一种具备氮气置换功能的新型加氢机管路系统的制作方法

1.本实用新型属于加氢设备领域，尤其是涉及一种具备氮气置换功能的新型加氢机管路系统。


背景技术：

2.伴随氢燃料电池汽车市场的快速发展，氢燃料电池汽车车载瓶组集成的数量越来越多，在完成其在氢燃料电池汽车上的集成安装后，后续需要对整体车载瓶系统进行氮气置换，以及后续的氢气置换合格后的投用测试。
3.如公开号为cn216619336u的中国专利文献公开了一种氢气置换控制系统，包括模式开关、氢系统控制器、储氢瓶、瓶口阀、整车控制器、蓄电瓶、dcdc器件和高压继电器；模式开关与整车控制器的输入端连接；整车控制器与高压继电器的输入端连接，高压继电器的输出端与dcdc器件的输入端连接，dcdc器件的输出端与蓄电瓶的输入端连接；氢系统控制器分别与整车控制器及瓶口阀连接，在置换模式下，氢系统控制器将每个瓶口阀的状态反馈给整车控制器判断，在判断为正常时，瓶口阀打开且整车控制器持续给氢系统控制器高电平，在判断为异常时，瓶口阀关闭。
4.目前，氢燃料电池汽车车载瓶组系统的氮气置换以及氢气置换，都是先后实施操作的。新的车载瓶系统需要在车厂内进行手动氮气置换，如果车厂有加氢设施配置，可以用加氢机实施氢气置换合格后，用一定的氢气压力进行保压，方便汽车移动和转运，后续送至客户现场，在确保氢气保压正常的情况，投入正常的加氢服务循环。要是车厂没有加氢设施，车载瓶只能充氮后送至客户现场进行氢气置换，合格后才能投入正常使用。
5.由于氮气置换和氢气置换基本都是分开实施的，大大降低了氢燃料电池汽车车载瓶组系统投入使用的效率。


技术实现要素：

6.本实用新型公开了一种具备氮气置换功能的新型加氢机管路系统，实现加氢机同时具备氮气置换和氢气置换，从而大幅提高氢燃料电池汽车车载瓶组系统投用效率，同时降低人工操作成本。
7.一种具备氮气置换功能的新型加氢机管路系统，包括至少一组加氢机管路，每组加氢机管路上沿着氢气流向顺次设有手阀、过滤器、质量流量计、自动控制阀、流量调节阀、氢气卸载管路、安全阀以及至少一个加氢枪套件；
8.所述的加氢机管路在流量调节阀的下游安装有氮气置换管路，所述的氮气置换管路上沿氮气流向依次布置有第一氮气自动控制阀、氮气止回阀、第二氮气自动控制阀；
9.所述的自动控制阀、第一氮气自动控制阀、第二氮气自动控制阀均与控制系统连接。
10.进一步地，所述的氮气置换管路在氮气止回阀和第二氮气自动控制阀之间设有带氮气卸载自动控制阀的氮气卸载管路，所述的氮气卸载自动控制阀与控制系统连接。
11.进一步地，所述的加氢枪套件包括依次连接的拉断阀、软管和加注操作手阀。
12.进一步地，所述的加氢枪套件上还设有放空管路。
13.进一步地，所述的加氢机管路在流量调节阀和氮气置换管路之间设有第一压力变送器，在氮气置换管路和氢气卸载管路之间设有第二压力变送器，在安全阀和加氢枪套件之间设有温度变送器。
14.进一步地，所述的氢气卸载管路上设有氢气卸载控制阀和氢气卸载止回阀，所述的氢气卸载控制阀与控制系统连接。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.本发明将具备氮气置换功能的控制阀组跟加氢机的管路系统进行高度集成，可通过控制系统来实现对车载瓶组氮气置换和氢气置换的自动化控制功能。当加氢枪跟新的车载瓶加注口完成连接后，先实施车载瓶组的氮气置换，然后再完成瓶组的氢气置换，转换合格后，氢载瓶组系统已具备加氢投用条件，从而可以大幅提高氢燃料电池汽车车载瓶组系统投用效率，同时降低人工操作成本。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例2的结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
20.实施例1
21.本实施例1包含一组加氢机管路和对应的两个加氢枪套件，如图1所示，加氢机管路上沿着氢气流向顺次设有手阀1、过滤器2、质量流量计3、自动控制阀4、流量调节阀5、第一压力变送器6、第二压力变送器11、氢气卸载管路、安全阀14、温度变送器15以及加氢枪套件。氢气卸载管路上设有氢气卸载控制阀13和氢气卸载止回阀12。
22.加氢机管路在第一压力变送器6和第二压力变送器11之间的位置设有氮气置换管路。氮气置换管路上沿氮气流向依次布置有第一氮气自动控制阀7、氮气止回阀8、第二氮气自动控制阀9。氮气置换管路在氮气止回阀8和第二氮气自动控制阀9之间设有带氮气卸载自动控制阀10的氮气卸载管路。
23.本实施例中，加氢枪套件有两个，第一个包括依次连接的拉断阀16、软管17和加注操作手阀18，第二个包括拉断阀19、软管20和加注操作手阀21。两个加氢枪套件均设有放空管路。
24.自动控制阀4、第一氮气自动控制阀7、第二氮气自动控制阀9、氮气卸载自动控制阀10以及氢气卸载控制阀13等均与控制系统连接。
25.为了避免氮气置换和氢气置换操作的相互影响，通过控制系统设置的程序互锁来确保置换安全，当氮气置换工作时，氢气管线阀门不管手动或者自动都是无法打开的进行操作。反之，当氢气置换工作时，氮气管线阀门不管手动或者自动都是无法打开的进行操作。
26.同时，为了避免氢气直接置换自带空气的新氢燃料电池汽车车载瓶组系统，系统置换专门设置低压保护功能，当瓶组内压力低于氮气供应压力时，氢气置换功能无法开启，必须先经过氮气置换后，才能实施氢气置换。从而完全避免氢气跟空气混合的风险。
27.加氢机正常加注时，第一氮气自动控制阀7和第二氮气自动控制阀9处于关闭状态，氮气卸载自动控制阀10处于打开状态。这样有利于防止高压氢气串入低压氮气管线。加氢机再给氢燃料电池汽车加注时，该氮气自动置换阀组处于自锁状态，无法进行操作。只有当加氢机处于维修模式时，该氮气自动置换阀组可以通过站控系统进行打开，来给系统实施氮气置换工作，可用于氢燃料电池车新的车载瓶投用置换工作。
28.简单操作流程如下：通过站控系统将加氢机切换至维修模式，关闭进气的自动控制阀4，通过氢气卸载控制阀13将加氢机内压力放空后关闭放空阀，关闭氮气卸载自动控制阀10，依次打开第一氮气自动控制阀7和第二氮气自动控制阀9，待压力升至6bar后，关闭第二氮气自动控制阀9，打开氢气卸载控制阀13排空压力后关闭，再打开第二氮气自动控制阀9升压至6bar后，关闭第二氮气自动控制阀9打开氢气卸载控制阀13排空压力后关闭，然后再连接加氢枪完成加氢机跟氢燃料汽车新的车载瓶系统连接工作。完成加氢枪连接后，打开第二氮气自动控制阀9将车载瓶组压力升值6bar后，关闭第二氮气自动控制阀9打开氢气卸载控制阀13排空压力后关闭，持续依次操作第二氮气自动控制阀9和氢气卸载控制阀13达到3～4次后，让车载瓶内处于氮气保压状态后，关闭第二氮气自动控制阀9和第一氮气自动控制阀7，打开氮气卸载自动控制阀10后完成氮气置换操作。检查进加氢机上游压力正常后，打开自动控制阀4，使车载瓶内压力升至50bar左右(50bar暂定压力值)，关闭自动控制阀4，打开氢气卸载控制阀13排空车载瓶内压力，再关闭氢气卸载控制阀13。然后再次打开自动控制阀4使瓶内压力升至50bar左右(50bar暂定压力值)，关闭自动控制阀4，打开氢气卸载控制阀13排空车载瓶内压力，再关闭氢气卸载控制阀13。重复以上操作直到车载瓶内氢气质量合格为止(备注：可以通过分析仪来确认置换次数)。完成氢气置换后，检查入口切断阀以及放空阀处于关闭状态后，将加氢机切换到正常加注模式后，可进行正常的加氢操作。
29.整个置换流程可以根据时序功能控制，在加氢机控制系统里进行编程组态；或者在站控plc控制系统里进行编程组态，然后跟加氢机控制系统进行融合来实现置换功能。
30.实施例2
31.本实施例2相对于实施例1，区别仅在于：包含两组加氢机管路和两个加氢枪套件，如图2所示，包含上、下两组加氢机管路，每组加氢机管路对应一个加氢枪套件。其中，第一组加氢机管路和实施例1中完全相同，同时，在第一组加氢机管路上并联设置了第二组加氢机管路。
32.第二组加氢机管路的结构和第一组加氢机管路类似，加氢机管路上沿着氢气流向顺次设有手阀22、过滤器23、质量流量计24、自动控制阀25、流量调节阀26、第一压力变送器27、第二压力变送器29、氢气卸载管路、安全阀31、温度变送器32以及加氢枪套件。氢气卸载管路上设有氢气卸载控制阀30，并和第一组加氢机管路共用一个氢气卸载止回阀12。
33.两组加氢机管路共用氮气置换管路，在第一压力变送器27和第二压力变送器29之间设置带第二氮气自动控制阀28的管路，该管路连接至第二氮气自动控制阀9和氮气卸载自动控制阀10之间的位置。
34.第一组加氢机管路对应的加氢枪套件包括拉断阀16、软管17和加注操作手阀18。第二组加氢机管路对应的加氢枪套件包括拉断阀19、软管20和加注操作手阀21。
35.本实施例中，每组加氢机管路及对应的氮气置换管路操作流程和实施例中一致。
36.以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。