一种氢气泄漏控制装置及方法与流程

本发明涉及流体控制，尤其涉及一种氢气泄漏控制装置及方法。

背景技术：

1、氢气燃烧极限宽，密度小易在顶部聚集造成燃烧爆炸风险，限制了氢能在受限空间，如地下停车场，隧道等中的使用。不锈钢管道本体的氢气渗透性较弱，氢气系统向外释放氢气的主要来源是接头、阀门、燃料电池等使用非金属材料的部件。氢气的分子小，扩散性强，密封难度较高，宏观密封良好的氢气系统也会由于气体穿过橡塑密封件的气体渗透而向外释放氢气。需要相应的方法来处理氢气的泄漏。

2、相关技术中，使用硬密封材料避免氢气的渗透，如无氧铜、石墨、不锈钢等氢气渗透率较低的材料来进行氢气的密封。然而，硬密封结构对密封面的加工精度和表面光洁度要求较高，制造成本高。硬密封结构需要的接触载荷大，结构的刚度较大，可靠性较差，虽然避免了气体渗透，但密封面的气体泄漏相比于软密封结构更大。

3、或者，使用多级组合式密封结构降低对外泄漏氢气的浓度，氢气的浓度在多级之间依次减小，最外一级密封的氢气浓度低。然而，组合式密封结构随着使用时间的增加，在多级密封之间也会有气体积聚，导致对外的气体泄漏增加。并且，组合式密封结构对于结构空间占用大。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种氢气泄漏控制装置，以实现氢设备泄漏的氢气的收集和可控释放。

3、本发明实施例的氢气泄漏控制装置包括：箱体和排气组件，所述箱体内用于安装氢设备，所述箱体内充装有保护气体，所述排气组件包括排气管、渗透膜和排气阀门，所述排气管的一端与所述箱体连通，所述排气管的另一端与外界环境连通，以使所述箱体内的气体通过所述排气管排放至外界环境中，所述渗透膜的至少部分设在所述排气管内，所述渗透膜用于使所述箱体内的氢气通过且阻止所述箱体内的保护气体通过，所述排气阀门设在所述排气管上，所述排气阀门位于所述渗透膜的下游，所述排气阀门用于控制所述排气管的通断。

4、本发明实施例的氢气泄漏控制装置，将氢设备安装在箱体内，利用箱体收集氢设备泄漏的氢气，且氢气在箱体内扩散稀释，以降低氢气的浓度，从而通过箱体的阻隔降低氢设备向外界环境中泄露氢气的概率。

5、箱体内充装惰性气体作为保护气体，混合惰性气体之后，氢设备泄露的氢气在箱体中的积聚不具有燃烧爆炸风险，提高设备的安全性。并且，当排放箱体内的氢气的过程中，在渗透膜的作用下，仅使箱体内的氢气通过，而保护气体不会通过渗透膜，从而避免损失保护气体。

6、在一些实施例中，所述排气管与所述箱体的连通处位于所述箱体的上部。

7、在一些实施例中，所述排气组件还包括隔离阀，所述隔离阀设在所述排气管上，所述隔离阀位于所述渗透膜的下游。

8、在一些实施例中，所述箱体的侧壁上设有夹管接头，所述夹管接头贯穿所述箱体的侧壁，所述夹管接头套装在所述箱体内的氢设备连接的管道上。

9、在一些实施例中，所述夹管接头具有多个，多个所述夹管接头与所述箱体内的氢设备连接的多个管道一一对应。

10、在一些实施例中，还包括充气组件，所述充气组件包括充气管和充气阀门，所述充气管的一端与所述箱体连通，所述充气管的另一端与气源连通，所述充气阀门设在所述充气管上。

11、在一些实施例中，所述箱体上设有气体浓度传感器，所述气体浓度传感器用于检测所述箱体内的氢气浓度。

12、在一些实施例中，所述箱体上设有测距传感器，所述测距传感器用于检测所述箱体上方的开放性。

13、本发明的实施例还提出一种氢气泄漏控制方法。

14、本发明实施例的氢气泄漏控制方法用于上述任一项实施例中所述的氢气泄漏控制装置，所述控制方法包括：

15、将氢设备安装在所述箱体内，向所述箱体内充入保护气体；

16、所述箱体内的氢设备泄漏的氢气在所述箱体内扩散稀释；

17、检测所述箱体所处环境的顶部空间状态，若所述箱体的上方为开放空间，则打开所述排气阀门，所述箱体内的氢气通过所述渗透膜排放至外界环境中，且所述渗透膜阻止所述箱体内的保护气体通过。

技术特征：

1.一种氢气泄漏控制装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氢气泄漏控制装置，其特征在于，所述排气管与所述箱体的连通处位于所述箱体的上部。

3.根据权利要求1所述的氢气泄漏控制装置，其特征在于，所述排气组件还包括隔离阀，所述隔离阀设在所述排气管上，所述隔离阀位于所述渗透膜的下游。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的氢气泄漏控制装置，其特征在于，所述箱体的侧壁上设有夹管接头，所述夹管接头贯穿所述箱体的侧壁，所述夹管接头套装在所述箱体内的氢设备连接的管道上。

5.根据权利要求4所述的氢气泄漏控制装置，其特征在于，所述夹管接头具有多个，多个所述夹管接头与所述箱体内的氢设备连接的多个管道一一对应。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的氢气泄漏控制装置，其特征在于，还包括充气组件，所述充气组件包括充气管和充气阀门，所述充气管的一端与所述箱体连通，所述充气管的另一端与气源连通，所述充气阀门设在所述充气管上。

7.根据权利要求1所述的氢气泄漏控制装置，其特征在于，所述箱体上设有气体浓度传感器，所述气体浓度传感器用于检测所述箱体内的氢气浓度。

8.根据权利要求1所述的氢气泄漏控制装置，其特征在于，所述箱体上设有测距传感器，所述测距传感器用于检测所述箱体上方的开放性。

9.一种氢气泄漏控制方法，其特征在于，所述控制方法用于如权利要求1-8中任一项所述的氢气泄漏控制装置，所述控制方法包括：

技术总结本发明公开了一种氢气泄漏控制装置及方法，所述氢气泄漏控制装置包括：箱体和排气组件，箱体内用于安装氢设备，箱体内充装有保护气体，排气组件包括排气管、渗透膜和排气阀门，排气管的一端与箱体连通，排气管的另一端与外界环境连通，以使箱体内的气体通过排气管排放至外界环境中，渗透膜的至少部分设在排气管内，渗透膜用于使箱体内的氢气通过且阻止箱体内的保护气体通过，排气阀门设在排气管上，排气阀门位于渗透膜的下游，排气阀门用于控制排气管的通断。本发明将装置直接安装在现有的氢设备上，不用对现有设备的密封结构进行改造，成本和适用性强，通过充装保护气体的箱体收集和稀释泄漏的氢气，避免了不利环境下氢气向外界排放。技术研发人员：王胜利,许强,王耀辉,王海军,魏增国,刘少权,孙晓虎,沈泽南,史爱国,朱伟,郭振东,任道远,郭孝琛,冯禹受保护的技术使用者：煤炭科学研究总院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11