超高压瓶阀制造技术

本发明专利技术公开了一种超高压瓶阀，包括阀体，阀体内设有减压阀、平衡阀、电磁阀、单向充气阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、滤芯、温度传感器、瓶内气压及输出气压传感器接口等；各零部件按要求配置在阀体内，并由阀体内的相应通道连通，具有集成度高，安全性和监控性高的特点；供气压力可根据燃料电池的要求进行调节；输出流量和压力的波动大幅降低；采用具有先导阀的电磁阀，大幅降低了开阀时通过线圈的电流，延长了电磁阀的寿命；储氢瓶超压超温时，相应的安全阀动作，将瓶内高压氢气释放卸压，避免爆炸危险；随时对瓶内气压、温度及输出压力进行监控。

【技术实现步骤摘要】
超高压瓶阀
本专利技术涉及阀门
，具体涉及一种超高压瓶阀。
技术介绍
氢能源燃料电池汽车，由于完全没有污染、充气时间短及续驶里程长，所以得到世界各主要经济体的高度重视，我国政府也已将加氢设施建设写进了2019年的政府工作报告。为了进一步提高续驶里程和提高整车性能，世界各制造商正在将储氢瓶内的氢气压力提高到70MPa，这就对储氢瓶和瓶阀提出了更严格的要求，对瓶阀而言，要求安全性高、功能集成度高和监控性高。目前国内外采用的高压瓶阀，主要集成了流量限制器、电磁阀、过热安全阀、手动截止阀、放气阀、滤芯以及压力传感器和温度传感器，这类阀的不足之处是，无论是否供气，阀内始终处于与瓶内气压相当的高压状态，这不但增大了电磁阀的开阀电流，并容易造成泄漏和不安全；并且没有稳流装置，因此，输出的气体流量波动很大；此外，由于氢燃料电池只能承受较低的气压，因此，阀外必须再经减压阀减压，这增加了连接上的麻烦和泄漏点，并且输出压力波动也很大，而燃料电池希望能提供比较稳定的流量和压力；再次，大多采用直动式电磁阀，开阀电流大，由于散热条件差，影响电磁阀寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的车载高压储氢瓶组合阀存在的上述问题，提供一种超高压瓶阀，具有输出气压可根据燃料电池的要求进行调节、减压阀后始终处于低压，并且采用具有先导阀的电磁阀，电磁铁只要以较小的力就能打开电磁阀，电磁铁寿命长，此外，输出流量及压力稳定等特点。本专利技术为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种超高压瓶阀，包括阀体，阀体内设有减压阀、平衡阀、电磁阀、单向充气阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、滤芯、温度传感器、瓶内气压及输出气压传感器接口；充氢时，高压氢气经充气口滤芯打开单向充气阀，通过阀体内的相应通道向储氢瓶充气；供氢时，瓶内高压氢气经减压阀、平衡阀、电磁阀及出气口滤芯向燃料电池供气。超高压瓶阀的工作原理是：向储氢瓶内充气时，高压氢气首先经充气口滤芯过滤，以免杂质进入储氢瓶和瓶阀内，然后经充气单向阀及阀体内的相应通道进入储氢瓶；充气单向阀的作用是，当停止供气时，阻止氢气逆向流出，实现保压；储氢瓶内的高压氢气，通过阀体内的相关通道与过压安全阀、过热安全阀、放气阀、瓶内气压传感器、输出压力传感器及温度传感器相通；过压安全阀的功能是，当充气压力超过70Mpa或由于外界温度上升引起瓶内气压超过70Mpa时，会自动放气释压，以免储氢瓶超压爆炸；过热安全阀的功能是，由环境升温（例如车辆燃烧）致使阀温上升至110℃±5℃时，为了防止储氢瓶过热超压爆炸，过热保护装置动作，将瓶内氢气向外排放；放气阀的功能是，当减压阀或电磁阀等发生故障，无法向燃料电池供气时，可打开放气阀，将瓶内氢气向外排出或排入其他容器；瓶内气压传感器用于观察瓶内氢气压力，当气压降低至最低工作压力（例如5Mpa左右）时应及时充气，当充气压力达到70Mpa时应停止充气；输出压力传感器用于观察输出压力是否符合燃料电池的要求；温度传感器用于观察瓶内氢气的温度，正常工作温度范围为-40℃—+85℃，超温时应及时检查有无事故或不适当操作发生。当储氢瓶向燃料电池供气时，高压氢气首先进入减压阀，然后通过平衡阀、电磁阀和出气口滤芯向燃料电池供气。减压阀的功能是将阀前的高压减至燃料电池所需的低压；由于减压阀的输入压力相差很大（5Mpa—70Mpa），因此输出压力的波动很大，同时影响到输出流量的稳定性，平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，其功能是控制输出流量和压力的大小及波动，必要时节流阀可用作截止阀；此外，当通过的流量过大时（例如下游管道破裂），能自动关闭气路，停止供气；出气口滤芯的功能是防止杂质进入燃料电池。作为优选，阀体由相互垂直的上下两部分组成，上部为长方体，下部基本上为一圆柱，圆柱上方的外螺纹与储氢瓶上方的内螺纹旋合，下圆柱与瓶口下方的内孔滑配，下圆柱的凹槽中设有O型密封圈十三和挡圈二；各零部件配置在阀体内，并由阀体内的相应通道连通；圆柱的一侧设有纵向孔，纵向孔的顶端与减压阀进口腔相通。作为优选，减压阀设置在长方体中线略偏左位置，包括阀套五、滑阀一、弹簧五、调节螺柱三、锁紧螺母四、挡圈一、螺塞及O型密封圈，各零件中心线在同一轴线上；阀套五与相应孔过渡配合，两端由孔用弹性挡圈一定位，内孔的两端加工有螺纹，中心有一个阶梯孔，上通孔直径略小于下通孔直径，上通孔的下端有一个倒角，下方有一个环形凹槽；调节螺柱三的外螺纹旋合在阀套五上端的螺孔中，顶端有内六角孔，下端有一个凸台，中心底端有一个纵向盲孔，上方有一个径向孔，二孔相通；螺塞的外螺纹旋合在再阀套五下端的螺孔中，上方的小圆柱与阀套五的下通孔滑配，并设有O型密封圈，顶端有一个凹坑，下端有一个内六角孔；滑阀一的上段是一个上柱塞，中段是一个活塞，下端是一个下柱塞，三者由较细的上阀杆和下阀杆连成一体，上柱塞的直径略小于下柱塞的直径，上、下两柱塞的外径上均有若干条均压沟槽，上柱塞和活塞滑配在阀套五的上通孔中，上柱塞上方的凹槽中设有O型密封圈和挡圈，滑阀顶端有一个凸台，下柱塞动配在阀套五的下通孔中，底端中心设有轴向盲孔，下阀杆中段设有径向孔，二孔相通，中段的活塞下端是一个外凸的锥体，锥体的外径略小于阀套五的下通孔内径，但大于上通孔内径，锥体的锥角与上通孔下端的倒角的锥度相同，活塞的外圆上有两个对称的半倒锥形凹槽，凹槽与上通孔的下端的倒角组成减压阀阀口，减压阀阀口形状近似于两个半圆，因此具有较大的水力半径，减压阀阀口关闭后还会继续上升一段距离，然后下通孔下端的倒角与活塞上的锥体贴合，是一种双重密封结构，弹簧五设置在滑阀一的顶面和调节螺柱三的底面之间；滑套五中段的筒壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有一条较宽的凹槽，阀套五中下段的筒壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有环形凹槽，与通道孔相通。作为优选，平衡阀设置在减压阀的右侧，平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，包括弹簧一、阀芯一、阀套一、导向套、调节螺柱一，锁紧螺母一和O型密封圈，各零件的中心线在同一轴线上；阀套一的外形为阶梯形圆柱，中、小圆柱滑配在相应的内孔中，并各设有O型密封圈二及O型密封圈十二，大径上的外螺纹旋合在阀体相应的螺孔中，其内孔为阶梯孔，大径上车有内螺纹，底墙中心具有通孔，通孔下端具有倒角，底墙的周壁上设有4个均布的径向孔，径向孔的外口车有环形凹槽，阀套一中段的管壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有环形凹槽，与通道孔相通；导向套下部的外螺纹与阀套一大径上的内螺纹旋合，上方的圆柱体与阀套一的内孔滑配，并设有O型密封圈一，中心是一个阶梯孔，大径内车有内螺纹；调节螺柱一是一阶梯轴，上方小轴与导向套的小孔滑配，并设有O型密封圈三，顶端有一个凹坑，下方的外螺纹与导向套大径中的内螺纹旋合，底端有一个内六角孔；阀芯一设置在阀套一的上方空腔中，其下方的小轴与导向套的内孔动配，上部是一个锥台，锥台的锥度与阀套一底墙上的通孔下端倒角的锥度相同，二者组成平衡阀阀口，转动调节螺柱一，即能调节平衡阀阀口的大小，调定后用锁紧螺母一锁定，必要时可用作截止阀，阀芯一的中心从底部起设有轴向盲孔，上方设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高压瓶阀，包括阀体（1），其特征在于：阀体内设有减压阀、平衡阀、电磁阀、单向充气阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、滤芯、温度传感器、瓶内气压及输出气压传感器接口；充氢时，高压氢气经充气口滤芯（22）打开单向充气阀，通过阀体（1）内的相应通道向储氢瓶充气；供氢时，瓶内高压氢气经减压阀、平衡阀、电磁阀及出气口滤芯（57）向燃料电池供气。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高压瓶阀，包括阀体（1），其特征在于：阀体内设有减压阀、平衡阀、电磁阀、单向充气阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、滤芯、温度传感器、瓶内气压及输出气压传感器接口；充氢时，高压氢气经充气口滤芯（22）打开单向充气阀，通过阀体（1）内的相应通道向储氢瓶充气；供氢时，瓶内高压氢气经减压阀、平衡阀、电磁阀及出气口滤芯（57）向燃料电池供气。


2.根据权利要求1所述的超高压瓶阀，其特征在于：阀体（1）由相互垂直的上下两部分组成，上部为长方体，下部基本上为一圆柱，圆柱上方的外螺纹与储氢瓶上方的内螺纹旋合，下圆柱与瓶口下方的内孔滑配，下圆柱的凹槽中设有O型密封圈十三（61）和挡圈二（60），各零部件配置在阀体（1）内，并由阀体（1）内的相应通道连通，圆柱的一侧设有纵向孔（a），纵向孔（a）的顶端与减压阀进口腔（Z1）相通。


3.根据权利要求1或2所述的超高压瓶阀，其特征在于：减压阀设置在长方体中线略偏左位置，包括阀套五（38）、滑阀一（39）、弹簧五（36）、调节螺柱三（34）、锁紧螺母四（35）、挡圈一（41）、螺塞（13）及O型密封圈，各零件中心线在同一轴线上；阀套五（38）与相应孔过渡配合，两端由孔用弹性挡圈一（11）定位，内孔的两端加工有螺纹，中心有一个阶梯孔，上通孔直径略小于下通孔直径，上通孔的下端有一个倒角，下方有一个环形凹槽；调节螺柱三（34）的外螺纹旋合在阀套五（38）上端的螺孔中，顶端有内六角孔，下端有一个凸台，中心底端有一个纵向盲孔，上方有一个径向孔，二孔相通；螺塞（13）的外螺纹旋合在阀套五（38）下端的螺孔中，上方的小圆柱与阀套五（38）的下通孔滑配，并设有O型密封圈，顶端有一个凹坑，下端有一个内六角孔；滑阀一（39）的上段是一个上柱塞，中段是一个活塞，下端是一个下柱塞，三者由较细的上阀杆和下阀杆连成一体，上柱塞的直径略小于下柱塞的直径，上、下两柱塞的外径上均有若干条均压沟槽，上柱塞和活塞滑配在阀套五（38）的上通孔中，上柱塞上方的凹槽中设有O型密封圈和挡圈，滑阀顶端有一个凸台，下柱塞动配在阀套五（38）的下通孔中，底端中心设有轴向孔（v），下阀杆中段设有径向孔（c），二孔相通，中段的活塞下端是一个外凸的锥体，锥体的外径略小于阀套五（38）的下通孔内径，但大于上通孔内径，锥体的锥角与上通孔下端的倒角的锥度相同，活塞的外圆上有两个对称的半倒锥形凹槽，凹槽与上通孔的下端的倒角组成减压阀阀口（V1），减压阀阀口（V1）形状近似于两个半圆，因此具有较大的水力半径，减压阀阀口（V1）关闭后还会继续上升一段距离，然后下通孔下端的倒角与活塞上的锥体贴合，是一种双重密封结构；弹簧五（36）设置在滑阀一（39）的顶面和调节螺柱三（34）的底面之间；滑套五（38）中段的筒壁上设有4个均布的径向孔（e），径向孔（e）外口的外径上车有一条较宽的凹槽（d），阀套五（38）中下段的筒壁上设有4个均布的径向孔（h），径向孔（h）外口的外径上车有环形凹槽，与通道（i）相通。


4.根据权利要求1或2所述的超高压瓶阀，其特征在于：平衡阀设置在减压阀的右侧，平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，包括弹簧一（2）、阀芯一（3）、阀套一（5）、导向套（7）、调节螺柱一（9），锁紧螺母一（10）和O型密封圈，各零件的中心线在同一轴线上；阀套一（5）的外形为阶梯形圆柱，中、小圆柱滑配在相应的内孔中，并各设有O型密封圈二（6）及O型密封圈十二（59），大径上的外螺纹旋合在阀体（1）相应的螺孔中，其内孔为阶梯孔，大径上车有内螺纹，底墙中心具有通孔（j），通孔（j）下端具有倒角，底墙的周壁上设有4个均布的径向孔（k），径向孔（k）的外口车有环形凹槽，阀套一（5）中段的管壁上设有4个均布的径向孔（z），径向孔（z）外口的外径上车有环形凹槽，与通道（i）相通；导向套（7）下部的外螺纹与阀套一（5）大径上的内螺纹旋合，上方的圆柱体与阀套一（5）的内孔滑配，并设有O型密封圈一（4），中心是一个阶梯孔，大径内车有内螺纹；调节螺柱一（9）是一阶梯轴，上方小轴与导向套（7）的小孔滑配，并设有O型密封圈三（8），顶端有一个凹坑（n），下方的外螺纹与导向套（7）大径中的内螺纹旋合，底端有一个内六角孔；阀芯一（3）设置在阀套一（5）的上方空腔中，其下方的小轴与导向套（7）的内孔动配，上部是一个锥台，锥台的锥度与阀套一（5）底墙上的通孔（j）下端倒角的锥度相同，二者组成平衡阀阀口（V2），转动调节螺柱一（9），即能调节平衡阀阀口（V2）的大小，调定后用锁紧螺母一（10）锁定，必要时可用作截止阀，阀芯一（3）的中心从底部起设有轴向盲孔（p），上方设有径向孔（q），二孔相通，阀芯一（3）的中段具有外凸环，弹簧一（2）设置在外凸环的上端面和阀套一（5）的底墙之间。


5.根据权利要求1或2所述的超高压瓶阀，其特征在于：电磁阀位于阀体（1）长方体的右上方，包括电磁铁、滑阀二（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴为民，陈永新，周云忠，张雪根，
申请(专利权)人：杭州春江阀门有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33