CN212204008U - 一种70MPa加氢机注入系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种70MPa加氢机注入系统，包括检漏系统、加注系统、放空系统；所述检漏系统分别与加注系统和放空系统通过管道连通，所述检漏系统和加注系统中分别设置有调压组件，所述加注系统与燃料电池车连接，所述检漏系统包括缓冲罐、外部紧急切断阀、过滤器、流量计、减压阀、内部紧急切断阀和第一压力变送器；所述外部紧急切断阀与缓冲罐的连接，所述外部紧急切断阀后分别依次与过滤器、流量计、减压阀、预冷器、内部紧急切断阀进行连接，所述第一压力变送器设置在内部紧急切断阀之后的检漏系统管路上；本实用新型设置有检漏系统，在加注氢气的时候，首先对内部紧急切断阀下游的整体管路进行检漏，保证加注时的安全性。

Description

一种70MPa加氢机注入系统

技术领域

本实用新型涉及氢气注入领域，尤其涉及一种70MPa加氢机注入系统。

背景技术

以氢气为能源的氢燃料电池车具有环保、高效、零污染、零排放等优点。

随着国内氢能源行业的蓬勃发展，70MPa的氢燃料电池车将逐步开始越来越多地出现；但是与之配套的基础设施方面，目前国内市场上，并无足够成熟完善且安全可靠的70MPa加氢机的技术解决方案及产品。故为填补目前国内市场上此块的空白，针对70MPa加氢机，本专利给出了一个成熟完善且安全可靠的70MPa加氢机注入系统。

实用新型内容

本实用新型提供，针对上述问题，提供一种70MPa加氢机注入系统，在加氢机内，遵循特定的加注协议(如SAE J2601)的要求，通过此种工艺将上游储氢罐和氢气压缩机方向来的氢气，进行过滤、计量、减压、预冷等过程，然后安全地加注到燃料电池车中。

本方案是这样进行实现的：

一种70MPa加氢机注入系统，包括检漏系统、加注系统、放空系统；所述检漏系统分别与加注系统和放空系统通过管道连通，所述检漏系统和加注系统中分别设置有调压组件，所述加注系统与燃料电池车连接。

作为优选的，所述检漏系统包括过滤器、流量计、减压阀、内部紧急切断阀和第一压力变送器；过滤器、流量计、减压阀、内部紧急切断阀进行连接，所述第一压力变送器设置在内部紧急切断阀之后的检漏系统管路上。

作为优选的，在检漏系统之前设置有缓冲罐和外部紧急切断阀；所述外部紧急切断阀与缓冲罐的连接，所述外部紧急切断阀与过滤器连接。

作为优选的，所述减压阀和内部紧急切断阀之间设置有预冷器，所述预冷器将流过预冷器的氢气进行预冷。

作为优选的，所述预冷器为微通道换热器。

作为优选的，所述加注系统包括环境温度探测器、I/P转化器、PIC控制器、第二管路、温度检测器组、拉断阀和加氢枪；所述环境探测器设置在加氢机内，所述I/P转化器与第一减压阀通过仪表气管路连接，所述PIC控制器分别与第一压力变送器和I/P转化器电连接。

作为优选的，所述第二管路设置在内部紧急切断阀后侧，所述第二管路与拉断阀连接，所述加氢枪设置在拉断阀的后侧位置，所述温度检测器组设置在第二管路和拉断阀的管路上；所述第二管路和温度检测器组之间设置有安全阀。

作为优选的，所述加氢枪上或附近设置有氮气吹扫管路。

作为优选的，所述温度检测器组包括第一温度检测器和第二温度检测器，所述第一温度检测和第二温度检测器依次设置在安全阀之后和拉断阀之前的位置。

作为优选的，所述放空系统包括第三阀门、第三管路和放空管路；所述第三管路与第二管路交叉连接，由第二管路分支出的管路与第三管路连接，所述放空管路设置在第三阀门后侧位置，所述第三阀门设置在第三管路上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型设置有检漏系统，在加注氢气的时候，首先对整体加注管路进行检漏，保证加注时的安全性，然后再进行加注，在加注系统和检漏系统均设置有调压组件，对整体氢气气压进行实时调节，保证整体系统的安全性。

2、通过本实用新型中设置有过滤器，用于过滤氢气中的颗粒，以避免氢气中的颗粒对下游的流量计及减压阀造成内部的损伤，保护内部器件安全和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型整体系统的结构示意图；

图中：1、缓冲罐；2、外部紧急切断阀；3、过滤器；4、流量计；5、减压阀；6、内部紧急切断阀；7、第一压力变送器；8、环境温度探测器；9、I/P转化器；10、PIC控制器；11、第二管路；13、拉断阀；14、加氢枪；15、第一温度检测器；16、第二温度检测器；17、第三阀门；18、第三管路；19、放空管路；20、氮气吹扫管路；21、预冷器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：

一种70MPa加氢机注入系统，包括检漏系统、加注系统、放空系统和调压组件；所述检漏系统分别与加注系统和放空系统通过管道连通，所述调压组件设置分别设置在检漏系统和加注系统中；氢气在经过检漏系统后，确保无泄漏后分流道加注系统和放空系统中，调压组件对检漏系统和加注系统中氢气压力进行调节，在检漏环节依靠调压组件的合适调节防止输送到燃料电池车内的氢气量过多，在正式加注环节防止氢气升压速率异常，确保系统整体的安全性。

所述检漏系统包括过滤器3、流量计4、减压阀5、内部紧急切断阀6和第一压力变送器7；所述过滤器3、流量计4、减压阀5、内部紧急切断阀6依次进行连接，所述第一压力变送器设置内部紧急切断阀6之后的检漏系统管路上；所述过滤器3用于过滤氢气中的颗粒，以避免氢气中的颗粒对下游的流量计4及减压阀5造成内部的损伤，保护内部器件安全和稳定性。

在检漏系统之前设置有缓冲罐1、外部紧急切断阀2；所述外部紧急切断阀2与缓冲罐1连接，所述外部紧急切断阀2后与过滤器3连接；

在实际作业时，外部紧急切断阀2距离缓冲罐有一段距离，外部紧急切断阀2对进入到加氢机的气源进行开启和关闭。

所述流量计4用于计量流过管路的气体流量，便于整体的数据检测和观察，所述流量计4设置在减压阀5的上游，主要目的是因为减压阀5上游的压力相比于减压阀5下游，更加稳定，因此流量计4的计量精度要更高一些，减少整体的误差。

所述压力变送器的不同时间的读数的变化，即可判断从内部紧急切断阀6到氢气加注口的连接是否有安全上不允许的泄露，保证氢气出气时候，内部的安全性。

基于上述结构，整体的检漏流程为：当加氢机1上的加氢枪14Noz-2已经与燃料电池车正确相连后，正式加氢之前，需要先对加氢口进行泄露检测。

少量氢气从缓冲罐出口往氢气加注口方向输送，先经过外部紧急切断阀2，再从加氢机1入口流入，经过过滤器3的过滤，然后流经质量流量计4处被计量，随后再流经减压阀5，最终到达内部紧急切断阀6的下游，进入燃料电池车内，在检测时，通常会发生泄漏的部位为氢气加注口的位置；在将少量氢气通入到检漏系统中时，气体流量被记录，并且泄露检测所需的流量达成后，内部紧急切断阀6自动关闭，稍缓然后通过第一压力变送器7，第一次测量气压作为初始压力，再停止几秒，第二次检测第一压力变送器7的压力相比于初始压力是否有一定的变化，进行判断是否泄漏；基于压力变送器的不同时间的读数的变化，即可判断出加氢枪14与加注口之间的连接是否有安全上不允许的泄露。

外部紧急切断阀2为加氢机1上游的，用来确保当加氢机1出现紧急情况时，如被加氢的车辆撞上导致加氢机1摇晃时，外部紧急切断阀2能够自动关闭，以避免可能的氢气大量泄露引起安全上的大的风险，如燃烧、爆炸及伴生的人员伤害等。

所述减压阀5和内部紧急切断阀6之间设置有预冷器21，所述预冷器21将流过氢气进行预冷，所述预冷器21为微通道换热器。

所述加注系统包括环境温度探测器8、I/P转化器9、PIC控制器10、第二管路11、温度检测器组、拉断阀13和加氢枪14；所述环境探测器设置在加氢机1内，用于检测环境温度，所述I/P转化器9与第一减压阀5通过仪表气管路连接，所述PIC控制器10分别与第一压力变送器7和I/P转化器9电连接，在PIC控制器10中选定加注协议(如SAE J2601)中对应的升压速率，通过减压阀5对其上游过来的高压氢气进行压力调节。

本方案中减压阀5的减压流程为：PIC控制器10基于温度检测器组的实时数据，以及前述的升压速率，输出信号给外置的I/P转化器9，所述I/P转化器9输出信号对减压阀5进行实时的调节，以使得充入燃料电池车中的氢气，能够按照选定的加注协议的要求，保持在安全所允许的加注速度以内，并能够在达到需求的充装压力后及时停止加氢。

本方案中所述的加氢机是指由外部紧急切断阀2之后的管道到加氢枪14之前的所有组件和器件的组合。

本新型公开的是一种对于70MPa的整体管路系统和结构，以实现高效、安全的对于燃料电池车辆进行加氢作业。

本方案中，对于减压阀5实现减压的流程和组件，均为本领域的常规技术手段，本方案对此并未作出改进。

本方案中，PIC控制器10对于I/P转化器9的电的调节，以及I/P转化器8对第一减压阀5气的调节属于本领域的常规技术手段。

所述第二管路11设置在内部紧急切断阀6后侧，所述第二管路11与拉断阀13连接，所述加氢枪14设置在拉断阀13的后侧位置，所述温度检测器组设置在第二管路11和拉断阀13的管路上；所述第二管路11和温度检测器组之间设置有安全阀；

基于上述结构，所述拉断阀13对管路末端进行通断控制，所述安全阀可以防止加氢时充装压力过高，所述温度检测器组用于实时检测加氢时的氢气温度；最后通过加氢枪14将氢气充入到燃料电池车的储氢瓶内，实现高效、安全的燃料电池车的氢气注入。

为防止加氢枪14短时间内多次加氢后因外表面低温结霜难以从车辆加注口取下的问题，所述加氢枪14上或附近设置有氮气吹扫管路20。

所述温度检测器组包括第一温度检测器15和第二温度检测器16，所述第一温度检测依次设置在安全阀之后和拉断阀13之前的位置，第一温度检测器15和第二温度检测器16用于监控加氢时的温度，及防止加氢时温度过低；

在对于检测温度时设置为2个，第一温度检测器是为了将数据与外界控制端进行连接，提供数据基础，而第二温度检测器是为了处于安全目的考虑，是温度检测更加精准。

所述放空系统包括第三阀门17、第三管路18和放空管路19；所述第三管路18与第二管路11交叉连接，由第二管路11分支出的管路与第三管路18连接，所述放空管路19设置在第三阀门17后侧位置，所述第三阀门17设置在第三管路18上；

基于上述结构，放空管路19为加氢结束后对管路HG-2进行泄压，保证管路2内部余压处于安全值使得加氢枪能够被安全地拔下，所述第三阀门17对第三管路18进行开启或关闭。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：包括检漏系统、加注系统、放空系统；所述检漏系统分别与加注系统和放空系统通过管道连通，所述检漏系统和加注系统中分别设置有调压组件，所述加注系统与燃料电池车连接。

2.根据权利要求1所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述检漏系统包括过滤器、流量计、减压阀、内部紧急切断阀和第一压力变送器；过滤器、流量计、减压阀、内部紧急切断阀进行连接，所述第一压力变送器设置在内部紧急切断阀之后的检漏系统管路上。

3.根据权利要求2所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：在检漏系统之前设置有缓冲罐和外部紧急切断阀；所述外部紧急切断阀与缓冲罐的连接，所述外部紧急切断阀与过滤器连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述加注系统包括环境温度探测器、I/P转化器、PIC控制器、第二管路、温度检测器组、拉断阀和加氢枪；所述环境温度探测器设置在加氢机内，所述I/P转化器与第一减压阀气连接，所述PIC控制器分别与第一压力变送器和I/P转化器电连接。

5.根据权利要求4所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述第二管路设置在内部紧急切断阀后侧，所述第二管路与拉断阀连接，所述加氢枪设置在拉断阀的后侧位置，所述温度检测器组设置在第二管路和拉断阀的管路上；所述第二管路和温度检测器组之间设置有安全阀。

6.根据权利要求1或2所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述放空系统包括第三阀门、第三管路和放空管路；所述第三管路与第二管路交叉连接，由第二管路分支出的管路与第三管路连接，所述放空管路设置在第三阀门后侧位置，所述第三阀门设置在第三管路上。

7.根据权利要求2所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述减压阀和内部紧急切断阀之间设置有预冷器，所述预冷器将流过氢气进行预冷。

8.根据权利要求7所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述预冷器为微通道换热器。

9.根据权利要求5所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述加氢枪上或附近设置有氮气吹扫管路。

10.根据权利要求5所述的一种70MPa加氢机注入系统，其特征在于：所述温度检测器组包括第一温度检测器和第二温度检测器，所述第一温度检测和第二温度检测依次设置在安全阀之后和拉断阀之前的位置。

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