流体控制阀制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于控制流体从高压侧到低压侧的流动的流体控制阀。布置在阀腔内以控制流动通道的打开和关闭的阀芯组件包括：固定在阀腔内的阀杆；能够相对于阀杆在打开位置和关闭位置之间移动的阀座，阀座在处于关闭位置时与阀杆接合以关闭流动通道，并且阀座在处于打开位置时不与阀杆接合以打开流动通道；以及，作用在所述阀座上的至少一个偏压元件。阀芯组件还包括缓冲结构，缓冲结构被布置在阀腔内并且用于降低或消除从高压侧流动到低压侧的流体中的压力波动。根据本实用新型专利技术的流体控制阀对经由其流动通过的流体的压力变化的响应较快，并且能够降低或消除从高压侧流动到低压侧的流体中的压力波动，安全性和可靠性较高。

【技术实现步骤摘要】
流体控制阀
本技术涉及一种流体控制阀。
技术介绍
流体控制阀用于实现对流体流动的控制，其通常被布置高压侧(例如，流体源)和低压侧(例如，喷嘴)之间，以控制流体从高压侧向低压侧的流动，并且在意外状况发生(例如，低压侧发生堵塞)时防止流体回流，从而防止对高压侧的装置造成损害或引发危险。流体控制阀通常包括相互配合以控制流动通道的打开和关闭的阀杆和阀座。在传统的流体控制阀中，阀座被设计为固定，而阀杆被设计为能够相对于阀座移动。但是，当上述意外状况发生时，这种传统的流体控制阀的阀杆不能快速返回关闭位置以防止流体回流，响应速度较慢，安全性较低。另外，在传统的流体控制阀中，当流动通过流体控制阀的流体的压力突然发生变化时会导致流出的流体流不稳定。流出的流体流不稳定又容易导致位于低压侧的装置故障，降低系统的可靠性，甚至引发危险。因而，迫切需要对现有的流体控制阀进行改进，以提高其安全性和可靠性。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提供一种新型的流体控制阀，在这种流体控制阀中，阀杆被固定在所述阀腔内而阀座能够相对于所述阀杆在打开位置和关闭位置之间移动，这使得流体控制阀在例如低压侧堵塞的意外状况发生时能够快速返回关闭位置以防止流体回流。根据本技术的一方面，提供一种流体控制阀，所述流体控制阀用于控制流体从高压侧到低压侧的流动，并且包括：阀体，所述阀体限定阀腔，所述阀体上开设有流体入口和流体出口，所述流体入口和所述流体出口分别通过形成在所述阀体中的进入通道和排出通道与所述阀腔流体连通，所述流体入口与所述高压侧连通并且所述流体出口与所述低压侧连通，所述流体入口、所述进入通道、所述阀腔、所述排出通道和所述流体出口一起形成流动通道；以及，布置在所述阀腔内以控制所述流动通道的打开和关闭的阀芯组件。所述阀芯组件包括：固定在所述阀腔内的阀杆；能够相对于所述阀杆在打开位置和关闭位置之间移动的阀座，所述阀座在处于所述关闭位置时与所述阀杆接合以关闭所述流动通道，并且所述阀座在处于所述打开位置时不与所述阀杆接合以打开所述流动通道；以及，作用在所述阀座上的至少一个偏压元件。优选地，所述阀芯组件还包括套管，所述套管被固定在所述阀腔内，并且所述阀座被能够移动地接收在所述套管中，所述套管限定所述阀座的移动位置。优选地，当所述高压侧的压力没有超过所述低压侧的压力预定阈值时，所述阀座被所述至少一个偏压构件保持在所述关闭位置，并且当所述高压侧的压力超过所述低压侧的压力所述预定阈值时，所述阀座在压力差的作用下抵抗所述至少一个偏压构件的偏压而移动到所述打开位置。优选地，所述流体控制阀还包括缓冲结构，所述缓冲结构被布置在所述阀体内并且用于降低或消除从所述高压侧流动到所述低压侧的流体中的压力波动，从而使得从流体出口流出的流体流稳定。这能够避免位于低压侧的装置由于流体流不稳定而发生故障，提高系统的可靠性和使用寿命。优选地，所述缓冲结构是以下中的一种或多种：所述排出通道的蜿蜒构型；形成于所述阀腔中的流体缓冲部；布置在所述阀腔中的导流片；以及，布置在所述阀腔内位于所述阀座下游的活塞组件。优选地，当所述缓冲结构包括所述活塞组件时，所述活塞组件包括：缓冲活塞，所述缓冲活塞与所述阀腔的壁密封地接合并且能够沿着所述阀腔的壁滑动，所述缓冲活塞将所述阀腔分隔成活塞腔和流体腔；以及，被布置在所述活塞腔内的活塞弹簧，所述活塞弹簧的一端被固定到述活塞腔的壁，另一端抵接所述缓冲活塞；其中，流体在所述阀座处于所述打开位置时从所述流体入口经由所述进入通道进入所述流体腔，并且经由所述排出通道从所述流体出口流出，而不流过所述活塞腔。优选地，当所述流体腔中的流体的压力突然升高时，所述缓冲活塞响应于流体压力升高而抵抗所述活塞弹簧滑动，使得所述活塞腔的体积变小而所述流体腔的体积变大，并且当所述流体腔中的流体的压力突然降低时，所述缓冲活塞响应于流体压力降低而顺应所述活塞弹簧滑动，使得所述活塞腔的体积变大而所述流体腔的体积变小。优选地，所述至少一个偏压元件包括布置在所述阀座上游侧的第一弹簧和布置在所述阀座下游侧的第二弹簧，所述第一弹簧的一端被固定到所述阀腔的壁，另一端抵接所述阀座的端面，并且所述第二弹簧的一端被固定到所述阀腔的壁，另一端抵接所述阀座的相反端面。优选地，所述至少一个偏压元件包括布置在所述阀座上游侧的第三弹簧和布置在所述阀座下游侧的第四弹簧，所述第三弹簧的一端抵接所述阀座的端面，另一端抵接所述缓冲活塞，并且所述第四弹簧的一端抵接所述阀腔的壁，另一端抵接所述阀座的相反端面。优选地，所述流体控制阀是氢气控制阀，其被布置在燃料电池的氢气供应通道中，位于氢气储罐和喷嘴之间，用以控制氢气从所述氢气储罐到所述喷嘴的流动。根据本技术的流体控制阀能够在例如低压侧堵塞的意外状况发生时能够快速返回关闭位置以防止流体回流，并且对经由其流动通过的流体的压力变化的响应较快，能够降低或消除从高压侧流动到低压侧的流体中的压力波动，安全性和可靠性较高。附图说明下面将结合附图来更彻底地理解并认识本技术的上述和其它方面。应当注意的是，附图仅为示意性的，并非按比例绘制。在附图中：图1是根据本申请的一个实施例的流体控制阀的示意性横截面图；图2A和图2B分别是图1的流体控制阀的示意性局部放大横截面图，其中图2A示出了流体控制阀的阀座处于关闭位置，并且图2B示出了流体控制阀的阀座处于打开位置；图3和图4分别是图1的流体控制阀的变型的示意性横截面图；图5是根据本申请的另一个实施例的具有缓冲结构的流体控制阀的示意性横截面图；图6是根据本申请的又一个实施例的具有缓冲结构的流体控制阀的示意性横截面图；以及图7是根据本申请的再一个实施例的具有缓冲结构的流体控制阀的示意性横截面图。具体实施方式下面结合示例详细描述本技术的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本技术形成任何限制。本申请涉及一种流体控制阀。这种流体控制阀用于实现对流体流动的控制，其通常被布置在流体通道中，位于高压侧(例如流体源)和低压侧(例如喷嘴)之间，以控制流体从高压侧向低压侧的流动，并且在意外状况发生(例如，低压侧发生堵塞)时能够迅速关闭以防止流体回流，从而防止对高压侧的装置造成损害或引发危险。作为一种示例，这种流体控制阀可以用作气体控制阀，特别是氢气控制阀，其被布置在燃料电池的氢气供应通道中，位于氢气储罐和喷嘴之间，用以控制氢气从氢气储罐到喷嘴的流动。图1是根据本申请的一个实施例的流体控制阀1的示意性横截面图。流体控制阀1包括阀体3，该阀体3在其内限定出阀腔5。阀体3上开设有流体入口7和流体出口9，该流体入口7和流体出口9分别通过形成在阀体3中的进入通道11和排出通道13来与阀腔5流体连通。流体入口7适于与高压侧(例如，流体源)15连通，以允许来自高压侧15的流体流入流体控制阀1。流体出口9适于与低压侧(例如，喷嘴)17连通，以允许通过流体控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体控制阀，所述流体控制阀用于控制流体从高压侧(15)到低压侧(17)的流动，并且包括：/n阀体(3)，所述阀体(3)限定阀腔(5)，所述阀体(3)上开设有流体入口(7)和流体出口(9)，所述流体入口(7)和所述流体出口(9)分别通过形成在所述阀体(3)中的进入通道(11)和排出通道(13)与所述阀腔(5)流体连通，所述流体入口(7)与所述高压侧(15)连通并且所述流体出口(9)与所述低压侧(17)连通，所述流体入口(7)、所述进入通道(11)、所述阀腔(5)、所述排出通道(13)和所述流体出口(9)一起形成流动通道；以及/n布置在所述阀腔(5)内以控制所述流动通道的打开和关闭的阀芯组件(19)；/n其特征在于，所述阀芯组件(19)包括：/n固定在所述阀腔(5)内的阀杆(23)；/n能够相对于所述阀杆(23)在打开位置和关闭位置之间移动的阀座(21)，所述阀座(21)在处于所述关闭位置时与所述阀杆(23)接合以关闭所述流动通道，并且所述阀座(21)在处于所述打开位置时不与所述阀杆(23)接合以打开所述流动通道；以及/n作用在所述阀座(21)上的至少一个偏压元件。/n

【技术特征摘要】
1.一种流体控制阀，所述流体控制阀用于控制流体从高压侧(15)到低压侧(17)的流动，并且包括：
阀体(3)，所述阀体(3)限定阀腔(5)，所述阀体(3)上开设有流体入口(7)和流体出口(9)，所述流体入口(7)和所述流体出口(9)分别通过形成在所述阀体(3)中的进入通道(11)和排出通道(13)与所述阀腔(5)流体连通，所述流体入口(7)与所述高压侧(15)连通并且所述流体出口(9)与所述低压侧(17)连通，所述流体入口(7)、所述进入通道(11)、所述阀腔(5)、所述排出通道(13)和所述流体出口(9)一起形成流动通道；以及
布置在所述阀腔(5)内以控制所述流动通道的打开和关闭的阀芯组件(19)；
其特征在于，所述阀芯组件(19)包括：
固定在所述阀腔(5)内的阀杆(23)；
能够相对于所述阀杆(23)在打开位置和关闭位置之间移动的阀座(21)，所述阀座(21)在处于所述关闭位置时与所述阀杆(23)接合以关闭所述流动通道，并且所述阀座(21)在处于所述打开位置时不与所述阀杆(23)接合以打开所述流动通道；以及
作用在所述阀座(21)上的至少一个偏压元件。


2.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，所述阀芯组件(19)还包括套管(25)，所述套管(25)被固定在所述阀腔(5)内，并且所述阀座(21)被能够移动地接收在所述套管(25)中，所述套管(25)限定所述阀座(21)的移动位置。


3.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，当所述高压侧(15)的压力没有超过所述低压侧(17)的压力预定阈值时，所述阀座(21)被所述至少一个偏压元件保持在所述关闭位置，并且当所述高压侧(15)的压力超过所述低压侧(17)的压力所述预定阈值时，所述阀座(21)在压力差的作用下抵抗所述至少一个偏压元件的偏压而移动到所述打开位置。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的流体控制阀，其特征在于，所述流体控制阀还包括缓冲结构，所述缓冲结构被布置在所述阀体(3)内并且用于降低或消除从所述高压侧(15)流动到所述低压侧(17)的流体中的压力波动。


5.根据权利要求4所述的流体控制阀，其特征在于，所述缓冲结构是以下中的一种或多种：
所述排出通道(13)的蜿蜒构型；
形成于所述阀腔(5)中的流体缓冲部(37)；
布置在所述阀腔(5)中的导流片；以及
布置在所述阀腔(5...

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