具有环形间隙支座的、用于控制和排出气态介质的气体压力限制阀制造技术

本发明专利技术涉及一种气体压力限制阀(1)，用于控制气态介质、尤其氢气，所述气体压力限制阀具有壳体(7)和阀元件安装组件(17)，其中，所述阀元件安装组件(17)具有在纵轴线(14)的方向上打开和闭合并因此能运动的阀元件(3)，其中，阀元件安装组件(17)具有密封座板(2)，其中，所述密封座板(2)具有围绕所述纵轴线(14)环绕的密封座棱边(12)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与阀元件(3)一起构成密封座。根据本发明专利技术，所述密封座板(2)这样构造，使得该密封座板具有中心区域(20)，该中心区域通过至少一个连接片(29)与所述密封座板(2)连接，其中，所述密封座板(2)构造有环形的流通部(23)，该流通部在所述纵轴线(14)的方向上延伸，其中，所述密封座板(2)或所述阀元件(3)具有至少两个环绕的密封座棱边(12a、12b)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与所述阀元件(3)或所述密封座板(2)一起构成至少两个密封座(6a、6b)。

Gas pressure limiting valve with annular gap support for controlling and discharging gas medium

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有环形间隙支座的、用于控制和排出气态介质的气体压力限制阀
本专利技术涉及一种限压阀、尤其是气体压力限制阀，用于控制和排出气态介质、尤其氢气，该限压阀具有阀元件安装组件并尤其用于应用在具有燃料电池驱动装置的车辆中。
技术介绍
在车辆领域中，除了液态燃料以外，气态燃料在未来也将扮演越来越重要的角色。尤其，在具有燃料电池驱动装置的车辆中，必须控制氢气流。在此，气体流不再如在喷射液态燃料时那样不连续地被控制，而是气体从至少一个高压罐中取出并且经由中压管路系统的流入管路被引导到喷射器单元上。该喷射器单元将气体经由低压管路系统的连接管路引导至燃料电池。由DE102013204563A1已知一种具有壳体和阀元件安装组件的限压阀，其中，该阀元件安装组件具有在纵轴线的方向上打开和闭合的阀元件，其中，该阀元件借助于闭合弹簧抵着密封座板的密封座棱边被挤压并构成密封座。在此，闭合弹簧支撑在闭合弹簧支撑部上。基于所构成的密封座，只要不超过确定的压力范围，来自DE102013204563A1的限压阀就能在闭合状态下防止介质从该系统中逸出。一旦超过相应的中压和/或低压管路系统中的临界压力，那么阀元件运动从密封座板的密封座棱边离开并且因而不再构成密封座。因此，限压阀打开并允许介质从相应的管路系统中逸出，直到系统压力再次处于临界压力以下。由DE102013204563A1已知的限压阀可能具有一定的缺点。在限压阀仅稍微打开并由此造成小的打开行程的情况下仅构成较小的流动横截面，这会导致低介质流量。这造成在打开该限压阀时、尤其是在打开的初始阶段中仅有少量的介质能够流出并且因此系统中的压力下降要求很高的时间耗费。由DE102013204563A1已知的限压阀的另一缺点是，在限压阀的闭合过程中通过以下方式实现闭合的最终位置：密封座板的密封座棱边撞到阀元件上，以便构成密封座。由于尤其可以由硬金属材料组成的密封座板、尤其密封座棱边和阀元件的材料特性，脉冲力和冲击力作用到这两个构件上，所述脉冲力和冲击力会导致损坏。
技术实现思路
参考权利要求1，提出一种限压阀，其尤其用于燃料电池系统，在该限压阀中，密封座板这样构造，使得该密封座板具有中心区域，所述中心区域通过至少一个连接片与密封座板连接，其中，所述密封座板构造有环形的流通部，所述环形的流通部在纵轴线的方向上延伸，其中，密封座板或阀元件具有至少两个环绕的密封座棱边，在所述阀的闭合状态下所述至少两个环绕的密封座棱边与所述阀元件或所述密封座板一起构成至少两个密封座。以这种方式，本专利技术的限压阀构型提供以下优点：在阀元件的打开行程小的情况下已释放了大的流动横截面。由此能够实现具有高介质流量的快速响应特性，由此，能够更快地降低出现的系统过压，因为在限压阀还未完全打开时已能够实现高的流量。这导致燃料电池组件的更高的寿命，因为能够更快地降低出现的系统压力并且由此燃料电池系统在短时间段内不经受会使燃料电池系统的部件、尤其是燃料电池损坏的过压。此外，由于基于根据权利要求1的本专利技术构型实现的快速响应特性和在限压阀打开行程小的情况下已经很高的流量，因而还导致能够避免超过所设定的响应压力的危险过冲(überschwingen)，因此提高了燃料电池组件的寿命。从属权利要求涉及本专利技术的优选扩展方案。根据一个有利构型，或者阀元件或者密封座板具有弹性体覆层，其中，在所述阀的闭合状态下，所述弹性体覆层与或者密封座板的或者阀元件的至少两个环绕的密封座棱边一起构成至少两个密封座。在此，密封座板或者阀元件分别具有环绕的止挡并且通过所述环绕的止挡限界至少两个环绕的密封座棱边在纵轴线的方向上到弹性体覆层中的挤入深度。以这种方式，可以引起中压和/或低压管路系统的可靠密封，并且还减小了密封座板和阀元件这两个构件在限压阀高频运行时的磨损，因为在限压阀闭合时软的弹性体覆层由于弹性和弹动的特性减小了在这些构件“密封座板和阀元件”相撞时的材料脱落。此外，可以将必要的闭合力保持很低，因为通过使用弹性体覆层就已可以在这些构件“密封座板和阀元件”之间的闭合力较低的情况下实现所述阀的完全密封。通过使用止挡，防止所述至少两个环绕的密封座棱边过深地挤入到弹性体覆层中，由此在用于进行构造的这些构件“密封座板和阀元件”之间的相应密封座的接触面可以构造得更小。由此减小了弹性体覆层由于所述至少两个环绕的密封座棱边的挤入所引起的负载，从而减小了伴随着的弹性体覆层变形，因此提高了弹性体覆层的寿命并因此提高了整个限压阀的寿命。此外，通过限压阀的该有利构型，密封座和弹性体覆层之间的粘接力尤其由于减小的接触面而被减小，这导致打开压力的更高精度并且防止限压阀的延迟响应特性。这尤其适用于在限压阀的整体寿命内在例如弹性体覆层的弹性等这些特性方面的长期效应。此外，根据本专利技术的限压阀具有简单且紧凑的结构。根据本专利技术的一个有利构型，环绕的止挡还这样布置，使得该环绕的止挡在限压阀闭合的情况下不与阀元件或密封座板的弹性体覆层接触，其方式是，阀元件或密封座板在具有弹性体覆层的区域的径向外部与止挡接触。这提供以下优点：密封座板的环绕的止挡或该密封座板不与相应的接触配对件的弹性的弹性体覆层接触，而是与阀元件的非弹性区域接触。因此确保，在限压阀闭合的情况下能够与变化的闭合力无关地遵循密封座板和阀元件之间的恒定间距，该闭合力尤其由闭合弹簧引入。此外确保，能够与会导致挤入深度偏差的外部因素无关地遵循密封座棱边到弹性体覆层中的恒定的挤入深度，用于构成密封座。通过密封座棱边到阀元件的弹性体覆层中的恒定挤入深度，密封座和弹性体覆层之间的粘接力被减小，由此能够实现打开压力的更高精度和限压阀的优化响应特性。根据一个有利的扩展方案，所述弹性体覆层由多个层组成，其中，所述层具有不同的材料特性，并且在纵轴线的方向上进行分层。以这种方式，可以实现这些构件“阀元件和密封座板”之间的改进的密封座，而又可以减小密封座上的粘接力。这些优点能够通过以下方式实现：例如，处于相应接触配对件的弹性体覆层的面向密封座板或阀元件的侧上的最上面的层具有较高的可变形性和弹性，而第二层构型为可变形性和弹性较小。由此可以实现仅弹性体覆层的所述最上面的层设有对优化的密封性和优化的密封座有利的特性。在密封座板或阀元件、尤其所述至少两个环绕的密封座棱边过深地挤入时，所述构件挤入到弹性体覆层的可变形性和弹性较小的第二层中。由于第二层的这些材料特性，防止了环绕的密封座棱边进一步运动进入到弹性体覆层、例如弹性体覆层的另外的第三层中，由此可以将弹性体覆层和环绕的密封座棱边之间的接触面保持得很小，这又使在限压阀打开时出现的粘接力最小化。此外，由于弹性体覆层在其在纵轴线的方向上的整个深度上的可变形性较小，因此能够改进弹性体覆层的寿命，而又保持了良好的密封特性和隔离特性(Kapselungseigenschaft)。根据一个特别有利的扩展方案，密封座板或阀元件的环绕的止挡具有至少一个流动开口，其中，所述至少一个流动开口尤其相对于纵轴线径向地延伸，由此防止在环绕的止挡和环绕的密封座棱边之间将气态介质的封闭体积隔离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体压力限制阀(1)，用于控制气态介质、尤其氢气，所述气体压力限制阀具有壳体(7)和阀元件安装组件(17)，其中，所述阀元件安装组件(17)具有在纵轴线(14)的方向上打开和闭合并因此能运动的阀元件(3)并具有不能运动的密封座板(2)，其中，或者所述密封座板(2)、或者所述阀元件(3)具有围绕所述纵轴线(14)环绕的密封座棱边(12)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与对应的另一构件一起构成密封座(6)，所述气体压力限制阀还具有闭合弹簧(8)，该闭合弹簧在所述纵轴线(14)的方向上布置在所述壳体(7)中，其中，所述闭合弹簧(8)在一侧上在所述纵轴线(14)的方向上支撑在闭合弹簧支撑部(11)上并且在相对置的侧上至少间接地支撑在所述阀元件(3)上，其特征在于，所述密封座板(2)这样构造，使得该密封座板具有中心区域(20)，该中心区域通过至少一个连接片(29)与所述密封座板(2)连接，其中，所述密封座板(2)构造有环形的流通部(23)，该流通部在所述纵轴线(14)的方向上延伸，其中，所述密封座板(2)或所述阀元件(3)具有至少两个环绕的密封座棱边(12a、12b)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与所述阀元件(3)或所述密封座板(2)一起构成至少两个密封座(6a、6b)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170613 DE 102017209906.21.一种气体压力限制阀(1)，用于控制气态介质、尤其氢气，所述气体压力限制阀具有壳体(7)和阀元件安装组件(17)，其中，所述阀元件安装组件(17)具有在纵轴线(14)的方向上打开和闭合并因此能运动的阀元件(3)并具有不能运动的密封座板(2)，其中，或者所述密封座板(2)、或者所述阀元件(3)具有围绕所述纵轴线(14)环绕的密封座棱边(12)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与对应的另一构件一起构成密封座(6)，所述气体压力限制阀还具有闭合弹簧(8)，该闭合弹簧在所述纵轴线(14)的方向上布置在所述壳体(7)中，其中，所述闭合弹簧(8)在一侧上在所述纵轴线(14)的方向上支撑在闭合弹簧支撑部(11)上并且在相对置的侧上至少间接地支撑在所述阀元件(3)上，其特征在于，所述密封座板(2)这样构造，使得该密封座板具有中心区域(20)，该中心区域通过至少一个连接片(29)与所述密封座板(2)连接，其中，所述密封座板(2)构造有环形的流通部(23)，该流通部在所述纵轴线(14)的方向上延伸，其中，所述密封座板(2)或所述阀元件(3)具有至少两个环绕的密封座棱边(12a、12b)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与所述阀元件(3)或所述密封座板(2)一起构成至少两个密封座(6a、6b)。


2.根据权利要求1所述的气体压力限制阀(1)，其特征在于，或者所述阀元件(3)、或者所述密封座板(2)具有弹性体覆层(4)，其中，在所述阀(1)的闭合状态下所述弹性体覆层(4)与或者所述密封座板(2)的、或者所述阀元件(3)的所述至少两个环绕的密封座棱边(12a、12b)一起构成所述至少两个密封座(6a、6b)，其中，所述密封座板(2)或所述阀元件(3)具有环绕的止挡(5)，其中，通过所述环绕的止挡(5)限界所述至少两个环绕的密封座棱边(12a、12b)在所述纵轴线(14)的方向上到所述弹性体覆层(4)中的挤入深度。


3.根据权利要求2所述的气体压力限制阀(1)，其特征在于，所述阀元件(3)或所述密封座板(2)在具有所述弹性体覆层(4)的区域的径向外部与所述止挡(5)接触。


4.根据权利要求2或3所述的气体压力限制阀(1)，其特征在于，所述弹性体覆层(4)由多个层组成，其中，所述层具有不同的材料特性，并且在所述纵轴线(14)的方向上进行分...

【专利技术属性】
技术研发人员：HC·马热尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE