CN112555477B - 热激活排压阀和压力容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热激活排压阀和压力容器，热激活排压阀包括阀体、承载件、感温单元、第一阀芯，阀体具有高压侧连通口和低压侧连通口，高压侧连通口和低压侧连通口之间连接有流体通道，第一阀芯位于流体通道内，感温单元适于在阀体内相对承载件的径向外侧将承载件限制在锁止位置，限制在锁止位置的承载件用于令第一阀芯封堵流体通道，感温单元适于受热发生形变以撤去对承载件的限制力，以使高压侧连通口处的流体推动第一阀芯移动，并使高压侧连通口和低压侧连通口连通。根据本发明的热激活排压阀，承载件可以代替感温单元受到热激活排压阀轴向的来自高压容器或管路中的气体压力，热激活排压阀的工作可靠性更高。

Description

热激活排压阀和压力容器

技术领域

本发明涉及阀体领域，具体而言，涉及一种热激活排压阀和压力容器。

背景技术

相关技术中，随着新能源车辆的发展，氢氧燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境友好等特点，在新能源车辆的应用越来越广泛。在设有氢氧燃料电池的车辆中，一般在车内预设高压氢气瓶，并通过将高压氢气瓶的氢气和空气中氧气在氢氧燃料电池内发生电化学反应产生电能，以实现氢氧燃料电池对车辆的供电。

由于高压氢气瓶内的氢气在高温下容易被点燃而发生爆炸，在高压氢气瓶或者/和与高压氢气瓶连接的管路上设有热激活排压阀。在车辆发生碰撞、车辆发生火灾等情形下而出现高温情况时，热激活排压阀的感温单元可以及时打开热激活排压阀，从而将氢气及时放出至大气，避免车辆由于氢气燃烧而爆炸，保证车内人员的安全。

现有的热激活排压阀的感温单元在热激活排压阀的阀体的轴向封堵热激活排压阀的开口，当热激活排压阀受热时，感温单元在高温下发生形变将热激活排压阀的开口打开而发出氢气。

在该技术方案中，感温单元在热激活排压阀的轴向受力，感温单元直接受到高压容器或管路中的气体压力。同时，由于感温单元需要在温度升高时发生形变，感温单元的强度一般较低，感温单元受到高压作用时容易发生破坏，导致氢气在车辆正常工作中从热激活排压阀逸出，使用可靠性差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种至少能在一定程度上使用可靠性更高的的热激活排压阀。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种热激活排压阀，包括阀体、承载件、感温单元、第一阀芯，所述阀体具有高压侧连通口和低压侧连通口，所述高压侧连通口和所述低压侧连通口之间连接有流体通道，所述第一阀芯位于所述流体通道内，所述感温单元适于在所述阀体内相对所述承载件的径向外侧将所述承载件限制在锁止位置以保证所述第一阀芯封堵所述流体通道。

进一步地，所述流体通道包括：第一流道和第二流道，所述第一流道的流动截面积小于所述第二流道的流动截面积，所述第一流道与所述第二流道连通，所述第一流道与所述高压侧连通口连通，所述第二流道与所述低压侧连通口连通，限制在所述锁止位置的所述承载件用于令所述第一阀芯封堵在所述第一流道内。

进一步地，所述第一阀芯的外周面设有适于容纳所述承载件的安装槽，所述感温单元位于所述第二流道与所述第一阀芯之间并适于将所述承载件限制在所述锁止位置。

进一步地，所述第二流道内设有第二阀芯，所述第二阀芯设有适于容纳所述第一阀芯的第二容纳槽，所述第二容纳槽的开口与所述第一阀芯正对，所述第二阀芯设有适于容纳所述承载件的容纳通孔，所述第二容纳槽为通槽，所述第一阀芯内设有朝向所述低压侧连通口开口的第一容纳槽，所述第一容纳槽为盲槽，所述第一阀芯具有阀体流道，所述阀体流道的两端分别与所述第一阀芯的侧壁以及所述第一容纳槽连通。

进一步地，所述第一阀芯的外周壁设有适于与所述第二阀芯止抵限位的止抵凸起，所述止抵凸起设置为：当所述止抵凸起与所述第二阀芯止抵限位时，所述第一阀芯侧壁上与所述阀体流道连通的开孔位于所述第二流道内。

进一步地，所述第二阀芯在朝向所述低压侧连通口的一侧设有第一密封件，所述第一密封件设有第一通风孔，所述第二阀芯适于支撑在所述第一密封件上。

进一步地，所述高压侧连通口处的流体适于推动所述第一阀芯穿设所述第一通风孔。

进一步地，所述第一阀芯的周壁在朝向所述高压侧连通口的一侧环绕设有第二密封件。

进一步地，所述感温单元为玻璃感温球或易熔合金件。

相对于现有技术，本发明所述的热激活排压阀具有以下优势：

1)根据本发明的热激活排压阀，通过设置承载件，并令感温单元在承载件的径向外侧将所述承载件限制在锁止位置，承载件可以代替感温单元受到热激活排压阀轴向的来自高压容器或管路中的气体压力，热激活排压阀的工作可靠性更高。

本发明的第二目的在于提出一种压力容器，包括上述任一种所述的热激活排压阀。

相对于现有技术，本发明所述的压力容器具有以下优势：

1)根据本发明的压力容器，通过设置热激活排压阀，可以避免气体在压力容器正常工作时通过热激活排压阀逸出，压力容器工作可靠。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的实施例所述的热激活排压阀在压力容器正常工作时的结构示意图；

图2为本发明的实施例所述的热激活排压阀在受热时开启的结构示意图。

附图标记说明：

热激活排压阀100，阀体1，高压侧连通口11，低压侧连通口12，流体通道13，第一流道131，第二流道132，第一阀芯2，第一容纳槽21，安装槽22，阀体流道23，止抵凸起24，第二阀芯3，第二容纳槽31，容纳通孔32，承载件4，感温单元5，第一密封件6，第一通风孔61，第二密封件7。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面参考图1-图2并结合实施例描述本发明实施例的热激活排压阀100。

如图1-图2所示，热激活排压阀100可以包括热激活排压阀100可以包括阀体1、承载件4、感温单元5、第一阀芯2，阀体1具有高压侧连通口11和低压侧连通口12，高压侧连通口11和低压侧连通口12分别位于热激活排压阀100轴向相对的两侧，高压侧连通口11和低压侧连通口12之间连接有流体通道13，高压侧连通口11与车辆的压力容器的高压气瓶或高压管路连通，低压侧连通口12可以与外界大气连通。需要说明的是，如非特殊说明，本发明的“高温”描述为低于高压侧连通口11侧的高压气体的燃烧点的温度。

如图1所示，第一阀芯2位于流体通道13内，感温单元5适于在阀体1内相对承载件4的径向外侧将承载件4限制在锁止位置。

换言之，热激活排压阀100位于正常工作温度时，感温单元5在阀体1内，且在阀体1的径向上，感温单元5位于承载件4的外侧以将承载件4抵压固定在锁止位置。当承载件4位于锁止位置时，承载件4可以将第一阀芯2固定在流体通道13内并封堵流体通道13，由此，感温单元5对承载件4的静摩擦力可以在阀体1的轴向上与承载件4受到的高压侧连通口11侧的高压气体的压力平衡。由此，承载件4可以代替感温单元5受到热激活排压阀100轴向的来自高压容器或管路中的气体压力，承载件4无需受到高温产生变化，采用金属件等比感温单元5强度更高的承载件4可以使热激活排压阀100的工作可靠性更高。

当车辆发生碰撞等情形下而出现高温情况时，如图2所示，感温单元5受到高温影响发生形变，从而撤去对承载件4的限制力，以使高压侧连通口11处的流体推动第一阀芯2移动，以使第一阀芯2不再封堵流体通道13，从而并使高压侧连通口11和低压侧连通口12连通，高压侧连通口11处的流体在压差作用下可以及时通过低压侧连通口12排出至外界大气等安全位置(如图2的箭头所示)，避免流体堆积在高压侧连通口11处产生爆炸，保证了车内人员的安全。

具体地，如图1、图2所示，流体通道13包括：第一流道131和第二流道132，第一流道131与第二流道132连通，第一流道131与高压侧连通口11连通，第二流道132与低压侧连通口12连通，限制在锁止位置的承载件4用于令第一阀芯2封堵在第一流道131内。承载件4位于锁止位置时，感温单元5在第一流道131内封堵流体通道13。第一流道131的流动截面和感温单元5的横截面的面积和大小均相同，第一流道131的流动截面积小于第二流道132的流动截面积。

当感温单元5受到高温影响发生形变时，第一阀芯2不再受到承载件4的限制，高压侧连通口11处的流体在压差作用下推动第一阀芯2从第一流道131移动至第二流道132，由于感温单元5的横截面积小于第二流道132的流动截面积，此时在第二流道132与第二流道132内的感温单元5出现流体通道13，以便于高压侧连通口11处的流体通过低压侧连通口12排出至外界大气等安全位置。

具体地，如图1和图2所示，第一阀芯2的外周面设有适于容纳承载件4的安装槽22，感温单元5位于第二流道132与第一阀芯2之间并适于将承载件4限制在锁止位置。由此可以使第一阀芯2固定在流体通道13内以封堵第一流道131。同时，当感温单元5受到高温影响发生形变后，高压侧连通口11的高压流体可以推动第一阀芯2进入第二流道132内。

具体地，如图1和图2所示，第二流道132内设有第二阀芯3，第二阀芯3可以通过与第二流道132内壁粘接等方式固定或定位在第二流道132内。第二阀芯3设有适于容纳第一阀芯2的第二容纳槽31，第二容纳槽31的开口与第一阀芯2正对，第二阀芯3设有适于容纳承载件4的容纳通孔32，第二容纳槽31为通槽，第一阀芯2可以在高压侧连通口11的流体的推动下穿设第二容纳槽31，第二容纳槽31可以为第一阀芯2提供导向。

如图1-图2所示，第一阀芯2内设有朝向低压侧连通口12开口的第一容纳槽21，第一容纳槽21为盲槽，第一阀芯2具有阀体流道23，阀体流道23的两端分别与第一阀芯2的侧壁以及第一容纳槽21连通。由此，阀体流道23与第一阀芯2的侧壁连通的开口进入第二流道132后，高压侧连通口11侧的高压流体流动至第二流道132与第一阀芯2之间的空间后，通过阀体流道23流动至第一容纳槽21后，进一步通过第一容纳槽21的开口流出低压侧连通口12。由此可以使感温单元5受到高温影响发生形变后，高压侧连通口11侧的高压流体能从热激活排压阀100顺利流出。

如图1和图2所示，第二阀芯3设有与第二容纳槽31连通的容纳通孔32，承载件4定位在容纳通孔32内，容纳通孔32与第一容纳槽21连通，承载件4位于锁止位置时，感温单元5固定在第二阀芯3的外周壁与第二流道132的内周壁之间，此时容纳通孔32与安装槽22正对，位于容纳槽内的承载件4穿过容纳通孔32后与感温单元5止抵定位，由此可以实现承载件4对第一阀芯2的定位。

具体地，如图1和图2所示，第一阀芯2的外周壁设有适于与第二阀芯3止抵限位的止抵凸起24，止抵凸起24可以防止第一阀芯2被高压侧连通口11侧的高压流体推出流体通道13。止抵凸起24在第一阀芯2上的位置设置为：当止抵凸起24与第二阀芯3止抵限位时，第一阀芯2侧壁上与阀体流道23连通的开孔位于第二流道132内。由此，止抵凸起24与第二阀芯3止抵限位时，可以保证高压侧连通口11侧的高压流体顺利进入第二流道132内，并从阀体流道23流出流体通道13。

具体地，如图2所示，第二阀芯3在朝向低压侧连通口12的一侧设有第一密封件6，第一密封件6设有第一通风孔61，第二阀芯3适于支撑在第一密封件6上。由此，第一密封件6可以防止第二阀芯3从低压侧连通口12脱出，第一通风孔61可以为高压侧连通口11处的流体从低压侧连通口12流出提供流动通道。更加具体地，第一密封件6可以为橡胶密封圈。

具体地，如图2所示，第一阀芯2与第一通风孔61相对，且第一通风孔61的流动截面积大于第一阀芯2的横截面积，承载件4脱离锁止位置后，高压侧连通口11处的流体可以推动第一阀芯2穿设第一通风孔61，由此可以保证第一阀芯2顺利进入第二流道132内，保证高压侧连通口11的高压流体经由流体通道13从低压侧连通口12顺利流出。

具体地，如图1和图2所示，第一阀芯2的周壁在朝向高压侧连通口11的一侧环绕设有第二密封件7。当第一阀芯2封堵流体通道13时，第二密封件7可以使第一阀芯2与流动通道的周壁之间提供更好的密封性，避免正常工作温度下高压侧连通口11侧的流体从热激活排压阀100逸出。更加具体地，第二密封件7可以为橡胶密封圈。

在一些具体的实施例中，感温单元5为玻璃感温球，正常工作温度下玻璃感温球具有较好的支撑强度，高温下玻璃感温球升温破裂，从而玻璃感温球发生形变以脱离承载件4，撤去玻璃感温球对承载件4的限制力。

在另一些具体的实施例中，感温单元5也可以为易熔合金件，正常工作温度下易熔合金件具有较好的支撑强度，高温下易熔合金件升温熔化，从而易熔合金件发生形变以脱离承载件4，撤去易熔合金件对承载件4的限制力。

下面描述本发明实施例的压力容器。

本发明实施例的压力容器设有如本发明上述任一种实施例的热激活排压阀100，热激活排压阀100可以安装在压力容器的高压气瓶或/和管路上。

根据本发明实施例的压力容器，通过设置热激活排压阀100，可以避免气体在压力容器正常工作时通过热激活排压阀100逸出，压力容器工作可靠。

在一些具体的实施例中，压力容器可以为车辆的氢氧燃料电池的一部分，例如高压氢气瓶。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热激活排压阀(100)，其特征在于，包括：阀体(1)、承载件(4)、感温单元(5)、第一阀芯(2)、第二阀芯(3)，所述阀体具有高压侧连通口(11)和低压侧连通口(12)，所述高压侧连通口(11)和所述低压侧连通口(12)之间连接有流体通道(13)，所述第一阀芯(2)位于所述流体通道(13)内；

所述感温单元(5)适于在所述阀体(1)内相对所述承载件(4)的径向外侧将所述承载件(4)限制在锁止位置以保证所述第一阀芯(2)封堵所述流体通道(13)；

所述第一阀芯(2)的外周壁设有适于与所述第二阀芯(3)止抵限位的止抵凸起(24)；所述第二阀芯(3)设有适于容纳所述第一阀芯(2)的第二容纳槽(31)，所述第一阀芯(2)的至少部分伸入所述第二容纳槽(31)，且所述第二容纳槽(31)朝向所述第一阀芯(2)的侧壁与第一阀芯(2)的外周壁贴合；其中

所述流体通道(13)包括：第一流道(131)和第二流道(132)，所述第一阀芯(2)的外周面设有适于容纳所述承载件(4)的安装槽(22)，且所述第二阀芯(3)设有适于穿设所述承载件(4)的容纳通孔(32)，所述容纳通孔(32)与所述安装槽(22)正对；

当所述感温单元(5)处于正常状态时，所述承载件(4)位于锁止位置，所述第一阀芯(2)封堵所述流体通道(13)，所述感温单元(5)固定在第二阀芯(3)的外周壁与所述第二流道(132)的内周壁之间，且位于所述安装槽(22)内的所述承载件(4)穿过所述容纳通孔(32)与所述感温单元(5)止抵定位，所述安装槽(22)和所述感温单元(5)共同维持所述承载件(4)的径向平衡，所述容纳通孔(32)与所述安装槽(22)配合以限制所述承载件(4)轴向运动，保持所述承载件(4)轴向平衡；

当所述感温单元(5)发生形变后，所述承载件(4)失去所述感温单元(5)的径向限制，所述承载件(4)脱离所述安装槽(22)和所述容纳通孔(32)朝向靠近所述阀体(1)的内侧壁运动，所述第一阀芯(2)在外力的作用下沿着轴向相对所述第二阀芯(3)运动，所述止抵凸起(24)与所述第二阀芯(3)止抵限位，且所述第一阀芯(2)侧壁上与所述阀体流道连通的开孔位于所述第二流道(132)内，所述高压侧连通口(11)和所述低压侧连通口(12)连通。

2.根据权利要求1所述的热激活排压阀(100)，其特征在于，所述第一流道(131)的流动截面积小于所述第二流道(132)的流动截面积，所述第一流道(131)与所述第二流道(132)连通，所述第一流道(131)与所述高压侧连通口(11)连通，所述第二流道(132)与所述低压侧连通口(12)连通，限制在所述锁止位置的所述承载件(4)用于令所述第一阀芯(2)封堵在所述第一流道(131)内。

3.根据权利要求2所述的热激活排压阀(100)，其特征在于，所述感温单元(5)位于所述第二流道(132)与所述第一阀芯(2)之间并适于将所述承载件(4)限制在所述锁止位置。

4.根据权利要求3所述的热激活排压阀(100)，其特征在于，所述第二流道(132)内设有第二阀芯(3)，所述第二阀芯(3)设有适于容纳所述第一阀芯(2)的第二容纳槽(31)，所述第二容纳槽(31)的开口与所述第一阀芯(2)正对，所述第二容纳槽(31)为通槽，所述第一阀芯(2)内设有朝向所述低压侧连通口(12)开口的第一容纳槽(21)，所述第一容纳槽(21)为盲槽，所述第一阀芯(2)具有阀体流道(23)，所述阀体流道(23)的两端分别与所述第一阀芯(2)的侧壁以及所述第一容纳槽(21)连通。

5.根据权利要求4所述的热激活排压阀(100)，其特征在于，所述第二阀芯(3)在朝向所述低压侧连通口(12)的一侧设有第一密封件(6)，所述第一密封件设有第一通风孔(61)，所述第二阀芯(3)适于支撑在所述第一密封件(6)上。

6.根据权利要求5所述的热激活排压阀(100)，其特征在于，所述高压侧连通口(11)处的流体适于推动所述第一阀芯(2)穿设所述第一通风孔(61)。

7.根据权利要求1所述的热激活排压阀(100)，其特征在于，所述第一阀芯(2)的周壁在朝向所述高压侧连通口(11)的一侧环绕设有第二密封件(7)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的热激活排压阀(100)，其特征在于，所述感温单元(5)为玻璃感温球或易熔合金件。

9.一种压力容器，其特征在于，设置有如权利要求1-8中任一项所述的热激活排压阀(100)。

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