一种氢气置换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种氢气置换系统，包括：储气单元，存储用于置换气瓶内氢气的氮气；充气管路，用于连接所述储气单元和气瓶，所述充气管路上设有充气阀；氢气回收单元，用于回收气瓶内的氢气；排气管路，包括第一排气支路和第二排气支路；所述第一排气支路的一端与气瓶连接，且所述第一排气支路上设有第一阀门；所述第二排气支路连接所述氢气回收单元和气瓶，且所述第二排气支路上设有第二阀门。本发明专利技术的氢气置换系统解决了目前实验室内车载压缩氢气瓶检测的空白，可安全高效地排净氢气后，进行气瓶的相关检测，同时对原储存于气瓶内的氢气还能回收再利用，节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气置换系统
本专利技术涉及压力容器检测领域，特别是涉及一种氢气置换系统。
技术介绍
氢气是一种易燃易爆的气体，在体积比浓度为4％～75％范围内均可燃烧。氢气具有易扩散性，由于浮力大，发生泄漏时将会迅速扩散。即使在通风不畅的环境下，泄漏的氢气也将会很快上升。国内车载储氢气瓶有35MPa和70MPa两种规格。团标《车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶定期检验与评定》(T/GDASE0017-2020)提及，车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶定期检验中，需要在保证安全、卫生和不污染环境的条件下，对瓶内的氢气采用适当的方法排净，并用干燥、洁净的氮气置换处理并经检测后复合氢气体系浓度不大于0.4％的要求。而上述团标实施期限较短，且由于氢气具有易燃易爆、泄漏性强，以及易引起储氢材料“氢脆”，传统的气瓶检测方法不能满足储氢气瓶的检测，故针对上述团标的相关检验检测属于空白领域。
技术实现思路
基于此，本专利技术在于克服现有技术。团标《车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶定期检验与评定》(T/GDASE0017-2020)实施期限较短，且由于氢气具有易燃易爆、泄漏性强，以及易引起储氢材料“氢脆”，传统的气瓶检测方法不能满足储氢气瓶的检测，相关检验检测属于空白领域的缺陷，提供一种氢气置换系统。其技术方案如下：一种氢气置换系统，包括：储气单元，存储用于置换气瓶内氢气的氮气；充气管路，用于连接所述储气单元和气瓶，所述充气管路上设有充气阀；氢气回收单元，用于回收气瓶内的氢气；排气管路，包括第一排气支路和第二排气支路；所述第一排气支路的一端与气瓶连接，且所述第一排气支路上设有第一阀门；所述第二排气支路连接所述氢气回收单元和气瓶，且所述第二排气支路上设有第二阀门。本技术方案的氢气置换系统解决了目前实验室内车载压缩氢气瓶检测的空白，可安全高效地排净氢气后，进行气瓶的相关检测，同时对原储存于气瓶内的氢气还能回收再利用，节约能源。具体地，当使用本技术方案的氢气置换系统置换气瓶内的氢气时，将充气管路的出气端、第一排气支路的进气端和第二排气支路的进气端分别与气瓶连接，确保连接的密封性和可靠性，第一排气支路的出气端则用于高空排放。然后开始泄氢流程：将第二阀门打开，其余阀门均关闭，气瓶内的氢气经由第二排气支路进入至氢气回收单元进行回收，回收后的氢气可再利用，节约能源；但由于气瓶内部存在裂纹、变形、凹坑等缺陷，故少量氢气会残余在气瓶内部不易排净，残余氢气有可能仍大于0.4％，从而需用氮气多次进行置换，使用氮气将氢气稀释，降低其体系浓度。因此，可进行置换流程如下：当第二阀门开启一段时间至气瓶内可排出的氢气排出时，则可关闭第二阀门，随之打开充气阀，将储气单元内的氮气经由充气管路加注至气瓶内对残余氢气进行稀释，当加注一段时间后，将充气阀关闭，使氮气和氢气在气瓶内混合均匀；接着可通过打开第一阀门，将混合气体经由第一排气支路进行高空排放。上述置换流程重复操作，直至气瓶内的氢气浓度小于0.4％后则符合团标标准，可视作气瓶内的氢气排净，进入气瓶检测的下一工作流程。在其中一个实施例中，所述排气管路包括排气主管，以及与所述排气主管的出气端连接的第一排气支管和第二排气支管；所述排气主管的进气端与所述气瓶连接，第一阀门设于所述第一排气支管上，所述第二阀门设于所述第二排气支管上；所述第一排气支路包括所述排气主管与所述第一排气支管，所述第二排气支路包括所述排气主管和所述第二排气支管。在其中一个实施例中，所述氢气置换系统还包括用于连接所述排气主管和所述充气管路的连接管路，以及设于所述排气主管上的负压装置；所述连接管路上设有第三阀门，所述负压装置位于所述第三阀门和所述排气主管的出气端之间。在其中一个实施例中，所述排气主管上设有第一止回阀；和/或所述排气主管上设有第一压力表；和/或所述充气管路上设有第二止回阀；和/或所述充气管路上设有第二压力表；和/或所述排气主管上设有阻火装置。在其中一个实施例中，所述排气主管上设有减压阀；或者，所述氢气置换系统还包括减压阀和第一检测仪，所述减压阀设于所述排气主管上，所述第一检测仪与所述减压阀连接。在其中一个实施例中，所述排气管路还包括用于连接所述排气主管和气瓶的至少两条第三排气支管，至少两条所述第三排气支管并联后与所述排气主管连接，且每条所述第三排气支管分别连接一个气瓶，所述第三排气支管上均设有排气阀。在其中一个实施例中，所述储气单元包括至少两个储气罐，至少两个所述储气罐通过并联管路连接，且所述并联管路与所述充气管路连接；所述并联管路上设有用于切换充气气源的切换阀。在其中一个实施例中，所述充气管路包括充气主管，以及与所述充气主管的出气端连接的至少两条充气支管，所述充气管路的进气端与储气单元连接；每条所述充气支管分别与一个气瓶连接；所述充气阀的数量与所述充气支管的数量匹配，且所述充气阀设于所述充气支管上。在其中一个实施例中，所述充气主管通过汇流排与至少两条所述充气支管连接。在其中一个实施例中，所述氢气置换系统还包括用于存放气瓶的气瓶室，所述气瓶室内设有报警器；和/或所述氢气置换系统还包括与所述第一排气支路连接的收集罐，与所述收集罐连接且用于检测所述收集罐内气体浓度的第二检测仪，以及用于排放气体的排放阀。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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专利技术的一些实施例，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为本专利技术实施例1所述的氢气置换系统的电气连接示意图；图2为本专利技术实施例2所述的氢气置换系统的电气连接示意图。附图标记说明：10、储气单元；11、储气罐；12、切换阀；20、充气管路；21、充气阀；22、第二止回阀；23、第二压力表；24、充气主管；25、充气支管；26、汇流排；30、氢气回收单元；40、排气管路；41、第一阀门；42、第二阀门；43、排气主管；44、第一排气支管；45、第二排气支管；46、第一止回阀；47、第一压力表；48、阻火装置；49、第三排气支管；491、排气阀；50、气瓶；60、第三阀门；70、负压装置；80、减压阀；90、第一检测仪；100、报警器；110、防爆墙；120、收集罐；121、排放阀。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术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专利技术。但是本专利技术能够以很多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专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。实施例1如图1所示，一种氢气置换系统，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气置换系统，其特征在于，包括：/n储气单元，存储用于置换气瓶内氢气的氮气；/n充气管路，用于连接所述储气单元和气瓶，所述充气管路上设有充气阀；/n氢气回收单元，用于回收气瓶内的氢气；/n排气管路，包括第一排气支路和第二排气支路；所述第一排气支路的一端与气瓶连接，且所述第一排气支路上设有第一阀门；所述第二排气支路连接所述氢气回收单元和气瓶，且所述第二排气支路上设有第二阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢气置换系统，其特征在于，包括：
储气单元，存储用于置换气瓶内氢气的氮气；
充气管路，用于连接所述储气单元和气瓶，所述充气管路上设有充气阀；
氢气回收单元，用于回收气瓶内的氢气；
排气管路，包括第一排气支路和第二排气支路；所述第一排气支路的一端与气瓶连接，且所述第一排气支路上设有第一阀门；所述第二排气支路连接所述氢气回收单元和气瓶，且所述第二排气支路上设有第二阀门。


2.根据权利要求1所述的氢气置换系统，其特征在于，所述排气管路包括排气主管，以及与所述排气主管的出气端连接的第一排气支管和第二排气支管；所述排气主管的进气端与所述气瓶连接，第一阀门设于所述第一排气支管上，所述第二阀门设于所述第二排气支管上；所述第一排气支路包括所述排气主管与所述第一排气支管，所述第二排气支路包括所述排气主管和所述第二排气支管。


3.根据权利要求2所述的氢气置换系统，其特征在于，所述氢气置换系统还包括用于连接所述排气主管和所述充气管路的连接管路，以及设于所述排气主管上的负压装置；所述连接管路上设有第三阀门，所述负压装置位于所述第三阀门和所述排气主管的出气端之间。


4.根据权利要求2所述的氢气置换系统，其特征在于，所述排气主管上设有第一止回阀；和/或所述排气主管上设有第一压力表；和/或所述充气管路上设有第二止回阀；和/或所述充气管路上设有第二压力表；和/或所述排气主管上设有阻火装置。


5.根据权利要求2所述的氢气置换系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，李悦，周杨飞，李茂东，王志刚，翟伟，伍振凌，
申请(专利权)人：广州特种承压设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44