一种用于氢气压缩机高压气体的安全取样装置的制作方法

1.本发明涉及加氢站氢气压缩机设备领域，具体是指一种用于氢气压缩机高压气体的安全取样装置。


背景技术：

2.经过近三百年的发展，当前世界形成了以碳及其化合物为主要能源载体的能源结构。随着技术进步，二氧化碳、甲烷等碳化物的排放被认为是造成温室效应的主要原因。为应对全球性的气候变化，国际上多数国家均出台了碳达峰与碳减排计划和政策，提出了将当前能源体系向多元化发展的要求，而氢能源就是一种环保的能源。
3.氢能是以化学能的形式存储在氢气中，通过燃料电池或燃烧反应将氢气中的化学能转化为可利用的电能、热能，使用过程无碳排放，是一种清洁能源，被认为是二十一世纪的终极能源。当前氢能的主要应用场景有交通运输、冶金、化工等行业。在交通运输中，氢气可通过燃料电池技术可代替化石燃料作为氢燃料汽车燃料代替石油，减少二氧化碳排放。目前氢气的存储技术主要是高压气态储氢，主要压力为35mpa，而当前氢气的制备方式难以产生如此高压的氢气，因此需要氢气压缩机对原料氢气压缩，然后加注入气瓶中供汽车使用。
4.氢燃料电池的主要工作原理是氢气和氧气在催化剂的作用下生成水并产生电能，原料中的一氧化碳、二氧化硫等杂质气体对催化剂的性能具有较大影响，因此需要对燃料氢气中的杂质进行监控，尤其是以焦炉煤气为原料的工业副产氢。
5.现今在加氢母站中，采用二级纯化工艺对焦炉煤气进行提纯制备氢气，实现氢气外供。为保证产品质量，站内设有燃料电池用氢品质分析实验室，定期在氢气压缩机出口取样，对氢气中的杂质进行检测。一般采用钢瓶取样，取样时将钢瓶与取样口连接，打开截止阀取样。操作过程中存在以下安全隐患：取样口之前是20mpa的高压氢气，开截止阀的步骤中难以控制，容易导致误伤。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种可减弱并消除氢气压缩机取样口安全隐患的用于氢气压缩机高压气体的安全取样装置。
7.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种用于氢气压缩机高压气体的安全取样装置，包括高压截止阀，所述高压截止阀下端设有同其连通的氢气压缩机高压管道，所述高压截止阀下端一侧设有高压截止阀出口，所述高压截止阀出口处设有减压阀，所述减压阀靠近高压截止阀出口的一端设有同其连接的减压阀高压端入口，所述减压阀设置减压阀高压端入口的另一端设有减压阀低压端出口，所述减压阀低压端出口处连接设有氢气冷却管，所述氢气冷却管上设有同减压阀低压端出口连接的氢气冷却管入口，所述氢气冷却管上套接设有冷却水换热管，所述氢气冷却管设置氢气冷却管入口的另一端连接设有低压截止管，所述低压截止管的另一端设有氢气取样口。
8.本发明与现有技术相比的优点在于：相较于现有技术，利用高压截止阀、减压阀，使氢气压力从20mpa降低至5mpa，极大的降低了氢气取样口处的氢气压力，同时利用氢气冷却管的降温作用，保证氢气温度正常，进一步提高取样口处的安全性，实现减弱并消除氢气压缩机取样口安全隐患的功能。
9.作为改进，所述高压截止阀出口处设有高压截止阀出口螺母，所述高压截止阀出口和减压阀高压端入口之间通过高压截止阀出口螺母螺纹结构连接。通过设置高压截止阀出口螺母保证高压截止阀和减压阀更容易进行连接和拆卸。
10.作为改进，所述减压阀上端靠近减压阀低压端出口的一侧设有减压阀低压压力表，所述减压阀上端靠近减压阀高压端入口的一侧设有减压阀高压压力表。减压阀低压压力表和减压阀高压压力表能够实时检测减压阀两个端口处的压力状况，保证氢气降压过程的安全性。
11.作为改进，所述冷却水换热管下端靠近低压截止管的一侧设有同其连通的冷取水入口，所述冷却水换热管上端靠近氢气冷却管入口的一侧设有同其连通的冷取水出口。冷取水入口用于外接冷却水输入端，保证冷却水能够进入冷却水换热管，冷却水出口用于外接废水箱等装置，用于收集使用过的冷却水，减少浪费。
12.作为改进，所述高压截止阀出口、减压阀高压端入口、减压阀低压端出口、氢气冷却管入口和低压截止管进出口处均设有密封环。密封环采用epdm塑胶材质制成，设置在各个管道的连接处，保证装置整体的气密性。
附图说明
13.图1是本发明一种用于氢气压缩机高压气体的安全取样装置的结构示意图。
14.如图所示：1、高压截止阀；2、氢气压缩机高压管道；3、高压截止阀出口；4、减压阀；5、减压阀高压端入口；6、减压阀低压端出口；7、氢气冷却管；8、氢气冷却管入口；9、冷却水换热管；10、低压截止管；11、氢气取样口；12、高压截止阀出口螺母；13、减压阀低压压力表；14、减压阀高压压力表；15、冷取水入口；16、冷取水出口。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
16.结合附图1，一种用于氢气压缩机高压气体的安全取样装置，包括高压截止阀1，所述高压截止阀1下端设有同其连通的氢气压缩机高压管道2，所述高压截止阀1下端一侧设有高压截止阀出口3，所述高压截止阀出口3处设有减压阀4，所述减压阀4靠近高压截止阀出口3的一端设有同其连接的减压阀高压端入口5，所述减压阀4设置减压阀高压端入口5的另一端设有减压阀低压端出口6，所述减压阀低压端出口6处连接设有氢气冷却管7，所述氢气冷却管7上设有同减压阀低压端出口6连接的氢气冷却管入口8，所述氢气冷却管7上套接设有冷却水换热管9，所述氢气冷却管7设置氢气冷却管入口8的另一端连接设有低压截止管10，所述低压截止管10的另一端设有氢气取样口11。
17.所述高压截止阀出口3处设有高压截止阀出口螺母12，所述高压截止阀出口3和减压阀高压端入口5之间通过高压截止阀出口螺母12螺纹结构连接。
18.所述减压阀4上端靠近减压阀低压端出口6的一侧设有减压阀低压压力表13，所述
减压阀4上端靠近减压阀高压端入口5的一侧设有减压阀高压压力表14。
19.所述冷却水换热管9下端靠近低压截止管10的一侧设有同其连通的冷取水入口15，所述冷却水换热管9上端靠近氢气冷却管入口8的一侧设有同其连通的冷取水出口16。
20.所述高压截止阀出口3、减压阀高压端入口5、减压阀低压端出口6、氢气冷却管入口8和低压截止管10进出口处均设有密封环。
21.本发明的工作原理：本实例采用减压阀4将氢气压力从20mpa减小至5mpa，并采用高压截止阀1和低压截止阀10双重保障，降低误操作导致的高压气体伤人的可能性，因氢气的“焦
‑
汤效应”，本实例在减压阀4后接入氢气冷却管7，使氢气温度始终处于安全范围内，以此确保取样过程的安全，减小高压气体产生的安全隐患。
22.本发明在具体实施时，先将取样钢瓶与氢气取样口11连接，将氢气压缩机同氢气压缩机高压管道2连接，然后对连接情况进行检测；在保证连接部位牢靠后，打开高压截止阀1，使来自压缩机的高压氢气20mpa依次经过高压截止阀出口3、高压截止阀出口螺母12进入减压阀4，经过减压阀4，是氢气压力由20mpa降低至5mpa，随后减压以后的氢气进入氢气冷却管7中进行降温，经过冷却水入口15、冷却水换热管9和冷却水出口16组成的冷却系统可以保证经减压以后的氢气温度不高于70℃；然后观测减压阀高压压力表14和减压阀低压压力表13的数据，确保经过减压阀4以后的氢气压力处于安全范围内后，打开低压截止阀10，使氢气充入取样钢瓶中。取样钢瓶充后，依次关闭高压截止阀1、低压截止阀10，断开取样钢瓶与氢气取样口11的连接，完成依次取样过程。
23.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。