本实用新型专利技术属于电解水制氢技术领域，具体涉及一种电解水制氢系统压力自平衡装置及电解水制氢系统。所述压力自平衡装置包括：压力自平衡装置外壁，活塞，压力平衡弹簧，氢气液分离器连接入口管路，氧气液分离器连接入口管路；所述活塞位于所述压力自平衡装置外壁围成的缓存腔内，且将所述缓存腔分为氢缓存腔和氧缓存腔；所述活塞与所述压力平衡弹簧联接，以使得所述活塞能在气体或液体的作用下和/或在所述压力平衡弹簧的作用下左右运动，以改变所述氢缓存腔和氧缓存腔的体积；所述氢气液分离器连接入口管路连接到所述氢缓存腔，所述氧气液分离器连接入口管路连接到所述氧缓存腔。液分离器连接入口管路连接到所述氧缓存腔。液分离器连接入口管路连接到所述氧缓存腔。
【技术实现步骤摘要】
一种电解水制氢系统压力自平衡装置及电解水制氢系统
[0001]本技术属于电解水制氢
，具体涉及一种电解水制氢系统压力自平衡装置及电解水制氢系统。
技术介绍
[0002]在电解水制氢设备处于工作状态，由于氢气的产出量为氧气产出量的两倍，工作状态的瞬态波动往往会导致氢氧系统之间压力不平衡，进而导致电解槽工作状态受到影响。氢氧分离器之间的压力差一方面会导致二者之间液面差偏离正常工作状态，另一方面也容易使得氢氧系统间气体互窜，对装置的安全性造成损害。
[0003]为了解决上述问题，提出本技术。
技术实现思路
[0004]本技术第一方面提供一种电解水制氢系统压力自平衡装置，所述压力自平衡装置包括：压力自平衡装置外壁，活塞，压力平衡弹簧，氢气液分离器02连接入口管路，氧气液分离器连接入口管路；
[0005]其中，所述活塞位于所述压力自平衡装置外壁围成的缓存腔内，且将所述缓存腔分为氢缓存腔和氧缓存腔；
[0006]所述活塞与所述压力平衡弹簧联接，以使得所述活塞能在气体或液体的作用下和/或在所述压力平衡弹簧的作用下左右运动，以改变所述氢缓存腔和氧缓存腔的体积；
[0007]所述氢气液分离器02连接入口管路连接到所述氢缓存腔，所述氧气液分离器连接入口管路连接到所述氧缓存腔。
[0008]优选地，所述氢气液分离器02连接入口管路和所述氧气液分离器连接入口管路与水平面呈一定夹角设置。
[0009]优选地，所述压力平衡弹簧位于所述氧缓存腔内；
[0010]所述压力平衡弹簧的一端联接到所述压力自平衡装置外壁，另一端联接到所述活塞。
[0011]优选地，所述压力平衡弹簧位于所述缓存腔外，所述活塞联接到贯穿所述压力自平衡装置外壁的活塞杆；
[0012]所述压力平衡弹簧的一端联接到所述压力自平衡装置外壁，另一端联接到所述活塞杆。
[0013]优选地，所述压力平衡弹簧数量为两个，分别设置在所述缓存腔的两侧。
[0014]优选地，所述活塞杆为环形，所述活塞杆与所述压力自平衡装置外壁之间设置有密封件。
[0015]本技术第二方面提供一种带有压力自平衡装置的电解水制氢系统，所述电解水制氢系统包括：电解槽01，氧气液分离器03，氢气液分离器02，第一方面任一项所述的压力自平衡装置；
[0016]其中，所述电解槽01的阳极通过氧分离管道05联接到氧气液分离器03，所述电解槽01的阴极通过氢分离管道04联接到氢气液分离器02；
[0017]第一方面所述的压力自平衡装置联接到所述氧气液分离器03和氢气液分离器02之间以实现整个电解水制氢系统中氢氧系统的压力平衡。
[0018]优选地，第一方面任一项所述的压力自平衡装置联接到所述氧气液分离器03和氢气液分离器02之间的具体方式选自以下两种中的任一种：
[0019]方式一：所述压力自平衡装置的氧气液分离器连接入口管路连通到所述氧气液分离器03的上部气相空间，所述压力自平衡装置的氢气液分离器02连接入口管路连通到所述氢气液分离器02的上部气相空间；
[0020]方式二：所述压力自平衡装置的氧气液分离器连接入口管路连通到所述氧分离管道05，所述压力自平衡装置的氢气液分离器02连接入口管路连通到所述氢分离管道04。
[0021]优选地，方式一中，所述压力自平衡装置的底面高于所述氢气液分离器02和氧气液分离器03的气液界面。
[0022]优选地，方式二中，所述压力自平衡装置的底面低于所述氢气液分离器02和氧气液分离器03的气液界面。
[0023]相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
[0024]1、本申请的压力自平衡装置由弹簧和活塞的运动而实现。本申请通过在氧气液分离器03和氢气液分离器02之间设置压力自平衡装置以实现电解水装置氢氧系统的压力自平衡。
[0025]2、本申请的压力自平衡装置中弹簧可以设置在压力自平衡装置外壁的内部或外部。当弹簧设置在压力自平衡装置外壁的内部时，装置密封性能更好。当弹簧设置在压力自平衡装置外壁的外部时，压力自平衡装置属于动密封，但是弹簧可以避免接触电解液而过早产生腐蚀。
[0026]3、本申请的压力自平衡装置可以设置在氧气液分离器03和氢气液分离器02的气液分离界面以上或以下。
[0027]当压力自平衡装置设置在氧气液分离器03和氢气液分离器02的气液分离界面以下时，属于低位压力自平衡装置。低位压力自平衡装置内部靠氢气液分离器02一侧为氢液填充的氢缓存腔，而靠近氧气液分离器03一侧为氧液填充的氧缓存腔。这样的安装关系由于所述低位压力自平衡装置更为靠近电解槽01，对电解氢氧系统压力波动的响应更为灵敏，液体填充也有利于装置的密封性。
[0028]当压力自平衡装置设置在氧气液分离器03和氢气液分离器02的气液分离界面以上时，属于高位压力自平衡装置。高位压力自平衡装置内部靠氢气液分离器02一侧为氢气填充的氢缓存腔，而靠近氧气液分离器03一侧为氧气填充的氧缓存腔。这样的安装关系利于实时观察氢气液分离器02和氧气液分离器03之间的液面差，从而能更及时地响应设备内部的压力变动。
附图说明
[0029]图1为实施例1的高位压力自平衡装置结构示意图。
[0030]图2为实施例1的高位压力自平衡装置初始状态结构示意图。
[0031]图3为实施例1中，氢系统氢气压力突增时，高位压力自平衡装置的工作行为示意图。
[0032]图4为实施例1的高位压力自平衡装置与电解水装置联接关系示意图。
[0033]图5为实施例2的低位压力自平衡装置结构示意图。
[0034]图6为实施例2的低位压力自平衡装置初始状态结构示意图。
[0035]图7为实施例2中，氢系统氢气压力突增时，低位压力自平衡装置的工作行为示意图。
[0036]图8为实施例2的高位压力自平衡密封装置与电解水装置联接关系示意图。
[0037]图9为实施例3的高位压力自平衡动密封装置结构示意图。
[0038]图10为实施例3的高位压力自平衡动密封装置初始状态结构示意图。
[0039]图11为实施例3中，氢系统氢气压力突增时，高位压力自平衡动密封装置的工作行为示意图。
[0040]图12为实施例3中，高位压力自平衡动密封装置与电解水装置联接关系示意图。
[0041]图13为实施例4的低位压力自平衡动密封装置结构示意图。
[0042]图14为实施例4的低位压力自平衡动密封装置初始状态结构示意图。
[0043]图15为实施例4中，氢系统压力突增时，低位压力自平衡动密封装置工作行为示意图。
[0044]图16为实施例4中，低位压力自平衡动密封装置与电解水装置联接关系示意图。
[0045]附图标记列表：
[0046]01、电解槽，02、氢气液分离器，03、氧气液分离器，04、氢分离管道，05、氧分离管道。
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解水制氢系统压力自平衡装置，其特征在于，所述压力自平衡装置包括：压力自平衡装置外壁，活塞，压力平衡弹簧，氢气液分离器连接入口管路，氧气液分离器连接入口管路；其中，所述活塞位于所述压力自平衡装置外壁围成的缓存腔内，且将所述缓存腔分为氢缓存腔和氧缓存腔；所述活塞与所述压力平衡弹簧联接，以使得所述活塞能在气体或液体的作用下和/或在所述压力平衡弹簧的作用下左右运动，以改变所述氢缓存腔和氧缓存腔的体积；所述氢气液分离器连接入口管路连接到所述氢缓存腔，所述氧气液分离器连接入口管路连接到所述氧缓存腔。2.根据权利要求1所述的电解水制氢系统压力自平衡装置，其特征在于，所述氢气液分离器连接入口管路和所述氧气液分离器连接入口管路与水平面呈一定夹角设置。3.根据权利要求1所述的电解水制氢系统压力自平衡装置，其特征在于，所述压力平衡弹簧位于所述氧缓存腔内；所述压力平衡弹簧的一端联接到所述压力自平衡装置外壁，另一端联接到所述活塞。4.根据权利要求1所述的电解水制氢系统压力自平衡装置，其特征在于，所述压力平衡弹簧位于所述缓存腔外，所述活塞联接到贯穿所述压力自平衡装置外壁的活塞杆；所述压力平衡弹簧的一端联接到所述压力自平衡装置外壁，另一端联接到所述活塞杆。5.根据权利要求4所述的电解水制氢系统压力自平衡装置，其特征在于，所述压力平衡弹簧数量为两个，分别设置在所述缓存腔的两侧。6.根据权利要求4所述的电解水制氢系统压力自平衡装置，其特征在于，所述活塞杆为环形，所述活塞杆与所述压力自平衡装置外壁之间设置有密封件。7.一种带有压力自平衡装置的电解水制氢系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓明，杨盛，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：新型
国别省市：
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