一种用于镁基储放氢的立式换热器

技术领域

本发明涉及镁基储放氢的技术领域，尤其涉及一种用于镁基储放氢的立式换热器。

背景技术

镁基储氢材料是一种具有高储氢容量、低成本、丰富资源等优点的固态储氢材料，是目前研究较多的一类金属间化合物储氢材料，然而，镁基储氢材料也存在着吸放氢反应速率慢、循环寿命短、工作温度高等问题，限制了其在实际应用中的推广。

为了提高镁基储氢材料的吸放氢性能，常见的方法有改变粒度、添加催化剂或者复合其他元素等，其中，利用熔融盐作为换热介质是一种有效的方法，熔融盐具有导电性、高比热容和高沸点等特点，可以在高温下提供稳定和均匀的换热效果，从而加快吸放氢反应速率。

然而，利用熔融盐进行镁基储放氢的装置还存在着一些有待解决的问题，例如，镁基材料层为多孔介质，使用时需压实使用，而目前用于镁基储放氢的立式换热器，添加镁基材料后，需要工人使用带有平板头的长杆不停的锤击，而且换热管束的外周难以进行压实操作，不仅操作麻烦，而且需要大量的劳动力。

发明内容

鉴于上述现有用于镁基储放氢的立式换热器存在需要人工进行压实的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种用于镁基储放氢的立式换热器，其目的在于：方便对换热器内的镁基进行压实。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，

换热机构，包括换热罐，设置于所述换热罐上的出料部，设置于所述换热罐上的进料部，设置于所述换热罐内的压实部，设置于所述换热罐上的按压部，设置于所述换热罐上的加料部；

踩踏机构，包括设置于所述按压部上的联动部，设置于所述联动部上的扶持部，设置于所述联动部上的踩踏部，设置于所述按压部上的调节部。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述出料部包括设置于所述换热罐上的底盖，设置于所述换热罐上的氢气进出口，设置于所述底盖上的熔融盐出口，设置于所述底盖上的漏斗型封腔。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述进料部包括设置于所述换热罐上的顶盖，设置于所述顶盖上的换热管束，设置于所述换热罐内，且与换热管束连通的封板。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述压实部包括设置于所述换热管束上的压实板，设置于所述压实板上的倾斜管孔，所述倾斜管孔倾斜设置，设置于所述压实板上的聚拢板，设置于所述聚拢板上的阻挡盖，设置于所述聚拢板上、且与倾斜管孔连通的对接孔。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述按压部包括设置于所述换热罐上的L型支杆，设置于所述L型支杆上的摇板，设置于所述摇板上的按压滑槽，设置于所述按压滑槽内的按压滑块，设置于所述按压滑块上、且于压实板连接的按压杆。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述加料部包括设置于所述顶盖上、且与换热管束连通的环形加料框，设置于所述顶盖上的镁基加料管，设置于所述镁基加料管上的加料总管，设置于所述加料总管上、且与环形加料框连通的熔融盐加料管。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述联动部包括踩踏底座，设置于所述踩踏底座上的支撑竖板，设置于所述支撑竖板上的曲轴，设置于所述曲轴上、且与摇板连接的联动杆。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述扶持部包括设置于所述曲轴上的往复齿轮，设置于所述踩踏底座上的扶持架。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述踩踏部包括设置于所述踩踏底座上的踩踏滑槽板，设置于所述踩踏滑槽板上、且与往复齿轮啮合的踩踏齿条，所述踩踏齿条错位设置，设置于所述踩踏齿条上的脚踏板。

作为本发明所述用于镁基储放氢的立式换热器的一种优选方案，其中：所述调节部包括设置于所述摇板上的调节螺纹杆，设置于所述摇板上的调节滑槽，设置于所述调节滑槽上、且与调节螺纹杆相适配的调节螺纹块，设置于所述调节螺纹块上的砝码。

本发明的有益效果：通过压实板的设置，方便对换热管束的外周进行压实作业，通过倾斜管孔的设置，不需要将压实板取下进行添加镁基物料，方便镁基物料的添加，而且压实板进行压实作业时，镁基物料不会通过倾斜管孔溢出，且镁基物料从靠近换热罐边缘的位置向边缘处和中心处扩散，相对于中心处开始堆积形成的圆锥形，减小镁基物料堆积的高度，方便进行压实作业，通过按压部的设置，方便使压实板进行上下压实作业，操作方便，节省一定量的劳动力，通过踩踏部的设置，工作人员只需要站在踩踏部上进行上下交替运动，即可进行压实作业，相对举起压实作业更方便和省力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图。其中：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明加料部的结构示意图。

图3为本发明换热管束的结构示意图。

图4为本发明倾斜管孔的结构示意图。

图5为本发明聚拢板的结构示意图。

图6为本发明调节部的结构示意图。

图7为本发明曲轴的结构示意图。

图8为本发明图7中A处的局部放大示意图。

图9为本发明曲轴的动力输出示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1-2，为本发明第一个实施例，提供了一种用于镁基储放氢的立式换热器，此装置包括，

换热机构100，包括换热罐101，设置于换热罐101上的出料部102，设置于换热罐101上的进料部103，设置于换热罐101内的压实部104，设置于换热罐101上的按压部105，设置于换热罐101上的加料部106；

踩踏机构200，包括设置于按压部105上的联动部201，设置于联动部201上的扶持部202，设置于联动部201上的踩踏部203，设置于按压部105上的调节部204。

使用过程中，需要添加镁基物料时，通过加料部106添加物料，物料通过压实部104进入换热罐101内，工作人员扶持扶持部202，站在踩踏部203上往复踩踏，踩踏部203带动联动部201使按压部105上下转动，按压部105带动压实部104上下移动，从而对换热罐101内的镁基物料进行压实，压实作业完成后，通过加料部106添加熔融盐，熔融盐通过进料部103和出料部102排出，利用熔融盐作为换热介质，从而加快镁基吸放氢反应速率。

实施例2

参照图1-6，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：出料部102包括设置于换热罐101上的底盖102a，设置于换热罐101上的氢气进出口102b，设置于底盖102a上的熔融盐出口102c，设置于底盖102a上的漏斗型封腔102d。

优选的，氢气进口与出口为同一部件，在储氢工况时为氢气进口，在放氢工况时为氢气出口，氢气进出口位于镁基材料层侧边，镁基材料层外部设有保温棉，用于减少高温工况工作时的热量流失。

进料部103包括设置于换热罐101上的顶盖103a，设置于顶盖103a上的换热管束103b，设置于换热罐101内，且与换热管束103b连通的封板103c。

优选的，顶盖103a、底盖102a、熔融盐出口102c、氢气进出口102b所用材料均为不锈钢SS347H，且与空气接触部分均设有保温棉，底盖102a采取漏斗型设计，并且与换热管束103b接触面设计有略小于换热管的接口，采用漏斗型设计，可以保证在停机工况下管道内熔融盐通过斜壁的设计，在重力的作用下倒流回熔融盐储存罐内，可以避免管道内熔融盐排不干净导致冷却后堵塞管道的问题出现，在端盖与换热管束103b接触面设计有接口，可以保证管道密封性良好，避免高温熔融盐泄漏。

压实部104包括设置于换热管束103b上的压实板104a，设置于压实板104a上的倾斜管孔104b，倾斜管孔104b倾斜设置，设置于压实板104a上的聚拢板104c，设置于聚拢板104c上的阻挡盖104d，设置于聚拢板104c上、且与倾斜管孔104b连通的对接孔104e。

优选的，如图4所示，压实板104a与换热管束103b滑动连接，方便对换热管束103b的外周进行压实作业，倾斜管孔104b为倾斜设置，且与换热管束103b交错设置，保证物料的顺利流出，且镁基物料不会通过倾斜管孔104b溢出，且倾斜管孔104b的设置，不需要将压实板104a取下进行添加镁基物料，方便镁基物料的添加，且方便工作人员进行分层压实作业，工作人员向换热罐101内添加部分镁基物料，然后进行压实作业，然后继续添加部分镁基物料，再次进行压实作业，使镁基物料的压实更加充分，增加镁基物料的吸收量，而且通过倾斜管孔104b添加镁基物料时，镁基物料从靠近换热罐101边缘的位置向边缘处和中心处扩散，相对于中心处开始堆积形成的圆锥形，减小镁基物料堆积的高度，方便进行压实作业。

按压部105包括设置于换热罐101上的L型支杆105a，设置于L型支杆105a上的摇板105b，设置于摇板105b上的按压滑槽105c，设置于按压滑槽105c内的按压滑块105d，设置于按压滑块105d上、且于压实板104a连接的按压杆105e。

优选的，L型支杆105a与摇板105b的设置，采用杠杆原理，减小工作人员需要的劳动力，按压滑槽105c和按压滑块105d的设置，使按压杆105e可以竖直的上下往复运动，方便对顶盖103a与按压杆105e进行密封处理。

加料部106包括设置于顶盖103a上、且与换热管束103b连通的环形加料框106a，设置于顶盖103a上的镁基加料管106b，设置于镁基加料管106b上的加料总管106c，设置于加料总管106c上、且与环形加料框106a连通的熔融盐加料管106d。

优选的，环形加料框106a用于添加熔融盐，如图3所示，换热管束103b由竖管和倾斜管组合而成，倾斜管的设置，方便熔融盐的加入，同时避免管道内熔融盐排不干净的问题，加料总管106c减少对接管，方便物料的加入，镁基加料管106b和熔融盐加料管106d上均设置有电磁控制阀；

储放氢系统为同一系统，所用装置包括设有加热及保温功能的熔融盐储存罐，氢气储存罐，熔融盐驱动泵，氢气截止阀，氢气减压阀，PI调节器，换热器，熔融盐加热器，熔融盐冷却器，温度与压力监测系统，真空泵，所述熔融盐储存罐内的熔融盐温度要保持在423K；

储氢工况如下，工作开始时，打开真空泵，在镁基储氢层制造真空环境，氢气支路开始工作，打开截止阀、液减压阀，监测支路压力，利用PI调节器，调节液减压阀开度，使氢气支路压力在1.3MPa保持动态平衡，待压力恒定后，打开熔融盐驱动泵，驱动熔融盐经过加热器进行加热，进口熔融盐温度要求为550K，加热器采用电加热，加热功率可自定义，高温熔融盐进入换热器，储氢工作开始，流出的熔融盐经过冷却器，冷却器采用水冷、风冷双冷却，冷却后的熔融盐进入熔融盐储存罐中，完成回路的循环；

放氢工况如下，工作开始时，打开真空泵，在镁基储氢层制造真空环境，打开氢气截止阀使氢气储存罐开始供氢，监测镁基储氢层的压力，待压力达到0.3MPa及以上时，关闭氢气供应，将接口接至用氢单位，熔融盐驱动泵开始工作，熔融盐通过加热器加热至630K，进入换热器中为放氢工况提供温度，换热器中镁基储氢层的压力由PI调节器控制液减压阀开度调整，需动态维持在0.3MPa，从换热器流出的熔融盐通过冷却器冷却后流入熔融盐储存罐中进行储存；

系统停机工况如下，当储放氢工作完成后，驱动泵继续进行工作，熔融盐加热器停止工作，熔融盐冷却器停止工作，关闭氢气截止阀，打开真空管泵使得换热器内部逐渐恢复到常压，当监测到换热器熔融盐进出口温度相近时，关闭熔融盐驱动泵，停止供应熔融盐，熔融盐储存罐中温度需时刻保持在423K左右。

其余结构与实施例1的结构相同。

使用过程中，关闭熔融盐加料管106d，打开镁基加料管106b，通过加料总管106c添加镁基物料，镁基物料通过加料总管106c、镁基加料管106b进入聚拢板104c的上方，由于聚拢板104c的顶部为漏斗状，因此镁基物料通过对接孔104e和倾斜管孔104b进入压实板104a的下方，添加完成后，往复踩动踩踏部203带动联动部201使摇板105b沿着L型支杆105a的转动支点进行往复转动，摇板105b带动按压滑块105d使按压杆105e上下往复运动，按压杆105e带动压实板104a沿着换热管束103b往复运动对镁基物料进行压实作业。

实施例3

参照图6-8，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：联动部201包括踩踏底座201a，设置于踩踏底座201a上的支撑竖板201b，转动设置于支撑竖板201b上的曲轴201c，设置于曲轴201c上、且与摇板105b连接的联动杆201d。

优选的，踩踏底座201a放置在地面上即可使用，联动杆201d的一端与曲轴201c转动连接，另一端与摇板105b转动连接，保证装置的正常使用。

扶持部202包括设置于曲轴201c上的往复齿轮202a，设置于踩踏底座201a上的扶持架202b。

踩踏部203包括设置于踩踏底座201a上的踩踏滑槽板203a，设置于踩踏滑槽板203a上、且与往复齿轮202a啮合的踩踏齿条203b，踩踏齿条203b错位设置，设置于踩踏齿条203b上的脚踏板203c。

优选的，腿部肌肉相对胳膊肌肉较大，能够产生更多的力量，而且在弯曲和伸展时更加自然，可以使身体保持平衡，此外，腿部的骨骼结构和关节也更适合负担身体的重量和运动的力量，相比之下，胳膊的肌肉相对较小，不如腿部有力量，适合进行更为精细的动作，如写字、拧螺丝等操作，因此，踩踏部203的设计使工作人员更加方便的进行压实作业。

调节部204包括设置于摇板105b上的调节螺纹杆204a，设置于摇板105b上的调节滑槽204b，设置于调节滑槽204b上、且与调节螺纹杆204a相适配的调节螺纹块204c，设置于调节螺纹块204c上的砝码204d。

优选的，转动调节螺纹杆204a调节砝码204d的位置，使摇板105b两端的重力相同，从而使踩踏部203运行更加轻巧，且方便将压实板104a抬起并定位，从而方便进行添加镁基物料。

其余结构与实施例2的结构相同。

使用过程中，转动调节螺纹杆204a带动调节螺纹块204c沿着调节滑槽204b移动，调节螺纹块204c带动砝码204d移动，从而调节砝码204d的位置，使摇板105b两端的重力相同，方便工作人员将压实板104a抬起进行压实作业，需要进行压实作业时，工作人员扶持扶持架202b，站立在脚踏板203c上，并用力踩踏脚踏板203c使踩踏齿条203b沿着踩踏滑槽板203a移动，一侧的踩踏齿条203b下降带动往复齿轮202a转动，同时往复齿轮202a转动带动另一侧的踩踏齿条203b上升，同时往复齿轮202a带动曲轴201c使联动杆201d转动，联动杆201d带动摇板105b的一端翘起，摇板105b的另一端下降，摇板105b带动按压杆105e使压实板104a下降，同理踩踏另一侧的脚踏板203c使压实板104a上升，往复踩踏进行压实作业。

实施例4

参照图9，为本发明的第四个实施例，该实施例不同于第三个实施例的是：联动部201由电机进行直接驱动，电机通过支架固定安装在踩踏底座201a上，电机的输出轴与曲轴201c的一端固定连接，电机带动曲轴201c使联动杆201d转动，联动杆201d带动摇板105b的一端翘起，摇板105b的另一端下降，摇板105b带动按压杆105e使压实板104a下降，从而进行压实作业，使该装置可以电力驱动，也可以人力驱动，增加装置的适用性。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。