一种加氢口制造技术

本实用新型专利技术涉及一种加氢口，包括单向阀和过滤装置，所述单向阀包括内部设有阀腔的阀体、设于所述阀腔内部的球形阀瓣、以及与所述球形阀瓣配套密封连接的阀座；所述阀体包括设有流体出口的上阀体和设有流体进口的下阀体；所述阀座设于所述流体进口处；所述上阀体位于所述流体进口正上方的位置设有容纳所述球形阀瓣的容纳凹槽；所述球形阀瓣和阀座为磁性材料，该球形阀瓣通过磁力复位并与所述阀座接触密封；所述过滤装置安装于所述流体进口处。与现有技术相比，本实用新型专利技术可以避免阀瓣震颤，具有结构简单、零件数量少、方便装配、可靠度高、寿命长等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢口
本技术涉及供氢系统领域，尤其是涉及一种加氢口。
技术介绍
加氢口用于氢燃料电池汽车。加氢口可通过与加氢枪连接后，将高压氢气从加氢枪引入加氢口，再进入储氢系统中。加氢口通常由与加氢枪适配的连接口、过滤器、单向阀和与后端管路相连接的接口组成。市面上的加氢口，其单向阀模块都是用弹簧机构，弹簧受本身材质特性、热处理工艺等，对于介质适用性、单向阀寿命等都有比较大的影响。氢气经过加氢口时，介质力会顶开单向阀阀瓣，对弹簧进行压缩。当在一定的流量和压力时，氢储存罐内的压力接近氢供给站的供给管内压力，该加氢口的上游侧与下游侧的压力差变小，介质力与弹簧弹力接近时，阀瓣会高频、反复地撞击阀瓣，因此成为将阀体向阀座施力的作用力与该压力差制衡的状态，产生频繁重复阀体落座于阀座或与阀座分离的状态就是所谓的震颤，形成“阀瓣震颤”。加氢口阀瓣震颤在燃料电池汽车的加注时经常发生，这种现象对于加氢口的使用寿命、整车安全都有负面影响。另外，氢气对材料有极强的渗透能力，这个现象在高压氢气环境中尤为明显。非金属密封件(尤以橡胶为主)在高压氢气中往往会出现质量和体积大幅度增加的情况，俗称“溶胀”。不同于常温、低压(≤30MPa)的工况，在70MPa氢气阀门中，非金属密封件材料的选型一直是难点。既要满足高压氢气的渗透、又要保证FCV对于-40～+85℃的温度要求，对橡胶的材料要求非常高，橡胶材料选择比较困难。而且橡胶材料容易老化后失效，通常寿命为3年左右，无法满足15年寿命的整车质量要求。中国专利CN106949267A公布了一种新型高压加氢口，主要解决加注氢气系统与储氢系统或者使用氢气设备间缺少起到过滤并防回流的小型接口的问题。本技术通过采用一种新型高压加氢口，包括相互连接的阀体和阀盖，所述阀体与所述阀盖内部设有过滤装置以及单向止回装置，该专利技术中单向阀采用弹簧提供阀瓣的回复力，会产生较大的震颤问题。这是因为该专利技术中的单向止回装置中介质力和弹簧产生复位力在抗衡，介质力越大可以使阀瓣产生的位移，阀瓣两侧的压差变化会导致弹簧阀瓣在其中往复震颤，特别是阀门在小流量工况下，阀瓣的开度比较小，更容易发生震颤的现象。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效改善震颤、无非金属密封件的加氢口。一种加氢口，包括单向阀和过滤装置，所述单向阀包括内部设有阀腔的阀体、设于所述阀腔内部的球形阀瓣、以及与所述球形阀瓣配套密封连接的阀座；所述阀体包括设有流体出口的上阀体和设有流体进口的下阀体；所述阀座设于所述流体进口处；所述上阀体位于所述流体进口正上方的位置设有容纳所述球形阀瓣的容纳凹槽；所述球形阀瓣和阀座为磁性材料，该球形阀瓣通过磁力复位并与所述阀座接触密封；所述过滤装置安装于所述流体进口处。所述球形阀瓣和阀座为永磁体材料；所述阀体为非磁性且不会被磁性吸附的材料，优选为奥氏体不锈钢。所述容纳凹槽为与所述球形阀瓣形状匹配的球形凹槽。所述流体出口包括连通的出口管路接口、流体出口主通道、和与所述流体出口主通道侧部连接的支路通道，该支路通道与所述阀腔连通；所述出口管路接口内部设有螺纹外接管路。所述支路通道设有两条，对称设于所述流体出口主通道两侧；所述容纳凹槽位于两个支路通道中间。所述上阀体和下阀体通过螺纹固定连接，所述上阀体和下阀体通过设于上阀体端面的第一金属硬密封面进行密封。所述下阀体上设有第二金属硬密封面，该第二金属硬密封面与所述阀座下端面密封连接。所述阀座与所述球形阀瓣接触部位设有第三金属硬密封面，该第三金属硬密封面与所述球形阀瓣密封连接。所述流体进口包括与外部管道连接的连接段和与所述阀腔连接的流体进口通道；所述过滤装置包括设于所述连接段的O型圈和设于所述流体进口通道末端的滤网；所述O型圈与外部管道接触密封。所述滤网为朝向流体进口的连接段凸起的球形滤网。本技术的加氢口可以有效解决震颤问题，主要工作原理为：磁场的特点是距离磁场源越远，磁场越弱。本加氢口中，阀瓣与阀座接触时，阀瓣受到由阀座磁场强度产生的吸力最强；当阀瓣离开阀座时，随着开启高度的增加，阀瓣受到的吸力不断减弱。单向阀依靠介质力密封、依靠介质力开启，是一种自动阀。本方案中，单向阀的开启，需要来自阀门上游的介质压力。当介质力(F介)＞阀瓣初始吸力(F吸初)时，单向阀开启。而单向阀开启后即产生了行程，阀瓣与阀座的距离>阀瓣闭合时的初始距离。介质力(F介)＞阀瓣初始吸力(F吸初)>阀瓣开启后的吸力(F吸)，因此阀瓣只要一旦满足开启条件，阀瓣受力处于不平衡状态，其必定会直接位移至最大行程处(限位处)。并且阀瓣在介质流通时(氢气加注时)，始终位于最大行程处不会复位。而采用现有技术中的弹簧复位，弹簧的作用力特点是F＝kx，弹簧力和变形量是成正比的，也就是说压缩越多反弹的力就越大。在加氢口中，阀瓣与阀座接触时，阀瓣受到弹簧使其密封的弹簧力最小，相对阀瓣离开阀座时，随着开启高度的增加，阀瓣受到的弹簧力愈来愈大，当介质力(F介)＞阀瓣初始力(F弹初)时，单向阀开启。而单向阀开启后即产生了行程，阀瓣与阀座的距离>阀瓣闭合时的初始距离。介质力(F介)＞阀瓣初始力(F弹初)＜阀瓣开启后的弹簧力(F弹)，因此阀瓣只要一旦满足开启条件，阀瓣受力处于不平衡状态，随着介质力与弹簧力的拉锯，就有可能产生震颤。因此，采用磁性复位，磁力阀瓣非开即关，磁力阀瓣在被推开时的力是磁力阀瓣所需最大的力，一旦介质力将磁力阀瓣冲开，保持介质力(F介)＞阀瓣开启后的吸力(F吸)，则磁力阀瓣就会保持打开的状态；而采用弹簧阀瓣，则是介质力越大，开得越大直到开到最大不能再开为止，则阀瓣开度会随着介质力变化而变化，当介质力较小时，介质力发生波动，则会使得阀瓣开度在关闭和打开状态之间反复切换。本技术的加氢口的工作过程为：单向阀通气时，气体由下阀体的流体入口流向上阀体的流体出口，气流力量会将球形阀瓣和阀座分开，打开流体入口通道，球形阀瓣会落入球形凹槽中，不会被气流吹至腔体的其他位置，气流通过支路通道、流体出口主通道，然后从出口管路接口流出；单向阀不通气时，球形阀瓣在其和阀座相互的磁力作用下复位，在第三金属硬密封面处形成密封，并在介质力的作用下有效密封，相比于现有技术中采用重力复位密封，本技术的单向阀采用磁力复位密封能够提高复位动作可靠性，以及保证密封效果。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)本技术的加氢口在小流量工况下，只要保持介质力(F介)＞阀瓣开启后的吸力(F吸)，单向阀即可保持开启状态，球形阀瓣落在沟槽里，距离远、磁力够不着就不会将球形阀瓣吸回来，进行复位，直到没有气流压力(即F介＜F吸)，球形阀瓣会自动落回阀座上并进行磁力密封；有效地解决了阀瓣震颤问题，可用于氢燃料电池汽车、仪表、化工、汽车、半导体等。(2)阀腔内部零件较少，无弹簧和导向机构，因此没有弹簧的一切负面作用，提高加氢口的温度适用性和介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加氢口，包括单向阀和过滤装置，其特征在于，/n所述单向阀包括内部设有阀腔的阀体、设于所述阀腔内部的球形阀瓣(3)、以及与所述球形阀瓣(3)配套密封连接的阀座(4)；/n所述阀体包括设有流体出口的上阀体(1)和设有流体进口(21)的下阀体(2)；所述阀座(4)设于所述流体进口(21)处；/n所述上阀体(1)位于所述流体进口(21)正上方的位置设有容纳所述球形阀瓣(3)的容纳凹槽；/n所述球形阀瓣(3)和阀座(4)为磁性材料，该球形阀瓣(3)通过磁力复位并与所述阀座(4)接触密封；/n所述过滤装置安装于所述流体进口(21)处。/n

【技术特征摘要】
1.一种加氢口，包括单向阀和过滤装置，其特征在于，
所述单向阀包括内部设有阀腔的阀体、设于所述阀腔内部的球形阀瓣(3)、以及与所述球形阀瓣(3)配套密封连接的阀座(4)；
所述阀体包括设有流体出口的上阀体(1)和设有流体进口(21)的下阀体(2)；所述阀座(4)设于所述流体进口(21)处；
所述上阀体(1)位于所述流体进口(21)正上方的位置设有容纳所述球形阀瓣(3)的容纳凹槽；
所述球形阀瓣(3)和阀座(4)为磁性材料，该球形阀瓣(3)通过磁力复位并与所述阀座(4)接触密封；
所述过滤装置安装于所述流体进口(21)处。


2.根据权利要求1所述的一种加氢口，其特征在于，所述球形阀瓣(3)和阀座(4)为永磁体材料；所述阀体为非磁性且不会被磁性吸附的材料。


3.根据权利要求1所述的一种加氢口，其特征在于，所述容纳凹槽为与所述球形阀瓣(3)形状匹配的球形凹槽(15)。


4.根据权利要求1所述的一种加氢口，其特征在于，所述流体出口包括连通的出口管路接口(11)、流体出口主通道(12)、和与所述流体出口主通道(12)侧部连接的支路通道(16)，该支路通道(16)与所述阀腔连通；所述出口管路接口(11)内部设有螺纹外接管路。

【专利技术属性】
技术研发人员：顾成杰，刘绍军，林垚，
申请(专利权)人：上海舜华新能源系统有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31