CN1987193A - 氢安全保障报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢安全保障报警装置。在高压储氢容器的两个端部设计了防撞击装置，使容器具有很好耐冲击性能，提高容器的耐撞击性能。还设计了氢安全保障装置，当容器内的氢压力超过安全阀的设定值时，安全阀会自动打开，使容器内的氢安全排出，从而确保容器安全；当容器由于某种原因发生火警，或者容器处于温度高于易熔栓设定的温度时，易熔栓会融化，从而使高压氢得以快速泄压；当容器承力层发生泄漏，会使氢介质泄漏到密闭外壳内而被氢或者压力传感器检测到，从而作出相应安全处理措施。本安全保障报警装置确保高压储氢容器在使用中具有只漏不爆的突出安全性，彻底改变了高压储氢容器存在突然***的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及用于易燃易爆气体安全保障报警装置，特别是涉及一种氢安全保障报警装置。
背景技术
氢能因其清洁、可循环使用、取之不尽而被作为未来新能源的一个主要发展方向，并主要应用于汽车领域，目前世界各大汽车生产公司都投巨资研发氢动汽车，并计划到2012年产量达到100万辆以上；除价格以外，氢动汽车的行驶性能已经与普通汽车相同，发展潜力巨大。氢气的安全储运是氢动汽车的核心技术之一，目前主要有低温、吸附、高压、碳纳米管等储氢方式，其中高压储氢以其直接、简单、方便、成本低、易产业化而占有极大优势，因此目前氢动汽车主要采用70Mpa以上的高压储氢容器。高压储氢具有一定危险性，一旦***，后果十分严重。但只要有可靠的安全保障技术和正确的使用规范，高压储氢容器是十分安全的。压力容器有3倍以上的安全系数，真正由于强度不足而发生失效的容器极少，95％以上是由于疲劳、裂纹扩展、腐蚀等因素造成容器失效，这些因素难于实时监控，故国内外重要压力容器均希望发生危险时可以实现自动报警，并具有能及时处理的安全保障装置，使容器具有“只漏不爆”的安全保障。
国内外安全保障技术主要有NISSAN MOTOR CO.LTD的“Fuel cell systemand its control method”(2003-042587)；Matovich,Edwin(Brea，CA)的“Fluid-wallreactor for high temperature chemical reaction processes”4199545，该专利详细介绍了利用多层容器结构方便实现安全在线监控的技术；Hopkins et al的“Compositepressure vessel for a nuclear environment”(4986112)也介绍了采用多层结构的层间间隙监控内衬密封是否失效的技术；朱国辉等的86108606“新型压力容器安全监控保护装置”，这些结构有的太复杂，有的不是专用于氢的。发明人经过长期研究提出一种用于氢安全保障报警装置的设计，简单而实用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢安全保障报警装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
高压储氢容器出口处设置有安全报警装置；所述的安全报警装置包括安装于基座上的安全阀、电控泄压阀、易熔栓组成；充放氢接口位于基座上，并分别与安全阀、电控泄压阀、易熔栓、高压储氢容器口组成的***相互联通；电控泄压阀与安全阀的出口通过三通联在一起作为共同出口，电控泄压阀与装在高压储氢容器上的氢及压力传感器分别通过信号连接线连接到信号变送器后，再连接到集中处理器，集中处理器上安装指示仪和操作台。
高压储氢容器的承压层外面设置有密闭外壳，密闭外壳内侧加工有纵横联通的沟槽，防撞保护层设置在密闭外壳外侧两端部，氢及压力传感器穿过密闭外壳设置在高压储氢容器的密闭外壳上。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：
①高压储氢容器承力层的任何失效均会使氢介质通过泄漏到密闭外壳内而被氢传感器检测到、或者通过密闭外壳内压力传感器检测到，从而作出相应处理措施，避免重大事故发生。
②所设计的防撞击装置，使容器具有很好耐冲击性能，提高容器的耐撞击性能。所设计的安全保障装置，当高压储氢容器内的氢压力超过安全阀的设定值时，安全阀会自动打开，使高压储氢容器内的氢通过三通排出，从而确保高压储氢容器安全；当容器由于某种原因发生火警，或者容器处于温度高于易熔栓设定的温度时，易熔栓会融化，从而使高压氢得以快速泄压；当高压储氢容器遇到以上情况以外的紧急情况，可以通过操作台指令电控泄压阀开启阀门安全泄压。有足够的时间进行泄压、切断氢源等应急处理。
③本安全保障报警装置确保高压储氢容器在使用中具有只漏不爆的突出安全性，彻底改变了高压储氢容器存在突然***的可能性。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是图1的A放大图。
图中：1.三通，2.指示仪，3.操作台，4.集中控制器，5.信号变送器，6.安全阀，7.高压储氢容器，8.充放氢接口，9.密封垫片，10.易熔栓，11.压紧螺栓，12.防松垫片，13.电控泄压阀，14.氢及压力传感器，15.防撞保护层，16.纵横沟槽，17.密闭外壳，18.承压层，19.基座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如附图1、2所示，本发明是在高压储氢容器7出口处设置有安全报警装置；所述的安全报警装置包括安装于基座19上的安全阀6、电控泄压阀13、易熔栓10组成。易熔栓10通过压紧螺栓11和密封垫片9固定于基座19上，压紧螺栓11与基座19间设置有防送垫片12；充放氢接口8位于基座19上，并分别与安全阀6、电控泄压阀13、易熔栓10、高压储氢容器7口组成的***相互联通；电控泄压阀13与安全阀6的出口通过三通1联在一起作为共同出口，电控泄压阀13与装在高压储氢容器7上的氢及压力传感器14分别通过信号连接线连接到信号变送器5后，再连接到集中处理器4，集中处理器4上安装指示仪2和操作台3。
高压储氢容器7的承压层外面设置有密闭外壳17，密闭外壳17内侧加工有纵横联通的沟槽16，防撞保护层15设置在密闭外壳17外侧两端部，氢及压力传感器14穿过密闭外壳17设置在高压储氢容器7的密闭外壳17上。
本发明报警原理如下：当高压储氢容器7内的氢压力超过安全阀6的设定值时，安全阀6会自动打开，使高压储氢容器7内的氢通过三通1排出到安全地方，从而确保高压储氢容器7安全；当容器由于某种原因发生火警，或者容器处于温度高于易熔栓10设定的温度时，易熔栓10会融化，从而使高压氢得以快速泄压；当高压储氢容器7遇到以上情况以外的紧急情况，可以通过操作台3指令电控泄压阀13开启阀门安全泄压。
由于高压储氢容器的使用情况千差万别，某些高压储氢容器由于某种原因致使承压层18发生泄漏，泄漏的氢会通过相互联通的沟槽16使封闭的密闭外壳17内压力升高、被氢及压力传感器14检测到，该信号通过集中控制器4处理后，可以立即作出相应的安全处理措施，如泄压、切断氢源等，确保高压储氢容器7安全使用。
高压储氢容器采用高强度的铝合金制成薄壁内衬，采用预应力倾角缠绕高强度碳纤维复合材料，构成等强度筒体承力层，该结构具有重量轻、强度高、固化变形小的特点；外覆盖密闭的耐火保护层，在该外保护壳体内侧设置宽10mm、深1mm以下的纵横连通的沟槽，端部设置耐撞击保护层，构成高压储氢容器。一些高压储氢容器由于某种原因致使承压层发生泄漏，泄漏的氢会通过相互联通的沟槽使封闭的密闭外壳压力升高、被氢及压力传感器检测到，该信号通过集中控制器处理后，及时作出相应的处理，赢得宝贵的时间进行各种处理，如打开紧急泄压阀、切断氢源等等，而不至发生突然***的恶性事故，达到“只漏不爆”的安全失效方式，可靠性大大提高。
集中控制器CPU为含单片机、液晶显示的智能显示模块，如由NS-580G、BS-5310等液晶显示终端和PIC12CXXX系列单片机组成的智能显示模块。信号变送器为4-20mA或者0-12V的变送器，如LSD-VA自流电压电流信号变送器。
本安全保障报警装置在高压储氢容器的两个端部设计了防撞击装置，使容器具有很好耐冲击性能，提高容器的耐撞击性能。还设计了氢安全保障装置，当高压储氢容器内的氢压力超过安全阀的设定值时，安全阀会自动打开，使高压储氢容器内的氢通过三通排出到安全地方，从而确保高压储氢容器安全；当容器由于某种原因发生火警，或者容器处于温度高于易熔栓设定的温度时，易熔栓会融化，从而使高压氢得以快速泄压；当高压储氢容器遇到以上情况以外的紧急情况，可以通过操作台指令电控泄压阀开启阀门安全泄压。只要及时采取措施，***就能确保安全。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.氢安全保障报警装置，其特征在于：高压储氢容器(7)出口处设置有安全报警装置；所述的安全报警装置包括安装于基座(19)上的安全阀(6)、电控泄压阀(13)、易熔栓(10)组成；充放氢接口(8)位于基座(19)上，并分别与安全阀(6)、电控泄压阀(13)、易熔栓(10)、高压储氢容器(7)口组成的***相互联通；电控泄压阀(13)与安全阀(6)的出口通过三通(1)联在一起作为共同出口，电控泄压阀(13)与装在高压储氢容器(7)上的氢及压力传感器(14)分别通过信号连接线连接到信号变送器(5)后，再连接到集中处理器(4)，集中处理器(4)上安装指示仪(2)和操作台(3)。
2.根据权利要求1所述的氢安全保障报警装置，其特征在于：高压储氢容器(7)的承压层外面设置有密闭外壳(17)，密闭外壳(17)内侧加工有纵横联通的沟槽(16)，防撞保护层(15)设置在密闭外壳(17)外侧两端部，氢及压力传感器(14)穿过密闭外壳(17)设置在高压储氢容器(7)的密闭外壳(17)上。
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20101225 |