淺談?wù){(diào)壓閥在LNG車載氣瓶中的應(yīng)用及發(fā)展

王翰冬 郭明亮 趙庭

摘 要：介紹了調(diào)壓閥在LNG車載氣瓶中的組合應(yīng)用及其工作原理，以及設(shè)想了調(diào)壓閥在LNG車載氣瓶中未來(lái)的發(fā)展。未來(lái)LNG車載氣瓶必將實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化程度。電控調(diào)節(jié)閥作為其自動(dòng)化控制中重要組成部分，在選擇、應(yīng)用、安裝、維護(hù)時(shí)一定要充分考慮其關(guān)鍵因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：增壓調(diào)節(jié)閥；經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)閥；自動(dòng)控制閥門；維修

隨著調(diào)壓閥行業(yè)的發(fā)展，調(diào)壓閥已應(yīng)用到各行各業(yè)。目前LNG車載氣瓶已批量使用。主要用于氣瓶的內(nèi)部增壓及對(duì)于多余氣體的再利用。本文主要介紹LNG車載氣瓶上應(yīng)用的調(diào)壓閥的工作原理，并對(duì)未來(lái)其發(fā)展提出一些個(gè)人看法。

LNG車載氣瓶批量使用的調(diào)壓閥的種類、特點(diǎn)

目前市場(chǎng)上LNG車載氣瓶中使用的調(diào)壓閥按執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類為氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，[1]包括兩種：升壓用調(diào)壓閥即增壓調(diào)壓閥，用于車載氣瓶增壓管路部分；另一種為降壓用調(diào)壓閥即經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)閥，與車載氣瓶出液管路聯(lián)通。下面主要介紹兩種調(diào)壓閥的工作原理。

1. 增壓調(diào)節(jié)閥

閥門通過(guò)調(diào)壓螺母設(shè)定開啟壓力，擰緊螺母一圈約0.1MPa，當(dāng)氣瓶壓力低于閥門設(shè)定壓力，液體通過(guò)a口流入，液體壓力大于閥門出口壓力，作用于膜片，壓縮彈簧，使液體從b口流出，流經(jīng)其后的翅片盤管汽化后回到氣瓶?jī)?nèi)部，氣瓶壓力升高。當(dāng)氣瓶壓力高于閥門設(shè)定壓力，閥門出口端壓力高于進(jìn)口端壓力，彈簧伸展，液體不能流入，閥門不工作。

1. 經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)閥

閥門通過(guò)調(diào)壓螺母設(shè)定開啟壓力，擰緊螺母一圈約0.1MPa，當(dāng)氣瓶壓力高于閥門設(shè)定壓力，氣體通過(guò)a口流入，閥門進(jìn)口壓力大于出口壓力，壓力作用于彈簧，使氣體從b口流出使用，氣瓶壓力降低。當(dāng)氣瓶壓力低于閥門設(shè)定壓力，閥門出口端壓力高于進(jìn)口端壓力，氣體不能流入，閥門不工作。

1.3 閥門組合使用的工作流程圖

一般LNG車載氣瓶中增壓調(diào)節(jié)閥比經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)閥設(shè)定壓力低0.1MPa。工作時(shí)，當(dāng)氣瓶壓力小于增壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定壓力時(shí)，增壓調(diào)節(jié)閥打開，LNG流出汽化后回到氣瓶，氣瓶壓力升高。當(dāng)氣瓶壓力大于等于經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)閥設(shè)定壓力，小于一級(jí)安全閥的設(shè)定壓力時(shí)，經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)閥打開，氣體通過(guò)經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入氣瓶出液管道，與液體共同汽化后直接使用，從而使氣瓶壓力降低并將多余氣體再利用，節(jié)省燃料。

根據(jù)行業(yè)應(yīng)用的反映，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥使用過(guò)程中，特殊地區(qū)存在增壓不足的現(xiàn)象。造成此類現(xiàn)象的原因之一為閥門結(jié)構(gòu)限制，因此如何調(diào)整調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)，以便于解決此問(wèn)題，是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)主要方向。

LNG車載氣瓶調(diào)壓閥發(fā)展

傳統(tǒng)的閥門以彈簧的變形量控制膜片開啟角度，來(lái)控制其工作，造成閥門工作速率較慢。同時(shí)閥門的設(shè)定壓力在車輛運(yùn)行時(shí)不能準(zhǔn)確進(jìn)行調(diào)整，也不能根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性的進(jìn)行調(diào)整。隨著自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，檢測(cè)、傳感、變送器、控制器[2]等自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要單元也經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從普通到智能、從模擬到數(shù)字的發(fā)展過(guò)程?？刂撇糠值玫搅撕艽蟮奶嵘?，但是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展確制約了其應(yīng)用于LNG車載氣瓶行業(yè)的發(fā)展。[3]當(dāng)然執(zhí)行機(jī)構(gòu)也在不斷進(jìn)步、提高，隨著材料工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、加工工業(yè)等的發(fā)展，各種新型閥門層出不窮。目前市場(chǎng)上CNG車載氣瓶已部分體現(xiàn)自動(dòng)化控制閥門，LNG車載氣瓶由于其儲(chǔ)存介質(zhì)的特殊性，未批量體現(xiàn)，但各個(gè)廠家正在進(jìn)行開發(fā)研究設(shè)計(jì)。此調(diào)節(jié)系統(tǒng)關(guān)鍵因素在于保證閥門的耐低溫性能、防爆性[4]等，確保其安全、可靠。如選擇不當(dāng)可能造成安全事故。LNG車載氣瓶使用的電控調(diào)節(jié)閥需考慮各方面因素。包括材質(zhì)、動(dòng)作類型、控制方式、連接方式、公稱通徑、公稱壓力、工作壓差范圍、額定供電電源、線圈、介質(zhì)種類和溫度、工作環(huán)境、絕緣電阻與強(qiáng)度、密封性、耐壓強(qiáng)度、動(dòng)作壽命、相應(yīng)時(shí)間、機(jī)械振動(dòng)、防護(hù)性等級(jí)等，[5]同時(shí)與整車配套時(shí)，由于其需整車電瓶提供電源，因此還需考慮電磁兼容性。[6][7]另自動(dòng)控制系統(tǒng)雖具有其準(zhǔn)確性、靈敏性高、可實(shí)時(shí)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，但其還存在維修成本較高的缺點(diǎn)。因此在設(shè)計(jì)之處應(yīng)全面考考慮，給出維修方案及更換元件明細(xì)，保養(yǎng)維修說(shuō)明等。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，未來(lái)LNG車載氣瓶必將實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化程度。電控調(diào)節(jié)閥作為其自動(dòng)化控制中重要組成部分，在選擇、應(yīng)用、安裝、維護(hù)時(shí)一定要充分考慮其關(guān)鍵因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T4213-2008啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥[S].

[2]趙繼文.傳感器與應(yīng)用電器設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2002.9.

[3]狄重陽(yáng).自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型與維護(hù)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2008（22）.

[4]JB/T7352-2010工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)用電磁閥[S].

[5]GB3836爆炸性環(huán)境[S].

[6]GB/T4365-2003電工術(shù)語(yǔ) 電磁兼容[S].

[7]GB/T17626電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)[S].