,所述外部气源与所述增压机之间设置有一个露点检测管路系统,在该露点检测管路系统中设置有减压器安全阀、露点检测压力表、露点检测送气阀和露点传感器中的一个或多个。
[0021] 在一个优选实施方案中,所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的任意一个或多个是电动阀。与普通电磁阀相比,电动阀可大大降低高压气体对系统的冲击,提升系统使用的安全性和可靠性,并且电动阀的自动化程度高,便于实现对各个电动阀的自动控制。
[0022] 在一个优选实施方案中,所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的任意一个或多个是手动阀,并且所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的每一个手动阀都分别并联连接有一个相应的电动阀,以使得能够实现手动和电动双重控制。手动阀和电动阀并联设置能够实现集手动自动操作于一体,通过设定的控制程序可实现自动增压转充以及对外送气的功能,只需通过操作特定按钮即可进行实现相关功能。
[0023] 在一个优选实施方案中,所述储气瓶组系统进一步包括与所述第一连接端口和/或第二连接端口相连接的送气管路,所述送气管路包括以多个不同范围的压力值向用气设备分别进行送气的多个送气支路。
[0024] 在一个优选实施方案中,所述多个送气支路包括第一送气支路、第二送气支路和第三送气支路,所述第一送气支路的送气压力大于第二送气支路,所述第二送气支路的送气压力大于第三送气支路,第一送气支路包括第一送气阀和第一送气压力表,所述第二送气支路包括第二减压器、第二送气阀和第二送气压力表,所述第三送气支路包括第二减压器、第三减压器、第三送气阀和第三送气压力表。
[0025] 在本发明的另一方面,一种气体供给装置,其特征在于,包括承载平台和根据上述任一项所述的储气瓶组系统,所述储气瓶组系统中的所述至少一组储气瓶被并排布置成一层或多于一层,并且固定安装在所述承载平台上。
[0026] 在一个优选实施方案中,所述气体供给装置进一步包括控制系统,其中所述控制系统与所述储气瓶组系统中包括的增供阀和转充阀中的一个或多个连接,并且所述控制系统被配置为根据用户输入的期望压力值和待要充气的一个或多个储气瓶或储气瓶组,控制所述增供阀和所述转充阀中的一个或多个的开启或关闭,并将所述至少一组储气瓶中的待要充气的任意一个或多个储气瓶增压至期望的压力值、将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体转充至另外的一组或多组储气瓶、和/或将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体提供给外部的用气设备。
[0027] 在一个优选实施方案中,所述气体供给装置为移动式的气体供给车辆。
[0028] 在一个优选实施方案中,所述气体供给装置包括传动系统发动机、底盘和变速箱中的一个或多个,所述传动系统包括取力器、油和控制手柄,所述取力器安装在所述变速箱的预留的侧取力口的位置处。
[0029] 在一个优选实施方案中,所述取力器包括主动齿轮和滑移齿轮,所述主动齿轮与变速箱内的常啮合齿轮相啮合,所述滑移齿轮安装在取力器的输出端上,所述变速箱在发动机工作时被置于空挡位置,通过控制手柄所述取力器被设置为使得取力器内部的主动齿轮与滑移齿轮相啮合,以带动取力器的滑移齿轮并且进而带动取力器的输出端运转。
[0030] 在一个优选实施方案中,所述气体供给装置还包括增压机,所述增压机包括设置在增压机壳体内的一级气缸、二级气缸、一级油缸和二级油缸,所述一级气缸和一级油缸相连布置在增压机壳体内的一侧,所述二级气缸和二级油缸相连布置在增压机壳体内的另一侧,所述一级气缸在其头部设置有一级进气阀和一级排气阀,所述二级气缸在其头部设置有二级进气阀和二级排气阀。
[0031] 在一个优选实施方案中,所述一级气缸和一级油缸相连布置在增压机壳体内的上部,所述二级气缸和二级油缸相连布置在增压机壳体内的下部。
[0032] 在一个优选实施方案中,在所述一级气缸和一级油缸中设置有一级活塞杆,在所述二级气缸和二级油缸中设置有二级活塞杆,在所述一级活塞杆和二级活塞杆中的每一个的左右端部分别设置有驱动所述一级油缸和二级油缸换向的接近开关
[0033] 在一个优选实施方案中,在所述一级油缸和二级油缸之间设置有电磁换向阀部件,在所述电磁换向阀部件中设置有向所述一级油缸和二级油缸中供应油的两个进油口,在所述增压机的下部左右两侧分别设置有两个出油口,并且在所述增压机的上部左右两侧分别设置有用于气体进出的一级入口和一级出口以及二级入口和二级出口。
[0034] 在一个优选实施方案中,所述气体供给装置进一步包括油泵,所述油泵包括输入轴和泵油口,所述取力器的输出端连接至所述油泵的输入轴,所述油泵的泵油口连接至增压机的一级油缸,通过所述增压机内部的换向阀部件以及对接近开关的控制能够实现增压机的活塞的往复运动,以实现压缩机对气体的增压。
[0035] 在一个优选实施方案中,所述控制系统进一步包括操作控制系统,所述操作控制系统包括布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个,或者所述操作控制系统与布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个相连接,其中所述增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个根据所述操作控制系统的设定条件或者根据用户操作被开启或关闭。
[0036] 在一个优选实施方案中,所述操作控制系统进一步包括用于接收用户输入并且提供信息输出的显示屏和/或用于供用户操作的操作按钮的任意一个或多个。
[0037] 在一个优选实施方案中,所述操作控制系统进一步包括与所述气体供给装置中设置的增压机连接的电子,通过控制所述电子油门能够控制所述增压机将气体压缩的程度。
[0038] 在一个优选实施方案中,所述控制系统进一步包括电气系统,所述电气系统包括可编程控制器以及与所述可编程控制器相连接的电源模、压力传感器和/或温度传感器中的任意一个或多个,所述压力传感器和温度传感器被配置用于分别感测气体连接管路中的气体的压力和温度或者分别感测所述增压机的油缸中的油的压力和温度。
[0039] 在一个优选实施方案中,所述电气系统进一步包括故障诊断电路,所述故障诊断电路连接至所述可编程控制器并且被配置为在所感测到的气体或油的压力和/或温度超过相应的预定值时或者在其他故障情况下发出报警信号
[0040] 根据本发明的气体供给装置在储气容积和储气压力方面进行了优化设计,并设置有增压机,能有效提高气体利用率,减少了保障频次;其次,操作系统集智能化、信息化于一体,具有自动增压转充、送气等功能,系统工作时可对关键参数在线监测和工艺流程动态显示,可实现数据的记录、存储、读取和故障自诊断功能,便于工作人员操作使用,降低劳动强度,提高工作效率。附图说明
[0041] 为了更清楚地说明本发明的实施方案,下面将结合附图对本发明的实施方案进行说明,应当理解,以下附图仅是示意性的,而不是限制性的。
[0042] 图1是根据本发明的一个示例性实施方案的储气瓶组系统的侧视示意图。
[0043] 图2是根据本发明的另一个示例性实施方案的储气瓶组系统的侧视示意图。
[0044] 图3是根据本发明的又一个示例性实施方案的储气瓶组系统的简化示意图。
[0045] 图4是根据本发明的再一个示例性实施方案的储气瓶组系统的详细示意图。
[0046] 图5是根据本发明的一个示例性实施方案的移动式气体供给装置的示意图。
[0047] 图6是根据本发明的一个示例性实施方案的气体供给装置的动力传送和气体增压的简化流程图
[0048] 图7A和7B分别是根据本发明的一个示例性实施方案的取力器的侧视图和截面示意图。
[0049] 图8A和8B是分别是根据本发明的一个示例性实施方案的高压油泵的侧视图和截面示意图。
[0050] 图9是根据本发明的一个示例性实施方案的传动系统的示意图。
[0051] 图10是根据本发明的一个示例性实施方案的气体供给装置中的增压机的结构示意图。

具体实施方式

[0052] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图,对本发明的实施方案进行清楚、完整的描述。应当理解,前述的一般说明和以下的详细说明仅是示例性的和解释性的,而并非是对所附的权利要求的限制。
[0053] 本发明提供的储气瓶组系统和包括该储气瓶组系统的气体供给装置可以用于储存增压气体(例如,增压冷气),以向用气设备提供便捷、灵活的增压气体供应,并且在某个储气瓶或储气瓶组内的气体压力不足时,可以轻易实现特定储气瓶或储气瓶组之间的气体转充。
[0054] 在一方面,根据本发明的储气瓶组系统包括至少一组储气瓶以及用于连接所述至少一组储气瓶的管路系统,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶包括相互连接的至少两个储气瓶,每个储气瓶包括设置有开关阀(例如,图1中所示的C101)的第一端部(例如,图1和图2中示意性示出的储气瓶的端部)和与第一端部相对的第二端部(图1和图2中未示意性示出),每一组储气瓶中的每个储气瓶的第一端部之间相互连接形成第一端部连接管路,其中所述管路系统包括布置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路,其中,所述储气瓶组系统进一步包括至少一个增供阀,所述至少一个增供阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路中或者与任一组储气瓶的第一端部连接管路相连接(例如,图2中示意性示出的K1‑K4),并且所述储气瓶组系统进一步包括至少一个转充阀,所述至少一个转充阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路中(例如,图2中示意性示出的K5‑K8)。
[0055] 图1是根据本发明的一个示例性实施方案的储气瓶组系统的侧视示意图。
[0056] 如图1所示,储气瓶组系统100包括6组储气瓶,每组储气瓶包括4个储气瓶C1‑C4,该储气瓶组系统包括共计24个储气瓶。如本领域技术人员可想到的,储气瓶组系统当然也可以包括任意其他数目的储气瓶组(例如,2、3、4、5或多于6个储气瓶组),每组储气瓶也可以包括任意其他数目个储气瓶(例如,2、3、5或多于6个)。每个储气瓶包括设置有开关阀C101的第一端部和与第一端部相对的第二端部,所述第一端部为图1中可以看到的端部,所述第二端部在图1中未示出。
[0057] 图2是根据本发明的另一个示例性实施方案的储气瓶组系统的侧视示意图。
[0058] 在如图2所示的示例性实施方案中,储气瓶组系统100’包括4组储气瓶,每组储气瓶中包括6个储气瓶。更具体地,第一组储气瓶包括储气瓶C11‑C16,第二组储气瓶包括储气瓶C21‑C26,第三组储气瓶包括储气瓶C31‑C36,第四组储气瓶包括储气瓶C41‑C46。每一组储气瓶中的每个储气瓶的第一端部之间相互连接形成第一端部连接管路,例如连接C11至C16的各个第一端部的第一端部连接管路。在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间还设置有便于实现气体连通的气体连接管路,该气体连接管路可以从任一组储气瓶的第一端部连接管路中的任意位置开始,连接至与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路中的任意位置。
[0059] 优选地,第一组储气瓶至第四组储气瓶中的每一组储气瓶的第一端部连接管路中或者与该第一端部连接管路相连接分别设置有一个增供阀(例如K1至K4)。所述至少一个增供阀具有第一端(例如,第一增供阀K1的第一端为K11)和第二端(例如,第一增供阀K1的第二端为K12),所述至少一个增供阀的第一端连接至该增供阀为其供气的一组储气瓶的第一端部连接管路,所述至少一个增供阀的第二端连接至用于为储气瓶组提供气体的气源。所述增供阀K1例如可以设置在第一组储气瓶中的第一个储气瓶C11的第一端部附近。
[0060] 优选地,在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路中设置有至少一个转充阀(例如,K5至K8)。例如,在第一组储气瓶的第一连接端口与相连接的第二组储气瓶的第一连接端口之间设置有转充阀K5,以将第一组储气瓶中的一个或多个储气瓶中的气体转充至第二组储气瓶。所述至少一个转充阀具有第一端(例如,第一转充阀K5的第一端为K51)和第二端(例如,第一转充阀K5的第二端为K52),所述至少一个转充阀的第一端直接或间接连接至位于其上游的一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路,所述至少一个转充阀的第二端直接或间接连接至位于其下游的另一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路。
[0061] 优选地,用于任一组储气瓶的增供阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的增供阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第一连接端口,该第一连接端口连接至气源或与气源相连接的气体供给管线。例如,所述增供阀K1至K4中的每一个之间相互连接并且共同连接到第一连接端口(如图2中所示),所述增供阀用于向储气瓶提供增压气体供应。
[0062] 优选地,用于任一组储气瓶的转充阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的转充阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第二连接端口,该第二连接端口连接至用气设备或与用气设备相连接的气体输出管线。例如,所述转充阀K5至K8中的每一个之间相互连接并且共同连接到第二连接端口(如图2中所示)。
[0063] 在将第一组储气瓶中的一个或多个储气瓶中的气体转充至第二组储气瓶时,第一增供阀K1关闭,第一转充阀K5开启,其他增供阀K2至K4和转充阀K6至K8都关闭。有利地,所述转充阀K5‑K8中的每一个之间相互连接并且共同连接到第二连接端口。所述第一连接端口可以直接或间接连接至例如外部气源,所述第二连接端口可以直接或间接连接至例如外部的用气设备。
[0064] 优选地,所述储气瓶组系统进一步包括至少一个压力传感器,所述至少一个压力传感器被布置为紧邻任一增供阀的上游或下游并且被配置为感测通过该增供阀供应的气体的压力。例如,所述压力传感器可以布置在每个增供阀和与其连接的相应的一组储气瓶之间。如图2中所示,在增供阀K1和储气瓶C11之间设置有压力传感器P1,在增供阀K2和储气瓶C21之间设置有压力传感器P2,在增供阀K3和储气瓶C31之间设置有压力传感器P3,在增供阀K4和储气瓶C41之间设置有压力传感器P4。所述压力传感器P1‑P4感测通过与其连接的增供阀向与相应的一组储气瓶供应的气体的压力,在感测到的压力达到用户期望的压力值时,与相应的压力传感器连接的增供阀被手动或自动关闭。
[0065] 图3是根据本发明的又一个示例性实施方案的储气瓶组系统的简化示意图。
[0066] 如图3中所示,所述储气瓶组系统还包括过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个。所述过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个可以设置在气源与所述至少一个增供阀之间的气体连接管路中、设置在气源与所述至少一个转充阀之间的气体连接管路中、和/或设置在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间的气体连接管路中。
[0067] 此外,所述储气瓶组系统还可以包括设置在所述至少一组储气瓶和用气设备之间的气体输出管线(例如,充气软管),以向用气设备供应气体。或者,所述储气瓶组系统还可以包括设置在外部气源和所述至少一组储气瓶之间的气体供给管线(例如,进气软管),以向用气设备供应气体。
[0068] 图4是根据本发明的再一个示例性实施方案的储气瓶组系统的详细示意图。
[0069] 虽然图4示出了储气瓶组系统的一个详细示意图,但是本领域技术人员根据本说明书的教导,也可设想到许多其他修改和变化,这些修改和变化也旨在涵盖在本申请的保护范围内。
[0070] 如图4中所示,在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间设置有循环阀K10,在所述循环阀K10以及每个增供阀(K1‑K4)和每个转充阀(K5‑K8)开启时,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶之间相互连通并且气体压力基本相同。术语“基本”涵盖旨在限定的数值或量的“±10%”范围内的偏差。
[0071] 所述储气瓶组系统进一步包括与该循环阀K10并联和/或串联设置的单向阀(例如,D2或D3),所述单向阀(D2或D3)被配置为允许气体通过所述第一连接端口进入所述至少一组储气瓶并且通过所述第二连接端口离开所述至少一组储气瓶。
[0072] 在所述循环阀K10的两端进一步并联设置有过滤器(例如,GL1或GL3)、冷却器(LQ)、增压机(YSJ)、温度传感器(T1、T2)中的一个或多个,来自所述外部气源的气体能够通过所述过滤器、冷却器、增压机、温度传感器中的一个或多个被供应到所述循环阀K10的上游。
[0073] 所述外部气源与所述增压机(YSJ)之间设置有一个露点检测管路系统,在该露点检测管路系统中设置有第一减压器(JY1)、安全阀(A2)、露点检测压力表(B5)、露点检测送气阀(K15)和露点传感器(LD)中的一个或多个。
[0074] 所述增供阀(K1‑K4)、所述转充阀(K5‑K8)、所述循环阀(K10)和/或其他任意阀门中的一个或多个可以是电动阀或手动阀。
[0075] 在所述增供阀、所述转充阀、所述循环阀和/或其他任意阀门中的一个或多个是手动阀的情况下,这些手动阀可分别并联连接有一个相应的电动阀,以使得能够实现手动和电动双重控制。
[0076] 所述储气瓶组系统进一步包括与所述第一连接端口或第二连接端口相连接的送气管路,所述送气管路包括以多个不同范围的压力值向用气设备分别进行送气的多个送气支路。上述送气管路中包括充气软管。
[0077] 所述多个送气支路包括第一送气支路、第二送气支路和第三送气支路,所述第一送气支路的送气压力大于第二送气支路,所述第二送气支路的送气压力大于第三送气支路。例如,第一送气支路可以包括第一送气阀(K12)和第一送气压力表(B4),所述第二送气支路包括第二减压器(JY2)、第二送气阀(K12)和第二送气压力表(B2),所述第三送气支路包括第二减压器(JY2)、第三减压器(JY3)、第三送气阀(K14)和第三送气压力表(B3)。
[0078] 有利地,在使用增压机对外部气源进行增压后,所述储气瓶中的气体压力最大可达到约25Mpa。在所述储气瓶存储冷气的情况下,所存储的气体的温度可以为约25度或更低。
[0079] 本发明的储气瓶组系统能够实现以下多种气体供给:
[0080] a)外部气源可手动/自动向内部气瓶灌充补气;
[0081] b)内部气瓶经增压机增压后可手动/自动对外供气;
[0082] c)外部气源经内部增压机增压后可手动/自动对外供气;
[0083] d)内部气瓶可手动/自动直接对外供气;
[0084] e)内部瓶组之间可手动/自动相互转充。
[0085] 下面简单说明了本发明的一个实施方案的储气瓶组系统能够实现的多种气体供给过程:
[0086] 1.1外部气源可手动/自动向内部气瓶灌充补气
[0087] 外部气源通过进气口,首先进行露点检测,露点检测合格后可将气体由管路系统依次对内部每个瓶组进行灌充,灌充时可通过手动操作对内部气瓶组进行灌充,也可进行自动灌充,自动灌充时通过系统安装的压力传感器所采集的信号传输至PLC控制器,通过设定的程序对气瓶组依次灌充,灌充至所需压力后系统自动停机,工作流程如下:
[0088] 进气→过滤器→截止阀→气瓶组
[0089] 1.2内部气瓶可手动/自动经增压机增压后对外供气
[0090] 当内部气体压力无法满足用气设备所需压力时,可将内部气体由增压机增压,经冷却干燥,将合格气体对用气设备进行灌充,该操作可通过手动控制也可进行自动控制,自动控制时可在触摸显示屏上输入相应的供气压力数值,当供气压力达到设定的灌充压力后,通过系统安装的压力传感器所采集的信号传输至PLC控制器,控制器控制相应电动阀动作,系统可自动停止增压。工作流程如下:
[0091] 气瓶组→增压机→冷却器→干燥器→管路系统
[0092] →控制系统→过滤器→充气软管→用气设备
[0093] 1.3外部气源经内部增压机增压后可手动/自动对外供气
[0094] 外部气源经进气口,由内部增压机增压,经冷却干燥,将合格气体对用气设备进行灌充,灌充时可手动控制也可进行自动控制,自动控制时可在触摸显示屏上输入相应的供气压力数值,当供气压力达到设定的灌充压力后,通过系统安装的压力传感器所采集的信号传输至PLC控制器,PLC控制器控制循环阀和排空阀同时打开,系统停止增压同时排空,工作流程如下:
[0095] 外部气源→增压机→冷却器→干燥器→
[0096] 管路系统→控制系统→过滤器→充气软管→用气设备
[0097] 1.4内部气瓶可手动/自动直接对外供气
[0098] 当内部气瓶组压力可满足用气设备所需压力时,可通过管路系统直接对用气设备进行供气,灌充时可手动控制也可进行自动控制,自动控制时可在触摸显示屏上输入相应的供气压力数值,当供气压力达到设定的灌充压力后,通过系统安装的压力传感器所采集的信号传输至PLC控制器,PLC控制器控制相应增供阀门关闭,同时排空阀打开,进行管路余气排空,工作流程如下:
[0099] 气瓶组→管路系统→控制系统
[0100] →过滤器→充气软管→用气设备
[0101] 1.5内部瓶组之间可手动/自动相互转充
[0102] 当内部气瓶压力不能满足用气设备所需压力时,可将气瓶组内气体进行增压转充至其它瓶组,转充时可通过手动控制也可进行自动控制,自动控制过程中控制器通过对各组储气瓶压力数据的采集,经过运算后,由压力最低的一组向压力最高的一组进行转充,增压至额定压力后,增供阀关闭,同时对剩余瓶组中压力最高的一组进行转充,直至该瓶组压力小于增压机最低进气压力,其余瓶组依此进行,转充完毕后,循环阀打开,各转充及增供阀关闭,同时排空阀打开,进行系统排空,工作流程如下:
[0103] 气瓶组→增压机→冷却器→干燥器
[0104] →管路系统→控制系统→气瓶组
[0105] 下面更加详细说明了本发明的另一个实施方案的储气瓶组系统能够实现的多种气体供给过程:
[0106] 2.1外部气源(压力在4MPa~24MPa范围内)通过增压机增压后向气瓶补气。
[0107] 气体流动路线如下:
[0108] 外部气源→补气软管→过滤器→进气阀→增压机→循环阀→单向阀→第一增供阀K1(或第二增供阀K2、第三增供阀K3、第四增供阀K4)→I组储气瓶(或II组储气瓶、III组储气瓶、IV组储气瓶)。
[0109] 2.2车上气瓶内的气体经增压机增压后向外充气,向外充气压力分别为:25MPa、0MPa~3MPa、3MPa~15MPa。
[0110] 气体流动路线如下:
[0111] I组储气瓶(或II组储气瓶、III组储气瓶、IV组储气瓶)内的气体→[0112] 第一转充阀K5(或第二转充阀K6、第三转充阀K7、第四转充阀K8)→增压机→单向阀→循环阀→过滤器→:
[0113] (1)→25MPa充气阀→干燥器→充气软管→排空阀;
[0114] (2)→25/3~15MPa减压器→25/0~3MPa减压器→0~3MPa充气阀→干燥器→充气软管→排空阀;
[0115] (3)→25/3~15MPa减压器→3MPa~15MPa充气阀→充气软管→干燥器→排空阀。
[0116] 2.3气瓶组之间通过增压机增压后相互充气。
[0117] 气体流动路线如下:
[0118] I组储气瓶(或II组储气瓶、III组储气瓶、IV组储气瓶)内的气体→第一转充阀(或第二转充阀、第三转充阀、第四转充阀)→过滤器→增压机→单向阀→循环阀→第二增供阀(或第三增供阀、第四增供阀)→II组储气瓶(或III组储气瓶、IV组储气瓶)。
[0119] 2.4气瓶组直接对外充气,向外充气压力分别为:25MPa、0MPa~3MPa、3MPa~15MPa。
[0120] 气体流动路线如下:
[0121] I组储气瓶(或II组储气瓶、III组储气瓶、IV组储气瓶)内的气体→第一增供阀(或第二增供阀、第三增供阀、第四增供阀)→过滤器→:
[0122] (1)→25Mpa送气阀→干燥器→充气软管→排空阀;
[0123] (2)→25/3~15MPa减压器→25/0~3MPa减压器→0~3MPa充气阀→干燥器→充气软管→排空阀;
[0124] (3)→25/3~15MPa减压器→3MPa~15MPa充气阀→干燥器→充气软管→排空阀。
[0125] 当然,上述示出的气体流动路线仅是示意性的,本发明的储气瓶组系统还能够以多种不同流动路线实现上述不同充气或转充功能。
[0126] 另一方面,本发明还提供一种气体供给装置,其特征在于,包括承载平台和上述的储气瓶组系统,所述储气瓶组系统中的所述至少一组储气瓶被并排布置成一层或多于一层,并且固定安装在所述承载平台上。
[0127] 所述气体供给装置进一步包括控制系统,其中所述控制系统与所述储气瓶组系统中包括的增供阀和转充阀中的一个或多个连接,并且所述控制系统被配置为根据用户输入的期望压力值和待要充气的一个或多个储气瓶或储气瓶组,控制所述增供阀和所述转充阀中的一个或多个的开启或关闭,并将所述至少一组储气瓶中的待要充气的任意一个或多个储气瓶增压至期望的压力值、将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体转充至另外的一组或多组储气瓶、和/或将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体提供给外部的用气设备。
[0128] 图5是根据本发明的一个示例性实施方案的移动式气体供给装置的示意图。
[0129] 优选地,如图5中所示,所述移动式气体供给装置为冷气供给车辆。该冷气供给车辆可以是面向25MPa以下用气设备的冷气供给装置。所述气体供给装置主要包括储气瓶组系统100、控制系统200、增压机300、传动系统400、底盘500、变速箱和管路系统等中的一个或多个。
[0130] 储气瓶组系统主要用于介质气体的储存,该瓶组可储存例如300m3标况气体,储气总量大大增加。同时瓶组安装为层级固定,避免各瓶体之间堆积碰撞,提升瓶组使用的安全性和可靠性。汽车底盘主要用于增压机动力的输入,并作为储气瓶组系统的承载平台(或承载运输平台)。
[0131] 在所述气体供给装置中的管路系统主要包括管路及管接件、单向阀、安全阀、过滤器和干燥器等,用于连接各仪表和阀件,对充装介质进行流向限制、超压保护、微粒过滤,保证充装介质正确、安全、洁净地在系统中流通。
[0132] 图6是根据本发明的一个示例性实施方案的气体供给装置的动力传送和气体增压的简化流程图。
[0133] 在所述气体供给装置为冷气供给车辆时,优选地,所述气体供给装置的传动系统400可以包括取力器600(如图7A和7B进一步示出)、油泵700(如图8A和8B进一步示出)和控制手柄。传动系统主要用于将汽车发动机的动力传输给变速箱,取力器采用汽车动力侧取形式获取变速箱的动力,该取力器进一步驱动高压油泵,从该高压油泵输出的高压油被泵送到增压机油缸,通过电磁转换阀组、接近开关以及控制器之间的转换实现增压机活塞的往复运动,从而实现压缩机对气体的增压功能。
[0134] 增压机主要用于介质气体的压缩,可以将外界低压气体增压至25MPa储存在车内气瓶,增加储气总容量;也可以通过瓶组之间的转充增压有效提高气瓶内的气体利用率。
[0135] 图7A和7B分别是根据本发明的一个示例性实施方案的取力器的侧视图和截面示意图。
[0136] 取力器600可以安装在变速箱预留的侧取力口位置。如图7A中所示,取力器600包括主动齿轮601和滑移齿轮602,并且具有输入轴603和输出端604。所述主动齿轮601与变速箱内的常啮合齿轮相啮合,所述滑移齿轮602安装在取力器的输出端604上。
[0137] 传动系统400的动力来源于汽车发动机,发动机通过离合器将动力传输至变速箱。在传动系统400工作时将变速箱置于空挡位置,取力器的主动齿轮601与变速箱内的常啮合齿轮处于工作状态,取力器通过控制手柄使取力器内部的滑移齿轮602与主动齿轮601相啮合,从而在主动齿轮601被变速箱内的常啮合齿轮带动运转时,能够进一步带动取力器滑移齿轮602进行运转,而滑移齿轮602安装在取力器的输出端604上,从而带动取力器的输出端
604进行运转。
[0138] 如本领域技术人员可以想到的,在本发明的气体供给装置中,也可以采用本领域已知的各种取力器,只要能够实现上述要求的功能。
[0139] 图8A和8B是分别根据本发明的一个示例性实施方案的高压油泵的侧视图和截面示意图。
[0140] 如图8A中所示,该高压油泵700可以包括例如两个进油口701和一个输入轴702。如图8B中所示,该高压油泵的一侧为泵油端703,另一侧为进油端704。所述泵油端703可以具有泵油口,所述进油端704为所述进油口701所在的一侧。
[0141] 图9是根据本发明的一个示例性实施方案的传动系统的示意图。
[0142] 如图9所示,高压油泵700的两个进油口701可以连接至液压油油箱800。所述高压油泵700的泵油端703可以连接至增压机300,所述高压油泵700的输入轴702可以连接至取力器600的输出端604。
[0143] 另外,所述油泵700的泵油口可以连接至增压机300的一级油缸,已使得油泵产生的高压油能够进入增压机油缸。通过所述增压机内部的换向阀部件、接近开关的控制能够实现增压机的活塞的往复运动,从而实现压缩机对气体的增压。
[0144] 优选地,所述取力器的输出端为内花键形式,所述油泵的输入轴为外花键形式,两者连接后,可带动油泵运转,在油泵运转时可将进入油泵的液压油进行增压,通过油泵所产生高压油进入增压机油缸,再通过增压机安装的换向阀部件对高压油流向进行控制,从而实现增压机活塞的往复运动,达到气体压缩的功能。
[0145] 图10是根据本发明的一个示例性实施方案的气体供给装置中的增压机的结构示意图。
[0146] 如图10中所示,所述增压机300包括设置在增压机壳体内的一级气缸310、二级气缸340、一级油缸320和二级油缸330,所述一级气缸310和一级油缸320相连布置在增压机壳体内的一侧(例如,布置在增压机壳体内的上部),所述二级气缸340和二级油缸330相连布置在增压机壳体内的另一侧(例如,布置在增压机壳体内的下部),一级气缸310在一级气缸头部311设置有一级进气阀313和一级排气阀312,所述二级气缸340在二级气缸头部341设置有二级进气阀343和二级排气阀342。在所述一级气缸和一级油缸中设置有一级活塞杆314,在所述二级气缸和二级油缸中设置有二级活塞杆346,在所述一级活塞杆314和二级活塞杆346中的每一个的左右端部分别设置有驱动油缸换向的接近开关331。
[0147] 在所述一级油缸和二级油缸之间设置有电磁换向阀部件392,在所述电磁换向阀392部件中设置有向所述一级油缸和二级油缸中供应油的两个进油口,在所述增压机的下部左右两侧分别设置有两个出油口370,并且在所述增压机的上部左右两侧分别设置有用于气体进出的一级入口351和一级出口352以及二级入口361和二级出口362。
[0148] 优选地,所述二级气缸340在二级气缸头部341还设置有活塞环344,在与所述二级气缸头部341相对的另一端部设置有泛塞封345。另外,在所述出油口370中设置有气管路部件371,并且所述出油口连接至接油冷却器。
[0149] 优选地,在所述增压机的壳体下部设置有两个减震器380。在所述一级油缸320的与所述一级气缸310相对的端部设置有一级油缸驱动部件390。在所述一级气缸310和一级油缸320之间以及所述二级气缸340和二级油缸330之间还设置有驱动油缸391。
[0150] 该增压机缸体结构设计新颖,二级四缸对称布置,与传统压缩机相比可减低至少50%的功耗。具有噪音小,传动平稳、使用可靠等优点。增压机的设计应用,与传统装置相比可大大降低使用功耗,提升气体利用率。
[0151] 另外,优选地,所述气体供给装置的控制系统进一步包括操作控制系统。控制系统主要用于介质气体的对内灌充、系统内部转充增压、对用气设备减压充装等。所述操作控制系统包括布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个,或者所述操作控制系统与布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个相连接,其中所述增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个根据所述操作控制系统的设定条件或者根据用户操作被开启或关闭。
[0152] 优选地,所述操作控制系统进一步包括用于接收用户输入并且提供信息输出的显示屏和/或用于供用户操作的操作按钮的任意一个或多个。
[0153] 优选地,所述操作控制系统进一步包括与所述气体供给装置中设置的增压机连接的电子油门,通过控制所述电子油门能够控制所述增压机将气体压缩的程度。
[0154] 优选地,所述控制系统进一步包括电气系统,所述电气系统包括可编程控制器以及与所述可编程控制器相连接的电源模块、压力传感器和/或温度传感器中的任意一个或多个,所述压力传感器和温度传感器被配置用于分别感测气体连接管路中的气体的压力和温度或者分别感测所述增压机的油缸中的油的压力和温度。
[0155] 优选地,所述电气系统进一步包括故障诊断电路,所述故障诊断电路连接至所述可编程控制器并且被配置为在所感测到的气体或油的压力和/或温度超过相应的预定值时或者在其他故障情况下发出报警信号。
[0156] 例如,所述控制系统的控制程序部分采用西门子S7‑200系列可编程控制器(PLC)程序和触摸显示屏组态软件。为达到技术指标要求,充分考虑人机工程以及安全性、可靠性等因素,控制系统连接至触摸显示屏,并且依靠可编程控制器的集中控制技术,对系统中的关键参数进行实时显示和监控,当超出系统设定值时可实现故障报警功能。
[0157] 为了提高系统的智能化操作控制功能,PLC程序可根据系统工艺流程需要,通过实时监测气体的压力和温度,实现自动在线监控,实现智能控制。触摸显示屏显示部分的实现,能够便于各仪表、传感器与触摸显示屏之间的通讯、管理,以达到多机通讯、构建管理系统的目的。
[0158] 信息化、智能化管理系统是基于控制系统实现的,冷气供给装置正常工作时,控制器通过各传感器进行实时采样,包括发动机温、增压机压缩频次、进气压力、排气压力、进气温度、排气温度、系统运行时间以及各主要部件维护保养自动提示等参数,通过与显示屏通讯将所采集的数据传送到触摸显示屏上,其控制核心——可编程控制器通过运算及控制,实现对关键参数的监测和对系统的智能化控制。同时还可将采集的数据储存在内存卡上,实现数据的传送、读取功能。为方便后期功能扩展,该装置预留有安装车辆自动定位及监测系统的相关接口
[0159] 故障自诊断系统以故障诊断电路为基础,控制器通过对系统安装的传感器进行数据采样,对所采集的数据进行分析,根据触摸显示屏上的相关提示可判断出故障部位,故障自诊断系统主要对发动机故障、增压机故障、电动执行机构故障以及各主要部件定期维护保养进行自动提示。
[0160] 通过PLC程控设计,将可编程控制器与传感器、继电器、电动阀等电器元件结合应用,实现设备自动控制,降低大流量气体冲击,关键参数在线监测以及故障定点监控报警。
[0161] 另外,根据本发明的冷气控制装置的显示屏还可以具有各种显示界面、测试界面、系统参数界面和系统报警界面。例如,手动转充界面主要是用于手动选择转充组别和増供组别同时显示各组储气瓶压力、增压机进气压力、排气压力、进气温度和排气温度,同时对当前工序流程进行显示,并具有转充开始按钮、转充停止按钮、系统排空和返回按钮。
[0162] 自动转充界面主要是用于系统自动进行转充增压的操作界面,同时显示各组储气瓶压力、增压机进气压力、排气压力、进气温度和排气温度,同时对当前工序流程进行显示,并具有转充开始按钮、转充停止按钮,系统排空和返回按钮。
[0163] 测试界面主要是针对各电动阀的开启状态以及开启时间进行监测,判断各电动阀的工作状态,方便用于故障排除。系统将各采样点的采样口进行了标明,方便操作人员接线安装。
[0164] 系统参数界面主要显示的内容有各瓶组压力、系统露点、增压机油温、增压机运行频次、增压机进气压力、增压机排气压力、发动机转速、对外供气压力、增压机进气温度、增压机排气温度以及返回界面按钮。
[0165] 系统报警界面的主要报警条目有增压机进气压力低、增压机进气压力高、增压机进气温度高、增压机排气温度高、增压机排气压力高、发动机水温高、增压机压缩频次高、增压机油温低、增压机油温高、增压机进气压力过低、加热装置运行指示等内容。当报警条目所显示的故障消除后按下报警复位按钮可对故障进行复位,同时具有返回主页界面按钮。
[0166] 与现有的手动操作气体供给设备相比,根据本发明的冷气供给装置具有以下优点:
[0167] 储气容积大,压力高,储气量大;
[0168] 设有增压机,气体利用率高,使用周期长;
[0169] 集手动自动化于一体,更加人性化,自动控制操作步骤少,节省人力;
[0170] 信息化、智能化水平高,能够记录设备运行状态,方便维护保养;
[0171] 有故障自动报警功能,自动诊断故障位置,方便迅速排故。
[0172] 下面给出本发明的一些可能实施方案:
[0173] 方案1.一种储气瓶组系统,其特征在于,包括至少一组储气瓶以及用于连接所述至少一组储气瓶的管路系统,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶包括相互连接的至少两个储气瓶,每个储气瓶包括设置有开关阀的第一端部和与第一端部相对的第二端部,每一组储气瓶中的每个储气瓶的第一端部之间相互连接形成第一端部连接管路,其中所述管路系统包括布置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路,
[0174] 其中,所述储气瓶组系统进一步包括至少一个增供阀,所述至少一个增供阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路中或者与任一组储气瓶的第一端部连接管路相连接,并且
[0175] 所述储气瓶组系统进一步包括至少一个转充阀,所述至少一个转充阀被分别设置在任一组储气瓶的第一端部连接管路和与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的第一端部连接管路之间的气体连接管路中。
[0176] 方案2.根据方案1所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述至少一个增供阀具有第一端和第二端,所述至少一个增供阀的第一端连接至该增供阀为其供气的一组储气瓶的第一端部连接管路,所述至少一个增供阀的第二端连接至用于为储气瓶组提供气体的气源。
[0177] 方案3.根据方案2所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述至少一个转充阀被设置在用于任一组储气瓶的增供阀的第一端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的增供阀的第一端之间的连接管路中。
[0178] 方案4.根据方案3所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述至少一个转充阀具有第一端和第二端,所述至少一个转充阀的第一端直接或间接连接至位于其上游的一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路,所述至少一个转充阀的第二端直接或间接连接至位于其下游的另一组储气瓶的增供阀的第一端或者第一端部连接管路。
[0179] 方案5.根据方案2或4所述的储气瓶组系统,其特征在于,用于任一组储气瓶的增供阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的增供阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第一连接端口,该第一连接端口连接至气源或与气源相连接的气体供给管线。
[0180] 方案6.根据方案5所述的储气瓶组系统,其特征在于,用于任一组储气瓶的转充阀的第二端和用于与该任一组储气瓶相邻的另一组储气瓶的转充阀的第二端之间相互连接并且共同延伸至第二连接端口,该第二连接端口连接至用气设备或与用气设备相连接的气体输出管线。
[0181] 方案7.根据方案1或2所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述储气瓶组系统的管路系统中进一步包括至少一个压力传感器,所述至少一个压力传感器被布置为紧邻任一增供阀的上游或下游并且被配置为感测通过该增供阀供应的气体的压力。
[0182] 方案8.根据方案7所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述增供阀被配置为当紧邻该增供阀布置的压力传感器所感测到的压力达到设定的阈值时,该增供阀被手动或自动关闭。
[0183] 方案9.根据方案6所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述储气瓶组系统还包括过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个,所述过滤器、冷却器、干燥器、增压机、温度传感器中的一个或多个被设置在气源与所述至少一个增供阀之间的气体连接管路中、设置在气源与所述至少一个转充阀之间的气体连接管路中、和/或设置在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间的气体连接管路中。
[0184] 方案10.根据方案6或9所述的储气瓶组系统,其特征在于,在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间设置有循环阀,在所述循环阀以及每个增供阀和每个转充阀开启时,所述至少一组储气瓶中的每一组储气瓶之间相互连通并且气体压力基本相同。
[0185] 方案11.根据方案10所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述储气瓶组系统进一步包括与该循环阀并联和/或串联设置的单向阀,所述单向阀被配置为允许气体通过所述第一连接端口进入所述至少一组储气瓶并且通过所述第二连接端口离开所述至少一组储气瓶。
[0186] 方案12.根据方案10所述的储气瓶组系统,其特征在于,在所述循环阀的两端进一步并联设置有过滤器、冷却器、增压机、温度传感器中的一个或多个,来自所述外部气源的气体能够通过所述过滤器、冷却器、增压机、温度传感器中的一个或多个被供应到所述循环阀的上游。
[0187] 方案13.根据方案12所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述外部气源与所述增压机之间设置有一个露点检测管路系统,在该露点检测管路系统中设置有减压器、安全阀、露点检测压力表、露点检测送气阀和露点传感器中的一个或多个。
[0188] 方案14.根据方案10所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的任意一个或多个是电动阀。
[0189] 方案15.根据方案10所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的任意一个或多个是手动阀,并且所述增供阀、所述转充阀和/或所述循环阀中的每一个手动阀都分别并联连接有一个相应的电动阀。
[0190] 方案16.根据方案6所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述储气瓶组系统进一步包括与所述第一连接端口和/或第二连接端口相连接的送气管路,所述送气管路包括以多个不同范围的压力值向用气设备分别进行送气的多个送气支路。
[0191] 方案17.根据方案16所述的储气瓶组系统,其特征在于,所述多个送气支路包括第一送气支路、第二送气支路和第三送气支路,所述第一送气支路的送气压力大于第二送气支路,所述第二送气支路的送气压力大于第三送气支路,第一送气支路包括第一送气阀和第一送气压力表,所述第二送气支路包括第二减压器、第二送气阀和第二送气压力表,所述第三送气支路包括第二减压器、第三减压器、第三送气阀和第三送气压力表。
[0192] 方案18.一种气体供给装置,其特征在于,包括承载平台和根据方案1‑17中任一项所述的储气瓶组系统,所述储气瓶组系统中的所述至少一组储气瓶被并排布置成一层或多于一层,并且固定安装在所述承载平台上。
[0193] 方案19.根据方案18所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置进一步包括控制系统,其中所述控制系统与所述储气瓶组系统中包括的增供阀和转充阀中的一个或多个连接,并且所述控制系统被配置为根据用户输入的期望压力值和待要充气的一个或多个储气瓶或储气瓶组,控制所述增供阀和所述转充阀中的一个或多个的开启或关闭,并将所述至少一组储气瓶中的待要充气的任意一个或多个储气瓶增压至期望的压力值、将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体转充至另外的一组或多组储气瓶、和/或将所述至少一组储气瓶中的任意一个或多个储气瓶中的气体提供给外部的用气设备。
[0194] 方案20.根据方案19所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置为移动式的气体供给车辆。
[0195] 方案21.根据方案19或20所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置包括传动系统、发动机、底盘和变速箱中的一个或多个,所述传动系统包括取力器、油泵和控制手柄,所述取力器安装在所述变速箱的预留的侧取力口的位置处。
[0196] 方案22.根据方案21所述的气体供给装置,其特征在于,所述取力器包括主动齿轮和滑移齿轮,所述主动齿轮与变速箱内的常啮合齿轮相啮合,所述滑移齿轮安装在取力器的输出端上,所述变速箱在发动机工作时被置于空挡位置,通过控制手柄所述取力器被设置为使得取力器内部的主动齿轮与滑移齿轮相啮合,以带动取力器的滑移齿轮并且进而带动取力器的输出端运转。
[0197] 方案23.根据方案22所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置还包括增压机,所述增压机包括设置在增压机壳体内的一级气缸、二级气缸、一级油缸和二级油缸,所述一级气缸和一级油缸相连布置在增压机壳体内的一侧,所述二级气缸和二级油缸相连布置在增压机壳体内的另一侧,所述一级气缸在其头部设置有一级进气阀和一级排气阀,所述二级气缸在其头部设置有二级进气阀和二级排气阀。
[0198] 方案24.根据方案23所述的气体供给装置,其特征在于,所述一级气缸和一级油缸相连布置在增压机壳体内的上部,所述二级气缸和二级油缸相连布置在增压机壳体内的下部。
[0199] 方案25.根据方案23或24所述的气体供给装置,其特征在于,在所述一级气缸和一级油缸中设置有一级活塞杆,在所述二级气缸和二级油缸中设置有二级活塞杆,在所述一级活塞杆和二级活塞杆中的每一个的左右端部分别设置有驱动所述一级油缸和二级油缸换向的接近开关。
[0200] 方案26.根据方案25所述的气体供给装置,其特征在于,在所述一级油缸和二级油缸之间设置有电磁换向阀部件,在所述电磁换向阀部件中设置有向所述一级油缸和二级油缸中供应油的两个进油口,在所述增压机的下部左右两侧分别设置有两个出油口,并且在所述增压机的上部左右两侧分别设置有用于气体进出的一级入口和一级出口以及二级入口和二级出口。
[0201] 方案27.根据方案23所述的气体供给装置,其特征在于,所述气体供给装置进一步包括油泵,所述油泵包括输入轴和泵油口,所述取力器的输出端连接至所述油泵的输入轴,所述油泵的泵油口连接至增压机的一级油缸,通过所述增压机内部的换向阀部件以及对接近开关的控制能够实现增压机的活塞的往复运动,以实现压缩机对气体的增压。
[0202] 方案28.根据方案19或20所述的气体供给装置,其特征在于,所述控制系统进一步包括操作控制系统,所述操作控制系统包括布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个,或者所述操作控制系统与布置在所述管路系统中的增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个相连接,其中所述增供阀、转充阀、截止阀、排空阀、循环阀、安全阀中的任意一个或多个根据所述操作控制系统的设定条件或者根据用户操作被开启或关闭。
[0203] 方案29.根据方案28所述的气体供给装置,其特征在于,所述操作控制系统进一步包括用于接收用户输入并且提供信息输出的显示屏和/或用于供用户操作的操作按钮的任意一个或多个。
[0204] 方案30.根据方案28所述的气体供给装置,其特征在于,所述操作控制系统进一步包括与所述气体供给装置中设置的增压机连接的电子油门,通过控制所述电子油门能够控制所述增压机将气体压缩的程度。
[0205] 方案31.根据方案19或20所述的气体供给装置,其特征在于,所述控制系统进一步包括电气系统,所述电气系统包括可编程控制器以及与所述可编程控制器相连接的电源模块、压力传感器和/或温度传感器中的任意一个或多个,所述压力传感器和温度传感器被配置用于分别感测气体连接管路中的气体的压力和温度或者分别感测所述增压机的油缸中的油的压力和温度。
[0206] 方案32.根据方案19或20所述的气体供给装置,其特征在于,所述电气系统进一步包括故障诊断电路,所述故障诊断电路连接至所述可编程控制器并且被配置为在所感测到的气体或油的压力和/或温度超过相应的预定值时或者在其他故障情况下发出报警信号。
[0207] 尽管已经详细地说明了示例实施方案,前述说明在所有方面都是说明性的而不是限制性的。应当理解,可以设计出多个其它改型和变体而不偏离示例实施方案的范围,这些都落入发明的保护范围。因此,本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
[0208] 附图标记列表
[0209] 100、100’        储气瓶组系统
[0210] C1‑C4            储气瓶
[0211] C101             开关阀
[0212] C11‑C16          第一组储气瓶
[0213] C21‑C26          第二组储气瓶
[0214] C31‑C36          第三组储气瓶
[0215] C41‑C46          第四组储气瓶
[0216] K1‑K4            第一、二、三、四增供阀
[0217] K11              第一增供阀的第一端
[0218] K12              第一增供阀的第二端
[0219] K5‑K8            第一、二、三、四转充阀
[0220] K51              第一转充阀的第一端
[0221] K52              第一转充阀的第二端
[0222] P1‑P7            压力传感器
[0223] 200              控制系统
[0224] 300              增压机
[0225] 400              传动系统
[0226] 500              汽车底盘
[0227] 600              取力器
[0228] 601              主动齿轮
[0229] 602              滑移齿轮
[0230] 603              取力器的输入轴
[0231] 604              取力器的输出端
[0232] 700              高压油泵
[0233] 701              进油口
[0234] 702              高压油泵的输入轴
[0235] 703              泵油端
[0236] 704              进油端
[0237] 800              液压油油箱
[0238] 310              一级气缸
[0239] 311              一级气缸头部
[0240] 312              一级排气阀
[0241] 313              一级进气阀
[0242] 314              一级活塞杆
[0243] 320              一级油缸
[0244] 330              二级油缸
[0245] 331              接近开关
[0246] 340              二级气缸
[0247] 341              二级气缸头部
[0248] 342              二级排气阀
[0249] 343              二级进气阀
[0250] 344              活塞环
[0251] 345              泛塞封
[0252] 346              二级活塞杆
[0253] 351              一级入口
[0254] 352              一级出口
[0255] 361              二级入口
[0256] 362              二级出口
[0257] 370              出油口
[0258] 371              气管路部件
[0259] 380              减震器
[0260] 390              一级油缸驱动部件
[0261] 391              驱动油缸
[0262] 392              电磁换向阀部件
[0263] DF1‑DF12         电动阀
[0264] GL1、GL2、GL3     过滤器
[0265] SQF              三通高压球阀
[0266] LQ               冷却器
[0267] YSJ              液压往复式增压机
[0268] LD               露点传感器
[0269] GZ               干燥器
[0270] JY4              定压减压阀(例如,15MPa定压减压阀)
[0271] JY3              第三减压器(例如,0‑3Mpa减压器)
[0272] JY2              第二减压器(例如,3‑15MPa减压器)
[0273] JY1              第一减压器(例如,0.2‑2MPa减压器)
[0274] B5               露点检测压力表
[0275] B4               第一送气压力表(例如,25MPa送气压力表)
[0276] B3               第三送气压力表(例如,0‑3MPa送气压力表)
[0277] B2               第二送气压力表(例如,3‑15MPa送气压力表)
[0278] B1               进气压力表
[0279] A1‑A5            第一安全阀至第五安全阀
[0280] K16              节流阀
[0281] K15              露点检测送气阀
[0282] K14              第三送气阀(例如,0‑3MPa送气阀)
[0283] K13              排空阀
[0284] K12              第二送气阀(例如,3‑15MPa送气阀)
[0285] K11              第一送气阀(例如,25MPa送气阀)
[0286] K10              循环阀
[0287] K9               进气阀
[0288] D1‑D6            单向阀
[0289] T1‑T2            温度传感器
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