一种氢气生产用全密封加压装罐设备

技术领域

本发明属于氢气生产技术领域，特别涉及一种氢气生产用全密封加压装罐设备。

背景技术

氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体。在氢气生产完成后，需要将其装罐至专用的氢气罐中。

而为了保证氢气罐的空间利用率，在装罐工作时，需要将氢气进行加压。而现有的氢气加压装罐设备在进行装罐工作时，需要先将一部分氢气装罐后再对其进行加压，然后在周而复始，直到将氢气罐装满为止。但此种装罐方法导致装罐速度慢，导致装罐的工作连贯性降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种氢气生产用全密封加压装罐设备，包括传送链条和两组传动杆，两组所述传动杆上均套接有一组齿轮，所述传送链条两端分别套接在两组齿轮上，所述传送链条上等间距设有若干组罐体固定单元，所述传送链条一侧设有加压单元；其中一组所述罐体固定单元正下方设有摇摆动力单元；

所述加压单元包括加压筒；所述加压筒内设有转杆，所述转杆的中轴线位于加压筒中轴线靠近出料口的一侧；所述转杆外壁上呈环形阵列分布有若干组推送机构，所述推送机构靠近加压筒两端端口的两侧壁，以及远离转杆的一侧壁均贴合在加压筒内壁上；

所述推送机构包括后推送板；所述后推送板一端安装在转杆上，且另一端中心处开设有弹压槽，所述弹压槽内设有复位弹簧；所述弹压槽两侧对称开设有两组第一冷却侧腔，所述第一冷却侧腔内设有伸缩板，所述伸缩板另一端延伸至第一冷却侧腔外，且安装有前推送板；所述前推送板靠近后推送板的一侧外壁中心处设有杵杆，所述杵杆另一端活动贯穿至弹压槽内，且抵触在复位弹簧上；所述后推送板和前推送板两侧外壁上均等间距分布有若干组导热机构；相邻两组所述推送机构以及所对应的加压筒一段内壁组合构成密闭加压室。

进一步的，所述转杆一端通过一组空心轴承延伸至加压筒外部，且传动连接有第二电机；所述转杆内部中心处设有内输送管，所述内输送管远离第二电机的一端通过一组空心轴承延伸至加压筒外部，且连通有冷气进口。

进一步的，所述第一冷却侧腔一端连通有中介管，所述中介管另一端连通在内输送管上，所述前推送板内开设有两组第二冷却侧腔，所述伸缩板两端分别与第一冷却侧腔和第二冷却侧腔的腔体连通。

进一步的，所述后推送板和前推送板两侧外壁上均等间距分布有与导热机构数量相同且一一对应的若干组导热槽；两组所述第一冷却侧腔和两组第二冷却侧腔的靠近导热槽的一侧内壁上均安装有一组热交换板。

进一步的，所述导热机构包括导热转杆；所述导热转杆转动连接在导热槽内，且所述导热转杆的中轴线与导热槽的中轴线重合。

进一步的，所述导热转杆侧壁上呈环形阵列分布有若干组导热叶片，所述导热叶片一侧壁上开设有内凹槽，所述导热叶片另一侧壁上设有外凸块；所述外凸块另一侧与所述导热槽内壁活动贴合。

进一步的，所述传送链条一侧设有装罐输出箱，所述装罐输出箱顶部设有电动滑台，所述电动滑台输出端上设有接头单元，所述接头单元包括输气筒；所述输气筒安装在滑块上；所述输气筒内开设有滚动腔，所述滚动腔内壁上平均分布有若干组滚球限位槽，所述滚球限位槽内滑动连接有滚球。

进一步的，所述滚动腔内部中心处设有输气头固定球，所述输气头固定球四周外壁分别与各组滚球滚动贴合。

进一步的，所述滚动腔靠近传送链条的一侧开设有接口腔，所述接口腔内部中轴线上设有输气头，所述输气头外壁上呈环形阵列分布有若干组侧推弹簧；所述输气头一端安装在输气头固定球上，且设有进料管，所述进料管另一端延伸至输气筒外部，且通过软管与所述出料口连通，所述进料管输入端设有电动阀门。

进一步的，所述输气头靠近输气头固定球的一侧内壁上设有微动开关，所述微动开关与所述电动阀门电性连接，所述输气头另一端延伸至输气筒外部，且中轴线上开设有出气插孔；所述输气头内部中轴线上设有插块，所述插块靠近出气插孔的一端设有按压弹簧；且另一端活动抵触在微动开关上。

本发明的有益效果是：

1、由于转杆更加靠近出料口一侧，因此与进料口对应的一组密闭加压室的空间体积要大于与出料口对应的一组密闭加压室的空间体积。当氢气进入与进料口对应的一组密闭加压室后，随着转杆转动，该组密闭加压室空间体积逐步缩小，其内部的氢气体积也会随之逐步压缩。使得氢气在运输过程中即可实现加压，无需一边装罐一边加压，保证了装罐工作的流畅性。然后利用复位弹簧来推送杵杆，再由杵杆推送前推送板，使得前推送板远离杵杆的一端贴合在加压筒内壁上，保证了各组密闭加压室的密闭性，因此也保证了加压效果。

2、氢气在压缩过程中流速加快，并撞击在导热叶片上，使得导热叶片可以将热量吸收，并利用内凹槽使得氢气更加容易推动导热叶片使得导热转杆转动。当导热叶片转动至导热槽内时，利用外凸块与导热槽的高贴合度来提升导热效率，将热量传递至热交换板上，并与第一冷却侧腔或第二冷却侧腔内的冷气形成热交换。使得氢气在压缩过程中即可实现散热功能，不仅提高了安全性，也通过导热转杆的转动保证了散热的连续性。

3、在装罐过程中，摇摆动力单元会带动氢气罐匀速摇摆，并利用氢气罐进气阀与插块的插接关系，带动输气头和输气头固定球摇摆。通过平均分布在滚动腔内壁上的若干组滚球与输气头固定球之间的滚动连接关系，并利用侧推弹簧与输气头之间的弹性连接关系，将输气头摇摆时产生的惯性抵消。使得氢气罐进气阀不会从输气头中脱离，保证了装置在进行氢气装罐时的全密封性。与此同时，当插块与微动开关脱离后，关闭电动阀门，使得进料管停止输送氢气，并以此提高了安全性。

4、在利用接头单元装罐的同时，启动摇摆电机，通过摇摆电机带动电动推杆和放置座卡板匀速摇摆，然后使得空氢气罐进行摇摆，让高压氢气可以均匀进入空氢气罐中，使得装罐工作更加顺畅。并且通过摇摆杆和罐体卡接板之间的铰接关系，使得空氢气罐的摇摆不会对装置的其他结构造成影响。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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示出了根据本发明实施例的装罐设备的剖视示意图；

图2示出了根据本发明实施例的装罐输出箱的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的罐体固定单元的结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的下固定座的剖视示意图；

图5示出了根据本发明实施例的摇摆动力单元的剖视示意图；

图6示出了根据本发明实施例的加压单元的剖视示意图；

图7示出了根据本发明实施例的加压筒的端口剖视示意图；

图8示出了根据本发明实施例的转杆和推送机构的剖视示意图；

图9示出了根据本发明实施例的图8中A圈内的放大示意图；

图10示出了根据本发明实施例的图8中B圈内的放大示意图；

图11示出了根据本发明实施例的导热机构的结构示意图；

图12示出了根据本发明实施例的接头单元的剖视示意图。

图中：100、传动杆；110、第一电机；120、齿轮；200、传送链条；300、罐体固定单元；310、安装板；320、第一固定板；330、第二固定板；340、罐体卡接板；350、下固定座；351、第一通槽；360、放置座；361、卡板槽；362、阻尼减震器；363、减震弹簧；400、摇摆动力单元；410、动力箱体；420、摇摆电机；430、电动推杆；440、放置座卡板；500、装罐输出箱；510、电动滑台；520、滑块；600、加压单元；610、加压筒；611、进料口；612、出料口；613、冷气进口；620、转杆；621、内输送管；622、中介管；630、推送机构；631、后推送板；632、弹压槽；633、复位弹簧；634、第一冷却侧腔；635、伸缩板；636、前推送板；637、第二冷却侧腔；638、导热槽；639、杵杆；640、热交换板；650、导热机构；651、导热转杆；652、导热叶片；653、内凹槽；654、外凸块；660、第二电机；700、接头单元；710、输气筒；720、滚动腔；721、滚球限位槽；722、滚球；730、接口腔；740、输气头固定球；741、进料管；750、输气头；751、出气插孔；752、插块；753、按压弹簧；754、微动开关；760、侧推弹簧。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种氢气生产用全密封加压装罐设备。包括传送链条200和两组传动杆100。示例性的，如图1和图2所示，两组所述传动杆100上均套接有一组齿轮120，其中一组所述传动杆100的输出端上传动连接有第一电机110，所述传送链条200两端分别啮合连接在两组齿轮120上，两组所述齿轮120之间通过传送链条200传动连接。

所述传送链条200上等间距分布有若干组罐体固定单元300。罐体固定单元300用于放置氢气罐。

其中一组所述罐体固定单元300正下方设有摇摆动力单元400，所述摇摆动力单元400的输出端与任意一组罐体固定单元300的输入端均传动连接。摇摆动力单元400用于带动氢气罐摆动。

所述摇摆动力单元400一侧设有装罐输出箱500，所述装罐输出箱500内设有加压单元600。加压单元600用于对氢气进行压缩。

所述装罐输出箱500顶部设有电动滑台510，所述电动滑台510上滑动连接有滑块520，所述滑块520上固定安装有接头单元700，所述接头单元700的输入端与所述加压单元600的输出端连通。接头单元700用于对氢气罐内输送氢气。

通过设置传送链条200，并在传送链条200上安装多组罐体固定单元300，使得装罐工作可以实现流水化作业，从而提高了装罐的效率。

所述罐体固定单元300包括安装板310、上固定环和下固定座350。示例性的，如图3和图4所示，所述安装板310固定安装在所述传送链条200上，所述上固定环包括结构相同的第一固定板320和第二固定板330，所述第一固定板320安装在安装板310顶部边缘处。所述第一固定板320和第二固定板330的俯视截面均为扇环形结构。所述第一固定板320和第二固定板330一端相互铰接，且另一端相互卡接。所述上固定环内壁上呈环形阵列分布有若干组摇摆杆，所述摇摆杆另一端向上固定环中轴线方向延伸，且铰接有罐体卡接板340。所述下固定座350固定安装在所述安装板310底部边缘处，所述下固定座350底部中心处开设有第一通槽351。所述下固定座350底部内壁上安装有阻尼减震器362，所述阻尼减震器362顶部安装有放置座360，所述放置座360中轴线与下固定座350重合。所述放置座360底部中心处开设有卡板槽361。所述放置座360外壁上呈环形阵列分布有若干组减震弹簧363，所述减震弹簧363另一端安装在下固定座350内壁上。

所述摇摆动力单元400包括动力箱体410。示例性的，如图5所示，所述动力箱体410位于其中一组所述下固定座350正下方，所述动力箱体410顶部中心处设有电动推杆430，所述电动推杆430的输出端上安装有放置座卡板440，所述放置座卡板440的中轴线与所述卡板槽361的中轴线重合。所述电动推杆430底部传动连接有摇摆电机420，所述摇摆电机420的型号为GW31ZY。

在进行氢气装罐工作时，首先将若干组待装罐的空氢气罐放置在传送链条200上的各组放置座360中，并将第二固定板330和第一固定板320卡接，以此将空氢气罐固定，并使得各组罐体卡接板340可以从不同方位抵触在空氢气罐上。然后启动第一电机110，通过第一电机110工作使得传送链条200带动各组空氢气罐移动。当其中一组空氢气罐移动至动力箱体410底部时，传送链条200停止传送，此时装罐输出箱500正好位于该组空氢气罐一侧，然后启动电动滑台510，使得接头单元700向传送链条200一侧移动，并与该组空氢气罐的输入端连通。然后启动电动推杆430，使其带动放置座卡板440上升，在通过第一通槽351后卡接在卡板槽361内。再启动加压单元600，通过加压单元600为接头单元700提供高压氢气，然后再由接头单元700将高压氢气输送至空氢气罐内，从而达到氢气装罐的目的。

在利用接头单元700装罐的同时，启动摇摆电机420，通过摇摆电机420带动电动推杆430和放置座卡板440匀速摇摆，然后使得空氢气罐进行摇摆，让高压氢气可以均匀进入空氢气罐中，使得装罐工作更加顺畅。并且通过摇摆杆和罐体卡接板340之间的铰接关系，使得空氢气罐的摇摆不会对装置的其他结构造成影响。

所述加压单元600包括加压筒610。示例性的，如图6、图7和图8所示，所述加压筒610位于装罐输出箱500内，所述加压筒610两侧外壁上对称开设有进料口611和出料口612，所述加压筒610内设有转杆620，所述转杆620的中轴线位于加压筒610中轴线靠近出料口612的一侧。所述转杆620一端通过一组空心轴承延伸至加压筒610外部，且传动连接有第二电机660。所述转杆620内部中心处设有内输送管621，所述内输送管621远离第二电机660的一端通过一组空心轴承延伸至加压筒610外部，且连通有冷气进口613。所述转杆620外壁上呈环形阵列分布有若干组推送机构630，所述推送机构630靠近加压筒610两端端口的两侧壁，以及远离转杆620的一侧壁均贴合在加压筒610内壁上。相邻两组所述推送机构630以及所对应的加压筒610一段内壁组合构成密闭加压室。

所述推送机构630包括后推送板631。示例性的，如图8和图9所示，所述后推送板631一端安装在所述转杆620上，且另一端中心处开设有弹压槽632，所述弹压槽632内设有复位弹簧633。所述弹压槽632两侧对称开设有两组第一冷却侧腔634，所述第一冷却侧腔634一端连通有中介管622，所述中介管622另一端连通在内输送管621上。所述第一冷却侧腔634内设有伸缩板635，所述伸缩板635另一端延伸至第一冷却侧腔634外，且固定安装有前推送板636。所述前推送板636内开设有两组第二冷却侧腔637，所述伸缩板635两端分别与第一冷却侧腔634和第二冷却侧腔637的腔体连通。所述前推送板636靠近后推送板631的一侧外壁中心处设有杵杆639，所述杵杆639另一端活动贯穿至弹压槽632内，且抵触在复位弹簧633上。所述后推送板631和前推送板636两侧外壁上均等间距分布有若干组导热槽638。两组所述第一冷却侧腔634和两组第二冷却侧腔637的靠近导热槽638的一侧内壁上均安装有一组热交换板640。所述导热槽638内设有导热机构650。

所述导热机构650包括导热转杆651。示例性的，如图10和图11所示，所述导热转杆651转动连接在导热槽638内，且所述导热转杆651的中轴线与导热槽638的中轴线重合。所述导热转杆651侧壁上呈环形阵列分布有若干组导热叶片652，所述导热叶片652一侧壁上开设有内凹槽653，所述导热叶片652另一侧壁上设有外凸块654。所述外凸块654另一侧与所述导热槽638内壁活动贴合。

将装有氢气的外部设备与进料口611连通，并将外部制冷设备与冷气进口613连通。然后启动第二电机660，通过第二电机660带动转杆620转动。由于转杆620到出料口612的距离大于转杆620到进料口611的距离，因此与进料口611所对应的一组密闭加压室的空间体积要大于与出料口612所对应的一组密闭加压室。又因为推送机构630靠近加压筒610两端端口的两侧壁，以及远离转杆620的一侧壁均贴合在加压筒610内壁上，因此各组密闭加压室之间相互隔绝。当氢气通过进料口611进入相应的一组密闭加压室时，随着转杆620的转动，装有氢气的的一组密闭加压室的空间体积也会相应缩小，其内部的氢气体积也会逐步收缩，从而实现了氢气加压的效果。而在各组推送机构630旋转时，无论前推送板636旋转至哪个方位，都可以通过复位弹簧633来推送杵杆639，再由杵杆639推送前推送板636，使得前推送板636远离杵杆639的一端贴合在加压筒610内壁上，保证了各组密闭加压室的密闭性，因此也保证了加压效果。

由于转杆620更加靠近出料口612一侧，因此与进料口611对应的一组密闭加压室的空间体积要大于与出料口612对应的一组密闭加压室的空间体积。当氢气进入与进料口611对应的一组密闭加压室后，随着转杆620转动，该组密闭加压室空间体积逐步缩小，其内部的氢气体积也会随之逐步压缩。使得氢气在运输过程中即可实现加压，无需一边装罐一边加压，保证了装罐工作的流畅性。然后利用复位弹簧633来推送杵杆639，再由杵杆639推送前推送板636，使得前推送板636远离杵杆639的一端贴合在加压筒610内壁上，保证了各组密闭加压室的密闭性，因此也保证了加压效果。

在氢气压缩的过程中会产生热量，并且会使得氢气流动速度加快，并撞击在各组导热叶片652上，并且氢气中的热量就会被导热叶片吸收。又因为导热叶片652表面开设有内凹槽653，因此当氢气撞击到内凹槽653上时，就会更加容易推动导热叶片652移动，从而使得导热转杆651转动，当吸收了热量的导热叶片652转动至靠近导热槽638一侧时，利用外凸块654提高其与导热槽638内壁的贴合度，提高了热量传递的效率。然后利用热交换板640将热量与通过冷气进口613进入第一冷却侧腔634或第二冷却侧腔637的冷气进行热交换。而热量被导出后的导热叶片652跟随导热转杆651的旋转重新离开导热槽638的范围，并再一次与氢气接触，保证了散热的连贯性，使其在压缩过程中就能实现散热目的。

氢气在压缩过程中流速加快，并撞击在导热叶片652上，使得导热叶片652可以将热量吸收，并利用内凹槽653使得氢气更加容易推动导热叶片652使得导热转杆651转动。当导热叶片652转动至导热槽638内时，利用外凸块654与导热槽638的高贴合度来提升导热效率，将热量传递至热交换板640上，并与第一冷却侧腔634或第二冷却侧腔637内的冷气形成热交换。使得氢气在压缩过程中即可实现散热功能，不仅提高了安全性，也通过导热转杆651的转动保证了散热的连续性。

所述接头单元700包括输气筒710。示例性的，如图12所示，所述输气筒710安装在滑块520上。所述输气筒710内开设有滚动腔720，所述滚动腔720内壁上平均分布有若干组滚球限位槽721，所述滚球限位槽721内滑动连接有滚球722。所述滚动腔720内部中心处设有输气头固定球740，所述输气头固定球740四周外壁分别与各组滚球722滚动贴合。所述滚动腔720靠近传送链条200的一侧开设有接口腔730，所述接口腔730内部中轴线上设有输气头750，所述输气头外壁上呈环形阵列分布有若干组侧推弹簧760。所述输气头750一端安装在输气头固定球740上，且设有进料管741，所述进料管741另一端延伸至输气筒710外部，且通过软管与所述出料口612连通，所述进料管741输入端设有电动阀门。所述输气头750靠近输气头固定球740的一侧内壁上设有微动开关754，所述微动开关754与所述电动阀门电性连接。所述输气头750另一端延伸至输气筒710外部，且中轴线上开设有出气插孔751。所述输气头750内部中轴线上设有插块752，所述插块752靠近出气插孔751的一端设有按压弹簧753。且另一端活动抵触在微动开关754上。

通过电动滑台510带动输气筒710向传送链条200一侧移动，并使得空氢气罐的进气阀可以进入出气插孔751中，然后插接在插块752内。并且进气阀进气口端会从插块752远离出气插孔751的一端贯穿而出。然后随着滑块520带动输气筒710继续移动，进气阀的底座会通过出气插孔751进入输气头750的腔体内，并推动插块752向输气头固定球740一侧移动，最终使得空氢气罐的进气阀插接在进料管741上。并且此时插块752也正好抵触在微动开关754的控制压片上，使得电动阀门开启，将高压氢气传递至进气阀中，从而实现了高压氢气的装罐工作。装罐工作结束后，电动滑台510带动输气筒710向另一侧移动，使得进气阀从输气头750中脱离，并在按压弹簧753的作用下，使得插块752复位，并与微动开关754脱离，从而使得电动阀门关闭，以此实现了自动装罐的功能，无需手动操作，提高了装置的自动化程度，并降低了劳动强度。

在装罐过程中，摇摆动力单元400会带动氢气罐匀速摇摆，并利用氢气罐进气阀与插块752的插接关系，带动输气头750和输气头固定球740摇摆。通过平均分布在滚动腔720内壁上的若干组滚球722与输气头固定球740之间的滚动连接关系，并利用侧推弹簧760与输气头750之间的弹性连接关系，将输气头750摇摆时产生的惯性抵消。使得氢气罐进气阀不会从输气头750中脱离，保证了装置在进行氢气装罐时的全密封性。与此同时，当插块752与微动开关754脱离后，关闭电动阀门，使得进料管741停止输送氢气，并以此提高了安全性。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。