一种适用于加氢站的高安全性加氢机

技术领域

本发明涉及氢能应用设备的技术领域，具体而言，涉及一种适用于加氢站的高安全性加氢机。

背景技术

加氢站通过加氢机为汽车等设备提供氢气，而加氢机内的氢气通常为高压氢气，因此，氢气的泄露速率比其他燃料或气体的泄露速率更快，而且极容易扩散是氢气的物理性质之一。一旦在加氢机发生意外泄露氢气的情况，由于氢气的密度比空气的密度低，氢气会马上上浮并且向四周扩散，而且当加氢站为受限空间且顶部有屋顶的空间的情况时，泄露的氢气容易不断聚积在空间的局部，然后快速与空气形成危险的可燃性混合物。

因此，一旦加氢机内发生氢气泄露，并且没有及时处理这些泄露的氢气，极容易造成燃爆等灾害。

发明内容

基于此，为了解决氢气泄露而容易发生燃爆的问题，本发明提供了一种适用于加氢站的高安全性加氢机，其具体技术方案如下:

一种适用于加氢站的高安全性加氢机，包括加氢机本体，所述加氢机本体底部安装有支撑座，所述支撑座的长宽大于所述加氢机本体的长宽，所述加氢机本体两侧均安装有气体扩散罐，所述气体扩散罐内装有不易燃气体，所述支撑座内部安装有扩散管系统，所述气体扩散罐与扩散管系统之间安装有对接装置和启动连接装置，通过启动连接装置开启对接装置，使气体扩散罐与扩散管系统连通，对气体扩散罐内气体进行释放。

与现有技术相比存在的有益效果是：当发生氢气泄露时，通过启动连接装置开启对接装置，释放气体扩散罐内的不易燃气体(如氮气)，冲淡空气中的氢气和氧气混合物，减少氢气爆燃的可能性，提高加氢机及其周围环境的安全性。

进一步地，所述对接装置包括设置在气体扩散罐底部且气体扩散罐内部连通的出气筒口，所述出气筒口远离气体扩散罐一端设置有封盖和转动连接有调节筒，所述封盖和调节筒相靠近一侧密封贴合，所述封盖和调节筒均开设有放气口，所述封盖和调节筒的放气口交错设置，所述调节筒与扩散管系统相连通。

进一步地，所述启动连接装置包括转动安装在支撑座内部的涡轮、与涡轮传动连接的蜗杆以及驱动蜗杆转动的电机，所述涡轮轴线与调节筒轴线重合，所述涡轮呈环状且卡接在调节筒外侧，使所述涡轮与调节筒同步转动。

进一步地，所述涡轮内侧同轴线固定安装有对接筒，所述对接筒与扩散管系统相连通，所述对接筒内侧安装有导向条，所述调节筒外侧开设有供导向条滑动的导向槽。

进一步地，启动连接装置还包括同轴线安装在蜗杆两端的螺纹杆，处于蜗杆两端的螺纹杆的螺纹相反且均螺纹连接有滑块，两所述滑块相对称且相背一侧开设有阶梯滑口，所述气体扩散罐底部两侧开设有分别与两侧滑块相适配的凹口，所述对接筒内部安装有破口针，所述放气口设置有封膜。

进一步地，所述破口针一端呈尖状且横截面呈三叉星形。

进一步地，所述气体扩散罐内通过隔板分为两个腔室，所述破口针对称设置有两个，两个所述破口针一长一短，，所述封盖和调节筒均开设有两个对称分布的放气口，所述涡轮含啮合齿长度小于圆周二分之一。

进一步地，所述扩散管系统包括与对接装置相连通的总管，所述总管远离对接装置一端连接多个分管，所述分管环设分布在加氢机本体周围，所述分管连通安装有多个散气管，所述散气管远离分管一端与支撑座顶部空气连通。

进一步地，所述散气管顶部通过支撑柱安装有防雨盖，所述支撑座内部开设有与散气管、分管和总管相对应且分别比散气管、分管和总管大的排水通道，排水通道顶部安装有排水过滤盖。

进一步地，所述防雨盖的直径比散气管的大，所述防雨盖的直径比排水通道的直径小，所述防雨盖底部设置有导流锥体。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明实施例所述的加氢机本体的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的扩散管系统的结构示意图；

图3是本发明实施例所述的对接装置的部分剖面结构示意图；

图4是本发明实施例所述的启动连接装置的部分剖面结构示意图；

图5是图4中A处的放大示意图；

图6是图4中B处的放大示意图。

附图标记说明：

1-加氢机本体；

2-支撑座；

3-气体扩散罐；

4-扩散管系统；40-总管；41-分管；42-散气管；43-支撑柱；44-防雨盖；45-排水通道；46-排水过滤盖；47-导流锥体；

5-对接装置；50-出气筒口；51-封盖；52-调节筒；53-放气口；

6-启动连接装置；60-涡轮；61-蜗杆；611-对接筒；62-导向条；621-导向槽；63-螺纹杆；64-滑块；65-阶梯滑口；651-凹口；66-破口针；67-封膜；

7-隔板。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1-6所示，本发明一实施例中的一种适用于加氢站的高安全性加氢机，包括加氢机本体1，加氢机本体1为加氢站中常见的加氢设备，加氢机本体1的底部安装有支撑座2，加氢机本体1的两侧均安装有气体扩散罐3，气体扩散罐3内部装有不易燃的高压气体，优选用氮气。支撑座2内部安装有扩散管系统4，气体扩散罐3与扩散管系统之间安装有对接装置5和启动连接装置6，通过启动连接装置6开启对接装置5，使气体扩散罐3与扩散管系统4连通，在气体扩散罐3内高压的状况下，使气体扩散罐3内气体被释放到加氢机本体1周围，对氢气进行驱散和冲淡，减少含有氢气混合气体爆燃的可能性，从而提高加氢站内环境的安全性。支撑座2的长宽大于加氢机本体1的长宽，以便于扩散管系统4、对接装置5和启动连接装置6的安装。

如图1和图3所示，对接装置5包括设置在气体扩散罐3底部的出气筒口50，出气筒口50呈圆柱状且与气体扩散罐3内部连通，出气筒口50远离气体扩散罐3一端一体成型有封盖51，出气筒口50远离气体扩散罐3一端外侧转动连接有调节筒52，封盖51和调节筒52相靠近一侧通过密封垫密封贴合，调节筒52内侧与出气筒口50外侧也通过密封垫密封贴合，减少气体扩散罐3发生泄露的可能。

如图1和图3所示，封盖51和调节筒52端面均开设有放气口53，封盖51和调节筒52的放气口交错设置，调节筒52与扩散管系统4连通。在正常情况下，封盖51和调节筒52的放气口53均被堵住而无法将气体扩散罐3内部气体进行释放，当调节筒52被转动而使封盖51和调节筒52的放气口53相对应的时候，就会使气体扩散罐3内部的气体被释放。

如图2-图4所示，启动连接装置6包括转动连接在支撑座2内部的涡轮60、与涡轮60传动连接的蜗杆61以及驱动蜗杆61转动的电机，通过电机转动蜗杆61，可以带动涡轮60转动。涡轮60的轴线与调节筒52的轴线重合，涡轮60呈环状且卡接在调节筒52外侧，使涡轮与调节筒52同步转动。当蜗杆61带动涡轮60转动时，可带动调节筒52转动，从而使封盖51和调节筒52的放气口53相对对应，以释放气体扩散罐3内部的气体。

如图3和图4所示，涡轮60内侧同轴线固定安装有对接筒611，对接筒611与扩散管系统4相连通，对接筒611内侧一体成型有导向条62，在调节筒52外侧开设有供导向条62滑动的导向槽621。气体扩散罐3、出气筒口50、封盖51和调节筒52可通过导向条62在导向槽621内滑动而安装或取出，以便于对气体扩散罐3的检修或更换。

如图4和图6所示，启动连接装置6还包括安装在蜗杆61两端的螺纹杆63，处于蜗杆61两端的螺纹杆63的螺纹相反且均螺纹连接有滑块64，螺纹杆63和蜗杆61的轴线重合，两滑块64相对称分布，且相背一侧开设有阶梯滑口65，气体扩散罐3底部两侧开设有分别与两侧滑块64相适配的凹口651。初始状态下，阶梯滑口65与凹口651交错对应。在对接筒611内部安装有破口针66，在放气口53内壁设置有封膜67。

其中，封膜67可只设置在封盖51上的放气口53，也可只设置在调节筒52上的放气口53，还可以同时设置在封盖51和调节筒52上的放气口53。破口针66通过横杆固定在对接筒611的内部。破口针66靠近调节筒52一端呈尖状且横截面呈三叉星形，三叉星形为等边三角形的三条边向中心凹陷形成的图形。这种形状在穿破封膜67后，可以快速地向外裂开，以更快的速度打开封膜67。

如图3、图4和图6所示，当转动蜗杆61时，通过螺纹杆63带动两滑块64相互靠近，在阶梯滑口65与凹口651一一对应的时候，气体扩散罐3因落空而下移，使放气口53上的封膜67被破口针66穿破，气体扩散罐3内部的气体才得以释放。由此，可以进一步减少气体扩散罐3内部的气体泄露的情况。需要说明的是，可通过安装智能控制电机，将螺纹杆63安装在电机驱动端，从而实现由电机带动螺纹杆63和蜗杆61同步转动，实现对气体的释放。继而可以配合氢气检测设备实现通过智能控制电机启动，以实现对气体的释放。

如图3、图4和图6所示，扩散管系统4包括与对接装置5相连通的总管40，即总管40与对接筒611相连通。在封盖51和调节筒52上的放气口53对齐且封膜67被戳破后，总管40与气体扩散罐3内部相连通。需要说明的是，初始状态时，调节筒52与总管40顶部留有预设距离，以使气体扩散罐3能有空间顺利下落。

如图2、图4和图5所示，总管40远离对接装置5一端连接多个分管41，分管41环设分布在加氢机本体1周围，分管41连通安装有多个散气管42，散气管42远离分管一端与支撑座2顶部空气连通。在散气管42顶部通过四根支撑柱43安装有防雨盖44，在支撑座2内部开设有与散气管42、分管41和总管40相对应且分别比散气管42、分管41和总管40大的排水通道45，支撑座2一侧开设有与排水通道45连通的出水口。排水通道45顶部安装有排水过滤盖46，排水过滤盖46周侧开设有开口，开口位置处于排水通道45内侧与防雨盖44外侧之间。由此，在支撑座2顶面的水流会通过排水通道45和出水口流出支撑座2内部，从而减少积水流入散气管42的情况。

具体的，防雨盖44的直径比散气管42的大，防雨盖44的直径比对应排水通道45的直径小，防雨盖44的底部设置有导流锥体47，使散气管42流出的气体能更容易流出，不容易滞留。

在其中一个实施例中，气体扩散罐3内通过隔板7分为两个腔室，破口针66对称设置有两个，两个破口针66一长一短，封盖51和调节筒52均开设有两个对称分布的放气口53，封盖51和调节筒52上四个放气口53的投影形状均匀环设分布。

如图3和图4所示，在蜗杆61和螺纹杆63转动一次的时候，蜗杆61带动涡轮60转动，从而将封盖51和调节筒52上的放气口53对正；螺纹杆63则带动两侧滑块64相靠近滑动，在阶梯滑口65和凹口651的配合下，促使气体扩散罐3下移一个阶梯高度，此时，较长的破口针66穿破对应一侧的封膜67，使气体扩散罐3内一侧的腔室内气体被释放。

如图3、图4和图6所示，在蜗杆61和螺纹杆63转动第二次的时候，由于封盖51和调节筒52上的放气口53已经对齐对正，因此，不需要再带动涡轮60转动，因此，将涡轮60含啮合齿长度小于圆周二分之一，即在蜗杆61带动涡轮60转动九十度后因缺少啮合齿而断开传动连接关系，而螺纹杆63继续带动两滑块相靠近滑动，在阶梯滑口65和凹口651的配合下，促使气体扩散罐3再下移一个阶梯高度，此时，较短的破口针66穿破另一侧的封膜67，使气体扩散罐3内另一侧的腔室内气体被释放。综上所述，可以实现在气体扩散罐3内容纳两种气体。例如氮气和氧气含量低于正常空气的混合气体，在氢气泄露初期，可以先释放氮气进行混合和冲淡，解除氢气危险后，再释放氧气含量低于正常空气的混合气体，以便于人们重新进入氢气站进行后期处理。

需要说明的是，启动连接装置6的开启可以是通过加氢站氢气检测设备在检测到氢气泄露后自动启动的，也可以是通过设置人工开启按钮进行启动。在启动连接装置6开启前可以通过蜂鸣器或/和警示灯对加氢站内人员进行警示疏散，确保加氢站内无人后再开启启动连接装置6。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。