一种使用催化脱氧的氢气纯化装置的制作方法

1.本实用新型涉及氢气纯化领域，具体是涉及一种使用催化脱氧的氢气纯化装置。


背景技术：

2.氢能来源广泛，且无色、无毒、无味，便于储存和运输，对环境无污染，被誉为“清洁”的新能源，是未来公认的除了电以外，一种重要的二次能量载体。高纯氢通常是指纯度在99.999％以上的氢气。可广泛应用于化学、电子、能源、冶金、电力等工业部门，作为未来战略发展的重点，高纯氢一直氢气生产中的研究重点。
3.目前，工业中氢气纯化可以使用催化剂脱氧来提高氢气的纯度，催化脱氧的氢气纯化装置是以工业普氢为原料，通过催化脱氧、冷凝、吸附、干燥，以及纯化和除尘，可以除去氢中杂质氧，水汽和尘埃颗粒等，获得高纯氢气。其中，纯化器可以使用到变压吸附法(pressure swing adsorption，psa)技术，以使用到分子筛为例，变压吸附法是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，可生产不同纯度的氢气,使得氢气纯度可达99.999％。但是现有的纯化器在长期使用后，通入的普氢气流长期冲刷会导致填充在纯化器内部的分子筛装填更紧实，同时也会造成分子筛一定程度磨损，在纯化器内部形成空腔，进而影响到后续的提纯效率。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使用催化脱氧的氢气纯化装置，该技术方案解决了目前对于纯化器在长期使用下提纯效率变低的问题，在缓冲件的作用下，会推动第一多孔网板在滑动轴段上并沿着旋转主轴的轴线方向进行滑移，防止纯化器内空腔的形成，可以保证纯化器的提纯效率。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：
6.提供一种使用催化脱氧的氢气纯化装置，包括：
7.纯化器，具有轴向延伸方向，其顶端和底端分别设有氢气入口和氢气出口，所述纯化器内填充有分子筛；
8.旋转驱动器，设置在纯化器的外部；
9.驱动主轴，其轴线与纯化器的轴线垂直设置，贯穿进入到纯化器内部并与纯化器转动连接，所述驱动主轴一端与所述旋转驱动器的输出轴传动连接；
10.第一锥齿轮，套设在驱动主轴远离旋转驱动器的一端端部；
11.旋转主轴，同轴转动连接在纯化器的内部；、
12.第二锥齿轮，同轴固定在所述旋转主轴上，与第一锥齿轮啮合；
13.分隔板，与旋转主轴连接，交错间隔状地分布在纯化器内部并与纯化器内壁转动连接；
14.第一多孔网板，同轴套设在旋转主轴上，通过缓冲件与纯化器连接，可沿旋转主轴的轴向进行滑移。
15.可选的，所述驱动主轴与所述纯化器的连接处设有密封件。
16.可选的，所述分隔板由若干半圆环状隔板构成，所有的所述半圆环状隔板呈交错间隔状地分布在纯化器内部。
17.可选的，旋转主轴的外壁上通过若干根沿旋转主轴径向延伸设置的连接轴与半圆环状隔板进行连接，半圆环状隔板远离所述连接轴的一端固定有转动轴承件，半圆环状隔板通过所述转动轴承件与纯化器内壁转动连接。
18.可选的，旋转主轴上设有用于安装并约束所输送第二锥齿轮位置的安装凸盘。
19.可选的，纯化器的内部固定有第一辐条座，所述第一辐条座位于所述氢气入口和所述氢气出口之间并靠近氢气入口设置，所述缓冲件为弹簧，第一辐条座的底端设有若干所述缓冲件，缓冲件的两端分别与第一辐条座和所述第一多孔网板相抵。
20.可选的，旋转主轴的一端端部设有滑动轴段，所述滑动轴段的直径小于旋转主轴的直径，第一多孔网板同轴套设在滑动轴段上并与滑动轴段之间间隙配合，第一多孔网板位于分隔板的顶部，滑动轴段远离旋转主轴的一端端部转动连接在第一辐条座上。
21.可选的，纯化器的内部固定有第二辐条座，所述第二辐条座位于氢气入口和氢气出口之间并靠近氢气出口设置，旋转主轴远离滑动轴段的一端端部转动连接在第二辐条座上。
22.可选的，第二辐条座的顶端设有第二多孔网板，第二多孔网板位于分隔板的底部。
23.可选的，第二多孔网板的顶端设有垫台，所述垫台架设在第二辐条座顶端上。
24.本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：
25.分隔板的交错间隔设置以及在被旋转驱动器驱使在纯化器内转动，能够有效延长氢气在纯化器内流经吸附层的路程和时间，从而确保氢气的纯化效果。在吸附层下沉时，在缓冲件的作用下，会推动第一多孔网板在滑动轴段上并沿着旋转主轴的轴线方向进行滑移，使得第一多孔网板与分子筛形成的吸附层始终保持接触，防止纯化器内空腔的形成，可以保证纯化器的提纯效率。第一多孔网板的设置还可以打散经由氢气入口进入到纯化器内的工业普氢，避免氢气气流对分子筛造成冲击，避免使氢气气流造成分子筛的粉碎。
附图说明
26.图1本实用新型内部的结构示意图；
27.图2、图3和图4分别为本实用新型三种不同视角下的的立体结构示意图；
28.图5为图4中a处的放大示意图；
29.图6为本实用新型中旋转主轴和分隔板处的结构示意图。
30.图中标号为：
[0031]1‑
纯化器；101
‑
氢气入口；102
‑
氢气出口；103
‑
密封件；104
‑
第一辐条座；105
‑
第二辐条座；
[0032]2‑
旋转驱动器；
[0033]3‑
驱动主轴；
[0034]4‑
第一锥齿轮；
[0035]5‑
第二锥齿轮；
[0036]6‑
旋转主轴；61
‑
连接轴；62
‑
安装凸盘；63
‑
滑动轴段；
[0037]7‑
分隔板；
[0038]8‑
第一多孔网板；
[0039]9‑
第二多孔网板；91
‑
垫台；
[0040]
10
‑
弹簧；
[0041]
11
‑
转动轴承件。
具体实施方式
[0042]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0043]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]
作为本实用新型的一个实施例，本实用新型提出一种使用催化脱氧的氢气纯化装置，包括：
[0045]
纯化器，具有轴向延伸方向，其顶端和底端分别设有氢气入口和氢气出口，所述纯化器内填充有分子筛；
[0046]
旋转驱动器，设置在纯化器的外部；
[0047]
驱动主轴，其轴线与纯化器的轴线垂直设置，贯穿进入到纯化器内部并与纯化器转动连接，所述驱动主轴一端与所述旋转驱动器的输出轴传动连接；
[0048]
第一锥齿轮，套设在驱动主轴远离旋转驱动器的一端端部；
[0049]
旋转主轴，同轴转动连接在纯化器的内部；、
[0050]
第二锥齿轮，同轴固定在所述旋转主轴上，与第一锥齿轮啮合；
[0051]
分隔板，与旋转主轴连接，交错间隔状地分布在纯化器内部并与纯化器内壁转动连接；
[0052]
第一多孔网板，同轴套设在旋转主轴上，通过缓冲件与纯化器连接，可沿旋转主轴的轴向进行滑移。
[0053]
通过该氢气纯化装置的设计，分隔板的交错间隔设置以及在被旋转驱动器驱使在纯化器内转动，能够有效延长氢气在纯化器内流经吸附层的路程和时间，从而确保氢气的纯化效果。在吸附层下沉时，在缓冲件的作用下，会推动第一多孔网板在滑动轴段上并沿着旋转主轴的轴线方向进行滑移，使得第一多孔网板与分子筛形成的吸附层始终保持接触，防止纯化器内空腔的形成，可以保证纯化器的提纯效率。第一多孔网板的设置还可以打散经由氢气入口进入到纯化器内的工业普氢，避免氢气气流对分子筛造成冲击，避免使氢气气流造成分子筛的粉碎。
[0054]
下面结合附图对本实用新型氢气纯化装置的较佳实施例进行说明。
[0055]
请参阅图1，该氢气纯化装置包括：
[0056]
纯化器1，具有轴向延伸方向，其顶端和底端分别设有氢气入口101和氢气出口
102，纯化器1内填充有分子筛，用于吸附工业普氢中的其他杂质气体，工业普氢经由氢气入口101进入到纯化器1内，经过纯化后再经由密封件103流出纯化器1。
[0057]
旋转驱动器2，设置在纯化器1的外部。
[0058]
驱动主轴3，其轴线与纯化器1的轴线垂直设置，贯穿进入到纯化器1内部并与纯化器1转动连接，驱动主轴3一端与旋转驱动器2的输出轴传动连接。
[0059]
第一锥齿轮4，套设在驱动主轴3远离旋转驱动器2的一端端部
[0060]
旋转主轴6，同轴转动连接在纯化器1的内部；。
[0061]
第二锥齿轮5，同轴固定在旋转主轴6上，与第一锥齿轮4啮合。
[0062]
分隔板7，与旋转主轴6连接，交错间隔状地分布在纯化器1内部并与纯化器1内壁转动连接；
[0063]
第一多孔网板8，同轴套设在旋转主轴6上，通过缓冲件与纯化器1连接，可沿旋转主轴6的轴向进行滑移。在该氢气纯化装置中，具体的，分子筛填充在第一多孔网板8与氢气出口102之间，分子筛在纯化器1内腔中形成吸附层。
[0064]
纯化器1在长期使用后，通入的普氢气流长期冲刷会导致填充在纯化器1 内部的分子筛装填更紧实，同时也会造成分子筛一定程度磨损，在纯化器1内部形成空腔，进而影响到后续的提纯效率，由于该氢气纯化装置中第一多孔网板8 是通过缓冲件安装在纯化器1上的，具体的，请参阅图2至图4，纯化器1的内部固定有第一辐条座104，第一辐条座104位于氢气入口101和氢气出口102之间并靠近氢气入口101设置，缓冲件为弹簧，第一辐条座104的底端设有若干缓冲件，缓冲件的两端分别与第一辐条座104和第一多孔网板8相抵。旋转主轴6 的一端端部设有滑动轴段63，滑动轴段63的直径小于旋转主轴6的直径，第一多孔网板8同轴套设在滑动轴段63上并与滑动轴段63之间间隙配合，第一多孔网板8位于分隔板7的顶部，滑动轴段63远离旋转主轴6的一端端部转动连接在第一辐条座104上。在吸附层下沉时，在缓冲件的作用下，会推动第一多孔网板8在滑动轴段63上并沿着旋转主轴6的轴线方向进行滑移，使得第一多孔网板8与分子筛形成的吸附层始终保持接触，防止纯化器1内空腔的形成，可以保证纯化器1的提纯效率。
[0065]
第一多孔网板8的设置还可以打散经由氢气入口101进入到纯化器1内的工业普氢，使得氢气是以分散的状态进入纯化器1内的，使氢气均匀分散地进入吸附层，避免氢气气流对分子筛造成冲击，避免使氢气气流造成分子筛的粉碎。
[0066]
当安装在纯化器1外部的旋转驱动器2工作时，旋转驱动器2去会驱动驱动主轴3旋转，在本实施例中，驱动主轴3与纯化器1的连接处设有密封件103。在驱动主轴3旋转时，套设在第一锥齿轮4进入到纯化器1内部端部的第一锥齿轮4也会同步进行旋转，第一锥齿轮4驱使与其啮合的第二锥齿轮5旋转，进而驱使同轴设置在纯化器1内部的旋转主轴6在纯化器1内转动，旋转主轴6上固定有分隔板7，分隔板7的交错间隔设置以及在被旋转主轴6驱使在纯化器1内转动，能够有效延长氢气在纯化器1内流经吸附层的路程和时间，从而确保氢气的纯化效果。
[0067]
请参阅图2、图3和图4，具体的，分隔板7由若干半圆环状隔板构成，所有的半圆环状隔板呈交错间隔状地分布在纯化器1内部。旋转主轴6的外壁上通过若干根沿旋转主轴6径向延伸设置的连接轴61与半圆环状隔板进行连接，半圆环状隔板远离连接轴61的一端固定有转动轴承件11，半圆环状隔板通过转动轴承件11与纯化器1内壁转动连接。
[0068]
请参阅图6，旋转主轴6上设有用于安装并约束所输送第二锥齿轮5位置的安装凸盘62。
[0069]
请参阅图2至图4，纯化器1的内部固定有第二辐条座105，第二辐条座105 位于氢气入口101和氢气出口102之间并靠近氢气出口102设置，旋转主轴6 远离滑动轴段63的一端端部转动连接在第二辐条座105上，第二辐条座105的顶端设有第二多孔网板9，第二多孔网板9位于分隔板7的底部。请参阅图5，第二多孔网板9的顶端设有垫台91，垫台91架设在第二辐条座105顶端上。
[0070]
第二多孔网板9的设置可以避免被氢气气流粉碎的分子筛随着提纯后的氢气气流进入氢气储罐中，影响到氢气纯化效果。