CN220849964U - 一种氢气压缩机系统、氢气增压站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种氢气压缩机系统，该系统包括，第一电磁阀，低压氢气入口经过所述第一电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器；第二电磁阀，第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出一并经过第二电磁阀连接到高压氢气出口；第三电磁阀，第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出经过第三电磁阀连接到高压排空接口；第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器分别连接第一液压驱动泵、第二液压驱动泵并分别由第一液压驱动泵、第二液压驱动泵驱动。第一电磁阀、第二电磁阀或第三电磁阀是先导式电磁阀。第四电磁阀，氮气入口经过第四电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器。
Description
技术领域
本实用新型属于氢能技术领域，特别涉及一种氢气压缩机系统、氢气增压站。
背景技术
现有的加氢站包括氢气增压站、固定储氢设施和加氢机，其中氢气增压站的超高压氢气压缩机因运行压力的超高(设计压力大于45MPa)，阀门开关所需的力矩较大，通常采用超高压气动阀门。这种超高压气动阀门需要配套仪表风电磁阀进行自动控制。因此，现有氢气压缩机系统必须配有仪表风系统，这样就需要外配空压机，导致设备自控管路复杂、流程传递链长，响应环节多，反应速度慢，受影响的因素众多。
实用新型内容
本实用新型的目的是，提供采用电磁阀控制的氢气压缩机系统，用以解决现有加氢站氢气压缩机采用气动阀门造成的自控系统非常复杂的问题。
本实用新型的技术方案是，一种氢气压缩机系统，该系统包括，
第一电磁阀，低压氢气入口经过所述第一电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器；
第二电磁阀，所述第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出一并经过第二电磁阀连接到高压氢气出口；
第三电磁阀，所述第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出经过第三电磁阀连接到高压排空接口；
第四电磁阀，氮气入口经过所述第四电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器，该第四电磁阀为直动型电磁阀。
第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器分别连接第一液压驱动泵、第二液压驱动泵并分别由第一液压驱动泵、第二液压驱动泵驱动。
第一电磁阀、第二电磁阀或第三电磁阀采用先导式电磁阀。
本实用新型采用适用于超高压氢气工作的先导式电磁阀或直动型电磁阀进行气路管路的开关控制，替换了现有氢气压缩增压站的全部气动阀控制系统，简化了压缩机自控系统的组成。通过对管路开关实现了全电控制，缩短了控制响应时间，提高了自控效率，以及整个氢气压缩机系统的可靠性和安全性。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
图1根据本实用新型实施例之一的电磁阀自控氢气压缩机系统图。
图2根据本实用新型实施例之一的电磁阀的结构示意图。
201——阀体，
202——主阀芯，2021——先导式阀杆，2022——先导连接件，203——主阀芯压簧，
204——阀盖，
205——泄压孔，
206——动铁芯，
207——动铁芯压簧，
208——电磁组件。
具体实施方式
在氢气增压站系统中，为了解决由于采用超高压气动阀门对于进出氢气气路控制，导致相关配套的自控元件多且复杂的难题，本实用新型通过采用先导式高压电磁阀代替现有的超高压气动阀门，通过较小的电磁力开启主阀，优化了电磁执行器低压工作状态下的性能。
根据一个实施例，如图1所示，一种氢气压缩机系统，该系统包括，
第一电磁阀，低压氢气入口经过所述第一电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器；第一电磁阀的输出端同时连接低压排空接口。
第二电磁阀，所述第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出一并经过第二电磁阀连接到高压氢气出口。
第三电磁阀，所述第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出经过第三电磁阀连接到高压排空接口。
第四电磁阀，氮气入口经过所述第四电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器，该第四电磁阀为直动型电磁阀。这里的氮气入口接入液驱气体增压器的蓄能器，用于液驱气体增压器压力容积补偿。
第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器分别连接第一液压驱动泵、第二液压驱动泵并分别由第一液压驱动泵、第二液压驱动泵驱动。
第一电磁阀、第二电磁阀或第三电磁阀是高压先导式电磁阀。
氢气压缩机系统包括主控制器PLC，该主控制器PLC连接有火焰探测器和氢气浓度探测器。PLC用以控制整个氢气压缩机的工作运行。
氢气压缩机系统包括风冷式工业冷水机，该风冷式工业冷水机接入所述第一、第二液驱气体增压器，使得氢气压缩机工作在一个安全温度范围内。
在采用所述高压先导式电磁阀的氢气压缩机样机实测时，在工作压力高于100MPa的条件下，电磁阀开关测试5万次无故障，气密性和可靠性均达到设计的预期。
根据一个实施例，如图2所示，一种可以在氢气压缩机系统应用的先导型的电磁阀。电磁阀的进出口采用耐高压的锥面螺纹C&T方式连接。
该高压电磁阀包括内置有主阀芯202的阀体201和阀盖204。主阀芯202通过至少一主阀芯压簧203固定连接所述阀盖204的内侧端。阀盖204的外侧端通过至少一动铁芯压簧207连接动铁芯206相连，动铁芯206另一端安装在电磁组件208内，所述电磁组件208通过连接件固定在阀盖204上。
这里需要说明的是：这里的电磁组件208为电磁线圈，电磁组件208固定在阀盖204内，且电磁组件208包裹在动铁芯206的外侧；动铁芯206在电磁组件208的电磁力作用下实现上下移动，并通过动铁芯206的移动带动主阀芯压簧203，最后作用在主阀芯202上，通过主阀芯202的移动来切换高压电磁阀2的开启/关闭状态。
主阀芯202包括设置在固定设置在阀体201底部卡槽中的先导式阀杆2021，所述先导式阀杆2021顶部通过先导连接件2022固定在阀体201中，通过先导连接件2022与主阀芯压簧203相连，先导连接件2022与阀盖204之间的空隙形成气体通路。
这里需要说明的是：先导式阀杆2021是主阀芯202中的一个部件，起到导向作用，以确保主阀芯202在运动过程中的正确位置；先导连接件2022将先导式阀杆2021与主阀芯压簧203连接起来，通过主阀芯压簧203给主阀芯202进行复位。
先导连接件2022与阀盖204之间的空隙形成气体通路。即气体可以通过这个空隙进出，从而影响或控制主阀芯202的运动状态。通过气体通路的变化，可以实现对主阀芯202的控制，从而实现对气体的流量控制或压力调节；这样的设计主要应用于液压系统、气动系统或流体控制系统。
所述阀盖204上还设置有泄压孔205，泄压孔205根据预期压力和系统的工作压力范围来确定的。确保泄压孔的大小和数量足够处理可能的过压情况，同时又不会导致系统正常工作时的过度泄漏。
具体来说，泄压孔205的目的在于增强氢气增压系统的安全性，在氢气增压系统或类似的高压气体系统中，由于压力的增加，系统中可能会发生过压现象，即压力超过了系统所能承受的范围。这可能由于意外故障、操作失误或其他异常情况引起；因此在系统压力超过安全限制时，通过使用泄压孔205将多余的气体释放出来，以减轻系统压力，从而保持系统的安全运行。通过泄压孔释放多余的气体，可以避免设备或管道因过高压力而损坏，也可以保护操作人员免受意外高压的危害。
本实用新型的有益效果在于，由于采用了高压式电磁阀对于氢气进出口管路进行控制，取消了原有气动阀必须配套的仪表风系统，使整个氢气压缩机系统大为简化。电磁阀们本身安装占有的空间大幅度减少，压缩机自控从气电混合控制变为纯电动控制，系统响应速度和自控效率都能得到较大的提升。压缩机系统的整体成本也可以得到有效降低，即使不考虑仪表风管路及仪表风来源的部分设备，因阀体尺寸大幅度减少，单从超高压气动阀变为超高压电磁阀，设备成本可以降低30％以上。
值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (10)
1.一种氢气压缩机系统，其特征在于，该系统包括，
第一电磁阀，低压氢气入口经过所述第一电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器；
第二电磁阀，所述第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出一并经过第二电磁阀连接到高压氢气出口；
第三电磁阀，所述第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器的输出经过第三电磁阀连接到高压排空接口；
所述第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器分别连接第一液压驱动泵、第二液压驱动泵并分别由第一液压驱动泵、第二液压驱动泵驱动。
2.根据权利要求1所述的氢气压缩机系统，其特征在于，所述第一电磁阀、第二电磁阀或第三电磁阀是先导式电磁阀。
3.根据权利要求2所述的氢气压缩机系统，其特征在于，所述先导式电磁阀包括内置有主阀芯的阀体和阀盖，
所述主阀芯通过主阀芯压簧固定连接所述阀盖的内侧端；
所述阀盖的外侧端通过动铁芯压簧连接动铁芯的一端，
所述动铁芯的另一端安装在电磁组件内，
所述电磁组件通过连接件固定在所述阀盖上。
4.根据权利要求3所述的氢气压缩机系统，其特征在于，
所述主阀芯包括固定设置在阀体底部卡槽中的先导式阀杆，
所述先导式阀杆顶部通过先导连接件固定在阀体中，通过先导连接件与主阀芯压簧相连，先导连接件与阀盖之间的空隙形成气体通路。
5.根据权利要求4所述的氢气压缩机系统，其特征在于，所述阀盖上还设置有泄压孔。
6.根据权利要求1所述的氢气压缩机系统，其特征在于，所述第一电磁阀的输出端同时连接低压排空接口。
7.根据权利要求1所述的氢气压缩机系统，其特征在于，所述氢气压缩机系统还包括第四电磁阀，氮气入口经过所述第四电磁阀后分为两路接入第一液驱气体增压器和第二液驱气体增压器。
8.根据权利要求1所述的氢气压缩机系统，其特征在于，所述氢气压缩机系统包括主控制器PLC，该主控制器PLC连接有火焰探测器和氢气浓度探测器。
9.根据权利要求1所述的氢气压缩机系统，其特征在于，所述氢气压缩机系统包括风冷式工业冷水机，该风冷式工业冷水机接入所述第一、第二液驱气体增压器。
10.一种氢气增压站，其特征在于，包括如权利要求1所述的氢气压缩机系统。
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