自控式水解制氫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水解制氫裝置，具體為自控式水解制氫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氫能作為一種清潔能源和高密度能量載體備受關(guān)注，被認(rèn)為是未來(lái)理想的可移動(dòng)能源?，F(xiàn)在的儲(chǔ)氫技術(shù)如高壓氣瓶、金屬合金儲(chǔ)氫、納米炭材料等均難以在常溫、常壓下為燃料電池提供足夠的氫氣。因此尋找儲(chǔ)氫密度高、安全高效的儲(chǔ)氫技術(shù)和制氫方法對(duì)于氫能的利用具有重要意義。
[0003]水解制氫是即時(shí)在線的氫源供給系統(tǒng)，其受溫度、壓力等條件的制約較小，更能滿足目前移動(dòng)氫源的要求。常見的水解制氫材料為硼氫化物，其溶液催化水解產(chǎn)氫量高，但其水解反應(yīng)需要貴金屬作為催化劑，且催化劑易失活。中國(guó)專利公開號(hào)CN101289163A、CN103787273A等公開了一些廉價(jià)的水解制氫材料，這些材料在常溫、常壓、無(wú)催化的條件下即可實(shí)現(xiàn)水解制氫。但是這些材料通常為粉末狀且初始產(chǎn)氫速率快，不適合傳統(tǒng)的啟普發(fā)生器原理類的水解制氫裝置。因此適用范圍廣、易控的水解制氫裝置是這些材料實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵之一。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外公布了一些水解制氫的方法和裝置，但仍存在裝置功能單一，適用范圍小，不具備即時(shí)自控制氫等問題。中國(guó)專利公開號(hào)CN102167285A公布的制氫方法和裝置，雖然適用于多種固體反應(yīng)物料并通過壓力傳感器、微型泵和控制電路組成的控制單元實(shí)現(xiàn)了水解制氫的安全可控，但壓力傳感器、微型泵和控制電路的使用不僅需要消耗電能，而且增加了裝置的復(fù)雜性和制造成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種適用范圍廣且不需要消耗額外電能的水解制氫裝置。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]自控式水解制氫裝置，包括下部的反應(yīng)倉(cāng)和上部的儲(chǔ)液倉(cāng)，反應(yīng)倉(cāng)與儲(chǔ)液倉(cāng)之間通過氣體連通管連通，儲(chǔ)液倉(cāng)頂部設(shè)有進(jìn)液口、安全閥和氫氣出口，儲(chǔ)液倉(cāng)還設(shè)有流量控制閥；所述的流量控制閥包括上閥座、下閥座、圓柱螺旋彈簧、塑料軟管、活塞；上閥座位于儲(chǔ)液倉(cāng)頂部，下閥座位于反應(yīng)倉(cāng)與儲(chǔ)液倉(cāng)之間隔板上；上閥座頂部連接有上閥蓋，上閥座內(nèi)腔的底部有彈簧座，塑料軟管上端與上閥座頂端密封連接，塑料軟管下端與彈簧座密封連接，塑料軟管內(nèi)的圓柱螺旋彈簧卡在彈簧座與上閥蓋之間；上閥蓋頂部有限位孔，閥桿位于圓柱螺旋彈簧內(nèi)，閥桿下端固定在彈簧座的上表面，閥桿上端穿過限位孔；彈簧座的下表面連接聯(lián)桿，聯(lián)桿下端連接活塞，活塞位于下閥座腔內(nèi)，活塞側(cè)壁上有密封環(huán)，下閥座底部設(shè)有活塞卡環(huán)；下閥座的側(cè)壁上有豎直方向的漏液口。
[0008]本實(shí)用新型提供的自控式水解制氫裝置，利用圓柱螺旋彈簧彈力和裝置內(nèi)外壓力差作用，使塑料軟管壓縮或伸長(zhǎng)，帶動(dòng)活塞在下閥座內(nèi)上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)漏液口的有效大小來(lái)控制儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的液態(tài)反應(yīng)物的流量，從而維持恒定的產(chǎn)氫速度和氫氣壓力，達(dá)到即時(shí)自控制氫的目的。根據(jù)該裝置的控制原理，反應(yīng)倉(cāng)中待反應(yīng)物的物理形態(tài)可為固態(tài)或液態(tài)，具體地可為粉末、顆粒、塊狀、帶狀和液態(tài)，對(duì)水解制氫材料形態(tài)的適用范圍廣；上閥蓋可以根據(jù)需求氫壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)圓柱螺旋彈簧的壓力，從而滿足不同外部用氫設(shè)備的需求。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0011]如圖1所示，自控式水解制氫裝置，包括下部的反應(yīng)倉(cāng)I和上部的儲(chǔ)液倉(cāng)2，反應(yīng)倉(cāng)I與儲(chǔ)液倉(cāng)2之間通過氣體連通管3連通，儲(chǔ)液倉(cāng)2頂部設(shè)有進(jìn)液口 4、安全閥12和氫氣出口 13，儲(chǔ)液倉(cāng)2還設(shè)有流量控制閥；
[0012]所述的流量控制閥包括上閥座5、下閥座15、圓柱螺旋彈簧9、塑料軟管10、活塞17 ;上閥座5位于儲(chǔ)液倉(cāng)2頂部，下閥座15位于反應(yīng)倉(cāng)I與儲(chǔ)液倉(cāng)2之間隔板上；
[0013]上閥座5頂部連接有上閥蓋6，上閥座5內(nèi)腔的底部有彈簧座11，塑料軟管10上端與上閥座5頂端密封連接，塑料軟管10下端與彈簧座11密封連接，塑料軟管10內(nèi)的圓柱螺旋彈簧9卡在彈簧座11與上閥蓋6之間；上閥蓋6頂部有限位孔7，閥桿8位于圓柱螺旋彈簧9內(nèi)，閥桿8下端固定在彈簧座11的上表面，閥桿8上端穿過限位孔7 ;
[0014]彈簧座11的下表面連接聯(lián)桿14，聯(lián)桿14下端連接活塞17，活塞17位于下閥座15腔內(nèi)，活塞17側(cè)壁上有密封環(huán)16，下閥座15底部設(shè)有活塞卡環(huán)18 ;下閥座15的側(cè)壁上有豎直方向的漏液口 19。
[0015]操作時(shí)，反應(yīng)倉(cāng)I與儲(chǔ)液倉(cāng)2底部密封配合，反應(yīng)倉(cāng)I內(nèi)加入待反應(yīng)物21，提起閥桿8使活塞17上的密封環(huán)16高于漏液口 19，阻斷漏液口 19，通過進(jìn)液口 4向儲(chǔ)液倉(cāng)2內(nèi)加入液態(tài)反應(yīng)物20，液態(tài)反應(yīng)物20的上液面低于氣體連通管3的上端口，關(guān)閉進(jìn)液口 4和氫氣出口 13。
[0016]根據(jù)外部用氫設(shè)備調(diào)節(jié)圓柱螺旋彈簧9壓力。需要?dú)錃鈺r(shí)，打開氫氣出口 13，松開閥桿8，活塞17在圓柱螺旋彈簧9彈力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，打開漏液口 19，液態(tài)反應(yīng)物20在重力作用下通過漏液口 19進(jìn)入反應(yīng)倉(cāng)I內(nèi)，并與待反應(yīng)物21接觸產(chǎn)生氫氣，氫氣經(jīng)氣體連通管3、氫氣出口 13通往外部用氫設(shè)備。
[0017]當(dāng)外部用氫設(shè)備消耗的氫氣量小于發(fā)生的氫氣量時(shí)，儲(chǔ)液倉(cāng)2內(nèi)部的氣壓升高，推動(dòng)彈簧座11向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞17向上運(yùn)動(dòng)，使漏液口 19的有效面積減小，從而減小了液態(tài)反應(yīng)物20的流量，產(chǎn)氫速度減緩；當(dāng)外部用氫設(shè)備的氫氣消耗量大于發(fā)生的氫氣量時(shí)，儲(chǔ)液倉(cāng)2內(nèi)部氣壓降低，在圓柱螺旋彈簧9彈力作用下活塞17向下運(yùn)動(dòng)，使漏液口 19有效面積增加，增大了液態(tài)反應(yīng)物20的流量，產(chǎn)氫速度加快；當(dāng)外部用氫設(shè)備不需要?dú)錃鈺r(shí)，關(guān)閉氫氣出口 13，儲(chǔ)液倉(cāng)2內(nèi)部氣壓增大，使圓柱螺旋彈簧9壓縮，帶動(dòng)活塞17高于漏液口19，將漏液口 19封閉，氫氣發(fā)生停止，進(jìn)入待用狀態(tài)。
[0018]當(dāng)待反應(yīng)物21消耗完時(shí)，可以打開反應(yīng)倉(cāng)1，將廢料倒出后重新添加待反應(yīng)物21使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.自控式水解制氫裝置，其特征在于:包括下部的反應(yīng)倉(cāng)(I)和上部的儲(chǔ)液倉(cāng)(2)，反應(yīng)倉(cāng)(I)與儲(chǔ)液倉(cāng)(2)之間通過氣體連通管(3)連通，儲(chǔ)液倉(cāng)(2)頂部設(shè)有進(jìn)液口(4)、安全閥(12)和氫氣出口(13)，儲(chǔ)液倉(cāng)⑵還設(shè)有流量控制閥； 所述的流量控制閥包括上閥座(5)、下閥座(15)、圓柱螺旋彈簧(9)、塑料軟管(10)、活塞(17);上閥座(5)位于儲(chǔ)液倉(cāng)(2)頂部，下閥座(15)位于反應(yīng)倉(cāng)⑴與儲(chǔ)液倉(cāng)(2)之間隔板上； 上閥座(5)頂部連接有上閥蓋￠)，上閥座(5)內(nèi)腔的底部有彈簧座(11)，塑料軟管(10)上端與上閥座(5)頂端密封連接，塑料軟管(10)下端與彈簧座(11)密封連接，塑料軟管(10)內(nèi)的圓柱螺旋彈簧(9)卡在彈簧座(11)與上閥蓋(6)之間；上閥蓋(6)頂部有限位孔(7)，閥桿⑶位于圓柱螺旋彈簧(9)內(nèi)，閥桿⑶下端固定在彈簧座(11)的上表面，閥桿⑶上端穿過限位孔(7); 彈簧座(11)的下表面連接聯(lián)桿(14)，聯(lián)桿(14)下端連接活塞(17)，活塞(17)位于下閥座(15)腔內(nèi)，活塞(17)側(cè)壁上有密封環(huán)(16)，下閥座(15)底部設(shè)有活塞卡環(huán)(18);下閥座(15)的側(cè)壁上有豎直方向的漏液口(19)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水解制氫裝置，具體為自控式水解制氫裝置，反應(yīng)倉(cāng)與儲(chǔ)液倉(cāng)之間通過氣體連通管連通，儲(chǔ)液倉(cāng)有流量控制閥，上閥座位于儲(chǔ)液倉(cāng)頂部，下閥座位于反應(yīng)倉(cāng)與儲(chǔ)液倉(cāng)之間隔板上；上閥座頂部有上閥蓋，上閥座底部有彈簧座，塑料軟管分別與上閥座頂端、彈簧座密封連接，塑料軟管內(nèi)的圓柱螺旋彈簧卡在彈簧座與上閥蓋之間；閥桿下端固定在彈簧座的上表面，閥桿上端穿過上閥蓋的限位孔；彈簧座的下表面依次連接聯(lián)桿、活塞，活塞位于下閥座腔內(nèi)，下閥座的側(cè)壁上有漏液口。該裝置利用圓柱螺旋彈簧彈力和裝置內(nèi)外壓力差帶動(dòng)活塞移動(dòng)，調(diào)節(jié)漏液口有效大小來(lái)控制液態(tài)反應(yīng)物的流量，從而維持產(chǎn)氫速度和氫氣壓力，達(dá)到即時(shí)自控目的。
【IPC分類】C01B3/04
【公開號(hào)】CN204625175
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520223732
【發(fā)明人】吳朝玲, 陳云貴, 劉佩佩, 李加飛, 梁豐研, 俞巧君
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日