一种加氢系统及吹气方法

技术领域

本发明属于加氢技术领域，更具体地，涉及一种加氢系统及吹气方法。

背景技术

随着车辆控制技术领域的逐渐发展，氢燃料电动汽车作为新兴交通工具越来越受到欢迎，氢燃料电动汽车的普及程度在不断上升。氢燃料电动汽车的燃料主要来源于氢气，因此加氢系统对于氢燃料电动汽车尤为重要。

相关技术中，加氢系统在使用的过程中需要定期对管道及部件（例如压缩机、储气罐等）进行检修，避免后续在使用过程中出现漏气、部件故障等的问题。然而，由于氢气易燃易爆，在检修过程中，管道及各部件中残留有的氢气极易在后续检修过程中引发安全事故。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种加氢系统及吹气方法，其目的在于可以在检修前便捷实现对管道及部件中残留的氢气的清除。

第一方面，本发明提供了一种加氢系统，所述加氢系统包括供氢装置、气体压缩装置、储氢装置和加氢装置，所述供氢装置、所述气体压缩装置、所述储氢装置和所述加氢装置依次连通，且所述供氢装置和所述气体压缩装置之间具有截止阀，所述加氢系统还包括吹气装置，所述吹气装置包括吹气瓶、第一控制阀、第二控制阀、吸气瓶、吹气回收组件和氢气回收组件；

所述吹气瓶中充设有氦气，所述吹气瓶出气口和所述第一控制阀的进气口连通，所述第一控制阀的出气口与所述气体压缩装置的进气口连通，所述第二控制阀的进气口和所述储氢装置的出气口连通，所述吸气瓶中具有钯金属层，所述钯金属层将所述吸气瓶划分为第一腔体和第二腔体，所述钯金属层上具有多个通气孔，以连通所述第一腔体和所述第二腔体，所述吹气瓶的顶部具有入气口，所述入气口分别与所述第一腔体和所述第二控制阀的出气口连通，所述吸气瓶的外壁上具有加热件，以对所述吸气瓶进行加热；

所述吹气回收组件包括第三控制阀、氦气压缩机、吹气回收瓶、截止阀和真空泵，所述第三控制阀的进气口与所述第二腔体连通，所述第三控制阀的出气口和所述氦气压缩机的进气口连通，所述氦气压缩机的出气口与所述吹气回收瓶连通，所述截止阀的进气口和所述第二腔体连通，所述截止阀的出气口和所述真空泵连通；

所述氢气回收组件包括第四控制阀和氢气回收瓶，所述第四控制阀的进气口与所述第二腔体连通，所述第四控制阀的出气口和所述氢气回收瓶连通。

可选地，所述吹气装置还包括调压阀，所述调压阀的进气口和所述吹气瓶的出气口连通，所述调压阀的出气口和所述第一控制阀的进气口连通。

可选地，所述吹气装置还包括压力传感器，所述压力传感器位于所述吹气瓶的出气口处。

可选地，所述第一控制阀为电磁阀，所述吹气装置还包括控制器，所述控制器分别与所述第一控制阀和所述压力传感器电连接。

可选地，所述氢气回收组件还包括循环冷却水管，所述循环冷却水管缠绕在所述第四控制阀和所述氢气回收瓶之间的管线上，以对氢气降温。

可选地，所述加热件为电阻丝，所述电阻丝缠绕在所述吸气瓶的外壁上。

可选地，所述储氢装置包括储气机构，所述储气机构包括储气罐、第五控制阀和第六控制阀，所述储气罐上的第一气口与所述第五控制阀的出气口连通，所述储气罐的第二气口和所述第六控制阀的进气口连通，所述第五控制阀的进气口和所述气体压缩装置的出气口连通，所述第六控制阀的出气口和所述加氢装置的进气口连通。

可选地，所述储气机构的数量不小于两个，且各所述储气机构中的所述储气罐中的压力不同。

可选地，所述加氢系统还包括第七控制阀，所述第七控制阀的进气口与所述储氢装置的出气口连通，所述第七控制阀的出气口与所述加氢装置的进气口连通。

第二方面，本发明提供了一种加氢系统的吹气方法，所述吹气方法基于第一方面所述的加氢系统，所述吹气方法包括：

关闭所述截止阀；

打开所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀，并关闭所述第四控制阀，使得所述吹气瓶进行吹气作业；

关闭所述第一控制阀和所述第三控制阀，打开所述截止阀，启动所述真空泵，从而对所述吸气瓶抽真空；

关闭第一控制阀、所述第二控制阀和所述截止阀，并打开所述第四控制阀；

通过所述加热件对所述吸气瓶进行加热；

关闭所述第四控制阀。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

对于本发明实施例提供的一种加氢系统，供氢装置、气体压缩装置、储氢装置和加氢装置依次连通，且供氢装置和气体压缩装置之间具有截止阀，从而在截止阀通路的情况下，加氢装置排出的氢气经过气体压缩装置压缩后先存储在储氢装置中，以便于后续通过加氢装置实现加氢作业。

进一步地，打开第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀（此时第四控制阀关闭），能够将吹气瓶中氦气排出，从而将管线及各部件中的氢气吹至吸气瓶的第一腔体。而进入吸气瓶的氢气则会被钯金属层充分吸收，从而实现氢气的便捷清除。而氦气则会穿过通气孔进入第二腔体，后续被氦气压缩机压缩后进入吹气回收瓶，从而实现氦气的回收和循环使用（即在一段时间后，可将吹气瓶作为吹气回收瓶使用，将吹气回收瓶作为吹气瓶使用）。

另外，在吹气完成后，打开第四控制阀（此时关闭第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀），通过加热件对吸气瓶进行加热，从而使得钯金属层中吸收的氢气释放出来，并最终存储在氢气回收瓶，进而实现氢气的回收利用。

也就是说，本发明提供的一种加氢系统，不仅能够实现对管线及部件进行吹气，以排除氢气，便于后续检修，还能够将吹气及排除的氢气进行回收利用，从而大大降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种加氢系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的吸气瓶的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种加氢系统的吹气方法的流程图。

图中各符号表示含义如下：

100、供氢装置；200、气体压缩装置；300、储氢装置；310、储气机构；311、储气罐；312、第五控制阀；313、第六控制阀；400、加氢装置；500、截止阀；600、第七控制阀；

1、吹气瓶；2、第一控制阀；3、第二控制阀；4、吸气瓶；41、钯金属层；42、第一腔体；43、第二腔体；44、通气孔；45、入气口；46、加热件；47、温度计；5、吹气回收组件；51、第三控制阀；52、氦气压缩机；53、吹气回收瓶；54、截止阀；55、真空泵；6、氢气回收组件；61、第四控制阀；62、氢气回收瓶；63、循环冷却水管；7、调压阀；8、压力传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明实施例提供的一种加氢系统的结构示意图，如图1所示，加氢系统包括供氢装置100、气体压缩装置200、储氢装置300和加氢装置400，供氢装置100、气体压缩装置200、储氢装置300和加氢装置400依次连通，且供氢装置100和气体压缩装置200之间具有截止阀500，加氢系统还包括吹气装置，吹气装置包括吹气瓶1、第一控制阀2、第二控制阀3、吸气瓶4、吹气回收组件5和氢气回收组件6。

吹气瓶1中充设有氦气，吹气瓶1出气口和第一控制阀2的进气口连通，第一控制阀2的出气口与气体压缩装置200的进气口连通，第二控制阀3的进气口和储氢装置300的出气口连通。

图2是本发明实施例提供的吸气瓶的结构示意图，如图2所示，吸气瓶4中具有钯金属层41，钯金属层41将吸气瓶4划分为第一腔体42和第二腔体43，钯金属层41上具有多个通气孔44，以连通第一腔体42和第二腔体43，吹气瓶1的顶部具有入气口45，入气口45分别与第一腔体42和第二控制阀3的出气口连通，吸气瓶4的外壁上具有加热件46，以对吸气瓶4进行加热。

吹气回收组件5包括第三控制阀51、氦气压缩机52、吹气回收瓶53、截止阀54和真空泵55，第三控制阀51的进气口与第二腔体43连通，第三控制阀51的出气口和氦气压缩机52的进气口连通，氦气压缩机52的出气口与吹气回收瓶53连通，截止阀54的进气口和第二腔体43连通，截止阀54的出气口和真空泵55连通。

氢气回收组件6包括第四控制阀61和氢气回收瓶62，第四控制阀61的进气口与第二腔体43连通，第四控制阀61的出气口和氢气回收瓶62连通。

对于本发明实施例提供的一种加氢系统，供氢装置100、气体压缩装置200、储氢装置300和加氢装置400依次连通，且供氢装置100和气体压缩装置200之间具有截止阀500，从而在截止阀500通路的情况下，加氢装置400排出的氢气经过气体压缩装置200压缩后先存储在储氢装置300中，以便于后续通过加氢装置400实现加氢作业。

进一步地，打开第一控制阀2、第二控制阀3和第三控制阀51（此时第四控制阀61关闭），能够将吹气瓶1中氦气排出，从而将管线及各部件中的氢气吹至吸气瓶4的第一腔体42。而进入吸气瓶4的氢气则会被钯金属层41充分吸收，从而实现氢气的便捷清除。而氦气则会穿过通气孔44进入第二腔体43，后续被氦气压缩机52压缩后进入吹气回收瓶53，从而实现氦气的回收和循环使用（即在一段时间后，可将吹气瓶1作为吹气回收瓶53使用，将吹气回收瓶53作为吹气瓶1使用）。在吹气完成后，关闭第一控制阀2和第三控制阀51，打开截止阀54，启动真空泵55，从而对管线及吸气瓶4中残留的氦气进行抽真空外排，便于后续回收得到吸气瓶4中高纯度的氢气。

另外，在吹气完成后，打开第四控制阀61（此时关闭第一控制阀2、第二控制阀3和截止阀54），通过加热件46对吸气瓶4进行加热，从而使得钯金属层41中吸收的氢气释放出来，并最终存储在氢气回收瓶62，进而实现氢气的回收利用。

也就是说，本发明提供的一种加氢系统，不仅能够实现对管线及部件进行吹气，以排除氢气，便于后续检修，还能够将吹气及排除的氢气进行回收利用，从而大大降低成本。

再次参见图1，吹气装置还包括调压阀7，调压阀7的进气口和吹气瓶1的出气口连通，调压阀7的出气口和第一控制阀2的进气口连通。

在上述实施方式中，调压阀7能够调控吹气瓶1的吹气压力，起到调控吹气流量的作用，从而便于配合钯金属层41来充分吸收氢气。

可选地，吹气装置还包括压力传感器8，压力传感器8位于吹气瓶1的出气口处。

在上述实施方式中，压力传感器8对吹气压力起到监控的作用。

示例性地，吹气回收瓶53及氢气回收瓶62的进气口均设置有压力传感器8，其起到的作用同样是监控压力。

在本实施例中，第一控制阀2为电磁阀，吹气装置还包括控制器（图未示），控制器分别与第一控制阀2和压力传感器8电连接。

在上述实施方式中，控制阀能够便捷实现对第一控制阀2的控制，从而节省人力。

示例性地，在吹气瓶1在吹气过程，当吹气瓶1中的压力下降到设定值时，压力传感器8将数据传递至控制器，控制器则作用第一控制阀2，使得第一控制阀2关闭，也就可以避免吹气瓶1持续吹气。

可选地，氢气回收组件6还包括循环冷却水管63，循环冷却水管63缠绕在第四控制阀61和氢气回收瓶62之间的管线上，以对氢气降温。

在上述实施方式中，循环冷却水管63能够对已经加热的氢气进行冷却，便于安全存储。

示例性地，加热件46为电阻丝，电阻丝缠绕在吸气瓶4的外壁上。

在本公开的其它实施例中，加热件46也可以是水浴锅。

需要说明的是，加热件46对吸气瓶4的加热温度控制在40-50℃，便于钯金属层41中氢气快速释放。

示例性地，吸气瓶4中插装有温度计47（见图2），以对吸气瓶4中的温度进行实时监测。

继续参见图1，储氢装置300包括储气机构310，储气机构310包括储气罐311、第五控制阀312和第六控制阀313，储气罐311上的第一气口与第五控制阀312的出气口连通，储气罐311的第二气口和第六控制阀313的进气口连通，第五控制阀312的进气口和气体压缩装置200的出气口连通，第六控制阀313的出气口和加氢装置400的进气口连通。

在上述实施方式中，通过第五控制阀312、第六控制阀313对储气罐311的控制，以便储气罐311能够合理充气和排气。

在本实施例中，储气机构310的数量不小于两个，且各储气机构310中的储气罐311中的压力不同。

容易理解的是，不同的储气机构310中储气罐311的压力不同，能够提供不同压力的气体，从而增大加氢装置400的适用范围。

示例性地，本实施例中，储气机构310的数量为3个，3个储气罐311中储气压力分别为高压、中压和低压。

可选地，加氢系统还包括第七控制阀600，第七控制阀600的进气口与储氢装置300的出气口连通，第七控制阀600的出气口与加氢装置400的进气口连通。

在上述实施方式中，第七控制阀600关闭能够便捷检修加氢装置400，避免氢气的泄露。

图3是本发明实施例提供的一种加氢系统的吹气方法的流程图，如图3所示，该吹气方法基于上述加氢系统，该吹气方法包括：

S301、关闭截止阀500。

S302、打开第一控制阀2、第二控制阀3和第三控制阀51，并关闭第四控制阀61，使得吹气瓶1进行吹气作业（即储氢装置300为通路，第五控制阀312和第六控制阀313为打开的）。

容易理解的是，在吹气过程中，随着气体的流动，钯金属层41能够高效的吸收氦气中夹杂的氢气。

S303、关闭第一控制阀2和第三控制阀51，打开截止阀54，启动真空泵55，从而对吸气瓶4抽真空。

S304、关闭第一控制阀2、第二控制阀3和截止阀54，并打开第四控制阀61。

S305、通过加热件46对吸气瓶4进行加热。

S306、关闭第四控制阀61。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。