CN208886392U - 集装箱式大排量液驱加氢机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了集装箱式大排量液驱加氢机，包括集装箱Ⅰ、集装箱Ⅱ及设于集装箱Ⅱ内的液驱气动增压泵，液驱气动增压泵的输入端连接有氢气输入管道，氢气输入管道上依次设有氢气输入接口、过滤器Ⅰ、气动阀Ⅰ、球/针阀Ⅰ、缓冲管Ⅰ及过滤器Ⅱ，氢气输入接口连接氢气气源，过滤器Ⅱ的输出端设有压力变送器Ⅰ、温度变送器Ⅰ，球/针阀Ⅰ的输出端连接氮气输入管道，氮气输入管道上依次设有氮气输入接口、球/针阀Ⅱ、气动阀Ⅱ及单向阀Ⅰ，氮气输入接口连接氮气气源。本实用新型的有益效果：使用寿命长，维修方便；采用液压单元驱动对介质气体进行压缩，系统出口涵盖压力范围可达90MPa，满足35Mpa或70MPa加氢需求，且输出流量更大。

Description

集装箱式大排量液驱加氢机

技术领域

本实用新型涉及氢能源领域，具体来说涉及集装箱式大排量液驱加氢机。

背景技术

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置，只需要输入燃料与氧化剂就可以通过化学反应直接输出电能，氢气作为燃料具有高能效、来源广、可再生、无污染的特点，在燃料电池领域具有广阔的应用前景。

氢气作为燃料电池车辆的燃料目前主要通过氢瓶储存，需要在加氢站中通过专门的加氢机加注氢气，利用加氢机的储氢罐内的高压氢气与车辆的氢瓶内的低压氢气的压力差，将氢气加注至氢瓶内。目前，大排量加氢机一般采用隔膜式氢气压缩机，简称膜压机，存在以下缺点：1、膜压机曲轴带动液压缸，曲轴频率为200 次/min，对曲轴本身伤害较大；2、膜压机对介质洁净度要求极高，微小的颗粒可能导致压缩过程中膜片破裂；3、由于磨头重量巨大，一般需要数人加起重机械配合维修，维修时间不定。且国外产品在国内无维修团队；4、依赖整机进口，多重型结构件。整机价格约为液驱增压机2倍；5、普通材质，未经耐氢试验；6、膜片膜裂油液直接污染氢气；7、只有膜片密封；8、需要一定的启停间隔时间。且对进口压力要求稳定，不能有背压。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出集装箱式大排量液驱加氢机，安全、可靠、易维护。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样的：

集装箱式大排量液驱加氢机，包括集装箱Ⅰ、集装箱Ⅱ及设于所述集装箱Ⅱ内的液驱气动增压泵，所述液驱气动增压泵的输入端连接有氢气输入管道，所述氢气输入管道上依次设有氢气输入接口、过滤器Ⅰ、气动阀Ⅰ、球/针阀Ⅰ、缓冲管Ⅰ及过滤器Ⅱ，所述氢气输入接口连接氢气气源，所述过滤器Ⅱ的输出端设有压力变送器Ⅰ、温度变送器Ⅰ，所述球/针阀Ⅰ的输出端连接氮气输入管道，所述氮气输入管道上依次设有氮气输入接口、球/针阀Ⅱ、气动阀Ⅱ及单向阀Ⅰ，所述氮气输入接口连接氮气气源，所述球/针阀Ⅰ的输出端通过管道连接有安全阀Ⅰ，所述安全阀Ⅰ的输出端经管道连接球/针阀Ⅲ，所述球/针阀Ⅲ通过管道连接到气动阀Ⅰ的输入端，所述球/针阀Ⅲ的两端并联有气动阀Ⅲ，所述液驱气动增压泵的驱动端连接有液压站，所述液驱气动增压泵的输出端通过管路连接有单向阀Ⅱ、单向阀Ⅲ，所述单向阀Ⅱ的输出端连接单向阀Ⅲ的输出端，所述单向阀Ⅱ的输出端经管路分别连接有温度变送器Ⅱ、冷却夹套管，所述冷却夹套管通过管路连接到缓冲管Ⅱ，所述缓冲管Ⅱ的输出端经加氢枪充气管路连接到加氢枪的充气口，所述加氢枪充气管路上依次设有温度变送器Ⅲ、流量计Ⅰ、过滤器Ⅲ、气动阀Ⅴ、球/针阀Ⅳ、过滤器Ⅳ及温度变送器Ⅳ，所述流量计Ⅰ的输入端通过管路分别接有压力变送器Ⅱ、安全阀Ⅱ，所述安全阀Ⅱ的输出端接到泄放总管，所述气动阀Ⅴ的输入端与泄放总管之间通过管路连接有气动阀Ⅳ，所述球/针阀Ⅳ的输出端接有压力变送器Ⅲ，所述过滤器Ⅳ的输入端与泄放总管之间通过管路连接有球/针阀Ⅴ，所述泄放总管通过管路连接到加氢枪的泄放口，所述加氢枪的充气口与泄放口分别通过软管连接到加氢枪，所述泄放总管的一端连接有阻火器，所述泄放总管的另一端通过管路连接安全阀Ⅰ的输出端，所述泄放总管分别通过管路连接有球/针阀Ⅶ、流量计Ⅱ，所述流量计Ⅱ通过管路接球/针阀Ⅵ，所述球/针阀Ⅵ、球/针阀Ⅶ分别通过管道连接到液驱气动增压泵，所述液驱气动增压泵经管道连接油盘，所述液驱气动增压泵与接油盘之间设有球阀Ⅰ，所述集装箱Ⅱ内设有防爆照明灯、防爆排风扇、避雷针及防爆分线箱；

所述集装箱Ⅰ内设有空压机、冷水机及与所述空压机、冷水机连接的控制系统，所述空压机过过管道连接到过滤调压阀的输入端，所述过滤调压阀的输出端经管道分别连接有缓冲管Ⅲ、压力变送器Ⅳ及八个电磁阀，所述冷水机的进水口与出水口之间通过管道并联有气动阀Ⅵ，所述冷水机的进水口通过管道连接有球阀Ⅱ，所述球阀Ⅱ的输出端分为两路，一路通过气动阀Ⅷ、缓冲管Ⅰ、缓冲管Ⅱ及液驱气动增压泵连接到球阀Ⅲ的输入端，另一路经气动阀Ⅶ、冷却夹套管、液驱气动增压泵及液压站连接到球阀Ⅲ的输入端，所述球阀Ⅲ的输出端通过管道连接到冷水机的出水口，所述压力变送器Ⅰ、压力变送器Ⅱ、压力变送器Ⅲ、压力变送器Ⅳ及电磁阀连接到下位机PLC，所述下位机PLC连接到上位机计算机。

进一步的，所述液压站包括过滤器Ⅴ、防爆电机、安全阀Ⅲ、液位开关、温度变送器Ⅴ、压力变送器Ⅴ、换向阀、冷却器、加热器及油箱。

进一步的，所述过滤器Ⅰ的输出端连接压力表Ⅰ，所述过滤器Ⅱ的输出端接压力表Ⅱ，所述流量计Ⅰ的输入端接有压力表Ⅲ，所述球/针阀Ⅳ的输出端接有压力表Ⅳ。

进一步的，所述空压机、冷水机分别通过管路与集装箱Ⅰ连接。

进一步的，所述集装箱Ⅱ内设有氢气检测器、防爆静电接地报警器。

进一步的，所述气动阀Ⅵ、球阀Ⅱ、球阀Ⅲ经过管路与集装箱Ⅱ接口连接。

本实用新型的有益效果：1、工作频率低，使用寿命长：液压油做功驱动，每分钟循环次数20 次，且可根据实际需要设置20 次以下的任意次数；

2、对介质洁净度耐受性强；

3、可单人维护，无需起重装置，维修时间4 小时内；

4、体积小、重量轻，无重型结构件，可拆分为单体单元，无论单体价格或密封件价格，均有巨大优势；

5、所有触氢材质均为耐氢材料，液压油与氢气完全隔离，内置氢气检测器、阻火器，使用安全；

6、通过PLC采集温度、压力数据，计算机显示加注压力、时间、温度曲线；

7、可随时启停、与进气压力、出口背压无关。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述集装箱式大排量液驱加氢机的原理图；

图2是根据本实用新型实施例所述液压站部分的连接图；

图3是根据本实用新型实施例所述空压机部分的连接图；

图4是根据本实用新型实施例所述冷水机部分的连接图；

图5是根据本实用新型实施例所述控制系统的示意图；

图6是根据本实用新型实施例所述接油盘部分的连接关系图。

图中：

1、液驱气动增压泵；2、液压站；201、防爆电机；202、油箱；203、过滤器Ⅴ；204、加热器；205、冷却器；206、压力变送器Ⅴ；207、温度变送器Ⅴ；208、液位开关；209、安全阀Ⅲ；210、换向阀；3、过滤器Ⅰ；4、气动阀Ⅰ；5、球/针阀Ⅰ；6、球/针阀Ⅱ；7、气动阀Ⅱ；8、单向阀Ⅰ；9、安全阀Ⅰ；10、压力表Ⅰ；11、球/针阀Ⅲ；12、气动阀Ⅲ；13、缓冲管Ⅰ；14、过滤器Ⅱ；15、压力变送器Ⅰ；16、压力表Ⅱ；17、温度变送器Ⅰ；18、单向阀Ⅱ；19、单向阀Ⅲ；20、温度变送器Ⅱ；21、冷却夹套管；22、缓冲管Ⅱ；23、温度变送器Ⅲ；24、安全阀Ⅱ；25、压力表Ⅲ；26、压力变送器Ⅱ；27、流量计Ⅰ；28、过滤器Ⅲ；29、气动阀Ⅳ；30、气动阀Ⅴ；31、球/针阀Ⅳ；32、压力变送器Ⅲ；33、压力表Ⅳ；34、球/针阀Ⅴ；35、过滤器Ⅳ；36、温度变送器Ⅳ；37、加氢枪；38、泄放总管；39、阻火器；42、球阀Ⅰ；43、空压机；44、过滤调压阀；45、压力变送器Ⅳ；46、缓冲管Ⅲ；47、电磁阀；48、冷水机；49、气动阀Ⅵ；50、球阀Ⅱ；51、球阀Ⅲ；52、气动阀Ⅶ；53、气动阀Ⅷ；54、控制系统；55、球/针阀Ⅵ；56、球/针阀Ⅶ；57、流量计Ⅱ。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-6所示，集装箱式大排量液驱加氢机，包括集装箱Ⅰ、集装箱Ⅱ及设于所述集装箱Ⅱ内的液驱气动增压泵1，由于加氢机加氢压力高、排量大，因此动力单元需要选择使用高压、大排量的液压系统进行驱动；所述液驱气动增压泵1的输入端连接有氢气输入管道，所述氢气输入管道上依次设有氢气输入接口、过滤器Ⅰ3、气动阀Ⅰ4、球/针阀Ⅰ5、缓冲管Ⅰ13及过滤器Ⅱ14，所述氢气输入接口连接氢气气源，所述过滤器Ⅱ14的输出端设有压力变送器Ⅰ15、温度变送器Ⅰ17，所述球/针阀Ⅰ5的输出端连接氮气输入管道，所述氮气输入管道上依次设有氮气输入接口、球/针阀Ⅱ6、气动阀Ⅱ7及单向阀Ⅰ8，所述氮气输入接口连接氮气气源，在氢气增压前用氮气进行管路吹扫；所述球/针阀Ⅰ5的输出端通过管道连接有安全阀Ⅰ9，所述安全阀Ⅰ9的输出端经管道连接球/针阀Ⅲ11，所述球/针阀Ⅲ11通过管道连接到气动阀Ⅰ4的输入端，所述球/针阀Ⅲ11的两端并联有气动阀Ⅲ12，所述液驱气动增压泵1的驱动端连接有液压站2，所述液驱气动增压泵1的输出端通过管路连接有单向阀Ⅱ18、单向阀Ⅲ19，所述单向阀Ⅱ18的输出端连接单向阀Ⅲ19的输出端，所述单向阀Ⅱ18的输出端经管路分别连接有温度变送器Ⅱ20、冷却夹套管21，所述冷却夹套管21通过管路连接到缓冲管Ⅱ22，所述缓冲管Ⅱ22的输出端经加氢枪充气管路连接到加氢枪37的充气口，所述加氢枪充气管路上依次设有温度变送器Ⅲ23、流量计Ⅰ27、过滤器Ⅲ28、气动阀Ⅴ30、球/针阀Ⅳ31、过滤器Ⅳ35及温度变送器Ⅳ36，所述流量计Ⅰ27的输入端通过管路分别接有压力变送器Ⅱ26、安全阀Ⅱ24，所述安全阀Ⅱ24 的输出端接到泄放总管38，所述气动阀Ⅴ30的输入端与泄放总管38之间通过管路连接有气动阀Ⅳ29，所述球/针阀Ⅳ31的输出端接有压力变送器Ⅲ32，所述过滤器Ⅳ35的输入端与泄放总管38之间通过管路连接有球/针阀Ⅴ34，所述泄放总管38通过管路连接到加氢枪37的泄放口，所述加氢枪37的充气口与泄放口分别通过软管连接到加氢枪37，加氢枪37具备防腐性，带有塑胶热保护罩，轻便，易于操作，它有一个导向衬套来保护汽车充气阀，设计轻巧，结构紧凑，只需花较小的力气就可以操动加气枪；所述泄放总管38的一端连接有阻火器39，所述泄放总管38的另一端通过管路连接安全阀Ⅰ9的输出端，所述泄放总管38分别通过管路连接有球/针阀Ⅶ56、流量计Ⅱ57，所述流量计Ⅱ57通过管路接球/针阀Ⅵ55，所述球/针阀Ⅵ55、球/针阀Ⅶ56分别通过管道连接到液驱气动增压泵1，所述液驱气动增压泵1经管道连接油盘，所述液驱气动增压泵1与接油盘之间设有球阀Ⅰ42，所述集装箱Ⅱ内设有防爆照明灯、防爆排风扇、避雷针及防爆分线箱；

所述集装箱Ⅰ内设有空压机43、冷水机48及与所述空压机43、冷水机48连接的控制系统54，通过冷水机48构成的冷却系统冷却压缩过程中液驱系统以及增压泵所产生的热量，保障加氢机长时间正常运行，同时保障高速加氢时氢气加注温度不高于5℃；所述空压机43过过管道连接到过滤调压阀44的输入端，所述过滤调压阀44的输出端经管道分别连接有缓冲管Ⅲ46、压力变送器Ⅳ45及八个电磁阀47，所述冷水机48的进水口与出水口之间通过管道并联有气动阀Ⅵ49，所述冷水机48的进水口通过管道连接有球阀Ⅱ50，所述球阀Ⅱ50的输出端分为两路，一路通过气动阀Ⅷ53、缓冲管Ⅰ13、缓冲管Ⅱ22及液驱气动增压泵1连接到球阀Ⅲ51的输入端，另一路经气动阀Ⅶ52、冷却夹套管21、液驱气动增压泵1及液压站2连接到球阀Ⅲ51的输入端，所述球阀Ⅲ51的输出端通过管道连接到冷水机48的出水口，所述压力变送器Ⅰ15、压力变送器Ⅱ26、压力变送器Ⅲ32、压力变送器Ⅳ45及电磁阀47连接到下位机PLC，所述下位机PLC连接到上位机计算机，通过PLC下位机可实现远程控制系统内部压力的控制及采集、并具有数据记录、存储及导出等功能。

所述液压站2包括过滤器Ⅴ203、防爆电机201、安全阀Ⅲ209、液位开关208、温度变送器Ⅴ207、压力变送器Ⅴ206、换向阀210、冷却器205、加热器204及油箱202，以防爆电机201提供动力基础，使用液驱气动增压泵1将机械能转化为压力，推动液压油，通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动增压机液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成往复增压动作需要。

所述过滤器Ⅰ3的输出端连接压力表Ⅰ10，所述过滤器Ⅱ14的输出端接压力表Ⅱ16，所述流量计Ⅰ27的输入端接有压力表Ⅲ25，所述球/针阀Ⅳ31的输出端接有压力表Ⅳ33。

所述空压机43、冷水机48分别通过管路与集装箱Ⅰ连接。

所述集装箱Ⅱ内设有氢气检测器、防爆静电接地报警器，使用更安全。

所述气动阀Ⅵ49、球阀Ⅱ50、球阀Ⅲ51经过管路与集装箱Ⅱ接口连接。

氢气加注终端包含手动操作阀门，手动操作按钮，压力表、加氢枪37等部件是加氢机进行加注的输出终端，该部分配置手动操作阀门，可手动进行加注、泄压等工作；操作按钮包含急停、加注开始、加注暂停、加注结束等按钮，便于日常加氢工作过程中对加氢机的控制；整套加氢系统中所有部件均为氢气专用，保证了系统在使用过程中的安全性，设备运行安全可靠并满足相关标准法规要求，具备防静电、无电火花、防爆等安全措施，系统所有部件具有安全可靠、操作简单、易于维护等优点。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.集装箱式大排量液驱加氢机，其特征在于，包括集装箱Ⅰ、集装箱Ⅱ及设于所述集装箱Ⅱ内的液驱气动增压泵（1），所述液驱气动增压泵（1）的输入端连接有氢气输入管道，所述氢气输入管道上依次设有氢气输入接口、过滤器Ⅰ（3）、气动阀Ⅰ（4）、球/针阀Ⅰ（5）、缓冲管Ⅰ（13）及过滤器Ⅱ（14），所述氢气输入接口连接氢气气源，所述过滤器Ⅱ（14）的输出端设有压力变送器Ⅰ（15）、温度变送器Ⅰ（17），所述球/针阀Ⅰ（5）的输出端连接氮气输入管道，所述氮气输入管道上依次设有氮气输入接口、球/针阀Ⅱ（6）、气动阀Ⅱ（7）及单向阀Ⅰ（8），所述氮气输入接口连接氮气气源，所述球/针阀Ⅰ（5）的输出端通过管道连接有安全阀Ⅰ（9），所述安全阀Ⅰ（9）的输出端经管道连接球/针阀Ⅲ（11），所述球/针阀Ⅲ（11）通过管道连接到气动阀Ⅰ（4）的输入端，所述球/针阀Ⅲ（11）的两端并联有气动阀Ⅲ（12），所述液驱气动增压泵（1）的驱动端连接有液压站（2），所述液驱气动增压泵（1）的输出端通过管路连接有单向阀Ⅱ（18）、单向阀Ⅲ（19），所述单向阀Ⅱ（18）的输出端连接单向阀Ⅲ（19）的输出端，所述单向阀Ⅱ（18）的输出端经管路分别连接有温度变送器Ⅱ（20）、冷却夹套管（21），所述冷却夹套管（21）通过管路连接到缓冲管Ⅱ（22），所述缓冲管Ⅱ（22）的输出端经加氢枪充气管路连接到加氢枪（37）的充气口，所述加氢枪充气管路上依次设有温度变送器Ⅲ（23）、流量计Ⅰ（27）、过滤器Ⅲ（28）、气动阀Ⅴ（30）、球/针阀Ⅳ（31）、过滤器Ⅳ（35）及温度变送器Ⅳ（36），所述流量计Ⅰ（27）的输入端通过管路分别接有压力变送器Ⅱ（26）、安全阀Ⅱ（24），所述安全阀Ⅱ（24） 的输出端接到泄放总管（38），所述气动阀Ⅴ（30）的输入端与泄放总管（38）之间通过管路连接有气动阀Ⅳ（29），所述球/针阀Ⅳ（31）的输出端接有压力变送器Ⅲ（32），所述过滤器Ⅳ（35）的输入端与泄放总管（38）之间通过管路连接有球/针阀Ⅴ（34），所述泄放总管（38）通过管路连接到加氢枪（37）的泄放口，所述加氢枪（37）的充气口与泄放口分别通过软管连接到加氢枪（37），所述泄放总管（38）的一端连接有阻火器（39），所述泄放总管（38）的另一端通过管路连接安全阀Ⅰ（9）的输出端，所述泄放总管（38）分别通过管路连接有球/针阀Ⅶ（56）、流量计Ⅱ（57），所述流量计Ⅱ（57）通过管路接球/针阀Ⅵ（55），所述球/针阀Ⅵ（55）、球/针阀Ⅶ（56）分别通过管道连接到液驱气动增压泵（1），所述液驱气动增压泵（1）经管道连接油盘，所述液驱气动增压泵（1）与接油盘之间设有球阀Ⅰ（42），所述集装箱Ⅱ内设有防爆照明灯、防爆排风扇、避雷针及防爆分线箱；

所述集装箱Ⅰ内设有空压机（43）、冷水机（48）及与所述空压机（43）、冷水机（48）连接的控制系统（54），所述空压机（43）过过管道连接到过滤调压阀（44）的输入端，所述过滤调压阀（44）的输出端经管道分别连接有缓冲管Ⅲ（46）、压力变送器Ⅳ（45）及八个电磁阀（47），所述冷水机（48）的进水口与出水口之间通过管道并联有气动阀Ⅵ（49），所述冷水机（48）的进水口通过管道连接有球阀Ⅱ（50），所述球阀Ⅱ（50）的输出端分为两路，一路通过气动阀Ⅷ（53）、缓冲管Ⅰ（13）、缓冲管Ⅱ（22）及液驱气动增压泵（1）连接到球阀Ⅲ（51）的输入端，另一路经气动阀Ⅶ（52）、冷却夹套管（21）、液驱气动增压泵（1）及液压站（2）连接到球阀Ⅲ（51）的输入端，所述球阀Ⅲ（51）的输出端通过管道连接到冷水机（48）的出水口，所述压力变送器Ⅰ（15）、压力变送器Ⅱ（26）、压力变送器Ⅲ（32）、压力变送器Ⅳ（45）及电磁阀（47）连接到下位机PLC，所述下位机PLC连接到上位机计算机。

2.根据权利要求1所述的集装箱式大排量液驱加氢机，其特征在于，所述液压站（2）包括过滤器Ⅴ（203）、防爆电机（201）、安全阀Ⅲ（209）、液位开关（208）、温度变送器Ⅴ（207）、压力变送器Ⅴ（206）、换向阀（210）、冷却器（205）、加热器（204）及油箱（202）。

3.根据权利要求1所述的集装箱式大排量液驱加氢机，其特征在于，所述过滤器Ⅰ（3）的输出端连接压力表Ⅰ（10），所述过滤器Ⅱ（14）的输出端接压力表Ⅱ（16），所述流量计Ⅰ（27）的输入端接有压力表Ⅲ（25），所述球/针阀Ⅳ（31）的输出端接有压力表Ⅳ（33）。

4.根据权利要求1所述的集装箱式大排量液驱加氢机，其特征在于，所述空压机（43）、冷水机（48）分别通过管路与集装箱Ⅰ连接。

5.根据权利要求1所述的集装箱式大排量液驱加氢机，其特征在于，所述集装箱Ⅱ内设有氢气检测器、防爆静电接地报警器。

6.根据权利要求1所述的集装箱式大排量液驱加氢机，其特征在于，所述气动阀Ⅵ（49）、球阀Ⅱ（50）、球阀Ⅲ（51）经过管路与集装箱Ⅱ接口连接。