一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀及其使用方法，组合阀包括第一主阀体和第二主阀体，第一主阀体和第二主阀体之间螺纹连接，第一主阀体上设有气体充放装置和安全泄放装置，气体充放装置和安全泄放装置分别通过第一主阀体内的流道与第二主阀体内的流道连通，第二主阀体用于连接氢气瓶，气体充放装置包括电磁驱动阀、单向阀和手动截止阀，单向阀通过开设在第一主阀体上的充放两用口与第一主阀体连接，安全泄放装置包括手动泄压阀、定向热泄压装置TPRD、可调式减压阀和第一泄放口，可调式减压阀用于自动调节组合阀内压力的大小。本发明专利技术采用多种泄压装置调节稳定充放气压，多方位进行检测限压，提高氢气瓶使用运输中的安全性。用运输中的安全性。用运输中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀及其使用方法


[0001]本专利技术属于减压电磁阀
，具体涉及一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀及其使用方法。

技术介绍

[0002]氢能作为一种热值高、能量密度高、来源广泛而且绿色环保的清洁能源，是解决当下能源紧缺、全球变暖等问题和实现“碳达峰”等目标的重要途径。氢燃料电池车的发展驶入快车道，对储氢气瓶的需求日益旺盛，而组合阀作为储氢气瓶的重要部件，市场规模也逐渐扩大，前景十分广阔。在国内，现有的储氢气瓶的压力均在35MPa及以下，而储氢气瓶组合阀的研制尚在起步阶段，尚无技术成熟的集成度高、安全可靠性高的组合阀，现有的组合阀存在集成度较低、安全可靠度低等问题；大部分气体充放只能靠多个互相独立而又互不相联的阀门和仪器来实现，存在空间占比大、操作复杂、安全可靠性低等缺陷，限制了氢气运输量。在国外，美国、德国等发达国家的OMB和GFI等公司已经成功研制出了较为成熟的储氢气瓶组合阀并已投入使用，其产品功能基本相同，均有气路启闭、限流和过流保护等功能，控制气路启闭的方式有气动驱动和电磁驱动两种方式，但是产品缺少可靠的安全监测装置，无法有力保障储氢气瓶使用和运输安全。考虑到氢气具有易燃易爆等特性，极具危险性，并且在使用和运输过程缺少可靠的安全保障。一旦发生气瓶爆炸、气体泄漏等情况，将严重威胁使用人员的人身安全和社会财产安全，因此组合阀具有安全可靠的气体充放装置、气体泄放装置和安全监测装置极为重要。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀及其使用方法。
[0004]为达到上述目的，提出以下技术方案：一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀，包括第一主阀体和第二主阀体，第一主阀体和第二主阀体之间螺纹连接，第一主阀体上设有气体充放装置和安全泄放装置，气体充放装置和安全泄放装置分别通过第一主阀体内的流道与第二主阀体内的流道连通，第二主阀体用于连接高压氢气瓶，气体充放装置包括电磁驱动阀、单向阀和手动截止阀，上述气体充放装置都是通过螺纹连接在第一主阀体上，可拆卸，以便维修和更换，单向阀通过开设在第一主阀体上的充放两用口与第一主阀体连接，电磁驱动阀需要外接电源，且受控制终端控制，控制充放气路的启闭，安全泄放装置包括手动泄压阀、定向热泄压装置TPRD、可调式减压阀和第一泄放口，可调式减压阀用于自动调节组合阀内压力的大小，定向热泄压装置TPRD内含感温玻璃球，当压力超过一定值时，感温玻璃球将会被气体压力压碎，随后泄放气路打开，气体从泄放口泄出到空气中。
[0005]进一步地，可调式减压阀包括阀体、阀盖、活塞杆、导阀体、阀杆、弹簧和压力设定值调节机构，阀体的一端与第一主阀体上连接，另一端螺纹连接阀盖，阀体内设有活塞杆，
阀体和阀盖之间设有导阀体，阀杆位于阀盖内，阀杆的一端与导阀体接触，导阀体与阀杆接触的端部设有泄放通道，泄放通道与阀盖上的泄放口连通，阀杆的另一端套设有弹簧，弹簧的另一端与压力设定值调节机构接触，通过压力设定值调节机构压缩和松弛弹簧，从而改变阀杆推动弹簧所需压力，实现泄放压力设定值的调节，当弹簧作用在阀杆上的压力等于或大于气压作用在阀杆上的压力时，可调式减压阀不起作用，当充气气压过大时，部分气体推动活塞杆，气压作用在阀杆上的力大于弹簧的压力，推动阀杆的头部，泄放通道打开，气体通过可调式减压阀进行泄压，直至瓶内气压恢复设定值，弹簧和阀杆复位，泄放通道关闭。
[0006]进一步地，压力设定值调节机构包括安全锁紧螺母、垫片和调节弹簧压力旋钮，调节弹簧压力旋钮的一端为限位面板，限位面板设于阀盖内，调节弹簧压力旋钮的另一端依次穿过阀盖的端部、垫片和安全锁紧螺母，并与阀盖的端部螺纹连接，通过旋转调节弹簧压力旋钮，改变限位面板的位置，从而压缩或松弛弹簧，以实现泄放压力设定值的调节，具体操作方式为：首先拧松安全锁紧螺母，然后向内或向外旋转调节弹簧压力旋钮，调节弹簧压力至设定值，最后拧紧安全锁紧螺母。
[0007]进一步地，单向阀和充放两用口之间还设有电磁流量计，充气时，电磁流量计连接单向阀并外接充气管路，放气时则卸下单向阀，外接放气管路直接安装在电磁流量计上，考虑到在向氢气瓶内注入气体时，瓶内会出现温度升高的现象，且流速越大，温升越大，为防止温升造成泄漏、爆炸等危险，电磁流量计实时监测流道内的气体流速。
[0008]进一步地，组合阀还包括安全监测装置，所述安全监测装置包括温度传感器、压力传感器和对应的信号输出接口，温度传感器和压力传感器设于第二主阀体上，对应的信号输出接口设于第一主阀体上，注气时，会发生温升，温度传感器检测温度并反馈到控制终端，若瓶内温度超过危险值，控制终端将自动调整充气的流速和流量，温度传感器和压力传感器采用负热敏电阻传感器，压力传感器采用压电式传感器，并且温度传感器和压力传感器可从主阀体上拆卸下来，以便维护和更换；传感器信号输出接口装置使用螺钉固定在第二主阀体上，可根据实际情况选择是否需要传感器信号输出接口装置；温度和压力信号可通过相应的信号输出接口输出到控制终端。控制终端结合瓶内温度、压力情况和优化算法，实时判断储氢气瓶运行情况；如果储氢气瓶在使用或者运输过程中，发生了瓶内温度过高、压力过大或发生气体泄漏等危险情况，控制终端将依据温度传感器和压力传感器反馈回来的数据，对使用人员予以及时的警示，在发生重大安全事故之前排除安全隐患。
[0009]进一步地，第二主阀体和第一主阀体连接的端部设有O型挡环和O型圈。
[0010]进一步地，高压氢气瓶的压力大于等于70MPa。
[0011]一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀的使用方法，包括如下步骤：1）充气时，单向阀通过螺纹连接电磁流量计，并安装在充放两用口上，单向阀外接充气管路和储氢设备，电磁驱动阀通电后，打开充气阀和充气气路，气体经过第一主阀体和第二主阀体内的流道进入氢气瓶内，电磁流量计检测注入气体流速，温度传感器和压力传感器测定充气过程中的温度和压力，从而调节气体的流速和流量，可调式减压阀预先调节好泄压压力，充气时，当压力过大时，可调式减压阀用于泄放降压；2）充气完毕后，电磁驱动阀关闭气路，如果电磁驱动阀失效，则通过手动截止阀进行气路切断，保证充气安全；
3）放气时，卸下单向阀，外接放气管路直接安装在电磁流量计上电磁驱动阀通电后，打开放气阀和放气气路，气体经过流道放出，氢气进入燃料电池进行发电，当放气压力过大时，部分气体经过可调式减压阀进行放气，电磁流量计实时监测气体流速和流量，并反馈到控制终端，放气完毕，电磁驱动阀关闭气路，如果电磁驱动阀失效，则通过手动截止阀进行气路切断，手动泄压阀、定向热泄压装置TPRD以及第一泄放口用于氢气瓶运输过程中的泄压，在氢气瓶使用和运输过程中，如果瓶内气体的温度和压力出现异常，气体压力过大，过大的气压将定向热泄压装置TPRD内的感温玻璃球压缩，第一泄放口打开，进行泄放，若定向热泄压装置TPRD失效，则通过手动泄压阀进行泄压。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀，包括第一主阀体（1）和第二主阀体（2），第一主阀体（1）和第二主阀体（2）之间螺纹连接，其特征在于第一主阀体（1）上设有气体充放装置和安全泄放装置，气体充放装置和安全泄放装置分别通过第一主阀体（1）内的流道与第二主阀体（2）内的流道连通，第二主阀体（2）用于连接高压氢气瓶，气体充放装置包括电磁驱动阀（3）、单向阀（4）和手动截止阀（5），单向阀（4）通过开设在第一主阀体（1）上的充放两用口（11）与第一主阀体（1）连接，安全泄放装置包括手动泄压阀（6）、定向热泄压装置TPRD（7）、可调式减压阀（8）和第一泄放口（9），可调式减压阀（8）用于自动调节组合阀内压力的大小。2.如权利要求1所述的一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀，其特征在于可调式减压阀（8）包括阀体（81）、阀盖（82）、活塞杆（83）、导阀体（84）、阀杆（85）、弹簧（86）和压力设定值调节机构（87），阀体（81）的一端与第一主阀体（1）上连接，另一端螺纹连接阀盖（82），阀体（81）内设有活塞杆（83），阀体（81）和阀盖（82）之间设有导阀体（84），阀杆（85）位于阀盖（82）内，阀杆（85）的一端与导阀体（84）接触，导阀体（84）与阀杆（85）接触的端部设有泄放通道（841），泄放通道（841）与阀盖（82）上的泄放口连通，阀杆（85）的另一端套设有弹簧（86），弹簧（86）的另一端与压力设定值调节机构（87）接触，通过压力设定值调节机构（87）压缩和松弛弹簧（86），从而改变阀杆（85）推动弹簧（86）所需压力，实现泄放压力设定值的调节。3.如权利要求2所述的一种用于高压储氢瓶的安全减压电磁组合阀，其特征在于压力设定值调节机构（87）包括安全锁紧螺母（871）、垫片（872）和调节弹簧压力旋钮（873），调节弹簧压力旋钮（873）的一端为限位面板，限位面板设于阀盖（82）内，调节弹簧压力旋钮（873）的另一端依次穿过阀盖（82）的端部、垫片（872）和安全锁紧螺母（871），并与阀盖（82）的端部螺纹连接，通过旋转调节弹簧压力旋钮（873），改变限位面板的位置，从而压缩或松弛弹簧（86），以实现泄放压力设定值的调节。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘州鑫，屠李锋，李曰兵，赵志彪，唐凯凯，俞彬锋，高增梁，金伟娅，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：