一种储氢气体吸附测试装置

1.本发明属于储氢能力测试技术领域，尤其涉及一种储氢气体吸附测试装置。


背景技术：

2.随着氢能产业的日益扩大，在氢能规模化发展的同时，大量的和氢气介质相关的零部件可选择性也大大增加，但是氢气作为一种易燃易爆得物质，如何在大规模使用涉氢零部件及系统的时候保证其安全性就成为了一个不可避免的因素。氢气的储存能力代表着大规模使用氢气的能力，现阶段，由于测试条件限制，储氢测试多处于理论状态，测试设备以及测试环境要求高，耐久性和可靠性一直是行业内的难题，测试设备较少，难以达到测试合格要求。因此，亟需一种能够对氢气吸附储存状态进行测试，并有效提高测试精度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种储氢气体吸附测试装置，以解决上述问题，达到有效提高测试精度的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种储氢气体吸附测试装置，包括
5.氢气压缩罐体；
6.缓冲机构，所述缓冲机构的进端连通在所述氢气压缩罐体的出端，所述缓冲机构用于过渡氢气并减缓所述氢气压缩罐体出气压力；
7.除湿机构，所述除湿机构的进端连通在所述缓冲机构的出端，所述除湿机构用于除去氢气中的水蒸气；
8.气压调节器，所述气压调节器的进端连通在所述除湿机构的出端，所述气压调节器用于调节氢气压力；
9.吸附罐体，所述吸附罐体的进端连通在所述气压调节器的出端，所述吸附罐体用于吸附并储存氢气；
10.脱附组件，所述脱附组件与所述吸附罐体连通，所述脱附组件用于清理所述吸附罐体内的杂质；
11.水浴机构，所述吸附罐体位于所述水浴机构内，所述水浴机构用于调节所述吸附罐体的温度并记录所述吸附罐体的重量变化。
12.优选的，所述缓冲机构包括缓冲箱体，所述缓冲箱体连通在所述氢气压缩罐体与所述除湿机构之间，所述缓冲箱体内侧顶壁上固定连接有阀体总成,所述阀体总成的两侧分别固定连通有第一管道、第二管道且还分别固定贯穿所述缓冲箱体侧壁,所述阀体总成的底部固定连通有橡胶袋,所述缓冲箱体的内侧壁上竖向滑动连接有顶板,所述顶板与所述缓冲箱体内侧底壁之间抵接有第二弹簧,所述橡胶袋对应设置在所述顶板的上方。
13.优选的，所述阀体总成包括固定连接在所述缓冲箱体内侧顶壁第一固定壳体，所述第一固定壳体内开设有第一通道，所述第一通道内滑动连接有滚动体，所述缓冲箱体的一侧贯穿有第一管道的出口且还与所述第一通道固定连通，所述缓冲箱体的另一侧贯穿有
第二管道的进口且还与所述第一通道固定连通，所述滚动体的一侧与所述第二管道的进口之间抵接有第一弹簧，所述滚动体的另一侧抵接在所述第一管道的出口，所述橡胶袋顶部固定连通在所述第一通道的底侧。
14.优选的，所述除湿机构包括除湿罐体，所述除湿罐体内设置有滤水单元，所述滤水单元的外侧设置有干燥单元，所述第二管道的出端从所述滤水单元顶部穿入且还固定连接在所述除湿罐体的内侧底壁上，所述滤水单元的出端与所述气压调节器的进端固定连通。
15.优选的，所述滤水单元包括第三固定壳体，所述第三固定壳体固定连接在所述除湿罐体的顶部，所述第三固定壳体内侧竖向固定连接有空心柱与气体除湿膜，所述空心柱位于所述气体除湿膜内且还与所述气体除湿膜内侧壁之间形成随形通道，所述空心柱固定连接在所述除湿罐体的顶壁和底壁之间，所述干燥单元位于所述气体除湿膜的外侧，所述第二管道的出端与所述随形通道的底部连通，所述随形通道的顶部通过所述第三固定壳体与所述气压调节器的进端固定连通。
16.优选的，所述除湿罐体的内侧底壁固定连接有第二固定壳体，所述随形通道的底部通过所述第二固定壳体与所述第二管道的出端连通，所述第二管道的出端周向等间距开设有若干出气口，若干所述出气口分别与所述随形通道的底部连通，所述空心柱的中端固定连接有螺旋叶片，所述螺旋叶片位于所述随形通道内。
17.优选的，所述干燥单元包括活性炭，所述活性炭填充在所述除湿罐体内侧壁与所述气体除湿膜的外侧壁之间。
18.优选的，所述水浴机构包括水浴箱体，所述水浴箱体的内侧顶壁上固定连接有第四固定壳体，所述第四固定壳体内侧底部放置有电子秤，所述电子秤上放置有吸附罐体，所述吸附罐体的进口穿过所述水浴箱体顶壁且还与所述气压调节器的出端连通，所述第四固定壳体通过所述水浴箱体内的热水保持温度。
19.优选的，所述脱附组件包括电源，所述电源的正负极穿过所述水浴箱体与所述第四固定壳体且还连接在吸附罐体上，所述吸附罐体的出口穿过所述水浴箱体固定连通有负压泵。
20.本发明具有如下技术效果：氢气压缩罐体的主要作用是作为氢气源，为吸附测试提供定量的氢气；缓冲机构的主要作用是过渡氢气并减缓氢气压缩罐体出气压力；除湿机构的主要作用是除去氢气中的水蒸气，有效提高氢气吸附实验过程中的准确性；气压调节器主要作用是调节氢气压力，便于测试在不同压力作用下，氢气的吸附量；吸附罐体的主要作用是吸附并储存氢气，通过水浴机构调节吸附罐体的温度并记录吸附罐体的重量变化；脱附组件的主要作用是为了保证吸附罐体的测试精度，提前清理吸附罐体内的杂质。整体上，本技术能够对氢气吸附储存状态进行测试，并有效提高测试精度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明测试装置整体示意图；
23.图2为本发明缓冲机构结构示意图；
24.图3为本发明除湿机构结构示意图；
25.图4为本发明水浴机构结构示意图；
26.其中，1、氢气压缩罐体；2、缓冲箱体；3、除湿罐体；4、气压调节器；5、水浴箱体；6、负压泵；7、电源；8、第一管道；9、第二管道；10、第一固定壳体；11、滚动体；12、第一通道；13、第一弹簧；14、橡胶袋；15、顶板；16、第二弹簧；17、空腔；18、第三固定壳体；19、活性炭；20、气体除湿膜；21、空心柱；22、螺旋叶片；23、第二通道；24、第二固定壳体；25、出气口；26、第四固定壳体；27、吸附罐体；28、电子秤；29、随形通道。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.参照图1-4所示，本发明提供了一种储氢气体吸附测试装置，包括
30.氢气压缩罐体1；
31.缓冲机构，缓冲机构的进端连通在氢气压缩罐体1的出端，缓冲机构用于过渡氢气并减缓氢气压缩罐体1出气压力；
32.除湿机构，除湿机构的进端连通在缓冲机构的出端，除湿机构用于除去氢气中的水蒸气；
33.气压调节器4，气压调节器4的进端连通在除湿机构的出端，气压调节器4用于调节氢气压力；
34.吸附罐体27，吸附罐体27的进端连通在气压调节器4的出端，吸附罐体27用于吸附并储存氢气；
35.脱附组件，脱附组件与吸附罐体27连通，脱附组件用于清理吸附罐体27内的杂质；
36.水浴机构，吸附罐体27位于水浴机构内，水浴机构用于调节吸附罐体27的温度并记录吸附罐体27的重量变化。
37.氢气压缩罐体1的主要作用是作为氢气源，为吸附测试提供定量的氢气；缓冲机构的主要作用是过渡氢气并减缓氢气压缩罐体1出气压力；除湿机构的主要作用是除去氢气中的水蒸气，有效提高氢气吸附实验过程中的准确性；气压调节器4主要作用是调节氢气压力，便于测试在不同压力作用下，氢气的吸附量；吸附罐体27的主要作用是吸附并储存氢气，通过水浴机构调节吸附罐体27的温度并记录吸附罐体27的重量变化；脱附组件的主要作用是为了保证吸附罐体27的测试精度，提前清理吸附罐体27内的杂质。整体上，本技术能够对氢气吸附储存状态进行测试，并有效提高测试精度。
38.进一步优化方案，缓冲机构包括缓冲箱体2，缓冲箱体2连通在氢气压缩罐体1与除湿机构之间，缓冲箱体2内侧顶壁上固定连接有阀体总成,阀体总成的两侧分别固定连通有第一管道8、第二管道9且还分别固定贯穿缓冲箱体2侧壁,阀体总成的底部固定连通有橡胶
袋14,缓冲箱体2的内侧壁上竖向滑动连接有顶板15,顶板15与缓冲箱体2内侧底壁之间抵接有第二弹簧16,橡胶袋14对应设置在顶板15的上方。
39.电控打开氢气压缩罐体1上的阀门后，向缓冲箱体2内释放定量的氢气，通过第一管道8、阀体总成向橡胶袋14内填充氢气，随着氢气的量增加，橡胶袋14膨胀的同时会推动顶板15压缩第二弹簧16,此时，顶板15上方的缓冲箱体2形成空腔17，当氢气压缩罐体1释放定量的氢气后自动关闭；在橡胶袋14、第二弹簧16的共同反作用下，通过阀体总成向除湿机构输送氢气。
40.进一步优化方案，阀体总成包括固定连接在缓冲箱体2内侧顶壁第一固定壳体10，第一固定壳体10内开设有第一通道12，第一通道12内滑动连接有滚动体11，缓冲箱体2的一侧贯穿有第一管道8的出口且还与第一通道12固定连通，缓冲箱体2的另一侧贯穿有第二管道9的进口且还与第一通道12固定连通，滚动体11的一侧与第二管道9的进口之间抵接有第一弹簧13，滚动体11的另一侧抵接在第一管道8的出口，橡胶袋14顶部固定连通在第一通道12的底侧。
41.初始时，滚动体11通过第一弹簧13封堵在第一管道8的出口；当向橡胶袋14内输送氢气，滚动体11被流通的氢气推动至第二管道9进端，并将第二管道9进端封堵，此时，氢气从第一管道8的出口，经过第一通道12流通至橡胶袋14内；当氢气压缩罐体1停止输出氢气，在第一弹簧13的回弹力作用下，滚动体11恢复初始位置，在橡胶袋14、第二弹簧16的共同反作用下，通过阀体总成向除湿机构输送氢气；从而达到过渡氢气并减缓氢气压缩罐体1出气压力的目的。
42.进一步优化方案，除湿机构包括除湿罐体3，除湿罐体3内设置有滤水单元，滤水单元的外侧设置有干燥单元，第二管道9的出端从滤水单元顶部穿入且还固定连接在除湿罐体3的内侧底壁上，滤水单元的出端与气压调节器4的进端固定连通。
43.通过滤水单元可以分离出氢气中的水蒸气，然后通过干燥单元快速吸收氢气中的水蒸气，保证氢气在测试过程中的精度。
44.进一步优化方案，滤水单元包括第三固定壳体18，第三固定壳体18固定连接在除湿罐体3的顶部，第三固定壳体18内侧竖向固定连接有空心柱21与气体除湿膜20，空心柱21位于气体除湿膜20内且还与气体除湿膜20内侧壁之间形成随形通道29，空心柱21固定连接在除湿罐体3的顶壁和底壁之间，干燥单元位于气体除湿膜20的外侧，第二管道9的出端与随形通道29的底部连通，随形通道29的顶部通过第三固定壳体18与气压调节器4的进端固定连通。
45.第二管道9位于空心柱21中心的部分为第二通道23，空心柱21的外侧类似于波浪形，有效提高氢气与气体除湿膜20内侧壁接触效果，从而提升过滤效果；氢气从第二管道9进入，经过第二通道23后进入随形通道29的底部，氢气进入随形通道29后与气体除湿膜20内侧壁接触，通过气体除湿膜20自身的特性，首先将氢气中的水蒸气分离出，并被干燥单元吸收。
46.进一步优化方案，除湿罐体3的内侧底壁固定连接有第二固定壳体24，随形通道29的底部通过第二固定壳体24与第二管道9的出端连通，第二管道9的出端周向等间距开设有若干出气口25，若干出气口25分别与随形通道29的底部连通，空心柱21的中端固定连接有螺旋叶片22，螺旋叶片22位于随形通道29内。
47.为了进一步提升氢气与气体除湿膜20接触效果，当氢气流通至空心柱21的中部时，经过螺旋叶片22后改变流向，形成螺旋趋势，有效提升滤水效果。
48.进一步优化方案，干燥单元包括活性炭19，活性炭19填充在除湿罐体3内侧壁与气体除湿膜20的外侧壁之间。
49.进一步优化方案，水浴机构包括水浴箱体5，水浴箱体5的内侧顶壁上固定连接有第四固定壳体26，第四固定壳体26内侧底部放置有电子秤28，电子秤28上放置有吸附罐体27，吸附罐体27的进口穿过水浴箱体5顶壁且还与气压调节器4的出端连通，第四固定壳体26通过水浴箱体5内的热水保持温度。
50.通过控制水浴箱体5内的热水温度，来调节吸附罐体27的测试环境，从而获取到不同温度下，氢气在吸附罐体27的吸附量。
51.进一步优化方案，脱附组件包括电源7，电源7的正负极穿过水浴箱体5与第四固定壳体26且还连接在吸附罐体27上，吸附罐体27的出口穿过水浴箱体5固定连通有负压泵6。
52.初始时，吸附罐体27内填充氮气，通过电极加热，将吸附罐体27内的吸附物质若离出，并通过负压泵6将氮气和杂质吸出，便于氢气通入。
53.在进行测试前，对吸附罐体27进行清理，防止吸附罐体27内残留的物质，保测试条件的一致性。
54.进一步优化方案，吸附罐体27整体采用纳米碳纤维材料。
55.进一步优化方案，气压调节器4采用现有的压力调节设备，包括压力泵以及阀门，用于调控氢气输入压力。
56.进一步优化方案，所有的氢气流通管路上分别连接有电磁阀。
57.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
58.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种储氢气体吸附测试装置，其特征在于：包括氢气压缩罐体(1)；缓冲机构，所述缓冲机构的进端连通在所述氢气压缩罐体(1)的出端，所述缓冲机构用于过渡氢气并减缓所述氢气压缩罐体(1)出气压力；除湿机构，所述除湿机构的进端连通在所述缓冲机构的出端，所述除湿机构用于除去氢气中的水蒸气；气压调节器(4)，所述气压调节器(4)的进端连通在所述除湿机构的出端，所述气压调节器(4)用于调节氢气压力；吸附罐体(27)，所述吸附罐体(27)的进端连通在所述气压调节器(4)的出端，所述吸附罐体(27)用于吸附并储存氢气；脱附组件，所述脱附组件与所述吸附罐体(27)连通，所述脱附组件用于清理所述吸附罐体(27)内的杂质；水浴机构，所述吸附罐体(27)位于所述水浴机构内，所述水浴机构用于调节所述吸附罐体(27)的温度并记录所述吸附罐体(27)的重量变化。2.根据权利要求1所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述缓冲机构包括缓冲箱体(2)，所述缓冲箱体(2)连通在所述氢气压缩罐体(1)与所述除湿机构之间，所述缓冲箱体(2)内侧顶壁上固定连接有阀体总成,所述阀体总成的两侧分别固定连通有第一管道(8)、第二管道(9)且还分别固定贯穿所述缓冲箱体(2)侧壁,所述阀体总成的底部固定连通有橡胶袋(14),所述缓冲箱体(2)的内侧壁上竖向滑动连接有顶板(15),所述顶板(15)与所述缓冲箱体(2)内侧底壁之间抵接有第二弹簧(16),所述橡胶袋(14)对应设置在所述顶板(15)的上方。3.根据权利要求2所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述阀体总成包括固定连接在所述缓冲箱体(2)内侧顶壁第一固定壳体(10)，所述第一固定壳体(10)内开设有第一通道(12)，所述第一通道(12)内滑动连接有滚动体(11)，所述缓冲箱体(2)的一侧贯穿有第一管道(8)的出口且还与所述第一通道(12)固定连通，所述缓冲箱体(2)的另一侧贯穿有第二管道(9)的进口且还与所述第一通道(12)固定连通，所述滚动体(11)的一侧与所述第二管道(9)的进口之间抵接有第一弹簧(13)，所述滚动体(11)的另一侧抵接在所述第一管道(8)的出口，所述橡胶袋(14)顶部固定连通在所述第一通道(12)的底侧。4.根据权利要求2所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述除湿机构包括除湿罐体(3)，所述除湿罐体(3)内设置有滤水单元，所述滤水单元的外侧设置有干燥单元，所述第二管道(9)的出端从所述滤水单元顶部穿入且还固定连接在所述除湿罐体(3)的内侧底壁上，所述滤水单元的出端与所述气压调节器(4)的进端固定连通。5.根据权利要求4所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述滤水单元包括第三固定壳体(18)，所述第三固定壳体(18)固定连接在所述除湿罐体(3)的顶部，所述第三固定壳体(18)内侧竖向固定连接有空心柱(21)与气体除湿膜(20)，所述空心柱(21)位于所述气体除湿膜(20)内且还与所述气体除湿膜(20)内侧壁之间形成随形通道(29)，所述空心柱(21)固定连接在所述除湿罐体(3)的顶壁和底壁之间，所述干燥单元位于所述气体除湿膜(20)的外侧，所述第二管道(9)的出端与所述随形通道(29)的底部连通，所述随形通道(29)的顶部通过所述第三固定壳体(18)与所述气压调节器(4)的进端固定连通。
6.根据权利要求5所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述除湿罐体(3)的内侧底壁固定连接有第二固定壳体(24)，所述随形通道(29)的底部通过所述第二固定壳体(24)与所述第二管道(9)的出端连通，所述第二管道(9)的出端周向等间距开设有若干出气口(25)，若干所述出气口(25)分别与所述随形通道(29)的底部连通，所述空心柱(21)的中端固定连接有螺旋叶片(22)，所述螺旋叶片(22)位于所述随形通道(29)内。7.根据权利要求5所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述干燥单元包括活性炭(19)，所述活性炭(19)填充在所述除湿罐体(3)内侧壁与所述气体除湿膜(20)的外侧壁之间。8.根据权利要求1所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述水浴机构包括水浴箱体(5)，所述水浴箱体(5)的内侧顶壁上固定连接有第四固定壳体(26)，所述第四固定壳体(26)内侧底部放置有电子秤(28)，所述电子秤(28)上放置有吸附罐体(27)，所述吸附罐体(27)的进口穿过所述水浴箱体(5)顶壁且还与所述气压调节器(4)的出端连通，所述第四固定壳体(26)通过所述水浴箱体(5)内的热水保持温度。9.根据权利要求8所述的储氢气体吸附测试装置，其特征在于：所述脱附组件包括电源(7)，所述电源(7)的正负极穿过所述水浴箱体(5)与所述第四固定壳体(26)且还连接在吸附罐体(27)上，所述吸附罐体(27)的出口穿过所述水浴箱体(5)固定连通有负压泵(6)。

技术总结
本发明属于储氢能力测试技术领域，尤其涉及一种储氢气体吸附测试装置，包括氢气压缩罐体；缓冲机构，缓冲机构的进端连通在氢气压缩罐体的出端，用于过渡氢气并减缓氢气压缩罐体出气压力；除湿机构，除湿机构的进端连通在缓冲机构的出端，用于除去氢气中的水蒸气；气压调节器，气压调节器的进端连通在除湿机构的出端，用于调节氢气压力；吸附罐体，吸附罐体的进端连通在气压调节器的出端，用于吸附并储存氢气；脱附组件，脱附组件与吸附罐体连通，用于清理吸附罐体内的杂质；水浴机构，吸附罐体位于水浴机构内，用于调节吸附罐体的温度并记录吸附罐体的重量变化。本申请能够达到有效提高测试精度的目的。试精度的目的。试精度的目的。


技术研发人员：吕朋 刘芝辰 钟昌霖 彭程 刘泉宇 罗锐 耿柯柯 赵代崧 王嘉睿 吕敏杨 黄东方 赵瑞雪
受保护的技术使用者：东华理工大学
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/8/14