一种自加热电磁阀及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种自加热电磁阀及其应用，涉及燃料电池电磁阀技术领域。本发明专利技术提供了一种能用于各种低温工况的电磁阀，该电磁阀通过自加热融冰能够有效消除低温环境造成的产品内腔结冰等现象，同时也能实现温度的监测，本发明专利技术提供的电磁阀集成了开关控制、内腔加温供热和腔体温度实时监测三种功能。本发明专利技术提供的电磁阀可以适应电池系统体积小重量轻的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种自加热电磁阀及其应用
本专利技术涉及燃料电池电磁阀
，具体而言，涉及一种自加热电磁阀及其应用。
技术介绍
氢能源汽车等燃料电池系统中，需要通过电磁阀对管路介质进行通断控制和排放管理，而目前的燃料电池用电磁阀无法在气温寒冷的北方或易结冰的地区正常通断控制和排放管理。鉴于此，特出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自加热电磁阀及其应用以解决上述技术问题。本专利技术是这样实现的：一种自加热电磁阀，其包括阀体、密封头、定铁芯、动铁芯、线圈组件、温度传感器和加热片，阀体的一端连接有管路介质进口端，阀体的另一端连接有管路介质出口端，阀体具有腔室，腔室内靠近管路介质出口端连接有密封头，密封头与动铁芯固定连接，定铁芯与动铁芯相对设置，线圈组件设置在定铁芯的外周，温度传感器设置在线圈组件外周，线圈组件的端部还设置有加热片。本专利技术提供了一种能用于各种低温工况的电磁阀，该电磁阀通过自加热融冰能够有效消除低温环境造成的产品内腔结冰等现象，同时也能实现温度的监测，本专利技术提供的电磁阀集成了开关控制、内腔加温供热和腔体温度实时监测三种功能。本专利技术提供的电磁阀可以适应电池系统体积小重量轻的要求。本专利技术通过温度传感器对电磁阀所处的环境温度进行监测，当温度低于预设低温温度时，加热片启动对电磁阀的加热，当传感器监测电磁阀的温度升高至预设临界温度时，停止加热片供热。优选地，当电磁阀内部传感器检测温度低于零摄氏度时，电磁阀的加热片通电加热；当传感器的检测温度高于20℃时，加热片停止工作。在电磁阀工作的过程中，定铁芯外周的线圈组件通电时产生一定的热量，热量由线圈组件传热至定铁芯中，达到辅助加热的目的。这样有助于加热片停止工作后电磁阀持续有热量供给，也有利于降低功耗。在其他实施方式中，上述加热片也可以替换为加热线圈或电阻丝，优选为加热片，加热片的加热速率更快。上述密封头优选为橡胶材料。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述线圈组件、温度传感器和加热片分别通过外接导线与外接电源连接。通过外接电源供电以线圈组件产生电磁场，使得动铁芯和定铁芯产生磁性，动铁芯在磁力的作用下向定铁芯运动并产生吸合，从而实现电磁阀的打开。供电至温度传感器以实现对电磁阀工作温度的监测，防止温度过低导致阀体内腔结冰。温度传感器可以是PT1000传感器，以实时测量阀体温度。加热片供电以实现加热片对电磁阀的通电供热，在其他实施方式中，上述加热片也可以是选自电阻丝、加热丝、加热管或加热棒，只要能满足电加热即可。上述加热片可以是PTC加热片。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述线圈组件外还设置有壳体，壳体将定铁芯、动铁芯、线圈组件、温度传感器和加热片包覆在壳体内，且壳体底部与阀体密封连接。设置壳体一方面可以对阀体内的热量进行包覆，减少热量的散失速度，从而在一定程度上降低了功耗，降低了阀体腔室结冰的几率。另一方面，壳体也是构成阀体整体密封的一部分。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述密封头的外周设置有弹簧，弹簧的数目至少为两个。当电磁阀由打开状态切换至闭合状态时，弹簧用于缓冲密封头下降时对阀体的腔室的剐蹭，以减小密封头以较快的速度下落对阀体的腔室造成的磨损。上述弹簧的数目可以是多个，例如对称设置于密封头的两侧。弹簧也可以替换为其他的弹性部件，例如弹片等，弹簧结构更合理。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述线圈组件包括线圈和设置于线圈外的线圈骨架，线圈骨架顶部设置有上加热片，线圈骨架的底部设置有下加热片，且下加热片的底端与壳体内壁抵接。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述阀体的管路介质出口端还设置有节流嘴；优选地，节流嘴内置于阀体的管路介质出口端。节流嘴通过固定流通面积来控制流体流动。在实际应用中可以根据需要进行设置。将节流嘴内置于阀体的管路介质出口端可以降低节流嘴堵塞或结冰的几率。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述定铁芯和动铁芯的中间均开有导流孔，且导流孔与管路介质进口端同轴线，管路介质进口端与导流孔连通。本专利技术设置同轴线的导流孔和管路介质进口端，这种轴流式结构，介质流通通道直接穿过阀门的线圈中心，相比于传统的直动式电磁阀，体积小、重量轻。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述密封头与动铁芯的连接处设置有流道孔以使动铁芯的导流孔与流道孔连通，且流道孔的一端与阀体内的腔室连通；优选地，流道孔的数目至少为一个。当通电时，定铁芯与动铁芯相吸，此时，密封头在动铁芯的带动下向上位移，管路介质由管路介质进口端进入定铁芯的导流孔，依次下穿动铁芯的导流孔、流道孔，进入阀体内的腔室内，从密封头底部进入管路介质出口端，并从节流嘴流出。当断电时，动铁芯脱离定铁芯，与动铁芯固定连接的密封头向下位移，密封头封住管路介质出口端，以阻塞管路介质的流出，管路介质停滞于阀体的腔室内。在本专利技术应用较佳的实施方式中，上述阀体的腔室内开设有与密封头相配合的限位槽。设置限位槽以对断电后密封头下落的位置进行限定，防止密封不严实，造成介质泄露的发生。上述自加热电磁阀在燃料电池中的应用，例如在燃料电池氢气系统的排氢管路上用于控制排氢的开合；也可以用于排除燃料电池堆中的水汽及其他残余气体。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的提供了一种自加热电磁阀，该电磁阀集成了开关控制、内腔加温供热和腔体温度实时监测三种功能。通过温度传感器对电磁阀所处的环境温度进行监测，当温度低于预设低温温度时，加热片启动对电磁阀的加热，当传感器监测电磁阀的温度升高至预设临界温度时，停止加热片供热。线圈组件起到了辅助加热的功能，有助于加热片停止工作后电磁阀持续有热量供给，也有利于降低加热片的使用功耗。本专利技术提供的电磁阀通过自加热融冰能够有效消除低温环境造成的产品内腔结冰等现象。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的自加热电磁阀的结构示意图；图2为图1阀体打开状态时的自加热电磁阀的结构示意图。图标：100-自加热电磁阀；110-阀体；111-管路介质进口端；112-管路介质出口端；113-节流嘴；114-腔室；120-定铁芯；130-动铁芯；131-导流孔；140-密封头；141-流道孔；150-线圈组件；151-线圈；152-线圈骨架；153-导线；161-上加热片；162-下加热片；170-温度传感器；180-弹簧；190-壳体。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自加热电磁阀，其特征在于，其包括阀体、密封头、定铁芯、动铁芯、线圈组件、温度传感器和加热片，所述阀体的一端连接有管路介质进口端，所述阀体的另一端连接有管路介质出口端，所述阀体具有腔室，所述腔室内靠近所述管路介质出口端连接有密封头，所述密封头与所述动铁芯固定连接，所述定铁芯与所述动铁芯相对设置，所述线圈组件设置在所述定铁芯的外周，所述温度传感器设置在所述线圈组件外周，所述线圈组件的端部还设置有所述加热片。/n

【技术特征摘要】
1.一种自加热电磁阀，其特征在于，其包括阀体、密封头、定铁芯、动铁芯、线圈组件、温度传感器和加热片，所述阀体的一端连接有管路介质进口端，所述阀体的另一端连接有管路介质出口端，所述阀体具有腔室，所述腔室内靠近所述管路介质出口端连接有密封头，所述密封头与所述动铁芯固定连接，所述定铁芯与所述动铁芯相对设置，所述线圈组件设置在所述定铁芯的外周，所述温度传感器设置在所述线圈组件外周，所述线圈组件的端部还设置有所述加热片。


2.根据权利要求1所述的自加热电磁阀，其特征在于，所述线圈组件、所述温度传感器和所述加热片分别通过外接导线与外接电源连接。


3.根据权利要求2所述的自加热电磁阀，其特征在于，所述线圈组件外还设置有壳体，所述壳体将所述定铁芯、所述动铁芯、所述线圈组件、所述温度传感器和加热片包覆在壳体内，且所述壳体底部与所述阀体密封连接。


4.根据权利要求1或2所述的自加热电磁阀，其特征在于，所述密封头的外周设置有弹簧，所述弹簧的数目至少为两个。


5.根据权利要求3所述的自加热电磁阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱崇涛，王凤芹，胡凤波，肖海，
申请(专利权)人：北京艾尔航空科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11