一种高压瓶阀制造技术

本发明专利技术公开了一种高压瓶阀，通过壳体上的螺纹与高压气瓶连接固定，用于控制高压气瓶的充放气，瓶阀上并联设置瓶阀主通道、放气通道和安全阀进气通道，瓶阀主通道用于充放气，其上设置有卸荷阀、主阀和切断手阀，通过电磁铁的通断电控制其启闭，放气通道连接出气口和气瓶内腔，其上设置有放气手阀，可手动控制放气，安全阀进气通道连接安全阀排气口和气瓶内腔，其上设置安全阀组件，达到指定温度会自动开启，并通过安全阀排气口放空气瓶内气体。本发明专利技术提供的一种高压瓶阀，解决了原有产品工作压力低、手动操作不方便、加工要求高的问题，具有操作简便、密封可靠的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种高压瓶阀
本专利技术属于高压气瓶阀门
，具体涉及一种高压瓶阀。
技术介绍
目前，氢能源在交通运输方面的发展前景十分可观。在气瓶中存储高压状态的氢气是氢燃料汽车目前应用最为广泛的车载储氢方式，高压气瓶配套瓶阀，用于控制高压气瓶的充放气。高压气瓶及瓶阀主流工作压力已达到70MPa，要求实现大压差范围内动作和密封，并可以实现手动和电动控制阀门启闭，满足车辆行驶和检修过程中不同工作模式的需求。通常情况下，瓶阀是一种集成了电磁阀、温度安全阀、手动开关、过滤器等功能模块的集成阀，其工作特点包括：极大的密封压差范围、较宽的工作温度范围、很长的连续工作时间和使用寿命。专利US00552117A公开了一种CNG燃料汽车用瓶阀，工作压力可达3600psi，约24.8MPa，该方案采用内置式电磁铁结构，零件加工尺寸决定了电磁铁初始气隙，主阀与壳体之间密封为结构线对面金属硬密封，主阀与卸荷阀之间为销钉连接，主阀和卸荷阀均依靠卸荷阀与电磁铁之间的滑动配合面导向。该产品工作压力较低，密封压差范围较小，无法满足高压工作要求，不能调节初始气隙，且手动控制放气时，需要先拆除原手动切断开关，不利于产品质量保证和多余物防控，电磁铁长时间通电过程中积聚热量较大，不利于延长产品寿命。
技术实现思路
为解决对现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种高压瓶阀，安装于高压气瓶瓶口，用于控制高压气瓶内气体的充放，可以方便的实现电动和手动控制阀门启闭，具有密封压差范围宽、重复定位精度高、手动操作方便等特点，最高工作压力可达70MPa，适用于氢气、氮气、空气等介质的充放，兼具超温泄压功能。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种高压瓶阀，包括壳体、放气手阀、电连接器、主阀、销轴、卸荷组件、电磁铁组件、主弹簧、隔磁环、内过滤器、外过滤器、压帽、切断手阀、切断手柄、放气手柄和安全阀组件，卸荷阀包括卸荷组件和电磁铁组件且二者之间为滑动配合，放气手阀在壳体内沿轴线滑动，外部供电电路通过电连接器与电磁铁组件连接并导通，主阀安装于壳体的导向孔内并在导向孔内轴向滑动，主阀与卸荷组件通过销轴活动连接，主阀与卸荷组件之间的滑动配合面为间隙配合，可沿轴向相对滑动，销轴与卸荷组件之间为过盈配合，主弹簧安装于卸荷组件和电磁铁组件之间并提供初始压缩力，卸荷组件的金属基体为磁性材料，切断手柄与切断手阀活动连接并发生轴向的相对转动，用于控制瓶阀主通道的启闭，实现高压气瓶的充、放气，放气手柄通过与放气手阀活动连接并发生轴向的相对转动，用于控制放气通道的启闭，实现高压气瓶的充、放气，达到指定温度后，安全阀组件开启并排出高压气瓶内的高压气体。进一步的，所述壳体包括一个进气口、一个出气口、一个安全阀排气口和一个气瓶接口，气瓶接口通过螺纹与高压气瓶瓶口螺纹连接固定，依靠壳体与高压气瓶之间的瓶口密封圈和瓶颈密封圈实现两者之间的密封，进气口、出气口、安全阀排气口均与气瓶接口相通，进气口、出气口与气瓶接口之间并列设置有瓶阀主通道和放气通道，安全阀排气口与气瓶接口之间为安全阀进气通道，瓶阀主通道用于充放气，其上设置有卸荷阀、主阀和切断手阀，通过电磁铁组件的通断电控制其启闭，放气通道连接出气口和气瓶内腔，其上设置有放气手阀，可手动控制放气，安全阀进气通道连接安全阀排气口和气瓶内腔，其上设置安全阀组件，达到指定温度会自动开启，并通过安全阀排气口放空气瓶内气体。进一步的，所述电连接器分为外端和内端，外端和内端均有正极接线柱和负极接线柱，相同极性的接线柱保持导通，相反极性的接线柱保持绝缘，电连接器固定安装于壳体上呈阶梯形的电缆孔内，电连接器侧面与壳体之间依靠第一挡圈和第一密封圈实现密封，电连接器内端的正极、负极接线柱两个接线柱分别与电磁铁组件的两根引出线连接固定、保持导通，电连接器外端的正极、负极接线柱两个接线柱为保留接口，使用过程中与外部供电电路连接。进一步的，所述壳体的瓶阀主通道上，垂直于轴线，设置有环形的主密封止口，同轴于瓶阀主通道设置有导向孔，用于安装主阀，同轴于瓶阀主通道设置有电磁铁安装孔，用于安装电磁铁组件。进一步的，所述壳体上设置有主密封止口，主阀上设置有密封环和密封止口，卸荷组件顶部设置有密封片，高压瓶阀处于关闭状态时，密封环与主密封止口接触并保持压紧状态，密封片与密封止口接触并保持压紧状态，进行密封，主密封止口顶部截面为圆弧形，内侧为与中轴线平行的直线，外侧为与中轴线成一定角度的斜线，所述直线和斜线均与顶部圆弧相切，自顶部至底部，截面积逐渐增加。较佳的，斜线与中轴线夹角为20°左右。进一步的，所述主阀安装于壳体的导向孔内，可以在导向孔内沿轴向滑动，二者的单边径向间隙为0.02～0.03mm，主阀包括第一、第二两个端面、一个外圆和一个卸荷孔，主阀的第一端面为密封面，通常地，该密封面可以采用强度较高的非金属，第二端面为卸荷止口，卸荷孔直径远小于主密封止口直径，通常为0.3～0.4mm，外圆上锪有一平面，用于气体流通，卸荷孔与卸荷止口均处于主阀中心轴线，卸荷止口端面与主阀中心轴线垂直。进一步的，所述卸荷组件拥有两个端面和一个外圆，卸荷组件的金属基体采用磁性材料制成，卸荷组件的第一端面为密封面，通常的，密封面采用非金属材料，采用复合加工工艺固定于卸荷组件金属基体上，第二端面为环形平面，卸荷组件有中心通孔，从第二端面延伸至第一端面附近，第一端面附近出口在外圆圆柱侧面。进一步的，所述主阀上位于第二端面有一垂直于主轴线的第一销轴孔，所述卸荷组件位于第一端面有一垂直于主轴线的第二销轴孔，主阀与卸荷组件通过销轴连接，销轴同时穿过主阀上的第一销轴孔、卸荷组件上的第二销轴孔，销轴与第二销轴孔之间为过盈配合，第一销轴孔直径大于销轴外径，主阀与卸荷组件之间为间隙配合，可以发生沿轴向相对滑动，最大相对位移量大于卸荷孔直径的一半。进一步的，第一销轴孔直径较销轴外径大0.3～0.4mm，应确保卸荷组件第一端面与主阀第二端面接触后销轴与第一销轴孔不发生接触和相互作用力，主阀与所述卸荷组件之间单边径向间隙约0.05～0.1mm，卸荷阀与主阀之间可发生绕径向和切向小范围转动。进一步的，所述电磁铁组件包括电磁铁、端盖、电磁铁壳体、导向筒、线圈(含线圈骨架)、锁紧螺母、挡块、引出线，安装于壳体的电磁铁安装孔内，电磁铁壳体、端盖、挡块均为磁性材料，线圈固定安装于电磁铁壳体内腔，端盖固定安装于电磁铁壳体第一端面，电磁铁壳体第二端面设有内螺纹孔，螺纹轴线与电磁铁壳体同轴，挡块为空心圆柱式结构，挡块的第一端面为平面，第二端面外侧有螺纹结构，中心孔流通面积应不小于主通道最小等效流通面积，挡块安装于电磁铁组件中心并通过第二端面的螺纹与电磁铁壳体第二端面的内螺纹孔连接固定，通过转动挡块可以调节挡块与电磁铁壳体之间的相对位置，可以调节挡块与卸荷组件之间的初始间隙，锁紧螺母与挡块第二端面的螺母连接，其一个端面与电磁铁壳体第二端面接触并压紧，电磁铁组件通电时主阀开启，气体通过位于电磁铁组件中心的第六通道流向壳体上的出气口，用于吸收电磁铁组件通电过程中产生的热量。进一步的，所述导向筒为薄壁式结构，其外径与线圈内径相同，内径与卸荷组件外径相同，与卸荷组件外径保持径向间隙约0.05～0.1mm，导向筒为非磁性材料所制，可以选用减磨性好、易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压瓶阀，包括壳体(1)，所述壳体(1)与高压气瓶(100)固定连接，其特征在于，还包括放气手阀(2)、电连接器(3)、主阀(7)、销轴(8)、卸荷阀、主弹簧(13)、内过滤器(15)、外过滤器(19)、放气手柄(22)、切断手柄(24)、切断手阀(25)和安全阀组件(28)，所述卸荷阀包括卸荷组件(9)和电磁铁组件(10)且二者之间为滑动配合，外部供电电路通过电连接器(3)与电磁铁组件(10)连接并导通，主阀(7)安装于壳体(1)的导向孔(1d)内并在导向孔(1d)内轴向滑动，主阀(7)与卸荷组件(9)通过销轴(8)活动连接，主阀(7)与卸荷组件(9)之间的滑动配合面为间隙配合，可沿轴向相对滑动，销轴(8)与卸荷组件(9)之间为过盈配合，主弹簧(13)安装于卸荷组件(9)和电磁铁组件(10)之间并提供初始压缩力，切断手柄(24)与切断手阀(25)活动连接并发生轴向的相对转动，用于控制瓶阀主通道(105)的启闭，放气手阀(2)在壳体(1)内沿轴线滑动，放气手柄(22)通过与放气手阀(2)活动连接并发生绕轴向的相对转动，用于控制放气通道的启闭，实现高压气瓶(100)充、放气，达到指定温度后，安全阀组件(28)开启并排出高压气瓶(100)内的高压气体。...

【技术特征摘要】
1.一种高压瓶阀，包括壳体(1)，所述壳体(1)与高压气瓶(100)固定连接，其特征在于，还包括放气手阀(2)、电连接器(3)、主阀(7)、销轴(8)、卸荷阀、主弹簧(13)、内过滤器(15)、外过滤器(19)、放气手柄(22)、切断手柄(24)、切断手阀(25)和安全阀组件(28)，所述卸荷阀包括卸荷组件(9)和电磁铁组件(10)且二者之间为滑动配合，外部供电电路通过电连接器(3)与电磁铁组件(10)连接并导通，主阀(7)安装于壳体(1)的导向孔(1d)内并在导向孔(1d)内轴向滑动，主阀(7)与卸荷组件(9)通过销轴(8)活动连接，主阀(7)与卸荷组件(9)之间的滑动配合面为间隙配合，可沿轴向相对滑动，销轴(8)与卸荷组件(9)之间为过盈配合，主弹簧(13)安装于卸荷组件(9)和电磁铁组件(10)之间并提供初始压缩力，切断手柄(24)与切断手阀(25)活动连接并发生轴向的相对转动，用于控制瓶阀主通道(105)的启闭，放气手阀(2)在壳体(1)内沿轴线滑动，放气手柄(22)通过与放气手阀(2)活动连接并发生绕轴向的相对转动，用于控制放气通道的启闭，实现高压气瓶(100)充、放气，达到指定温度后，安全阀组件(28)开启并排出高压气瓶(100)内的高压气体。2.如权利要求1所述的一种高压瓶阀，其特征在于，所述壳体(1)包括一个进气口(102)、一个出气口(103)、一个气瓶接口(104)和一个安全阀排气口(107)，所述进气口(102)、出气口(103)、安全阀排气口(107)均与气瓶接口(104)相通，气瓶接口(104)通过螺纹与高压气瓶(100)瓶口螺纹连接固定并通过设置于高压气瓶(100)瓶口处的瓶口密封圈(6)和瓶颈密封圈(12)保证高压瓶阀与高压气瓶(100)之间的密封，通过安全阀排气口(107)排空高压气瓶(100)内的高压气体，气瓶接口(104)通过内过滤器(15)过滤后与气瓶内腔(101)连通，进气口(102)和出气口(103)通过外过滤器(19)的内侧直接连通再与气瓶内腔(101)连通。3.如权利要求1所述的一种高压瓶阀，其特征在于，所述电连接器(3)分为外端和内端，外端和内端均有正极接线柱和负极接线柱，相同极性的接线柱保持导通，相反极性的接线柱保持绝缘，电连接器(3)固定安装于壳体(1)上呈阶梯形的电缆孔内，电连接器(3)侧面与壳体(1)之间依靠第一挡圈(4)和第一密封圈(5)实现密封，电连接器(3)内端的正极、负极接线柱两个接线柱分别与电磁铁组件(10)的两根引出线连接固定、保持导通，电连接器(3)外端的正极、负极接线柱两个接线柱为保留接口，使用过程中与外部供电电路连接。4.如权利要求1所述的一种高压瓶阀，其特征在于，所述主阀(7)中心有卸荷孔(7c)，用于连通高压气瓶(100)内的高压区与外侧低压区，卸荷孔(7c)靠近卸荷组件(9)一端有卸荷止口且其与卸荷组件(9)形成启闭密封副，卸荷孔(7c)与卸荷止口均处于主阀(7)中心轴线，卸荷止口端面与主阀(7)中心轴线垂直。5.如权利要求1所述的一种高压瓶阀，其特征在于，所述主阀(7)和壳体(1)的导向孔(1d)之间单边径向间隙为0.02～0.03mm，销轴(8)与主阀(7)的限位孔(7d)之间径向间隙之和为0.3～0.4mm，主阀(7)与卸荷组件(9)之间沿轴向相对滑动的最大相对位移量大于主阀(7)中心的卸荷孔(7c)直径的一半，卸荷组件(9)压紧主阀(7)时，销轴(8)与主阀(7)的销轴孔之间不产生接触和相互作用力。6.如权利要求1所述的一种高压瓶阀，其特征在于，所述电磁铁组件(10)安装于壳体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红宝，石玉鹏，张明，陈其法，臧辉，张亮，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31