一种高压储氢装置

1.本实用新型涉及储氢技术领域，特别是一种高压储氢装置。


背景技术：

2.在氢燃料电池汽车行业中，储氢装置作为收集和存储氢气的设备，经常用于供氢母站和加氢站等场合，使用过程中，容易由于储氢瓶瓶口的位置处密封性不好从而引发安全事故。
3.现有技术中，公开了名称为“储氢装置”，公告号为cn 215446022 u，公告日为2022.01.07的实用新型专利，包括控制阀和储气瓶，控制阀包括阀体、第一管接头、第二管接头和锁紧螺母，第一管接头和第二管接头连接在阀体的不同侧，锁紧螺母和储气瓶均采用直螺纹与第一管接头配合连接，控制阀相对储气瓶旋转至第二管接头达到预设位置时，锁紧螺母旋转并抵持储气瓶的外表面，使得第一管接头固定于储气瓶，其方便各个管接头的连接，解决管道布置混乱的问题，但当储气瓶内气压很高，瓶口所在的储气瓶一段容易发生变形，当瓶口发生变形时，第一管接头和储氢瓶的连接处容易发生氢气的泄漏。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
5.鉴于上述和/或现有技术中储氢时存在的问题，提出了本实用新型。
6.本实用新型解决的技术问题是当瓶口发生变形时，第一管接头和储氢瓶的连接处容易发生氢气的泄漏。
7.因此，本实用新型的目的是提供一种高压储氢装置，其能阻止储氢瓶瓶口处的变形，提高密封性。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种高压储氢装置，其包括环境箱和第一储氢罐，所述环境箱内设有储氢瓶，所述第一储氢罐的输出端连接有第一制冷机，所述第一制冷机的输出端连接有注氢机，所述注氢机的输出端连接有高压加氢管，所述高压加氢管上连接有第一控制阀门，所述高压加氢管远离第一控制阀门的一端伸进环境箱内和储氢瓶连接，所述储氢瓶轴向方向上的一端设有进气连接部，所述进气连接部外周连接有衬垫，所述衬垫外周连接有法兰环，法兰环外侧设有能压紧进气连接部的锁紧组件。
9.为了进一步实现对进气连接部的锁紧，所述锁紧组件包括两个能合在一起的呈半圆形的锁紧套，合在一起的两个锁紧套连接在法兰环外侧，所述锁紧套的内缘固定有连接杆，所述连接杆的里侧固定有固定环，两个固定环形成整圆，两个固定环能刚好贴合在法兰环外侧，所述固定环和锁紧套内缘之间的连接杆两侧均固定有弧形连接板，连接板和锁紧套内壁之间的锁紧套内排布有若干第一电磁铁，固定环和连接板之间的锁紧套内活动连接
有支撑支架，所述支撑支架上排布有若干第二电磁铁，所述第一电磁铁和第二电磁铁上分别绕有第一电磁线圈和第二电磁线圈，所述第一电磁铁和第二电磁铁相对设置一端的极性相同。
10.为了进一步方便支撑支架的回位，所述连接板和支撑支架间排布有若干连接弹簧。
11.为了进一步方便电磁线圈的外接，所述锁紧套、连接板和支撑支架上分别排布有若干一一对应的外贯穿孔、中间贯穿孔和内贯穿孔，所述第一电磁线圈能经对应的外贯穿孔穿出锁紧套外，所述第二电磁线圈的两端能依次经对应的内贯穿孔、对应的中间贯穿孔和对应的外贯穿孔穿出锁紧套外。
12.为了进一步方便两个锁紧套的连接，所述锁紧套径向方向上的两侧均设有缩紧部，所述缩紧部上开有连接孔。
13.为了进一步实现氢气可控的排进回收，所述高压加氢管为三通管，第一控制阀门连接在高压加氢管的第一段管路上，所述高压加氢管的第二段管路和第三段管路上分别连接有总控制阀门和第二控制阀门，第二段管路远离第一段管路的一端和储氢瓶连接，所述第三段管路远离总控制阀门的一端连接有第二储氢罐。
14.为了净化氢气，所述第三段管路远离总控制阀门的一端连接有过滤器，所述过滤器的输出端连接有加压泵，所述加压泵的输出端连接有第二制冷机，所述第二储氢罐和第二制冷机的输出端连接。
15.为了进一步实现储氢瓶内腔压力监测，所述储氢瓶内固定连接有压力传感器。
16.为了进一步实现进气连接部处的位移变形监测，所述进气连接部外周排布有若干压电陶瓷，所述衬垫在压电陶瓷的外侧。
17.为了进一步实现环境箱内氢气的浓度监测，所述环境箱内固定连接有浓度传感器。
18.本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：当储氢瓶内气压很高时，能阻止储氢瓶瓶口的变形，从而提高密封性；当氢气瓶瓶口处仍然泄漏时，漏出的氢气经处理后能回收进第二储氢罐内，避免氢气向外泄漏，提高安全性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
20.图1为本实用新型的结构示意图。
21.图2为本实用新型中锁紧组件连接在储氢瓶上的局部剖视结构图。
22.图3为本实用新型中锁紧组件连接在储氢瓶上的侧视图。
23.图4为本实用新型中一个锁紧组件在外贯穿孔处的剖视图（两个锁紧套对准且未贴合在一起）。
24.图5为本实用新型中另一个锁紧组件避开各个贯穿孔时的剖视图（两个锁紧套对准且未贴合在一起）。
25.图中，1整流器，2信号放大器，3第二接线板，4储氢瓶，401进气连接部，5压力传感器，6环境箱，7浓度传感器，8控制器，9高压加氢管，901第一段管路，902第二段管路，903第三段管路，10蓄电池，11第一接线板，12过滤器，13第二控制阀门，14加压泵，15第二制冷机，16第二储氢罐，17第一控制阀门，18注氢机，19第一制冷机，20第一储氢罐，21锁紧组件，2101锁紧套，2102固定环，2103第一电磁铁，2104连接板，2105第一电磁线圈，2106第二电磁铁，2107连接弹簧，2108第二电磁铁，2109连接杆，2110支撑支架，2111导向套，2112导向杆，22法兰环，23衬垫，24压电陶瓷，25总控制阀门25，a连接孔，b进出气口，c内贯穿孔，d中间贯穿孔，e外贯穿孔。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
28.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
29.实施例1
30.参照图1～图4，本实施例提供了一种高压储氢装置，其能阻止进气连接部401在进出气口b处的变形，提高密封性。
31.一种高压储氢装置，其包括环境箱6和第一储氢罐20，环境箱6内设有储氢瓶4，第一储氢罐20的输出端连接有第一制冷机19，第一制冷机19的输出端连接有注氢机18，注氢机18的输出端连接有高压加氢管9，高压加氢管9上连接有第一控制阀门17，高压加氢管9远离第一控制阀门17的一端伸进环境箱6内和储氢瓶4连接，储氢瓶4轴向方向上的一端设有进气连接部401，进气连接部401外周排布有若干压电陶瓷24，衬垫23在压电陶瓷24的外侧，衬垫23外周连接有法兰环22，法兰环22外侧设有能压紧进气连接部401的锁紧组件21。
32.为了进一步实现对进气连接部401的锁紧，锁紧组件21包括两个能合在一起的呈半圆形的锁紧套2101，合在一起的两个锁紧套2101连接在法兰环22外侧，锁紧套2101径向方向上的两侧均设有缩紧部，缩紧部上开有连接孔a；锁紧套2101的内缘固定有连接杆2109，连接杆2109的里侧固定有固定环2102，两个固定环2102形成整圆，两个固定环2102能刚好贴合在法兰环22外侧，固定环2102和锁紧套2101内缘之间的连接杆2109两侧均固定有弧形连接板2104，连接板2104和锁紧套2101内壁之间的锁紧套2101内排布有若干第一电磁铁2103，固定环2102和连接板2104之间的锁紧套2101内活动连接有支撑支架2110，支撑支架2110上排布有若干第二电磁铁2106，本实施例中，支撑支架2110上排布有两个第二电磁铁2106，第一电磁铁2103和第二电磁铁2106上分别绕有第一电磁线圈2105和第二电磁线圈2108，第一电磁铁2103和第二电磁铁2106相对设置一端的极性相同，连接板2104和支撑支架2110间排布有若干连接弹簧2107。
33.进一步的，还包括第一接线板11和第二接线板3，各个压电陶瓷24的输入端分别和
第一接线板11电连接，接线板和蓄电池10电连接，蓄电池10给接线板、蓄电池10和控制器8供电，各个压电陶瓷24的输出端分别和第二接线板3电连接，压电陶瓷24经第二接线板3输出的电信号依次经过信号放大器2进行信号放大和整流器1稳压后传输给控制器8，信号放大器2、整流器1等电路结构为现有技术，其不是本技术的改进点。
34.将锁紧组件21安装在进气连接部401上时，固定环2102刚好套接在法兰环22外侧，使用若干固定螺栓分别旋进对应的两个连接孔a内，将两个锁紧套2101固定连接在一起，此时，固定环2102贴合在法兰环22外侧，锁紧套2101的两侧固定在法兰环22上，支撑支架2110内缘和固定环22外缘之间为间隙配合；在加注氢气时，进气连接部401的进出气口b在高温高压作用下形状和位置可能会发生变化，压电陶瓷24捕捉法兰环22的位移变化，压电陶瓷24将监测到的位移变化信号经过信号放大器2放大后传输给控制器8；若位移变化量大于设定的位移阈值时，控制器8控制第一电磁铁2103和第二电磁铁2106得电，第二电磁铁2106受到排斥，支撑支架2110在第二电磁铁2106的作用下朝着固定环2102所在方向移动，直至支撑支架2110压紧在固定环2102上，阻止进出气口b处的进气连接部401变形，提高密封性。
35.为了进一步方便电磁线圈的外接，锁紧套2101、连接板2104和支撑支架2110上分别排布有若干一一对应的外贯穿孔e、中间贯穿孔d和内贯穿孔c，外贯穿孔e、中间贯穿孔d和内贯穿孔c同轴心，在轴向方向上，外贯穿孔e、中间贯穿孔d和内贯穿孔c在锁紧套2101的中心，第一电磁线圈2105的两端能经对应的外贯穿孔e穿出锁紧套2101外和控制器8连接，第二电磁线圈2108的两端能依次经对应的内贯穿孔c、对应的中间贯穿孔d和对应的外贯穿孔e穿出锁紧套2101外和控制器8连接，控制器8控制第一电磁圈和第二电磁圈的得失电。
36.为了进一步实现储氢瓶4内腔压力的监测，储氢瓶4内固定连接有压力传感器5。
37.具体的，高压加氢管9为三通管，第一控制阀门17连接在高压加氢管9的第一段管路901上，高压加氢管9的第二段管路902连接有总控制阀门25，总控制阀门25远离第一段管路901的一端和储氢瓶4连接。
38.往储氢瓶4内输送氢气时，第一控制阀门17和总控制阀门25打开，第一制冷机19和注氢机18工作，第一储氢罐20内的氢气经过第一制冷机19降温后，通过注氢机18给储氢瓶4加氢气，压力传感器5监测储氢瓶4内的气压，控制器8接收压力传感器5传输过来的气压信号，当储氢瓶4内的气压过高或过低时，通过注氢机18调节储氢瓶4内的气压。
39.本实施例中，当进气连接部401的进出气口b发生变形时，通过压紧固定环2102，固定环2102将法兰环22、压电陶瓷24和衬垫23进一步压紧进气连接部401，能阻止储氢瓶4瓶口的变形，从而提高密封性。
40.实施例2
41.参照图1，本实施例提供了一种高压储氢装置，本实施例基于上两个实施例，当仍然有氢气从储氢瓶4中泄漏出去时，泄漏出去的氢气进入第二储氢罐16内，避免氢气泄漏出去，提高安全性。
42.具体的，环境箱6内固定连接有浓度传感器7，第三段管路903上连接有第二控制阀门13，第二控制阀门13远离总控制阀门25的一端连接有出气管道，出气管道远离第二控制阀门13的一端连接有过滤器12，过滤器12的输出端连接有加压泵14，加压泵14的输出端连接有第二制冷机15，第二制冷机15的输出端连接有第二储氢罐16。
43.浓度传感器7将监测到的浓度信号发送给控制器8，控制器8根据接收到的信号进
行分析，若浓度传感器7监测到环境箱6内的氢气浓度超过设定的阈值时，说明此时储氢瓶4的瓶口处发生了泄漏，控制器8控制第一控制阀门17关闭，第二控制阀门13打开，过滤器12、加压泵14和第二制冷机15工作，储氢瓶4内的氢气由过滤器12过滤、加压泵14增压和第二制冷机15降温后，储氢瓶4内的氢气转移到备用的第二储氢瓶4中，避免氢气向空中泄漏并产生聚集，降低风险；否则，不进行上述联动动作。
44.本实施例中，当氢气瓶瓶口处仍然泄漏时，漏出的氢气经处理后能回收进第二储氢罐16内，避免氢气向外泄漏，提高安全性。
45.实施例3
46.参照图5，本实施例提供了一种高压储氢装置，本实施例和实施例1、实施例2的不同之处在于，本实施例能进一步提高支撑支架2110活动时的可靠性。
47.具体的，连接板2104的中心固定连接有若干导向套2111，导向套2111和对应的中间贯穿孔d错开设置，导向套2111相对支撑支架2110的一端活动连接有导向杆2112，导向杆2112远离导向套2111的一侧固定连接在支撑支架2110上，导向杆2112远离支撑支架2110的一侧刚好可滑动地连接在导向套2111内，导向套2111和支撑支架2110间的导向杆2112上套装有连接弹簧2107，连接弹簧2107的两端分别和导向套2111、支撑支架2110连接，导向杆2112的中心轴线上任意一点和固定环2102的中心连线和导向杆2112的中心轴线重合。
48.第一电磁铁2103和第二电磁铁2106相互排斥时，支撑支架2110在导向杆2112、导向套2111的作用下朝着固定环2102中心所在方向移动，使支撑支架2110的内缘进一步将固定环2102外缘压紧，阻止进气连接部401的进出气口b处外缘变形；当第一电磁铁2103和第二电磁铁2106失电时，支撑支架2110在连接弹簧2107的作用下复位，支撑支架2110贴合在法兰环22外缘，解除压紧工况。
49.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种高压储氢装置，其特征在于：其包括环境箱(6)和第一储氢罐(20)，所述环境箱(6)内设有储氢瓶(4)，所述第一储氢罐(20)的输出端连接有第一制冷机(19)，所述第一制冷机(19)的输出端连接有注氢机(18)，所述注氢机(18)的输出端连接有高压加氢管(9)，所述高压加氢管(9)上连接有第一控制阀门(17)，所述高压加氢管(9)远离第一控制阀门(17)的一端伸进环境箱(6)内和储氢瓶(4)连接，所述储氢瓶(4)轴向方向上的一端设有进气连接部(401)，所述进气连接部(401)外周连接有衬垫(23)，所述衬垫(23)外周连接有法兰环(22)，法兰环(22)外侧设有能压紧进气连接部(401)的锁紧组件(21)。2.如权利要求1所述的高压储氢装置，其特征在于：所述锁紧组件(21)包括两个能合在一起的呈半圆形的锁紧套(2101)，合在一起的两个锁紧套(2101)连接在法兰环(22)外侧，所述锁紧套(2101)的内缘固定有连接杆(2109)，所述连接杆(2109)的里侧固定有固定环(2102)，两个固定环(2102)形成整圆，两个固定环(2102)能刚好贴合在法兰环(22)外侧，所述固定环(2102)和锁紧套(2101)内缘之间的连接杆(2109)两侧均固定有弧形连接板(2104)，连接板(2104)和锁紧套(2101)内壁之间的锁紧套(2101)内排布有若干第一电磁铁(2103)，固定环(2102)和连接板(2104)之间的锁紧套(2101)内活动连接有支撑支架(2110)，所述支撑支架(2110)上排布有若干第二电磁铁(2106)，所述第一电磁铁(2103)和第二电磁铁(2106)上分别绕有第一电磁线圈(2105)和第二电磁线圈(2108)，所述第一电磁铁(2103)和第二电磁铁(2106)相对设置一端的极性相同。3.如权利要求2所述的高压储氢装置，其特征在于：所述连接板(2104)和支撑支架(2110)间排布有若干连接弹簧(2107)。4.如权利要求2或3所述的高压储氢装置，其特征在于：所述锁紧套(2101)、连接板(2104)和支撑支架(2110)上分别排布有若干一一对应的外贯穿孔(e)、中间贯穿孔(d)和内贯穿孔(c)，所述第一电磁线圈(2105)能经对应的外贯穿孔(e)穿出锁紧套(2101)外，所述第二电磁线圈(2108)的两端能依次经对应的内贯穿孔(c)、对应的中间贯穿孔(d)和对应的外贯穿孔(e)穿出锁紧套(2101)外。5.如权利要求2或3所述的高压储氢装置，其特征在于：所述锁紧套(2101)径向方向上的两侧均设有缩紧部，所述缩紧部上开有连接孔(a)。6.如权利要求1～3任一项所述的高压储氢装置，其特征在于：所述高压加氢管(9)为三通管，第一控制阀门(17)连接在高压加氢管(9)的第一段管路(901)上，所述高压加氢管(9)的第二段管路(902)和第三段管路(903)上分别连接有总控制阀门(25)和第二控制阀门(13)，第二段管路(902)远离第一段管路(901)的一端和储氢瓶(4)连接，所述第三段管路(903)远离总控制阀门(25)的一端连接有第二储氢罐(16)。7.如权利要求6所述的高压储氢装置，其特征在于：所述第三段管路(903)远离总控制阀门(25)的一端连接有过滤器(12)，所述过滤器(12)的输出端连接有加压泵(14)，所述加压泵(14)的输出端连接有第二制冷机(15)，所述第二储氢罐(16)和第二制冷机(15)的输出端连接。8.如权利要求1～3任一项所述的高压储氢装置，其特征在于：所述储氢瓶(4)内固定连接有压力传感器(5)。9.如权利要求1～3任一项所述的高压储氢装置，其特征在于：所述进气连接部(401)外周排布有若干压电陶瓷(24)，所述衬垫(23)在压电陶瓷(24)的外侧。
10.如权利要求1～3任一项所述的高压储氢装置，其特征在于：所述环境箱(6)内固定连接有浓度传感器(7)。

技术总结
本实用新型公开了一种高压储氢装置，其包括环境箱和第一储氢罐，环境箱内设有储氢瓶，第一储氢罐的输出端连接有第一制冷机，第一制冷机的输出端连接有注氢机，注氢机的输出端连接有高压加氢管，高压加氢管上连接有第一控制阀门，高压加氢管远离第一控制阀门的一端伸进环境箱内和储氢瓶连接，储氢瓶轴向方向上的一端设有进气连接部，进气连接部外周连接有衬垫，衬垫外周连接有法兰环，法兰环外侧设有能压紧进气连接部的锁紧组件；本实用新型能阻止储氢瓶瓶口的变形，提高密封性。提高密封性。提高密封性。


技术研发人员：张恩慧 赵杨春
受保护的技术使用者：内蒙古科技大学
技术研发日：2023.01.13
技术公布日：2023/7/17