氢能源车超高压瓶阀制造技术

本发明专利技术公开了一种氢能源车超高压瓶阀，包括阀体，阀体内设置有双阀口减压阀，由节流阀和稳流稳压阀组成的平衡阀、电磁阀、单向充气阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、充气口和出气口滤芯、温度传感器、瓶内气压和输出压力传感器接口等，各零部件按设计要求设置在阀体内，并由阀体内的相应通道连通，具有集成度高、安全性及监控性高的特点；输出压力可根据燃料电池要求进行调节，输出压力和流量的波动大幅降低，适合燃料电池的要求；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，避免超压爆炸；对瓶内气压、气温及输出压力能随时进行监控。

【技术实现步骤摘要】
氢能源车超高压瓶阀
本专利技术涉及阀门
，具体涉及一种氢能源车超高压瓶阀。
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，续驶里程长，并且随着制氢技术的提高，制氢成本将大幅降低，因此受到世界各主要经济体的高度重视。因此，对燃料电池、储氢瓶及瓶阀提出了严格的要求。对瓶阀而言，由于超高压（70MPa）的特别要求，故瓶阀是一个功能集成度高、监控性高和安全性高的组合阀。目前国内外正在使用的各类瓶阀虽然基本上达到了上述要求，但在性能和功能集成度上还需进一步提高，例如瓶阀内没有减压装置，因此输出压力很高，而燃料电池仅能承受较低的压力，所以阀外还需经减压阀减压，这不但增加了连接上的麻烦和泄漏点，而且因为瓶内压力变化范围大，一般为70MPa-5MPa，因此减压后的输出压力波动大；此外，瓶阀内也无稳流装置，因此输出流量的波动也大，而燃料电池希望能提供比较稳定的压力和流量。本专利技术就是为解决普通高压瓶阀上述技术上的不足而设计的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的氢能源汽车中的瓶阀所存在的问题，提供一种氢能源车超高压瓶阀，具有安全性、功能集成度及监控性高的优点，输出压力可根据燃料电池要求进行调节，输出压力和流量的波动大幅降低，适合燃料电池的要求，对瓶内气压、气温及输出压力能随时进行监控。本专利技术为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种氢能源车超高压瓶阀，包括阀体，阀体内设置有减压阀、由节流阀和稳流稳压阀组成的平衡阀、电磁阀、充气单向阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、充气口和出气口滤芯、温度传感器、用于连接瓶内气压和输出压力传感器的瓶压传感器接口和输出压力传感器接口；充气时，高压氢气经充气口滤芯打开充气单向阀，通过阀体内的相应通道，向储氢瓶充气；供气时，储氢瓶内的高压氢气经减压阀、平衡阀、电磁阀及出气口滤芯向氢燃料电池供气；减压阀的输出压力可根据燃料电池要求进行调节，平衡阀用于降低输出压力和流量的波动。本专利技术氢能源车超高压瓶阀的工作原理如下：向储氢瓶充气时，高压氢气首先经充气口滤芯过滤，以免杂质进入储氢瓶及瓶阀内，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，通过阀体内的相应通道与过压安全阀、过热安全阀、放气阀、瓶内气压传感器、输出压力传感器及瓶内温度传感器连通；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，过热保护装置动作，将瓶内氢气向外排放，防止储氢瓶过热升压爆炸；放气阀的功能是，当减压阀、平衡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，将瓶内氢气排出或排入其他容器；瓶内气压传感器用于观察瓶内氢气的压力，当气压降至最低工作压力（例如5MPa）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；瓶内温度传感器用于观察瓶内氢气的温度，正常温度范围为-40℃到85℃，超温时应及时检查有无事故或不适当的操作发生。当储氢瓶向燃料电池供气时，高压氢气首先进入减压阀，然后经平衡阀、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；由于减压阀的输出压力波动较大，因此影响到输出流量的稳定，故在其后串联了一只平衡阀。平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，其功能是控制输出压力和流量的波动，此外，当通过的流量过大时（如下游管道破裂），能自动关闭气路，停止供气，必要时节流阀可用作截止阀；出气口滤芯的功能是防止杂质进入燃料电池。作为优选，阀体由相互垂直的两部分组成，上部为横截面呈T字形的长方块，下部为一阶梯形圆柱，圆柱中心设有纵向的进气孔，圆柱上段的外螺纹与储氢瓶瓶口上方的内螺纹旋合，圆柱下段与瓶口下方的内孔滑配，并设有O型密封圈一和挡圈一；各零部件设置在阀体内，并由阀体内的相应通道连通，通道口由不锈钢球和封口螺钉封堵。作为优选，减压阀设置在T字形长方块的窄部，其中心线与阀体圆柱的中心线垂直相交，包括减压阀阀套、滑阀、螺塞、弹簧二、调节螺柱二、锁紧螺母三、O型密封圈，各零件中心线在同一轴线上。减压阀套的外形是一圆柱，外径与阀体内的相应孔过渡配合，两端由孔用弹性挡圈一定位；减压阀套内孔的两端加工有内螺孔，中心是一个阶梯孔，左通孔的直径略小于右通孔的直径，左通孔的右侧有两个宽度相同的环形凹槽，两个环形凹槽之间有一个内凸环，内凸环的内径与左通孔的直径一致，右端具有一条环形刃边；减压阀套中心略靠左的筒壁上设有4个均布的径向孔一，径向孔一外口处的减压阀套外径上设有环形槽一，略靠右的筒壁上设有4个均布的径向孔二，径向孔二外口处的减压阀套外径上设有环形凹槽；调节螺柱二的外螺纹旋合在减压阀套左端的内螺孔中，左端的小圆柱顶面有一个内六角孔，右端有一个设置弹簧二的小凸台，小凸台右端面中心有一个纵向盲孔，左端小圆柱的根部有一个与纵向盲孔连通的径向通孔；螺塞的外螺纹与减压阀套右端的内螺孔旋合，左端的圆柱与减压阀套的右侧内孔滑配，并设有O型密封圈一，螺塞的左端面上具有凹坑，右端面上具有内六角孔；滑阀具有左圆柱、右圆柱和中间直径较细的阀杆，阀杆的中段具有左右两个外凸环，左圆柱的直径略小于右圆柱的直径，二个圆柱的外径上均设有若干条均压沟槽，左圆柱滑配在减压滑套的左通孔中，左端的凹槽中设有O型密封圈七和挡圈一，顶端有一设置弹簧二的凸台；右圆柱动配在减压滑套的右通孔中，右端面的中心钻有纵向盲孔，中间阀杆的右侧设有与纵向盲孔连通的径向孔三；阀杆上的左侧外凸环的外径略小于左通孔的内径，其左侧的外周与左侧环形凹槽的左侧内孔的外周组成第一减压阀口；右侧外凸环的外径大于左通孔的直径，但小于右通孔的直径，为提高闭阀时的密封性，其左侧平面上涂有一层具有弹性的抗氢的密封材料，与内凸环右端的环形刃边组成第二减压阀口，第一减压阀口和第二减压阀口的开度基本一致，弹簧二设置在调节螺柱二的右端面肩胛和滑阀的左端面肩胛之间。作为优选，平衡阀位于减压阀的正上方，两者中心线平行，由节流阀和稳流稳压阀组成，包括平衡阀套、阀芯一、导向套、调节螺钉、锁紧螺母一、调节螺柱一、锁紧螺母二、弹簧一及O型密封圈，各零件中心线在同一轴线上，平衡阀套的外形为阶梯圆柱，大小圆柱分别滑配在阀体的相应孔中，并设有二只O型密封圈六和一只O型密封圈三，右端由孔用弹性挡圈二定位；中心的通孔由右侧孔、中间孔和左侧孔三个孔串联而成，孔径为两头的大，中间的小；中间孔的右端是一个锥孔，右侧孔的右侧设有内螺孔，平衡阀前腔的筒壁上设有均布的4个径向孔四，径向孔四外口的平衡阀套外径上设有环形槽二；导向套的外螺纹与右侧孔右端的内螺孔旋合，左方的圆柱与右侧孔滑配，并设有O型密封圈四，内孔是一个阶梯孔，大孔中设有内螺纹；调节螺钉呈阶梯轴状，大径上的外螺纹与导向套大孔中的内螺孔旋合，左方小轴与导向套的小孔滑配，并设有O型密封圈二，左端面具有凹坑，右端面具有内六角孔；平衡阀套左侧孔的左侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢能源车超高压瓶阀，包括阀体（1），其特征在于：阀体（1）内设置有减压阀、由节流阀和稳流稳压阀组成的平衡阀、电磁阀、充气单向阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、充气口和出气口滤芯、温度传感器、用于连接瓶内气压和输出压力传感器的瓶压传感器接口和输出压力传感器接口；充气时，高压氢气经充气口滤芯（49）打开充气单向阀，通过阀体（1）内的相应通道，向储氢瓶充气；供气时，储氢瓶内的高压氢气经减压阀、平衡阀、电磁阀及出气口滤芯（33）向氢燃料电池供气；减压阀的输出压力可根据燃料电池要求进行调节，平衡阀用于降低输出压力和流量的波动。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢能源车超高压瓶阀，包括阀体（1），其特征在于：阀体（1）内设置有减压阀、由节流阀和稳流稳压阀组成的平衡阀、电磁阀、充气单向阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、充气口和出气口滤芯、温度传感器、用于连接瓶内气压和输出压力传感器的瓶压传感器接口和输出压力传感器接口；充气时，高压氢气经充气口滤芯（49）打开充气单向阀，通过阀体（1）内的相应通道，向储氢瓶充气；供气时，储氢瓶内的高压氢气经减压阀、平衡阀、电磁阀及出气口滤芯（33）向氢燃料电池供气；减压阀的输出压力可根据燃料电池要求进行调节，平衡阀用于降低输出压力和流量的波动。


2.根据权利要求1所述的氢能源车超高压瓶阀，其特征在于：阀体（1）由相互垂直的两部分组成，上部为横截面呈T字形的长方块，上宽下窄，下部为一阶梯形圆柱，圆柱中心设有纵向的进气孔（a），圆柱上段的外螺纹与储氢瓶瓶口上方的内螺纹旋合，圆柱下段与瓶口下方的内孔滑配，并设有O型密封圈一（27）和挡圈一（26）；各零部件设置在阀体（1）内，并由阀体（1）内的相应通道连通，通道口由不锈钢球（37）和封口螺钉（36）封堵。


3.根据权利要求1或2所述的氢能源车超高压瓶阀，其特征在于：减压阀设置在T字形长方块的窄部，其中心线与阀体1圆柱的中心线垂直相交，包括减压阀阀套（2）、滑阀（3）、螺塞（6）、弹簧二（21）、调节螺柱二（22）、锁紧螺母三（23）、O型密封圈，各零件中心线在同一轴线上；减压阀套（2）的外形是一圆柱，外径与阀体（1）内的相应孔过渡配合，两端由孔用弹性挡圈一（4）定位；减压阀套（2）内孔的两端加工有内螺孔，中心是一个阶梯孔，左通孔的直径略小于右通孔的直径，左通孔的右侧有两个宽度相等的环形凹槽，两个环形凹槽之间有一个内凸环，内凸环的直径与左通孔的直径一致，右端具有一条环形刃边；减压阀套（2）中心略靠左的筒壁上设有4个均布的径向孔一（b），径向孔一（b）外口处的减压阀套（2）外径上设有环形槽一（f），略靠右的筒壁上设有4个均布的径向孔二（c），径向孔二（c）外口处的减压阀套（2）外径上设有环形凹槽；调节螺柱二（22）的外螺纹旋合在减压阀套（2）左端的内螺孔中，左端的小圆柱顶面有一个内六角孔，右端有一个设置弹簧二（21）的小凸台，小凸台右端面中心有一个纵向盲孔，左端小圆柱的根部有一个与纵向盲孔连通的径向通孔；螺塞（6）的外螺纹与减压阀套（2）右端的内螺孔旋合，左端的圆柱与减压阀套（2）的右侧内孔滑配，并设有O型密封圈一（5），螺塞（6）的左端面上具有凹坑，右端面上具有内六角孔；滑阀（3）具有左圆柱、右圆柱和中间直径较细的阀杆，阀杆的中段具有左右两个外凸环，左圆柱的直径略小于右圆柱的直径，二个圆柱的外径上均设有若干条均压沟槽，左圆柱滑配在减压滑套（2）的左通孔中，左端的凹槽中设有O型密封圈七（25）和挡圈一（24），顶端有一设置弹簧二（21）的凸台；右圆柱动配在减压滑套（2）的右通孔中，右端面的中心钻有纵向盲孔（e），中间阀杆的右侧设有与纵向盲孔（e）连通的径向孔三（d）；阀杆上的左侧外凸环的外径略小于左通孔的内径，其左侧的外周与左侧环形凹槽的左侧内孔的外周组成第一减压阀口（V1）；右侧外凸环的外径大于左通孔的直径，但小于右通孔的直径，其左侧平面上涂有一层具有弹性的抗氢的密封材料，与内凸环右端的环形刃边组成第二减压阀口（V2），第一减压阀口（V1）和第二减压阀口（V2）的开度基本一致；弹簧二（21）设置在调节螺柱二（22）的右端面和滑阀（3）的左端面之间。


4.根据权利要求1或2所述的氢能源车超高压瓶阀，其特征在于：平衡阀位于减压阀的正上方，两者中心线平行，由节流阀和稳流稳压阀组成，包括平衡阀套（15）、阀芯一（14）、导向套（9）、调节螺钉（8）、锁紧螺母一（7）、调节螺柱一（20）、锁紧螺母二（19）、弹簧一（16）及O型密封圈，各零件中心线在同一轴线上；平衡阀套（15）的外形为阶梯圆柱，大小圆柱分别滑配在阀体（1）的相应孔中，并设有二只O型密封圈六（18）和一只O型密封圈三（12），右端由孔用弹性挡圈二（11）定位；中心的通孔由右侧孔、中间孔（g）和左侧孔三个孔串联而成，孔径为两头的大，中间的小；中间孔（g）的右端是一个锥孔，右侧孔的右侧设有内螺孔，平衡阀前腔（Z3）的筒壁上设有均布的4个径向孔四（h），径向孔四（h）外口的平衡阀套（15）外径上设有环形槽二（i）；导向套（9）的外螺纹与右侧孔右端的内螺孔旋合，左方的圆柱与右侧孔滑配，并设有O型密封圈四（13），内孔是一个阶梯孔，大孔中设有内螺纹；调节螺钉（8）呈阶梯轴状，大径上的外螺纹与导向套（9）大孔中的内螺孔旋合，左方小轴与导向套（9）的小孔滑配，并设有O型密封圈二（10），左端面具有凹坑，右端面具有内六角孔；平衡阀套（15）左侧孔的左侧设有内螺孔，平衡阀后腔（Z4）的筒壁上设有4个均布的径向孔五（k），径向孔五（k）外口的平衡阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴为民，陈永新，柴璐，杨军，
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