CN218523084U - 水电解制氢设备及其泄压装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及制氢装置技术领域，提供了一种水电解制氢设备及其泄压装置。其中，应用于水电解制氢设备的泄压装置，包括：储液壳和压力阀；所述储液壳内部设置有储液腔，所述储液腔开设有进气口和泄压口；所述压力阀包括安装件和可弹性移动的封闭件，所述封闭件通过所述安装件安装在所述储液腔上，所述封闭件抵持在所述泄压口上；所述进气口进气，所述储液腔压力增大，致使所述封闭件远离所述泄压口，所述泄压口与外部相通；所述储液腔压力变小，所述封闭件回弹贴合在所述泄压口，封闭所述泄压口。实现水电解制氢设备倾倒时，水不外流，同时可释放气体，起到泄压作用。

Description

水电解制氢设备及其泄压装置

技术领域

本申请涉及制氢装置技术领域，特别涉及一种水电解制氢设备及其泄压装置。

背景技术

在民用领域中，需要制氢时，常常采用电解液制氢。通过直流电连通至电极处，电极位于电解液中，电解液中电离出少量的氢离子和氧离子，在阴极氢离子接收到电子，然后析出氢气；在阳气氧原子失去电子，然后析出氧气。收集阴极产生的氢气，实现制氢。

在实际使用时，水电解装置内有存放电解液的空间，氧气经过存放电解液的空间，再向外排出。此时需在存放电解液的空间开设排气口，氧气通过排气口直接排放到外界。如果水电解装置倾倒，电解液会经过排气口泄露。

发明内容

为了解决或至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种水电解制氢设备及其泄压装置，实现水电解制氢设备倾倒时，水不外流，同时可释放气体，起到泄压作用。

实现上述目的包括如下技术方案：

泄压装置，应用于水电解制氢设备，包括：储液壳和压力阀；所述储液壳内部设置有储液腔，所述储液腔开设有进气口和泄压口；所述压力阀包括安装件和可弹性移动的封闭件，所述封闭件通过所述安装件安装在所述储液腔上，所述封闭件抵持在所述泄压口上；所述进气口进气时，所述储液腔压力增大，致使所述封闭件远离所述泄压口，所述泄压口与外部相通；所述储液腔压力变小时，所述封闭件回弹贴合在所述泄压口上，并封闭所述泄压口。

可选地，所述压力阀还包括弹性复位件；所述弹性复位件安装在所述安装件和所述封闭件之间，所述弹性复位件一端抵触在所述安装件上，另一端抵触在所述封闭件上。

可选地，所述安装件的边缘设置有安装耳，所述安装件上开设有泄压通道；所述安装耳连接至所述储液壳；所述封闭件远离所述泄压口时，所述泄压口与所述泄压通道相通。

可选地，所述封闭件包括导引段和密封部；所述密封部正对所述泄压口，所述弹性复位件沿着所述导引段轴向与所述导引段相配合。

可选地，所述导引段至少包括第一配合段和第二配合段；所述第一配合段外径小于所述泄压通道直径，所述第二配合段大于所述泄压通道的直径，所述第一配合段伸入至所述泄压通道内。

可选地，所述弹性复位件为弹簧；所述弹簧套设在所述导引段。

可选地，所述安装件与所述储液壳之间安装有第一密封垫；所述封闭件朝向所述泄压口的一面安装有第二密封垫。

可选地，所述储液壳顶部设置开设有第一安装槽，所述安装件放置于所述第一安装槽与所述储液壳固定安装；所述第一安装槽底部开设有第二安装槽，所述泄压口设置在所述第二安装槽的底部；所述封闭件和所述弹性复位件至少部分伸入至所述第二安装槽内。

可选地，泄压装置还包括固定板，所述固定板开设有避让位；所述安装件设置有向外突出的排气端，所述泄压通道贯穿所述排气端；所述固定板安装在所述储液壳上，致使所述安装耳在所述固定板和所述第一安装槽之间；且所述排气端穿过所述避让位，位于所述固定板的上方。

水电解制氢设备，包括：制氢组件和所述泄压装置。

在本申请的实施例中，实际使用时，电解产生的气体可以通过进气口进入到储液腔内，随着气体的不断进入，使得储液腔内部的气压不断增大。由于储液腔内可承受的气压有限，所以要将储液腔内的气体排出，达到泄压效果。此时压力阀还起到控制气体释放的作用。另外，利用安装件将封闭件抵持在泄压口上，可以封闭储液腔，防止储液腔内液体通过泄压口泄露。封闭件离开泄压口时，储液腔通过泄压口与外界相通，可以排放气体。具体工作时，压力阀包括两种状态，第一种状态为截止状态，即压力阀截止泄压口与外界相通；如在储液腔内的气压不大时，不足以克服封闭件抵持在泄压口上的压力，气体通过进气口不断进入到储液腔内，致使储液腔内的压力逐渐增大。第二种状态为导通状态，即压力阀导通泄压口与外界相通；如储液腔内的气压不断增大，最终储液腔内的气压作用在封闭件上压力大于封闭件抵持在泄压口上的压力，封闭件弹性退出泄压口位置，储液腔内的气体排出外部。在第二种状态时，储液腔内的气体排出外部，使得储液腔内的气压变小，不足以克服封闭件朝向在泄压口上的压力，封闭件弹性移动再次封闭泄压口，即再次回到第一种状态。该设置使得泄压口长时间封闭，因此可防止液体泄露。当储液腔需要泄压时，只是短暂开启泄压口排放气体，泄压口又回到封闭状态，防止漏液。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的实施方式，下面将对相关的附图做出简单介绍。可以理解，下面描述中的附图仅用于示意本申请的一些实施方式，本领域普通技术人员还可以根据这些附图获得本文中未提及的许多其他的技术特征和连接关系等。

图1为本申请提供一种泄压装置的分解结构示意图；

图2为本申请提供一种泄压装置的压力阀分解结构示意图；

图3为本申请提供一种泄压装置的剖视结构示意图；

图4为本申请提供一种泄压装置的图3中A处放大结构示意图；

图5为本申请提供一种泄压装置的压力阀远离泄压口结构示意图。

图中的附图标记及名称如下：

10、储液壳；11、储液腔；111、进气口；112、泄压口；12、第一安装槽；13、第二安装槽；20、压力阀；21、安装件；211、安装耳；212、泄压通道；213、排气端；22、弹性复位件；23、封闭件；231、密封部；232、导引段；2321、第一配合段；2322、第二配合段；24、第一密封垫；25、第二密封垫；30、固定板；31、避让位。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行详细说明。

实施方式一

本申请的第一实施例提出了一种水电解制氢设备及其泄压装置。如图1至图3所示，泄压装置，包括：储液壳10和压力阀20；所述储液壳10内部设置有储液腔11，所述储液腔11开设有进气口111和泄压口112；所述压力阀20包括安装件21和可弹性移动的封闭件23，所述封闭件23通过所述安装件21安装在所述储液腔11上，所述封闭件23抵持在所述泄压口112上；所述进气口111进气时，所述储液腔11压力增大，致使所述封闭件23远离所述泄压口112，所述泄压口112与外部相通；所述储液腔11压力变小时，所述封闭件23回弹贴合在所述泄压口112上，并封闭所述泄压口112。

实际使用时，电解产生的气体可以通过进气口111进入到储液腔11内，随着气体的不断进入，使得储液腔11内部的气压不断增大。由于储液腔11内可承受的气压有限，所以要将储液腔11内的气体排出，达到泄压效果。此时压力阀20还起到控制气体释放的作用。另外，利用安装件21将封闭件23抵持在泄压口112上，可以封闭储液腔11，防止储液腔11内液体通过泄压口112泄露。封闭件23离开泄压口112时，储液腔11通过泄压口112与外界相通，可以排放气体。具体工作时，压力阀20包括两种状态，如图4所示，第一种状态为截止状态，即压力阀20截止泄压口112与外界相通；如在储液腔11内的气压不大时，不足以克服封闭件23抵持在泄压口112上的压力，气体通过进气口111不断进入到储液腔11内，致使储液腔11内的压力逐渐增大。如图5所示，第二种状态为导通状态，即压力阀20导通泄压口112与外界相通；如储液腔11内的气压不断增大，最终储液腔11内的气压作用在封闭件23上压力大于封闭件23抵持在泄压口112上的压力，封闭件23弹性退出泄压口112位置，储液腔11内的气体排出外部。在第二种状态时，储液腔11内的气体排出外部，使得储液腔11内的气压变小，不足以克服封闭件23朝向在泄压口112上的压力，封闭件23弹性移动再次封闭泄压口112，即再次回到第一种状态。该设置使得泄压口112长时间封闭，因此可防止液体泄露。当储液腔11需要泄压时，只是短暂开启泄压口112排放气体，泄压口112又回到封闭状态，防止漏液。

具体地，如图3所示，泄压口112开设在储液壳10的顶部。该设置方式使得储液腔11内的液体难以通过泄压口112流出；另外也防止气体排出时，气体将液体连带排出。

如图2和图4所示，所述压力阀20还包括弹性复位件22；所述弹性复位件22安装在所述安装件21和所述封闭件23之间，所述弹性复位件22一端抵触在所述安装件21上，另一端抵触在所述封闭件23上。安装件21弹性移动受到弹性复位件22的作用。安装件21抵持在泄压口112时，弹性复位件22压着安装件21。此时的安装件21受弹性复位件22的压力作用，所以储液腔11内气压不大时，无法克服弹性复位件22提供的压力。在储液腔11内气压增大到足以克服弹性复位件22提供的压力时，气体将封闭件23顶开，弹性复位件22在此时蓄能；直至储液腔11内气压变小，弹性复位件22释放蓄能，将封闭件23复位。

弹性复位件22可以选择多种方式，如在本实施例中采用可以压缩的弹簧。在其他实施例中，可以采用弹片，或者压缩气弹簧，还可以采用弹性的硅胶或者橡胶又或者其他的具有弹性的材料制成。此处利用弹性复位件22的弹性变形特性，所以具有弹性变形的材料或者结构均可以采用。通过设置弹性复位件22给封闭件23提供预压力，利用预压力的大小来控制储液腔11内的气体最大气压。当储液腔11的气压超过最大气压后，封闭件23在气压作用下会离开泄压口112，达到泄压作用。例如，在本实施例中，弹簧压持在封闭件23上的压力为3kg，气体需要排出时，气体作用在封闭件23的压力要大于3kg。具体的弹簧预压力可以根据实际使用需要设置。

如图2和图4所示，所述安装件21的边缘设置有安装耳211，所述安装件21上开设有泄压通道212；所述安装耳211连接至所述储液壳10；所述封闭件23远离所述泄压口112时，所述泄压口112与所述泄压通道212相通。安装耳211通过钉体固定在储液壳10上，即通过安装耳211将压力阀20固定在储液壳10上。由于封闭件23固定在储液壳10上，所以会阻挡泄压口112的气体排出。本方案在安装件21开设的泄压通道212与泄压口112相通，气体由储液腔11从泄压口112排出后，再经过泄压通道212向外界排出。

具体地，该泄压通道212开设在安装件21的中部位置，在安装件21的两侧对称开设有两个安装耳211，通过两个对称的安装耳211固定在储液壳10内。

如图2和图4所示，所述封闭件23包括导引段232和密封部231；所述密封部231正对所述泄压口112，所述弹性复位件22沿着所述导引段232轴向与所述导引段232相配合。密封部231为实际与泄压口112直接配合的部分，导引段232在密封部231离开泄压口112时，起到引导移动的作用。导引段232此时为长条状结构，导引段232实际运动方向为沿着自身轴向移动，即此时密封部231沿着导引段232的轴向移动。

如图4和图5所示，所述导引段232至少包括第一配合段2321和第二配合段2322；所述第一配合段2321外径小于所述泄压通道212直径，所述第二配合段2322大于所述泄压通道212的直径，所述第一配合段2321伸入至所述泄压通道212内。具体的，泄压通道212还起到导向作用，此时的导引段232的第一配合段2321在泄压通道212内移动，顺着泄压通道212移动。而第一配合段2321的外径小于泄压通道212直径，所以第一配合段2321与泄压通道212之间存在间隙，可以通过气体。为了限制导引段232的移动范围，第二配合段2322的直径大于所述泄压通道212的直径，所以第二配合段2322无法进入到泄压通道212内，实现对导引段232的限位。导引段232的移动范围即为第一配合段2321伸入泄压通道212的范围。此时的弹簧套设在导引段232上，弹簧的压缩也受到导引段232的限制，只能沿着导引段232的周向压缩和伸展。

如图2、图4以及图5所示，所述安装件21与所述储液壳10之间安装有第一密封垫24。安装件21与储液壳10之间直接接触时，容易存在间隙，气体可能通过该间隙排出。但是为了引导气体从泄压通道212排出，需要将安装件21和储液壳10之间封闭，所以设置了第一密封垫24。另外一个原因，因为气体排出夹杂着液体，如果可以通过安装件21和储液壳10之间间隙排出，会存在液体积攒在间隙位置；或者，液体进入到电路板中，腐蚀电路板，缩短整个水电解制氢设备的使用寿命。

如图2、图4以及图5所示，所述封闭件23朝向所述泄压口112的一面安装有第二密封垫25。第二密封垫25自身有一定的柔性，在弹性复位件22的加压下，可以将泄压口112位置完全封闭，因此气体不易通过间隙从泄压口112排出。另外，即使水电解制氢设备倾倒了，液体流到泄压口112位置，受到第二密封垫25的阻挡液体也无法排出。

本实施例的第一密封垫24和第二密封垫25可以采用硅胶、橡胶等柔性材质制成。

如图1所示，所述储液壳10顶部设置开设有第一安装槽12，所述安装件21放置于所述第一安装槽12与所述储液壳10固定安装。第一安装槽12位置预留了安装件21的安装位置，即预留了压力阀20的安装位置。在压力阀20安装时，起到一个限位作用，而且由于存在第一安装槽12，所以实际组装时可以方便对位。

如图4所示，所述第一安装槽12底部开设有第二安装槽13，所述泄压口112设置在所述第二安装槽13的底部；所述封闭件23和所述弹性复位件22至少部分伸入至所述第二安装槽13内。此处的第二安装槽13预留封闭件23以及弹性复位件22的安装位置，封闭件23和弹性复位件22的移动范围控制在了第二安装槽13内。

具体地，如图1和图3所示，泄压装置还包括固定板30，所述固定板30开设有避让位31；所述安装件21设置有向外突出的排气端213，所述泄压通道212贯穿所述排气端213；所述固定板30安装在所述储液壳10上，致使所述安装耳211在所述固定板30和所述第一安装槽12之间；且所述排气端213穿过所述避让位31，位于所述固定板30的上方。固定板30上安装有电路板，或固定板30自身为电路板，固定在储液壳10上。此时由于排气端213位于固定板30的上端，所以经过泄压通道212排出的气体不用经过电路板；因此气体中夹杂的液体不易进入到电路板位置，电路板不易被俯视。不仅如此，固定板30将安装件21的安装耳211限位在了第一安装槽12内，所以即使安装耳211与储液壳10之间的连接发生松动情况，也有固定板30将安装耳211限位固定。水电解制氢设备包括制氢组件和所述泄压装置。在水电解制氢设备内还安装有倾角传感器，倾角传感器用于检测水电解制氢设备是否处于正放状态，倾角传感器还接入到水电解制氢设备的控制单元。如果倾角传感器检测到水电解制氢设备并非正放，反馈信号至控制单元，控制单元控制水电解制氢设备停止制氢工作。该方式避免了水电解制氢设备在非正放情况下制氢。倾角传感器实际为检测泄压装置是否正放。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.泄压装置，应用于水电解制氢设备，其特征在于，包括：储液壳和压力阀；

所述储液壳内部设置有储液腔，所述储液腔开设有进气口和泄压口；

所述压力阀包括安装件和可弹性移动的封闭件，所述封闭件通过所述安装件安装在所述储液腔上，所述封闭件抵持在所述泄压口上；

所述进气口进气时，所述储液腔压力增大，致使所述封闭件远离所述泄压口，所述泄压口与外部相通；所述储液腔压力变小时，所述封闭件回弹贴合在所述泄压口上，并封闭所述泄压口。

2.根据权利要求1所述泄压装置，其特征在于，所述压力阀还包括弹性复位件；所述弹性复位件安装在所述安装件和所述封闭件之间，所述弹性复位件一端抵触在所述安装件上，另一端抵触在所述封闭件上。

3.根据权利要求2所述泄压装置，其特征在于，所述安装件的边缘设置有安装耳，所述安装件上开设有泄压通道；

所述安装耳连接至所述储液壳；

所述封闭件远离所述泄压口时，所述泄压口与所述泄压通道相通。

4.根据权利要求3所述泄压装置，其特征在于，所述封闭件包括导引段和密封部；所述密封部正对所述泄压口，所述弹性复位件沿着所述导引段轴向与所述导引段相配合。

5.根据权利要求4所述泄压装置，其特征在于，所述导引段至少包括第一配合段和第二配合段；所述第一配合段外径小于所述泄压通道直径，所述第二配合段大于所述泄压通道的直径，所述第一配合段伸入至所述泄压通道内。

6.根据权利要求4所述泄压装置，其特征在于，所述弹性复位件为弹簧；所述弹簧套设在所述导引段上。

7.根据权利要求2所述泄压装置，其特征在于，所述安装件与所述储液壳之间安装有第一密封垫；所述封闭件朝向所述泄压口的一面安装有第二密封垫。

8.根据权利要求3所述泄压装置，其特征在于，所述储液壳顶部设置开设有第一安装槽，所述安装件放置于所述第一安装槽与所述储液壳固定安装；

所述第一安装槽底部开设有第二安装槽，所述泄压口设置在所述第二安装槽的底部；所述封闭件和所述弹性复位件至少部分伸入至所述第二安装槽内。

9.根据权利要求8所述泄压装置，其特征在于，还包括固定板，所述固定板开设有避让位；所述安装件设置有向外突出的排气端，所述泄压通道贯穿所述排气端；

所述固定板安装在所述储液壳上，致使所述安装耳在所述固定板和所述第一安装槽之间；且所述排气端穿过所述避让位，位于所述固定板的上方。

10.水电解制氢设备，其特征在于，包括：制氢组件和权利要求1至9任一项所述泄压装置。

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