CN112747249B - 一种储氢合金充氢及活化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储氢合金充氢及活化处理装置,包括容置体,所述容置体的一端设有固定板,所述容置体的内侧从外到内依次设有第一壳体和第二壳体,所述第一壳体内壁和容置体的外壁之间构成真空层,所述第一壳体的内壁与第二壳体外壁之间构成换热腔,所述换热腔通过对称设置的隔板分隔成容积相同的两部分,所述第二壳体的内部设有若干个依次排列的环形换热管。本发明中,通过容置体和第一壳体及之间的真空层构成保温隔热结构,第一壳体和第二壳体之间的换热腔通过隔板进行分隔,进行冷水和热水的交替使用,以满足储氢材料的充气及活化处理。达到储氢材料吸收氢气时放热,释放氢气时吸热的工作要求,并形成自动化控制的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及储氢技术领域,具体为一种储氢合金充氢及活化处理装置。
背景技术
储氢罐充氢操作的程序包括有两种作业程序,一种为活化作业,另一种为充氮作业,所谓活化作业是当储氢罐刚完成制作时,亦即为全新的储氢罐,此时须利用抽真空与充氨气的连续交叉操作方式,使储氢罐合金恢复活性。此外,当储氢合金中毒,导致吸放氢能力下降,亦即与氨气之外的不纯物产生物理性吸附,此时也可利用活化作业,以赶除吸附物质。而充氮作业是当储氢罐氢气消耗后,须送到充氢工厂重新充氢。
由于吸氢和放氢过程中存在大量的热能转换,因此,如何来储存现有的储氢材料,并达到储氢材料吸收氢气时放热,释放氢气时吸热的工作要求,并形成自动化控制,是现阶段需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种储氢合金充氢及活化处理装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种储氢合金充氢及活化处理装置,包括容置体,所述容置体的一端设有固定板,所述容置体的内侧从外到内依次设有第一壳体和第二壳体,所述第一壳体内壁和容置体的外壁之间构成真空层,所述第一壳体的内壁与第二壳体外壁之间构成换热腔,所述换热腔通过对称设置的隔板分隔成容积相同的两部分,所述第二壳体的内部设有若干个依次排列的环形换热管,所述换热管上对称设置的支管均贯穿第二壳体并延伸至对应的腔体内,以使被分割的换热腔连通,所述第二壳体内部中部设置的用于检测温度、压力的传感器,所述传感器的一端穿过容置体和固定板,并与主令控制部电性连接,分隔后的换热腔均通过输送管与外部的蓄热装置连通,分隔后的换热腔内部均设有加热器,所述加热器的一端延伸至容置体另一侧端部,所述容置体与加热器在同一端的位置处设有与第二壳体内侧连通的真空阀。
进一步的,所述第一壳体为一端开口的筒状结构,所述第一壳体的开口端与固定板所在的容置体端部内壁固定连接。
进一步的,所述第二壳体为两端开口的筒状结构,且两端部分别与对应的容置体内壁和第一壳体的内壁固定连接。
进一步的,所述第二壳体和隔板均采用不导热材料的高强度材料。
进一步的,所述容置体与固定板之间设有玻璃棉层。
进一步的,所述蓄热装置包括冷水槽和温水槽,用以供应活化作业时加热所需的温水和充氢作业时冷却所需的冷水。
进一步的,所述真空阀与用于抽真空的泵体配合,以对第二壳体内部进行抽真空操作。
进一步的,所述换热管采用铜材质,且换热管外侧涂有耐腐蚀层。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明中,通过容置体和第一壳体及之间的真空层构成保温隔热结构,第一壳体和第二壳体之间的换热腔通过隔板进行分隔,进行冷水和热水的交替使用,以满足储氢材料的充气及活化处理。达到储氢材料吸收氢气时放热,释放氢气时吸热的工作要求,并形成自动化控制的技术效果。
附图说明
图1为一种储氢合金充氢及活化处理装置的内部结构示意图;
图2为一种储氢合金充氢及活化处理装置中容置体的内部结构示意图;
图3为一种储氢合金充氢及活化处理装置的端部结构示意图;
图4为一种储氢合金充氢及活化处理装置的端部侧视图。
图中:1、容置体;2、固定板;3、第一壳体;4、第二壳体;5、换热腔;6、隔板;7、换热管;8、支管;9、传感器;10、输送管;11、加热器;12、真空阀;13、玻璃棉层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域第一技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:
一种储氢合金充氢及活化处理装置,包括容置体1,容置体1的一端设有固定板2,容置体1的内侧从外到内依次设有第一壳体3和第二壳体4,第一壳体3内壁和容置体1的外壁之间构成真空层,第一壳体3的内壁与第二壳体4外壁之间构成换热腔5,换热腔5通过对称设置的隔板6分隔成容积相同的两部分,第二壳体4的内部设有若干个依次排列的环形换热管7,换热管7上对称设置的支管8均贯穿第二壳体4并延伸至对应的腔体内,以使被分割的换热腔5连通,第二壳体4内部中部设置的用于检测温度、压力的传感器9,传感器9的一端穿过容置体1和固定板2,并与主令控制部电性连接,分隔后的换热腔5均通过输送管10与外部的蓄热装置连通,分隔后的换热腔5内部均设有加热器11,加热器11的一端延伸至容置体1另一侧端部,容置体1与加热器11在同一端的位置处设有与第二壳体4内侧连通的真空阀12。
本方案中,通过容置体1和第一壳体3及之间的真空层构成保温隔热结构,第一壳体3和第二壳体4之间的换热腔5通过隔板6进行分隔,进行冷水和热水的交替使用,以满足储氢材料的充气及活化处理。
在充气时,储氢材料(如LaNi5)处于放热状态,为使储氢材料尽可能多的吸收、存储氢气,故通过换热管7内部流动的冷水带充气过程中产生的热量,吸收热量后的热水通过支管8排入其中一换热腔5中,并与另一通入冷水的换热腔5通过隔板6分隔开,热水再通过对应的输送管10送至蓄热装置中,并将热水单独存储备用,直至整个充气过程完成。
在充气过程中,传感器9实时监测第二壳体4内部的温度,以便及时反馈数据给主令控制部,通过主令控制部对蓄热装置进行调控,使得储氢材料处于适宜的充气状态。
在活化时,储氢材料需要将氢气释放出去,处于吸热状态,此时即可将之前冲气过程中产生的热水,从对应的换热腔5中导入换热管7中,用于给储氢材料升温,为避免热转换过程中热能损失过大,在换热腔5中还设有加热器11,用于给通过的热水再次加热,以达到所需温度。
再此过程中,传感器9实时监测第二壳体4内部的温度,以便及时反馈数据给主令控制部,通过主令控制部对加热器11以及蓄热装置进行调控,使得储氢材料处于适宜的活化状态。
同时,真空阀12与用于抽真空的泵体配合,以对第二壳体4内部进行抽真空操作,用于减少残存与第二壳体4内部的气体,实现对储氢材料的清理,以维持储氢材料的储氢性能。
其中,第一壳体3为一端开口的筒状结构,第一壳体3的开口端与固定板2所在的容置体1端部内壁固定连接,第二壳体4为两端开口的筒状结构,且两端部分别与对应的容置体1内壁和第一壳体3的内壁固定连接,使得第一壳体3和容置体1之间构成较好的保温层,阻隔外部温度对第一壳体3内部的影响。
第二壳体4和隔板6均采用不导热材料的高强度材料,如真空板,隔绝相邻的换热腔5内部的水温互相影响。
容置体1与固定板2之间设有玻璃棉层13,进一步减少容置体1端部的热量散失。
蓄热装置包括冷水槽和温水槽,用以供应活化作业时加热所需的温水和充氢作业时冷却所需的冷水,实现热能的回收及循环使用,节约能源。
真空阀12与用于抽真空的泵体配合,以对第二壳体4内部进行抽真空操作,用于减少残存与第二壳体4内部的气体,实现对储氢材料的清理,以维持储氢材料的储氢性能。
换热管7采用铜材质,且换热管7外侧涂有耐腐蚀层,铜材质具有较好的导热效果,同时表面涂布的耐腐蚀层进一步提高换热管7的使用寿命。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的第一技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种储氢合金充氢及活化处理装置,包括容置体(1),其特征在于:所述容置体(1)的一端设有固定板(2),所述容置体(1)的内侧从外到内依次设有第一壳体(3)和第二壳体(4),所述第一壳体(3)内壁和容置体(1)的外壁之间构成真空层,所述第一壳体(3)的内壁与第二壳体(4)外壁之间构成换热腔(5),所述换热腔(5)通过对称设置的隔板(6)分隔成容积相同的两部分,所述第二壳体(4)的内部设有若干个依次排列的环形换热管(7),所述换热管(7)上对称设置的支管(8)均贯穿第二壳体(4)并延伸至对应的腔体内,以使被分割的换热腔(5)连通,所述第二壳体(4)内部中部设置的用于检测温度、压力的传感器(9),所述传感器(9)的一端穿过容置体(1)和固定板(2),并与主令控制部电性连接,分隔后的换热腔(5)均通过输送管(10)与外部的蓄热装置连通,分隔后的换热腔(5)内部均设有加热器(11),所述加热器(11)的一端延伸至容置体(1)另一侧端部,所述容置体(1)与加热器(11)在同一端的位置处设有与第二壳体(4)内侧连通的真空阀(12);
其中,所述蓄热装置包括冷水槽和温水槽,用以供应活化作业时加热所需的温水和充氢作业时冷却所需的冷水;
所述真空阀(12)与用于抽真空的泵体配合,以对第二壳体(4)内部进行抽真空操作。
2.根据权利要求1所述的一种储氢合金充氢及活化处理装置,其特征在于:所述第一壳体(3)为一端开口的筒状结构,所述第一壳体(3)的开口端与固定板(2)所在的容置体(1)端部内壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种储氢合金充氢及活化处理装置,其特征在于:所述第二壳体(4)为两端开口的筒状结构,且两端部分别与对应的容置体(1)内壁和第一壳体(3)的内壁固定连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种储氢合金充氢及活化处理装置,其特征在于:所述第二壳体(4)和隔板(6)均采用不导热材料的高强度材料。
5.根据权利要求1所述的一种储氢合金充氢及活化处理装置,其特征在于:所述容置体(1)与固定板(2)之间设有玻璃棉层(13)。
6.根据权利要求1所述的一种储氢合金充氢及活化处理装置,其特征在于:所述换热管(7)采用铜材质,且换热管(7)外侧涂有耐腐蚀层。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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