一种移动式涉氢气体加注设备的制作方法

1.本实用新型涉及涉氢气体加注技术领域，具体涉及一种移动式涉氢气体加注设备。


背景技术：

2.氢能被称为21世纪的“终极能源”。经过多年积累，我国已初具氢能产业化发展条件。国际上，氢燃料电池汽车已进入市场导入阶段。近年来，国家一系列政策规划部将氢能发展与燃料电池技术创新提升到国家战略高度。地方政府和企业积极探索氢能产业发展，初步形成包括制备、储运、应用等环节的完整产业链，形成了以北上广为中心的京津冀、长三角、珠三角等主要氢能产业集群，并逐渐辐射到周边地区。
3.目前燃料电池车推向市场过程中，需要解决氢气加注的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种移动式涉氢气体加注设备，该加注设备采用气驱增压泵可满足涉氢系统高压氢气的安全加注，同时还能满足涉氢系统的高压氮气、氦气的打压试验，具备小范围低压用气的加注需求(如低压电堆用气)。
5.本实用新型采用以下具体技术方案：
6.一种移动式涉氢气体加注设备，包括箱体、进气管路、氮气直充管路、氢气直充管路、氦气直充管路、增压管路、增压系统、加注枪以及氮气吹扫管路；所述氮气直充管路、所述氢气直充管路、所述氦气直充管路、所述增压管路、所述氮气吹扫管路以及所述增压系统均安装于所述箱体内；
7.所述箱体的顶部设置有吊环，底部设置有多个万向刹车轮；
8.所述进气管路的一端用于连接氢气源、氮气源或氦气源，所述进气管路中安装有进气过滤器和进气针阀；
9.所述氮气直充管路、所述氢气直充管路、所述氦气直充管路以及所述增压管路之间并联连接，并且一端与所述进气管路连接、另一端与所述加注枪连接；
10.所述氮气直充管路、所述氢气直充管路和所述氦气直充管路中均安装有出气针阀；
11.所述增压系统安装于所述增压管路中，并设置有放空管路，用于对气体进行增压；
12.所述氮气吹扫管路的一端用于连接氮气源，另一端连接所述增压系统和所述增压管路。
13.更进一步地，所述增压系统包括气驱增压泵和与气驱增压泵连接的驱动气管路；
14.所述驱动气管路用于连接驱动气源。
15.更进一步地，在所述驱动气管路中依次安装有驱动气过滤器、第一驱动气压力表、减压阀、第二驱动气压力表以及驱动气针阀。
16.更进一步地，还包括与所述气驱增压泵和所述加注枪之间的所述增压管路连接的
压力开关；
17.所述压力开关用于保护所述增压管路。
18.更进一步地，所述氮气吹扫管路包括吹扫主管路、连接所述吹扫主管路和所述气驱增压泵的第一吹扫支管、以及连接所述吹扫主管路和所述增压管路的第二吹扫支管；
19.在所述吹扫主管路中依次安装有主管路针阀、氮气压力表以及氮气过滤器；
20.在所述第一吹扫分支管路与所述第二吹扫分支管路中均安装有支管路针阀和支管路单向阀。
21.更进一步地，所述氢气源为氢气集装格；
22.所述氮气源为氮气集装格；
23.所述氦气源为氦气集装格。
24.更进一步地，还包括并联的第一加注管路和第二加注管路；
25.所述第一加注管路和所述第二加注管路均与所述氮气直充管路、所述氢气直充管路、所述氦气直充管路以及所述增压管路连通；
26.所述加注枪包括与所述第一加注管路连通的第一加注枪和与所述第二加注管路连接的第二加注枪。
27.更进一步地，还包括连接所述增压管路的自动卸压管路和手动卸压管路；
28.所述自动卸压管路与所述增压管路的第一连接部、以及所述手动卸压管路与所述增压管路的第二连接部均位于所述气驱增压泵与所述加注枪之间；
29.所述第一连接部位于所述气驱增压泵与所述第二连接部之间；
30.所述自动卸压管路和所述手动卸压管路的另一端为卸压口；
31.在所述第一连接部与所述第二连接部之间安装有加注单向阀。
32.更进一步地，所述自动卸压管路中安装有安全阀；
33.所述手动卸压管路中安装有卸压针阀。
34.更进一步地，在所述第一连接部与所述气驱增压泵之间的所述增压管路中安装有加注压力表。
35.有益效果：
36.上述移动式涉氢气体加注设备在箱体的底部设置有多个万向刹车轮，方便移动；通过进气管路可以连接氢气源、氮气源或氦气源，并且通过氮气直充管路、氢气直充管路或氦气直充管路可以实现氢气、氮气或氦气的直充，通过增压系统和增压管路还能实现对氢气、氮气或氦气的增压加注，同时还能通过高压氮气、氦气进行打压试验；通过氮气吹扫管路可以对增压系统和增压管路进行吹扫，使增压系统和增压管路处于低承压状态或非承压状态，还能提高氢气加注的安全性和可靠性；上述移动式涉氢气体加注设备具备小范围低压用气的加注需求(如低压电堆用气)，同时采用普通零部件还能够降低氢能基础设施成本。
附图说明
37.图1为本实用新型的移动式涉氢气体加注设备的原理示意图；
38.图2为本实用新型的移动式涉氢气体加注设备的增压系统的工艺流程图。
39.其中，1
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进气管路，2
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氮气直充管路，3
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氢气直充管路，4
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氦气直充管路，5
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增压管
路，6
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气驱增压泵，7
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第一加注枪，8
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第二加注枪，9
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加注压力表，10
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进气过滤器，11
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进气针阀，12
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出气针阀，13
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放空管路，14
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驱动气管路，15
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压力开关，16
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吹扫主管路，17
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第一吹扫支管，18
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第二吹扫支管，19
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主管路针阀，20
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氮气压力表，21
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氮气过滤器，22
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支管路针阀，23
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支管路单向阀，24
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驱动气过滤器，25
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第一驱动气压力表，26
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减压阀，27
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第二驱动气压力表，28
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驱动气针阀，29
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第一加注管路，30
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第二加注管路，31
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自动卸压管路，32
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手动卸压管路，33
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第一连接部，34
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第二连接部，35
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卸压口，36
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加注单向阀，37
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安全阀，38
‑
卸压针阀
具体实施方式
40.下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
41.本实用新型提供了一种移动式涉氢气体加注设备，图1和图2示出了移动式涉氢气体加注设备的原理图，该移动式涉氢气体加注设备包括箱体(图中未示出)、进气管路1、氮气直充管路2、氢气直充管路3、氦气直充管路4、增压管路5、增压系统、加注枪以及氮气吹扫管路；氮气直充管路2、氢气直充管路3、氦气直充管路4、增压管路5、氮气吹扫管路以及增压系统均安装于箱体内；
42.箱体的顶部设置有一个或多个吊环，底部设置有多个万向刹车轮；通过设置于箱体顶部的吊环便于整个移动式涉氢气体加注设备的吊装和搬运，通过设置在箱体底部的万向刹车轮便于整个移动式涉氢气体加注设备的位置移动，方便搬运，提高了使用灵活性；在箱体的底部可以设置有3个、4个或更多个万向刹车轮；箱体还可以设置有配置各个出口的主功能面板、通风窗格以及可拆卸式门体；
43.进气管路1的一端用于连接氢气源、氮气源或氦气源，进气管路1中安装有进气过滤器10和进气针阀11；通过进气管路1与氢气源、氮气源或氦气源的连接，使得移动式涉氢气体加注设备能够加注氢气、氮气或氦气，同时还能通过氮气或氦气方便对移动式涉氢气体加注设备或其它设备进行测试；通过氮气或氦气的使用能够提高测试的安全性；氢气源可以为氢气集装格或氢气储罐；氮气源为氮气集装格或氮气储罐；氦气源为氦气集装格或氦气储罐；
44.如图1结构所示，氮气直充管路2、氢气直充管路3、氦气直充管路4以及增压管路5之间并联连接，并且一端与进气管路1连接、另一端与加注枪连接；如图2结构所示，加注枪可以包括并联的第一加注枪7和第二加注枪8；
45.氮气直充管路2、氢气直充管路3和氦气直充管路4中均安装有出气针阀12；通过出气针阀12便于对氮气直充管路2、氢气直充管路3和氦气直充管路4进行开关控制；
46.增压系统安装于增压管路5中，并设置有放空管路13，用于对气体进行增压；通过增压系统能够对从进气管路1输入的氢气、氮气或氦气进行增压，以满足对压力等级的需要，并可以确保将氢气、氮气或氦气增压至35mpa；
47.氮气吹扫管路的一端用于连接氮气源，另一端连接增压系统和增压管路5；通过氮气吹扫管路使用氮气对增压系统和增压管路5进行吹扫，使增压系统和增压管路5处于低承压状态或非承压状态，能够延长移动式涉氢气体加注设备的使用寿命。
48.上述移动式涉氢气体加注设备在使用过程中，通过进气管路1可以连接氢气源、氮气源或氦气源，并且通过氮气直充管路2、氢气直充管路3或氦气直充管路4可以实现氢气、
氮气或氦气的直充，通过增压系统和增压管路5还能实现对氢气、氮气或氦气的增压加注，同时还能通过高压氮气、氦气进行打压试验；通过氮气吹扫管路可以对增压系统和增压管路5进行吹扫，使增压系统和增压管路5处于低承压状态或非承压状态，还能提高氢气加注的安全性和可靠性；上述移动式涉氢气体加注设备具备小范围低压用气的加注需求(如低压电堆用气)，同时采用普通零部件还能够降低氢能基础设施成本。
49.一种具体的实施方式中，如图2结构所示，增压系统包括气驱增压泵6和与气驱增压泵6连接的驱动气管路14；驱动气管路14用于连接驱动气源；并且在驱动气管路14中依次安装有驱动气过滤器24、第一驱动气压力表25、减压阀26、第二驱动气压力表27以及驱动气针阀28。
50.为了保证增压管路5内的压力不超过设定的最大压力值，上述移动式涉氢气体加注设备还包括与气驱增压泵6和加注枪之间的增压管路5连接的压力开关15；压力开关15用于保护增压管路5；当增压管路5内的压力值超过设定的最大压力值时，如：35mpa，此时，压力开关15打开对增压管路5进行降压，从而对整个移动式涉氢气体加注设备进行压力保护。
51.如图1结构所示，氮气吹扫管路包括吹扫主管路16、连接吹扫主管路16和气驱增压泵6的第一吹扫支管17、以及连接吹扫主管路16和增压管路5的第二吹扫支管18；在吹扫主管路16中依次安装有主管路针阀19、氮气压力表20以及氮气过滤器21；在第一吹扫分支管路与第二吹扫分支管路中均安装有支管路针阀22和支管路单向阀23。
52.如图2结构所示，上述移动式涉氢气体加注设备还包括并联的第一加注管路29和第二加注管路30；第一加注管路29和第二加注管路30均与氮气直充管路2、氢气直充管路3、氦气直充管路4以及增压管路5连通；加注枪包括与第一加注管路29连通的第一加注枪7和与第二加注管路30连接的第二加注枪8。
53.如图2结构所示，上述移动式涉氢气体加注设备还包括连接增压管路5的自动卸压管路31和手动卸压管路32；自动卸压管路31与增压管路5的第一连接部33、以及手动卸压管路32与增压管路5的第二连接部34均位于气驱增压泵6与加注枪之间；第一连接部33位于气驱增压泵6与第二连接部34之间；自动卸压管路31和手动卸压管路32的另一端为卸压口35；自动卸压管路31中安装有安全阀37；手动卸压管路32中安装有卸压针阀38；在第一连接部33与第二连接部34之间安装有加注单向阀36。
54.当上述移动式涉氢气体加注设备停止加注使用时，可以通过自动卸压管路31和手动卸压管路32进行卸压保护。
55.如图1和图2结构所示，在第一连接部33与气驱增压泵6之间的增压管路5中安装有加注压力表9，通过加注压力表9便于观察加注气体的压力。
56.上述移动式涉氢气体加注设备主要适用于35mpa压力级别的燃料电池加注以及15mpa以下低压级别的测试及实验等用气加注，并且用于对加注时间要求不是很紧迫的储气装置系统，上述移动式涉氢气体加注设备可以实现1.8kg/h的加氢速率、3.6kg/h加氦速率或25.2kg/h的加氮速率；并且上述移动式涉氢气体加注设备还适用于小范围距离的加注、复杂地形的加注、对氢气/氮气/氦气需求量小的实验设备或项目。
57.采用上述移动式涉氢气体加注设备加注压力为35mpa的氢气时：
58.一级加注(直充加注)：加注枪连接用气系统的加注口，打开进气针阀11、氢气直充管路3的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12，或者打开进气针阀11、氢气直充管路3
的出气针阀12以及第二加注管路30的出气针阀12；
59.二级加注(增压加注)：观察加注压力表9的读数，读数趋于稳定，或者变化缓慢时关闭氢气直充管路3的出气针阀12，打开驱动气针阀28、第一加注管路29或第二加注管路30的出气针阀12，直至将燃料电池氢系统增压至35mpa，观察加注压力表9的读数，当读数为35mpa时，关闭驱动气针阀28、进气针阀11、氢气直充管路3的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12或第二加注管路30的出气针阀12；将加注枪回压后，取出加注枪，完成加注。
60.采用上述移动式涉氢气体加注设备加注压力为35mpa氮气时：
61.一级加注(直充加注)：加注枪连接用气系统加注口，打开进气针阀11、氮气直充管路2的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12，或者打开进气针阀11、氮气直充管路2的出气针阀12、第二加注管路30的出气针阀12；
62.二级加注(增压加注)：观察加注压力表9的读数，读数趋于稳定，或者变化缓慢时关闭氮气直充管路2的出气针阀12，打开驱动气针阀28、第一加注管路29或第二加注管路30的出气针阀12直至将燃料电池氢系统增压至35mpa，观察加注压力表9的读数，当读数为35mpa时，关闭驱动气针阀28、进气针阀11、氮气直充管路2的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12或第二加注管路30的出气针阀12；将加注枪回压后，取出加注枪，完成加注。
63.采用上述移动式涉氢气体加注设备加注压力为35mpa的氦气时：
64.一级加注(直充加注)：加注枪连接用气系统加注口，打开进气针阀11、氦气直充管路4的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12，或者打开进气针阀11、氦气直充管路4的出气针阀12、第二加注管路30的出气针阀12；
65.二级加注(增压加注)：观察加注压力表9的读数，读数趋于稳定，或者变化缓慢时关闭氦气直充管路4的出气针阀12，打开驱动气针阀28、第一加注管路29或第二加注管路30的出气针阀12直至将燃料电池氢系统增压至35mpa，观察加注压力表9的读数，当读数为35mpa时，关闭驱动气针阀28、进气针阀11、氦气直充管路4的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12(第二加注管路30的出气针阀12)；将加注枪回压后，取出加注枪，完成加注。
66.采用上述移动式涉氢气体加注设备加注压力≤15mpa的氢气时：
67.气源直充加注：加注枪连接用气系统的加注口，打开进气针阀11、氢气直充管路3的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12，或者打开进气针阀11、氢气直充管路3的出气针阀12、第二加注管路30的出气针阀12；观察加注压力表9的读数，读数达到想要的压力时，关闭第一加注管路29的出气针阀12(第二加注管路30的出气针阀12)、氢气直充管路3的出气针阀12以及进气针阀11；将加注枪回压后，取出加注枪，完成加注。
68.采用上述移动式涉氢气体加注设备加注压力≤15mpa的氮气时：
69.气源直充加注：加注枪连接用气系统的加注口，打开进气针阀11、氮气直充管路2的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12，或者打开进气针阀11、氮气直充管路2的出气针阀12、第二加注管路30的出气针阀12；观察加注压力表9的读数，读数达到想要的压力时，关闭第一加注管路29的出气针阀12(第二加注管路30的出气针阀12)、氮气直充管路2的出气针阀12以及进气针阀11；将加注枪回压后，取出加注枪，完成加注。
70.采用上述移动式涉氢气体加注设备加注压力≤15mpa氦气时：
71.气源直充加注：加注枪连接用气系统加注口，打开进气针阀11、氦气直充管路4的出气针阀12、第一加注管路29的出气针阀12，或者打开进气针阀11、氦气直充管路4的出气
针阀12、第二加注管路30的出气针阀12；观察加注压力表9的读数，读数达到想要的压力时，关闭第一加注管路29的出气针阀12(第二加注管路30的出气针阀12)、氦气直充管路4的出气针阀12以及进气针阀11；将加注枪回压后，取出加注枪，完成加注。
72.综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。