一种用于LNG车载气瓶的增压装置
技术领域
本发明涉及LNG车载气瓶增压技术，尤其涉及一种用于LNG车载气瓶的增压装置。
背景技术
液化天然气（简称LNG）是当今世界公认的清洁能源，具有热值高、燃烧充分、价格低、运输经济性好、安全性好等优点，深受广大用户喜爱。以LNG为燃料的液化天然气汽车已投入运行，LNG车载气瓶作为液化天然气汽车车载燃料系统的关键部分，也受到广泛关注。
LNG车载气瓶在使用过程中，随着内胆中液位的下降，内胆中的压力也会下降，当内胆中液位下降到一定位置时会导致气瓶压力不足，因而需要对LNG车载气瓶进行增压。现有的用于LNG车载气瓶的增压装置多数通过设置裸露于外界环境中的带翅片的增压管来实现增压目的，内胆中的液体通过增压管时吸热气化为气体后再回到内胆中，从而完成增压过程。但上述增加过程受外界环境温度影响非常大，因而很难保证内胆内压力的稳定性。
专利号为2016101291431的中国发明专利申请中公开了一种LNG车载气瓶增压系统，该系统将LNG气瓶输出的液化天然气经汽化器、缓冲罐后分两路：一路输出至发动机，另一路通过循环泵输入至LNG气瓶中、对LNG气瓶进行增压。但上述LNG车载气瓶增压系统依赖于外界动力——循环泵，增加了成本。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种增压稳定可靠、成本低的用于LNG车载气瓶的增压装置。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置，包括：LNG车载气瓶、水浴汽化器和缓冲罐；所述的水浴汽化器内设有三条独立通道：第一通道、第二通道和第三通道，第一通道的两端开口分别在水浴汽化器上形成第一进口和第一出口，第二通道的两端开口分别在水浴汽化器上形成第二进口和第二出口，第三通道的两端开口分别在水浴汽化器上形成第三进口和第三出口，热媒从第三进口进入第三通道中、且第一通道和第二通道内的流体均能与第三通道内的热媒进行间接热交换；在LNG车载气瓶的内胆中设置有内部加热管路，LNG气瓶的出液口通过第一连接管路与水浴汽化器的第一进口连接，水浴汽化器的第一出口通过控制阀分别与第二连接管路和内部加热管路的进口连接，通过控制阀控制从水浴汽化器的第一出口流出的流体流入内部加热管路或第二连接管路中；第二连接管路与缓冲罐的进口相连接，缓冲罐的出口输出至发动机；在第二连接管路上设置有阀门，阀门打开时使第二连接管路畅通，阀门关闭时使第二连接管路堵塞不通；内部加热管路的出口与水浴汽化器的第二进口连接，水浴汽化器的第二出口通过第三连接管路连接于控制阀与阀门之间的第二连接管路上。
进一步地，前述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置，其中，所述的控制阀为二位三通换向阀。
进一步地，前述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置，其中，所述的控制阀由第一阀门和第二阀门构成，第一阀门的进口和第二阀门的进口之间通过连接管路连接，水浴汽化器的第一出口连接于连接管路上，第一阀门的出口与内部加热管路的进口相连接，第二阀门的出口与第二连接管路连接；第一阀门开启、第二阀门关闭时，从水浴汽化器的第一出口输出的流体通过第一阀门流入内部加热管路中；第一阀门关闭、第二阀门开启时，从水浴汽化器的第一出口输出的流体通过第二阀门流入第二连接管路中。
进一步地，前述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置，其中，所述的第一阀门和第二阀门均为二位二通的电磁换向阀。
进一步地，前述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置，其中，在控制阀与阀门之间的第二连接管路上还设置有压力传感器。
进一步地，前述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置，其中，压力传感器、控制阀、阀门、液化天然气汽车的点火开关均与控制装置相连接，控制装置能根据点火开关的状态、压力传感器检测的压力值控制控制阀和阀门。
本发明的有益效果是：无需额外增设带翅片的增压管，也无需额外增设外界动力——泵，结构紧凑，且增压过程不受外界环境温度影响，增压稳定可靠，成本低。
附图说明
图1是本发明所述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置的在正常压力工况下的第一种工作原理示意图。
图2是本发明所述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置的在低压力工况下的第一种工作原理示意图。
图3是本发明所述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置的在正常压力工况下的第二种工作原理示意图。
图4是本发明所述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置的在低压力工况下的第二种工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本实施例中所述的一种用于LNG车载气瓶的增压装置，包括：LNG车载气瓶1、水浴汽化器2和缓冲罐3。所述的水浴汽化器2内设有三条独立通道：第一通道、第二通道和第三通道，第一通道的两端开口分别在水浴汽化器2上形成第一进口a和第一出口b，第二通道的两端开口分别在水浴汽化器2上形成第二进口c和第二出口d，第三通道的两端开口分别在水浴汽化器2上形成第三进口e和第三出口f，热媒从第三进口e进入第三通道中、且第一通道和第二通道内的流体均能与第三通道内的热媒进行间接热交换。在LNG车载气瓶1的内胆中设置有内部加热管路5，内部加热管路5浸于内胆的低温液态的液化天然气中。LNG气瓶1的出液口通过第一连接管路91与水浴汽化器2的第一进口a连接，水浴汽化器2的第一出口b通过控制阀7分别与第二连接管路92和内部加热管路5的进口连接，通过控制阀7控制从水浴汽化器2的第一出口b流出的流体流入内部加热管路5或第二连接管路92中。第二连接管路92与缓冲罐3的进口相连接，缓冲罐3的出口输出至发动机4。在第二连接管路92上设置有阀门6，阀门6打开时使第二连接管路92畅通，阀门6关闭时使第二连接管路92堵塞不通；内部加热管路5的出口与水浴汽化器2的第二进口c连接，水浴汽化器2的第二出口d通过第三连接管路93连接于控制阀7与阀门6之间的第二连接管路92上。
控制阀7可以采用多种形式，只要能控制从水浴汽化器2的第一出口b输出的流体流入第二连接管路92或内部加热管路5中即可。如图3和图4所示，控制阀7可以采用二位三通换向阀。如图1和图2所示，控制阀7还可以采用由第一阀门71和第二阀门72构成的组合结构，第一阀门71和第二阀门72均采用二位二通的电磁换向阀。第一阀门71的进口和第二阀门72的进口之间通过连接管路73连接，水浴汽化器2的第一出口b连接于连接管路73上，第一阀门71的出口与内部加热管路5的进口相连接，第二阀门72的出口与第二连接管路92连接。第一阀门71开启、第二阀门72关闭时，从水浴汽化器2的第一出口b输出的流体通过第一阀门71流入内部加热管路5中；第一阀门71关闭、第二阀门72开启时，从水浴汽化器2的第一出口b输出的流体通过第二阀门72流入第二连接管路92中。在控制阀7与阀门6之间的第二连接管路92上还设置有压力传感器8。
为实现低压力工况下自动启动增压，正常压力工况下不启动增压，液化天然气汽车的点火开关处于未启动状态时也不启动增压，本实施例所述的压力传感器8、控制阀7、阀门6、液化天然气汽车的点火开关均与控制装置相连接，控制装置能根据点火开关的状态、压力传感器8检测的压力值控制控制阀7和阀门6。具体控制方式如下：
液化天然气汽车的点火开关处于未启动状态时，控制装置控制控制阀7，使水浴汽化器2的第一出口b与内部加热管路5不通，且控制装置控制阀门6关闭，使第二连接管路92堵塞不通。此时LNG车载气瓶1不向发动机4供气，也不启动增压。
通过钥匙启动点火开关或无钥匙启动点火开关后，控制装置根据压力传感器检测的压力值进行实时判断：
若压力传感器8检测的压力值超过控制装置的设定压力值，即正常压力工况下，则控制装置控制控制阀7，使水浴汽化器2的第一出口b与第二连接管路92连通，此时水浴汽化器2的第一出口b与内部加热管路5不通。此外控制装置控制阀门6开启，使第二连接管路92畅通。LNG气瓶输出的流体通过水浴汽化器2加热、第二连接管路92、缓冲罐3输出至发动机4中，向发动机4供气。如图1和图3所示为本发明所述的用于LNG车载气瓶的增压装置的在正常压力工况下的二种工作原理示意图。
若压力传感器8检测的压力值未超过控制装置的设定压力值，即低压力工况下，则控制装置控制控制阀7，使水浴汽化器2的第一出口b与内部加热管路5连通，此时水浴汽化器2的第一出口b与第二连接管路92不通。此外控制装置控制阀门6开启，使第二连接管路92畅通。LNG气瓶输出的流体通过水浴汽化器2的第一进口a进入水浴汽化器2的第一通道中，与热媒进行间接热交换、吸热后从水浴汽化器2的第一出口b输出，而后经控制阀7流入内部加热管路5中，内部加热管路5中的流体与LNG气瓶的内胆中的低温液态的液化天然气进行间接热交换，低温液态的液化天然气吸热气化实现增压，内部加热管路5中的流体放热后从水浴汽化器2的第二进口c进入水浴汽化器2的第二通道中，与热媒进行间接热交换、吸热后从水浴汽化器2的第二出口d输出，而后经第三连接管路93、第二连接管路92、缓冲罐3输出至发动机4中。
本发明的有益效果是：无需额外增设带翅片的增压管，也无需额外增设外界动力——泵，结构紧凑，且增压过程不受外界环境温度影响，增压稳定可靠，成本低。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
