【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢燃料电池，具体涉及一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀。
技术介绍
1、氢质子交换膜燃料电池因其效率高、无污染、运行温度低、低噪声等优点而被广泛应用于交通运输领域，尤其是公交车、物流车、重型卡车等。氢燃料电池系统成本显著影响氢燃料电池系统在交通运输领域的市场渗透速率和推广能力，在氢燃料电池系统的诸多零部件中，氢气供给循环系统零部件成本至为关键。以往氢气供给循环系统是以氢气循环泵为实现燃料电池电堆氢气循环的核心零部件的，氢气循环泵具有体积大、质量重、低温结冰影响冷启动、成本高、功率消耗高、噪音大等问题，因此现阶段引射器逐渐取代氢气循环泵作为新型的实现燃料电池电堆氢气循环的核心零部件。引射器是机械结构件，具有体积小、质量轻、不结冰不影响冷启动、成本低、无功率消耗、噪音小等有点，但引射器自身工作特性使得在氢燃料电池系统开机、怠速、低功率输出和停机过程中存在燃料电池电堆氢气循环能力弱、甚至发生燃料电池电堆氢气反流的问题。
2、当氢燃料电池系统采用引射器式氢气供给循环系统时，在引射器回流口增加引射器回流阻力阀可以很好地解决氢燃料电池系统在开机、怠速、低功率输出和停机过程中存在燃料电池电堆氢气循环能力弱、甚至发生燃料电池电堆氢气反流的问题，但是引射器回流阻力阀不能采用单向阀或者常见开关电磁阀，因为单向阀容易结冰、常见开关电磁阀流通阻力大且需要克服结冰问题。
3、现有技术中，专利cn202210552417.3公开了一种燃料电池氢气循环系统及其控制方法，其采用引射器与氢气循环泵相结合的思路
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀。该氢气回流阻力阀适应氢燃料电池在不同工况条件下的氢气供给循环系统的引射器回流口对氢气回流阻力大小可调且必须快速响应的需求。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，包括：
4、壳体，壳体内设有依次连通的氢气流道、第一区域、第二区域和第三区域；
5、位于第一区域内的开合组件，通过控制开合组件的开合度以调控氢气流道内的氢气回流阻力；
6、位于第三区域内的电磁线圈，其通过通、断电控制开合组件的开合；
7、阀杆，阀杆本体位于第二区域内，一端伸入第一区域且与开合组件转动连接，另一端伸入第三区域且与控制组件磁性连接。
8、进一步地，所述开合组件包括固定轴，以及绕固定轴旋转的连杆；所述固定轴两端与第一区域上的壳体固连。
9、进一步地，所述连杆先迎向氢气的一端设有滑动槽，固定轴和阀杆通过设在滑动槽上的阀杆轴转动连接。
10、进一步地，氢气回流阻力阀氢气回流流阻最大状态下时，所述连杆后迎向氢气的一端与氢气流道内的壳体抵接或存在间隙。更具体地，在氢气回流阻力阀氢气回流流阻最大状态下时，连杆上部物理空间压力和连杆下部物理空间压力的压力差较低且不要求连杆上部物理空间压力与连杆下部物理空间之间绝对密封，因而连杆承受的气体压力是很小的，压紧弹簧不必要设计很高的压紧力。
11、进一步地，所述阀杆位于第二区域的一段的侧壁设有沿周向向外延长的凸起；所述凸起实现阀杆与第二区域内壳体的相对限位，确保阀杆相对壳体仅发生左右移动而不发生相对旋转。也就是说，阀杆通过阀杆中部凸出部分和阀杆中部凸出部分右侧的阀杆杆体实现阀杆与壳体的相对限位、确保阀杆相对壳体仅发生左右移动而不发生相对旋转。
12、进一步地，所述凸起与第二区域内的壳体存在间隙，凸起两侧的空间是连通的。更具体地，阀杆中部凸出部分左侧的物理空间与阀杆中部凸出部分右侧的物理空间是相互连通的、以允许冷凝在阀杆中部凸出部分右侧物理空间内的液态水回流到阀杆中部凸出部分左侧的物理空间，考虑到氢气携带了液态水和水蒸气，阀杆中部凸出部分与壳体之间不必要采用外周全接触式限位、以减少阀杆中部凸出部分和阀杆中部凸出部分右侧的阀杆杆体与壳体的接触面积、以减少结冰风险点。阀杆中部凸出部分左侧物理空间与阀杆中部凸出部分右侧物理空间的连通方式不做限定，以满足功能、降低结冰风险为首要设计考虑。
13、进一步地，所述阀杆位于第三区域内的端部设有围住端部侧壁的磁性良导体，磁性良导体与阀杆右端紧固后不可发生相对位移、不可发生相对旋转。
14、进一步地，所述第三区域内设有始终处于压紧状态的压紧弹簧，压紧弹簧的一端与阀杆的端首部相连，另一端与阀杆相对的壳体相连。
15、当电磁线圈不通电时，电磁线圈不对磁性良导体施加任何电磁力，在压紧弹簧的弹簧力作用下，阀杆中部凸出部分左侧面与壳体接触、阀杆中部凸出部分右侧面远离壳体，氢气回流阻力阀处于氢气回流阻力最小状态，氢气可低阻力地通过氢气回流阻力阀进入引射器回流口。
16、当电磁线圈通电时，电磁线圈对磁性良导体施加电磁力、驱动阀杆相对壳体向右移动，直至阀杆中部凸出部分右侧面与壳体接触、阀杆中部凸出部分左侧面远离壳体，压紧弹簧被压缩、压紧弹簧的压紧力增大、压紧弹簧长度变短，阀杆轴在连杆的滑动槽内移动、驱动连杆相对于固定轴逆时针旋转，连杆左侧顶端与左侧壳体间隙减小，氢气回流阻力阀处于氢气回流阻力最大状态，氢气通过氢气回流阻力阀进入引射器回流口的阻力非常高。连杆左侧顶端与左侧壳体间隙可根据实际情况而调整，连杆左侧顶端与左侧壳体接触或者不接触均可、可根据实际情况而调整。
17、进一步地，所述磁性良导体和电磁线圈之间设有用于物理分隔二者的隔板，不允许任何气体和液体经由隔板从磁性良导体所在的空间进入电磁线圈所在的空间。
18、进一步地，所述阀杆为金属材料或非金属材料。优选为耐磨非金属材料以降低阀杆质量、提高阀杆动态响应速率、提高阀杆可靠性。
19、进一步地，所述电磁线圈的电磁力大小、磁性良导体导磁能力、电磁线圈与磁性良导体间隙均可根据应用场景开展设计。
20、进一步地，所述氢气回流阻力阀的壳体结构不做限定，以方便在氢燃料电池氢气供给循环系统中快速拆装、体积小质量轻为首要设计需求。
21、进一步地，所述连杆结构尺寸和结构形式不做限定，以满足调整氢气回流阻力阀的氢气回流阻力位首要设计需求。
22、进一步地，所述阀杆与连杆通过阀杆轴和滑动槽的连接形式，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述开合组件包括固定轴(5)，以及绕固定轴(5)旋转的连杆(2)；所述固定轴(5)两端与第一区域(102)上的壳体(1)固连。
3.根据权利要求2所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述连杆(2)先迎向氢气的一端设有滑动槽(4)，固定轴(5)和阀杆(6)通过设在滑动槽(4)上的阀杆轴(3)转动连接。
4.根据权利要求2所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，氢气回流阻力阀氢气回流流阻最大状态下时，所述连杆(2)后迎向氢气的一端与氢气流道(101)内的壳体(1)抵接或存在间隙。
5.根据权利要求1所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述阀杆(6)位于第二区域(103)的一段的侧壁设有沿周向向外延长的凸起；所述凸起实现阀杆(6)与第二区域(103)内壳体(1)的相对限位，确保阀杆
6.根据权利要求5所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述凸起与第二区域(103)内的壳体(1)存在间隙，凸起两侧的空间是连通的。
7.根据权利要求1所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述阀杆(6)位于第三区域(104)内的端部设有围住端部侧壁的磁性良导体(7)。
8.根据权利要求7所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述第三区域(104)内设有压紧弹簧(9)，压紧弹簧(9)的一端与阀杆(6)的端首部相连，另一端与阀杆(6)相对的壳体(1)相连。
9.根据权利要求7所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述磁性良导体(7)和电磁线圈(8)之间设有用于物理分隔二者的隔板(10)。
10.根据权利要求1所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述阀杆(6)为金属材料或非金属材料。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述开合组件包括固定轴(5)，以及绕固定轴(5)旋转的连杆(2)；所述固定轴(5)两端与第一区域(102)上的壳体(1)固连。
3.根据权利要求2所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述连杆(2)先迎向氢气的一端设有滑动槽(4)，固定轴(5)和阀杆(6)通过设在滑动槽(4)上的阀杆轴(3)转动连接。
4.根据权利要求2所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，氢气回流阻力阀氢气回流流阻最大状态下时，所述连杆(2)后迎向氢气的一端与氢气流道(101)内的壳体(1)抵接或存在间隙。
5.根据权利要求1所述的一种适用于引射器式氢气供给循环系统的氢气回流阻力阀，其特征在于，所述阀杆(6)位于第二区域(103)的一段的侧壁设有沿周向向外延长的凸起；所述凸起实现阀杆(6)与第二区域(103)内壳体(1)的相对...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪坡，明平文，郑伟波，张存满，李冰，杨代军，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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