氢气管路主动安全防护装置及方法与流程

本申请涉及氢气输送领域，特别是涉及一种氢气管路主动安全防护装置及方法。

背景技术：

化石能源消耗带来的能源枯竭和环境污染日益严重，可再生能源的大规模开发和利用势在必行。尽管可再生能源储量丰富，分布广泛，但存在着波动剧烈，尤其受自然环境的影响呈现周期性的变化。氢气是一种有效的储能方式，在可再生能源发电高峰期将电能转换为化学能储存在氢气当中，在用电高峰期将氢气携带的能量通过燃料电池重新转换为电能以供使用。因此氢气的制备、储存、运输等技术受到了相关研究人员的重视。

但氢气是一种极易燃易爆的气体，当氢气在空气中的体积分数超过4％-75％时，遇到火源，即可引起爆炸。因此氢气的运输和储存过程中，氢气的泄露以及泄露后的主动防护就显得极为重要。

技术实现要素：

基于此，本申请提供一种氢气管路主动安全防护装置及方法，以防止泄漏氢气大量聚集，进而发生安全事故。

一种氢气管路主动安全防护装置，包括：

壳体，内部具有腔体，氢气运输管道置于所述腔体，并且所述壳体与所述氢气运输管道可拆卸连接；

第一柔性密封件，设置于所述腔体，以在所述腔体内形成绝缘密封环境；

报警电路，设置于所述腔体，用于检测所述腔体内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并进行预警；以及

氢气吸附件，设置于所述腔体，用于吸附所述腔体内的氢气。

在其中一个实施例中，所述氢气吸附件靠近所述第一柔性密封件设置于所述壳体的内侧壁。

在其中一个实施例中，所述氢气吸附件的材料为钛铁合金、钛铁碳合金、钙锰镍铝合金、稀土镧镍、络合物、碳质材料或者其他氢气吸附材料中的任意一种或多种。

在其中一个实施例中，所述壳体沿所述氢气运输管道延伸方向，具有一个贯穿所述壳体的开口，所述开口用于将所述氢气运输管道置于所述腔体。

在其中一个实施例中，还包括：

卡扣，固定设置于所述壳体的外侧壁；以及

卡环，一端固定设置于所述壳体的外侧壁，并且所述卡环与所述卡扣间隔设置于所述开口的两端，当所述卡环的另一端卡合于所述卡扣时，通过按压所述卡环将所述开口闭合。

在其中一个实施例中，还包括：

第二柔性密封件，设置于所述壳体的所述开口处。

在其中一个实施例中，所述第一柔性密封件与所述第二柔性密封件一体成型，并且，所述第一柔性密封件的材料和所述第二柔性密封件的材料均为橡胶材料、树脂材料、塑胶材料、硅胶材料或者其他柔性密封材料中的任意一种。

在其中一个实施例中，所述报警电路包括：

检测器，设置于所述腔体，用于检测所述腔体内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量；以及

报警器，与所述检测器电连接，当所述检测器检测到的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量大于预设值时，向所述报警器发送报警信号。

在其中一个实施例中，所述检测器为氢气浓度检测器气体压力值检测器或者气体压力变化检测器中的任意一种。

在其中一个实施例中，所述报警器为警示灯或者蜂鸣器中的一种或多种。

一种氢气管路主动安全防护方法，利用上述实施例中的任一项所述的氢气管路主动安全防护装置实现所述氢气管路主动安全防护方法，所述氢气管路主动安全防护方法包括：

s10，利用壳体包裹氢气运输管道的接头，并在所述壳体与所述氢气运输管道之间设置第一柔性密封件，以形成密封的腔体；

s20，利用报警电路检测所述腔体内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并通过氢气吸附件吸附所述腔体内的氢气；

s30，当所述报警电路检测到所述腔体内氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量大于预设值时，进行报警。

上述氢气管路主动安全防护装置，包括壳体、第一柔性密封件、报警电路以及氢气吸附件。所述壳体内部具有腔体，氢气运输管道置于所述腔体，并且所述壳体与所述氢气运输管道可拆卸连接。所述第一柔性密封件设置于所述腔体，以在所述腔体内形成绝缘密封环境。所述报警电路设置于所述腔体。所述报警电路用于检测所述腔体内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并进行预警。所述氢气吸附件设置于所述腔体，用于吸附所述腔体内的氢气。上述氢气管路主动安全防护装置通过在易发生泄漏处制造一个能够约束泄漏氢气的环境，不仅可以防止氢气逸散，而且，通过所述报警电路快速响应，以通知工作人员进行检修，防止泄漏氢气大量聚集，并通过所述氢气吸附件将泄漏的氢气在达到爆炸极限前及时吸附，有效防止事故的发生。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的氢气管路主动安全防护装置结构图；

图2为本申请一个实施例提供的氢气管路主动安全防护装置结构图；

图3为本申请一个实施例提供的氢气管路主动安全防护装置使用状态图；

图4为本申请一个实施例提供的氢气管路主动安全防护装置使用状态图；

图5为本申请一个实施例提供的氢气管路主动安全防护装置结构图；

图6为本申请一个实施例提供的报警电路图；

图7为本申请一个实施例提供的氢气管路主动安全防护方法流程图。

主要元件附图标号说明

氢气管路主动安全防护装置10

壳体100

腔体101

开口102

卡扣110

卡环120

第一夹持体130

第一螺孔131

第二夹持体140

第二螺孔141

螺钉150

第一柔性密封件200

报警电路300

检测器310

报警器320

第二柔性密封件400

第三螺孔401

氢气吸附件500

氢气运输管道20

管道接头螺母30

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请提供一种氢气管路主动安全防护装置10。所述氢气管路主动安全防护装置10包括壳体100、第一柔性密封件200、报警电路300以及氢气吸附件500。

所述壳体100内部具有腔体101，氢气运输管道20置于所述腔体101，并且所述壳体100与所述氢气运输管道20可拆卸连接。所述第一柔性密封件200设置于所述腔体101，以在所述腔体101内形成绝缘密封环境。所述报警电路300设置于所述腔体101，用于检测所述腔体101内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并进行预警，所述氢气吸附件500设置于所述腔体101，用于吸附所述腔体101内的氢气。

具体的，所述壳体100的形状及大小不做具体限定，只要确保所述氢气运输管道20易发生泄露的部分处于所述壳体100的内部即可。可以根据氢气运输管道20的管径，设置所述壳体100的形状及大小。所述壳体100保证了所述氢气运输管道20易发生泄露的部分处于所述壳体100的内部。即，例如，所述氢气运输管道20易发生泄露的部分为运输管道接头时，需要确保所述运输管道接头可以全部处于所述壳体100的腔体101内。各节氢气运输管道20的运输管道接头通过管道接头螺母30进行连接。当然各节氢气运输管道20的运输管道接头也可以通过其他连接方式进行连接。所述壳体100的上底面和下底面具有贯穿的通孔，以便于所述氢气运输管道20穿过。所述壳体100与所述氢气运输管道20可拆卸连接的方式可以是在所述壳体100设置一个开口，当所述氢气输送管道安装妥当后，通过所述壳体100上的开口，将所述壳体100套设于所述氢气输送管道的易发生泄露的部分。所述壳体100与所述氢气运输管道20可拆卸连接的方式还可以是将所述壳体100设置为两个半壳体对接而成。两个半壳体之间可以通过螺栓、卡接或者其他可拆卸方式实现可拆卸连接。所述壳体100与所述氢气运输管道20可拆卸连接的方式还可以是将所述壳体100设置为可以弹性收缩的结构，在所述氢气输送管道安装前，直接将所述壳体100套在所述氢气输送管道的易发生泄露的部分，之后在进行所述氢气输送管道的安装。

为了实现所述壳体100与所述氢气运输管道20之间的密封，可以在所述腔体101内设置所述第一柔性密封件200。所述第一柔性密封件200可以是橡胶、树脂、塑胶或硅胶等其他柔性材料。所述第一柔性密封件200的位置可以是在所述壳体100的上底面与所述氢气运输管道20之间的部分和所述壳体100的下底面的所述壳体100与所述氢气运输管道20之间的部分。所述第一柔性密封件200可以通过粘接的方式固定设置于所述腔体101。所述第一柔性密封件200也可以通过在所述壳体100的相应位置上设置卡接件，所述卡接件将所述第一柔性密封件200固定设置于所述腔体101。

所述氢气吸附件500靠近所述第一柔性密封件200设置于所述壳体100的内侧壁。所述氢气吸附件500可以设置在绝缘密封的腔体101的整个内壁上。所述氢气吸附件500还可以仅设置在与所述第一柔性密封件200相邻的位置上。所述氢气吸附件500的材料为钛铁合金、钛铁碳合金、钙锰镍铝合金、稀土镧镍、络合物、碳质材料或者其他氢气吸附材料中的任意一种或多种。

当氢气运输管道20接头发生氢气泄漏时，由于所述氢气管路主动安全防护装置10内部空间较小，氢气浓度会很快提升，内部气体压力也会很快提升，所述报警电路300可以快速响应，进而提醒工作人员及时关闭氢气输送阀门，并对发生泄漏的管道进行检修。并且，对于已经泄露在所述腔体101内的氢气，可以通过所述氢气吸附件500进行吸附处理，避免氢气逸散至外界环境中。所述报警电路300可以通过示色，发声，发光或发出电信号的方式提示进行检修。

本实施例中，上述氢气管路主动安全防护装置10，包括壳体100、第一柔性密封件200以及报警电路300。所述壳体100内部具有腔体101，氢气运输管道20置于所述腔体101，并且所述壳体100与所述氢气运输管道20可拆卸连接。所述第一柔性密封件200设置于所述腔体101，以在所述腔体101内形成绝缘密封环境。所述报警电路300设置于所述腔体101。所述报警电路300用于检测所述腔体101内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并进行预警。上述氢气管路主动安全防护装置10通过在易发生泄漏处制造一个能够约束泄漏氢气的环境，不仅可以防止氢气逸散，而且，通过所述报警电路300快速响应，以通知工作人员进行检修，防止泄漏氢气大量聚集，并通过所述氢气吸附件500将泄漏的氢气在达到爆炸极限前及时吸附，有效防止事故的发生。

请参见图2至图4，在其中一个实施例中，所述壳体100沿所述氢气运输管道20延伸方向，具有一个贯穿所述壳体100的开口102，所述开口102用于将所述氢气运输管道20置于所述腔体101。在其中一个可选的实施例中，为了实现所述壳体100与所述氢气运输管道20之间的密封，所述氢气管路主动安全防护装置10还包括卡扣110、卡环120以及第二柔性密封件400。

所述卡扣110固定设置于所述壳体100的外侧壁。所述卡环120一端固定设置于所述壳体100的外侧壁，并且所述卡环120与所述卡扣110间隔设置于所述开口102的两端，当所述卡环120的另一端卡合于所述卡扣110时，通过按压所述卡环120将所述开口102闭合。所述第二柔性密封件400设置于所述壳体100的所述开口102处。所述卡扣110和所述卡环120配合使用，可将所述氢气管路主动安全防护装置10固定在管道上，同时压迫所述壳体100的开口102使其闭合，达到密封效果。在需要检修或更换装置时，也可以快速释放。

在其中一个可选的实施例中，所述第一柔性密封件200与所述第二柔性密封件400可以是单独设置的两个密封件。在其中一个可选的实施例中，所述第一柔性密封件200与所述第二柔性密封件400一体成型。并且，所述第一柔性密封件200的材料和所述第二柔性密封件400的材料均为橡胶材料、树脂材料、塑胶材料、硅胶材料或者其他柔性密封材料中的任意一种。

在其中一个可选的实施例中，所述氢气管路主动安全防护装置10还可以通过两个延伸板以及卡扣和卡槽实现所述壳体100与所述氢气运输管道20之间的密封。两个延伸板可以设置在所述开口102的两侧。两个延伸板可以与所述壳体100一体成型。一个延伸板上设置所述卡扣，另一个延伸板上设置所述卡槽，所述卡扣与所述卡槽卡合将所述壳体100上的开口闭合。

本实施中，所述壳体100沿所述氢气运输管道20延伸方向，具有一个贯穿所述壳体100的开口102，可以在不需要拆卸所述氢气运输管道20的同时，实现可拆卸的安装所述壳体100的目的。

请参见图5，在其中一个实施例中，所述壳体100包括第一夹持体130和第二夹持体140。

所述第一夹持体130具有第一螺孔131。所述第二夹持体140具有第二螺孔141。所述第一柔性密封件200设置于所述第一夹持体130与所述第二夹持体140之间。连接件穿过所述第二螺孔141和所述第一螺孔131将所述第一夹持体130与所述第二夹持体140可拆卸连接，以在所述第一夹持体130与所述第二夹持体140之间形成所述腔体。

具体的，所述第一夹持体130和所述第二夹持体140可以形状完全相同的半壳体，当所述第一夹持体130和所述第二夹持体140对接形成所述壳体100。所述第一夹持体130和所述第二夹持体140相应的位置上设置螺孔，以使的两个半壳体可以可拆卸连接。所述第一柔性密封件200的位置可以在所述第一夹持体130的两端和所述第二夹持体140的两端。当然在所述第一夹持体130和所述第二夹持体140对接的位置也可以设置第二柔性密封件400。此时，所述第二柔性密封件400相应的位置上设置第三螺孔401，以使得螺钉150依次穿过所述第一螺孔131、所述第三螺孔401和所述第二螺孔141将所述第一夹持体130与所述第二夹持体140可拆卸连接。可选的，所述第一柔性密封件200与所述第二柔性密封件400一体成型。

本实施例中，所述壳体100通过第一夹持体130和第二夹持体140，可以在不需要拆卸所述氢气运输管道20的同时，实现可拆卸的安装所述壳体100的目的。

请参见图6，在其中一个实施例中，所述报警电路300包括检测器310和报警器320。

所述检测器310设置于所述腔体101，用于检测所述腔体101内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量。所述报警器320与所述检测器310电连接。当所述检测器310检测到的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量大于预设值时，向所述报警器320发送报警信号。

在其中一个可选的实施例中，所述检测器310为氢气浓度检测器、气体压力值检测器或者气体压力变化检测器中的任意一种。在其中一个可选的实施例中，所述报警器320为警示灯或者蜂鸣器中的一种或多种。所述报警器320可以设置在所述壳体100的内壁上。所述报警器320还可以设置在所述壳体100的外壁上。请参见图5，在其中一个可选的实施例中，所述报警器320可以包括依次电连接的电源、开关元件以及警示灯。所述检测器310可以控制所述开关的通断。当所述检测器310到所述腔体101内氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量大于预设值时，控制所述开关连通，进而所述警示灯发出警示光。

本实施例中，所述报警电路300用于检测所述腔体101内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并进行预警。所述报警电路300可以快速响应，以通知工作人员进行检修，防止泄漏氢气大量聚集。

请参见图7，本申请提供一种氢气管路主动安全防护方法。利用上述实施例中的任一项所述的氢气管路主动安全防护装置10实现所述氢气管路主动安全防护方法。所述氢气管路主动安全防护方法包括：

s10，利用壳体100包裹氢气运输管道20的接头，并在所述壳体100与所述氢气运输管道20之间设置第一柔性密封件200，以形成密封的腔体101。步骤s10中，可以利用壳体100和所述第一柔性密封件200实现绝缘密封的腔体101环境。所述壳体100的形状及大小不做具体限定，只要确保所述氢气运输管道20易发生泄露的部分处于所述壳体100的内部即可。所述第一柔性密封件200可以是橡胶、树脂、塑胶或硅胶等其他柔性材料。

s20，当所述氢气运输管道20内的氢气从所述氢气运输管道20的接头部分泄露至所述腔体101内时，利用报警电路300检测所述腔体101内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并通过氢气吸附件500吸附所述腔体101内的氢气。步骤s20中，当氢气运输管道20接头发生氢气泄漏时，由于所述氢气管路主动安全防护装置10内部空间较小，氢气浓度会很快提升，气体压力也会很快提升，所述报警电路300可以快速响应。所述报警电路300可以检测氢气浓度、气体压力值或者气体压力变化量。所述氢气吸附件500靠近所述第一柔性密封件200设置于所述壳体100的内侧壁。所述氢气吸附件500可以设置在绝缘密封的腔体101的整个内壁上。所述氢气吸附件500还可以仅设置在与所述第一柔性密封件200相邻的位置上。所述氢气吸附件500的材料为钛铁合金、钛铁碳合金、钙锰镍铝合金、稀土镧镍、络合物、碳质材料或者其他氢气吸附材料中的任意一种或多种。

s30，当所述报警电路300检测到所述腔体101内氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量大于预设值时，进行报警。步骤s30中，所述预设值可以根据经验进行任意设定。所述报警电路300可以通过示色，发声，发光或发出电信号的方式提示进行检修。

在其中一个可选的实施例中，当所述报警电路300中的检测器为氢气浓度检测器时，所述s20，当所述氢气运输管道20内的氢气从所述氢气运输管道20的接头部分泄露至所述腔体101内时，利用报警电路300检测所述腔体101内的氢气含量的步骤包括：

当所述氢气运输管道20内的氢气从所述氢气运输管道20的接头部分泄露至所述腔体101内时，利用氢气浓度检测器检测所述腔体101内氢气浓度。

在其中一个可选的实施例中，当所述报警电路300中的检测器为气体压力值检测器时，所述s20，当所述氢气运输管道20内的氢气从所述氢气运输管道20的接头部分泄露至所述腔体101内时，利用报警电路300检测所述腔体101内的氢气含量的步骤包括：

当所述氢气运输管道20内的氢气从所述氢气运输管道20的接头部分泄露至所述腔体101内时，利用气体压力值检测器检测所述腔体101内气体压力。

本实施例中，在所述腔体101内形成绝缘密封环境。所述报警电路300设置于所述腔体101。所述报警电路300用于检测所述腔体101内的氢气含量、气体压力值或者气体压力变化量，并进行预警。上述氢气管路主动安全防护方法通过在易发生泄漏处制造一个能够约束泄漏氢气的环境，不仅可以防止氢气逸散，而且，通过所述报警电路300快速响应，以通知工作人员进行检修，防止泄漏氢气大量聚集，并通过所述氢气吸附件500将泄漏的氢气在达到爆炸极限前及时吸附，有效防止事故的发生。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。