CN113309865B - 一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门，在目前资源极度匮乏的年代，特别在我国西部运输管道敷设长度较大的背景下，对泄漏氢气进行收集回收利用将是一种节约资源的好办法，并且可以有效提高阀门设备的安全，本方案中，通过蓄力积累将长期泄露的氢气一次性排入去除壳体内进行处理，并通过安全防护措施对氢气量进行识别监测，并进行收集利用，循环资源，节能环保，且有效防止氢气处理过程中造成的起火或者爆炸问题，极大较少了氢气泄漏带来的安全隐患。

Description

一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门
技术领域
本发明涉及氢气技术领域，尤其涉及一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门。
背景技术
阀门是控制流动的流体介质的流量、流向、压力、温度等的机械装置，阀门是管道系统中基本的部件,阀门管件在技术上与泵一样，常常作为一个单独的类别进行讨论,阀门可用手动或者手轮，手柄或踏板操作，也可以通过控制来改变流体介质的压力，温度和流量变化。阀门可以对这些变化进行连续或重复的操作，比如在热水系统或蒸汽锅炉安装的安全阀，全球工业阀门市场规模约350亿美元，其中中国工业阀门消费约占全球工业阀门总产出的25％。
阀门作为一种承压过流通用机械，减少其介质泄露，避免泄露对安全和环境的损害是重要的研究课题，阀门泄漏分为两类，即外部泄漏和内部泄漏，无论是何种泄漏都有可能造成介质的损失和环境的污染，甚至会引起火灾、爆炸、中毒等危害生命安全的重大事故，给国民经济造成严重的损失。统计数据表明，工业装置中约20％的阀门存在泄漏问题，所造成的损失约占总损失的5％。以一套5000千吨/年规模的石油常减压装置为例，一般情况下有5000个左右的阀门，其中如果20％的阀门出现泄漏将会造成巨大的经济损失和环境污染。
氢气是一种极易燃易爆的气体，当氢气在空气中的体积分数超过4％-75％时，遇到火源，即可引起爆炸。在氢气的运输和储存过程中，氢气的泄漏难以避免，因此泄漏后的主动防护就显得极为重要，专利号为CN201610936892.5公开了一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门，采用安装具有涂敷有Pd/Pt-Al2O3疏水催化剂涂层的铁铬铝金属板，常温下实现高效的氢气氧化消除，不过在目前资源极度匮乏的年代，特别在我国西部运输管道敷设长度较大的背景下，对泄漏氢气进行收集回收利用将是一种节约资源的好办法，并且可以有效提高阀门设备的安全性。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门，以期达到更具有更加实用价值性的目的。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的问题，而提出的一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门，包括阀体，所述阀体与氢气运输管道连通，所述阀体内开设有阀道，所述阀道内设置有阀杆，所述阀道与所述氢气运输管道连通，所述阀道一端置入所述氢气运输管道中，且固定连接有阀板，所述阀板呈圆饼形设计，所述阀板板面直径与所述氢气运输管道截面直径相当，从而实现氢气在所述氢气运输管道内的阻截和流通，所述阀道与所述氢气运输管道连接处胶合有一层密封垫提升密封性，所述阀道靠近所述氢气运输管道处内壁开设有圆饼形开槽，所述圆饼形开槽内设置有感应圈，所述感应圈设置为圆环形，且所述感应圈外周和内周侧均设计为弧面状，所述感应圈外周设计为弧形方便所述感应圈收到气压推动在所述圆饼形开槽内壁处滑动，所述圆饼形开槽内壁处设计为斜面形，所述感应圈内周设计为弧形方面受到气压推动，提升灵敏性。
优选地，所述圆饼形开槽顶壁内镶嵌有压力感应器，所述感应圈与感应弹簧固定连接，所述感应弹簧远离所述感应圈的一端与所述压力感应器上的压力感应板固定连接，以便接受压力感应信号，所述阀杆远离所述氢气运输管道的一端穿出所述阀道与手轮固定连接。
优选地，所述阀杆脱出所述阀道连接处设置有去除壳体，所述去除壳体顶部与所述阀杆通过密封轴承机构转动连接，所述去除壳体底部与所述阀体两侧固定密封连接，所述去除壳体内设置有密封板，所述密封板通过密封轴承机构转动套在所述阀杆上。
优选地，所述密封板底部固定连接有稳定杆，所述阀体端面开设有滑动通道，所述稳定杆滑动连接在所述滑动通道内。
优选地，为了提升所述稳定杆在所述滑动通道内滑动的顺畅性，所述滑动通道内壁转动连接有若干滑动滚轮，所述滑动滚轮与所述稳定杆表面滑动连接，以便提升所述稳定杆滑动时的顺畅性，所述密封板底部开设有弹性开槽，所述弹性开槽顶壁固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离所述弹性开槽的一端与所述阀体端面固定连接，所述弹性开槽开设深度大于所述密封板的平均厚度，以便所述密封板贴合密封时所述复位弹簧有一定空间进行收纳。
优选地，所述密封板两侧底部镶有第一磁石，对应的，所述阀体端面处镶有第二磁石，所述第二磁石表面套有通电线圈，所述第二磁石表面的通电线圈与所述压力感应器电性连接，所述压力感应器控制所述第二磁石的通电。
优选地，所述去除壳体顶壁设置有监测元件、处理元件和启动元件，所述监测元件为高灵敏度的氢气传感器，氢气传感器包括检测探头，检测探头采用对氢气极为敏感的材料制成，氢气传感器能够将监测结果生成电压信号。
优选地，所述监测元件与所述处理元件电性连接，所述处理元件用于分析并判断所述去除壳体内泄露积累的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值，所述处理元件为电脑等芯片类处理元件，在所述处理元件内设置有分析判断所述去除壳体内的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值的判断程序。
优选地，所述处理元件还可以包含继电器和变压器的电器结构，继电器可以接收来自氢气传感器的电压信号，闭合低压电路，变压器将低电压转变为高电压提供至所述启动元件，所述启动元件与所述处理元件电性连接，当所述处理元件分析判断所述去除壳体内的氢气超过阈值后，所述启动元件被触发，所述启动元件为电性开关结构，所述启动元件与抽气管道内的气泵电性连接，所述抽气管道与储气罐连通。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
本方案中，阀道两侧开设有圆饼形开槽，圆饼形开槽内弹性设置有感应圈，当所述阀道内的氢气积累到一定量时，会挤压感应圈使感应圈元斜面的圆饼形开槽滑动，从而逸出，感应圈的滑动同时挤压感应弹簧，使压力感应器受到压力感应，压力感应器与第二磁石外套的电圈电性连接，使得电圈断电，第一磁石与第二磁石之间的磁性消失，此时密封板受到复位弹簧的弹性作用向上升起，使得阀道内的氢气较大量的一次性进入去除壳体内，由于氢气密度小于空气密度，所以氢气会较大速度逸入去除壳体内；
当去除壳体内的氢气监测元件为高灵敏度的氢气传感器，氢气传感器内的检测探头采用对氢气极为敏感的材料制成，氢气传感器将监测结果生成电压信号，监测元件将信号传递至处理元件，处理元件用于分析并判断去除壳体内泄露积累的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值，当处理元件分析判断去除壳体内的氢气超过阈值后，启动元件被触发，启动元件与抽气管道内的气泵电性连接，使气泵打开将去除壳体内的氢气吸至储气罐内完成氢气的回收；
本发明结构简单，操作方便，通过蓄力积累将长期泄露的氢气一次性排入去除壳体内进行处理，并通过安全防护措施对氢气量进行识别监测，并进行收集利用，循环资源，节能环保，且有效防止氢气处理过程中造成的起火或者爆炸问题，极大较少了氢气泄漏带来的安全隐患。
附图说明
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本图1中a部分的结构放大示意图；
图3为本发明顶部结构示意图；
图4为本图3中b部分的结构示意图；
图5为本发明中阀道的截面图；
图6为本发明中密封板底部的结构示意图。
图中：1、阀体；11、阀道；111、圆饼形开槽；112、感应圈；113、压力感应器；114、感应弹簧；12、阀杆；13、阀板；14、手轮；2、氢气运输管道；3、去除壳体；31、密封板；311、稳定杆；312、滑动通道；313、滑动滚轮；314、弹性开槽；315、复位弹簧；316、第一磁石；317、第二磁石；32、监测元件；33、处理元件；34、启动元件；4、抽气管道；41、气泵；42、储气罐。
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。
参照图1至图6，氢气阀门包括阀体1，阀体1与氢气运输管道2连通，阀体1内开设有阀道11，阀道11内设置有阀杆12，阀道11与氢气运输管道2连通，阀道11一端置入氢气运输管道2中，且固定连接有阀板13。
阀板13呈圆饼形设计，阀板13板面直径与氢气运输管道2截面直径相当，从而实现氢气在氢气运输管道2内的阻截和流通。
阀道11与氢气运输管道2连接处胶合有一层密封垫提升密封性，阀道11靠近氢气运输管道2处内壁开设有圆饼形开槽111，圆饼形开槽111内设置有感应圈112，感应圈112设置为圆环形，且感应圈112外周和内周侧均设计为弧面状。
感应圈112外周设计为弧形方便感应圈112收到气压推动在圆饼形开槽111内壁处滑动，圆饼形开槽111内壁处设计为斜面形，感应圈112内周设计为弧形方面受到气压推动，提升灵敏性。
圆饼形开槽111顶壁内镶嵌有压力感应器113，感应圈112与感应弹簧114固定连接，感应弹簧114远离感应圈112的一端与压力感应器113上的压力感应板固定连接，以便接受压力感应信号，阀杆12远离氢气运输管道2的一端穿出阀道11与手轮14固定连接。
阀杆12脱出阀道11连接处设置有去除壳体3，去除壳体3顶部与阀杆12通过密封轴承机构转动连接，去除壳体3底部与阀体1两侧固定密封连接，去除壳体3内设置有密封板31，密封板31通过密封轴承机构转动套在阀杆12上，密封板31底部固定连接有稳定杆311，阀体1端面开设有滑动通道312，稳定杆311滑动连接在滑动通道312内。
此处值得一提的是，为了提升稳定杆311在滑动通道312内滑动的顺畅性，滑动通道312内壁转动连接有若干滑动滚轮313，滑动滚轮313与稳定杆311表面滑动连接，以便提升稳定杆311滑动时的顺畅性，密封板31底部开设有弹性开槽314，弹性开槽314顶壁固定连接有复位弹簧315，复位弹簧315远离弹性开槽314的一端与阀体1端面固定连接，弹性开槽314开设深度大于密封板31的平均厚度，以便密封板31贴合密封时复位弹簧315有一定空间进行收纳。
另外，密封板31两侧底部镶有第一磁石316，对应的，阀体1端面处镶有第二磁石317，第二磁石317表面套有通电线圈，第二磁石317表面的通电线圈与压力感应器113电性连接，压力感应器113控制第二磁石317的通电。
再者，去除壳体3顶壁设置有监测元件32、处理元件33和启动元件34，监测元件32为高灵敏度的氢气传感器，氢气传感器包括检测探头，检测探头采用对氢气极为敏感的材料制成，氢气传感器能够将监测结果生成电压信号，监测元件32与处理元件33电性连接，处理元件33用于分析并判断去除壳体3内泄露积累的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值，处理元件33为电脑等芯片类处理元件，在处理元件33内设置有分析判断去除壳体3内的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值的判断程序，处理元件33还可以包含继电器和变压器的电器结构，继电器可以接收来自氢气传感器的电压信号，闭合低压电路，变压器将低电压转变为高电压提供至启动元件34，启动元件34与处理元件33电性连接，当处理元件33分析判断去除壳体3内的氢气超过阈值后，启动元件34被触发，启动元件34为电性开关结构，启动元件34与抽气管道4内的气泵41电性连接，抽气管道4与储气罐42连通。
本发明的使用原理如下：
本发明在使用时，工作人员通过转动手轮14从而带动阀杆12使阀板13转动，从而控制氢气运输管道2内氢气的传输，氢气发生泄漏一般产生在阀体内部个零件的连接处，本方案中是市场上常见的转动式一体阀门，氢气泄漏一般发生在阀杆12与氢气运输管道2的连接处，本方案中，阀道11两侧开设有圆饼形开槽111，圆饼形开槽111内弹性设置有感应圈112，当阀道11内的氢气积累到一定量时，会挤压感应圈112使感应圈112元斜面的圆饼形开槽111滑动，从而逸出。
感应圈112的滑动同时挤压感应弹簧114，使压力感应器113受到压力感应，压力感应器113与第二磁石317外套的电圈电性连接，使得电圈断电，第一磁石316与第二磁石317之间的磁性消失，此时密封板31受到复位弹簧315的弹性作用向上升起，使得阀道11内的氢气较大量的一次性进入去除壳体3内，由于氢气密度小于空气密度，所以氢气会较大速度逸入去除壳体3内。
当去除壳体3内的氢气监测元件32为高灵敏度的氢气传感器，氢气传感器内的检测探头采用对氢气极为敏感的材料制成，氢气传感器将监测结果生成电压信号，监测元件32将信号传递至处理元件33，处理元件33用于分析并判断去除壳体3内泄露积累的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值，当处理元件33分析判断去除壳体3内的氢气超过阈值后，启动元件34被触发，启动元件34与抽气管道4内的气泵41电性连接，使气泵41打开将去除壳体3内的氢气吸至储气罐42内完成氢气的回收。
提供之前的描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。因此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示的方面，而是应被授予与语言上的权利要求相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述除非特别声明，否则并非旨在表示“有且仅有一个”，而是“一个或多个”。

Claims (2)

1.一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门，包括阀体(1)，其特征在于，所述阀体(1)与氢气运输管道(2)连通，所述阀体(1)内开设有阀道(11)，所述阀道(11)内设置有阀杆(12)，所述阀道(11)与所述氢气运输管道(2)连通，所述阀道(11)一端置入所述氢气运输管道(2)中，且固定连接有阀板(13)，所述阀道(11)靠近所述氢气运输管道(2)处内壁开设有圆饼形开槽(111)，所述圆饼形开槽(111)内设置有感应圈(112)，所述圆饼形开槽(111)顶壁内镶嵌有压力感应器(113)，所述感应圈(112)与感应弹簧(114)固定连接，所述感应弹簧(114)远离所述感应圈(112)的一端与所述压力感应器(113)上的压力感应板固定连接，所述阀杆(12)远离所述氢气运输管道(2)的一端穿出所述阀道(11)与手轮(14)固定连接，所述阀杆(12)脱出所述阀道(11)连接处设置有去除壳体(3)，所述去除壳体(3)内设置有密封板(31)，所述密封板(31)两侧底部镶有第一磁石(316)，对应的，所述阀体(1)端面处镶有第二磁石(317)，所述第二磁石(317)表面套有通电线圈，所述第二磁石(317)表面的通电线圈与所述压力感应器(113)电性连接，所述压力感应器(113)控制所述第二磁石(317)的通电，所述去除壳体(3)顶壁设置有监测元件(32)、处理元件(33)和启动元件(34)，所述监测元件(32)为高灵敏度的氢气传感器，氢气传感器包括检测探头，检测探头采用对氢气极为敏感的材料制成，氢气传感器能够将监测结果生成电压信号，所述监测元件(32)与所述处理元件(33)电性连接，所述处理元件(33)用于分析并判断所述去除壳体(3)内泄露积累的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值，所述处理元件(33)为电脑等芯片类处理元件，在所述处理元件(33)内设置有分析判断所述去除壳体(3)内的氢气当量是否大于或者等于氢气当量阈值的判断程序，所述处理元件(33)还包含继电器和变压器的电器结构，继电器接收来自氢气传感器的电压信号，闭合低压电路，变压器将低电压转变为高电压提供至所述启动元件(34)，所述启动元件(34)与所述处理元件(33)电性连接；所述阀板(13)呈圆饼形设计，所述阀板(13)板面直径与所述氢气运输管道(2)截面直径相当，所述阀道(11)与所述氢气运输管道(2)连接处胶合有一层密封垫提升密封性；所述感应圈(112)设置为圆环形，且所述感应圈(112)外周和内周侧均设计为弧面状，所述圆饼形开槽(111)内壁处设计为斜面形；所述去除壳体(3)顶部与所述阀杆(12)通过密封轴承机构转动连接，所述去除壳体(3)底部与所述阀体(1)两侧固定密封连接，所述密封板(31)通过密封轴承机构转动套在所述阀杆(12)上，所述密封板(31)底部固定连接有稳定杆(311)；所述阀体(1)端面开设有滑动通道(312)，所述稳定杆(311)滑动连接在所述滑动通道(312)内，所述滑动通道(312)内壁转动连接有若干滑动滚轮(313)，所述滑动滚轮(313)与所述稳定杆(311)表面滑动连接；所述密封板(31)底部开设有弹性开槽(314)，所述弹性开槽(314)顶壁固定连接有复位弹簧(315)，所述复位弹簧(315)远离所述弹性开槽(314)的一端与所述阀体(1)端面固定连接；所述弹性开槽(314)开设深度大于所述密封板(31)的平均厚度，以便所述密封板(31)贴合密封时所述复位弹簧(315)有一定空间进行收纳。
2.根据权利要求1所述的一种具有泄露氢气去除功能的氢气阀门，其特征在于，所述处理元件(33)分析判断所述去除壳体(3)内的氢气超过阈值后，所述启动元件(34)被触发，所述启动元件(34)为电性开关结构，所述启动元件(34)与抽气管道(4)内的气泵(41)电性连接，所述抽气管道(4)与储气罐(42)连通。
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