CN114001277A - 一种供气*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供气***。该供气***包括氢气供气管路，包括一级氢气减压装置，外部氢气进入氢气供气管路经一级氢气减压装置进行减压；氢气二级减压管路，与氢气供气管路连接，对氢气供气管路提供的氢气进行减压；流量监测管路，与氢气二级减压管路连接，用于监测氢气二级减压管路提供的氢气流量；氮气供气管路，包括一级氮气减压装置，外部氮气进入氮气供气管路经一级氮气减压装置进行减压；氦气供气管路和吹扫保压气体二级减压管路。本发明提出了一种供气***，能有效满足多实验室多种方式的供气需求。

Description

一种供气***

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种供气***。

背景技术

随着燃料电池汽车研发及测试领域蓬勃发展，一方面产生了多实验室不间断自由切换且需要集中供氢的需求；另一方面产生了多燃料电池***不间断自由切换且需要集中供氢的需求。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种供气***，能有效满足多实验室多种方式的供气需求。

具体地，本发明提出了一种供气***，包括，

氢气供气管路，包括一级氢气减压装置，外部氢气进入所述氢气供气管路经所述一级氢气减压装置进行减压；

氢气二级减压管路，与所述氢气供气管路连接，对所述氢气供气管路提供的氢气进行减压；

流量监测管路，与所述氢气二级减压管路连接，用于监测所述氢气二级减压管路提供的氢气流量；

氮气供气管路，包括一级氮气减压装置，外部氮气进入所述氮气供气管路经所述一级氮气减压装置进行减压；

氦气供气管路，包括一级氦气减压装置，外部氦气进入所述氦气供气管路经所述一级氦气减压装置进行减压；

吹扫保压气体二级减压管路，分别与所述氮气供气管路和氦气供气管路连接，所述吹扫保压气体二级减压管路的输出端与所述流量监测管路的输出端连接，所述吹扫保压气体二级减压管路分别对所述氮气供气管路提供的氮气及氦气供气管路提供的氦气进行减压。

根据本发明的一个实施例，所述供气***还包括废气排放管路，所述氢气供气管路、氢气二级减压管路和吹扫保压气体二级减压管路分别接入所述废气排放管路。

根据本发明的一个实施例，所述流量监测管路的输出端接入待测试电堆，所述氢气二级减压管路、流量监测管路和吹扫保压气体二级减压管路形成一个接入待测试电堆的测试管路；

所述供气***具有多个所述测试管路分别接入不同的待测试电堆，每个所述测试管路包括一个所述氢气二级减压管路、一个所述流量监测管路和一个所述吹扫保压气体二级减压管路，所述氢气二级减压管路接入所述氢气供气管路，所述吹扫保压气体二级减压管路分别接入所述氮气供气管路和氦气供气管路进行减压。

根据本发明的一个实施例，所述供气***还包括氮气外接管路，与所述氮气供气管路的输出端连接，所述氮气外接管路对所述氮气供气管路提供的氮气进行减压，所述氮气外接管路的输出端接入所述氢气供气管路。

根据本发明的一个实施例，所述一级氢气减压装置包括并联在所述氢气供气管路上的两组减压阀组，每组所述减压阀组包括串联的第一氢气高压球阀、第一氢气高压调节阀和第一氢气低压气动球阀，两组所述减压阀组单独使用或共同使用。

根据本发明的一个实施例，所述供气***还包括控制主机，与所述供气***中各管路中的电子阀门电连接，所述控制主机用于控制所述各管路中的电子阀门以实现氢气供气，吹扫保压功能。

根据本发明的一个实施例，在所述氢气二级减压管路上设有并联的两条减压管路，每条所述减压管路包括串联的第二氢气低压气动球阀、第二氢气低压调压阀和第二氢气低压球阀，及与所述第二氢气低压气动球阀并联的第六氢气低压球阀，所述减压管路中的第二氢气低压调压阀具有不同的调压范围。

根据本发明的一个实施例，流量监测管路包括多个并联的质量流量计，不同的所述质量流量计具有不同的测量精度，用于满足不同精度范围的测量需求。

根据本发明的一个实施例，所述氮气供气管路包括一级氮气减压装置，包括串联的第一氮气高压过滤器、第一氮气高压针阀、第一氮气高压调压阀和第一氮气低压球阀。

根据本发明的一个实施例，所述氦气供气管路包括一级氦气减压装置，包括串联的第一氦气过滤器、第一氦气高压针阀、第一氦气高压调压阀和第一氦气低压球阀。

本发明提供的一种供气***通过氢气供气管路、氢气二级减压管路、氮气供气管路、氦气供气管路和吹扫保压气体二级减压管路组合能有效满足多实验室多种方式的供气需求。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明一个实施例的供气***的结构示意图。

图2示出了图1中的测试管路的线路图。

图3示出了图1中的氢气供气管路的线路图。

图4示出了图1中的氢气二级减压管路的线路图。

图5示出了图1中的流量监测管路的线路图。

图6示出了图1中的氮气供气管路的线路图。

图7示出了图1中的氦气供气管路的线路图。

图8示出了图1中的吹扫保压气体二级减压管路的线路图。

图9示出了图1中的氮气外接管路的线路图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

供气***100

氢气供气管路101

氢气二级减压管路102

流量监测管路103

氮气供气管路104

氦气供气管路105吹扫保压气体二级减压管路106一级氢气减压装置107

一级氮气减压装置108

一级氦气减压装置109

废气排放管路110

待测试电堆111

测试管路112

氮气外接管路113

第一氢气高压球阀114

第一氢气高压调节阀115

第一氢气低压气动球阀116气体抽样检测口117

第三氢气低压球阀118

第一氢气低压针阀119

第四氢气低压球阀120

第一氢气卸荷阀121

第二氢气低压针阀122

第五氢气低压球阀123

第四氢气低压气动球阀124第二氢气低压气动球阀125第二氢气低压调压阀126

第二氢气低压球阀127

第六氢气低压球阀128

第七氢气低压球阀129第一氢气低压卸荷阀130氢气压力表131氢气温度传感器132氢气压力传感器133质量流量计134

第一氮气高压过滤器135第一氮气高压针阀136第一氮气高压调压阀137第一氮气低压球阀138氮气钢瓶接头139

第一氦气过滤器140第一氦气高压针阀141第一氦气高压调压阀142第一氦气低压球阀143氦气钢瓶接头144氮气吹扫管路145氦气保压管路146

第一氮气低压调压阀147

第一氮气气动球阀148

第二氮气低压球阀149第一氮气低压单向阀150

第三氮气低压球阀151氮气压力表152氮气压力传感器153第一氦气低压调压阀154

第一氦气气动球阀155

第二氦气低压球阀156第一氦气单向阀157

第三氦气低压球阀158

氦气压力表159

氦气压力传感器160

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的供气***的结构示意图。如图所示，一种供气***100主要包括氢气供气管路101、氢气二级减压管路102、流量监测管路103、氮气供气管路104、氦气供气管路105和吹扫保压气体二级减压管路106。

其中，氢气供气管路101包括一级氢气减压装置107。外部氢气进入氢气供气管路101经一级氢气减压装置107进行减压。

氢气二级减压管路102与氢气供气管路101连接。氢气二级减压管路102对氢气供气管路101提供的氢气进行减压。

流量监测管路103与氢气二级减压管路102连接。流量监测管路103用于监测氢气二级减压管路102提供的氢气流量。

氮气供气管路104包括一级氮气减压装置108。外部氮气进入氮气供气管路104经一级氮气减压装置108进行减压。

氦气供气管路105包括一级氦气减压装置109。外部氦气进入氦气供气管路105经一级氦气减压装置109进行减压。

吹扫保压气体二级减压管路106分别与氮气供气管路104和氦气供气管路105连接。吹扫保压气体二级减压管路106的输出端与流量监测管路103的输出端连接。吹扫保压气体二级减压管路106分别对氮气供气管路104提供的氮气及氦气供气管路105提供的氦气进行减压。

较佳地，供气***100还包括废气排放管路110。氢气供气管路101、氢气二级减压管路102和吹扫保压气体二级减压管路106分别接入废气排放管路110。根据需要，氢气供气管路101、氢气二级减压管路102和吹扫保压气体二级减压管路106中的气体可以通过废气排放管路110向供气***100的外部排放。

图2示出了图1中的测试管路的线路图。如图所示，较佳地，流量监测管路103的输出端接入待测试电堆111。氢气二级减压管路102、流量监测管路103和吹扫保压气体二级减压管路106形成一个接入待测试电堆111的测试管路112。供气***100具有多个测试管路112分别接入不同的待测试电堆111。每个测试管路112包括一个氢气二级减压管路102、一个流量监测管路103和一个吹扫保压气体二级减压管路106，氢气二级减压管路102接入氢气供气管路101，吹扫保压气体二级减压管路106分别接入氮气供气管路104和氦气供气管路105进行减压。容易理解的，多条测试管路112可以接入不同的测试电堆以满足不同的测试需要。在图2中显示了两条测试电路，在实际应用中，可以根据测试需要配置更多的测试电路。

较佳地，参考图1，供气***100还包括氮气外接管路113。氮气外接管路113与氮气供气管路104的输出端连接。氮气外接管路113对氮气供气管路104提供的氮气进行减压，氮气外接管路113的输出端接入氢气供气管路101。根据需要，氮气外接管路113对氮气供气管路104提供的氮气进行减压后送入氢气供气管路101，以对氢气供气管路101的各类阀门进行吹扫。

较佳地，供气***100还包括控制主机(图未示)。控制主机与供气***100中各管路中的电子阀门电连接，控制主机用于控制各管路中的电子阀门以自动实现氢气供气，吹扫保压功能。

图3示出了图1中的氢气供气管路101的线路图。如图所示，较佳地，一级氢气减压装置107包括并联在氢气供气管路101上的两组减压阀组。每组减压阀组包括串联的第一氢气高压球阀114、第一氢气高压调节阀115和第一氢气低压气动球阀116。两组减压阀组可以单使用，另外一组作为备用。两组减压阀组也可以共同使用。两组减压阀组的使用方案根据所需要提供氢气的压力来确定。

较佳地，在两组减压阀组输出端的管路上设有气体抽样检测口117。在两组减压阀组输出端的管路上连接有第三氢气低压球阀118和第一氢气低压针阀119。根据需要可以打开相应的阀门，以使经过两组减压阀组减压后的氢气通过第三氢气低压球阀118和第一氢气低压针阀119到达气体抽样检测口117。

较佳地，在两组减压阀组输出端的管路上设有并联的三路气体管路连接到废气管路，黑色箭头指示气体传送方向，以保证供气***100的用气安全。其中一路气体管路包括串联的第四氢气低压球阀120和第一氢气卸荷阀121，一路气体管路包括第二氢气低压针阀122，另一路气体管路包括串联的第五氢气低压球阀123和第四氢气低压气动球阀124。

图4示出了图1中的氢气二级减压管路的线路图。较佳地，在氢气二级减压管路102上设有并联的两条减压管路。每条减压管路包括串联的第二氢气低压气动球阀125、第二氢气低压调压阀126和第二氢气低压球阀127，及与第二氢气低压气动球阀125并联的第六氢气低压球阀128。两条减压管路中的第二氢气低压调压阀126具有不同的调压范围。在每条减压管路中通过串联的第七氢气低压球阀129和第一氢气低压卸荷阀130接入废气管路。氢气二级减压管路102通过与控制主机联动的气动球阀和不同压力等级的调压阀，根据实际使用需求可以自由切换所需要的氢气输出压力。同时在各减压管路上还设置有安全阀，手动排空阀以保证待测试电堆111的用气安全。需要说明的是，氢气二级减压管路102中的第二氢气低压气动球阀125的连接端h、i接入控制主机。图中黑色箭头方向为气体走向。

较佳地，在两条减压管路的输出端的管路上设有氢气压力表131、氢气温度传感器132和氢气压力传感器133。

图5示出了图1中的流量监测管路103的线路图。较佳地，流量监测管路103包括多个并联的质量流量计134。不同的质量流量计134具有不同的测量精度，用于满足不同精度范围的测量需求。

图6示出了图1中的氮气供气管路104的线路图。较佳地，氮气供气管路104包括一级氮气减压装置108。一级氮气减压装置108包括串联的第一氮气高压过滤器135、第一氮气高压针阀136、第一氮气高压调压阀137和第一氮气低压球阀138。多个氮气钢瓶接头139接入一级氮气减压装置108向供气***100提供氮气。在本实施例中提供两路并联的气路，两侧的氮气钢瓶接头139分别通过第一氮气高压过滤器135、第一氮气高压针阀136、第一氮气高压调压阀137并联入第一氮气低压球阀138后向外提供氮气。

图7示出了图1中的氦气供气管路的线路图。较佳地，氦气供气管路105包括一级氦气减压装置109。一级氦气减压装置109包括串联的第一氦气过滤器140、第一氦气高压针阀141、第一氦气高压调压阀142和第一氦气低压球阀143。氦气钢瓶接头144接入一级氦气减压装置109向供气***100提供氦气。

图8示出了图1中的吹扫保压气体二级减压管路的线路图。吹扫保压气体二级减压管路106包括并联的氮气吹扫管路145和氦气保压管路146。氮气吹扫管路145包括串联的第一氮气低压调压阀147、第一氮气气动球阀148、第二氮气低压球阀149和第一氮气低压单向阀150，以及与该第一氮气气动球阀148并联的第三氮气低压球阀151。在氮气吹扫管路上还设有氮气压力表152和氮气压力传感器153。氦气保压管路146包括串联的第一氦气低压调压阀154、第一氦气气动球阀155、第二氦气低压球阀156和第一氦气单向阀157，以及与该第一氦气气动球阀155连接的第三氦气低压球阀158。在氦气保压管路146上还设有氦气压力表159和氦气压力传感器160。该吹扫保压气体二级减压管路106通过控制主机可实现管路的自由切换，并配有单向阀以防止窜气发生，配备设置有安全阀，手动排空阀以保证用气安全。需要说明的是，氮气吹扫管路145中的第一氮气气动球阀148的连接端a和氦气保压管路146的第一氦气气动球阀155的连接端c接入控制主机。图中黑色箭头方向为气体走向。

图9示出了图1中的氮气外接管路113的线路图。氮气外接管路113与氮气供气管路104的输出端连接。氮气外接管路113对氮气供气管路104提供的氮气进行减压后可以形成多路氮气输送端口，分别可以输送到氢气供气管路101的输入端或控制主机的各类阀门。其中一路氮气输出端A与图3中氢气供气管路101的输入端A连通。图中黑色箭头方向为气体走向。

本发明提供的一种供气***具有如下优点：

1.整个供气***可以与报警***联动，结合相关阀体设计，实现不同气体间、不同被测电堆间的自由切换，解决了多***、多实验室的集中稳定供气问题；

2.通过多路设计及安全保障联动技术，实现全压力、全流量范围内的测试，建立了尽可能宽泛的应用场景及安全保障。

3.通过旁通设计，实现有电、无电状态下供气模式的自由切换，增加了***的可用性。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (10)

1.一种供气***，包括，

氢气供气管路，包括一级氢气减压装置，外部氢气进入所述氢气供气管路经所述一级氢气减压装置进行减压；

氢气二级减压管路，与所述氢气供气管路连接，对所述氢气供气管路提供的氢气进行减压；

流量监测管路，与所述氢气二级减压管路连接，用于监测所述氢气二级减压管路提供的氢气流量；

氮气供气管路，包括一级氮气减压装置，外部氮气进入所述氮气供气管路经所述一级氮气减压装置进行减压；

氦气供气管路，包括一级氦气减压装置，外部氦气进入所述氦气供气管路经所述一级氦气减压装置进行减压；

吹扫保压气体二级减压管路，分别与所述氮气供气管路和氦气供气管路连接，所述吹扫保压气体二级减压管路的输出端与所述流量监测管路的输出端连接，所述吹扫保压气体二级减压管路分别对所述氮气供气管路提供的氮气及氦气供气管路提供的氦气进行减压。

2.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，还包括废气排放管路，所述氢气供气管路、氢气二级减压管路和吹扫保压气体二级减压管路分别接入所述废气排放管路。

3.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，所述流量监测管路的输出端接入待测试电堆，所述氢气二级减压管路、流量监测管路和吹扫保压气体二级减压管路形成一个接入待测试电堆的测试管路；

所述供气***具有多个所述测试管路分别接入不同的待测试电堆，每个所述测试管路包括一个所述氢气二级减压管路、一个所述流量监测管路和一个所述吹扫保压气体二级减压管路，所述氢气二级减压管路接入所述氢气供气管路，所述吹扫保压气体二级减压管路分别接入所述氮气供气管路和氦气供气管路进行减压。

4.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，还包括氮气外接管路，与所述氮气供气管路的输出端连接，所述氮气外接管路对所述氮气供气管路提供的氮气进行减压，所述氮气外接管路的输出端接入所述氢气供气管路。

5.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，所述一级氢气减压装置包括并联在所述氢气供气管路上的两组减压阀组，每组所述减压阀组包括串联的第一氢气高压球阀、第一氢气高压调节阀和第一氢气低压气动球阀，两组所述减压阀组单独使用或共同使用。

6.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，还包括控制主机，与所述供气***中各管路中的电子阀门电连接，所述控制主机用于控制所述各管路中的电子阀门以实现氢气供气，吹扫保压功能。

7.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，在所述氢气二级减压管路上设有并联的两条减压管路，每条所述减压管路包括串联的第二氢气低压气动球阀、第二氢气低压调压阀和第二氢气低压球阀，及与所述第二氢气低压气动球阀并联的第六氢气低压球阀，所述减压管路中的第二氢气低压调压阀具有不同的调压范围。

8.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，流量监测管路包括多个并联的质量流量计，不同的所述质量流量计具有不同的测量精度，用于满足不同精度范围的测量需求。

9.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，所述氮气供气管路包括一级氮气减压装置，包括串联的第一氮气高压过滤器、第一氮气高压针阀、第一氮气高压调压阀和第一氮气低压球阀。

10.如权利要求1所述的供气***，其特征在于，所述氦气供气管路包括一级氦气减压装置，包括串联的第一氦气过滤器、第一氦气高压针阀、第一氦气高压调压阀和第一氦气低压球阀。

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