阅读说明：本技术 液氢储罐的排放管上的液氢取样机构 (Liquid hydrogen sampling mechanism on discharge pipe of liquid hydrogen storage tank ) 是由 刘庆洋 陈甲楠 任改红 邱芳 唐健 韩杰 倪中华 严岩 李仕豪 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种液氢储罐的排放管上的液氢取样机构,包括：排放管的内管上开设有取样口,取样口处的内管外壁上设置有内管连接座,排放管的外管上开设有连接通孔,外管上设置有绝缘筒体,绝缘筒体内部为绝缘腔室,绝缘筒体外连接有加热套筒,绝缘座从绝缘腔室延伸至加热套筒内,绝缘座上开设有安装通孔,绝缘座与取样管连接,取样管的管口与安装通孔之间密封隔断,取样管伸出加热套筒,加热套筒上设置有介质输入管和介质输出管；取样口与安装通孔之间设置有毛细管,毛细管的两端分别伸入排放管和取样管内。本发明的优点在于：实现了就近检测,检测周期大大缩短,能有效避免取样过程中外界热量对液氢储罐罐体内的液氢产生影响。(The invention discloses a liquid hydrogen sampling mechanism on a discharge pipe of a liquid hydrogen storage tank, which comprises: the device comprises a discharge pipe, an insulation cylinder, a heating sleeve, an insulation seat, a medium input pipe, a medium output pipe, a sampling pipe, an insulation cavity, a heating sleeve, a medium input pipe, a medium output pipe, a heating sleeve and a heating cavity, wherein the inner pipe of the discharge pipe is provided with a sampling port, the outer wall of the inner pipe at the sampling port is provided with an inner pipe connecting seat, the outer pipe of the discharge pipe is provided with a connecting through hole, the insulation cylinder is internally provided with an insulation cavity, the insulation cylinder is externally connected with the heating sleeve, the; a capillary tube is arranged between the sampling port and the mounting through hole, and two ends of the capillary tube respectively extend into the discharge pipe and the sampling pipe. The invention has the advantages that: the method has the advantages of realizing the nearby detection, greatly shortening the detection period and effectively avoiding the influence of external heat on the liquid hydrogen in the liquid hydrogen storage tank body in the sampling process.)

液氢储罐的排放管上的液氢取样机构

技术领域

本发明涉及液氢储罐技术领域，具体涉及液氢储罐上的液氢取样机构。

背景技术

液氢具有密度高、安全性能高、压力小等特点。当前，中国对氢的总体需求量虽然相对较小，但是对超纯氢的需求却出现了供不应求的现象。国内已经步入氢能使用的爆发期，以及涉氢设备的快速增长期。氢能源汽车、加氢站以及电子半导体行业剧增，进一步导致超纯氢需求缺口的扩大。

为确保提供满足纯度要求的超纯氢，液氢储罐中的超纯氢需要进行采样检测。便捷、安全、可靠的取样是获取精准检测结果的有效保障。传统的检测方式为：在排放管上收集液氢或低温气氢，然后送至实验室进行检测。这种采样检测方式所需的检测周期长、抽取的液氢量相对较大，样品在运输保存过程中容易污染。另外排放管收集液氢，容易将外部热量带入液氢储罐内，从而对液氢存储带来影响。传统的检测方式已经不能满足日益增长的超纯氢使用需求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提供一种液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，通过该取样机构能实现就近检测，并且对液氢储罐内部的影响小。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，所述的排放管包括内管和外管，内管和外管之间形成空腔，内管上开设有取样口，取样口处的内管外壁上设置有向外管方向凸出的内管连接座，外管上开设有连接通孔，外管的外壁上密封固定设置绝缘筒体，绝缘筒体内部形成绝缘腔室，绝缘筒体上连接有用于对绝缘腔室抽成空的真空接管，绝缘筒体外密封固定连接有加热套筒，绝缘座从绝缘腔室延伸至加热套筒内，绝缘座与绝缘筒体相固定，绝缘座轴向贯穿开设有安装通孔，绝缘座的底部固定连接有取样管，取样管的管口与安装通孔之间密封隔断，取样管与加热套筒密封固定并伸出加热套筒，加热套筒上设置有介质输入管和介质输出管；取样口与安装通孔之间设置有毛细管，毛细管的两端分别伸入排放管和取样管内，毛细管外固定密封设置有内部真空的绝缘管，绝缘管的一端与内管连接座螺纹密封固定，绝缘管与连接通孔之间设置有密封绝缘填料，绝缘管的另一端伸入至安装通孔内的上端部，毛细管外的安装通孔内设置有密封绝缘填料。

进一步地，前述的液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，其中，绝缘筒体与外管之间的连接结构包括：外管的外壁上设置有外管连接座，外管连接座上设置有第一密封圈，绝缘筒体与外管连接座之间螺纹密封固定，并且绝缘筒体的顶部压挡在第一密封圈上。

进一步地，前述的液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，其中，加热套筒的内壁上设置有第一密封斜面，第一密封斜面上方的加热套筒的内壁上设置有内螺纹，绝缘筒体的外壁上设置有与第一密封斜面相配合的第二密封斜面，第二密封斜面上方的绝缘筒体的外壁上设置有外螺纹，加热套筒与绝缘筒体之间螺纹密封连接，且加热套筒内壁上的第一密封斜面密封卡挡在绝缘筒体外壁上的第二密封斜面上。

进一步地，前述的液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，其中，绝缘座与取样管之间的连接结构包括：取样管的上端口包括内、外设置的内端口和外端口，内端口和外端口之间形成连接凹槽，连接凹槽内设置有第二密封圈，内端口的顶部端面设置有支撑部；绝缘座的安装通孔的底部设置有第三密封圈，所述的第三密封圈套装在毛细管外，绝缘座下端伸入至连接凹槽内、并压挡在第二密封圈上，绝缘座与连接凹槽之间螺纹密封固定，取样管内端口的支撑部支撑压挡在第三密封圈的底部。

进一步地，前述的液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，其中，毛细管外的内管连接座内设置有密封绝缘填料，所述的绝缘管密封压挡在密封绝缘填料上。

进一步地，前述的液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，其中，密封绝缘填料均采用聚三氟氯乙烯材质。

本发明的优点在于：一、实现了就近检测，检测周期大大缩短，确保所取样品不受污染，并能有效避免取样过程中外界热量对液氢储罐罐体内的液氢产生影响。二、毛细管取样流量稳定，能有效避免因流量过大或流量不稳影响检测结果。三、加热介质对低温氢气进行加热，有效避免温度过低对仪器检测结果造成影响或损坏检测仪器。四、整个取样机构采用可拆卸连接结构，大大方便了安装和维修。

附图说明

图1是本发明所述的液氢储罐的排放管上的液氢取样机构的结构示意图。

图2是图1中A部分的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，液氢储罐的排放管上的液氢取样机构，所述的排放管1包括内管11和外管12，内管11和外管12之间形成空腔。内管11上开设有取样口2，取样口2处的内管11外壁上设置有向外管12方向凸出的内管连接座3，外管12上开设有连接通孔121。外管12的外壁上密封固定设置绝缘筒体4，绝缘筒体4内部形成绝缘腔室41，绝缘筒体4上连接有用于对绝缘腔室41抽成空的真空接管42。抽真空时，真空接管42与负压设备相连接，就能对绝缘腔室41内抽真空。

绝缘筒体4外密封固定连接有加热套筒5，绝缘座6从绝缘腔室41延伸至加热套筒5内，绝缘座6与绝缘筒体4相固定。绝缘座6轴向贯穿开设有安装通孔61，绝缘座6的底部固定连接有取样管7，取样管7上端的管口与安装通孔61之间密封隔断。取样管7与加热套筒5密封固定并伸出加热套筒5，加热套筒5上设置有介质输入管51和介质输出管52。用于对液氢进行加热的加热介质从介质输入管51进入至加热套筒5内，吸收了热量的加热介质从介质输出管52输出。取样口2与安装通孔61之间设置有毛细管8，毛细管8的两端分别伸入排放管1和取样管7内，毛细管8外固定密封设置有内部真空的绝缘管81，绝缘管81的一端与内管连接座3螺纹密封固定，绝缘管81外的连接通孔121内设置有密封绝缘填料，绝缘管81的另一端伸入至安装通孔61内的上端部，毛细管8外的安装通孔61内也设置有密封绝缘填料9。毛细管8外的内管连接座3内设置有密封绝缘填料，所述的绝缘管81密封压挡在密封绝缘填料上。为了提高密封效果，所有密封绝缘填料均采用聚三氟氯乙烯材质。

具体地，本实施例中绝缘筒体4与外管12之间的连接结构，包括：外管12的外壁上设置有外管连接座122，外管连接座122外设置有第一密封圈101，绝缘筒体4与外管连接座122之间螺纹密封固定，绝缘筒体4的顶部压挡在第一密封圈101上。螺纹和密封圈双重密封结构，使得绝缘筒体4与外管连接座122之间的密封连接的可靠性大大提高。

具体地，本实施例中加热套筒5与绝缘筒体4之间的密封固定结构包括：加热套筒5的内壁上设置有第一密封斜面51，第一密封斜面51上方的加热套筒5的内壁上设置有内螺纹，绝缘筒体4的外壁上设置有与第一密封斜面51相配合的第二密封斜面42，第二密封斜面42上方的绝缘筒体4的外壁上设置有外螺纹，加热套筒5与绝缘筒体4之间螺纹密封连接，加热套筒5内壁上的第一密封斜面51密封卡挡在绝缘筒体4外壁上的第二密封斜面42上。双重密封，有效确保加热套筒5与绝缘筒体4之间的密封效果。

具体地，本实施例中绝缘座6与取样管7之间的连接结构包括：取样管7的上端口包括内、外设置的内端口71和外端口72，内端口71和外端口72之间形成连接凹槽701，连接凹槽701内设置有第二密封圈102，内端口71的顶部端面设置有支撑部711；绝缘座6的安装通孔61的底部设置有第三密封圈103，所述的第三密封圈103套装在毛细管8外，绝缘座6的下端伸入至连接凹槽701内、并压挡在第二密封圈102上，绝缘座6与连接凹槽701之间螺纹密封固定，取样管7内端口71的支撑部711支撑压挡在第三密封圈103的底部。

工作原理如下：绝缘腔室41内保持真空，加热介质从介质输入管51进入至加热套筒5内。通常加热介质可采用受热的氮气。当需要进行液氢检测时，液氢储罐中的液氢进入至排放管1内，然后进入至毛细管8中。毛细管8中的液氢汽化成低温氢气进入至取样管7中。由于毛细管8外设置了真空的绝缘管81，绝缘管81外设置绝缘腔室41，双层绝缘能起到很好的隔热作用，有效防止外部热量对液氢储罐内部产生影响。绝缘座6、以及绝缘座6的安装通孔61内的密封绝缘填料9进一步起到隔热作用，进一步减少外部热量对液氢储罐内部的影响。此外，绝缘腔室41、绝缘座6延长了取样的路径，也有效减少了外部温度对液氢储罐内部的影响。加热套筒5内的加热介质对进入取样管7内低温氢气进行加热，换热后的加热介质从介质输出管52输出。受热后的氢气从取样管7输送至检测仪器进行检测。毛细管8有效确保了取样时氢气流量稳定，从而有效避免因流量过大或流量不稳影响检测结果。另外，加热介质对低温氢气进行加热，有效避免温度过低对仪器检测结果造成影响或损坏检测仪器。

此外，由于绝缘管81与内管连接座3之间、绝缘筒体4外管连接座122之间、加热套筒5与绝缘筒体4之间、绝缘座6与取样管7之间均采用螺纹固定，即整个取样机构采用可拆卸连接结构，这大大方便了取样检测机构的安装和维修。