CN111174100B - 氢气泄露安全防护装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种氢气泄露安全防护装置，所述保护壳体侧壁设置有连通腔。所述连通腔连通所述收纳腔体和大气。所述滑动活塞设置于所述连通腔。所述氢气吸附装置设置于所述收纳腔体。当所述收纳腔体内的气压大于大气的气压时，所述滑动活塞在所述连通腔内滑动并触发所述氢气吸附装置，以使所述氢气吸附装置释放氢气吸附介质。因此，当所述纳氢气输送管道接头有氢气泄露时，所述收纳腔体中的气压增大，所述收纳腔体中的气压大于大气气压。此时所述滑动活塞在压力差作用下会产生朝向大气侧运动的位移，此时会触发所述氢气吸附装置。所述氢气吸附装置释放所述氢气吸附介质，从而吸附所述收纳腔体中的氢气，提高安全性。

Description

氢气泄露安全防护装置

技术领域

本申请涉及安全领域，特别是涉及一种氢气泄露安全防护装置。

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的问题。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。

但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。因为氢气的运输和储存过程中，氢气的泄露安全的防护极为重要。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种氢气泄露安全防护装置。

一种氢气泄露安全防护装置，包括：

保护壳体，包围形成收纳腔体，所述收纳腔体用于收纳氢气输送管道接头，所述保护壳体侧壁设置有连通腔，所述连通腔连通所述收纳腔体和大气；

滑动活塞，设置于所述连通腔；以及

氢气吸附装置，设置于所述收纳腔体，所述收纳腔体内的气压大于大气的气压时，所述滑动活塞在所述连通腔内滑动并触发所述氢气吸附装置，以使所述氢气吸附装置释放氢气吸附介质。

在一个实施例中，还包括：

触发部，所述触发部与所述滑动活塞固定连接，所述滑动活塞在所述连通腔内由所述收纳腔体侧向所述大气侧滑动时，所述触发部接触并触发所述氢气吸附装置，以使所述氢气吸附组件释放氢气吸附介质。

在一个实施例中，所述触发部包括尖端，所述氢气吸附装置包括储存包，所述储存包中储存所述氢气吸附介质，所述滑动活塞在所述连通腔内由所述收纳腔体侧向所述大气侧滑动时，所述尖端刺破所述储存包。

在一个实施例中，所述收纳腔体的侧壁设置有连通槽，所述尖端通过所述连通槽由所述连通腔向所述收纳腔体延伸。

在一个实施例中，所述连通腔包括滑动室、第一通道和第二通道，所述第一通道将所述滑动室和所述收纳腔体连通，所述第二通道将所述滑动室和大气连通，所述第一通道的横截面积和所述第二通道的横截面积小于所述滑动室的横截面积。

在一个实施例中，所述连通槽设置于所述滑动室的侧壁。

在一个实施例中，所述第一通道的延伸方向和所述第二通道的延伸方向平行设置。

在一个实施例中，所述滑动室的长度的延伸方向与所述第一通道的延伸方向和所述第二通道的延伸方向分别垂直。

在一个实施例中，还包括氢气传感器，设置于所述收纳腔体。

在一个实施例中，还包括报警装置，与所述氢气传感器电连接。

在一个实施例中，所述报警装置为报警灯或者报警铃。

本申请实施例提供的氢气泄露安全防护装置，所述保护壳体包围形成所述收纳腔体。所述保护壳体侧壁设置有连通腔。所述连通腔连通所述收纳腔体和大气。所述滑动活塞，设置于所述连通腔。所述氢气吸附装置设置于所述收纳腔体。当所述收纳腔体内的气压大于大气的气压时，所述滑动活塞在所述连通腔内滑动并触发所述氢气吸附装置，以使所述氢气吸附装置释放氢气吸附介质。因此，当所述纳氢气输送管道接头有氢气泄露时，所述收纳腔体中的气压增大，所述收纳腔体中的气压大于大气气压。此时所述滑动活塞在压力差作用下会产生朝向大气侧运动的位移，此时会触发所述氢气吸附装置。所述氢气吸附装置释放所述氢气吸附介质，从而吸附所述收纳腔体中的氢气，从而降低所述收纳腔体中氢气的浓度，提高安全性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的氢气泄露安全防护装置图；

图2为本申请另一个实施例提供的氢气泄露安全防护装置图。

附图标记说明：

氢气泄露安全防护装置10

保护壳体100

收纳腔体110

氢气输送管道接头120

连通腔130

滑动室132

第一通道134

第二通道136

连通槽138

滑动活塞140

触发部142

尖端144

氢气吸附装置150

储存包151

氢气传感器160

报警装置170

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的氢气泄露安全防护装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，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露安全防护装置10。所述氢气泄露安全防护装置10包括保护壳体100、滑动活塞140和氢气吸附装置150。所述保护壳体100包围形成收纳腔体110。所述收纳腔体110用于收纳氢气输送管道接头120。所述保护壳体100侧壁设置有连通腔130。所述连通腔130连通所述收纳腔体110和大气。所述滑动活塞140设置于所述连通腔130。所述氢气吸附装置150设置于所述收纳腔体110。所述收纳腔体110内的气压大于大气的气压时，所述滑动活塞140在所述连通腔130内滑动并触发所述氢气吸附装置150，以使所述氢气吸附装置150释放氢气吸附介质。

所述保护壳体100的形状可以与所述氢气输送管道接头120的形状匹配。通过所述保护壳体100可以将所述氢气输送管道接头120密封。因此，即使在所述氢气输送管道接头120处有氢气泄露，泄露的氢气也会先储存于所述收纳腔体110内。所述保护壳体100与所述氢气输送管道接头120的接触部分可以通过密封圈或者机械结构密封。所述保护壳体100的侧壁可以具有一定厚度。所述连通腔130可以开设在所述侧壁。所述连通腔130的一端可以与大气连通。所述连通腔130的另一端可以与所述收纳腔体110相连通。所述滑动活塞140可以为有机材料制成，也可以由无机材料、聚酯、金属、钢材等材料制成。所述滑动活塞140可以在所述连通腔130内滑动。所述氢气吸附装置150被触发后可以释放氢气吸附介质。所述氢气吸附介质可以吸附由所述氢气输送管道接头120泄露产生的氢气。在一个实施例中，所述氢气吸附装置150可以释放与氢气反应的所述氢气反应介质。通过所述氢气吸附介质或者氢气反应介质，可以达到消除所述收纳腔体110内的氢气介质的目的，从而避免由于氢气密度过高发生危险。

可以理解，当所述收纳腔体110内的气压大于大气的气压时，所述滑动活塞140的两侧会产生压力差。通过所述压力差可以使得所述滑动活塞140向大气侧运动。所述滑动活塞140产生位移时可以触碰或者通过产生控制信号触发所述氢气吸附装置150，从而使得所述氢气吸附装置150释放氢气吸附介质。所述氢气吸附介质可以为纳米碳纤维等碳素材料或者多孔金属有机框架材料。

本申请实施例提供的氢气泄露安全防护装置10，所述保护壳体100包围形成所述收纳腔体110。所述保护壳体100侧壁设置有连通腔130。所述连通腔130连通所述收纳腔体110和大气。所述滑动活塞140设置于所述连通腔130。所述氢气吸附装置150设置于所述收纳腔体110。当所述收纳腔体110内的气压大于大气的气压时，所述滑动活塞140在所述连通腔130内滑动并触发所述氢气吸附装置150，以使所述氢气吸附装置150释放氢气吸附介质。因此，当所述纳氢气输送管道接头120有氢气泄露时，所述收纳腔体110中的气压增大，所述收纳腔体110中的气压大于大气气压。此时所述滑动活塞140在压力差作用下会产生朝向大气侧运动的位移，所述滑动活塞140相应的移动会触发所述氢气吸附装置150。所述氢气吸附装置150释放所述氢气吸附介质，从而吸附所述收纳腔体110中的氢气，能够降低所述收纳腔体110中氢气的浓度，提高安全性。

在一个实施例中，所述氢气泄露安全防护装置10还包括触发部142。所述触发部142与所述滑动活塞140固定连接。所述滑动活塞140在所述连通腔130内由所述收纳腔体110侧向所述大气侧滑动时，所述触发部142接触并触发所述氢气吸附装置150，以使所述氢气吸附组件释放氢气吸附介质。所述触发部142可以为圆柱状或者立方体结构。所述触发部142的一端可以固定于所述滑动活塞140，所述触发部142的另一端可以用于接触并触发所述氢气吸附装置150。所述触发部142的形状可以根据所述连通腔130的形状结构设计，只要所述滑动活塞140在所述连通腔130内由所述收纳腔体110侧向所述大气侧滑动时所述触发部142能够触发所述氢气吸附装置150即可。

在一个实施例中，所述触发部142触发所述氢气吸附装置150时，所述氢气吸附装置150可以通过机械结构释放所述氢气吸附介质，也可以破裂释放所述氢气吸附介质。

在一个实施例中，所述触发部142包括尖端144。所述氢气吸附装置150包括储存包151。所述储存包151中储存所述氢气吸附介质。所述滑动活塞140在所述连通腔130内由所述收纳腔体110侧向所述大气侧滑动时，所述尖端144刺破所述储存包151。

所述储存包151可以悬挂于所述收纳腔体110内，所述储存包151可以由薄胶皮制成。所述尖端144可以为金属硬质材料。当所述滑动活塞140在所述连通腔130内由所述收纳腔体110侧向所述大气侧滑动时，所述尖端144触碰所述储存包151并刺破所述储存包151，以使所述储存包151中的氢气吸附介质释放。

在一个实施例中，所述收纳腔体110的侧壁设置有连通槽138。所述尖端144通过所述连通槽138由所述连通腔130向所述收纳腔体110延伸。所述尖端144穿过所述连通槽138进入所述收纳腔体110。所述滑动活塞140在所述连通腔130内滑动时，所述尖端144会在所述连通槽138内相应滑动。

在一个实施例中，所述连通腔130包括滑动室132、第一通道134和第二通道136。所述第一通道134将所述滑动室132和所述收纳腔体110连通。所述第二通道136将所述滑动室132和大气连通。所述滑动活塞140设置于所述滑动室132。所述第一通道134的横截面积和所述第二通道136的横截面积小于所述滑动室132的横截面积。所述滑动室132的横截面积可以与所述滑动活塞140的横截面积相同。所述第一通道134和所述第二通道136的横截面积可以为矩形或者圆形。所述第一通道134的横截面积和所述第二通道136的横截面积小于所述滑动室132的横截面积，因此可以避免所述滑动活塞140滑动时从所述第一通道134或者所述第二通道136滑出所述滑动室132。所述第一通道134和所述第二通道136可以起到卡合所述滑动活塞140的作用。

在一个实施例中，所述连通槽138设置于所述滑动室132的侧壁。即所述触发部142从所述滑动活塞140的一侧直接通过所述连通槽138伸向所述收纳腔体110，从而减小了所述触发部142延伸的长度，简化结构。

在一个实施例中，所述第一通道134的延伸方向和所述第二通道136的延伸方向平行设置。所述第一通道134和所述第二通道136可以竖直设置。所述滑动室132可以为矩形。所述矩形的两端可以分别连接所述第一通道134和所述第二通道136。该结构可以减少所述第一通道134、所述第二通道136和所述滑动室132占用的体积。进而可以减少所述保护壳体100的厚度，降低所述保护壳体100的重量。

在一个实施例中，所述滑动室132的长度的延伸方向与所述第一通道134的延伸方向和所述第二通道136的延伸方向分别垂直。所述第一通道134和所述第二通道136分别设置在所述滑动室132的两端。所述滑动室132的长度的延伸方向可以为所述第一通道134和所述第二通道136所在的方向。所述滑动室132的长度的延伸方向与所述第一通道134的延伸方向和所述第二通道136的延伸方向分别垂直，因此可以减少气体在所述连通腔130中的通过路径，因此可以提高所述滑动活塞140滑动的灵敏性。

在一个实施例中，所述第二通道136可以为“S”形，因此可以增加外界杂物进入所述滑动室132的路径，减少外界杂物进入所述滑动室132内的概率。所述第二通道136的开口可以朝向所述保护壳体100的侧面，可以进一步减少外界杂物进入所述第二通道136的概率。所述第二通道136的也可以为阶梯形、折线形等结构。所述第一通道134也可以为“S”形、阶梯形、折线形等结构。

请参见图2，在一个实施例中，所述氢气泄露安全防护装置10还包括氢气传感器160。所述氢气传感器160设置于所述收纳腔体110内。所述氢气传感器160可以用于监测所述收纳腔体110内的氢气的浓度，并可以将所述收纳腔体110内的氢气的浓度数据储存或者向外界输出。

在一个实施例中，所述氢气泄露安全防护装置10还包括报警装置170。所述报警装置170与所述氢气传感器160电连接。当所述氢气传感器160感测到的氢气浓度达到或超过一个预定值后，所述报警装置170可以报警。

在一个实施例中，所述报警装置170为报警灯或者报警铃。所述报警灯通过闪烁或者所述报警铃通过声响可以提醒工作人员注意防护。

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，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本专利范围的限制。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)

1.一种氢气泄露安全防护装置，其特征在于，包括：

保护壳体（100），包围形成收纳腔体（110），所述收纳腔体（110）用于收纳氢气输送管道接头（120），所述保护壳体（100）侧壁设置有连通腔（130），所述连通腔（130）连通所述收纳腔体（110）和大气；

滑动活塞（140），设置于所述连通腔（130）；以及

氢气吸附装置（150），设置于所述收纳腔体（110），所述收纳腔体（110）内的气压大于大气的气压时，所述滑动活塞（140）在所述连通腔（130）内滑动并触发所述氢气吸附装置（150），以使所述氢气吸附装置（150）释放氢气吸附介质，所述氢气吸附介质包括纳米碳纤维材料。

2.如权利要求1所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，还包括：

触发部（142），所述触发部（142）与所述滑动活塞（140）固定连接，所述滑动活塞（140）在所述连通腔（130）内由收纳腔体（110）侧向大气侧滑动时，所述触发部（142）接触并触发所述氢气吸附装置（150），以使所述氢气吸附装置（150）释放氢气吸附介质。

3.如权利要求2所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，所述触发部（142）包括尖端（144），所述氢气吸附装置（150）包括储存包（151），所述储存包（151）中储存所述氢气吸附介质，所述滑动活塞（140）在所述连通腔（130）内由所述收纳腔体（110）侧向所述大气侧滑动时，所述尖端（144）刺破所述储存包（151）。

4.如权利要求3所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，所述收纳腔体（110）的侧壁设置有连通槽（138），所述尖端（144）通过所述连通槽（138）由所述连通腔（130）向所述收纳腔体（110）延伸。

5.如权利要求4所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，所述连通腔（130）包括滑动室（132）、第一通道（134）和第二通道（136），所述第一通道（134）将所述滑动室（132）和所述收纳腔体（110）连通，所述第二通道（136）将所述滑动室（132）和大气连通，所述第一通道（134）的横截面积和所述第二通道（136）的横截面积小于所述滑动室（132）的横截面积。

6.如权利要求5所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，所述连通槽（138）设置于所述滑动室（132）的侧壁。

7.如权利要求6所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，所述第一通道（134）的延伸方向和所述第二通道（136）的延伸方向平行设置。

8.如权利要求7所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，所述滑动室（132）的长度的延伸方向与所述第一通道（134）的延伸方向和所述第二通道（136）的延伸方向分别垂直。

9.如权利要求1所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，还包括氢气传感器（160），设置于所述收纳腔体（110）。

10.如权利要求9所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，还包括报警装置（170），与所述氢气传感器（160）电连接。

11.如权利要求10所述的氢气泄露安全防护装置，其特征在于，所述报警装置（170）为报警灯或者报警铃。

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