一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置

1.本实用新型涉及合金储氢/化工反应器技术领域，具体为一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置。


背景技术：

2.金属氢化物储氢反应床是合金储氢的关键之一，是吸放氢过程中氢气储存和运输的重要核心部件。因此，反应床的性能和结构对整个合金储氢的效率和安全性能起着至关重要的作用。反应床主要由热管理系统和金属氢化物床层组成，金属氢化物在吸/放氢过程中热传递性能、粉化行为、歧化性能、氢化后的体积膨胀率等决定了储氢反应床体的结构形式。对于储氢反应床的设计中需考虑如何快速达到较高的热传导效率，降低吸氢时的温度上升幅度。
3.因此亟需创新设计此类合金储氢装置，优化储氢工艺操作参数，提高合金储氢能力及效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，装置结构简单，使用方便，能够实时监测装置内温度压力，便于调控。
5.本实用新型是通过以下技术方案来实现：一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，包括储氢罐本体、变送压力传感装置和热敏电阻元件，储氢罐本体包括上下布置连接的罐头和罐体，罐头上设置有热敏电阻接口和变送压力器传感装置进口，变送压力传感装置通过变送压力器传感装置进口与储氢罐本体连接，罐体中设置有分布式铜导热结构，所述分布式铜导热结构中设置有合金反应区和热敏电阻埋布区，合金反应区用于装填储氢合金粉末或块体，热敏电阻埋布区用于埋布热敏电阻元件，热敏电阻元件通过热敏电阻接口与外部传感器相连。
6.进一步的，所述分布式铜导热结构包括多个顺次连接的铜导热结构，所述铜导热结构包括多个合金反应区和一个热敏电阻埋布区，多个铜导热结构上的合金反应区与热敏电阻埋布区均对应设置实现贯通。
7.进一步的，所述合金反应区为圆柱形空腔，贯穿设置在铜导热结构上。
8.进一步的，合金反应区设置5个，5个合金反应区中心对称设置在铜导热结构上。
9.进一步的，所述热敏电阻元件的导线通过罐头上的热敏电阻接口伸出与数字传感器连接用于实时显示储氢罐内的温度，热敏电阻元件监测温度范围为常温至500℃。
10.进一步的，所述变送压力传感装置与压力传感器连接用于实时监控储氢罐本体储氢时内部氢压及放氢时释氢压力。
11.进一步的，所述变送压力传感装置与储氢罐本体连接的一端设置有金属波纹管。
12.进一步的，所述压力传感器的量程为0mpa～1.5mpa。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
14.本实用新型一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，通过在储氢罐本体内设置热敏电阻元件，在储氢罐本体外连接变送压力器传感装置可以方便实现储氢罐本体中合金储氢过程的温度及压力变化的实时监测，从而可以根据监测结果实现储氢过程操作参数调节等诸多功能。
15.本实用新型的罐体中设置有分布式铜导热结构，其中设置多个圆柱形空腔的合金反应区，大大增加了储氢合金与铜导热结构的接触面积，提高了储氢合金床体的换热性能，以确保金属氢化物储氢罐吸放氢的快速进行，防止局部过热，提高了床层的反应和温度分布均匀性。
附图说明
16.图1本实用新型带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置罐体图；
17.图2本实用新型铜导热结构及热敏电阻埋布示意图；
18.图3本实用新型变送压力传感装置示意图；
19.图中：1罐头；2螺栓；3铜垫；4螺母；5第二法兰；6罐体；7铜导热结构；8罐底；9合金反应区；10热敏电阻埋布区；11气源接头；12针芯阀；13不锈钢管；14金属波纹管；15压力传感器接头。
具体实施方式
20.下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
21.如图1所示，本实用新型公开了一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，该装置主体由储氢罐本体、变送压力传感装置、热敏电阻元件组成，储氢罐本体包括上下布置的罐头1、罐体6，罐头1和罐体6的连接端均设置有第二法兰5，两个第二法兰5通过螺栓2和螺母4实现固定连接，罐头1和罐体6的连接处还设置有铜垫3。
22.储氢罐罐头1上设置有热敏电阻接口和变送压力器传感装置进口，变送压力传感装置与变送压力器传感装置进口通过法兰连接，热敏电阻接口用于提供埋步在铜导热结构7中的热敏电阻元件与罐体外数显仪表的连接通道。
23.储氢罐罐体6包括不锈钢外壁以及设置在不锈钢外壁内的分布式铜导热结构，分布式铜导热结构由多个铜导热结构7顺次连接得到。
24.优选的，铜导热结构7的长度和数量主要取决于加工工艺。
25.优选的，如图2所示，铜导热结构7上包括多个合金反应区9和一个热敏电阻埋布区10，其中，合金反应区9为圆柱形空腔，贯穿设置在铜导热结构7上；热敏电阻埋布区10用于埋布热敏电阻元件，埋布在铜导热结构内的热敏电阻元件通过导线与数字传感器相连，实时显示罐体内部温度；
26.优选的，多个铜导热结构7中的多个合金反应区9均一一对应设置实现贯通，多个铜导热结构7中的热敏电阻元件均通过导线连通。
27.优选的，热敏电阻元件监测温度范围为常温至500℃。
28.优选的，导线从热敏电阻接口伸出储氢罐罐体6与数字传感器相连。
29.优选的，圆柱形空腔的导热性能及换热面积大，换热性能更好。
30.优选的，合金反应区9设置5个，5个合金反应区9中心对称设置在铜导热结构上用于装填储氢合金粉末或块体；
31.优选的，多个铜导热结构7上合金反应区9和热敏电阻埋布区10均对应设置形成通道。
32.如图3所示，变送压力传感装置包括依次连接的气源接头11、针芯阀12、不锈钢管13和金属波纹管14，不锈钢管13上开设有压力传感器接头15，氢气通过变送压力传感装置上气源接头11进出，压力传感器接头15与压力传感器连接，压力传感器能实时显示储氢时内部氢压及放氢时释氢压力
33.优选的，变送压力传感装置采用了金属波纹管14为温度和气压留下缓冲区域并且方便挪移。
34.优选的，压力传感器的量程为0～1.5mpa。
35.本实用新型的金属储氢装置同时加载温度和变送压力传感装置，以便实时观测罐体内部储氢状况，同时该结构设计易于调节储氢过程的操作参数，吸氢过程通过调节针芯阀以及气源压力大小控制罐内储氢压力,同时检测放热温度；放氢过程通过调整外壁加热温度或功率，调整放氢速率。


技术特征：
1.一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，包括储氢罐本体、变送压力传感装置和热敏电阻元件，储氢罐本体包括上下布置连接的罐头(1)和罐体(6)，罐头(1)上设置有热敏电阻接口和变送压力器传感装置进口，变送压力传感装置通过变送压力器传感装置进口与储氢罐本体连接，罐体(6)中设置有分布式铜导热结构，所述分布式铜导热结构中设置有合金反应区(9)和热敏电阻埋布区(10)，合金反应区(9)用于装填储氢合金粉末或块体，热敏电阻埋布区(10)用于埋布热敏电阻元件，热敏电阻元件通过热敏电阻接口与外部传感器相连。2.根据权利要求1所述的一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，所述分布式铜导热结构包括多个顺次连接的铜导热结构(7)，所述铜导热结构(7)包括多个合金反应区(9)和一个热敏电阻埋布区(10)，多个铜导热结构(7)上的合金反应区(9)与热敏电阻埋布区(10)均对应设置实现贯通。3.根据权利要求2所述的一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，所述合金反应区(9)为圆柱形空腔，贯穿设置在铜导热结构(7)上。4.根据权利要求2所述的一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，合金反应区(9)设置5个，5个合金反应区(9)中心对称设置在铜导热结构(7)上。5.根据权利要求1所述的一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，所述热敏电阻元件的导线通过罐头(1)上的热敏电阻接口伸出与数字传感器连接用于实时显示储氢罐内的温度，热敏电阻元件监测温度范围为常温至500℃。6.根据权利要求1所述的一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，所述变送压力传感装置与压力传感器连接用于实时监控储氢罐本体储氢时内部氢压及放氢时释氢压力。7.根据权利要求6所述的一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，所述变送压力传感装置与储氢罐本体连接的一端设置有金属波纹管(14)。8.根据权利要求6所述的一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，其特征在于，所述压力传感器的量程为0mpa～1.5mpa。

技术总结
本实用新型涉及合金储氢/化工反应器技术领域，具体为一种带有罐内温度和压力检测的金属储氢装置，包括储氢罐本体、变送压力传感装置和热敏电阻元件，储氢罐本体包括上下布置连接的罐头和罐体，罐头上设置有热敏电阻接口和变送压力器传感装置进口，变送压力传感装置通过变送压力器传感装置进口与储氢罐本体连接，罐体中设置有分布式铜导热结构，所述分布式铜导热结构中设置有合金反应区和热敏电阻埋布区，合金反应区用于装填储氢合金粉末或块体，热敏电阻埋布区用于埋布热敏电阻元件，热敏电阻元件通过热敏电阻接口与外部传感器相连，本实用新型的金属储氢装置结构简单，使用方便，能够实时监测装置内温度压力，便于调控。便于调控。便于调控。


技术研发人员：朱禹丞 袁江 李平 蔡文芳 赵震宇 刘红俊 支凯锋 王云海
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/10/21