CN106989275A - 一种氢气加注管路系统 - Google Patents

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惠昱轩
施海涛
姜文峰
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Abstract

本发明涉及一种氢气加注管路系统，包括设置在加注管路进气端和出气端的三路供气系统和加氢枪，所述三路供气系统与所述加氢枪之间的加注管路上依次设置有流量计、调压阀组、安全阀组、仪表和传感器模块、限流阀及拉断阀，所述三路供气系统包括低、中、高压供氢管以及设置在所述低、中、高压供氢管上的进气阀组和单向阀组。该氢气加注管路系统解决目前加氢系统中缺乏有效超压、过流保护、检修过程繁琐的问题，使加氢系统更加符合商业运行的同时减少外界因素对氢气加注管路结构可能造成的安全隐患。

Description

一种氢气加注管路系统
技术领域
本发明涉及一种气体的加注管路系统，尤其涉及一种为氢燃料电池汽车供给氢气的加注管路系统。
背景技术
随着全球温室效应问题的日益突出以及国家政策对氢能源开发利用的鼓励，越来越多的氢能源车辆投放市场，迫切需要为氢能源车辆进行加注的管路系统，来保证车辆长期安全运行。
目前国内氢气加注管路包含气动阀、安全阀、流量计、针型阀、仪表、压力和温度传感器及连接管道等，此类型的氢气加注管路虽然可以进行加注工作，但面向的对象均为试验性车辆，加注管路结构本身定性需要进一步考证。同时此种加注管路由于无商业化运行，加氢管路结构对安全运行的考虑并不周全，缺乏本质的安全设计。
现有的加注管路中仅设计比例安全阀来保护管路的超压，通过手动阀门的开度调节加氢流量，比例安全阀的开启压力波动较大，经常出现超过设定压力或达不到设定压力就开启的情况；手动阀门调节流量存在的很大的不确定性，经常出现阀门误操作的情形。
发明内容
本发明旨在保证系统整体安全性和功能性的基础上，提供一种全新的氢气加注管路系统，解决目前加氢系统中缺乏有效超压、过流保护、检修过程繁琐的问题，使加氢系统更加符合商业运行的同时减少外界因素对氢气加注管路结构可能造成的安全隐患。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氢气加注管路系统，包括设置在加注管路进气端和出气端的三路供气系统和加氢枪，所述三路供气系统与所述加氢枪之间的加注管路上依次设置有流量计、调压阀组、安全阀组、仪表和传感器模块、限流阀及拉断阀，所述三路供气系统包括低、中、高压供氢管以及设置在所述低、中、高压供氢管上的进气阀组和单向阀组；
所述进气阀组包括分别设置在低、中、高压供氢管上的低压供氢管路控制阀、中压供氢管路控制阀及高压供氢管路控制阀；
所述单向阀组包括分别设置在低、中、高压供氢管上且分别对应与低压供氢管路控制阀、中压供氢管路控制阀及高压供氢管路控制阀连接的低压供氢管路单向阀、中压供氢管路单向阀及高压供氢管路单向阀；
所述调压阀组包括主调压阀、辅助调压阀及旁通调压阀，所述主调压阀的两端分别与流量计和安全阀组连接，所述辅助调压阀一端连接在主调压阀和流量计之间的加注管路上，另一端与主调节压阀连接，所述旁通调压阀两端分别连接所述主调压阀的两端；
所述安全阀组包括安全卸荷阀、安全卸荷隔离阀、旁通单向阀及旁通阀，所述安全卸荷阀一端通过安全卸荷隔离阀与加注管路连接，所述旁通阀一端与加注管路连接，另一端与旁通单向阀连接，所述旁通单向阀另一端与安全卸荷阀的另一端连接。
优选地，所述加氢枪与安全卸荷阀同时连接放空管。
优选地，所述仪表和传感器模块包括压力表和压力传感器及温度计和温度传感器。
更优选地，所述压力表和压力传感器通过调节阀与加注管路连接。
本发明的有益效果是，本发明的氢气加注管路系统解决目前加氢系统中缺乏有效超压、过流保护、检修过程繁琐的问题，可以对氢燃料汽车的加氢进行有效控制，使用过程简单方便，安全可靠，使加氢系统更加符合商业运行的同时减少外界因素对氢气加注管路结构可能造成的安全隐患。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的氢气加注管路系统的结构示意图；
图中：1进气阀组，1-1低压供氢管路控制阀，1-2中压供氢管路控制阀，1-3高压供氢管路控制阀，2单向阀组，2-1低压供氢管路单向阀，2-2中压供氢管路单向阀，2-3高压供氢管路单向阀，3流量计，4调压阀组，4-1主调压阀，4-2辅助调压阀，4-3旁通调压阀，5安全阀组，5-1安全卸荷阀，5-2安全卸荷隔离阀，5-3旁通单向阀，5-4旁通阀，6仪表和传感器模块，6-1压力表和压力传感器，6-2温度计和温度传感器，7限流阀，8拉断阀，9加氢枪，10加注管路。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种氢气加注管路系统，包括设置在加注管路10进气端的三路供气系统以及设置在加注管路10出气端的加氢枪9，所述三路供气系统包括低、中、高压供氢管以及在所述低、中、高压供氢管上依次设置的进气阀组1与单向阀组2；所述三路供气管道与所述加氢枪9之间的加注管路10上依次设置有流量计3、调压阀组4、安全阀组5、仪表和传感器模块6、限流阀7及拉断阀8；所述安全阀组5与所述加氢枪9同时连接有放空管。上述部件或模块全部集成于加氢管路中，其中进气阀组1控制低、中、高压供氢管的进气；单向阀组2保证氢气沿加注方向流动，防止氢气分流和倒灌；流量计3用于加注管路10的计量；调压阀组4保证供气管路压力始终在安全充装压力以下；仪表和传感器模块6用于检测加注管路10压力和温度，并用于调整加注管路10进气阀组1的开、关；限流阀7用于限制加注管路10的流量低于安全运行值；拉断阀8用于在由于操作失误使得加氢枪9与加注管路10之间被车辆拉断时，防止氢气的泄漏；加氢枪9用于车辆的加注口连接；加注管路10保证各部分之间有效的串通，保证输送介质的连续性。
进气阀组1包括设置在低压供氢管上的低压供氢管路控制阀1-1、设置在中压供氢管上的中压供氢管路控制阀1-2、设置在高压供氢管上的高压供氢管路控制阀1-3，三者作为一个整体存在于加注管路10中，不可分割。
其中低压供氢管路控制阀1-1用于控制低压供氢管的开关；中压供氢管路控制阀1-2用于控制中压供氢管的开关；高压供氢管路控制阀1-3用于高压供氢管的开关。
单向阀组2包含设置在低压供氢管上与低压供氢管路控制阀1-1连接的低压供氢管路单向阀2-1、设置在中压供氢管上与中压供氢管路控制阀1-2连接的中压供氢管路单向阀2-2以及设置在高压供氢管上与高压供氢管路控制阀1-3连接的高压供氢管路单向阀2-3，三者作为一个整体存在于加注管路10中，不可分割。
其中低压供氢管路单向阀2-1用于防止低压供氢管路充装时气体的倒灌以及来自中、高压供氢管路充装时的分流和倒灌；中压供氢管路单向阀2-2用于防止中压供氢管路充装时气体的倒灌以及来自低、高压供氢管路充装时的分流和倒灌；高压供氢管路单向阀2-3用于防止高压供氢管路充装时气体的倒灌以及来自中、低压供氢管路充装时的分流和倒灌。
流量计3设置于低、中、高压供氢管的交汇处的加注管路10上用于加注管路10的计量统计。
调压阀组4包含主调压阀4-1、辅助调压阀4-2、旁通控制阀4-3，三者作为一个整体存在于加注管路10中，不可分割。
其中主调压阀4-1一端与流量计3连接另一端与安全阀组5连接的设置在加注管路10上用于加注管路10压力调节；辅助调压阀4-2一端连接在流量计3与主调压阀4-1之间的加注管路10上，另一端与主调压阀4-1连接用于主调压阀4-1的压力设定，并保证主调压阀4-1在降压的同时流量不会减小；旁通调压阀4-3一端连接在流量计3与辅助调压阀4-2之间，另一端连接在主调压阀4-1与安全阀组5之间的加注管路10上，用于加注管路10的压力达不到主调压阀4-1和辅助调压阀4-2的设定压力时，保证加注管路10可以正常加注。
安全阀组5包含安全卸荷阀5-1、安全卸荷隔离阀5-2、旁通单向阀5-3和旁通阀5-4，所述安全卸荷阀5-1一端连接安全卸荷隔离阀5-2，所述安全卸荷阀5-1另一端分别与旁通单向阀5-3和放空管连接，所述旁通单向阀5-3另一端与旁通阀5-4连接，所述旁通阀5-4另一端与所述安全卸荷隔离阀5-2另一端相连并同时连接加注管路10，四者作为一个整体存在于加注管路10中，不可分割。
其中安全卸荷阀5-1，用于加注管路10超压时泄压，氢气经过加注管路10泄放到放空管；安全卸荷隔离阀5-2用于安全卸荷阀5-1维修时将空气和加注管路10的隔离；旁通单向阀5-3用于隔离空气进入管路系统，同时用于防止管路泄压时气体倒灌；旁通阀5-4用于卸荷阀或安全阀5-1校验或更换时，用于调压阀组4和加氢枪9之间的气体泄压到放空管中。
仪表和传感器模块6包括并联之后与加注管路10连接的压力表和压力传感器6-1以及串联之后与加注管路10连接的温度计和温度传感器6-2，二者作为一个整体存在于加注管路10中，不可分割。
其中压力表和压力传感器6-1用于检测加注管路10的压力；温度计和温度传感器6-2用于检测加注管路10的温度。并联之后的压力表和压力传感器6-1通过调节阀6-3与加注管路10连接，调节阀6-3可以防止压力表和压力传感器6-1因压力过大而损坏。
限流阀7用于限制加注管路10的流量，保证加注流量在设定的范围内。
拉断阀8用于防止加注管路10在加注时，保证加氢枪9受到外界拉力的情况下，加注管路10的密封及安全性，防止氢气的泄漏。
加氢枪9用于加氢管路系统与燃料电池汽车加注口有效对接，加氢枪9与安全卸荷阀5-1同时连接放空管，当加注完成后，通过放空管可以将加氢枪9内的压力释放。
连接各部分之间的加注管路10用于连接加注系统各个部分，保证加注系统中介质流动的连续性，同时为各个部分实现应有的功能起到桥梁的作用。
与现有技术相比，本发明的氢气加注管路系统解决目前加氢系统中缺乏有效超压、过流保护、检修过程繁琐的问题，可以对氢燃料汽车的加氢进行有效控制，使用过程简单方便，安全可靠，使加氢系统更加符合商业运行的同时减少外界因素对氢气加注管路结构可能造成的安全隐患。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种氢气加注管路系统，其特征在于，包括设置在加注管路进气端和出气端的三路供气系统和加氢枪，所述三路供气系统与所述加氢枪之间的加注管路上依次设置有流量计、调压阀组、安全阀组、仪表和传感器模块、限流阀及拉断阀，所述三路供气系统包括低、中、高压供氢管以及设置在所述低、中、高压供氢管上的进气阀组和单向阀组；
所述进气阀组包括分别设置在低、中、高压供氢管上的低压供氢管路控制阀、中压供氢管路控制阀及高压供氢管路控制阀；
所述单向阀组包括分别设置在低、中、高压供氢管上且分别与低压供氢管路控制阀、中压供氢管路控制阀及高压供氢管路控制阀对应连接的低压供氢管路单向阀、中压供氢管路单向阀及高压供氢管路单向阀；
所述调压阀组包括主调压阀、辅助调压阀及旁通调压阀，所述主调压阀的两端分别与流量计和安全阀组连接，所述辅助调压阀一端连接在主调压阀和流量计之间的加注管路上，另一端与主调节压阀连接，所述旁通调压阀两端分别连接所述主调压阀的两端；
所述安全阀组包括安全卸荷阀、安全卸荷隔离阀、旁通单向阀及旁通阀，所述安全卸荷阀一端通过安全卸荷隔离阀与加注管路连接，所述旁通阀一端与加注管路连接，另一端与旁通单向阀连接，所述旁通单向阀另一端与安全卸荷阀的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的氢气加注管路系统，其特征在于，所述加氢枪与安全卸荷阀同时连接放空管。
3.根据权利要求1所述的氢气加注管路系统，其特征在于，所述仪表和传感器模块包括压力表和压力传感器及温度计和温度传感器。
4.根据权利要求3所述的氢气加注管路系统，其特征在于，所述压力表和压力传感器通过调节阀与加注管路连接。
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