浅谈调压阀在LNG车载气瓶中的应用及发展

王翰冬 郭明亮 赵庭

摘 要：介绍了调压阀在LNG车载气瓶中的组合应用及其工作原理，以及设想了调压阀在LNG车载气瓶中未来的发展。未来LNG车载气瓶必将实现高自动化程度。电控调节阀作为其自动化控制中重要组成部分，在选择、应用、安装、维护时一定要充分考虑其关键因素，保证产品质量。

关键词：增压调节阀；经济调节阀；自动控制阀门；维修

随着调压阀行业的发展，调压阀已应用到各行各业。目前LNG车载气瓶已批量使用。主要用于气瓶的内部增压及对于多余气体的再利用。本文主要介紹LNG车载气瓶上应用的调压阀的工作原理，并对未来其发展提出一些个人看法。

LNG车载气瓶批量使用的调压阀的种类、特点

目前市场上LNG车载气瓶中使用的调压阀按执行机构分类为气动薄膜调节阀，[1]包括两种：升压用调压阀即增压调压阀，用于车载气瓶增压管路部分；另一种为降压用调压阀即经济调节阀，与车载气瓶出液管路联通。下面主要介绍两种调压阀的工作原理。

1. 增压调节阀

阀门通过调压螺母设定开启压力，拧紧螺母一圈约0.1MPa，当气瓶压力低于阀门设定压力，液体通过a口流入，液体压力大于阀门出口压力，作用于膜片，压缩弹簧，使液体从b口流出，流经其后的翅片盘管汽化后回到气瓶内部，气瓶压力升高。当气瓶压力高于阀门设定压力，阀门出口端压力高于进口端压力，弹簧伸展，液体不能流入，阀门不工作。

1. 经济调节阀

阀门通过调压螺母设定开启压力，拧紧螺母一圈约0.1MPa，当气瓶压力高于阀门设定压力，气体通过a口流入，阀门进口压力大于出口压力，压力作用于弹簧，使气体从b口流出使用，气瓶压力降低。当气瓶压力低于阀门设定压力，阀门出口端压力高于进口端压力，气体不能流入，阀门不工作。

1.3 阀门组合使用的工作流程图

一般LNG车载气瓶中增压调节阀比经济调节阀设定压力低0.1MPa。工作时，当气瓶压力小于增压调节阀设定压力时，增压调节阀打开，LNG流出汽化后回到气瓶，气瓶压力升高。当气瓶压力大于等于经济调节阀设定压力，小于一级安全阀的设定压力时，经济调节阀打开，气体通过经济调节阀进入气瓶出液管道，与液体共同汽化后直接使用，从而使气瓶压力降低并将多余气体再利用，节省燃料。

根据行业应用的反映，气动薄膜调节阀使用过程中，特殊地区存在增压不足的现象。造成此类现象的原因之一为阀门结构限制，因此如何调整调压阀结构，以便于解决此问题，是未来发展的一个主要方向。

LNG车载气瓶调压阀发展

传统的阀门以弹簧的变形量控制膜片开启角度，来控制其工作，造成阀门工作速率较慢。同时阀门的设定压力在车辆运行时不能准确进行调整，也不能根据实际情况有针对性的进行调整。随着自动化行业的发展，检测、传感、变送器、控制器[2]等自动控制系统的主要单元也经历了从简单到复杂、从普通到智能、从模拟到数字的发展过程。控制部分得到了很大的提升，但是执行机构的发展确制约了其应用于LNG车载气瓶行业的发展。[3]当然执行机构也在不断进步、提高，随着材料工业、机械工业、加工工业等的发展，各种新型阀门层出不穷。目前市场上CNG车载气瓶已部分体现自动化控制阀门，LNG车载气瓶由于其储存介质的特殊性，未批量体现，但各个厂家正在进行开发研究设计。此调节系统关键因素在于保证阀门的耐低温性能、防爆性[4]等，确保其安全、可靠。如选择不当可能造成安全事故。LNG车载气瓶使用的电控调节阀需考虑各方面因素。包括材质、动作类型、控制方式、连接方式、公称通径、公称压力、工作压差范围、额定供电电源、线圈、介质种类和温度、工作环境、绝缘电阻与强度、密封性、耐压强度、动作寿命、相应时间、机械振动、防护性等级等，[5]同时与整车配套时，由于其需整车电瓶提供电源，因此还需考虑电磁兼容性。[6][7]另自动控制系统虽具有其准确性、灵敏性高、可实时监控等优点，但其还存在维修成本较高的缺点。因此在设计之处应全面考考虑，给出维修方案及更换元件明细，保养维修说明等。

3 结语

综上所述，未来LNG车载气瓶必将实现高自动化程度。电控调节阀作为其自动化控制中重要组成部分，在选择、应用、安装、维护时一定要充分考虑其关键因素，保证产品质量。

参考文献：

[1]GB/T4213-2008启动调节阀[S].

[2]赵继文.传感器与应用电器设计[M].北京：科学出版社，2002.9.

[3]狄重阳.自动调节阀的选型与维护[J].中国高新技术企业，2008（22）.

[4]JB/T7352-2010工业过程控制系统用电磁阀[S].

[5]GB3836爆炸性环境[S].

[6]GB/T4365-2003电工术语 电磁兼容[S].

[7]GB/T17626电磁兼容 试验和测量技术[S].