CN112228568A - 一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，包括埋入座套和固定阀芯、压入导向套组和压套、堵住阀体的中心孔、表面陶瓷化、机加工座套、法兰的密封、上导向套的密封、下导向套的密封的步骤。本发明采用对生态环境无污染的电解液PECC处理，生产的阀体有通用性高、耐冲击、耐老化、耐腐蚀、易加工、成本低的特点。

Description

一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，更具体涉及一种提升阀生产工艺。
背景技术
氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。氢以化合物质的形式储于水、生物质与化石燃料等物质中，想要从这些物质中获得氢，可以通过热解、电解、热化学、光解等方法制取。每公斤液氢燃烧的发热值为14．2万焦耳，相当于汽油发热值的3倍；氢和空气中的氧化合产生蒸汽，凝结成水及少量氧化氮，不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用，是可以再生和再循环的洁净能源。但氢气无色无味气体，密度比空气小，易燃，遇热或明火会发生爆炸，在高浓度时会引起人窒息。
随着国家对汽车排放要求越来越高，汽车行业对尾气后处理系统也越来越严格。高效、洁净和安全利用是新能源的标志，氢燃料电池最为高效纯净的电源，有着非常广阔的应用前景，但也对它的安全性也提出了很大的挑战。
氢燃料电池中通过阀控制氢气的流量的大小。现在市面上的阀大多数为铝阀，全球铝的使用率仅此于铁，由于铝轻、密度小、易加工等特点。因此，铝在工业、航天、船舶等领域中被广泛应用，但是铝是活泼金属，在空气中容易产生晶间腐蚀，在氢燃料电池中会发生化学反应，产生氢氟酸腐蚀零部件机构。
目前，阀体一般采用塑料材料，但是塑料有容易老化、不易加工、不耐冲击等缺点。同时相比较铝阀，塑料阀不耐热辐射，燃料电池使用过程中，会产生热辐射，将大大的缩短塑料阀的使用寿命。塑料有脆性，由于老化和热辐射，阀体容易产生不易发现的开裂，会产生很大的安全隐患。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，以解决铝作为氢燃料电池的控制阀易发生化学反应的问题，以提供一种易加工、使用寿命长的阀体。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，包括具体包括以下步骤：
S1、将座套埋入阀体下部，在座套中部固定阀芯，将中心杆穿过阀芯；
S2、将导向套组和压套压入将阀体内；
S3、用导向套组和压套堵住阀体的中心孔；
S4、对阀体整体进行表面陶瓷化；
S5、机加工座套表面和尺寸精度；
S6、在进气口法兰的进气口法兰槽安置第一密封圈，在出气口法兰（15）的出气口法兰槽内安置第二密封圈；
S7、在上导向套的沟槽内弯曲卡入第一密封圈，卡槽内放入第二密封圈并固定；
S8、在下导向套设置一个垫片形成密封腔体、并压住垫片的储油槽。
进一步优化技术方案，所述步骤S4中表面陶瓷化的方法为：将提升阀整体以及法兰放入恒定电流密度下PECC处理液的电解槽中10-50min后进行漂洗。
进一步优化技术方案，所述步骤S6中的密封圈为四聚氟乙烯密封圈，且密封圈设置两条。
进一步优化技术方案，所述步骤S6中第一密封圈为唇形密封圈，第二密封圈为O型密封圈。
进一步优化技术方案，所述步骤S7中的固定方式为：用1mm的垫片卡住第二密封圈，然后用六个铆点铆住。
进一步优化技术方案，所述步骤S7中的密封圈为四聚氟乙烯密封圈。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明提供的一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，采用对生态环境无污染的电解液PECC处理，对AL、Ti、Nb、Zr、Mg 等合金及异形零部件、孔洞都可加工。本发明生产的阀体上增加了一层陶瓷保护层，陶瓷层磁电屏蔽性优良、导热性好，陶瓷保护层隔绝了氢气和水汽与铝发生反应和腐蚀。本发明生产的阀体有通用性高、耐冲击、耐老化、耐腐蚀、易加工、成本低的特点。
附图说明
图1为本发明中阀体的结构示意图；
图2为本发明中阀体的侧视图；
图3为本发明中导向套结构的结构示意图；
图4为本发明中导向套结构的剖视图；
其中：1.阀体、2.出气口法兰槽、3.进气口法兰槽、4.阀芯、5.座套、 6.中心杆、7.压套、8.导向套组、81.上导向套、811.第一密封圈、812.第二密封圈、813.垫片、82.下导向套 、821.储油槽、822.铆点、9.弹簧、10.连接杆、11.转块、12.传动机构、13.电机、14.进气口法兰、15.出气口法兰、16.传感器、17. 滑块、18.小轴承。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，结合图1至4所示，氢能源燃料电池的提升阀包括阀芯4、座套5、中心杆6、压套7、导向套组8、连接杆10、转块11、传动机构12、电机13、传感器16。
电机13的工作轴啮合转块11，用于带动砖块旋转，转块11上有小轴承18，转块11偏心连接滑块17，转块11右侧固定连接同轴的连接杆10，连接杆10下方设有竖直设置、底端设有台阶的中心杆6。
中心杆6的台阶上设有阀芯4，阀芯4由二部分组成，阀芯4内部为框架结构，阀芯4外层包裹一层三元乙丙橡胶。三元乙丙富有弹性，在中心杆6向上运动时与座套5之间发生挤压，能够起到更好的密封；同时三元乙丙和阀芯4框架的材料能够防水、避免与氢气发生反应。
中心杆6通过传感器16和磁钢，利用霍尔原理、正向占空比伸出阀芯4，同时利用反向占空比和弹簧9回位。中心杆6的底部固定连接有阀芯4，阀芯4内部为不锈钢结构OCr17Ni12Mo2外部包裹三元乙丙橡胶，利用三元乙丙的弹性与阀体1内座套5进行密封。中心杆6上有台阶，阀芯4与中心杆6利用压铆进行固定。
中心杆6的中部套设有导向套组8，导向套组8由上导向套81、下导向套82、压套7组成。上导向套81上设置一个第一密封圈811和一个第二密封圈812，第一密封圈811为唇形的四聚氟乙烯密封圈，第二密封圈812为O型的四聚氟乙烯密封圈，O型密封圈由垫片813压紧，然后用六个铆点822压铆，将整体固定。用于阻挡水汽和氢气上窜，提高内部密封性。O形密封圈在受到气压压力后发生变形，能够抵挡大部分的水汽和氢气，O形密封圈与唇形密封圈的唇形结构能够形成双层保障，能够将由于运动过程中产生的上窜的水汽和氢气完全隔绝。
下导向套82上部的有一个套设在中心杆6上的储油槽821，储油槽821内储存氟素脂，氟素脂具有更强的抗磨损性，防水，防酸碱冲洗，低挥发，低扩散性，够很好的保证中心杆6的上下运动。
下导向套82的下部设有压套7，能够阻挡一些碎屑、水汽的作用。导向套组8和压套7整体均采用不锈钢OCr17Ni12Mo2制成。
一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，具体包括以下步骤：
S1、将不锈钢OCr17Ni12Mo2材质的座套5埋入阀体1下部，在座套5中部固定阀芯4，将中心杆6穿过阀芯4。
S2、将导向套组8和压套7压入将阀体1内。
S3、将导向套组8和压套7堵住阀体1的中心孔 。
S4、将提升阀整体以及法兰放入恒定电流密度下PECC处理液的电解槽中10-50min后进行漂洗。
S5、机加工座套5表面和尺寸精度。
S6、在进气口法兰14的进气口法兰槽3安置第一密封圈811，在出气口法兰15的出气口法兰槽2内安置第二密封圈812。
S7、在上导向套81的沟槽内弯曲卡入一个第一密封圈811，卡槽内放入一个第二密封圈812并用1mm的垫片813卡住第二密封圈812，然后用六个铆点822铆住。
S8、在下导向套82设置一个垫片813形成密封腔体、并压住垫片813的储油槽821。

Claims (6)

1.一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将座套（5）埋入阀体（1）下部，在座套（5）中部固定阀芯（4），将中心杆（6）穿过阀芯（4）；
S2、将导向套组（8）和压套（7）压入将阀体（1）内；
S3、用导向套组（8）和压套（7）堵住阀体（1）的中心孔；
S4、对阀体（1）整体进行表面陶瓷化；
S5、机加工座套（5）表面和尺寸精度；
S6、在进气口法兰（14）的进气口法兰槽（3）安置第一密封圈（811），在出气口法兰（15）的出气口法兰槽（2）内安置第二密封圈（812）；
S7、在上导向套（81）的沟槽内弯曲卡入第一密封圈（811），卡槽内放入第二密封圈（812）并固定；
S8、在下导向套（82）设置一个垫片（813）形成密封腔体、并压住垫片（813）的储油槽（821）。
2.根据权利要求1所述的一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中表面陶瓷化的方法为：将提升阀整体以及法兰放入恒定电流密度下PECC处理液的电解槽中10-50min后进行漂洗。
3.根据权利要求1所述的一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，其特征在于：所述步骤S6中的密封圈为四聚氟乙烯密封圈，且密封圈设置两条。
4.根据权利要求1所述的一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，其特征在于：所述步骤S6中第一密封圈（811）为唇形密封圈，第二密封圈（812）为O型密封圈。
5.根据权利要求1所述的一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，其特征在于，所述步骤S7中的固定方式为：用1mm的垫片（813）卡住第二密封圈（812），然后用六个铆点（822）铆住。
6.根据权利要求1所述的一种可用于氢能源燃料电池的提升阀生产工艺，其特征在于：所述步骤S7中的密封圈为四聚氟乙烯密封圈。
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