CN111174103A - 防氢气泄露装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防氢气泄露装置，应用于相邻两个氢气管道的连接处。连接处设置有套设在两个氢气管道端部的套管。防氢气泄露装置包括保护壳、储存箱、连通管、加热件和控制装置。保护壳包括容纳腔。保护壳用于容纳套管。储存箱设置于保护壳的顶部。储存箱用于储存隔离材料。隔离材料在升至预设温度后由固态变为液态。连通管的两端分别与容纳腔和储存箱连通。加热件设置于储存箱。控制装置与加热件连接。控制装置用于控制加热件的工作状态。当保护壳内出现氢气泄露时，可以通过控制装置控制加热件加热。液态的隔离材料可以在重力作用下通过连通管进入容纳腔。隔离材料进入容纳腔后可以将套管掩埋密封，提高氢气管道的安全性。

Description

防氢气泄露装置

技术领域

本申请涉及安全领域，特别是涉及一种防氢气泄露装置。

背景技术

氢气具有很高的热值和能量密度，化学反应的产物只有水，是一种理想的储能物质。且氢气是一种重要的清洁能源。

但是，氢气的点火能量很低，是一种极易燃烧爆炸的气体，同时氢气分子量很小，相比其他气体更易泄露和扩散。在氢气存储、运输过程中，若发生氢气泄漏，很难被察觉，在封闭或通风不畅的情况下氢气积聚，遇到明火甚至很小的电火花，都会引发爆炸，具有较大的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种防氢气泄露装置。

一种防氢气泄露装置，应用于相邻两个氢气管道的连接处，所述连接处设置有套设在所述两个氢气管道端部的套管，包括：

保护壳，包括容纳腔，用于容纳所述套管；

储存箱，设置于所述保护壳的顶部，所述储存箱用于储存隔离材料，所述隔离材料在升至预设温度后由固态变为液态；

连通管，所述连通管的两端分别与所述容纳腔和所述储存箱连通；

加热件，设置于所述储存箱；以及

控制装置，与所述加热件连接，用于控制所述加热件的工作状态。

在一个实施例中，由所述储存箱到所述容纳腔的方向，所述连通管的横截面积逐渐减小。

在一个实施例中，所述连通管深入所述容纳腔的一端设置有球形喷嘴。

在一个实施例中，还包括储能器，所述储能器与所述储存箱连通，所述储能器还与所述控制装置连通，所述控制装置用于控制所述储能器向所述储存箱输入气体，以促使所述隔离材料通过所述连接管进入所述容纳腔。

在一个实施例中，还包括气体输送管，所述气体输送管的两端分别与所述储能器和所述储存箱连通；

所述加热件包括两个间隔设置的加热片，所述气体输送管位于两个所述加热片之间。

在一个实施例中，所述加热片为弯折结构，两个所述加热片的弯折方向相互背离。

在一个实施例中，还包括第二开关装置，所述第二开关装置设置于所述气体输送管，所述第二开关装置与所述控制装置连接。

在一个实施例中，还包括氢气传感器，设置于所述容纳腔，所述氢气传感器与所述控制装置连接。

在一个实施例中，还包括第一开关装置，设置于所述连通管，所述第一开关装置与所述控制装置连接。

在一个实施例中，还包括温度传感器，设置于所述储存箱内，所述温度传感器与所述控制装置连接。

在一个实施例中，所述保护壳设置有通气孔。

本申请实施例提供的所述防氢气泄露装置应用于相邻两个氢气管道的连接处。所述连接处设置有套设在所述两个氢气管道端部的套管。所述防氢气泄露装置包括保护壳、储存箱、连通管、加热件和控制装置。所述保护壳包括容纳腔。所述保护壳用于容纳所述套管。所述储存箱设置于所述保护壳的顶部。所述储存箱用于储存隔离材料。所述隔离材料在升至预设温度后由固态变为液态。所述连通管的两端分别与所述容纳腔和所述储存箱连通。所述加热件设置于所述储存箱。所述控制装置与所述加热件连接。所述控制装置用于控制所述加热件的工作状态。当所述保护壳内出现氢气泄露时，可以通过所述控制装置控制所述加热件加热。当所述储存箱内达到一定的温度后，所述隔离材料开始出现相变，即所述隔离材料由固态或者半固态变为液态。液态的所述隔离材料可以在重力作用下通过所述连通管进入所述容纳腔。所述隔离材料进入所述容纳腔后可以将所述套管掩埋密封，从而可以减少氢气进一步泄露，提高所述氢气管道的安全性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的防氢气泄露装置示意图；

图2为本申请另一个实施例提供的防氢气泄露装置示意图；

图3为本申请另一个实施例提供的防氢气泄露装置示意图。

附图标记说明：

防氢气泄露装置 10

氢气管道 110

套管 120

保护壳 210

通气孔 212

容纳腔 220

储存箱 230

隔离材料 240

连通管 250

第一开关装置 252

球形喷嘴 254

加热件 260

加热片 262

控制装置 270

储能器 280

气体输送管 290

第二开关装置 292

氢气传感器 310

温度传感器 320

报警装置 330

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，对本申请的防氢气泄露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防氢气泄露装置10。所述防氢气泄露装置10应用于相邻两个氢气管道110的连接处。所述连接处设置有套设在所述两个氢气管道110端部的套管120。所述防氢气泄露装置10包括保护壳210、储存箱230、连通管250、加热件260和控制装置270。所述保护壳210包括容纳腔220。所述保护壳210用于容纳所述套管120。所述储存箱230设置于所述保护壳210的顶部。所述储存箱230用于储存隔离材料240。所述隔离材料240在升至预设温度后由固态变为液态。所述连通管250的两端分别与所述容纳腔220和所述储存箱230连通。所述加热件260设置于所述储存箱230。所述控制装置270与所述加热件260连接。所述控制装置270用于控制所述加热件260的工作状态。

所述套管120可以为内螺纹管。所述相邻的两个氢气管道110对接端部可以具有外螺纹。通过所述套管120可以将相邻的两个氢气管道110的端部对接。所述保护壳210可以由聚酯材料或者不锈钢材料制成。所述容纳腔220可以容纳所述套管120和所述套管120两端的部分所述氢气管道110。所述储存箱230可以与所述保护壳210间隔设置。所述隔离材料240可以为低熔点的固态或者半固态材料。在一个实施例中，所述隔离材料240可以为含有铋、镉、锡、铅等的低熔点合金。所述加热件260可以为加热丝、加热网等结构。所述控制装置270可以控制所述加热件260是否加热。当所述保护壳210内出现氢气泄露时，可以通过所述控制装置270控制所述加热件260加热。当所述储存箱230内达到一定的温度后，所述隔离材料240开始出现相变，即所述隔离材料240由固态或者半固态变为液态。液态的所述隔离材料240可以在重力作用下通过所述连通管250进入所述容纳腔220。所述隔离材料240进入所述容纳腔220后可以将所述套管120掩埋密封，从而可以减少氢气进一步泄露，提高所述氢气管道110的安全性。

在一个实施例中，所述加热件260可以为贴附于所述储存箱230相对两侧的加热板。

请参见图2，在一个实施例中，由所述储存箱230到所述容纳腔220的方向，所述连通管250的横截面积逐渐减小。因此，液态的所述隔离材料240由所述储存箱230到所述容纳腔220流动时，由于横截面积减小，隔离材料240对管壁的压强越来越大，因此隔离材料240的流速也越来越快，从而增加了所述隔离材料240对所述套管120的冲击力以及所述隔离材料240的流速。当所述隔离材料240喷射到所述套管120的漏气孔时，通过增加冲击力进而增加所述隔离材料240与所述套管120的粘附力，因此能够延缓氢气漏气量，提高密封效果。所述隔离材料240流速提高能够使得所述隔离材料240尽快覆盖所述套管120的表面，减少氢气泄露。待所述隔离材料240填充满所述容纳腔220，达到对所述套管120完全密封的目的。

在一个实施例中，所述连通管250深入所述容纳腔220的一端设置有球形喷嘴254。当所述隔离材料240到达所述球形喷嘴254内部后，所述隔离材料240的流速降低，动能转换为势能。因此所述隔离材料240可以对所述球形喷嘴254的内壁具有较大的压强。所述球形喷嘴254的表面可以设置多个喷射孔。通过所述喷射孔可以向所述套管120的表面均匀喷射所述隔离材料240，从而提高所述隔离材料240的覆盖面积。并且能够使得所述隔离材料240尽快覆盖所述套管120的表面，减少氢气泄露。当所述套管120的表面出现漏气孔时，可以提高所述隔离材料240快速密封所述漏气孔的概率。

在一个实施例中，所述防氢气泄露装置10还包括储能器280。所述储能器280与所述储存箱230连通。所述储能器280还与所述控制装置270连通。所述控制装置270用于控制所述储能器280向所述储存箱230输入气体，以促使所述隔离材料240通过所述连通管250进入所述容纳腔220。所述储能器280可以为空压机，通过空压机可以向所述储存箱230输入高压气体，从而推动所述隔离材料240进入所述容纳腔220。所述储能器280也可以具有腔体。所述腔体内可以储存高压气体。在一个实施例中，所述储能器280也可以为储气囊。通过所述储能器280可以提高所述储存箱230中的隔离材料240流出的速率，进而提高了所述隔离材料240对所述套管120的冲击力，有利于提高所述隔离材料240在所述套管120表面的粘附性。当所述套管120的表面出现缝隙或者漏气孔时，通过提高所述隔离材料240在所述套管120表面的粘附性可以提高所述隔离材料240对所述缝隙或者所述漏气孔的密封强度。通过提高所述隔离材料240流出的速率也可以加快所述隔离材料240充满所述容纳腔220，从而使得所述隔离材料240完全淹没所述套管120，达到对所述套管120完全密封的目的。

请参见图3，在一个实施例中，所述防氢气泄露装置10还包括气体输送管290。所述气体输送管290的两端分别与所述储能器280和所述储存箱230连通。所述加热件260包括两个间隔设置的加热片262。所述气体输送管290位于两个所述加热片262之间。所述气体输送管290可以为树脂或者金属材料。所述两个加热片262可以分别与所述控制装置270连接。通过所述控制装置270可以控制所述两个加热片262的工作状态。所述气体输送管290靠近所述储存箱230的一端可以位于两个所述加热片262之间。位于两个所述加热片262之间的所述隔离材料240由于受到双向的热传导，因此变为液态的速率较快。在所述隔离材料240由固态变为液态的过程中，可以通过所述气体输送管290向两个所述加热片262之间吹气，可以促使该位置的液态的所述隔离材料240向四周流动，进而能够促进液态的所述隔离材料240与边缘位置的固态的所述隔离材料240接触。液态的所述隔离材料240的温度较高，进而加速固态的所述隔离材料240融成液态。

在一个实施例中，也可以在所述隔离材料240完全由固态变为液态后，所述储能器280再通过所述气体输送管290向两个所述加热片262之间吹气，进而可以达到推动所述隔离材料240从所述储存箱230流出的目的。

在一个实施例中，所述加热片262为弯折结构，两个所述加热片262的弯折方向相互背离。因此，相比于所述储存箱230的中心位置，所述加热片262的中部更为靠近所述储存箱230的边缘。而所述储存箱230的中部的所述隔离材料240虽然距离所述加热片262的距离较远，但是可以受到来自两个所述加热片262的加热。因此所述储存箱230中的所述隔离材料240的融化速度可以趋于一致。而两个所述加热片262的两端朝向所述储存箱230的中间相互靠近，因此所述加热片262两端中间部分的所述隔离材料240温度升高的速率更快，可以先变为液态。然后通过所述气体输送管290向两个所述加热片262之间吹气体，可以促使液态的所述隔离材料240向四周流动，进一步提高整个所述隔离材料240的融化速率。

在一个实施例中，所述防氢气泄露装置10还包括氢气传感器310。所述氢气传感器310设置于所述容纳腔220。所述氢气传感器310与所述控制装置270连接。所述氢气传感器310可以感测所述容纳腔220中的氢气含量，并将信号发送至所述控制装置270。当所述容纳腔220中的氢气含量超过预设值时，所述控制装置270可以控制所述加热件260加热，当所述隔离材料240呈液态后进入所述容纳腔220内密封所述套管120。

在一个实施例中，所述防氢气泄露装置10还包括第一开关装置252。所述第一开关装置252设置于所述连通管250。所述第一开关装置252与所述控制装置270连接。当所述容纳腔220中的气体含量超过预设值时，所述控制装置270控制所述第一开关装置252开启，以便于所述隔离材料240进入所述容纳腔220。

在一个实施例中，所述防氢气泄露装置10还包括温度传感器320。所述温度传感器320置于所述储存箱230内。所述温度传感器320与所述控制装置270连接。通过所述温度传感器320可以感测所述隔离材料240的温度。所述控制装置270可以根据所述温度传感器320感测到的温度判断所述隔离材料240状态。当所述隔离材料240的温度达到熔点并仍逐渐升高时，可以判断所述隔离材料240已经变为液态。此时所述控制装置270可以控制所述加热件260降低加热温度或者停止加热。

在一个实施例中，所述保护壳210设置有通气孔212。所述通气孔212可以使所述容纳腔220内的气压和外界大气压相同。因此可以避免由于所述隔离材料240进入所述容纳腔220使得所述容纳腔220内的压强逐渐增大，阻碍所述隔离材料240进入所述容纳腔220。在一个实施例中，所述通气孔212设置于所述容纳腔220的顶端。

在一个实施例中，所述防氢气泄露装置10还包括报警装置330。所述报警装置330与所述控制装置270连接。当所述氢气传感器310感测到的氢气浓度达到预设值时，所述控制装置270控制所述报警装置330报警。在一个实施例中，所述报警装置330可以报警灯或者报警铃。

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)

1.一种防氢气泄露装置，应用于相邻两个氢气管道(110)的连接处，所述连接处设置有套设在所述两个氢气管道(110)端部的套管(120)，其特征在于，包括：

保护壳(210)，包括容纳腔(220)，用于容纳所述套管(120)；

储存箱(230)，设置于所述保护壳(210)的顶部，所述储存箱(230)用于储存隔离材料(240)，所述隔离材料(240)在升至预设温度后由固态变为液态；

连通管(250)，所述连通管(250)的两端分别与所述容纳腔(220)和所述储存箱(230)连通；

加热件(260)，设置于所述储存箱(230)；以及

控制装置(270)，与所述加热件(260)连接，用于控制所述加热件(260)的工作状态。

2.如权利要求1所述的防氢气泄露装置，其特征在于，由所述储存箱(230)到所述容纳腔(220)的方向，所述连通管(250)的横截面积逐渐减小。

3.如权利要求2所述的防氢气泄露装置，其特征在于，所述连通管(250)深入所述容纳腔(220)的一端设置有球形喷嘴(254)。

4.如权利要求1所述的防氢气泄露装置，其特征在于，还包括储能器(280)，所述储能器(280)与所述储存箱(230)连通，所述储能器(280)还与所述控制装置(270)连通，所述控制装置(270)用于控制所述储能器(280)向所述储存箱(230)输入气体，以促使所述隔离材料(240)通过所述连接管(250)进入所述容纳腔(220)。

5.如权利要求4所述的防氢气泄露装置，其特征在于，还包括气体输送管(290)，所述气体输送管(290)的两端分别与所述储能器(280)和所述储存箱(230)连通；

所述加热件(260)包括两个间隔设置的加热片(262)，所述气体输送管(290)位于两个所述加热片(262)之间。

6.如权利要求5所述的防氢气泄露装置，其特征在于，所述加热片(262)为弯折结构，两个所述加热片(262)的弯折方向相互背离。

7.如权利要求5所述的防氢气泄露装置，其特征在于，还包括第二开关装置(292)，所述第二开关装置(292)设置于所述气体输送管(290)，所述第二开关装置(292)与所述控制装置(270)连接。

8.如权利要求1所述的防氢气泄露装置，其特征在于，还包括氢气传感器(310)，设置于所述容纳腔(220)，所述氢气传感器(310)与所述控制装置(270)连接。

9.如权利要求1所述的防氢气泄露装置，其特征在于,还包括第一开关装置(252)，设置于所述连通管(250)，所述第一开关装置(252)与所述控制装置(270)连接。

10.如权利要求1所述的防氢气泄露装置，其特征在于,还包括温度传感器(320)，设置于所述储存箱(230)内，所述温度传感器(320)与所述控制装置(270)连接。

11.如权利要求1所述的防氢气泄露装置，其特征在于,所述保护壳(210)设置有通气孔(212)。

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