一种车载氢系统管接头密封结构及燃料电池车辆技术方案

本实用新型专利技术涉及一种车载氢系统管接头密封结构及燃料电池车辆。该车载氢系统管接头密封结构包括两个管接头，至少一个管接头的端面上设有环形凹槽，两个管接头之间由环形凹槽围成的密封圈安装腔内安装有密封圈，所述密封圈具有环形内腔，密封圈的径向内侧开设有与环形内腔连通的开口，车载氢系统管接头密封结构还包括使两个管接头相向压紧的紧固件。该车载氢系统管接头密封结构对两个管接头的加工精度和安装工艺要求较卡套密封方式大幅度降低，管接头内部通入的高压气体能够通过密封圈上的开口进入密封圈的内腔，进入内腔的高压气体对密封圈产生足够的张紧力，避免了密封圈因为过大的弹性变形而失效，有效地保证了高压氢气密封不泄露。

A Sealing Structure for Joints of Vehicle-borne Hydrogen System and Fuel Cell Vehicle

The utility model relates to a joint sealing structure of an on-board hydrogen system and a fuel cell vehicle. The sealing structure of the joint of the vehicle hydrogen system includes two pipe joints. At least one pipe joint has an annular groove on its end surface, and a sealing ring is installed in the sealing ring installation cavity surrounded by an annular groove between the two pipe joints. The sealing ring has an annular inner cavity, and the radial inner side of the sealing ring is connected with the annular inner cavity. The joint sealing structure of the on-board hydrogen system also includes fasteners that make the two pipe joints compress in opposite directions. The sealing structure of the joint of the vehicle hydrogen system requires less processing accuracy and installation technology for the two pipe joints than that of the jacket seal. The high-pressure gas flowing into the joint can enter the inner cavity of the sealing ring through the opening on the sealing ring, and the high-pressure gas entering the inner cavity can produce enough tension to the sealing ring to avoid it. It avoids the failure of the sealing ring due to excessive elastic deformation and effectively ensures that the high-pressure hydrogen seal does not leak.

【技术实现步骤摘要】
一种车载氢系统管接头密封结构及燃料电池车辆
本技术涉及一种车载氢系统管接头密封结构及燃料电池车辆。
技术介绍
燃料电池车辆主要利用氢气作为能量源，其主要排放物为水，对环境零污染，是真正意义上的新能源车辆。燃料电池车辆作为环境友好型车辆，是车辆发展的一个重要方向。车载氢系统是燃料电池车辆燃料的储存和供给系统，由于氢气分子量极小，易于扩散且易燃易爆，车载储氢系统中每个连接点即为一个潜在的氢气泄露点，连接点密封方式的可靠性直接影响车载储氢系统的稳定性和可靠性，并进一步影响燃料电池车辆的安全性。现有燃料电池车辆包括燃料电池6和车载储氢系统，如图1所示，车载储氢系统包括储氢瓶5，燃料电池6与储氢瓶5之间的连接管路上安装有阀门、传感器、电磁阀、管接件等零件，这些零件依靠钢管通过大量的卡套、三通或者直通接头连接而成。以市场上普遍采用的8个储氢瓶组的燃料电池客车或公交车的车载氢系统为例，主管路上总共设计有91个连接点7，每个连接点7包括两个管接头，两个管接头多采用卡套式密封，依靠卡套与端头的永久变形形成硬密封。但是，现有技术中车载储氢系统的连接点的密封方式对零件的加工精度和安装工艺要求高，密封方式复杂、成本高昂，不能重复使用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种车载氢系统管接头密封结构，解决现有技术中燃料电池与储氢瓶连接管路上的连接点的密封方式对零件的加工精度和安装工艺要求高的问题；本技术的目的还在于提供一种燃料电池车辆。为实现上述目的，本技术车载氢系统管接头密封结构的技术方案是：该车载氢系统管接头密封结构包括两个管接头，至少一个管接头的端面上设有环形凹槽，两个管接头之间由环形凹槽围成的密封圈安装腔内安装有密封圈，所述密封圈具有环形内腔，密封圈的径向内侧开设有与环形内腔连通的开口，车载氢系统管接头密封结构还包括使两个管接头相向压紧的紧固件。其有益效果是：该车载氢系统管接头密封结构对两个管接头的加工精度和安装工艺要求较卡套密封方式大幅度降低，当两个管接头内部通入高压气体时，高压气体对密封圈产生径向的作用力远远大于大气对密封圈产生的径向作用力，有效地保证了高压氢气密封不泄露，并且高压气体通过密封圈上的开口进入密封圈的内腔，进入内腔的高压气体对密封圈产生足够的张紧力，避免了密封圈因为过大的弹性变形而失效。所述密封圈自然状态下的截面的外轮廓为圆弧状。所述环形内腔自然状态下的截面的形状为圆弧状。其有益效果是：环形内腔的截面形状为圆形，进入密封圈内腔的高压气体能够为密封圈提供较为均匀的张紧力。所述两个管接头的其中一个上设有环形凹槽。所述环形凹槽的深度是密封圈厚度的78％。所述两个管接头的端部均设有环状凸缘，其中一个管接头的环状凸缘上设有外螺纹，另一个管接头上套设有用于与所述外螺纹适配连接的螺帽，螺帽的内孔壁上设有用于环状凸缘沿轴向挡止配合的挡止台阶，所述螺帽形成所述紧固件。所述开口为沿密封圈周向延伸的环形开口。本技术燃料电池车辆的技术方案是：一种燃料电池车辆包括燃料电池和储氢瓶，燃料电池和储氢瓶之间通过管路连接，管路上的连接点包括两个管接头，至少一个管接头的端面上设有环形凹槽，两个管接头之间由环形凹槽围成的密封圈安装腔内安装有密封圈，所述密封圈具有环形内腔，密封圈的径向内侧开设有与环形内腔连通的开口，车载氢系统管接头密封结构还包括使两个管接头相向压紧的紧固件。所述密封圈自然状态下的截面的外轮廓为圆弧状。所述环形内腔自然状态下的截面的形状为圆弧状。所述两个管接头的其中一个上设有环形凹槽。所述环形凹槽的深度是密封圈厚度的78％。所述两个管接头的端部均设有环状凸缘，其中一个管接头的环状凸缘上设有外螺纹，另一个管接头上套设有用于与所述外螺纹适配连接的螺帽，螺帽的内孔壁上设有用于环状凸缘沿轴向挡止配合的挡止台阶，所述螺帽形成所述紧固件。所述开口为沿密封圈周向延伸的环形开口。附图说明图1为现有技术中燃料电池与储氢瓶之间的连接管路的连接点的密封结构示意图；图2为本技术车载氢系统管接头密封结构的实施例1的结构示意图1；图3为本技术车载氢系统管接头密封结构的实施例1的结构示意图2；图4为图3的分解结构图；图5为图4中A的局部放大图；图6为本技术车载氢系统管接头密封结构的实施例5的结构示意图。附图标记说明：1.第一管接头；11.第一环状凸缘；2.第二管接头；21.环形凹槽；22.第二环状凸缘；3.螺帽；31.挡止台阶；4.密封圈；41.环形内腔；42.环形开口；5.储氢瓶；6.燃料电池；7.连接点。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式作进一步说明。本技术车载氢系统管接头密封结构的实施例1，如图2至图5所示，该车载氢系统管接头密封结构包括两个管接头、密封圈4和螺帽3。两个管接头分别为第一管接头1和第二管接头2，第一管接头1的端面上设有环形凹槽21，环形凹槽21的深度是密封圈4厚度的78%。第一管接头上的环形凹槽21和第二管接头2的端面围成密封圈安装腔，密封圈安装腔内安装有密封圈4，密封圈4具有环形内腔41，密封圈4的径向内侧开设有与环形内腔41连通的开口，开口为沿密封圈4的周向延伸的环形开口42。密封圈4自然状态下的截面的外轮廓为圆弧状，环形内腔41自然状态下的截面的形状为圆弧状。第一管接头1的端部设有第一环状凸缘11，第二管接头2的端部设有第二环状凸缘22，第一环状凸缘11上设有外螺纹，第二管接头2上套设有用于与所述外螺纹适配的螺帽3，螺帽3的内孔壁上设有用于与第一环状凸缘11沿轴向挡止配合的挡止台阶31。本技术车载氢系统管接头密封结构在进行密封时，将密封圈4装入第一管接头1端面上的环形凹槽21内，把螺帽3套设在第二管接头2上并与第一环状凸缘11通过螺纹紧固连接，密封圈4被压入环形凹槽21内，因为环形凹槽21的深度是密封圈4厚度的78%，密封圈4产生了22%的轴向弹性变形。密封圈4截面的外轮廓为圆弧状，环形凹槽21被分成间隔A、间隔B、间隔C、间隔D和密封圈4的环形内腔41五个部分，并且，间隔A、间隔C和密封圈4的环形内腔41三个部分与管道内部的通道连通，间隔C和间隔D与大气相通。当把本技术应用到燃料电池车辆的燃料电池与储氢瓶之间的管路连接时，连接点的第一管接头1和第二管接头2内通入高压氢气，由于密封圈4产生22%轴向弹性变形，密封圈4的轴向两端分别与环形凹槽21的槽底和另一个管接头的端面形成密封，对氢气产生阻隔，阻止氢气向间隔B、间隔D以及第一管接头1和第二管接头2的接触面泄露，高压氢气通过第一管接头1和第二管接头2的接触端面进入间隔A、间隔C和密封圈4的内腔三个区域，高压氢气对密封圈4产生径向的作用力远远大于大气对密封圈4产生的径向作用力，有效地保证了高压氢气密封不泄露，并且高压氢气通过密封圈4上的环形开口42进入密封圈4内腔，进入内腔的高压氢气对密封圈4产生足够的张紧力，避免了密封圈4因为过大的弹性变形而失效。本技术车载氢系统管接头密封结构加工精度和安装工艺要求较卡套密封方式大幅度降低，维修时仅需要更换密封圈4，螺帽3可重复利用，维修成本低。本技术车载氢系统管接头密封结构的实施例2，与实施例1的不同之处在于，第一管接头1和第二管接头2通过法兰连接。本技术车载氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车载氢系统管接头密封结构，包括两个管接头，其特征在于：至少一个管接头的端面上设有环形凹槽，两个管接头之间由环形凹槽围成的密封圈安装腔内安装有密封圈，所述密封圈具有环形内腔，密封圈的径向内侧开设有与环形内腔连通的开口，车载氢系统管接头密封结构还包括使两个管接头相向压紧的紧固件。

【技术特征摘要】
1.车载氢系统管接头密封结构，包括两个管接头，其特征在于：至少一个管接头的端面上设有环形凹槽，两个管接头之间由环形凹槽围成的密封圈安装腔内安装有密封圈，所述密封圈具有环形内腔，密封圈的径向内侧开设有与环形内腔连通的开口，车载氢系统管接头密封结构还包括使两个管接头相向压紧的紧固件。2.根据权利要求1所述的车载氢系统管接头密封结构，其特征在于：所述密封圈自然状态下的截面的外轮廓为圆弧状。3.根据权利要求2所述的车载氢系统管接头密封结构，其特征在于：所述环形内腔自然状态下的截面的形状为圆弧状。4.根据权利要求1或2或3所述的车载氢系统管接头密封结构，其特征在于：所述两个管接头的其中一个上设有环形凹槽。5.根据权利要求4所述的车载氢系统管接头密封结构，其特征在于：所述环形凹槽的深度是密封圈厚度的78％。6.根据权利要求1或2或3所述的车载氢系统管接头密封结构，其特征在于：所述两个管接头的端部均设有环状凸缘，其中一个管接头的环状凸缘上设有外螺纹，另一个管接头上套设有用于与所述外螺纹适配连接的螺帽，螺帽的内孔壁上设有用于环状凸缘沿轴向挡止配合的挡止台阶，所述螺帽形成所述紧固件。7.根据权利要求1或2或3所述的车载氢系统管接头密封结构，其特征在于：所述开口为沿密封圈周向延伸的环形开口。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞强，谭光辉，李贺，刘军瑞，张金亮，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41