CN111156415B - 氢气泄漏吸附系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种氢气泄漏吸附系统。氢气泄漏吸附系统包括第一氢气管路、保护罩和收集罐。第一氢气管路用于与氢气罐连通。第一氢气管路包括多个输气管和多个接头结构。相邻的两个输气管通过一个接头结构连接。接头结构罩设于保护罩。收集罐与第一空间连通。当接头结构发生氢气泄漏时，保护罩避免了氢气扩散到外部空间，便于泄漏的氢气导入收集罐。进一步，收集罐用于收纳氢气吸附材料。氢气吸附材料用于吸附泄漏的氢气，提高了收集罐的氢气收集效率。有效避免了氢气在接头结构附近堆积。氢气泄漏吸附系统避免了氢气在接头结构附近堆积，提高了氢气管路的安全性。

Description

氢气泄漏吸附系统
技术领域
本申请涉及新能源技术领域，特别是涉及一种氢气泄漏吸附系统。
背景技术
化石能源消耗带来的能源枯竭和环境污染日益严重，可再生能源的大规模开发和利用势在必行。尽管可再生能源储量丰富，分布广泛，但存在着波动剧烈，尤其受自然环境的影响呈现周期性的变化。氢气是一种有效的储能方式：在可再生能源发电高峰期将电能转换为化学能储存在氢气当中，在用电高峰期将氢气携带的能量通过燃料电池重新转换为电能以供使用。因此氢气的制备、储存、运输等技术受到了相关研究人员的重视。
氢气是一种极易燃易爆的气体，当氢气在空气中的体积分数超过4％-75％时，遇到火源，即可引起爆炸。因此，氢气的运输和储存过程中，如何才能避免氢气泄漏引起的爆炸是亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对怎样才能避免氢气泄漏引起的爆炸的问题，提供一种氢气泄漏吸附系统。
一种氢气泄漏吸附系统包括第一氢气管路、保护罩和收集罐。所述第一氢气管路用于与氢气罐连通。所述第一氢气管路包括多个输气管和多个接头结构。相邻的两个所述输气管通过一个所述接头结构连接。所述保护罩包围形成第一空间。所述接头结构罩设于所述第一空间。所述收集罐包括罐体。所述罐体包括氢气入口。所述氢气入口与所述第一空间连通。所述罐体围构形成储藏空间。所述储藏空间用于收纳氢气吸附材料。
在一个实施例中，所述收集罐还包括吸附载体。所述吸附载体收纳于所述储藏空间。所述吸附载体为网状结构。所述吸附载体用于收纳所述氢气吸附材料。
在一个实施例中，所述收集罐为圆筒结构。所述圆筒结构包括侧板和顶板。所述氢气入口设置于所述顶板。所述收集罐还包括多个隔板。多个所述隔板收纳于所述储藏空间，且多个所述隔板间隔设置于所述侧板。所述氢气吸附材料设置于所述隔板之间的所述储藏空间。
在一个实施例中，所述圆筒结构包括中心轴。多个所述隔板沿所述中心轴的延伸方向交错设置于所述圆筒结构的侧板。
在一个实施例中，所述收集罐还包括导气管。所述导气管收纳于所述储藏空间。所述导气管的一端与所述氢气入口连通。所述导气管的另一端延伸至所述罐体的底部。所述导气管上开设气孔。
在一个实施例中，所述导气管为螺旋结构。
在一个实施例中，所述氢气吸附材料为物理吸附材料或化学吸附材料。
在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统还包括输气管路和过滤片。所述输气管路的一端连接所述氢气入口。所述输气管路的另一端与所述第一空间连通。所述过滤片设置于所述输气管路，且所述过滤片靠近所述保护罩。
在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统还包括氢气传感器、控制电路和报警装置。所述氢气传感器设置于所述第一空间。所述氢气传感器用于检测所述第一空间的氢气浓度，并生成检测信号。所述控制电路与所述氢气传感器电连接。所述报警装置与所述控制电路电连接。所述控制电路用于根据所述检测信号控制所述报警装置报警。
在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统还包括两位三通电磁阀和第二氢气管路。所述两位三通电磁阀包括第一进口、第一出口、第二出口和第一控制端。所述第一进口用于与所述氢气罐连通。靠近所述两位三通电磁阀的所述输气管包括第一端。所述第一端与所述第一出口连通，所述控制电路与所述第一控制端电连接。所述第二氢气管路包括第二端。所述第二端与所述第二出口连通。所述控制电路根据所述检测信号控制所述两位三通电磁阀动作，使所述第一进口与所述第二出口连通。所述氢气罐与所述第二氢气管路连通。
在一个实施例中，所述控制电路包括电源、第一继电器和放大电路。所述电源与所述第一控制端电连接。所述第一继电器包括第二控制端和触点端。所述触点端连接于所述电源与所述第一控制端之间。所述放大电路包括信号输入端、信号输出端和电源端。所述电源端与所述电源连接。所述信号输入端与所述氢气传感器连接。所述信号输出端与所述第二控制端连接。
在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统还包括第一单向阀和第二单向阀。所述第一单向阀设置于所述第一氢气管路，且靠近所述氢气罐设置。所述第二单向阀设置于所述第二氢气管路，且靠近所述氢气罐设置。
本申请实施例提供的所述氢气泄漏吸附系统，包括第一氢气管路、保护罩和收集罐。所述第一氢气管路用于与氢气罐连通。所述第一氢气管路包括多个输气管和多个接头结构。相邻的两个所述输气管通过一个所述接头结构连接。所述保护罩包围形成第一空间。所述接头结构罩设于所述第一空间。所述收集罐包括罐体。所述罐体包括氢气入口。所述氢气入口与所述第一空间连通。所述罐体围构形成储藏空间。当所述接头结构发生氢气泄漏时，所述保护罩避免了氢气扩散到外部空间，便于泄漏的氢气导入所述收集罐。所述罐体围构形成所述储藏空间。所述储藏空间用于收纳所述氢气吸附材料。所述氢气吸附材料用于吸附泄漏的氢气，提高了所述收集罐的氢气收集效率。有效避免了氢气在所述接头结构附近堆积。所述氢气泄漏吸附系统避免了氢气在所述接头结构附近堆积，提高了所述氢气管路的安全性。
附图说明
图1为本申请一个实施例中提供的所述氢气泄漏吸附系统的结构示意图；
图2为本申请一个实施例中提供的所述收集罐的结构示意图；
图3为本申请另一个实施例中提供的所述收集罐的结构示意图；
图4为本申请另一个实施例中提供的所述收集罐的结构示意图；
图5为本申请另一个实施例中提供的所述收集罐的结构示意图；
图6为本申请另一个实施例中提供的所述氢气泄漏吸附系统的结构示意图。
附图标号：
氢气泄漏吸附系统 10
氢气罐 100
第一氢气管路 20
接头结构 201
第一端 202
输气管 220
保护罩 30
第一空间 301
收集罐 40
罐体 410
氢气入口 411
储藏空间 412
氢气吸附材料 400
吸附载体 420
侧板 413
顶板 414
隔板 430
中心轴 415
导气管 440
气孔 441
输气管路 450
过滤片 460
氢气传感器 50
控制电路 60
电源 610
第一继电器 620
第二控制端 621
触点端 622
放大电路 630
信号输入端 631
信号输出端 632
电源端 633
报警装置 70
两位三通电磁阀 80
第一进口 801
第一出口 802
第二出口 803
第一控制端 804
第二氢气管路 90
第二端 901
第一单向阀 110
第二单向阀 120
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1，本申请实施例提供一种氢气泄漏吸附系统10包括第一氢气管路20、保护罩30和收集罐40。所述第一氢气管路20用于与氢气罐100连通。所述第一氢气管路20包括多个输气管220和多个接头结构201。相邻的两个所述输气管220通过一个所述接头结构201连接。所述保护罩30包围形成第一空间301。所述接头结构201罩设于所述第一空间301。所述收集罐40包括罐体410。所述罐体410包括氢气入口411。所述氢气入口411与所述第一空间301连通。所述罐体410围构形成储藏空间412。所述储藏空间412用于收纳氢气吸附材料400。
本申请实施例提供的所述氢气泄漏吸附系统10，当所述接头结构201发生氢气泄漏时，所述保护罩30避免了氢气扩散到外部空间，便于泄漏的氢气导入所述收集罐40。所述罐体410围构形成所述储藏空间412。所述储藏空间412用于收纳所述氢气吸附材料400。所述氢气吸附材料400用于吸附泄漏的氢气，提高了所述收集罐40的氢气收集效率。有效避免了氢气在所述接头结构201附近堆积。所述氢气泄漏吸附系统10避免了氢气在所述接头结构201附近堆积，提高了所述氢气管路的安全性。
在一个实施例中，所述收集罐40设置于所述保护罩30远离地面的一侧。氢气的质量较空气中其他成分轻。当氢气泄漏时，氢气逐渐上升至所述第一空间301远离地面的部位。所述收集罐40设置于所述保护罩30远离地面的一侧，能够保证较多的氢气被导入所述收集罐40，减小所述第一空间301中氢气的浓度。
所述保护罩30的形状不限。所述保护罩30的形状可以为正方体、长方体或圆柱体等规则形状，也可以为不规则体。
在一个实施例中，所述保护罩30的材料和厚度根据管路要求设计。
在一个实施例中，所述保护罩30优选为厚度约为0.5cm的有机玻璃材质，防止氢气扩散到周围的空气中并发生积聚。
所述收集罐40的形状不限。所述收集罐40的形状可以为正方体、长方体或圆柱体等规则形状，也可以为不规则体。
所述氢气吸附材料400可以为气体、颗粒或液体。
在一个实施例中，所述氢气吸附材料400为颗粒结构。
在一个实施例中，所述氢气吸附材料400为物理吸附材料或化学吸附材料。
所述物理吸附材料可以为活性炭或沸石。活性炭和沸石均为含有大量微孔的结构，孔隙率大，比表面积大，有良好的吸氢性能。
所述化学吸附材料可以为储氢合金或配位氢化物。所述储氢合金可以为LaNi5(稀土系储氢合金)或Mg2Ni(镁系储氢合金)。氢气与储氢合金接触时,会在其表面分解为H原子。H原子扩散进入合金内部，并与合金发生反应生成金属氢化物。从而储氢合金达到吸氢的目的。LaNi5与氢气反应生成LaNi5H6，Mg2Ni与氢气反应生成Mg2NiH4。
请一并参见图2，在一个实施例中，所述收集罐40还包括吸附载体420。所述吸附载体420收纳于所述储藏空间412。所述吸附载体420为网状结构。所述吸附载体420用于收纳所述氢气吸附材料400。所述吸附载体420便于扩大所述氢气吸附材料400与氢气的接触面积，提高氢气吸附效率，有效避免了氢气在所述接头结构201附近堆积。
请一并参见图3，在一个实施例中，所述收集罐40为圆筒结构。所述圆筒结构包括侧板413和顶板414。所述氢气入口411设置于所述顶板414。所述收集罐40还包括多个隔板430。多个所述隔板430收纳于所述储藏空间412，且多个所述隔板430间隔设置于所述侧板413。所述氢气吸附材料400设置于所述隔板430之间的所述储藏空间412。
多个所述隔板430使得所述储藏空间412被分割为多个空间。相较于所述氢气吸附材料400直接堆积于所述储藏空间412，所述氢气吸附材料400设置于所述隔板430之间的所述储藏空间412，有利于氢气与所述氢气吸附材料400充分接触，提高氢气吸附效率。
在一个实施例中，所述圆筒结构包括中心轴415。多个所述隔板430沿所述中心轴415的延伸方向交错设置于所述圆筒结构的侧板413，便于氢气与所述氢气吸附材料400充分接触。
请一并参见图4，在一个实施例中，所述收集罐40还包括导气管440。所述导气管440收纳于所述储藏空间412。所述导气管440的一端与所述氢气入口411连通。所述导气管440的另一端延伸至所述罐体410的底部。所述导气管440上开设气孔441。所述导气管440便于将氢气引流至所述圆筒结构的底部。所述导气管440上开设气孔441，便于氢气与所述氢气吸附材料400均匀接触，避免部分所述氢气吸附材料400发挥吸附作用。
请一并参见图5，在一个实施例中，所述导气管440为螺旋结构，增大了氢气在所述储藏空间412的扩散路径，增大了氢气扩散区域，提高了所述氢气吸附材料400与氢气的接触面积。
在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统10还包括输气管路450和过滤片460。所述输气管路450的一端连接所述氢气入口411。所述输气管路450的另一端与所述第一空间301连通。所述过滤片460设置于所述输气管路450，且所述过滤片460靠近所述保护罩30。所述过滤片460有效避免所述氢气吸附材料400进入所述保护罩30。
请一并参见图6，在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统10还包括氢气传感器50、控制电路60和报警装置70。所述氢气传感器50设置于所述第一空间301。所述氢气传感器50用于检测所述第一空间301的氢气浓度，并生成检测信号。所述控制电路60与所述氢气传感器50电连接。所述报警装置70与所述控制电路60电连接。所述控制电路60用于根据所述检测信号控制所述报警装置70报警。
当所述接头结构201发生氢气泄漏时，所述氢气传感器50检测到氢气，并生成检测信号。所述氢气传感器50将所述检测信号上传至所述控制电路60。所述控制电路60根据所述控制信号控制所述报警装置70报警，便于工作人员及时发现氢气泄漏。
在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统10还包括两位三通电磁阀80和第二氢气管路90。所述两位三通电磁阀80包括第一进口801、第一出口802、第二出口803和第一控制端804。所述第一进口801用于与所述氢气罐100连通。靠近所述两位三通电磁阀80的所述输气管220包括第一端202。所述第一端202与所述第一出口802连通，所述控制电路60与所述第一控制端804电连接。所述第二氢气管路90包括第二端901。所述第二端901与所述第二出口803连通。所述控制电路60根据所述检测信号控制所述两位三通电磁阀80动作，使所述第一进口801与所述第二出口803连通。所述氢气罐100与所述第二氢气管路90连通。
当所述接头结构201发生氢气泄漏时，所述控制电路60根据所述检测信号控制所述两位三通电磁阀80动作，使所述第一进口801与所述第二出口803连通。当所述第一氢气管路20发生氢气泄漏时，所述氢气管路系统10通过所述第二氢气管路90输送氢气，阻断泄漏源，避免氢气继续泄漏。所述氢气管路系统10提高了氢气管路的安全性。
在一个实施例中，所述控制电路60包括电源610、第一继电器620和放大电路630。所述电源610与所述第一控制端804电连接。所述第一继电器620包括第二控制端621和触点端622。所述触点端622连接于所述电源610与所述第一控制端804之间。所述放大电路630包括信号输入端631、信号输出端632和电源端633。所述电源端633与所述电源610连接。所述信号输入端631与所述氢气传感器50连接。所述信号输出端632与所述第二控制端621连接。
在一个实施例中，所述氢气泄漏吸附系统10还包括第一单向阀110和第二单向阀120。所述第一单向阀110设置于所述第一氢气管路20，且靠近所述氢气罐100设置。所述第二单向阀120设置于所述第二氢气管路90，且靠近所述氢气罐100设置。
所述氢气管路系统10由所述第一氢气管路20切换至所述第二氢气管路90。所述第一氢气管路20的所述第一端202突然压力下降，管内的气体迅速回流，引起管路震荡。所述第一单向阀110能够有效减小管路切换过程中的气体回流，避免管路震荡，提高管路传输的稳定性。
当发生氢气泄漏的所述接头结构201被维修好后，所述控制电路60还用于切换至所述第一氢气管路20运输氢气。所述第二单向阀120能够有效减小管路切换过程中的气体回流，避免管路震荡，提高管路传输的稳定性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种氢气泄漏吸附系统，其特征在于，包括：
第一氢气管路(20)，所述第一氢气管路(20)用于与氢气罐(100)连通，所述第一氢气管路(20)包括多个输气管(220)和多个接头结构(201)，相邻的两个所述输气管(220)通过一个所述接头结构(201)连接；
保护罩(30)，包围形成第一空间(301)，所述接头结构(201)罩设于所述第一空间(301)；
收集罐(40)，所述收集罐(40)包括罐体(410)，所述罐体(410)设置于所述保护罩(30)远离地面的一侧，所述罐体(410)包括氢气入口(411)，所述氢气入口(411)与所述第一空间(301)连通，所述罐体(410)围构形成储藏空间(412)，所述储藏空间(412)用于收纳氢气吸附材料(400)；
氢气传感器(50)，设置于所述第一空间(301)，用于检测所述第一空间(301)的氢气浓度，并生成检测信号；
控制电路(60)，与所述氢气传感器(50)电连接；
两位三通电磁阀(80)，包括第一进口(801)、第一出口(802)、第二出口(803)和第一控制端(804)，所述第一进口(801)用于与所述氢气罐(100)连通，靠近所述两位三通电磁阀(80)的所述输气管(220)包括第一端(202)，所述第一端(202)与所述第一出口(802)连通，所述控制电路(60)与所述第一控制端(804)电连接；
第二氢气管路(90)，包括第二端(901)，所述第二端(901)与所述第二出口(803)连通，所述控制电路(60)根据所述检测信号控制所述两位三通电磁阀(80)动作，使所述第一进口(801)与所述第二出口(803)连通，所述氢气罐(100)与所述第二氢气管路(90)连通。
2.如权利要求1所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，所述收集罐(40)还包括：
吸附载体(420)，所述吸附载体(420)收纳于所述储藏空间(412)，所述吸附载体(420)为网状结构，所述吸附载体(420)用于收纳所述氢气吸附材料(400)。
3.如权利要求1所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，所述收集罐(40)为圆筒结构，所述圆筒结构包括侧板(413)和与所述侧板(413)连接的顶板(414)，所述氢气入口(411)设置于所述顶板(414)，所述收集罐(40)还包括：
多个隔板(430)，多个所述隔板(430)收纳于所述储藏空间(412)，且多个所述隔板(430)间隔设置于所述侧板(413)，所述氢气吸附材料(400)设置于所述隔板(430)之间的所述储藏空间(412)。
4.如权利要求3所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，所述圆筒结构包括中心轴(415)，多个所述隔板(430)沿所述中心轴(415)的延伸方向交错设置于所述圆筒结构的侧板(413)。
5.如权利要求1所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，所述收集罐(40)还包括：
导气管(440)，所述导气管(440)收纳于所述储藏空间(412)，所述导气管(440)的一端与所述氢气入口(411)连通，所述导气管(440)的另一端延伸至所述罐体(410)的底部，所述导气管(440)上开设气孔(441)。
6.如权利要求5所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，所述导气管(440)为螺旋结构。
7.如权利要求1所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，所述氢气吸附材料(400)为物理吸附材料或化学吸附材料。
8.如权利要求1所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，还包括：
输气管路(450)，所述输气管路(450)的一端连接所述氢气入口(411)，所述输气管路(450)的另一端与所述第一空间(301)连通；
过滤片(460)，设置于所述输气管路(450)，且所述过滤片(460)靠近所述保护罩(30)。
9.如权利要求1所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，还包括：
报警装置(70)，与所述控制电路(60)电连接，所述控制电路(60)用于根据所述检测信号控制所述报警装置(70)报警。
10.如权利要求9所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，所述控制电路(60)包括：
电源(610)，所述电源(610)与所述第一控制端(804)电连接；
第一继电器(620)，包括第二控制端(621)和触点端(622)，所述触点端(622)连接于所述电源(610)与所述第一控制端(804)之间；
放大电路(630)，包括信号输入端(631)、信号输出端(632)和电源端(633)，所述电源端(633)与所述电源(610)连接，所述信号输入端(631)与所述氢气传感器(50)连接，所述信号输出端(632)与所述第二控制端(621)连接。
11.如权利要求1所述的氢气泄漏吸附系统，其特征在于，还包括：
第一单向阀(110)，设置于所述第一氢气管路(20)，且靠近所述氢气罐(100)设置；
第二单向阀(120)，设置于所述第二氢气管路(90)，且靠近所述氢气罐(100)设置。
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