CN110678733B - 用于确定处于高压下的氢气的颗粒负载的检验设备 - Google Patents

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Abstract

检验设备，用于确定处于高压下的氢气的颗粒负载，该检验设备包括壳体(2)，该壳体具有用于流入氢气的入口(4)和用于流出氢气的出口(8)以及试样腔室(52)，在该试样腔室中设有用于检验过滤器(58)的过滤器接纳部(44)，该检验过滤器在检验过程中能够被试样量的氢气通流并且在检验过程结束之后能够从试样腔室(52)中取出以用于分析评价颗粒的积聚；并且包括能实现试样腔室(52)的压力卸除的排气装置(64、70)，其特征在于，排气装置(64、70)设置在壳体(2)内部并且在氢气流出结束之后将仍残留在检验设备中的氢气至少部分地朝向入口(4)从检验设备中引出。

Description

用于确定处于高压下的氢气的颗粒负载的检验设备
技术领域
本发明涉及一种用于确定处于高压下的氢气的颗粒负载的检验设备，其包括壳体，该壳体具有用于流入氢气的入口和用于流出氢气的出口以及试样腔室，在该试样腔室中设有用于检验过滤器的过滤器接纳部，该检验过滤器在检验过程中能够被试样量的氢气通流并且在检验过程结束之后能够从试样腔室中取出以用于分析评价颗粒的积聚；并且包括能实现试样腔室的压力卸除的排气装置。
背景技术
这种类型的检验设备是已知的，见WO2013/139462A1。这种设备主要能被用于使用在氢气加注燃料系统中、亦即特别是在马达的应用中，其中，氢气被用作气态燃料，或用于给燃料电池供应氢气。在利用氢气运行的内燃机中，和在燃料电池中一样，对于无干扰的运行而言决定性的是，氢气完全没有颗粒状的杂质。对无颗粒性的检验因此对于确保要供应氢气的装置的可靠运行是重要的。
在使用所提到的、已知的检验设备时，在燃料加注过程期间执行检验过程，其中，检验设备的壳体的入口与H2燃料加注站连接并且出口经由燃料加注软管与燃料加注枪连接，例如用于给车辆加注燃料。在经由燃料加注枪建立至消耗器的箱体的连接的这个过程中，位于试样腔室中的检验过滤器被形成试样量的燃料加注量通流。为了在燃料加注过程结束之后可以将检验过滤器取出以用于对积聚进行研究，需要使处于800巴或更高的高的燃料加注压力下的试样腔室变成无压力的。为此，在所提到的、已知的检验设备中将作为排气装置的位于壳体外侧上的、可手动操纵的排气阀打开，该排气阀具有输出接管，经由该输出接管将处于试样腔室中以及燃料加注软管中和通向H2燃料加注站的连接结构中的气体体积放出至周围环境。这些连接结构可以从现在起从壳体的入口及其出口取下，从而壳体可以被带到实验室并且被打开，以便就积聚对检验过滤器进行研究并且分析所确定的积聚。
实用新型内容
从该现有技术出发，本发明提出如下任务，提供一种开头提及的类型的检验设备，该检验设备的突出之处在于特别可靠的运行特性。
为此，本发明提供一种检验设备，用于确定处于高压下的氢气的颗粒负载，该检验设备包括壳体，该壳体具有用于流入氢气的入口和用于流出氢气的出口以及试样腔室，在该试样腔室中设有用于检验过滤器的过滤器接纳部，该检验过滤器在检验过程中能够被试样量的氢气通流并且在检验过程结束之后能够从所述试样腔室中取出以用于分析评价颗粒的积聚；并且所述检验设备包括能实现所述试样腔室的压力卸除的排气装置，本发明的重要的特点在于，排气装置设置在壳体内部并且在检验设备中的氢气流出结束之后将仍残留的氢气至少部分地朝向入口从检验设备中引出。由此，在燃料加注过程结束时自动地经由排气系统进行排气过程，该排气系统设置在燃料加注站中，所述燃料加注站允许高压氢气加注。因此，要手动经由排出阀执行的排气变得多余，其中，在周围环境中可能出现危险的氢气气氛。
在有利的实施例中，排气装置具有两个阀，所述两个阀之中，第一阀在第二阀关闭时释放从入口经由检验过滤器至出口的流动路径，该第二阀在出口上的流出结束之后在遗留在检验设备中的氢气的压力下在可预给定的阈值的情况下打开并且在此在第一阀关闭时进行朝向入口的排气。
有利地，所述两个阀可以由受弹簧负载的止回阀形成，所述两个阀之中，第一阀从其关闭位置出发朝向出口打开，而第二阀相反地朝向入口打开。
有利地，这样布置，使得所述第二阀在相对于所述第一阀的旁路中设置在连接线路中，该连接线路以其一个端部通入到检验过滤器与出口之间的连接部位中并且以其另一端部通入到入口与所述流动路径的第一阀之间的另一连接部位中。在连接线路的这种布置中，在第二阀打开时延伸经过连接线路的流动路径绕过检验过滤器，从而不经由该检验过滤器发生不期望的回流。
为了执行检验过程，入口能以引导流体的方式与氢气贮箱联接、尤其是在机动车燃料加注站中与氢气贮箱联接，并且出口能经由软管线路与用于将氢气输出到车辆上的燃料加注枪联接，并且排气借助排气装置在燃料加注或取出过程之后通过燃料加注站的排气系统自动地进行。
在优选的实施例中，壳体构成为多件式的、尤其是构成为两件式的，其中，两个壳体部件借助可再次松脱的锁紧螺母相互连接。对于该锁紧螺母可以设有防转动装置，该防转动装置将锁紧螺母可松脱地固定在拧紧的转动位置中。
有利地，所述两个阀能以装入式止回阀的形式接纳到具有入口的其中一个壳体部件中。
以有利的方式，检验过滤器可以在具有过滤器接纳部的试样腔室中固定在两个壳体部件之间，其中，试样腔室在检验过滤器的两个自由的端侧上分别具有锥形的扩宽部，所述扩宽部沿相反的方向背离检验过滤器地渐缩并且通入到入口与出口之间的流动路径中。
为了形成包含第二阀的连接线路在所述两个壳体部件之间的密封的过渡，可以有利地在连接线路中并且在所述两个壳体部件之间设置地以及接合到所述两个壳体部件中地存在有连接管，该连接管借助至少一个密封元件以密封的方式在相应的壳体部件中引导并且穿过所述两个壳体部件之间的分离部位。
优选地，所述检验设备的组成部分、包括所装入的阀连同其密封元件在内由优质钢材料形成。
附图说明
下面依据在附图中示出的实施例详细阐释本发明。其中：
图1以符号图示出按照本发明的检验设备的实施例的流体接线图，在H2燃料加注站与要加注燃料的机动车之间接入；
图2示出所述实施例的透视斜视图，朝设备壳体的要与燃料加注站连接的入口观察；
图3示出所述实施例的纵剖视图；以及
图4示出所述实施例的具有相对于图3转动90°的剖切平面的纵剖视图。
具体实施方式
图1的示意图表明在要在燃料加注过程期间执行的过程方面的布置系统，其中，设备壳体2以其入口4与以H2燃料加注站6为形式的用于处于高压下的氢气的源处于连接中，并且壳体2以其出口8与要加注燃料的车辆10处于连接中。为了与燃料加注站6连接，壳体2在入口4上具有燃料加注接头12，该燃料加注接头以在设有内螺纹的孔14中安置在输入端4上的拧入部件为形式。联接管18利用孔16中的内螺纹来螺纹连接在对置的出口8上，该联接管能与同样未示出的燃料加注软管连接，用于给车辆10加注燃料的燃料加注枪位于该燃料加注软管上。
由优质钢制成的壳体2具有两个壳体部件，所述两个壳体部件每个分别具有一个圆柱状法兰部件20和22，各法兰部件具有相同的直径并且同轴的联接部件24或26分别与各法兰部件联接，所述联接部件之中，联接部件24在自由端部上具有入口4的孔14，并且联接部件26在外端部上具有入口8的孔16。各联接部件24、26在总体上具有在直径方面相对于法兰部件20、22减小的具有彼此对置的展平部的圆柱体的形状，见图2。在壳体2关闭时，法兰部件20和22在端部面28和30上贴靠在彼此上，各端部面处于一个径向平面中。为了端部面28，30的抗挤压的且可松脱的彼此贴靠而设有锁紧螺母32，该锁紧螺母能在法兰部件22的外螺纹34上转动，并且另一个法兰部件20具有跨接的环形部件36。为了借助钩形扳手来拧紧，锁紧螺母32具有径向地处于外部的孔38。借助受弹簧负载的、穿过环形部件36的锁紧螺栓40，锁紧螺母32能够被固定在拧紧的位置中。
为了法兰部件20、22的贴靠在彼此上的端部面28和30的对中和相互密封，端部面30具有同心的、轴向突出的环形肋条42，所述环形肋条相配合地接合到另一个端部面30中的环形槽44中，其中，密封环46被嵌入到环形槽44的扩宽部中。以和在所提到的、由WO2013/139462A1已知的检验设备中相应的方式，从各端部面28和30出发，在法兰部件20和22中构成有同轴的凹部48和50，各凹部限界试样腔室52。各凹部48、50如在所提及的已知的设备那样通过各一个具有直角的顶部的锥形部形成，其中，同轴的流入通道54在凹部48的顶部上通入，该流入通道经由入口4与燃料加注接头12处于连接中。流出通道56从另一个凹部50的顶部经由出口8延伸至联接管18。
以片状的圆形膜片为形式的检验过滤器58位于试样腔室52中。在此，可以涉及具有过滤细度在0.2μm范围内的纸过滤器或可以涉及具有层压支撑结构的PTFD膜片。这种过滤器可以具有0.15mm的厚度。作为用于这种片状元件的保持装置，设有以圆形板为形式的支撑过滤器60作为保持装置，检验过滤器58贴靠在所述圆形板的面向流入通道54的这侧上。支撑过滤器60的板的厚度在当前示例中为5mm，并且支撑过滤器60由具有多孔结构的烧结金属形成，该多孔结构相应于在150μm范围内的过滤细度。支撑过滤器60的板保持在端部面28的环形肋条42与端部面30中的环形槽44的底部之间。
以受弹簧负载的止回阀62为形式的第一阀位于输入线路54的通入到试样腔室52中的端部区域中，该止回阀朝向试样腔室52打开。作为相对于止回阀62旁路设有连接线路64(见图3)，该连接线路以其一个端部通入到检验过滤器58与出口8之间的连接部位66中，并且以其另一端部通入到入口4与形成第一阀的止回阀62之间的连接部位68中。在该连接线路64中设置有第二阀，该第二阀同样构成为受弹簧负载的止回阀70并且朝向连接部位68打开并且因此朝向出口4打开。两个止回阀62和70以所谓的卡盒式结构形式构成为装入式止回阀，其中，其全部的组成部分均由优质钢制成。如图3所示，形成连接线路64的端部的各孔72和74通过螺旋塞76和78关闭。同样如图3所示，连接线路64在各端部面28和30之间形成的分离部位上的过渡通过连接管80形成，该连接管在相应的法兰部件20、22中通过密封元件82密封。
为了使对检验设备的用于执行燃料加注和检验过程所进行的操纵变得容易，在壳体2上在联接部件24的端侧上除了燃料加注接头12以外设有把手板条84。针对在给车辆10加注燃料期间发生的检验过程，燃料加注接头12与H2燃料加注站6的充注耦联件联接，并且在联接管18上安装有具有燃料加注枪的燃料加注软管。在此，存在于燃料加注软管上的通常的软管防断裂件可以借助保持螺栓86固定在壳体2上，所述保持螺栓从联接部件24侧向地伸出，并且能悬挂在保持扣眼中。在现在执行燃料加注过程时，第一止回阀62打开，从而检验过滤器58被通流。燃料加注枪在燃料加注过程结束时的关闭激活燃料加注站6的排气系统。存在于试样腔室52中且存在于与出口8联接的燃料加注软管中的氢气压力关闭第一止回阀62并且打开位于连接线路64中的第二止回阀70，从而该第二止回阀用作排气阀，经由该排气阀进行通向出口4并由此通向燃料加注站6的排气系统的压力卸除。不必经由排出阀进行手动排气，从现在起可以将检验设备解耦并且在实验室中打开，以便分析检验过滤器58上的沉积。

Claims (12)

1.检验设备，用于确定处于高压下的氢气的颗粒负载，该检验设备包括壳体(2)，该壳体具有用于流入氢气的入口(4)和用于流出氢气的出口(8)以及试样腔室(52)，在该试样腔室中设有用于检验过滤器(58)的过滤器接纳部(44)，该检验过滤器在检验过程中能够被试样量的氢气通流并且在检验过程结束之后能够从所述试样腔室(52)中取出以用于分析评价颗粒的积聚；并且所述检验设备包括能实现所述试样腔室(52)的压力卸除的排气装置，其特征在于，所述排气装置设置在所述壳体(2)内部并且在氢气流出结束之后仍残留在所述检验设备中的氢气至少部分地朝向入口(4)从所述检验设备中引出。
2.根据权利要求1所述的检验设备，其特征在于，所述排气装置具有第一阀(62)和第二阀(70)，所述第一阀(62)在所述第二阀(70)关闭时释放从入口(4)经由检验过滤器(58)至出口(8)的流动路径，该第二阀在出口(8)上的流出结束之后在遗留在检验设备中的氢气的压力下在可预给定的阈值的情况下打开并且在此时在第一阀(62)关闭时进行朝向入口(4)的排气。
3.根据权利要求2所述的检验设备，其特征在于，所述第一阀(62)和所述第二阀(70)由受弹簧负载的止回阀构成，所述第一阀(62)从其关闭位置出发朝向出口(8)打开，而所述第二阀(70)相反地朝向入口(4)打开。
4.根据权利要求2或3所述的检验设备，其特征在于，所述第二阀(70)在相对于所述第一阀(62)的旁路中设置在连接线路(64)中，该连接线路以其一个端部通入到检验过滤器(58)与出口(8)之间的连接部位(66)中并且以其另一端部通入到入口(4)与流动路径的第一阀(62)之间的另一连接部位(68)中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的检验设备，其特征在于，所述入口(4)能以引导流体的方式与氢气贮箱联接，并且所述出口(8)能经由软管线路与用于将氢气输出到车辆(10)上的燃料加注枪联接。
6.根据权利要求5所述的检验设备，其特征在于，所述入口(4)能以引导流体的方式在机动车燃料加注站(6)中与氢气贮箱联接，并且排气借助排气装置在燃料加注或取出过程之后通过所述机动车燃料加注站(6)的排气系统自动地进行。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的检验设备，其特征在于，所述壳体(2)构成为多件式的，并且各壳体部件借助可再次松脱的锁紧螺母(32)相互连接。
8.根据权利要求4所述的检验设备，其特征在于，所述壳体(2)构成为两件式的，并且两个壳体部件(20、22)借助可再次松脱的锁紧螺母(32)相互连接。
9.根据权利要求8所述的检验设备，其特征在于，所述第一阀(62)和所述第二阀(70)以装入式止回阀的形式被接纳到具有所述入口(4)的其中一个壳体部件中。
10.根据权利要求8所述的检验设备，其特征在于，所述检验过滤器(58)在具有过滤器接纳部(44)的试样腔室(52)中固定在所述两个壳体部件(20、22)之间，并且所述试样腔室(52)在所述检验过滤器的两个自由的端侧上分别具有锥形的扩宽部(48、50)，所述扩宽部沿相反的方向背离检验过滤器(58)地渐缩并且通入到入口(4)与出口(8)之间的流动路径中。
11.根据权利要求8所述的检验设备，其特征在于，存在有连接管(80)，所述连接管设置在所述连接线路(64)中并且设置在所述两个壳体部件(20、22)之间并且接合到所述两个壳体部件中，该连接管借助至少一个密封元件(82)以密封的方式在相应的壳体部件(20、22)中引导并且穿过所述两个壳体部件(20、22)之间的分离部位。
12.根据权利要求2或3所述的检验设备，其特征在于，所述检验设备的组成部分包括所装入的第一阀(62)和第二阀(70)连同其密封元件在内由优质钢材料形成。
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