CN109595367A - 一种新型高压加氢口及其加氢方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及供氢系统领域，具体公开了一种新型高压加氢口及其加氢方法，主要解决了现有技术中的加氢口能够承载的氢气加注压力较低，从而限制了供氢系统对储氢装置的加氢效率的问题。本发明一种新型高压加氢口，包括：阀盖，内部设置有气体通道三；阀体，与所述阀盖互相配合连接，内部设置有气体通道一；单向止回装置，设置于所述阀盖内部，所述单向止回装置内部设置有气体通道二；压紧螺母，设置于所述阀盖和阀体连接处外部。克服了现有技术中存在的问题，提高了加氢口的最大加氢承载压力，具体为能够承载70MPa的高压氢气加注，进而提高了加氢口的加氢效率，具有较好的推广利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及供氢系统领域，特别涉及到一种新型高压加氢口及其加氢方法。
背景技术
氢气资源丰富，以水为原料，电解便可获得，水资源在地球上相对于主要燃料石油、煤也比较丰富。氢气热值高，氢燃烧的热值高居各种燃料之冠，据测定，每千克氢燃烧放出的热量为1.4*10^8J，为石油热值的3倍多。氢气是世界上最清洁的燃料，氢气燃烧产物是水，对环境不产生任何污染。
但是氢气安全储藏和运输比较困难，它重量轻、扩散速度快。如何安全、高效的使用氢气能源是目前燃料电池车研发工作的难点和重点。
现有的供氢系统中的加氢口，存在一个较为普遍的问题：加氢口能够承载的最大氢气加注压力较低，从而限制了供氢系统对储氢装置的加氢效率，不具有较好的推广利用价值。
发明内容
本发明目的之一为提供一种新型高压加氢口，能够解决现有技术中的加氢口能够承载的氢气加注压力较低，从而限制了供氢系统对储氢装置的加氢效率的问题，提高了加氢口的加氢承载压力，具体为能够承载70MPa的高压氢气加注压力，进而提高了加氢口的加氢效率，具有较好的推广利用价值。
本发明目的之二为提供一种新型高压加氢口的加氢方法。
为到达上述目的之一，本发明采用以下技术方案：
一种新型高压加氢口，包括：
阀盖2，内部设置有气体通道三；
阀体9，与所述阀盖2互相配合连接，内部设置有气体通道一；
单向止回装置，设置于所述阀盖2内部，所述单向止回装置内部设置有气体通道二；
所述气体通道一、气体通道二、气体通道三依次相互连通，形成整个通道；
压紧螺母3，设置于所述阀盖2和阀体9连接处外部。
采用上述技术手段，压紧螺母采用螺母和阀盖、阀体之间的摩擦力进行自锁的，具有较好的防松效果，保证螺母锁紧的可靠性；克服了现有技术中的加氢口能够承载的最大氢气加注压力较低，从而限制了供氢系统对储氢装置的加氢效率的问题，提高了加氢口的最大加氢承载压力，具体为能够承载70MPa的高压氢气加注，进而提高了加氢口的加氢效率。
根据本发明的一个实施例，其中，所述阀盖2与所述阀体9内还设置有过滤装置，所述过滤装置包括：滤芯8，内部形成腔体，所述滤芯8形状与所述阀体9内部形状结构相互适应。采用上述技术手段，由于汽车运行及加氢过程中有灰尘或介质杂质，在阀盖2与所述阀体9内设置过滤装置，可以有效过滤。
根据本发明的一个实施例，其中，所述滤芯8上端缠绕有不锈钢铁丝，所述滤芯8周围设置有导流槽一。采用上述技术手段，不锈钢铁丝的设计精度40mm左右，由于汽车运行及加氢过程中有灰尘或介质杂质，在阀盖2与所述阀体9内设置过滤装置，可以有效过滤。
根据本发明的一个实施例，其中，所述单向止回装置包括：阀瓣5，设置于所述滤芯8下部；弹性件6，设置于所述阀瓣5内部；所述弹性件6自然长度大于阀瓣5长度。
根据本发明的一个实施例，其中，所述单向止回装置还包括：弹性件座4，设置于所述阀盖2内壁和所述阀瓣5外壁之间；所述弹性件座4下部分设置有凹槽，所述凹槽用于与所述弹性件6下端部相互配合，所述弹性件座4设置有导流槽二。采用上述技术手段，单向止回装置的阀瓣5内部设置弹性件6，当加氢完毕后，弹性件6恢复为原来长度，阀瓣5完全关闭，氢气回流被阻止，可以有效防止氢气的回流和泄露。
根据本发明的一个实施例，其中，所述阀盖2外端部设置有环形槽一，第一O型圈1设置于所述环形槽一内部。采用上述技术手段，在阀盖2外端部设置环形槽一内设置第一O型圈1，可用于连接密封，增大了密封程度，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力。
根据本发明的一个实施例，其中，所述阀体9外端部设置有环形槽二和环形槽三，第二O型圈10设置于所述环形槽二内，第三O型圈13设置于所述环形槽三内部。采用上述技术手段，阀体9进口端尺寸参照国标规定尺寸设计，环形槽二内设置第二O型圈10、环形槽三内部设置第三O型圈13，可用于阀体9与供氢系统的连接密封，增大了密封连接的密封性，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力。
根据本发明的一个实施例，其中，所述环形槽三内部还设置有挡圈11，所述挡圈11设置于所述第三O型圈13上部和下部。采用上述技术手段，在第三O型圈13上部和下部设置挡圈11，可有效防止高压工况时第三O型圈13被挤出，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力。
根据本发明的一个实施例，其中，所述阀瓣5上端部、弹性件座4上端部、滤芯8下端部和阀盖2内侧壁之间形成环形槽四，密封垫圈12设置于所述环形槽四内。
根据本发明的一个实施例，其中，所述密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面之间互相密封。采用上述技术手段，密封垫圈12的凹面与阀瓣5上端球面之间互相密封，可以有效防止在加氢时和加氢结束后氢气回流。
根据本发明的一个实施例，其中，所述阀盖2内端部、阀体9内侧壁和滤芯8外侧壁之间形成环形槽五，垫圈7设置于所述环形槽五内，所述垫圈7与所述阀盖2及所述阀体9之间互相密封。采用上述技术手段，垫圈7与阀盖2及阀体9之间互相密封，能够有效防止加氢过程中和加氢结束后，氢气的泄漏。
根据本发明的一个实施例，其中，所述阀盖2端口设计为螺母活接结构。采用上述技术手段，阀盖2储氢设备或者氢气使用设备连接时，采用螺母螺栓互接的方式，使得连接非常方便快捷，同时增大了连接处的密封性，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力，同时能够使得连接更为稳固。
为到达上述目的之二，本发明采用以下技术方案：
一种新型高压加氢口的加氢方法，包括如下步骤：
阀体9端口连接外部供氢系统，阀盖2端口连接储氢设备或者氢气使用设备；
外部供氢系统提供的氢气从阀体9端口处通过气体通道一进入新型高压加氢口，到达气体通道二；
氢气到达气体通道二后，经过滤芯8上的导流槽一进入进入滤腔，氢气经过导流槽一时，缠绕在滤芯8上的不锈钢铁丝对氢气进行过滤；
阀瓣5打开，氢气通过导流槽一进入滤腔后，滤腔内部的压力不断增大，在滤腔内部压力的推动下，阀瓣5顶部受力，进而阀瓣5被推动，弹性件6在阀瓣5的引导下被压缩，使得密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面分离，阀瓣5被打开；
阀瓣5被打开后，氢气经过设置在弹性件座4周围的导流槽二，最终到达阀盖2的端口通道，即气体通道三，最终氢气进入与阀盖2连接的储氢设备或者氢气使用设备。
根据本发明的一个实施例，其中，当加氢完毕后，弹性件6恢复为原来长度，阀瓣5受力被顶上去，使得阀瓣5完全关闭，密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面之间再次互相密封，氢气回流被阻止。
有益效果：
上述技术方案中，本发明一种新型高压加氢口，采用一种新型高压加氢口包括：阀盖、阀体，阀体与所述阀盖互相配合连接，在阀盖和阀体连接处外部设置压紧螺母的技术手段，压紧螺母采用螺母和阀盖、阀体之间的摩擦力进行自锁的，具有较好的防松效果，保证螺母锁紧的可靠性；克服了现有技术中的加氢口能够承载的最大氢气加注压力较低，从而限制了供氢系统对储氢装置的加氢效率的问题，提高了加氢口的最大加氢承载压力，具体为能够承载70MPa的高压氢气加注压力，进而提高了加氢口的加氢效率，具有较好的推广利用价值。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种新型高压加氢口的剖视图。
附图中：
1、第一O型圈 2、阀盖 3、压紧螺母
4、弹性件座 5、阀瓣 6、弹性件
7、垫圈 8、滤芯 9、阀体
10、第二O型圈 11、挡圈 12、密封垫圈
13、第三O型圈
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
实施例一：
如图1所示，一种新型高压加氢口，包括：阀盖2，内部设置有气体通道三，阀盖2的端口通道即为气体通道三，氢气通过气体通道三进入与阀盖2连接外部储氢设备或者氢气使用设备；阀体9，与所述阀盖2互相配合连接，阀体9与所述阀盖2互相配合连接的连接方式优选为卡套式连接，连接方便快捷，阀体9内部设置有气体通道一，阀体9的端口通道即为气体通道一，来自外部供氢系统氢气通过气体通道一进入加氢口；单向止回装置，设置于所述阀盖2内部，所述单向止回装置形状与所述阀体9、所述阀盖2内壁相适应，所述单向止回装置内部设置有气体通道二，滤芯8周围设置的导流槽一、滤芯8内部形成的腔体、设置于弹性件座4上的导流槽二、弹性件座4与阀盖2之间的间隙共同形成了单向止回装置内部的气体通道二；所述气体通道一、气体通道二、气体通道三依次相互连通，气体通道一、气体通道二、气体通道三形成整个新型高压加氢口通道；所述阀体9进口端尺寸参照国标规定尺寸设计；阀体9连接外部供氢系统，阀盖2连接外部储氢设备或者氢气使用设备；所述阀盖2和阀体9连接处外部设置有压紧螺母3。压紧螺母采用螺母和阀盖、阀体之间的摩擦力进行自锁的，具有较好的防松效果，保证螺母锁紧的可靠性；克服了现有技术中的加氢口能够承载的最大氢气加注压力较低，从而限制了供氢系统对储氢装置的加氢效率的问题，提高了加氢口的最大加氢承载压力，具体为能够承载70MPa的高压氢气加注，进而提高了加氢口的加氢效率。
阀盖2端口设计为螺母活接结构，当阀盖2储氢设备或者氢气使用设备连接时，采用螺母螺栓互接的方式，使得连接非常方便快捷，增大了连接处的密封性，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力，同时能够使得连接更为稳固。
阀盖2与所述阀体9内还设置有过滤装置，所述过滤装置包括：滤芯8，内部形成腔体，所述滤芯8为锥形，滤芯8形状与所述阀体9内部形状结构相互适应，所述滤芯8为铜材质。所述滤芯8外壁面设置有螺旋槽，所述滤芯8上端通过螺旋槽缠绕有不锈钢铁丝，不锈钢铁丝的设计精度最优为40mm左右，不锈钢铁丝的起始端通过在其顶端部打孔进行固定，在末端处进行打断，使不锈钢丝末端变形从而实现放松；由于汽车运行及加氢过程中有灰尘或介质杂质，在阀盖2与所述阀体9内设置过滤装置，可以有效过滤。所述滤芯8周围设置有多个导流槽一，优选为四个，用于保证流量。
单向止回装置包括：阀瓣5，设置于所述滤芯8下部；弹性件6，设置于所述阀瓣5内部；所述弹性件6自然长度大于阀瓣5长度；弹性件座4，设置于所述阀盖2内壁和所述阀瓣5外壁之间；所述弹性件座4下部分设置有凹槽，所述凹槽用于与所述弹性件6下端部相互配合，所述弹性件座4设置有多个导流槽二，导流槽二最优为设置为4个，结构简单且不影响流量。所述阀瓣5上端部、弹性件座4上端部、滤芯8下端部和阀盖2内侧壁之间形成环形槽四，密封垫圈12设置于所述环形槽四内。所述密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面之间互相密封。滤芯8周围设置的导流槽一、滤芯8内部形成的腔体、设置于弹性件座4上的导流槽二、弹性件座4与阀盖2之间的间隙共同形成了单向止回装置内部的气体通道二。
通过本发明新型高压加氢口对储氢设备或者氢气使用设备进行加氢时，氢气从阀体9端口进入气体通道一并与滤芯8接触；缠绕在滤芯8上端的不锈钢铁丝对氢气进行过滤，经过过滤的氢气通过导流槽一进入滤腔，气体通道二；氢气进入压力的推动下，阀瓣5被推动，弹性件6在阀瓣5的引导下被压缩，密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面分离阀瓣5被打开；氢气经过气体通道二、弹性件座4周围的导流槽二，进入气体通道三，到达阀盖2的端口，最终进入与阀盖2连接的储氢设备或者氢气使用设备；当加氢完毕后，弹性件6恢复为原来长度，阀瓣5完全关闭，密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面之间再次互相密封，氢气回流被阻止。
阀盖2外端部设置有环形槽一，第一O型圈1设置于所述环形槽一内部。在阀盖2外端部设置环形槽一内设置第一O型圈1，可用于连接密封，增大了密封程度，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力。阀体9外端部设置有环形槽二和环形槽三，第二O型圈10设置于所述环形槽二内，第三O型圈13设置于所述环形槽三内部；环形槽三内部还设置有挡圈11，所述挡圈11设置于所述第三O型圈13上部和下部，挡圈11最优为第三O型圈13上下各设置一个，可有效防止高压工况时第三O型圈13被挤出，为防止上下挤出，故两端都有，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力。阀体9进口端尺寸参照国标规定尺寸设计，环形槽二内设置第二O型圈10、环形槽三内部设置第三O型圈13，可用于阀体9与供氢系统的连接密封，增大了密封连接的密封性，一定程度上可以增加新型高压加氢口的承压能力。
阀盖2内端部、阀体9内侧壁和滤芯8外侧壁之间形成环形槽五，垫圈7设置于所述环形槽五内，所述垫圈7与所述阀盖2及所述阀体9之间互相密封。采用上述技术手段，垫圈7与阀盖2及阀体9之间互相密封，能够有效防止加氢过程中和加氢结束后，氢气的泄漏。
一种新型高压加氢口的加氢方法，包括如下步骤：
阀体9端口连接外部供氢系统，阀盖2端口连接储氢设备或者氢气使用设备；
外部供氢系统提供的氢气从阀体9端口处通过气体通道一进入新型高压加氢口，到达气体通道二；
氢气到达气体通道二后，经过滤芯8上的导流槽一进入进入滤腔，氢气经过导流槽一时，缠绕在滤芯8上的不锈钢铁丝对氢气进行过滤；
阀瓣5打开，氢气通过导流槽一进入滤腔后，滤腔内部的压力不断增大，在滤腔内部压力的推动下，阀瓣5顶部受力，进而阀瓣5被推动，弹性件6在阀瓣5的引导下被压缩，使得密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面分离，阀瓣5被打开；
阀瓣5被打开后，氢气经过设置在弹性件座4周围的导流槽二，最终到达阀盖2的端口通道，即气体通道三，最终氢气进入与阀盖2连接的储氢设备或者氢气使用设备。
根据本发明的一个实施例，其中，当加氢完毕后，弹性件6恢复为原来长度，阀瓣5受力被顶上去，使得阀瓣5完全关闭，密封垫圈12的凹面与所述阀瓣5上端球面之间再次互相密封，氢气回流被阻止。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (14)
1.一种新型高压加氢口，包括：
阀盖(2)，内部设置有气体通道三；
阀体(9)，与所述阀盖(2)互相配合连接，内部设置有气体通道一；
单向止回装置，设置于所述阀盖(2)内部，所述单向止回装置内部设置有气体通道二；
所述气体通道一、气体通道二、气体通道三依次相互连通，形成整个通道；
压紧螺母(3)，设置于所述阀盖(2)和阀体(9)连接处外部。
2.根据权利要求1所述的一种新型高压加氢口，其中，所述阀盖(2)与所述阀体(9)内还设置有过滤装置，所述过滤装置包括：
滤芯(8)，内部形成腔体，所述滤芯(8)形状与所述阀体(9)内部形状结构相互适应。
3.根据权利要求2所述的一种新型高压加氢口，其中，所述滤芯(8)上端缠绕有不锈钢铁丝，所述滤芯(8)周围设置有导流槽一。
4.根据权利要求2所述的一种新型高压加氢口，其中，所述单向止回装置包括：
阀瓣(5)，设置于所述滤芯(8)下部；
弹性件(6)，设置于所述阀瓣(5)内部；
所述弹性件(6)自然长度大于阀瓣(5)长度。
5.根据权利要求4所述的一种新型高压加氢口，其中，所述单向止回装置还包括：
弹性件座(4)，设置于所述阀盖(2)内壁和所述阀瓣(5)外壁之间；
所述弹性件座(4)下部分设置有凹槽，所述凹槽用于与所述弹性件(6)下端部相互配合，所述弹性件座(4)设置有导流槽二。
6.根据权利要求1所述的一种新型高压加氢口，其中，所述阀盖(2)外端部设置有环形槽一，第一O型圈(1)设置于所述环形槽一内部。
7.根据权利要求1所述的一种新型高压加氢口，其中，所述阀体(9)外端部设置有环形槽二和环形槽三，第二O型圈(10)设置于所述环形槽二内，第三O型圈(13)设置于所述环形槽三内部。
8.根据权利要求7所述的一种新型高压加氢口，其中，所述环形槽三内部还设置有挡圈(11)，所述挡圈(11)设置于所述第三O型圈(13)上部和下部。
9.根据权利要求5所述的一种新型高压加氢口，其中，所述阀瓣(5)上端部、弹性件座(4)上端部、滤芯(8)下端部和阀盖(2)内侧壁之间形成环形槽四，密封垫圈(12)设置于所述环形槽四内。
10.根据权利要求9所述的一种新型高压加氢口，其中，所述密封垫圈(12)的凹面与所述阀瓣(5)上端球面之间互相密封。
11.根据权利要求2所述的一种新型高压加氢口，其中，所述阀盖(2)内端部、阀体(9)内侧壁和滤芯(8)外侧壁之间形成环形槽五，垫圈(7)设置于所述环形槽五内，所述垫圈(7)与所述阀盖(2)及所述阀体(9)之间互相密封。
12.根据权利要求1所述的一种新型高压加氢口，其中，所述阀盖(2)端口设计为螺母活接结构。
13.一种新型高压加氢口的加氢方法，包括如下步骤：
阀体(9)端口连接外部供氢系统，阀盖(2)端口连接储氢设备或者氢气使用设备；
外部供氢系统提供的氢气从阀体(9)端口处通过气体通道一进入新型高压加氢口，到达气体通道二；
氢气到达气体通道二后，经过滤芯(8)上的导流槽一进入进入滤腔，氢气经过导流槽一时，缠绕在滤芯(8)上的不锈钢铁丝对氢气进行过滤；
阀瓣(5)打开，氢气通过导流槽一进入滤腔后，滤腔内部的压力不断增大，在滤腔内部压力的推动下，阀瓣(5)顶部受力，进而阀瓣(5)被推动，弹性件(6)在阀瓣(5)的引导下被压缩，使得密封垫圈(12)的凹面与所述阀瓣(5)上端球面分离，阀瓣(5)被打开；
阀瓣(5)被打开后，氢气经过设置在弹性件座(4)周围的导流槽二，最终到达阀盖(2)的端口通道，即气体通道三，最终氢气进入与阀盖(2)连接的储氢设备或者氢气使用设备。
14.根据权利要求13所述的一种新型高压加氢口的加氢方法，其中，当加氢完毕后，弹性件(6)恢复为原来长度，阀瓣(5)受力被顶上去，使得阀瓣(5)完全关闭，密封垫圈(12)的凹面与所述阀瓣(5)上端球面之间再次互相密封，氢气回流被阻止。
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