CN112797319A - 一种加氢系统及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加氢系统及使用方法，属于加氢技术领域。所述加氢系统包括储气罐、备用储气组件和加氢枪，备用储气组件包括蓄能器、第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀，蓄能器中可活动地插装有挡板，以将蓄能器划分为蓄能腔和弹性腔，弹性腔中安装有弹性件，以驱动挡板移动，第一换向阀的第一气口和储气罐的出气口连通，第一换向阀的第二气口与蓄能器的蓄能腔连通，第二换向阀的第一气口和储气罐的出气口连通，第二换向阀的第二气口和加氢枪连通，第三换向阀的第一气口与蓄能器的蓄能腔连通，第三换向阀的第二气口与加氢枪连通。本发明提供的加氢系统不仅能在正常状态下实现加氢作业，还能在应急状态下实现加氢作业。

Description

一种加氢系统及使用方法
技术领域
本发明属于加氢技术领域，更具体地，涉及一种加氢系统及使用方法。
背景技术
随着车辆控制技术领域的逐渐发展，氢燃料电动汽车作为新兴交通工具越来越受到欢迎，氢燃料电动汽车的普及程度在不断上升。节能减排、发展新能源汽车已经成为汽车领域的共识，氢燃料电动汽车的燃料主要来源于氢气，因此加氢系统对于氢燃料电动汽车尤为重要。
相关技术中，常规的加氢系统主要包括储气罐、输送管道和加氢枪，其中，储气罐、输送管道和加氢枪依次连通。储气罐中的氢气压力较高，通过加氢枪可以直接给氢燃料电动汽车加氢。
然而，上述加氢系统在加氢的过程中，储气罐的压力会逐步减小，使得后期储气罐中压力较低或者储气罐出气故障时无法有效加氢，导致无法在应急情况下加氢。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种加氢系统及使用方法，其目的在于在应急情况下仍能实现加氢作业，由此解决在应急情况下无法加氢的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种加氢系统，所述加氢系统包括储气罐、备用储气组件和加氢枪；
所述储气罐的出气口处设置有控制阀，以控制所述储气罐的通断；
所述备用储气组件包括蓄能器、第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀，所述蓄能器中可活动地插装有挡板，以将所述蓄能器划分为蓄能腔和弹性腔，所述弹性腔中安装有弹性件，以驱动所述挡板移动，所述第一换向阀的第一气口和所述储气罐的出气口连通，所述第一换向阀的第二气口与所述蓄能器的所述蓄能腔连通，所述第二换向阀的第一气口和所述储气罐的出气口连通，所述第二换向阀的第二气口和所述加氢枪的进气口连通，所述第三换向阀的第一气口与所述蓄能器的所述蓄能腔连通，所述第三换向阀的第二气口与所述加氢枪的进气口连通。
可选地，所述第一换向阀、所述第二换向阀和所述第三换向阀均为电磁换向阀。
可选地，所述加氢系统还包括控制组件，所述控制组件包括压力传感器和控制器，所述压力传感器用于监测所述储气罐出气口处的压力，所述控制器分别与所述压力传感器、所述第一换向阀、所述第二换向阀和所述第三换向阀电连接。
可选地，所述控制组件还包括报警器，所述报警器与所述控制器电连接。
可选地，所述加氢系统还包括单向阀，所述单向阀的第一气口分别与所述第二换向阀的第二气口、所述第三换向阀的第二气口连通，所述单向阀的第二气口与所述加氢枪的进气口连通。
可选地，所述加氢系统还包括流量计，所述流量计位于所述加氢枪的进气口处，以监测流量。
可选地，所述加氢系统还包括氢气过滤器，所述氢气过滤器的第一气口和所述储气罐的出气口连通，所述氢气过滤器的第二气口分别与所述第一换向阀的第一气口、所述第二换向阀的第一气口连通。
第二方面，本发明提供了一种加氢系统的使用方法，所述使用方法基于第一方面所述的加氢系统，所述使用方法包括：
打开所述控制阀；
将所述第一换向阀置于通路状态，以通过所述储气罐向所述蓄能器的所述蓄能腔充气，充气完成后将所述第一换向阀置于断路状态；
将所述第二换向阀置于通路状态，以通过所述加氢枪向待加氢设备加气，此时储气罐中压力高于阈值，所述加氢系统处于正常状态；
将所述第二换向阀置于断路状态，所述第三换向阀置于通路状态，以通过所述加氢枪向待加氢设备加气，此时所述储气罐中压力不高于所述阈值，所述加氢系统处于应急状态。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本发明实施例提供的一种加氢系统，在使用前，首先，打开控制阀。然后，将第一换向阀置于通路状态，以通过储气罐向蓄能器的蓄能腔充气，充气完成后将第一换向阀置于断路状态，从而将一部分高压氢气存储在蓄能器中（此时弹性件压缩，蓄能腔中的氢气压力较高），以便后续在应急情况下在弹性件的弹力下自动启用。
在正常状态下，将第二换向阀置于通路状态，以通过加氢枪向待加氢设备加气，从而便捷完成加气。
在应急状态下（储气罐中压力较低或者储气罐出气故障时），将述第二换向阀置于断路状态，第三换向阀置于通路状态，从而通过蓄能器的蓄能腔与直接加氢枪连通，此时在弹性件的弹力作用下推动挡板移动，将氢气以一定的压力压出蓄能腔，进而也就能够在应急状态下给待加氢设备进行有效加氢，这样不仅能够应急，且不影响系统的正常加氢作业，还能给相关操作员一段的反应时间来给储气罐进行加压充气。
也就是说，本发明提供的加氢系统不仅能在正常状态下有效实现加氢作业，还能在应急状态下有效实现加氢作业，从而提高加氢系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种加氢系统的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种加氢系统的使用方法的流程图。
图中各符号表示含义如下：
1、储气罐；11、控制阀；2、备用储气组件；21、蓄能器；211、蓄能腔；212、弹性腔；22、第一换向阀；23、第二换向阀；24、第三换向阀；3、加氢枪；4、控制组件；41、压力传感器；42、控制器；43、报警器；5、单向阀；6、流量计；7、氢气过滤器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的一种加氢系统的结构示意图，如图1所示，加氢系统包括储气罐1、备用储气组件2和加氢枪3。
储气罐1的出气口处设置有控制阀11，以控制储气罐1的通断。
备用储气组件2包括蓄能器21、第一换向阀22、第二换向阀23和第三换向阀24，蓄能器21中可活动地插装有挡板，以将蓄能器21划分为蓄能腔211和弹性腔212，弹性腔212中安装有弹性件，以驱动挡板移动，第一换向阀22的第一气口和储气罐1的出气口连通，第一换向阀22的第二气口与蓄能器21的蓄能腔211连通，第二换向阀23的第一气口和储气罐1的出气口连通，第二换向阀23的第二气口和加氢枪3的进气口连通，第三换向阀24的第一气口与蓄能器21的蓄能腔211连通，第三换向阀24的第二气口与加氢枪3的进气口连通。
对于本发明实施例提供的一种加氢系统，在使用前，首先，打开控制阀11。然后，将第一换向阀22置于通路状态，以通过储气罐1向蓄能器21的蓄能腔211充气，充气完成后将第一换向阀22置于断路状态，从而将一部分高压氢气存储在蓄能器21中（此时弹性件压缩，蓄能腔211中的氢气压力较高），以便后续在应急情况下在弹性件的弹力下自动启用。
在正常状态下，将第二换向阀23置于通路状态，以通过加氢枪3向待加氢设备加气，从而便捷完成加气。
在应急状态下（储气罐1中压力较低或者储气罐1出气故障时），将述第二换向阀23置于断路状态，第三换向阀24置于通路状态，从而通过蓄能器21的蓄能腔211与直接加氢枪3连通，此时在弹性件的弹力作用下推动挡板移动，将氢气以一定的压力压出蓄能腔211，进而也就能够在应急状态下给待加氢设备进行有效加氢，这样不仅能够应急，且不影响系统的正常加氢作业，还能给相关操作员一段的反应时间来给储气罐1进行加压充气。
也就是说，本发明提供的加氢系统不仅能在正常状态下有效实现加氢作业，还能在应急状态下有效实现加氢作业，从而提高加氢系统的可靠性。
在本实施例中，第一换向阀22、第二换向阀23和第三换向阀24均为电磁换向阀。
在上述实施方式中，第一换向阀22、第二换向阀23和第三换向阀24均为电磁换向阀便于控制，从而节省人力。
继续参见图1，加氢系统还包括控制组件4，控制组件4包括压力传感器41和控制器42，压力传感器41用于监测储气罐1出气口处的压力，控制器42分别与压力传感器41、第一换向阀22、第二换向阀23和第三换向阀24电连接。
在上述实施方式中，通过压力传感器41和控制器42，能够实现对第一换向阀22、第二换向阀23和第三换向阀24的自动化控制。
示例性地，当压力传感器41检测到储气罐1出气口处出的压力为P1时，此时，控制器42接收压力传感器41的信号，从而控制第一换向阀22的阀芯置于上位（此时第二换向阀23和第三换向阀24处于断路状态），进而实现对蓄能器21的充气。当压力传感器41检测到储气罐1出气口处的压力为P2（P2＜P1）时，控制器42接收压力传感器41的信号，从而控制第一换向阀22的阀芯置于下位，控制第二换向阀23的阀芯置于上位，进而可以通过加氢枪3实现正常加气作业。随着加气作业的进行，当压力传感器41检测到储气罐1出气口处的压力为P3（P3＜P2）时，此时储罐管中氢气的压力不足以有效加氢时，控制器42接收压力传感器41的信号，从而控制第二换向阀23的阀芯置于下位，控制第二换向阀23的阀芯置于上位，进而可以通过蓄能器21中的氢气进行应急状态下的加氢作业。
可选地，控制组件4还包括报警器43，报警器43与控制器42电连接。
在上述实施方式中，报警器43在储气罐1中的压力较小时能够起到报警的效果，从而提醒操作员对储气罐1进行及时加压充气。
示例性地，报警器43可以为蜂鸣器。
在本实施例中，加氢系统还包括单向阀5，单向阀5的第一气口分别与第二换向阀23的第二气口、第三换向阀24的第二气口连通，单向阀5的第二气口与加氢枪3的进气口连通。
在上述实施方式中，单向阀5可以避免氢气回流。
可选地，加氢系统还包括流量计6，流量计6位于加氢枪3的进气口处，从而能够实时监测加氢枪3的加气流量。
可选地，加氢系统还包括氢气过滤器7，氢气过滤器7的第一气口和储气罐1的出气口连通，氢气过滤器7的第二气口分别与第一换向阀22的第一气口、第二换向阀23的第一气口连通。
在上述实施方式中，氢气过滤器7能够对储气罐1中流出的氢气进行过滤净化，避免各阀体受杂质的影响而出现故障问题。
需要说明的是，在本实施例中，本发明的加氢系统中的各阀体之间通过管线连通，且该管线具有耐火特征。
图2是本发明实施例提供的一种加氢系统的使用方法的流程图，如图2所示，该使用方法基于上述的加氢系统，该使用方法包括：
S201、打开控制阀11。
S202、将第一换向阀22置于通路状态，以通过储气罐1向蓄能器21的蓄能腔211充气，充气完成后将第一换向阀22置于断路状态。
需要说明的是，此时第二换向阀23和第三换向阀24处于断路状态（即阀芯处于下位状态）。
S203、将第二换向阀23置于通路状态，以通过加氢枪3向待加氢设备加气。
步骤S203中，储气罐1中压力高于阈值（P3），加氢系统处于正常状态。
S204、将第二换向阀23置于断路状态，第三换向阀24置于通路状态，以通过加氢枪3向待加氢设备加气。
步骤S204中，储气罐1中压力不高于阈值（P3），加氢系统处于应急状态。
对于本发明实施例提供的一种加氢系统的使用方法，首先，打开控制阀11。然后，将第一换向阀22置于通路状态，以通过储气罐1向蓄能器21的蓄能腔211充气，充气完成后将第一换向阀22置于断路状态，从而将一部分高压氢气存储在蓄能器21中（此时弹性件压缩，蓄能腔211中的氢气压力较高），以便后续在应急情况下在弹性件的弹力下自动启用。
接着，在正常状态下，将第二换向阀23置于通路状态，以通过加氢枪3向待加氢设备加气，从而便捷完成加气。
最后，在应急状态下（储气罐1中压力较低或者储气罐1出气故障时），将述第二换向阀23置于断路状态，第三换向阀24置于通路状态，从而通过蓄能器21的蓄能腔211与直接加氢枪3连通，此时在弹性件的弹力作用下推动挡板移动，将氢气以一定的压力压出蓄能腔211，进而也就能够在应急状态下给待加氢设备进行有效加氢，这样不仅能够应急，还能给相关操作员一段的反应时间来给储气罐1进行加压充气。
也就是说，本发明提供的加氢系统的使用方法不仅能在正常状态下有效实现加氢作业，还能在应急状态下有效实现加氢作业，从而提高加氢系统的可靠性。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加氢系统，其特征在于，所述加氢系统包括储气罐（1）、备用储气组件（2）和加氢枪（3）；
所述储气罐（1）的出气口处设置有控制阀（11），以控制所述储气罐（1）的通断；
所述备用储气组件（2）包括蓄能器（21）、第一换向阀（22）、第二换向阀（23）和第三换向阀（24），所述蓄能器（21）中可活动地插装有挡板，以将所述蓄能器（21）划分为蓄能腔（211）和弹性腔（212），所述弹性腔（212）中安装有弹性件，以驱动所述挡板移动，所述第一换向阀（22）的第一气口和所述储气罐（1）的出气口连通，所述第一换向阀（22）的第二气口与所述蓄能器（21）的所述蓄能腔（211）连通，所述第二换向阀（23）的第一气口和所述储气罐（1）的出气口连通，所述第二换向阀（23）的第二气口和所述加氢枪（3）的进气口连通，所述第三换向阀（24）的第一气口与所述蓄能器（21）的所述蓄能腔（211）连通，所述第三换向阀（24）的第二气口与所述加氢枪（3）的进气口连通。
2.根据权利要求1所述的一种加氢系统，其特征在于，所述第一换向阀（22）、所述第二换向阀（23）和所述第三换向阀（24）均为电磁换向阀。
3.根据权利要求2所述的一种加氢系统，其特征在于，所述加氢系统还包括控制组件（4），所述控制组件（4）包括压力传感器（41）和控制器（42），所述压力传感器（41）用于监测所述储气罐（1）出气口处的压力，所述控制器（42）分别与所述压力传感器（41）、所述第一换向阀（22）、所述第二换向阀（23）和所述第三换向阀（24）电连接。
4.根据权利要求3所述的一种加氢系统，其特征在于，所述控制组件（4）还包括报警器（43），所述报警器（43）与所述控制器（42）电连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种加氢系统，其特征在于，所述加氢系统还包括单向阀（5），所述单向阀（5）的第一气口分别与所述第二换向阀（23）的第二气口、所述第三换向阀（24）的第二气口连通，所述单向阀（5）的第二气口与所述加氢枪（3）的进气口连通。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种加氢系统，其特征在于，所述加氢系统还包括流量计（6），所述流量计（6）位于所述加氢枪（3）的进气口处，以监测流量。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种加氢系统，其特征在于，所述加氢系统还包括氢气过滤器（7），所述氢气过滤器（7）的第一气口和所述储气罐（1）的出气口连通，所述氢气过滤器（7）的第二气口分别与所述第一换向阀（22）的第一气口、所述第二换向阀（23）的第一气口连通。
8.一种加氢系统的使用方法，其特征在于，所述使用方法基于权利要求1所述的加氢系统，所述使用方法包括：
打开所述控制阀（11）；
将所述第一换向阀（22）置于通路状态，以通过所述储气罐（1）向所述蓄能器（21）的所述蓄能腔（211）充气，充气完成后将所述第一换向阀（22）置于断路状态；
将所述第二换向阀（23）置于通路状态，以通过所述加氢枪（3）向待加氢设备加气，此时储气罐（1）中压力高于阈值，所述加氢系统处于正常状态；
将所述第二换向阀（23）置于断路状态，所述第三换向阀（24）置于通路状态，以通过所述加氢枪（3）向待加氢设备加气，此时所述储气罐（1）中压力不高于所述阈值，所述加氢系统处于应急状态。
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