CN113154249B - 一种集成型加氢机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成型加氢机，包括：设置壳体内的加氢管路以及设置在壳体外的加氢枪，加氢管路包括：第一、第二、第三加氢管，每条加氢管的两端分别连接至加氢输入管和加氢输出管，每条加氢管上均设置手动控制阀、加氢压力监测管路、气动控制阀，每条加氢压力监测管路均设置有带加氢放散管的加氢安全阀，每个气动控制阀上均连接有仪表气分管，每根仪表气分管上均设置有电动控制阀，电动控制阀与加氢控制模块信号通讯，仪表气分管连接至仪表气输入管；三条加氢管的设计压力及安全阀的泄放压力均相同；加氢输出管上设置有冷却器。本发明优点在于：能确保加氢机始终进行加氢工作，加氢机适用范围广，兼容性好。

Description

一种集成型加氢机
技术领域
本发明涉及加氢站设备技术领域，具体涉及加氢机。
背景技术
目前的加氢站具有多级压力的储氢容器。多级压力的储氢容器中的氢气，最终通过加氢机加入至车辆中的储氢瓶内。目前，加氢站具有高、中、低三级压力的储氢容器。目前的加氢机，结构简单，其主要包括：一条加氢管，加氢管的输出端设置有加氢枪。加氢管的输入端通过顺序控制盘与多级储氢容器连接。
目前的加氢机中只有一条加氢管，一旦该加氢管泄漏，则需要停机检修，从而影响加注。
发明内容
本发明的目的是：提供始终能正常加注的一种集成型加氢机。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种集成型加氢机，包括：壳体，壳体内设置有加氢管路，壳体外设置有加氢枪，壳体内设置有加氢控制模块，加氢管路包括：并联设置的三条加氢管，三条加氢管分别为第一加氢管、第二加氢管和第三加氢管，每条加氢管的输入端和输出端分别连接至加氢输入管和加氢输出管，每条加氢管上顺着输入端向输出端方向均依次设置手动控制阀、带压力表的加氢压力监测管路、气动控制阀，每条加氢压力监测管路均还设置有加氢安全阀，所述的加氢安全阀上还连接有加氢放散管，每个气动控制阀上均连接有仪表气分管，每根仪表气分管上均设置有电动控制阀，每个电动控制阀均与加氢控制模块信号通讯，每根仪表气分管均连接至带仪表气控制阀的仪表气输入管，仪表气输入管与仪表气气源连接；三条加氢管的设计压力以及安全阀的泄放压力均相同；加氢输入管上设置有输入止回阀，加氢输入管与加氢站氢气源相连接；加氢输出管上设置有冷却器，所述的加氢枪设置在加氢输出管的输出端。
进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，三条加氢管采用以下工作模式：第一种工作模式：第一加氢管、第二加氢管、第三加氢管分别对应低、中、高三级压力进行加注，当一路出现故障，另外两路中的任意一路进行替代；第二种工作模式：其中两路加注分别对应中压、高压两级压力加注，另外一路备用。
更进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，加氢输入管上设置有输入压力传感器和输入温度传感器；加氢输出管的输出端设置有输出端压力监测管路、流量计、输出压力传感器、输出温度传感器，输出端压力监测管上设置有输出端压力表和输出端安全阀，所述的输出端安全阀上连接有输出安全阀放散管；加氢输出管的输入端设置有输出管安全阀，输出管安全阀上设置有输出放散管。
进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，壳体的一侧设为操作侧，加氢控制模块包括触摸显示屏，所述的触摸显示屏位于壳体的操作侧，加氢压力监测管路上的压力表也均在位于壳体的操作侧。
进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，每一条加氢管上还设置有进口端止回阀和出口端止回阀，所述的进口端止回阀位于手动控制阀与加氢压力监测管路之间，出口端止回阀位于加氢管的输出端。
更进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，所述的加氢输入管上连接有带吹扫控制阀的吹扫输入管，吹扫输入管与氮气源连接，每一条加氢管上的手动控制阀与进口端止回阀之间均连接有前端吹扫放散支管；每根前端吹扫放散支管上均设置有放散手动控制阀和吹扫放散止回阀；加氢输出管的输入端连接有带输出吹扫手动控制阀与输出吹扫止回阀的输出吹扫放散支管。
进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，冷却器的氢气输入端位置的加氢输出管与冷却器的氢气输出端位置的加氢输出管之间连接有旁通管，旁通管上设置有旁通控制阀；旁通管与冷却器的氢气输入端之间的加氢输出管上设置冷却器输入常开手动控制阀，旁通管与冷却器的氢气输出端之间的加氢输出管上设置有冷却器输出常开手动控制阀。
进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，冷却器的冷却液输入管上设置有冷却液流量调节阀，所述的冷却液流量调节阀与输出温度传感器信号联动。
进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，输出放散管、加氢放散管、前端吹扫放散支管、后端吹扫放散支管均连接至放散集中管。
进一步地，前述的一种集成型加氢机，其中，加氢输出管的输出端设置有拉断阀和加氢软管，加氢枪与加氢软管连接。
本发明的优点是：加氢机中集成了多条加氢管路，三条加氢管路的设计压力以及安全阀的泄放压力均设计成相同，一旦其中一条加氢管路发生故障，另外两条加氢管路则可以替代使用，这能有效确保加氢机始终能进行加氢工作。这样的加氢机能适用于两级压力或三级压力的蓄能器，加氢机适用范围广，兼容性好。
附图说明
图1是本发明所述的一种集成型加氢机的原理示意图。
图2是一种集成型加氢机的外形结构示意图。
实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2所示，一种集成型加氢机，包括：壳体1，壳体1内设置有加氢管路和加氢控制模块3，壳体1外设置有加氢枪2。加氢管路包括：并联设置的三条加氢管4，三条加氢管分别为第一加氢管41、第二加氢管42和第三加氢管43。第一加氢管41、第二加氢管42和第三加氢管43的输入端和输出端分别连接至加氢输入管5和加氢输出管6。
第一加氢管41上顺着输入端向输出端方向均依次设置第一手动控制阀411、带第一压力表4121的第一加氢压力监测管路412、第一气动控制阀413；第二加氢管42上顺着输入端向输出端方向均依次设置第二手动控制阀421、带第二压力表4221的第二加氢压力监测管路422、第二气动控制阀423；第三加氢管43上顺着输入端向输出端方向均依次设置第三手动控制阀431、带第三压力表4321的第三加氢压力监测管路432、第三气动控制阀433。
第一加氢压力监测管路412上设置有第一加氢安全阀4122，第一加氢安全阀4122上设置有第一加氢放散管4123；第二加氢压力监测管路422上设置有第二加氢安全阀4222，第二加氢安全阀4222上设置有第二加氢放散管4223；第三加氢压力监测管路432上设置有第三加氢安全阀4322，第三加氢安全阀4322设置有第三加氢放散管4323。
本实施例中，第一气动控制阀413上连接有第一仪表气分管4131，第一仪表气分管4131上设置有第一电动控制阀4132。第二气动控制阀423上连接有第二仪表气分管4231，第二仪表气分管4231上设置有第二电动控制阀4232。第三气动控制阀433上连接有第三仪表气分管4331，第三仪表气分管4331上设置有第三电动控制阀4332。第一电动控制阀4132、第二电动控制阀4232、第三电动控制阀4332均与加氢控制模块3信号通讯。第一电动控制阀4132、第二电动控制阀4232、第三电动控制阀4332与加氢控制模块3之间均设置有信号线，参见图1中虚线部分。第一仪表气分管4131、第二仪表气分管4231、第三仪表气分管4331均连接至带仪表气控制阀401的仪表气输入管40，仪表气输入管40与仪表气气源连接。
加氢输入管5上设置有输入止回阀51，加氢输入管5与加氢站氢气源相连接，加氢输出管6上设置有冷却器61，所述的加氢枪2设置在加氢输出管6的输出端。具体地，加氢输出管6的输出端连接有拉断阀66和加氢软管67，加氢枪2与加氢软管67连接。
本实施例中，加氢输入管5上还设置有输入压力传感器52和输入温度传感器53。加氢输出管6的输出端设置有输出端压力监测管路62、流量计63、输出压力传感器64、输出温度传感器65。输出端压力监测管路62上设置有输出端压力表621和输出端安全阀622，所述的输出端安全阀622上连接有输出安全阀放散管623。加氢输出管6的输入端设置有输出管安全阀69，输出管安全阀69上设置有输出放散管691。
本实施例中，壳体1的一侧为操作侧10，加氢控制模块3包括触摸显示屏31，所述的触摸显示屏31位于壳体1的操作侧10，第一压力表4121、第二压力表4221、第三压力表4321也均位于壳体1的操作侧10，这便于操作查看。
第一加氢管41上还设置有第一进口端止回阀414和第一出口端止回阀415，所述的第一进口端止回阀414位于第一手动控制阀411与第一加氢压力监测管路412之间，第一出口端止回阀415位于第一加氢管41的输出端。第二加氢管42上还设置有第二进口端止回阀424和第二出口端止回阀425，所述的第二进口端止回阀424位于第二手动控制阀421与第二加氢压力监测管路422之间，第二出口端止回阀425位于第二加氢管42的输出端。第三加氢管43上还设置有第三进口端止回阀434和第三出口端止回阀435，所述的第三进口端止回阀434位于第三手动控制阀431与第三加氢压力监测管路432之间，第三出口端止回阀435位于第三加氢管43的输出端。第一进口端止回阀414、第一出口端止回阀415、第二进口端止回阀424、第二出口端止回阀425、第三进口端止回阀434、第三出口端止回阀435的设置能避免不同压力等级的气体相互干扰。
加氢输入管5上连接有带吹扫控制阀541的吹扫输入管54，吹扫输入管54与氮气源连接。第一加氢管41上的第一手动控制阀411与第一进口端止回阀414之间连接有第一前端吹扫放散支管416，第一前端吹扫放散支管416上设置有第一放散手动控制阀4161和第一吹扫放散止回阀4162。第二加氢管42上的第二手动控制阀421与第二进口端止回阀424之间连接有第二前端吹扫放散支管426，第二前端吹扫放散支管426上设置有第二放散手动控制阀4261和第二吹扫放散止回阀4262。第三加氢管43上的第三手动控制阀431与第三进口端止回阀434之间连接有第三前端吹扫放散支管436，第三前端吹扫放散支管436上设置有第三放散手动控制阀4361和第三吹扫放散止回阀4362。加氢输出管6的输入端连接有带输出吹扫手动控制阀6101和输出吹扫止回阀6102的输出吹扫放散支管610。
冷却器61的氢气输入端601位置的加氢输出管6与冷却器61的氢气输出端602位置的加氢输出管6之间连接有旁通管7，旁通管7上设置有旁通控制阀71。旁通管7与冷却器61的氢气输入端601之间的加氢输出管上设置冷却器输入常开手动控制阀6011，旁通管7与冷却器61的氢气输出端602之间的加氢输出管6上设置有冷却器输出常开手动控制阀6021。冷却器61的冷却液输入管603上设置有冷却液流量调节阀6031，所述的冷却液流量调节阀6031与输出温度传感器65信号联动。
上述的输出安全阀放散管623、输出放散管691、第一加氢放散管4123、第二加氢放散管4223、第三加氢放散管4323、第一前端吹扫放散支管416、第二前端吹扫放散支管426、第三前端吹扫放散支管436、输出吹扫放散支管610等所有放散管均连接至放散集中管100，集中排放。
工作原理介绍：首次启动或返修后首次启动，需要进行氮气吹扫和氢气置换。开启吹扫控制阀541、第一放散手动控制阀4161、第二放散手动控制阀4261、第三放散手动控制阀4361、吹扫手动控制阀6101，氮气源中的氮气则会经对三条加氢管进行吹扫，加氢管内的气体则会分别从第一前端吹扫放散支管416、第二前端吹扫放散支管426、第三前端吹扫放散支管436、以及输出吹扫放散支管610中向外汇聚至放散集中管100中排出。吹扫完毕，第一放散手动控制阀4161、第二放散手动控制阀4261、第三放散手动控制阀4361、吹扫手动控制阀6101都关闭。管路中的止回阀——第一吹扫放散止回阀4162、第二吹扫放散止回阀4262、第三吹扫放散止回阀4362能有效避免低压空气倒流。氮气吹扫也可以根据实际情况，单条管路吹扫。
进行正常工作状态下，第一手动控制阀411、第二手动控制阀421、第三手动控制阀431常开。可进行以下加注模式
第一加氢管加注：加氢控制模块3控制仪表气控制阀401与第一电动控制阀4132得电开启，仪表气气源的仪表气通过仪表气输入管40、第一仪表气分管4131、第一电动控制阀4132，从而使第一气动控制阀413开启。加氢站气源的第一氢气依次经加氢输入管5、第一加氢管41、加氢输出管6的输入端、冷却器61、加氢输出管6的输出端、拉断阀66、加氢软管67、加氢枪2，进行加注。
第一压力表4121实时监测第一加氢管41内的压力，当第一加氢压力监测管路412上的第一压力表4121监测到的超压，则第一加氢安全阀4122开启，第一加氢放散管4123进行泄压排放。
第二加氢管加注：加氢控制模块3控制仪表气控制阀401与第二电动控制阀4232得电开启，仪表气气源的仪表气通过仪表气输入管40、第二仪表气分管4231、第二电动控制阀4232，从而使第二气动控制阀423开启。加氢站气源的第二氢气依次经加氢输入管5、第二加氢管42、加氢输出管6的输入端、冷却器61、加氢输出管6的输出端、拉断阀66、加氢软管67、加氢枪2，进行加注。
第二压力表4221实时监测第二加氢管42内的压力，当第二加氢压力监测管路422上的第二压力表4221监测到超压，则第二加氢安全阀4222开启，第二加氢放散管4223进行泄压。
第三加氢管加注：加氢控制模块3控制仪表气控制阀401与第三电动控制阀4332得电开启，仪表气气源的仪表气通过仪表气输入管40、第三仪表气分管4331、第三电动控制阀4332，从而使第三气动控制阀433开启。加氢站气源的第三氢气依次经加氢输入管5、第三加氢管43、加氢输出管6的输入端、冷却器61、加氢输出管6的输出端、拉断阀66、加氢软管67、加氢枪2，进行加注。
第三压力表4321实时监测第三加氢管43内的压力，当第三加氢压力监测管路432上的第三压力表4321监测到超压，则第三加氢安全阀4322开启，第三加氢放散管4323进行泄压。
加氢时，输出温度传感器65实时监测输出端的氢气温度，由于冷却液流量调节阀6031与输出温度传感器65信号联动，当输出温度传感器65检测到的温度偏高时，则冷却液流量调节阀6031增加开度以加大冷却液流量，从而进一步提高对氢气的冷却效果。当输出温度传感器65检测到的温度偏低时，则冷却液流量调节阀6031减小开度以减小冷却液流量，从而相对降低对氢气的冷却效果。冷却液流量调节阀6031与输出温度传感器65联动，实时调节冷却液流量，这能确保加入至车载储氢瓶内的氢气的温度恒定，同时还能避免能量浪费，有效节能降耗。
当冷却器61发生故障时，可关闭冷却器输入常开手动控制阀6011与冷却器输出常开手动控制阀6021，这样氢气则直接经旁通管7输出，从而确保即便在冷却器61维修时，加氢工作始终能进行。
当获得加氢需求后，加氢枪2与氢燃料电池汽车上的加氢口相连。加氢站的氢气气源进入加氢输入管5，根据车载储氢瓶内氢气的初始压力与温度，确定相应的氢气加注压力以及温度等级。
第一加氢管41、第二加氢管42和第三加氢管43三条加氢管路的设计压力以及安全阀的泄放压力均设计成相同。上述的第一加氢管加注、第二加氢管加注、第三加氢管加注，可以是以下两种工作模式：一、第一加氢管加注、第二加氢管加注、第三加氢管加注分别对应低、中、高三级压力进行加注，当一路出现故障，另外两路中的任意一路均能替代。二、其中两路加注分别对应中压、高压两级压力加注，另外一路备用。这确保加氢机始终能进行加氢工作。
本发明的优点在于：加氢机中集成了多条加氢管路，三条加氢管路的设计压力以及安全阀的泄放压力均设计成相同，一旦其中一条加氢管路发生故障，另外两条加氢管路则可以替代使用，这能有效确保加氢机始终进行加氢工作。这样的加氢机能适用于两级压力或三级压力的蓄能器，加氢机适用范围广，兼容性好。

Claims (7)

1.一种集成型加氢机，包括：壳体，壳体内设置有加氢管路，壳体外设置有加氢枪，其特征在于：壳体内设置有加氢控制模块，加氢管路包括：并联设置的三条加氢管，三条加氢管分别为第一加氢管、第二加氢管和第三加氢管，每条加氢管的输入端和输出端分别连接至加氢输入管和加氢输出管，每条加氢管上顺着输入端向输出端方向均依次设置手动控制阀、带压力表的加氢压力监测管路、气动控制阀，每条加氢压力监测管路均还设置有加氢安全阀，所述的加氢安全阀上还连接有加氢放散管，每个气动控制阀上均连接有仪表气分管，每根仪表气分管上均设置有电动控制阀，每个电动控制阀均与加氢控制模块信号通讯，每根仪表气分管均连接至带仪表气控制阀的仪表气输入管，仪表气输入管与仪表气气源连接；三条加氢管的设计压力以及安全阀的泄放压力均相同；加氢输入管上设置有输入止回阀，加氢输入管与加氢站氢气源相连接；加氢输出管上设置有冷却器，所述的加氢枪设置在加氢输出管的输出端；三条加氢管采用以下工作模式：第一种工作模式：第一加氢管、第二加氢管、第三加氢管分别对应低、中、高三级压力进行加注，当一路出现故障，另外两路中的任意一路进行替代；第二种工作模式：其中两路加注分别对应中压、高压两级压力加注，另外一路备用；加氢输入管上设置有输入压力传感器和输入温度传感器；每一条加氢管上还设置有进口端止回阀和出口端止回阀，所述的进口端止回阀位于手动控制阀与加氢压力监测管路之间，出口端止回阀位于加氢管的输出端；壳体的一侧设为操作侧，加氢控制模块包括触摸显示屏，所述的触摸显示屏位于壳体的操作侧，加氢压力监测管路上的压力表也均在位于壳体的操作侧。
2.根据权利要求1所述的一种集成型加氢机，其特征在于：加氢输出管的输出端设置有输出端压力监测管路、流量计、输出压力传感器、输出温度传感器，输出端压力监测管上设置有输出端压力表和输出端安全阀，所述的输出端安全阀上连接有输出安全阀放散管；加氢输出管的输入端设置有输出管安全阀，输出管安全阀上设置有输出放散管。
3.根据权利要求1或2所述的一种集成型加氢机，其特征在于：所述的加氢输入管上连接有带吹扫控制阀的吹扫输入管，吹扫输入管与氮气源连接，每一条加氢管上的手动控制阀与进口端止回阀之间均连接有前端吹扫放散支管；每根前端吹扫放散支管上均设置有放散手动控制阀和吹扫放散止回阀；加氢输出管的输入端连接有带输出吹扫手动控制阀与输出吹扫止回阀的输出吹扫放散支管。
4.根据权利要求1或2所述的一种集成型加氢机，其特征在于：冷却器的氢气输入端位置的加氢输出管与冷却器的氢气输出端位置的加氢输出管之间连接有旁通管，旁通管上设置有旁通控制阀；旁通管与冷却器的氢气输入端之间的加氢输出管上设置冷却器输入常开手动控制阀，旁通管与冷却器的氢气输出端之间的加氢输出管上设置有冷却器输出常开手动控制阀。
5.根据权利要求4所述的一种集成型加氢机，其特征在于：冷却器的冷却液输入管上设置有冷却液流量调节阀，所述的冷却液流量调节阀与输出温度传感器信号联动。
6.根据权利要求1或2所述的一种集成型加氢机，其特征在于：输出放散管、加氢放散管、前端吹扫放散支管、后端吹扫放散支管均连接至放散集中管。
7.根据权利要求1或2所述的一种集成型加氢机，其特征在于：加氢输出管的输出端设置有拉断阀和加氢软管，加氢枪与加氢软管连接。
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