CN108386707B - 一种金属贮氢设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属贮氢设备，包括箱体以及设置在所述箱体内的第一空腔，所述第一空腔底部设有第二空腔，所述第一空腔右端设有第三空腔，所述第一空腔内固定连接有水平的放置板，所述放置板上下贯通设有若干通孔，所述放置板上设有贮氢金属，所述第一空腔两侧内壁固定连接有位于所述贮氢金属上方的温度控制器，所述第一空腔内滑动配合连接有顶压活塞，所述第一空腔顶部设有与所述顶压活塞动力连接的顶推机构，所述第一空腔内滑动配合连接设有位于所述放置板底部的升降板，所述第三空腔右端内壁内嵌设有电动机；本发明结构简单，操作方便，提高了贮氢效率和效果，增强了贮氢能力，安全性能好，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及氢气贮存技术领域，具体是一种金属贮氢设备。
背景技术
随着科技的发展，社会的进步，国家一直促进高科技的发展，在氢气贮存领域中，一直存在一个比较困难的技术问题，氢气密度小，高压容器贮存氢气量小，效率低，氢气熔点低，难以液化，而且液氢贮存较难，液化贮存难度较大，贮氢金属能够有效贮存氢气，但是贮存要求高，设备结构复杂，操作难度大，目前应用较少，此装置有效解决了此问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种金属贮氢设备，其能够解决上述现在技术中的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：本发明的一种金属贮氢设备，包括箱体以及设置在所述箱体内的第一空腔，所述第一空腔底部设有第二空腔，所述第一空腔右端设有第三空腔，所述第一空腔内固定连接有水平的放置板，所述放置板上下贯通设有若干通孔，所述放置板上设有贮氢金属，所述第一空腔两侧内壁固定连接有位于所述贮氢金属上方的温度控制器，所述第一空腔两侧内壁设有位于所述温度控制器上方的限位块，所述第一空腔内滑动配合连接有顶压活塞，所述第一空腔顶部设有与所述顶压活塞动力连接的顶推机构，所述第一空腔内滑动配合连接设有位于所述放置板底部的升降板，所述升降板内螺纹配合连接有左右对称且上下延伸的第一螺纹杆，所述第一螺纹杆顶端延伸末端与所述放置板底部端面转动配合连接，所述第一螺纹杆底端延伸末端伸入所述第二空腔且末端设有第一带轮，所述第三空腔右端内壁内嵌设有电动机，所述电动机左端末端动力连接有第二带轮，所述第二空腔内设有左右延伸的第一转动轴，所述第一转动轴与所述第二空腔右侧内壁转动配合连接，所述第一转动轴左端延伸末端设有第一锥齿轮，所述第一转动轴右端延伸末端伸入所述第三空腔且末端设有第三带轮，所述第三带轮与所述第二带轮之间动力连接有第一皮带，所述第二空腔内转动配合连接有上下延伸的第二转动轴，所述第二转动轴上设有与所述第一锥齿轮啮合配合连接的第二锥齿轮，所述第二转动轴上设有位于所述第二锥齿轮上方的第四带轮，所述第四带轮与所述第一带轮之间动力连接有第二皮带。
作为优选地技术方案，所述顶推机构包括与所述第一空腔内连通且上下延伸的第一导滑槽，所述第一导滑槽左右内壁贯穿设有第二导滑槽，所述第二导滑槽底部连通设有位于所述第一导滑槽右端且左右延伸的第三导滑槽，所述第一导滑槽左右两侧设有弹接恢复机构，所述第一导滑槽内滑动配合连接有第一顶压块，所述第一顶压块底部端面与所述顶压活塞顶部端面固定连接，所述第二导滑槽内滑动配合连接有与所述第一顶压块顶压配合连接的第二顶压块，所述第三导滑槽内滑动配合连接有第一导滑块，所述第一导滑块顶部端面与所述第二顶压块底部端面固定连接，所述第一导滑块内螺纹配合连接有左右延伸的第二螺纹杆，所述第二螺纹杆左端延伸末端与所述第三导滑槽左端内壁转动配合连接，所述第二螺纹杆右端延伸末端伸入所述第三空腔内且末端设有第五带轮，所述第五带轮与所述第二带轮之间动力连接有第三皮带。
作为优选地技术方案，所述弹接恢复机构包括与所述第一导滑槽连通的第四导滑槽，所述第四导滑槽内滑动配合连接有第二导滑块，所述第二导滑块靠近所述第一顶压块的端面与所述第一顶压块对应的端面固定连接，所述第四导滑槽内顶压设有位于所述第二导滑块底部的顶压弹簧。
作为优选地技术方案，所述第一空腔左端内壁左右贯通设有靠近所述放置板顶端的输入通道，所述输入通道向左伸出所述箱体且自左向右依次设有输入口、输入开关和第一单向阀，所述第一空腔左端内壁左右贯通设有靠近所述放置板底端的输出通道，所述输出通道向左伸出所述箱体且自左向右依次设有输出口、输出开关和第二单向阀。
本发明的有益效果是：由于当本发明的设备未贮存氢气处于初始状态时，所述输入开关和所述输出开关均关闭，所述第一导滑块位于所述第三导滑槽最右端，所述第二顶压块位于所述第二导滑槽最右端，所述第一顶压块位于所述第一导滑槽最顶端，所述顶压活塞位于所述第一空腔最顶端，所述升降板位于所述第一空腔最底端，便于装置的清理和维护。
当本发明的设备通入氢气进行贮存时，首先将所述输入口与外部氢气输入管道连通，打开所述输入开关，氢气经所述第一单向阀和所述输入通道进入并充满所述第一空腔，此时，关闭所述输入开关，进行金属贮氢工作，启动所述温度控制器使所述第一空腔内温度满足金属贮氢温度条件，同时启动所述电动机，所述电动机转动带动所述第二带轮转动，最终带动所述第二螺纹杆和所述第一转动轴转动，所述第一导滑块和所述第二顶压块构成的一体向左移动，所述顶压活塞和所述第一顶压块构成的一体向下移动，同时所述第二转动轴转动，所述第一螺纹杆转动，所述升降板向上移动，当所述顶压活塞向下移动、所述升降板向上移动时，所述顶压活塞与所述升降板之间的封闭空间的压力增大，在一定的压力和温度作用下，所述贮氢金属与氢气发生化学反应生成氢化物，从而把氢气贮存在氢化物中，当所述顶压活塞向下移动到最低位置、所述升降板向上移动到最高位置时，所述第一空腔中的氢气被贮存在氢化物中，此时打开所述输入开关，控制所述电动机反向转动，最终所述顶压活塞与所述升降板相背离移动，氢气逐渐通入所述第一空腔中，当所述顶压活塞向上移动到最高位置、所述升降板向下移动到最低位置时，再次控制电动机反向转动，重复上述过程，多次贮存氢气，直至所述贮氢金属与氢气完全反应，此时，所述顶压活塞向下移动到最低位置、所述升降板向上移动到最高位置，关闭所述输入开关，保持所述温度控制器工作状态，提高了贮氢效率和效果，提高了装置的实用性。
当本发明的设备需要使用贮存氢气时，将所述输出口与外部氢气输出管道连通，打开所述输出开关，控制所述电动机反向转动，同时控制所述温度控制器升高温度，所述顶压活塞与所述升降板相背离移动，所述顶压活塞与所述升降板之间的封闭空间的压力减小，氢化物化学反应生成氢气和所述贮氢金属，氢气经所述输出通道和所述第二单向阀进入外部输出管道，便于操作，提高了装置的实用性。
本发明的设备结构简单，通过采用同一电动机实现上下部分同时加压，操作方便，提高了金属贮氢的效率，多次氢气输入和反应，增强了容器的贮氢能力，充分发挥了贮氢金属的性能，提高了贮氢效果，同时设备密闭性能好，安全性高，实用性强。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种金属贮氢设备内部整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种金属贮氢设备，包括箱体1以及设置在所述箱体1内的第一空腔40，所述第一空腔40底部设有第二空腔20，所述第一空腔40右端设有第三空腔14，所述第一空腔40内固定连接有水平的放置板30，所述放置板30上下贯通设有若干通孔31，所述放置板30上设有贮氢金属39，所述第一空腔40两侧内壁固定连接有位于所述贮氢金属39上方的温度控制器38，所述第一空腔40两侧内壁设有位于所述温度控制器38上方的限位块43，所述第一空腔40内滑动配合连接有顶压活塞2，所述第一空腔40顶部设有与所述顶压活塞2动力连接的顶推机构，所述第一空腔40内滑动配合连接设有位于所述放置板30底部的升降板29，所述升降板29内螺纹配合连接有左右对称且上下延伸的第一螺纹杆28，所述第一螺纹杆28顶端延伸末端与所述放置板30底部端面转动配合连接，所述第一螺纹杆28底端延伸末端伸入所述第二空腔20且末端设有第一带轮27，所述第三空腔14右端内壁内嵌设有电动机17，所述电动机17左端末端动力连接有第二带轮16，所述第二空腔20内设有左右延伸的第一转动轴21，所述第一转动轴21与所述第二空腔20右侧内壁转动配合连接，所述第一转动轴21左端延伸末端设有第一锥齿轮22，所述第一转动轴21右端延伸末端伸入所述第三空腔14且末端设有第三带轮19，所述第三带轮19与所述第二带轮16之间动力连接有第一皮带18，所述第二空腔20内转动配合连接有上下延伸的第二转动轴24，所述第二转动轴24上设有与所述第一锥齿轮22啮合配合连接的第二锥齿轮23，所述第二转动轴24上设有位于所述第二锥齿轮23上方的第四带轮25，所述第四带轮25与所述第一带轮27之间动力连接有第二皮带26。
有益地，所述顶推机构包括与所述第一空腔40内连通且上下延伸的第一导滑槽7，所述第一导滑槽7左右内壁贯穿设有第二导滑槽8，所述第二导滑槽8底部连通设有位于所述第一导滑槽7右端且左右延伸的第三导滑槽10，所述第一导滑槽7左右两侧设有弹接恢复机构，所述第一导滑槽7内滑动配合连接有第一顶压块6，所述第一顶压块6底部端面与所述顶压活塞2顶部端面固定连接，所述第二导滑槽8内滑动配合连接有与所述第一顶压块6顶压配合连接的第二顶压块9，所述第三导滑槽10内滑动配合连接有第一导滑块12，所述第一导滑块12顶部端面与所述第二顶压块9底部端面固定连接，所述第一导滑块12内螺纹配合连接有左右延伸的第二螺纹杆11，所述第二螺纹杆11左端延伸末端与所述第三导滑槽10左端内壁转动配合连接，所述第二螺纹杆11右端延伸末端伸入所述第三空腔14内且末端设有第五带轮13，所述第五带轮13与所述第二带轮16之间动力连接有第三皮带15。
有益地，所述弹接恢复机构包括与所述第一导滑槽7连通的第四导滑槽3，所述第四导滑槽3内滑动配合连接有第二导滑块5，所述第二导滑块5靠近所述第一顶压块6的端面与所述第一顶压块6对应的端面固定连接，所述第四导滑槽3内顶压设有位于所述第二导滑块5底部的顶压弹簧4。
有益地，所述第一空腔40左端内壁左右贯通设有靠近所述放置板30顶端的输入通道42，所述输入通道38向左伸出所述箱体1且自左向右依次设有输入口35、输入开关36和第一单向阀37，所述第一空腔40左端内壁左右贯通设有靠近所述放置板30底端的输出通道41，所述输出通道41向左伸出所述箱体1且自左向右依次设有输出口32、输出开关33和第二单向阀34。
当本发明的设备未贮存氢气处于初始状态时，所述输入开关36和所述输出开关33均关闭，所述第一导滑块12位于所述第三导滑槽10最右端，所述第二顶压块9位于所述第二导滑槽8最右端，所述第一顶压块6位于所述第一导滑槽7最顶端，所述顶压活塞2位于所述第一空腔40最顶端，所述升降板29位于所述第一空腔40最底端。
当本发明的设备通入氢气进行贮存时，首先将所述输入口35与外部氢气输入管道连通，打开所述输入开关36，氢气经所述第一单向阀37和所述输入通道42进入并充满所述第一空腔40，此时，关闭所述输入开关36，进行金属贮氢工作，启动所述温度控制器38使所述第一空腔40内温度满足金属贮氢温度条件，同时启动所述电动机17，所述电动机17转动带动所述第二带轮16转动，最终带动所述第二螺纹杆11和所述第一转动轴21转动，所述第一导滑块12和所述第二顶压块9构成的一体向左移动，所述顶压活塞2和所述第一顶压块6构成的一体向下移动，同时所述第二转动轴23转动，所述第一螺纹杆28转动，所述升降板29向上移动，当所述顶压活塞2向下移动、所述升降板29向上移动时，所述顶压活塞2与所述升降板29之间的封闭空间的压力增大，在一定的压力和温度作用下，所述贮氢金属39与氢气发生化学反应生成氢化物，从而把氢气贮存在氢化物中，当所述顶压活塞2向下移动到最低位置、所述升降板29向上移动到最高位置时，所述第一空腔40中的氢气被贮存在氢化物中，此时打开所述输入开关36，控制所述电动机17反向转动，最终所述顶压活塞2与所述升降板29相背离移动，氢气逐渐通入所述第一空腔40中，当所述顶压活塞2向上移动到最高位置、所述升降板29向下移动到最低位置时，再次控制电动机17反向转动，重复上述过程，多次贮存氢气，直至所述贮氢金属39与氢气完全反应，此时，所述顶压活塞2向下移动到最低位置、所述升降板29向上移动到最高位置，关闭所述输入开关36，保持所述温度控制器38工作状态。
当本发明的设备需要使用贮存氢气时，将所述输出口32与外部氢气输出管道连通，打开所述输出开关33，控制所述电动机17反向转动，同时控制所述温度控制器38升高温度，所述顶压活塞2与所述升降板29相背离移动，所述顶压活塞2与所述升降板29之间的封闭空间的压力减小，氢化物化学反应生成氢气和所述贮氢金属39，氢气经所述输出通道41和所述第二单向阀34进入外部输出管道。
本发明的有益效果是：由于当本发明的设备未贮存氢气处于初始状态时，所述输入开关和所述输出开关均关闭，所述第一导滑块位于所述第三导滑槽最右端，所述第二顶压块位于所述第二导滑槽最右端，所述第一顶压块位于所述第一导滑槽最顶端，所述顶压活塞位于所述第一空腔最顶端，所述升降板位于所述第一空腔最底端，便于装置的清理和维护。
当本发明的设备通入氢气进行贮存时，首先将所述输入口与外部氢气输入管道连通，打开所述输入开关，氢气经所述第一单向阀和所述输入通道进入并充满所述第一空腔，此时，关闭所述输入开关，进行金属贮氢工作，启动所述温度控制器使所述第一空腔内温度满足金属贮氢温度条件，同时启动所述电动机，所述电动机转动带动所述第二带轮转动，最终带动所述第二螺纹杆和所述第一转动轴转动，所述第一导滑块和所述第二顶压块构成的一体向左移动，所述顶压活塞和所述第一顶压块构成的一体向下移动，同时所述第二转动轴转动，所述第一螺纹杆转动，所述升降板向上移动，当所述顶压活塞向下移动、所述升降板向上移动时，所述顶压活塞与所述升降板之间的封闭空间的压力增大，在一定的压力和温度作用下，所述贮氢金属与氢气发生化学反应生成氢化物，从而把氢气贮存在氢化物中，当所述顶压活塞向下移动到最低位置、所述升降板向上移动到最高位置时，所述第一空腔中的氢气被贮存在氢化物中，此时打开所述输入开关，控制所述电动机反向转动，最终所述顶压活塞与所述升降板相背离移动，氢气逐渐通入所述第一空腔中，当所述顶压活塞向上移动到最高位置、所述升降板向下移动到最低位置时，再次控制电动机反向转动，重复上述过程，多次贮存氢气，直至所述贮氢金属与氢气完全反应，此时，所述顶压活塞向下移动到最低位置、所述升降板向上移动到最高位置，关闭所述输入开关，保持所述温度控制器工作状态，提高了贮氢效率和效果，提高了装置的实用性。
当本发明的设备需要使用贮存氢气时，将所述输出口与外部氢气输出管道连通，打开所述输出开关，控制所述电动机反向转动，同时控制所述温度控制器升高温度，所述顶压活塞与所述升降板相背离移动，所述顶压活塞与所述升降板之间的封闭空间的压力减小，氢化物化学反应生成氢气和所述贮氢金属，氢气经所述输出通道和所述第二单向阀进入外部输出管道，便于操作，提高了装置的实用性。
本发明的设备结构简单，通过采用同一电动机实现上下部分同时加压，操作方便，提高了金属贮氢的效率，多次氢气输入和反应，增强了容器的贮氢能力，充分发挥了贮氢金属的性能，提高了贮氢效果，同时设备密闭性能好，安全性高，实用性强。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种金属贮氢设备，包括箱体以及设置在所述箱体内的第一空腔，其特征在于：所述第一空腔底部设有第二空腔，所述第一空腔右端设有第三空腔，所述第一空腔内固定连接有水平的放置板，所述放置板上下贯通设有若干通孔，所述放置板上设有贮氢金属，所述第一空腔两侧内壁固定连接有位于所述贮氢金属上方的温度控制器，所述第一空腔两侧内壁设有位于所述温度控制器上方的限位块，所述第一空腔内滑动配合连接有顶压活塞，所述第一空腔顶部设有与所述顶压活塞动力连接的顶推机构，所述第一空腔内滑动配合连接设有位于所述放置板底部的升降板，所述升降板内螺纹配合连接有左右对称且上下延伸的第一螺纹杆，所述第一螺纹杆顶端延伸末端与所述放置板底部端面转动配合连接，所述第一螺纹杆底端延伸末端伸入所述第二空腔且末端设有第一带轮，所述第三空腔右端内壁内嵌设有电动机，所述电动机左端末端动力连接有第二带轮，所述第二空腔内设有左右延伸的第一转动轴，所述第一转动轴与所述第二空腔右侧内壁转动配合连接，所述第一转动轴左端延伸末端设有第一锥齿轮，所述第一转动轴右端延伸末端伸入所述第三空腔且末端设有第三带轮，所述第三带轮与所述第二带轮之间动力连接有第一皮带，所述第二空腔内转动配合连接有上下延伸的第二转动轴，所述第二转动轴上设有与所述第一锥齿轮啮合配合连接的第二锥齿轮，所述第二转动轴上设有位于所述第二锥齿轮上方的第四带轮，所述第四带轮与所述第一带轮之间动力连接有第二皮带；其中，所述第一空腔左端内壁左右贯通设有靠近所述放置板顶端的输入通道，所述输入通道向左伸出所述箱体且自左向右依次设有输入口、输入开关和第一单向阀，所述第一空腔左端内壁左右贯通设有靠近所述放置板底端的输出通道，所述输出通道向左伸出所述箱体且自左向右依次设有输出口、输出开关和第二单向阀。
2.根据权利要求1所述的一种金属贮氢设备，其特征在于：所述顶推机构包括与所述第一空腔内连通且上下延伸的第一导滑槽，所述第一导滑槽左右内壁贯穿设有第二导滑槽，所述第二导滑槽底部连通设有位于所述第一导滑槽右端且左右延伸的第三导滑槽，所述第一导滑槽左右两侧设有弹接恢复机构，所述第一导滑槽内滑动配合连接有第一顶压块，所述第一顶压块底部端面与所述顶压活塞顶部端面固定连接，所述第二导滑槽内滑动配合连接有与所述第一顶压块顶压配合连接的第二顶压块，所述第三导滑槽内滑动配合连接有第一导滑块，所述第一导滑块顶部端面与所述第二顶压块底部端面固定连接，所述第一导滑块内螺纹配合连接有左右延伸的第二螺纹杆，所述第二螺纹杆左端延伸末端与所述第三导滑槽左端内壁转动配合连接，所述第二螺纹杆右端延伸末端伸入所述第三空腔内且末端设有第五带轮，所述第五带轮与所述第二带轮之间动力连接有第三皮带。
3.根据权利要求2所述的一种金属贮氢设备，其特征在于：所述弹接恢复机构包括与所述第一导滑槽连通的第四导滑槽，所述第四导滑槽内滑动配合连接有第二导滑块，所述第二导滑块靠近所述第一顶压块的端面与所述第一顶压块对应的端面固定连接，所述第四导滑槽内顶压设有位于所述第二导滑块底部的顶压弹簧。
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