一种均衡压力的加氢站的储氢装置 |
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| 申请号 | CN202311759931.5 | 申请日 | 2023-12-19 | 公开(公告)号 | CN117869772A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 上海氢枫能源技术有限公司; 氢枫控股有限公司; 氢枫(青岛)氢能科技有限公司; | 发明人 | 方沛军; 宣锋; 曹俊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种均衡压 力 的加氢站的储氢装置，涉及加氢站储氢装置技术领域，包括常压外储氢罐和泄压储氢组件，所述常压外储氢罐的内壁顶部固定有高压内储氢罐，所述泄压储氢组件固定于常压外储氢罐的内壁两侧，所述罐套的内壁底部固定有常压波纹 橡胶 气囊。该均衡压力的加氢站的储氢装置，利用常压波纹橡胶气囊的扩展性可以频繁接收小体量的氢气，待接收的氢气足量后再一次性通过 压缩机 进行压缩传输，从而无需频繁启停压缩机导致其疲劳，同时亦无需额外设置中转空间以此大幅降低建设成本，且随着常压波纹橡胶气囊接收氢气而膨胀会推动排气管的向下运动与插接管套插接 吸附 ，并基于此实现自动排气作业，无需人员介入从而大大提高工作效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种均衡压力的加氢站的储氢装置，包括常压外储氢罐(1)和泄压储氢组件(3)，其特征在于：所述常压外储氢罐(1)的内壁顶部固定有高压内储氢罐(2)，且高压内储氢罐(2)的内壁右侧固定有压力传感器(4)，所述泄压储氢组件(3)固定于常压外储氢罐(1)的内壁两侧，所述泄压储氢组件(3)包括导轨(301)、滑动件(302)、罐套(303)、常压波纹橡胶气囊(304)和泄压阀(305)，所述导轨(301)的内部滑动连接有滑动件(302)，且滑动件(302)的表面固定有罐套(303)，所述罐套(303)的内壁底部固定有常压波纹橡胶气囊(304)，且常压波纹橡胶气囊(304)的顶部连接有泄压阀(305)。 |
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| 说明书全文 | 一种均衡压力的加氢站的储氢装置技术领域[0001] 本发明涉及加氢站储氢装置技术领域，具体为一种均衡压力的加氢站的储氢装置。 背景技术[0002] 加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站，随着清洁能源的大力发展，加氢站的数量也不断增长，而加氢站的氢气储存就是储氢装置，通过压缩机将气态氢压缩至液态氢并储存至储氢装置内部以便随取随用，加氢站的储氢装置为钢制单层或多层的圆柱壳压力容器，因液态氢需要高压压缩，导致储氢装置的内部实时处于高压状态下，因此需要根据实时的压力数值对超出预设数值上限的容器内部压力进行调节，而在降低压力时会导致一部分氢气排出，未防止浪费往往会将这部分氢气再次压缩并储存至另一容器内； [0003] 现有的储氢装置在排气调节压力时，若频繁小体量的排放氢气则需要频繁启动压缩机对排出的氢气加以重新压缩并传输，而若另设一中转空间暂存氢气，待氢气足量后再启动压缩机一次性压缩足量氢气，上述两种方法前者导致压缩机频繁启动、关停容易造成疲劳，后者需要另设中转空间从而占用一定的加氢站空间，且需要进行严密的密封检测作业，以防止氢气泄漏，导致成本较高。 [0004] 于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种均衡压力的加氢站的储氢装置。 发明内容[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种均衡压力的加氢站的储氢装置，解决了上述背景技术中提出的问题。 [0006] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种均衡压力的加氢站的储氢装置，包括常压外储氢罐和泄压储氢组件，所述常压外储氢罐的内壁顶部固定有高压内储氢罐，且高压内储氢罐的内壁右侧固定有压力传感器，所述泄压储氢组件固定于常压外储氢罐的内壁两侧，所述泄压储氢组件包括导轨、滑动件、罐套、常压波纹橡胶气囊和泄压阀，所述导轨的内部滑动连接有滑动件，且滑动件的表面固定有罐套，所述罐套的内壁底部固定有常压波纹橡胶气囊，且常压波纹橡胶气囊的顶部连接有泄压阀。 [0007] 进一步的，所述罐套套设滑动连接于高压内储氢罐的外表面，且高压内储氢罐的底部嵌入有泄压阀并通过泄压阀与常压波纹橡胶气囊内部相连通。 [0008] 进一步的，所述罐套的底部从上至下依次固定连接有排气阀、排气管和吸附环，且吸附环的正下方设置有自动排气组件。 [0009] 进一步的，所述自动排气组件包括插接管套、电磁环块、接触传感器和排气泵，所述插接管套固定于常压外储氢罐内壁底部，且插接管套的内部固定有电磁环块，所述电磁环块的表面均匀分布有接触传感器，所述插接管套底部贯穿常压外储氢罐底部的同时连接有排气泵。 [0010] 进一步的，所述插接管套的内口结构尺寸与排气管的外口结构尺寸相适配，且排气管通过吸附环、电磁环块与插接管套磁性吸附固定。 [0011] 进一步的，所述泄压储氢组件还包括弹性拉绳，所述罐套的内壁底部两侧等距固定有弹性拉绳，且弹性拉绳远离罐套的一端弹性连接有常压波纹橡胶气囊。 [0013] 进一步的，所述高压内储氢罐的顶部固定有排注气管，且排注气管贯穿常压外储氢罐顶部的同时连接有排注气阀。 [0014] 进一步的，所述常压外储氢罐内壁左侧的上部固定有氢气传感器，且氢气传感器无线远程连接有警报器。 [0015] 进一步的，所述排气泵的右侧连接有压缩机，且压缩机的右侧连接有三通阀管，所述三通阀管远离压缩机的一端与排注气管相连接，且三通阀管远离压缩机的另一端连接有空闲储氢罐。 [0016] 本发明提供了一种均衡压力的加氢站的储氢装置，具备以下有益效果： [0017] 1.该均衡压力的加氢站的储氢装置，常压波纹橡胶气囊接收泄压而排出的氢气，以此均衡高压内储氢罐内部的压力，随着气态氢的增多常压波纹橡胶气囊会逐渐膨胀从而推动罐套通过滑动件沿导轨内部下滑，而利用常压波纹橡胶气囊的扩展性可以频繁接收小体量的氢气，待接收的氢气足量后再一次性通过压缩机进行压缩传输，从而无需频繁启停压缩机导致其疲劳，同时亦无需额外设置中转空间以此大幅降低建设成本，且随着常压波纹橡胶气囊接收氢气而膨胀会推动排气管的向下运动与插接管套插接吸附，并基于此实现自动排气作业，无需人员介入从而大大提高工作效率。 [0018] 2.该均衡压力的加氢站的储氢装置，复位弹簧因常压波纹橡胶气囊的注排氢气而随之伸缩，以便常压波纹橡胶气囊排气后重新恢复接收氢气的作业，且常压波纹橡胶气囊因因排气而由左右两侧向中部收缩，在排气结束后其复位收缩时，弹性拉绳随之收缩，从而有利于控制常压波纹橡胶气囊复位形状，避免左右两侧仍保持向中部收缩的状态，以便常压波纹橡胶气囊得以正常上下收缩。 [0019] 3.该均衡压力的加氢站的储氢装置，排气泵抽取常压波纹橡胶气囊内部的氢气并经过压缩机加以重新压缩，若高压内储氢罐内部的压力低于阈值下限时压缩机将压缩后的氢气通过三通阀管重新注入至高压内储氢罐内部进行补充，若高压内储氢罐内部压力数值位于阈值内则三通阀管将压缩后的氢气注入至空闲储氢罐内部，由此可以根据现有高压内储氢罐内部的压力选择是否将压缩后的氢气注入其内部或注入空闲储氢罐内部，实现智能化选择，并防止氢气浪费。附图说明 [0020] 图1为本发明一种均衡压力的加氢站的储氢装置的常压外储氢罐内部结构示意图； [0021] 图2为本发明一种均衡压力的加氢站的储氢装置的高压内储氢罐内部结构示意图； [0022] 图3为本发明一种均衡压力的加氢站的储氢装置的罐套内部结构示意图； [0023] 图4为本发明一种均衡压力的加氢站的储氢装置的图1中A处放大结构示意图； [0024] 图5为本发明一种均衡压力的加氢站的储氢装置的排气管与插接管套插接后结构示意图。 [0025] 图中：1、常压外储氢罐；2、高压内储氢罐；3、泄压储氢组件；301、导轨；302、滑动件；303、罐套；304、常压波纹橡胶气囊；305、泄压阀；306、弹性拉绳；4、压力传感器；5、排气阀；6、排气管；7、吸附环；8、自动排气组件；801、插接管套；802、电磁环块；803、接触传感器；804、排气泵；9、排注气管；10、排注气阀；11、氢气传感器；12、复位弹簧；13、压缩机；14、三通阀管；15、空闲储氢罐。 具体实施方式[0026] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。 [0027] 如图1‑图3所示，本发明提供技术方案：一种均衡压力的加氢站的储氢装置，包括常压外储氢罐1和泄压储氢组件3，常压外储氢罐1的内壁顶部固定有高压内储氢罐2，且高压内储氢罐2的内壁右侧固定有压力传感器4，泄压储氢组件3固定于常压外储氢罐1的内壁两侧，泄压储氢组件3包括导轨301、滑动件302、罐套303、常压波纹橡胶气囊304和泄压阀305，导轨301的内部滑动连接有滑动件302，且滑动件302的表面固定有罐套303，罐套303的内壁底部固定有常压波纹橡胶气囊304，且常压波纹橡胶气囊304的顶部连接有泄压阀305，罐套303套设滑动连接于高压内储氢罐2的外表面，且高压内储氢罐2的底部嵌入有泄压阀 305并通过泄压阀305与常压波纹橡胶气囊304内部相连通； [0028] 具体操作如下，高压内储氢罐2内部储存液态氢而长期处于高压状态，通过压力传感器4实时监测高压内储氢罐2内部的压力数值，当压力数值高于预设值时泄压阀305打开使得高压内储氢罐2内部氢气排至常压波纹橡胶气囊304内部，此时液态氢变为气态氢，当高压内储氢罐2内部压力数值跌回警戒线以下实泄压阀305关闭，由此均衡高压内储氢罐2内部的压力，而随着频繁排气以调节压力会使得常压波纹橡胶气囊304内部的气态氢随之增多，而随着气态氢的增多常压波纹橡胶气囊304会逐渐膨胀从而推动罐套303通过滑动件302沿导轨301内部下滑，由此增加常压波纹橡胶气囊304内部的储氢量，故而利用常压波纹橡胶气囊304的扩展性可以频繁接收小体量的氢气，待接收的氢气足量后再一次性通过压缩机13进行压缩传输，从而无需频繁启停压缩机13导致其疲劳，同时亦无需额外设置中转空间以此大幅降低建设成本。 [0029] 如图1、图3‑图5所示，罐套303的底部从上至下依次固定连接有排气阀5、排气管6和吸附环7，且吸附环7的正下方设置有自动排气组件8，自动排气组件8包括插接管套801、电磁环块802、接触传感器803和排气泵804，插接管套801固定于常压外储氢罐1内壁底部，且插接管套801的内部固定有电磁环块802，电磁环块802的表面均匀分布有接触传感器803，插接管套801底部贯穿常压外储氢罐1底部的同时连接有排气泵804，插接管套801的内口结构尺寸与排气管6的外口结构尺寸相适配，且排气管6通过吸附环7、电磁环块802与插接管套801磁性吸附固定； [0030] 具体操作如下，随着常压波纹橡胶气囊304接收氢气而膨胀使得罐套303沿导轨301下滑，直至排气管6携带吸附环7插入插接管套801内部，待吸附环7与接触传感器803接触后，接触传感器803启动电磁环块802使其通电产生电磁性，从而使得吸附环7牢牢吸附于插接管套801内部，且插接管套801的内口结构尺寸与排气管6的外口结构尺寸相适配以防止缝隙产生以避免漏气，此时泄压阀305关闭、排气阀5打开而排气泵804启动，由此可以将常压波纹橡胶气囊304内部以储满的足量氢气抽出，使得常压波纹橡胶气囊304由左右两侧向中部收缩，由此利用常压波纹橡胶气囊304的膨胀过程以推动排气管6的向下运动，直至实现自动排气作业，无需人员介入从而大大提高工作效率。 [0031] 如图图3所示，泄压储氢组件3还包括弹性拉绳306，罐套303的内壁底部两侧等距固定有弹性拉绳306，且弹性拉绳306远离罐套303的一端弹性连接有常压波纹橡胶气囊304； [0032] 具体操作如下，常压波纹橡胶气囊304因膨胀上下伸出以及因排气而由左右两侧向中部收缩时，弹性拉绳306随之被拉伸，待常压波纹橡胶气囊304排气结束后，排气阀5保持打开而电磁环块802断电，使得常压波纹橡胶气囊304内部恢复常压，此时罐套303基于复位弹簧12上滑使得常压波纹橡胶气囊304上下收缩，且常压波纹橡胶气囊304左右两侧复位，复位过程中弹性拉绳306随之收缩，从而有利于控制常压波纹橡胶气囊304复位形状，避免左右两侧仍保持向中部收缩的状态，以便常压波纹橡胶气囊304得以正常上下收缩。 [0033] 如图1所示，罐套303的底部两侧对称设置有复位弹簧12，且复位弹簧12远离罐套303底部的一端与常压外储氢罐1的内壁底部固定连接； [0034] 具体操作如下，常压波纹橡胶气囊304接收氢气而膨胀时罐套303下滑，此时复位弹簧12随之受力收缩，以便排气管6携带吸附环7插入插接管套801内部，而在常压波纹橡胶气囊304排气且回复常压时，复位弹簧12随之伸展复位以便常压波纹橡胶气囊304上下收缩，以便常压波纹橡胶气囊304进行重复的氢气接收作业。 [0035] 如图1所示，高压内储氢罐2的顶部固定有排注气管9，且排注气管9贯穿常压外储氢罐1顶部的同时连接有排注气阀10，常压外储氢罐1内壁左侧的上部固定有氢气传感器11，且氢气传感器11无线远程连接有警报器； [0036] 具体操作如下，罐套303位于常压外储氢罐1的内部，且罐套303位于高压内储氢罐2的外部，通过氢气传感器11实时监测常压外储氢罐1内部的氢气含量，当氢气含量超出上限时表示高压内储氢罐2或常压波纹橡胶气囊304内部的氢气发生泄漏，此时警报器向加氢站工作人员发出警报，以便工作人员及时反应进行检修； [0037] 而在需要向新能源车注入氢气时，排注气阀10打开而排注气管9连接加注压缩装置将液态氢注入至燃料箱内。 [0038] 如图1所示，排气泵804的右侧连接有压缩机13，且压缩机13的右侧连接有三通阀管14，三通阀管14远离压缩机13的一端与排注气管9相连接，且三通阀管14远离压缩机13的另一端连接有空闲储氢罐15； [0039] 具体操作如下，排气泵804抽取常压波纹橡胶气囊304内部的氢气并经过压缩机13加以重新压缩，若高压内储氢罐2内部的压力低于阈值下限时压缩机13将压缩后的氢气通过三通阀管14重新注入至高压内储氢罐2内部进行补充； [0040] 若高压内储氢罐2内部压力数值位于阈值内则三通阀管14将压缩后的氢气注入至空闲储氢罐15内部，空闲储氢罐15即为内部氢气不足的高压内储氢罐2。 [0041] 综上如图1‑图5所示，该均衡压力的加氢站的储氢装置，使用时，首先高压内储氢罐2内部储存液态氢而长期处于高压状态，通过压力传感器4实时监测高压内储氢罐2内部的压力数值，当压力数值高于预设值时泄压阀305打开使得高压内储氢罐2内部氢气排至常压波纹橡胶气囊304内部，此时液态氢变为气态氢，当高压内储氢罐2内部压力数值跌回警戒线以下实泄压阀305关闭，由此均衡高压内储氢罐2内部的压力，而随着频繁排气以调节压力会使得常压波纹橡胶气囊304内部的气态氢随之增多，而随着气态氢的增多常压波纹橡胶气囊304会逐渐膨胀从而推动罐套303通过滑动件302沿导轨301内部下滑，由此增加常压波纹橡胶气囊304内部的储氢量； [0042] 随着常压波纹橡胶气囊304接收氢气而膨胀使得罐套303沿导轨301下滑，且此时复位弹簧12受力收缩，直至排气管6携带吸附环7插入插接管套801内部，待吸附环7与接触传感器803接触后，接触传感器803启动电磁环块802使其通电产生电磁性，从而使得吸附环7牢牢吸附于插接管套801内部，且插接管套801的内口结构尺寸与排气管6的外口结构尺寸相适配以防止缝隙产生以避免漏气，此时泄压阀305关闭、排气阀5打开而排气泵804启动，由此可以将常压波纹橡胶气囊304内部以储满的足量氢气抽出； [0043] 排气泵804抽取常压波纹橡胶气囊304内部的氢气并经过压缩机13加以重新压缩，若高压内储氢罐2内部的压力低于阈值下限时压缩机13将压缩后的氢气通过三通阀管14重新注入至高压内储氢罐2内部进行补充；若高压内储氢罐2内部压力数值位于阈值内则三通阀管14将压缩后的氢气注入至空闲储氢罐15内部； [0044] 常压波纹橡胶气囊304因膨胀上下伸出以及因排气而由左右两侧向中部收缩时，弹性拉绳306随之被拉伸，待常压波纹橡胶气囊304排气结束后，排气阀5保持打开而电磁环块802断电，使得常压波纹橡胶气囊304内部恢复常压，此时罐套303基于复位弹簧12上滑使得常压波纹橡胶气囊304上下收缩，且常压波纹橡胶气囊304左右两侧复位，复位过程中弹性拉绳306随之收缩，从而有利于控制常压波纹橡胶气囊304复位形状，避免左右两侧仍保持向中部收缩的状态，以便常压波纹橡胶气囊304得以正常上下收缩，从而进入下一轮氢气接收作业； [0045] 罐套303位于常压外储氢罐1的内部，且罐套303位于高压内储氢罐2的外部，通过氢气传感器11实时监测常压外储氢罐1内部的氢气含量，当氢气含量超出上限时表示高压内储氢罐2或常压波纹橡胶气囊304内部的氢气发生泄漏，此时警报器向加氢站工作人员发出警报，以便工作人员及时反应进行检修； [0046] 而在需要向新能源车注入氢气时，排注气阀10打开而排注气管9连接加注压缩装置将液态氢注入至燃料箱内。 [0047] 本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。 |
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