CN113175622B - 一种新型压力可调节多级储氢装置 - Google Patents

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Abstract

一种新型压力可调节多级储氢装置，包括底座、围压框架、大储氢罐、若干个小储氢罐、输气管线和六组围压组件，围压框架设置在底座的正上方，围压框架的四周外侧部均通过空气阻尼器固定支撑在底座上，大储氢罐设置在围压框架内，各个小储氢罐均固定安装在大储氢罐内部，输气管线固定安装在大储氢罐的顶部，六组围压组件分别对应安装围压框架上，六组围压组件围成一个包裹紧贴大储氢罐六侧面的围压箱体。本发明设计科学，在大储氢罐中设置多个小储氢罐，并在大储氢罐的六侧面进行围压操作，能够存储低压氢气（不用加围压），存储中压和高压氢气（加围压），能存储更多氢气，设置空气阻尼器，起到减震作用，避免局部阀门或管线出现松动或泄露情况。

Description

一种新型压力可调节多级储氢装置
技术领域
本发明涉及氢气储存技术领域，具体的说，涉及一种新型压力可调节多级储氢装置。
背景技术
氢能源因其泛在、无碳的特点，被认为是解决能源问题的有效途径，据国际氢能委员会统计，氢能能够满足全球能源需要的18以上，氢气以气态方式存在，性质活泼，其储存一直是制约氢能源产业发展的技术瓶颈之一，目前已经商业化的储氢方式包括高压储氢、液氢等多种储氢方式，高压储氢因其技术简单、质量储存密度高而被广泛应用于车载、加氢站的氢气储存。
但现有的储氢装置其设计压力多为固定式的，储存不同压力等级的氢气需要对应的压力等级储氢装置，就会造成储氢装置型号众多，而且氢气输入或输出过程中，由于流体流动造成的装置振动使得局部阀门或管线存在松动泄露的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型压力可调节多级储氢装置，本发明设计科学，在大储氢罐中设置多个小储氢罐，并在大储氢罐的六侧面进行围压操作，能够存储低压氢气（不用加围压），存储中压和高压氢气（加围压），能存储更多氢气，设置空气阻尼器，起到减震作用，避免局部阀门或管线出现松动或泄露情况。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新型压力可调节多级储氢装置，包括底座、围压框架、大储氢罐、若干个小储氢罐、输气管线和六组围压组件，底座的底部四周分别安装有带刹车机构的万向轮，围压框架设置在底座的正上方，围压框架的四周外侧部均通过空气阻尼器固定支撑在底座上，大储氢罐设置在围压框架内，各个小储氢罐均固定安装在大储氢罐内部且均匀排列为上下两层，输气管线固定安装在大储氢罐的顶部并分别与大储氢罐和位于大储氢罐内部上层的各个小储氢罐连接，六组围压组件分别对应安装在大储氢罐六侧面外部的围压框架上，六组围压组件围成一个包裹紧贴大储氢罐六侧面的围压箱体，左右对应相邻的两个小储氢罐的相邻侧壁上均固定安装有第一通气管，两根第一通气管的相邻端通过三通固定连接并与大储氢罐内部连通，各根第一通气管均安装有第一气压平衡装置，上下相邻的两个小储氢罐通过第二通气管连接，各根第二通气管上安装有第二气压平衡装置。
底座的上表面固定设置有若干根竖直导向柱，围压框架的底板上对应开设有若干个上下通透的导孔，各根竖直导向柱分别对应穿过相应的各个导孔，围压框架的底板与各个竖直导向柱之间滑动连接。
四个空气阻尼器的结构相同且圆周阵列设置，左侧的空气阻尼器包括第一阻尼缸体、第二阻尼缸体和减震弹簧，第一阻尼缸体和第二阻尼缸体均竖向设置，第一阻尼缸体的底部通过第一铰接支座铰接在底座的上表面左侧部，第一阻尼缸体的内部滑动设置有第一阻尼活塞，第一阻尼活塞的中心固定连接有竖向设置的阻尼杆，阻尼杆向上穿过第一阻尼缸体的顶板中心并与第一阻尼缸体的顶板之间密封滑动连接，阻尼杆的上端通过第二铰接支座铰接在围压框架的左侧支板外侧面中部，第二阻尼缸体固定安装在第一阻尼缸体的外侧，第二阻尼缸体的内部滑动设置有第二阻尼活塞，第一阻尼缸体和第二阻尼缸体的内部均填充有惰性气体，第一阻尼缸体的内部和第二阻尼缸体的内部通过第三管路连通，阻尼杆的上端部外圆周以及第一阻尼缸体的下侧部外圆周均固定设置有环板，减震弹簧套装在第一阻尼缸体的外部且位于两块环板之间，减震弹簧的上下两端分别与两块环板顶压接触。
大储氢罐内部均匀固定设置有若干块水平间隔板，各块水平间隔板对应各个小储氢罐均匀上下排列设置若干层，水平间隔板上开设有上下通透的卡接孔，各个小储氢罐分别对应卡接装配在各个卡接孔中，下层的各个小储氢罐的底部通过竖直支柱固定支撑在大储氢罐内底板上表面，上层的各个小储氢罐的底部分别对应通过第二通气管支撑连接在下层的各个小储氢罐的顶部。
六组围压组件的结构相同，左侧的围压组件包括围压板和若干个围压液压油缸，围压板与大储氢罐的左侧板左右对应平行且形状相同，围压板的右侧面与大储氢罐的左侧板左侧面紧压贴合接触，各个围压液压油缸均沿左右方向水平设置，各个围压液压油缸上下呈矩阵排列布置，各个围压液压油缸的缸体左端均铰接在围压框架的左侧支板内侧面，各个围压液压油缸的活塞杆右端均铰接在围压板的左侧面。
输气管线包括外输气管，外输气管沿竖向设置，外输气管内同中心设置有内输气管，外输气管上设置有第一球阀和若干根分支输气管，内输气管的上端和各根分支输气管的上端均位于第一球阀的下方，内输气管上设置有电子球阀，外输气管的下端和内输气管的下端均向下穿过上侧的围压板中部并固定连接在大储氢罐的顶板上表面中部，大储氢罐的顶板中部开设有与内输气管的下端上下对应的注气孔，各根分支输气管分别对应设置在上层的各个小储氢罐上方，各根分支输气管的下端均向下穿过上侧的围压板和大储氢罐的顶板并分别固定连接在上层的各个小储氢罐的顶板上，两根分支弯管的下端分别对应与各根分支输气管的上端连接，各根分支输气管上均设置有第二球阀。
左侧的第一气压平衡装置包括第一阀体和旋转活塞，第一阀体固定安装在第一通气管上，第一阀体开设有左右通透且与第一通气管内部连通的管柱型通道，旋转活塞为圆板结构且所在平面沿竖向设置，旋转活塞转动设置在管柱型通道内，旋转活塞的直径与管柱型通道的内径相同，旋转活塞的顶部和底部象限点均一体成型固定连接有旋转轴，上侧的旋转轴向上穿过第一阀体的顶板并与第一阀体的顶板转动连接，下侧的旋转轴向下穿过第一阀体的底板并与第一阀体的底板转动连接，第一阀体的顶部和底部均设置有压差弹性恢复组件，上侧的压差弹性恢复组件与上侧的旋转轴的上端传动连接，下侧的压差弹性恢复组件与下侧的旋转轴的下端传动连接，第一阀体的内壁前侧部和后侧部均固定设置有弧形限位块，前侧的弧形限位块位于旋转活塞的左侧并与旋转活塞的左侧面前侧边缘部接触，后侧的弧形限位块位于旋转活塞的右侧并与旋转活塞的右侧面后侧边缘部接触。
两组压差弹性恢复组件结构相同且上下对称设置，上侧的压差弹性恢复组件包括两个竖直支座、两根水平导杆和一块旋转块，两个竖直支座左右并排固定安装在第一阀体的顶部，两根水平导杆均沿左右方向水平设置，两根水平导杆的两端分别固定安装在两个竖直支座上，两根水平导杆前后并排设置，旋转块沿前后方向竖向设置，旋转块上开设有两条左右通透且前后并排设置的长孔，长孔的长度方向沿前后方向设置，两根水平导杆分别对应穿过两条长孔，后侧的水平导杆上套装有压设在左侧的竖直支座与旋转块的左侧面后侧部之间的第一压缩弹簧，前侧的水平导杆上套装有压设在右侧的竖直支座与旋转块的右侧面前侧部之间的第二压缩弹簧，第一压缩弹簧的截面直径小于第二压缩弹簧的截面直径，第一压缩弹簧的弹力小于第二压缩弹簧的弹力，旋转块的底部与上侧的旋转轴的上端铰接。
第二气压平衡装置包括第二阀体和阀塞，第二阀体为长方体箱体结构，第二阀体的前侧和后侧均敞口，第二阀体的前侧和后侧均通过若干根螺钉固定连接有端盖，第二阀体固定安装在第二通气管上，第二阀体的内中部沿竖向一体成型有长方体阀块，长方体阀块将第二阀体内部前后分隔为两个腔室，长方体阀块的中部沿竖向开设有上下通透且与第二通气管上下对应的第一通孔，长方体阀块的中部沿前后水平方向开设有前后通透且与第一通孔连通的阀孔，阀塞为长方体柱结构，阀孔的截面形状与阀塞的截面形状相同，阀塞沿前后方向水平滑动安装在阀孔中，阀塞的中部沿竖向开设有两条前后并排设置且上下通透的第二通孔，两条第二通孔的间距大于第一通孔的内径且小于阀块在前后方向上的尺寸，阀塞的前端向前伸入前侧的腔室，阀塞的后端向后伸入后侧的腔室，阀塞的前端和后端均一体成型固定设置有导向滑块，前侧的导向滑块对应滑动设置在前侧的腔室内，后侧的导向滑块对应滑动设置在后侧的腔室内，前侧的端盖的后侧面中部和后侧的端盖的前侧面中部均一体成型固定设置有限位导柱，前侧的导向滑块的前侧面中部和后侧的导向滑块的后侧面中部均开设有限位盲孔，前侧的限位导柱的后端对应插接在前侧的限位盲孔中，后侧的限位导柱的前端对应插接在后侧的限位盲孔中，两根限位导柱上均套装有第三压缩弹簧，前侧的第三压缩弹簧压设在前侧的导向滑块和前侧的端盖之间，后侧的第三压缩弹簧压设在后侧的导向滑块和后侧的端盖之间，第二通气管的后侧壁上侧部与第一阀体的顶板后侧部之间以及第二通气管的前侧壁下侧部与第一阀体的底板前侧部之间均固定连接有第三通气管，上侧的小储氢罐与后侧的腔室通过后上侧的第三通气管连通，下侧的小储氢罐与前侧的腔室通过前下侧的第三通气管连通。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的工作原理为：当向大储氢罐和各个小储氢罐内存储氢气时，首先将第一球阀、电子球阀和各个第二球阀打开，外输气管的进口接高压氢气气源，氢气通过外输气管和内输气管进入大储氢罐中，同时氢气通过各根分支输气管进入上层的各个小储氢罐中，上层的小储氢罐中的压力与下层的小储氢罐中的压力之差大于第三压缩弹簧的弹力时，上层的小储氢罐中的氢气进入相应第一阀体内后侧的腔室中推动相应的导向滑块带动阀塞向前移动，使后侧的第二通孔与第一通孔上下对应连通，则上层的小储氢罐中的氢气便会进入下层的小储氢罐中，如此，大储氢罐和各个小储氢罐中的氢气压力随着氢气的注入慢慢增大，大储氢罐采用低压力等级的材质制作，当大储氢罐和各个小储氢罐中的氢气压力达到低压力等级的额定值时，启动各个围压液压油缸，使各个围压液压油缸的活塞杆伸出，驱使各块围压板分别紧压大储氢罐的六侧面，实现对大储氢罐的六侧面施加围压，围压压力慢慢增大，大储氢罐内部的氢气压力与围压压力之差保持恒定且满足小于大储氢罐强度等级要求，随着围压压力增大，使大储氢罐中的氢气压力慢慢增大，实现对低、中、高压力等级氢气的储存，当大储氢罐中的氢气压力达到规定的最大值时，各个小储氢罐中存储的氢气压力与大储氢罐中的压力基本相同，则各个小储氢罐内外压力基本平衡，此时，关闭电子球阀，使氢气继续通过各根分支输气管向各个小储氢罐中注入，各个小储氢罐中的氢气压力继续慢慢增大，当小储氢罐中的氢气压力与大储氢罐中的氢气压力之差大于第二压缩弹簧与第一压缩弹簧的弹力之差时，则小储氢罐中的氢气推动相应的旋转活塞转动，使小储氢罐与大储氢罐连通，小储氢罐中的氢气逸出大储氢罐，确保小储氢罐中的氢气压力与大储氢罐中的氢气压力之差满足小储氢罐强度等级要求，关闭各个第二球阀，如此使小储氢罐内部压力等级更高，使小储氢罐中存储更多氢气，氢气输入的整个过程中，大储氢罐和各个小储氢罐内部压力波动小，压差平稳，不存在局部压差过大的情况，保证了大储氢罐和各个小储氢罐的机械强度，同时在围压框架的四周外部设置空气阻尼器，起到减震作用，有效缓冲了输气过程中由于气体流动造成的整个装置振动情况，避免局部阀门或管线出现松动或泄露情况；底座的底部四周分别安装有带刹车机构的万向轮，如此，能够方便将整个装置移动至所需工作场所，移动到位后可以及时固定，避免整个装置发生移动。
本发明设计科学，在大储氢罐中设置多个小储氢罐，并在大储氢罐的六侧面进行围压操作，能够存储低压氢气（不用加围压），存储中压和高压氢气（加围压），能存储更多氢气，设置空气阻尼器，起到减震作用，避免局部阀门或管线出现松动或泄露情况。
附图说明
图1是本发明的轴测图一。
图2是本发明的轴测图二。
图3是本发明的整体剖视图。
图4是本发明的大储氢罐的轴测图。
图5是本发明的大储氢罐的内部结构示意图。
图6是本发明的大储氢罐的内部结构剖视图。
图7是本发明的空气阻尼器的结构示意图。
图8是本发明的空气阻尼器的剖视图。
图9是本发明的第一气压平衡装置的外部结构示意图。
图10是本发明的第一气压平衡装置的内部结构示意图。
图11是本发明的第二气压平衡装置的外部结构示意图。
图12是本发明的第一气压平衡装置的内部结构示意图。
图13是图3中的A处局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1-图13所示，一种新型压力可调节多级储氢装置，包括底座1、围压框架2、大储氢罐3、若干个小储氢罐4、输气管线和六组围压组件，底座1的底部四周分别安装有带刹车机构的万向轮5，围压框架2设置在底座1的正上方，围压框架2的四周外侧部均通过空气阻尼器固定支撑在底座1上，大储氢罐3设置在围压框架2内，各个小储氢罐4均固定安装在大储氢罐3内部且均匀排列为上下两层，输气管线固定安装在大储氢罐3的顶部并分别与大储氢罐3和位于大储氢罐3内部上层的各个小储氢罐4连接，六组围压组件分别对应安装在大储氢罐3六侧面外部的围压框架2上，六组围压组件围成一个包裹紧贴大储氢罐3六侧面的围压箱体，左右对应相邻的两个小储氢罐4的相邻侧壁上均固定安装有第一通气管6，两根第一通气管6的相邻端通过三通7固定连接并与大储氢罐3内部连通，各根第一通气管6均安装有第一气压平衡装置，上下相邻的两个小储氢罐4通过第二通气管8连接，各根第二通气管8上安装有第二气压平衡装置。
底座1的上表面固定设置有若干根竖直导向柱9，围压框架2的底板上对应开设有若干个上下通透的导孔，各根竖直导向柱9分别对应穿过相应的各个导孔，围压框架2的底板与各个竖直导向柱9之间滑动连接。
四个空气阻尼器的结构相同且圆周阵列设置，左侧的空气阻尼器包括第一阻尼缸体10、第二阻尼缸体11和减震弹簧12，第一阻尼缸体10和第二阻尼缸体11均竖向设置，第一阻尼缸体10的底部通过第一铰接支座13铰接在底座1的上表面左侧部，第一阻尼缸体10的内部滑动设置有第一阻尼活塞14，第一阻尼活塞14的中心固定连接有竖向设置的阻尼杆15，阻尼杆15向上穿过第一阻尼缸体10的顶板中心并与第一阻尼缸体10的顶板之间密封滑动连接，阻尼杆15的上端通过第二铰接支座16铰接在围压框架2的左侧支板外侧面中部，第二阻尼缸体11固定安装在第一阻尼缸体10的外侧，第二阻尼缸体11的内部滑动设置有第二阻尼活塞17，第一阻尼缸体10和第二阻尼缸体11的内部均填充有惰性气体，第一阻尼缸体10的内部和第二阻尼缸体11的内部通过第三管路连通，阻尼杆15的上端部外圆周以及第一阻尼缸体10的下侧部外圆周均固定设置有环板18，减震弹簧12套装在第一阻尼缸体10的外部且位于两块环板18之间，减震弹簧12的上下两端分别与两块环板18顶压接触。
大储氢罐3内部均匀固定设置有若干块水平间隔板19，各块水平间隔板19对应各个小储氢罐4均匀上下排列设置若干层，水平间隔板19上开设有上下通透的卡接孔，各个小储氢罐4分别对应卡接装配在各个卡接孔中，下层的各个小储氢罐4的底部通过竖直支柱20固定支撑在大储氢罐3内底板上表面，上层的各个小储氢罐4的底部分别对应通过第二通气管8支撑连接在下层的各个小储氢罐4的顶部。
六组围压组件的结构相同，左侧的围压组件包括围压板21和若干个围压液压油缸22，围压板21与大储氢罐3的左侧板左右对应平行且形状相同，围压板21的右侧面与大储氢罐3的左侧板左侧面紧压贴合接触，各个围压液压油缸22均沿左右方向水平设置，各个围压液压油缸22上下呈矩阵排列布置，各个围压液压油缸22的缸体左端均铰接在围压框架2的左侧支板内侧面，各个围压液压油缸22的活塞杆右端均铰接在围压板21的左侧面。
输气管线包括外输气管23，外输气管23沿竖向设置，外输气管23内同中心设置有内输气管49，外输气管23上设置有第一球阀24和若干根分支输气管25，内输气管49的上端和各根分支输气管25的上端均位于第一球阀24的下方，内输气管49上设置有电子球阀26，外输气管23的下端和内输气管49的下端均向下穿过上侧的围压板21中部并固定连接在大储氢罐3的顶板上表面中部，大储氢罐3的顶板中部开设有与内输气管49的下端上下对应的注气孔50，各根分支输气管25分别对应设置在上层的各个小储氢罐4上方，各根分支输气管25的下端均向下穿过上侧的围压板21和大储氢罐3的顶板并分别固定连接在上层的各个小储氢罐4的顶板上，两根分支弯管的下端分别对应与各根分支输气管25的上端连接，各根分支输气管25上均设置有第二球阀27。
左侧的第一气压平衡装置包括第一阀体28和旋转活塞29，第一阀体28固定安装在第一通气管6上，第一阀体28开设有左右通透且与第一通气管6内部连通的管柱型通道，旋转活塞29为圆板结构且所在平面沿竖向设置，旋转活塞29转动设置在管柱型通道内，旋转活塞29的直径与管柱型通道的内径相同，旋转活塞29的顶部和底部象限点均一体成型固定连接有旋转轴30，上侧的旋转轴30向上穿过第一阀体28的顶板并与第一阀体28的顶板转动连接，下侧的旋转轴30向下穿过第一阀体28的底板并与第一阀体28的底板转动连接，第一阀体28的顶部和底部均设置有压差弹性恢复组件，上侧的压差弹性恢复组件与上侧的旋转轴30的上端传动连接，下侧的压差弹性恢复组件与下侧的旋转轴30的下端传动连接，第一阀体28的内壁前侧部和后侧部均固定设置有弧形限位块31，前侧的弧形限位块31位于旋转活塞29的左侧并与旋转活塞29的左侧面前侧边缘部接触，后侧的弧形限位块31位于旋转活塞29的右侧并与旋转活塞29的右侧面后侧边缘部接触。
两组压差弹性恢复组件结构相同且上下对称设置，上侧的压差弹性恢复组件包括两个竖直支座32、两根水平导杆33和一块旋转块34，两个竖直支座32左右并排固定安装在第一阀体28的顶部，两根水平导杆33均沿左右方向水平设置，两根水平导杆33的两端分别固定安装在两个竖直支座32上，两根水平导杆33前后并排设置，旋转块34沿前后方向竖向设置，旋转块34上开设有两条左右通透且前后并排设置的长孔35，长孔35的长度方向沿前后方向设置，两根水平导杆33分别对应穿过两条长孔35，后侧的水平导杆33上套装有压设在左侧的竖直支座32与旋转块34的左侧面后侧部之间的第一压缩弹簧36，前侧的水平导杆33上套装有压设在右侧的竖直支座32与旋转块34的右侧面前侧部之间的第二压缩弹簧37，第一压缩弹簧36的截面直径小于第二压缩弹簧37的截面直径，第一压缩弹簧36的弹力小于第二压缩弹簧37的弹力，旋转块34的底部与上侧的旋转轴30的上端铰接。
第二气压平衡装置包括第二阀体38和阀塞39，第二阀体38为长方体箱体结构，第二阀体38的前侧和后侧均敞口，第二阀体38的前侧和后侧均通过若干根螺钉固定连接有端盖40，第二阀体38固定安装在第二通气管8上，第二阀体38的内中部沿竖向一体成型有长方体阀块41，长方体阀块41将第二阀体38内部前后分隔为两个腔室42，长方体阀块41的中部沿竖向开设有上下通透且与第二通气管8上下对应的第一通孔43，长方体阀块41的中部沿前后水平方向开设有前后通透且与第一通孔43连通的阀孔，阀塞39为长方体柱结构，阀孔的截面形状与阀塞39的截面形状相同，阀塞39沿前后方向水平滑动安装在阀孔中，阀塞39的中部沿竖向开设有两条前后并排设置且上下通透的第二通孔44，两条第二通孔44的间距大于第一通孔43的内径且小于阀块在前后方向上的尺寸，阀塞39的前端向前伸入前侧的腔室42，阀塞39的后端向后伸入后侧的腔室42，阀塞39的前端和后端均一体成型固定设置有导向滑块45，前侧的导向滑块45对应滑动设置在前侧的腔室42内，后侧的导向滑块45对应滑动设置在后侧的腔室42内，前侧的端盖40的后侧面中部和后侧的端盖40的前侧面中部均一体成型固定设置有限位导柱46，前侧的导向滑块45的前侧面中部和后侧的导向滑块45的后侧面中部均开设有限位盲孔，前侧的限位导柱46的后端对应插接在前侧的限位盲孔中，后侧的限位导柱46的前端对应插接在后侧的限位盲孔中，两根限位导柱46上均套装有第三压缩弹簧47，前侧的第三压缩弹簧47压设在前侧的导向滑块45和前侧的端盖40之间，后侧的第三压缩弹簧47压设在后侧的导向滑块45和后侧的端盖40之间，第二通气管8的后侧壁上侧部与第一阀体28的顶板后侧部之间以及第二通气管8的前侧壁下侧部与第一阀体28的底板前侧部之间均固定连接有第三通气管48，上侧的小储氢罐4与后侧的腔室42通过后上侧的第三通气管48连通，下侧的小储氢罐4与前侧的腔室42通过前下侧的第三通气管48连通。
本发明的工作原理为：当向大储氢罐3和各个小储氢罐4内存储氢气时，首先将第一球阀24、电子球阀26和各个第二球阀27打开，外输气管23的进口接高压氢气气源，氢气通过外输气管23和内输气管49进入大储氢罐3中，同时氢气通过各根分支输气管25进入上层的各个小储氢罐4中，上层的小储氢罐4中的压力与下层的小储氢罐4中的压力之差大于第三压缩弹簧47的弹力时，上层的小储氢罐4中的氢气进入相应第一阀体28内后侧的腔室42中推动相应的导向滑块45带动阀塞39向前移动，使后侧的第二通孔44与第一通孔43上下对应连通，则上层的小储氢罐4中的氢气便会进入下层的小储氢罐4中，如此，大储氢罐3和各个小储氢罐4中的氢气压力随着氢气的注入慢慢增大，大储氢罐3采用低压力等级的材质制作，当大储氢罐3和各个小储氢罐4中的氢气压力达到低压力等级的额定值时，启动各个围压液压油缸22，使各个围压液压油缸22的活塞杆伸出，驱使各块围压板21分别紧压大储氢罐3的六侧面，实现对大储氢罐3的六侧面施加围压，围压压力慢慢增大，大储氢罐3内部的氢气压力与围压压力之差保持恒定且满足小于大储氢罐3强度等级要求，随着围压压力增大，使大储氢罐3中的氢气压力慢慢增大，实现对低、中、高压力等级氢气的储存，当大储氢罐3中的氢气压力达到规定的最大值时，各个小储氢罐4中存储的氢气压力与大储氢罐3中的压力基本相同，则各个小储氢罐4内外压力基本平衡，此时，关闭电子球阀26，使氢气继续通过各根分支输气管25向各个小储氢罐4中注入，各个小储氢罐4中的氢气压力继续慢慢增大，当小储氢罐4中的氢气压力与大储氢罐3中的氢气压力之差大于第二压缩弹簧37与第一压缩弹簧36的弹力之差时，则小储氢罐4中的氢气推动相应的旋转活塞29转动，使小储氢罐4与大储氢罐3连通，小储氢罐4中的氢气逸出大储氢罐3，确保小储氢罐4中的氢气压力与大储氢罐3中的氢气压力之差满足小储氢罐4强度等级要求，关闭各个第二球阀27，如此使小储氢罐4内部压力等级更高，使小储氢罐4中存储更多氢气，氢气输入的整个过程中，大储氢罐3和各个小储氢罐4内部压力波动小，压差平稳，不存在局部压差过大的情况，保证了大储氢罐3和各个小储氢罐4的机械强度，同时在围压框架2的四周外部设置空气阻尼器，有效缓冲了输气过程中由于气体流动造成的整个装置振动情况，避免局部阀门或管线出现松动或泄露情况；底座1的底部四周分别安装有带刹车机构的万向轮5，如此，能够方便将整个装置移动至所需工作场所，移动到位后可以及时固定，避免整个装置发生移动。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种压力可调节多级储氢装置，其特征在于：包括底座、围压框架、大储氢罐、若干个小储氢罐、输气管线和六组围压组件，底座的底部四周分别安装有带刹车机构的万向轮，围压框架设置在底座的正上方，围压框架的四周外侧部均通过空气阻尼器固定支撑在底座上，大储氢罐设置在围压框架内，各个小储氢罐均固定安装在大储氢罐内部且均匀排列为上下两层，输气管线固定安装在大储氢罐的顶部并分别与大储氢罐和位于大储氢罐内部上层的各个小储氢罐连接，六组围压组件分别对应安装在大储氢罐六侧面外部的围压框架上，六组围压组件围成一个包裹紧贴大储氢罐六侧面的围压箱体，左右对应相邻的两个小储氢罐的相邻侧壁上均固定安装有第一通气管，两根第一通气管的相邻端通过三通固定连接并与大储氢罐内部连通，各根第一通气管均安装有第一气压平衡装置，上下相邻的两个小储氢罐通过第二通气管连接，各根第二通气管上安装有第二气压平衡装置；
底座的上表面固定设置有若干根竖直导向柱，围压框架的底板上对应开设有若干个上下通透的导孔，各根竖直导向柱分别对应穿过相应的各个导孔，围压框架的底板与各个竖直导向柱之间滑动连接；
四个空气阻尼器的结构相同且圆周阵列设置，左侧的空气阻尼器包括第一阻尼缸体、第二阻尼缸体和减震弹簧，第一阻尼缸体和第二阻尼缸体均竖向设置，第一阻尼缸体的底部通过第一铰接支座铰接在底座的上表面左侧部，第一阻尼缸体的内部滑动设置有第一阻尼活塞，第一阻尼活塞的中心固定连接有竖向设置的阻尼杆，阻尼杆向上穿过第一阻尼缸体的顶板中心并与第一阻尼缸体的顶板之间密封滑动连接，阻尼杆的上端通过第二铰接支座铰接在围压框架的左侧支板外侧面中部，第二阻尼缸体固定安装在第一阻尼缸体的外侧，第二阻尼缸体的内部滑动设置有第二阻尼活塞，第一阻尼缸体和第二阻尼缸体的内部均填充有惰性气体，第一阻尼缸体的内部和第二阻尼缸体的内部通过第三管路连通，阻尼杆的上端部外圆周以及第一阻尼缸体的下侧部外圆周均固定设置有环板，减震弹簧套装在第一阻尼缸体的外部且位于两块环板之间，减震弹簧的上下两端分别与两块环板顶压接触；
大储氢罐内部均匀固定设置有若干块水平间隔板，各块水平间隔板对应各个小储氢罐均匀上下排列设置若干层，水平间隔板上开设有上下通透的卡接孔，各个小储氢罐分别对应卡接装配在各个卡接孔中，下层的各个小储氢罐的底部通过竖直支柱固定支撑在大储氢罐内底板上表面，上层的各个小储氢罐的底部分别对应通过第二通气管支撑连接在下层的各个小储氢罐的顶部；
六组围压组件的结构相同，左侧的围压组件包括围压板和若干个围压液压油缸，围压板与大储氢罐的左侧板左右对应平行且形状相同，围压板的右侧面与大储氢罐的左侧板左侧面紧压贴合接触，各个围压液压油缸均沿左右方向水平设置，各个围压液压油缸上下呈矩阵排列布置，各个围压液压油缸的缸体左端均铰接在围压框架的左侧支板内侧面，各个围压液压油缸的活塞杆右端均铰接在围压板的左侧面；
输气管线包括外输气管，外输气管沿竖向设置，外输气管内同中心设置有内输气管，外输气管上设置有第一球阀和若干根分支输气管，内输气管的上端和各根分支输气管的上端均位于第一球阀的下方，内输气管上设置有电子球阀，外输气管的下端和内输气管的下端均向下穿过上侧的围压板中部并固定连接在大储氢罐的顶板上表面中部，大储氢罐的顶板中部开设有与内输气管的下端上下对应的注气孔，各根分支输气管分别对应设置在上层的各个小储氢罐上方，各根分支输气管的下端均向下穿过上侧的围压板和大储氢罐的顶板并分别固定连接在上层的各个小储氢罐的顶板上，两根分支弯管的下端分别对应与各根分支输气管的上端连接，各根分支输气管上均设置有第二球阀。
2.根据权利要求1所述的压力可调节多级储氢装置，其特征在于：左侧的第一气压平衡装置包括第一阀体和旋转活塞，第一 阀体固定安装在第一通气管上，第一阀体开设有左右通透且与第一通气管内部连通的管柱型通道，旋转活塞为圆板结构且所在平面沿竖向设置，旋转活塞转动设置在管柱型通道内，旋转活塞的直径与管柱型通道的内径相同，旋转活塞的顶部和底部象限点均一体成型固定连接有旋转轴，上侧的旋转轴向上穿过第一阀体的顶板并与第一阀体的顶板转动连接，下侧的旋转轴向下穿过第一阀体的底板并与第一阀体的底板转动连接，第一阀体的顶部和底部均设置有压差弹性恢复组件，上侧的压差弹性恢复组件与上侧的旋转轴的上端传动连接，下侧的压差弹性恢复组件与下侧的旋转轴的下端传动连接，第一阀体的内壁前侧部和后侧部均固定设置有弧形限位块，前侧的弧形限位块位于旋转活塞的左侧并与旋转活塞的左侧面前侧边缘部接触，后侧的弧形限位块位于旋转活塞的右侧并与旋转活塞的右侧面后侧边缘部接触。
3.根据权利要求2所述的压力可调节多级储氢装置，其特征在于：两组压差弹性恢复组件结构相同且上下对称设置，上侧的压差弹性恢复组件包括两个竖直支座、两根水平导杆和一块旋转块，两个竖直支座左右并排固定安装在第一阀体的顶部，两根水平导杆均沿左右方向水平设置，两根水平导杆的两端分别固定安装在两个竖直支座上，两根水平导杆前后并排设置，旋转块沿前后方向竖向设置，旋转块上开设有两条左右通透且前后并排设置的长孔，长孔的长度方向沿前后方向设置，两根水平导杆分别对应穿过两条长孔，后侧的水平导杆上套装有压设在左侧的竖直支座与旋转块的左侧面后侧部之间的第一压缩弹簧，前侧的水平导杆上套装有压设在右侧的竖直支座与旋转块的右侧面前侧部之间的第二压缩弹簧，第一压缩弹簧的截面直径小于第二压缩弹簧的截面直径，第一压缩弹簧的弹力小于第二压缩弹簧的弹力，旋转块的底部与上侧的旋转轴的上端铰接。
4.根据权利要求3所述的压力可调节多级储氢装置，其特征在于：第二气压平衡装置包括第二阀体和阀塞，第二阀体为长方体箱体结构，第二阀体的前侧和后侧均敞口，第二阀体的前侧和后侧均通过若干根螺钉固定连接有端盖，第二阀体固定安装在第二通气管上，第二阀体的内中部沿竖向一体成型有长方体阀块，长方体阀块将第二阀体内部前后分隔为两个腔室，长方体阀块的中部沿竖向开设有上下通透且与第二通气管上下对应的第一通孔，长方体阀块的中部沿前后水平方向开设有前后通透且与第一通孔连通的阀孔，阀塞为长方体柱结构，阀孔的截面形状与阀塞的截面形状相同，阀塞沿前后方向水平滑动安装在阀孔中，阀塞的中部沿竖向开设有两条前后并排设置且上下通透的第二通孔，两条第二通孔的间距大于第一通孔的内径且小于阀块在前后方向上的尺寸，阀塞的前端向前伸入前侧的腔室，阀塞的后端向后伸入后侧的腔室，阀塞的前端和后端均一体成型固定设置有导向滑块，前侧的导向滑块对应滑动设置在前侧的腔室内，后侧的导向滑块对应滑动设置在后侧的腔室内，前侧的端盖的后侧面中部和后侧的端盖的前侧面中部均一体成型固定设置有限位导柱，前侧的导向滑块的前侧面中部和后侧的导向滑块的后侧面中部均开设有限位盲孔，前侧的限位导柱的后端对应插接在前侧的限位盲孔中，后侧的限位导柱的前端对应插接在后侧的限位盲孔中，两根限位导柱上均套装有第三压缩弹簧，前侧的第三压缩弹簧压设在前侧的导向滑块和前侧的端盖之间，后侧的第三压缩弹簧压设在后侧的导向滑块和后侧的端盖之间，第二通气管的后侧壁上侧部与第一阀体的顶板后侧部之间以及第二通气管的前侧壁下侧部与第一阀体的底板前侧部之间均固定连接有第三通气管，上侧的小储氢罐与后侧的腔室通过后上侧的第三通气管连通，下侧的小储氢罐与前侧的腔室通过前下侧的第三通气管连通。
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