CN110985725A - 一种超级电容器防爆泄压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超级电容器构件技术领域，且公开了一种超级电容器防爆泄压阀，包括阀体，所述阀体的内壁固定安装有分隔环，所述分隔环的内部中轴位置滑动连接有阀杆，所述阀杆贯穿阀体的内部，所述分隔环的内部开设有中转槽，所述阀杆的内部开设有泄压通道。本发明通过设置泄压通道、中转槽和泄压孔，并将中转槽与泄压孔的中轴线错位布置，在超级电容器内气压增大时，可推动阀杆上行，泄压通道与中转槽连通，高压气体从泄压通道经由中转槽排入分隔环的上方，并由泄压孔排入外部，由于泄压孔与中转槽的错位布置，排出的气体夹带的电解液会残留在分隔环的上部空间内，而不会排出设备外，从而在达到防爆泄压的同时，能够防止电解液外泄。

Description

一种超级电容器防爆泄压阀
技术领域
本发明涉及超级电容器构件技术领域，具体为一种超级电容器防爆泄压阀。
背景技术
超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件，当电极与电解液接触时，由于库仑力、分子间力及原子间力的作用，使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷，称其为界面双层。超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。
超级电容器在使用过程中存在因温度高、过充等原因使其内部压力过大而发生爆炸的风险；超级电容器因长时间使用电解液耗尽从而使得内阻极速增大而报废。因此，针对过压爆炸问题，有提出在壳体上设置刚度较弱的部位，当发生爆炸风险时，刚度较弱位置优先破裂而避免爆炸；也有提出在外壳上设置排气阀，但在排气过程中，易将其内电解液一同排出，影响其他设备的正常使用，且排出后的电解液得不到及时的补充，而使得电容器的电容量降低，严重影响接下来的正常使用，为此，提出一种防爆泄压阀，旨在解决上述问题。
发明内容
针对背景技术中提出的现有超级电容器防爆泄压阀在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种超级电容器防爆泄压阀，具备泄压过程防止外泄电解液、及时补充新的电解液的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种超级电容器防爆泄压阀，包括阀体，所述阀体的内壁固定安装有分隔环，所述分隔环的内部中轴位置滑动连接有阀杆，所述阀杆贯穿阀体的内部，所述分隔环的内部开设有中转槽，所述阀杆的内部开设有泄压通道，所述泄压通道为T型构造，所述泄压通道的底端打通阀杆的底端，所述中转槽的一侧设有与泄压通道的T型通道连通的管槽，所述阀杆位于分隔环下部的承台位置设有定压簧，所述定压簧的底端与阀体的内底固定连接，所述定压簧处于初始状态时，泄压通道位于中转槽一侧通道的下方，所述阀体的内腔且位于分隔环的下部设为预存腔，所述预存腔内填充有与所安装超级电容器容腔内完全相同的电解液，所述阀体的顶端开设有泄压孔，所述泄压孔与中转槽在垂直面上错位布置。
所述中转槽的内部滑动连接有压板，所述压板位于中转槽的侧方通道的下方，所述压板的底端固定连接有顶杆，所述顶杆的底端贯穿阀体的底端，所述顶杆的外部固定套接有安装板，所述安装板的底端固定连接有加液弹簧，所述加液弹簧的底端与阀体的内底固定连接，所述顶杆贯穿阀体底部壁板的通道设为加液通道，所述顶杆的底端固定连接有封口塞，所述封口塞嵌入阀体的底端且用于封堵加液通道的底端口，在所述加液弹簧处于初始状态下，所述压板的底端不与中转槽的内底接触。
优选的，所述压板的顶端面积大于封口塞底端的面积。
优选的，所述泄压通道的T型横向通道设为向中轴倾斜。
优选的，所述泄压通道的通道截面积是泄压孔通道总面积的两倍。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过设置泄压通道、中转槽和泄压孔，并将中转槽与泄压孔的中轴线错位布置，在超级电容器内气压增大时，可推动阀杆上行，泄压通道与中转槽连通，高压气体从泄压通道经由中转槽排入分隔环的上方，并由泄压孔排入外部，由于泄压孔与中转槽的错位布置，排出的气体夹带的电解液会残留在分隔环的上部空间内，而不会排出设备外，从而在达到防爆泄压的同时，能够防止电解液外泄。
2、本发明通过设置压板、顶杆和封口塞，当高压气体进入中转槽内后，高压气体压动压板下行，从而封口塞打开加液通道，预存腔内预存电解液通过加液通道进入下部电容器容腔内，对电容器内的电解液进行补充，以保障泄压后的电容器内电解液仍然足量保持电容量运行。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、阀体；2、分隔环；3、阀杆；4、中转槽；5、泄压通道；6、定压簧；7、预存腔；8、泄压孔；9、压板；10、顶杆；11、安装板；12、加液弹簧；13、加液通道；14、封口塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
请参阅图1，一种超级电容器防爆泄压阀，包括阀体1，阀体1的内壁固定安装有分隔环2，分隔环2的内部中轴位置滑动连接有阀杆3，阀杆3贯穿阀体1的内部，阀杆3的顶端伸出阀体1的外部，阀杆3的底端伸出阀体1的底端并伸入超级电容器的电解液容腔内(图中未示出该容腔)，在分隔环2的内部开设有中转槽4，阀杆3的内部开设有泄压通道5，泄压通道5为T型构造，泄压通道5的底端打通阀杆3的底端，中转槽4的一侧设有与泄压通道5的T型通道连通的管槽，在阀杆3位于分隔环2下部的承台位置设有定压簧6，定压簧6的底端与阀体1的内底固定连接，在定压簧6处于初始状态时，泄压通道5位于中转槽4一侧通道的下方，阀体1的内腔且位于分隔环2的下部设为预存腔7，预存腔7内填充有与所安装超级电容器容腔内的电解液完全相同，在阀体1的顶端开设有泄压孔8，泄压孔8与中转槽4在垂直面上错位布置。
在中转槽4的内部滑动连接有压板9，压板9位于中转槽4的侧方通道的下方，压板9的底端固定连接有顶杆10，顶杆10的底端贯穿阀体1的底端，顶杆10的外部固定套接有安装板11，安装板11的底端固定连接有加液弹簧12，加液弹簧12的底端与阀体1的内底固定连接，顶杆10贯穿阀体1底部壁板的通道设为加液通道13，顶杆10的底端固定连接有封口塞14，封口塞14嵌入阀体1的底端且用于封堵加液通道13的底端口，在加液弹簧12处于初始状态下，压板9的底端不与中转槽4的内底接触，至少存在3-5mm的间隙。
其工作过程描述如下：
阀体1下方的超级电容器容腔内气压增高时，气体进入泄压通道5内，充满泄压通道5后继续增高，则推行阀杆3上行，定压簧6受拉，当泄压通道5与中转槽4的侧方通道连通时，高压气体即经由中转槽4进入分隔环2的上方，并通过泄压孔8连通外部大气而排出，上述过程中，若高压气体中含有携带处的电解液，即电解液会从泄压通道5经由中转槽4排入分隔环2的上方，由于泄压孔8与中转槽4错位布置，上行冲击的电解液受阻于阀体1的内顶，而最终留在分隔环2的上方，待清理；另一方面，进入中转槽4内的高压气体对压板9产生下行压力，压动加液弹簧12收缩，顶杆10顶开封口塞14，预存腔7内电解液由加液通道13进入超级电容器的容腔内，对电解液进行补充，当气压均衡不足以压动加液弹簧12时，加液弹簧12回弹，继续封堵加液通道13，定压簧6回拉，泄压通道5与中转槽4连通状态消失，设备恢复正常。
其中，未使得封口塞14能够正常打开加液通道13的下端口，将压板9的顶端面积设置为封口塞14底端面积的两倍以上，从而，由压力-压强的关系，即使中转槽4内气压稍低于封口塞14下方的超级电容器容腔内气压，仍可以使得压板9下行顶开封口塞14，而是否需要向电容器容腔内补充电解液的临界点则由加液弹簧12设置控制，可根据实际使用中额定气压力释放状态下可带出电解液进行设置。
其中，将泄压通道5的T型横向通道设为向中轴倾斜，以便于在较小泄压量下，少量电解液可从泄压通道5回流至电容器容腔内。
其中，泄压通道5的通道截面积是泄压孔8通道总面积的两倍。以此保障泄压通道5在泄压阶段内，单位时间内排出气体高于泄压孔8排出的气体量，从而，能够使得中转槽4的上方气压上升，保障电解液补充的顺利进行。
其中，为保障阀杆3与阀体1以及阀杆3与分隔环2之间的滑动间隙密封性能，可在接触面处增设密封胶圈。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种超级电容器防爆泄压阀，包括阀体(1)，其特征在于：所述阀体(1)的内壁固定安装有分隔环(2)，所述分隔环(2)的内部中轴位置滑动连接有阀杆(3)，所述阀杆(3)贯穿阀体(1)的内部，所述分隔环(2)的内部开设有中转槽(4)，所述阀杆(3)的内部开设有泄压通道(5)，所述泄压通道(5)为T型构造，所述泄压通道(5)的底端打通阀杆(3)的底端，所述中转槽(4)的一侧设有与泄压通道(5)的T型通道连通的管槽，所述阀杆(3)位于分隔环(2)下部的承台位置设有定压簧(6)，所述定压簧(6)的底端与阀体(1)的内底固定连接，所述定压簧(6)处于初始状态时，泄压通道(5)位于中转槽(4)一侧通道的下方，所述阀体(1)的内腔且位于分隔环(2)的下部设为预存腔(7)，所述预存腔(7)内填充有与所安装超级电容器容腔内完全相同的电解液，所述阀体(1)的顶端开设有泄压孔(8)，所述泄压孔(8)与中转槽(4)在垂直面上错位布置；
所述中转槽(4)的内部滑动连接有压板(9)，所述压板(9)位于中转槽(4)的侧方通道的下方，所述压板(9)的底端固定连接有顶杆(10)，所述顶杆(10)的底端贯穿阀体(1)的底端，所述顶杆(10)的外部固定套接有安装板(11)，所述安装板(11)的底端固定连接有加液弹簧(12)，所述加液弹簧(12)的底端与阀体(1)的内底固定连接，所述顶杆(10)贯穿阀体(1)底部壁板的通道设为加液通道(13)，所述顶杆(10)的底端固定连接有封口塞(14)，所述封口塞(14)嵌入阀体(1)的底端且用于封堵加液通道(13)的底端口，在所述加液弹簧(12)处于初始状态下，所述压板(9)的底端不与中转槽(4)的内底接触。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容器防爆泄压阀，其特征在于：所述压板(9)的顶端面积大于封口塞(14)底端的面积。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容器防爆泄压阀，其特征在于：所述泄压通道(5)的T型横向通道设为向中轴倾斜。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容器防爆泄压阀，其特征在于：所述泄压通道(5)的通道截面积是泄压孔(8)通道总面积的两倍。
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