CN115493080A - 一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜 - Google Patents

一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种换罐柜，尤其涉及一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜。本发明提供一种能够方便地进行置换操作，防止空气进入至储氢瓶的内部，保证氢的纯度的用于氢能源固态储氢瓶换罐柜。本发明提供了这样一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，包括有：柜体和柜门，柜体的左右两侧均通过连接件连接有柜门；液压真空泵，柜体的前右部安装有液压真空泵；支杆，柜体内上部连接有两根呈左右对称式设置的支杆。通过充气筒和气泵能够方便地进行置换操作，通过液压真空泵将柜体内部的空气抽出，以此减少柜体内部的空气，防止空气进入至储氢瓶的内部，从而保证氢的纯度，通过夹紧板稳定地进行置换操作。

Description

一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜
技术领域
本发明涉及一种换罐柜，尤其涉及一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜。
背景技术
随着人们的环保意识增强，氢能作为清洁能源的使用也日益受到重视，氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的。目前，储氢方式主要有三种：高压气态储氢、低温液态储氢以及固态储氢，其中，固态储氢的储氢密度高，安全性好。
置换是氢气流通和储存的设备在正式使用之前必须要进行的一个步骤，而现有的有些置换方式主要是采用氮气进行置换，具体步骤为，把纯度为99.5％以上的氮气充入储氢罐中，把氢罐压力由0.05千帕提高到0.5千帕，然后打开排污闸泄压，把压力降低到0.05千帕以下，尽管压力越低，置换效果越好，但一定要保证氢罐压力为正压，切勿把空气再次放进储罐中。
目前，现有的氢能源固态储氢瓶换罐柜一般结构复杂，在使用时需要操作人繁琐地进行操作，无法方便地进行置换操作，并且在进行置换操作时不能够防止空气进入至储氢瓶的内部，容易影响到氢的纯度，同时也无法稳定地进行置换的操作，具有局限性。
根据上述现有技术中所存在的缺点，特此设计出能够克服现有技术缺点的一种能够方便地进行置换操作，防止空气进入至储氢瓶的内部，保证氢的纯度，能够稳定地进行置换操作的用于氢能源固态储氢瓶换罐柜。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术无法方便地进行置换操作，并且在进行置换操作时不能够防止空气进入至储氢瓶的内部，容易影响到氢的纯度，无法稳定地进行置换的操作的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种能够方便地进行置换操作，防止空气进入至储氢瓶的内部，保证氢的纯度，能够稳定地进行置换操作的用于氢能源固态储氢瓶换罐柜。
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，包括有：
柜体和柜门，柜体的左右两侧均通过连接件连接有柜门；
液压真空泵，柜体的前右部安装有液压真空泵；
支杆，柜体内上部连接有两根呈左右对称式设置的支杆；
储备框，柜体的上侧连接有储备框；
气管，柜体的顶部与支杆之间贯穿有气管；
充气筒，气管的内侧滑动式设有用于对接储氢瓶瓶口的充气筒；
气泵，充气筒的上部内侧安装有气泵；
固定机构和柜体上设有用于固定储氢瓶的固定机构。
优选地，固定机构包括有：
连接架，柜体的顶部贯穿有连接架；
环形杆，连接架的左右两端均连接有环形杆；
夹紧板，环形杆上滑动式套设有两块用于夹紧储氢瓶且呈前后对称式设置的夹紧板。
优选地，还包括有用于辅助充气筒对接储氢瓶瓶口的辅助机构，辅助机构包括有：
第一弹性件，充气筒与气管之间连接有围绕于充气筒的第一弹性件；
楔形板，支杆的下部滑动式贯穿有两块用于卡住充气筒且呈前后对称式设置的楔形板；
推动杆，夹紧板的上部连接有用于推动楔形板的推动杆。
优选地，还包括有用于使推动杆推动楔形板的动力机构，动力机构包括有：
第二弹性件，夹紧板与环形杆之间连接有围绕于环形杆的第二弹性件；
绕线轮，连接架左右两端的上侧均转动式设有两个呈前后对称式设置的绕线轮；
线绳，绕线轮与夹紧板之间连接有卷绕在绕线轮上且滑动式贯穿于环形杆的线绳；
驱动组件，连接架上设有用于驱动绕线轮收放线绳的驱动组件。
优选地，驱动组件包括有：
双轴电机，连接架的中部上侧安装有用于动力输出的双轴电机；
齿轮组，双轴电机的输出轴与绕线轮之间设有用于传输动力的齿轮组，齿轮组包括有套设在双轴电机输出轴上的第一直齿轮和套设在绕线轮上的第二直齿轮，左方的第一直齿轮与左方的两个第二直齿轮啮合，右方的第一直齿轮与右方的两个第二直齿轮啮合。
优选地，还包括有用于排出柜体内部的气体的排气机构，排气机构包括有：
输送管，柜体的上部贯穿有两根与储备框相连且呈左右对称式设置的输送管；
空气净化器，输送管的下部安装有两个呈前后对称式设置的空气净化器；
管盖，输送管的管口上卡接有管盖。
优选地，还包括有：
温度控制器，柜体的中部安装有两个用于控制柜体内部的温度且呈前后对称式设置的温度控制器。
优选地，还包括有：
气体检测器，柜体的中部安装有两个呈前后对称式设置的气体检测器。
本发明在克服现有技术缺点的基础上，还能够达到的有益效果有：
1、通过充气筒和气泵能够方便地进行置换操作，通过液压真空泵将柜体内部的空气抽出，以此减少柜体内部的空气，防止空气进入至储氢瓶的内部，从而保证氢的纯度，通过夹紧板稳定地进行置换操作。
2、通过双轴电机的驱动自动且同步地使得夹紧板夹紧储氢瓶并使得充气筒对接储氢瓶，无需操作人转动夹紧板，进一步地方便了操作人的操作。
3、启动空气净化器，空气净化器会通过输送管将泄露的氢气从柜体的内部排出，以此防止氢气爆炸对操作人造成伤害，提高了本装置的安全性。
4、通过温度控制器能够对柜体的内部进行加热或是降温，以此防止外界温度对柜体的内部造成影响，从而保证氢能源固态储氢瓶换罐的操作顺利进行。
5、通过气体检测器检测柜体内部各种气体的含量，以此在柜体内部的氧气浓度小于3％时及时地停止置换，同时能够及时地发现氢气泄露的现象。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为本发明的A处放大图。
图4为本发明固定机构的立体结构示意图。
图5为本发明的B处放大图。
图6为本发明动力机构的立体结构示意图。
图7为本发明排气机构的立体结构示意图。
附图中的标记为：001-储氢瓶，1-柜体，2-液压真空泵，3-柜门，4-支杆，5-储备框，6-气管，7-充气筒，8-气泵，9-固定机构，91-连接架，92-环形杆，93-夹紧板，10-辅助机构，101-第一弹性件，102-楔形板，103-推动杆，11-动力机构，111-第二弹性件，112-绕线轮，113-线绳，12-驱动组件，121-双轴电机，122-齿轮组，13-排气机构，131-输送管，132-空气净化器，133-管盖，14-温度控制器，15-气体检测器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，如图1-3所示，包括有柜体1、液压真空泵2、柜门3、支杆4、储备框5、气管6、充气筒7、气泵8和固定机构9，柜体1的前右部通过螺栓连接的方式安装有液压真空泵2，柜体1的左右两侧均通过螺栓连接有柜门3，柜体1内上部栓接有两根呈左右对称式设置的支杆4，柜体1的上侧栓接有储备框5，柜体1的顶部与支杆4之间贯穿有气管6，气管6的内侧滑动式设有用于对接储氢瓶001瓶口的充气筒7，充气筒7的上部内侧通过螺栓连接的方式安装有气泵8，柜体1上设有用于固定储氢瓶001的固定机构9。
如图4所示，固定机构9包括有连接架91、环形杆92和夹紧板93，柜体1的顶部贯穿有连接架91，连接架91的左右两端均栓接有环形杆92，环形杆92上滑动式套设有两块用于夹紧储氢瓶001且呈前后对称式设置的夹紧板93。
如图2和图5所示，还包括有用于辅助充气筒7对接储氢瓶001瓶口的辅助机构10，辅助机构10包括有第一弹性件101、楔形板102和推动杆103，充气筒7与气管6之间连接有围绕于充气筒7的第一弹性件101，支杆4的下部滑动式贯穿有两块用于卡住充气筒7且呈前后对称式设置的楔形板102，夹紧板93的上部栓接有用于推动楔形板102的推动杆103。
操作人可以根据具体情况将本装置中相应的技术方案应用在用于氢能源固态储氢瓶换罐柜的技术上，初始时，楔形板102卡住充气筒7，第一弹性件101处于压缩状态，当操作人需要使用本装置辅助进行氢能源固态储氢瓶001换罐的操作时，首先，操作人打开柜门3，将储氢瓶001摆放在柜体1的内部，使得储氢瓶001的瓶口对准充气筒7，然后转动夹紧板93，使得夹紧板93夹紧固态储氢瓶001，以此稳定地进行氢能源固态储氢瓶001换罐的操作，与此同时，夹紧板93旋转会带动推动杆103旋转，推动杆103在旋转的过程中会推动楔形板102向外移动松开充气筒7，第一弹性件101复位，充气筒7会在第一弹性件101复位的作用下向下移动对接至储氢瓶001的瓶口上并带动气泵8向下移动，以此在夹紧板93夹紧储氢瓶001的同时同步地使得充气筒7对接储氢瓶001，无需操作人手动带动充气筒7向下移动，方便了操作人的操作，然后操作人关紧柜门3，启动液压真空泵2，通过液压真空泵2将柜体1内部的空气抽出，以此减少柜体1内部的空气，防止空气进入至储氢瓶001的内部，然后操作人关闭液压真空泵2，通过储备框5将纯度99.5％以上的氮气注入至右方气管6的内部，注入完成后再启动右方的气泵8，右方的气泵8会通过右方的充气筒7将纯度99.5％以上的氮气注入至储氢瓶001的内部，以此将储氢瓶001的压力由0.05千帕提高到0.5千帕，然后打开储氢瓶001上的排污闸泄压，把储氢瓶001的压力降低到0.05千帕以下，然后操作人关闭右方的气泵8，重复抽出空气、注入氮气和排污闸泄压的操作，直至柜体1内部的氧气浓度小于3％即可停止置换，然后操作人再通过储备框5将氢气注入至左方气管6的内部，注入完成后再启动左方的气泵8，左方的气泵8会通过左方的充气筒7将纯度氢气注入至储氢瓶001的内部，以此完成置换的操作，置换完成后操作人关闭气泵8，最后再使得液压真空泵2泄气，打开柜门3，然后带动充气筒7向上移动复位，第一弹性件101压缩，充气筒7向上移动会脱离储氢瓶001，在充气筒7脱离储氢瓶001后，操作人带动夹紧板93反向旋转复位，夹紧板93反向旋转会带动推动杆103反向旋转复位，当推动杆103反向旋转复位后，操作人再带动楔形板102向内移动再次卡住充气筒7，以此防止第一弹性件101复位，然后操作人将储氢瓶001从柜体1的内部取出，关闭柜门3，以此完成氢能源固态储氢瓶换罐的操作。
实施例2
在实施例1的基础之上，如图2和图6所示，还包括有用于使推动杆103推动楔形板102的动力机构11，动力机构11包括有第二弹性件111、绕线轮112、线绳113和驱动组件12，夹紧板93与环形杆92之间连接有围绕于环形杆92的第二弹性件111，连接架91左右两端的上侧均转动式设有两个呈前后对称式设置的绕线轮112，绕线轮112与夹紧板93之间连接有卷绕在绕线轮112上且滑动式贯穿于环形杆92的线绳113，连接架91上设有用于驱动绕线轮112收放线绳113的驱动组件12。
如图6所示，驱动组件12包括有双轴电机121和齿轮组122，连接架91的中部上侧通过螺栓连接的方式安装有用于动力输出的双轴电机121，双轴电机121的输出轴与绕线轮112之间设有用于传输动力的齿轮组122，齿轮组122包括有套设在双轴电机121输出轴上的第一直齿轮和套设在绕线轮112上的第二直齿轮，左方的第一直齿轮与左方的两个第二直齿轮啮合，右方的第一直齿轮与右方的两个第二直齿轮啮合。
初始时，绕线轮112收起线绳113，第二弹性件111处于拉伸状态，操作人启动双轴电机121，双轴电机121的输出轴会带动第一直齿轮与第二直齿轮旋转，第二直齿轮会带动绕线轮112旋转放出线绳113，第二弹性件111复位，夹紧板93会在第二弹性件111复位的作用下旋转，以此通过双轴电机121的驱动自动且同步地使得夹紧板93夹紧储氢瓶001并使得充气筒7对接储氢瓶001，无需操作人转动夹紧板93，进一步地方便了操作人的操作，然后操作人关闭双轴电机121，以此开始进行置换的操作，在置换操作完成后，操作人再次启动双轴电机121，使双轴电机121的输出轴带动第一直齿轮反向旋转再次与第二直齿轮啮合，第二直齿轮会带动绕线轮112反向旋转收起线绳113，线绳113会拉动夹紧板93反向旋转复位，第二弹性件111拉伸，以此通过双轴电机121的驱动自动使得夹紧板93复位，然后操作人关闭双轴电机121，从而准备下次的氢能源固态储氢瓶换罐的操作。
实施例3
在实施例2的基础之上，如图1和图7所示，还包括有用于排出柜体1内部的气体的排气机构13，排气机构13包括有输送管131、空气净化器132和管盖133，柜体1的上部贯穿有两根与储备框5相连且呈左右对称式设置的输送管131，输送管131的下部通过螺栓连接的方式安装有两个呈前后对称式设置的空气净化器132，输送管131的管口上卡接有管盖133。
如图1所示，还包括有温度控制器14，柜体1的中部通过螺栓连接的方式安装有两个用于控制柜体1内部的温度且呈前后对称式设置的温度控制器14。
如图1所示，还包括有气体检测器15，柜体1的中部通过螺栓连接的方式安装有两个呈前后对称式设置的气体检测器15。
初始时，管盖133卡接在输送管131上，操作人在使用本装置前先打开管盖133，使得输送管131外接管道，在使用本装置后启动气体检测器15，通过气体检测器15检测柜体1内部各种气体的含量，以此在柜体1内部的氧气浓度小于3％时及时地停止置换，当气体检测器15检测到氢气超标(泄漏)时，操作人启动空气净化器132，空气净化器132会通过输送管131将泄露的氢气从柜体1的内部排出，以此防止氢气爆炸对操作人造成伤害，提高了本装置的安全性，在泄露的氢气被后，操作人关闭空气净化器132，使得输送管131不再外接管道，然后再将管盖133重新卡接回输送管131上即可，另外，通过温度控制器14能够对柜体1的内部进行加热或是降温，以此防止外界温度对柜体1的内部造成影响，从而保证氢能源固态储氢瓶换罐的操作顺利进行。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，包括有：
柜体(1)和柜门(3)，柜体(1)上设有柜门(3)；
其特征在于，还包括有：
液压真空泵(2)，柜体(1)上设有用于抽气的液压真空泵(2)；
支杆(4)，柜体(1)靠近柜门(3)的一侧上设有支杆(4)；
储备框(5)，柜体(1)上设有储备框(5)；
气管(6)，柜体(1)的顶部与支杆(4)之间贯穿有气管(6)；
充气筒(7)，气管(6)的内侧滑动式设有用于对接储氢瓶(001)瓶口的充气筒(7)；
气泵(8)，充气筒(7)的上部内侧安装有气泵(8)；
固定机构(9)和柜体(1)上设有用于固定储氢瓶(001)的固定机构(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，其特征在于，固定机构(9)包括有：
连接架(91)，柜体(1)的顶部贯穿有连接架(91)；
环形杆(92)，连接架(91)的左右两端均连接有环形杆(92)；
夹紧板(93)，环形杆(92)上滑动式套设有两块用于夹紧储氢瓶(001)且呈前后对称式设置的夹紧板(93)。
3.根据权利要求2所述的一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，其特征在于，还包括有用于辅助充气筒(7)对接储氢瓶(001)瓶口的辅助机构(10)，辅助机构(10)包括有：
第一弹性件(101)，充气筒(7)与气管(6)之间连接有围绕于充气筒(7)的第一弹性件(101)；
楔形板(102)，支杆(4)的下部滑动式贯穿有两块用于卡住充气筒(7)且呈前后对称式设置的楔形板(102)；
推动杆(103)，夹紧板(93)的上部连接有用于推动楔形板(102)的推动杆(103)。
4.根据权利要求3所述的一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，其特征在于，还包括有用于使推动杆(103)推动楔形板(102)的动力机构(11)，动力机构(11)包括有：
第二弹性件(111)，夹紧板(93)与环形杆(92)之间连接有围绕于环形杆(92)的第二弹性件(111)；
绕线轮(112)，连接架(91)左右两端的上侧均转动式设有两个绕线轮(112)，两个绕线轮(112)呈前后对称式设置；
线绳(113)，绕线轮(112)与夹紧板(93)之间连接有卷绕在绕线轮(112)上且滑动式贯穿于环形杆(92)的线绳(113)；
驱动组件(12)，连接架(91)上设有用于驱动绕线轮(112)收放线绳(113)的驱动组件(12)。
5.根据权利要求4所述的一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，其特征在于，驱动组件(12)包括有：
双轴电机(121)，连接架(91)的中部上侧安装有双轴电机(121)，双轴电机(121)用于动力输出；
齿轮组(122)，双轴电机(121)的输出轴与绕线轮(112)之间设有用于传输动力的齿轮组(122)，齿轮组(122)包括有套设在双轴电机(121)输出轴上的第一直齿轮和套设在绕线轮(112)上的第二直齿轮，左方的第一直齿轮与左方的两个第二直齿轮啮合，右方的第一直齿轮与右方的两个第二直齿轮啮合。
6.根据权利要求5所述的一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，其特征在于，还包括有用于排出柜体(1)内部的气体的排气机构(13)，排气机构(13)包括有：
输送管(131)，柜体(1)的上部贯穿有两根与储备框(5)相连且呈左右对称式设置的输送管(131)；
空气净化器(132)，输送管(131)的下部安装有两个呈前后对称式设置的空气净化器(132)；
管盖(133)，输送管(131)的管口上卡接有管盖(133)。
7.根据权利要求6所述的一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，其特征在于，还包括有：
温度控制器(14)，柜体(1)的中部安装有两个用于控制柜体(1)内部的温度且呈前后对称式设置的温度控制器(14)。
8.根据权利要求7所述的一种用于氢能源固态储氢瓶换罐柜，其特征在于，还包括有：
气体检测器(15)，柜体(1)的中部安装有两个呈前后对称式设置的气体检测器(15)。
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