CN112963605A - 一种燃料电池用常开式旁通阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池用常开式旁通阀，其结构包括壳体，所述壳体上安装有密封圈、发条、驱动电机、导槽齿轮、盖板和轴密封套，所述密封圈嵌合在所述壳体的上端，所述发条固定安装在所述壳体内部的上方，所述驱动电机通过螺钉与所述壳体内部的右侧固定连接，并且位于所述发条的内侧，所述导槽齿轮转动连接在所述壳体的内部，并且与所述驱动电机的输出端转动连接，所述盖板覆盖在所述壳体的上端，并且通过螺栓与所述壳体的上端密封连接，所述轴密封套嵌合在所述壳体内部的右端。本发明。

Description

一种燃料电池用常开式旁通阀
技术领域
本发明涉及旁通阀技术领域，具体为一种燃料电池用常开式旁通阀。
背景技术
旁通阀装在进水阀管段的旁通管上，用以充水平衡进水阀前后水压的阀门，如减压阀、控制阀和蒸汽疏水阀通常会加装旁通管。安装在旁通管道上的阀门就叫旁通阀。旁通阀一词指的是安装在旁通管道上的阀门，但不特指阀门类型和结构。旁通阀又名自力式旁通压差阀，自力式自身压差控制阀。
常开式旁通阀专门为氢燃料电池系统开发，目的是在紧急断电时，能迅速排出空压机的空气，保护空压机不受损。
目前，现有的燃料电池用常开式旁通阀还存在着一些不足的地方，例如；现有的燃料电池用常开式旁通阀使用的传感器不能对正交于芯片的磁通敏感和平行于芯片表面的磁通同样敏感，不能实现线性控制阀板的不同开度，现有的燃料电池用常开式旁通阀阀板使用过程中硬碰硬的密封比较差，以至于导致电机会完全堵转，还不能从阀体的外部直接对齐内部的导槽齿轮和连接部件进行保养，阀体内部连接部件保养时的时间比较长，降低了常开式旁通阀保养过程中的便捷性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池用常开式旁通阀，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池用常开式旁通阀，包括壳体，所述壳体上安装有密封圈、发条、驱动电机、导槽齿轮、盖板和轴密封套，所述密封圈嵌合在所述壳体的上端，所述发条固定安装在所述壳体内部的上方，所述驱动电机通过螺钉与所述壳体内部的右侧固定连接，并且位于所述发条的内侧，所述导槽齿轮转动连接在所述壳体的内部，并且与所述驱动电机的输出端转动连接，所述盖板覆盖在所述壳体的上端，并且通过螺栓与所述壳体的上端密封连接，所述轴密封套嵌合在所述壳体内部的右端；
所述导槽齿轮通过导轮连接连接板，所述连接板上安装有磁片和传动轴，所述磁片通过螺钉与所述连接板的上表面固定连接，所述传动轴通过螺钉与所述连接板的右端固定连接，所述磁片的上端固定安装有传感器，所述传动轴的右端设置有阀板，所述阀板的右表面安装有硅橡胶；
所述盖板的上端设置有螺纹连接头，所述螺纹连接头上设置有润滑油放置罐和调节阀杆，所述润滑油放置罐的下端通过螺纹与所述螺纹连接头的内部密封连接，所述调节阀杆的一端通过螺纹与所述螺纹连接头的内部密封。
作为本发明的一种优选实施方式，所述硅橡胶的套在所述阀板的外部，并且与所述阀板的外部固定连接，所述阀板的中心处套在所述传动轴的右端，并且通过螺栓与所述传动轴的右端固定连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述传感器采用的是3D-Joystick传感器，所述传感器的底部与所述磁片的上表面相接触。
作为本发明的一种优选实施方式，所述轴密封套的内径大小与所述传动轴的外径大小相吻合，并且套在所述传动轴的外部。
作为本发明的一种优选实施方式，所述连接板的底部附着在所述导槽齿轮的上表面，并且与所述导槽齿轮的上表面活动连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述导轮嵌合在所述导槽齿轮的内部，并且与所述导槽齿轮的内部活动连接，所述导轮通过固定销与所述连接板的底部转动连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述密封圈的底部抵置在所述壳体的上端，并且环绕在所述壳体的边缘处，所述密封圈的上表面抵置在所述盖板底部的边缘处。
作为本发明的一种优选实施方式，所述螺纹连接头焊接于所述盖板的上表面，并且与所述盖板的内部相通，所述螺纹连接头下端的位置与所述导槽齿轮和驱动电机的连接处相对应。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明排气阀位置传感器采用3D-Joystick传感器，该传感器不仅对正交于芯片的磁通敏感，也对平行于芯片表面的磁通同样敏感，捕捉磁片的磁通量变化值，产生电压信号，按照占空比定义出阀板开关位置的电压值，实现线性控制阀板的不同开度。
2、本发明排气阀在氢燃料电池正常工作时，是处于受外部施加控制的工作状态，此时阀板也处于动态的位置调节中，并且在大部分控制时间里，阀板是处于关闭状态，该状态是由电机输出扭矩维持的，此时电机基本处于堵转工况，电机有烧毁的可能，本阀阀板采用特殊的结构，即在下图示阀板上硫化一层耐高温的且硬度适合的硅橡胶，利用橡胶的可压缩特性，避免了硬碰硬的密封，既保证了密封又保证了电机不会完全堵转，有效地实现了排气阀的可靠运行。
3、本发明当壳体内部的导槽齿轮需要保养的时候，操作人员可以直接将润滑油放置罐内部灌入润滑油，然后再将润滑油放置罐拧紧在螺纹连接头上，再将调节阀杆从螺纹连接头的内部松动，这时润滑油放置罐内部的润滑油会通过螺纹连接头流入到导槽齿轮上，以至于对驱动电机的连接部位和导轮同时进行保养，有效的实现了从阀体的外部直接对齐内部的导槽齿轮和连接部件进行保养，节省了阀体内部连接部件保养时的时间，提高了常开式旁通阀保养过程中的便捷性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种燃料电池用常开式旁通阀的结构示意图；
图2为本发明一种燃料电池用常开式旁通阀传动轴结构示意图；
图3为本发明一种燃料电池用常开式旁通阀阀板结构示意图；
图4为本发明一种燃料电池用常开式旁通阀螺纹连接头结构示意图；
图5为本发明一种燃料电池用常开式旁通阀工作原理图。
图中：壳体1、密封圈2、发条3、驱动电机4、导槽齿轮5、盖板6、轴密封套7、导轮8、连接板9、磁片10、传动轴11、传感器12、阀板13、硅橡胶14、螺纹连接头15、润滑油放置罐16、调节阀杆17。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种燃料电池用常开式旁通阀，包括壳体1，所述壳体1上安装有密封圈2、发条3、驱动电机4、导槽齿轮5、盖板6和轴密封套7，所述密封圈2嵌合在所述壳体1的上端，所述发条3固定安装在所述壳体1内部的上方，所述驱动电机4通过螺钉与所述壳体1内部的右侧固定连接，并且位于所述发条3的内侧，所述导槽齿轮5转动连接在所述壳体1的内部，并且与所述驱动电机4的输出端转动连接，所述盖板6覆盖在所述壳体1的上端，并且通过螺栓与所述壳体1的上端密封连接，所述轴密封套7嵌合在所述壳体1内部的右端；
所述导槽齿轮5通过导轮8连接连接板9，所述连接板9上安装有磁片10和传动轴11，所述磁片10通过螺钉与所述连接板9的上表面固定连接，所述传动轴11通过螺钉与所述连接板9的右端固定连接，所述磁片10的上端固定安装有传感器12，所述传动轴11的右端设置有阀板13，所述阀板13的右表面安装有硅橡胶14；
所述盖板6的上端设置有螺纹连接头15，所述螺纹连接头15上设置有润滑油放置罐16和调节阀杆17，所述润滑油放置罐16的下端通过螺纹与所述螺纹连接头15的内部密封连接，所述调节阀杆17的一端通过螺纹与所述螺纹连接头15的内部密封。
本发明中，当常开式旁通阀使用的时候，是靠发条3的扭转弹力，将阀板13保持在与壳体1密封座脱开的位置，使进气口和排气口畅通；排气阀通电控制时，驱动电机4带动导槽齿轮5旋转，进而带动阀板13线性地在最大开度到关闭位置的移动，实现气流量的动态调节，本阀采用直流永磁电机驱动，外部提供给驱动电机4不同占空比PWM电源，克服发条3的弹性阻力，将阀板13线性地向关闭方向牵动，实现阀板13的不同开度，无驱动电源信号时，依靠条弹力将阀板13快速回位至全开位置，导槽齿轮5旋转，导轮8沿导槽曲线移动，传动轴11带动阀板13线性移动，达到改变阀板13位置的目的，阀板13位置信号由传感器12捕捉，并反馈给外部驱动控制，排气阀在氢燃料电池正常工作时，是处于受外部施加控制的工作状态，此时阀板13也处于动态的位置调节中，并且在大部分控制时间里，阀板13是处于关闭状态，该状态是由电机输出扭矩维持的，此时电机基本处于堵转工况，电机有烧毁的可能，当壳体1内部的导槽齿轮5需要保养的时候，操作人员可以直接将润滑油放置罐16内部灌入润滑油，然后再将润滑油放置罐16拧紧在螺纹连接头15上，再将调节阀杆17从螺纹连接头15的内部松动，这时润滑油放置罐16内部的润滑油会通过螺纹连接头15流入到导槽齿轮5上，以至于对驱动电机4的连接部位和导轮8同时进行保养。
在一个可选的实施例中，所述硅橡胶14的套在所述阀板13的外部，并且与所述阀板13的外部固定连接，所述阀板13的中心处套在所述传动轴11的右端，并且通过螺栓与所述传动轴11的右端固定连接。
需要说明的是，阀板13上硫化一层耐高温的且硬度适合的硅橡胶14，利用橡胶的可压缩特性，避免了硬碰硬的密封，既保证了密封又保证了电机不会完全堵转，有效地实现了排气阀的可靠运行。
在一个可选的实施例中，所述传感器12采用的是3D-Joystick传感器12，所述传感器12的底部与所述磁片10的上表面相接触。
需要说明的是，提高了传感器12在使用过程中的灵敏度。
在一个可选的实施例中，所述轴密封套7的内径大小与所述传动轴11的外径大小相吻合，并且套在所述传动轴11的外部。
需要说明的是，提高了传动轴11与壳体1之间的密封效果。
在一个可选的实施例中，所述连接板9的底部附着在所述导槽齿轮5的上表面，并且与所述导槽齿轮5的上表面活动连接。
需要说明的是，提高了导槽齿轮5与连接板9之间的灵活性。
在一个可选的实施例中，所述导轮8嵌合在所述导槽齿轮5的内部，并且与所述导槽齿轮5的内部活动连接，所述导轮8通过固定销与所述连接板9的底部转动连接。
需要说明的是，提高了导轮8在导槽齿轮5内部滚动时的稳定性，避免了导轮8在滚动过程中出现脱离导槽齿轮5的现象。
在一个可选的实施例中，所述密封圈2的底部抵置在所述壳体1的上端，并且环绕在所述壳体1的边缘处，所述密封圈2的上表面抵置在所述盖板6底部的边缘处。
需要说明的是，方便让盖板6通过密封圈2与壳体1之间进行密封，避免了盖板6与壳体1之间出现缝隙的现象。
在一个可选的实施例中，所述螺纹连接头15焊接于所述盖板6的上表面，并且与所述盖板6的内部相通，所述螺纹连接头15下端的位置与所述导槽齿轮5和驱动电机4的连接处相对应。
需要说明的是，提高了螺纹连接头15与盖板6之间的牢固性和密封性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种燃料电池用常开式旁通阀，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)上安装有密封圈(2)、发条(3)、驱动电机(4)、导槽齿轮(5)、盖板(6)和轴密封套(7)，所述密封圈(2)嵌合在所述壳体(1)的上端，所述发条(3)固定安装在所述壳体(1)内部的上方，所述驱动电机(4)通过螺钉与所述壳体(1)内部的右侧固定连接，并且位于所述发条(3)的内侧，所述导槽齿轮(5)转动连接在所述壳体(1)的内部，并且与所述驱动电机(4)的输出端转动连接，所述盖板(6)覆盖在所述壳体(1)的上端，并且通过螺栓与所述壳体(1)的上端密封连接，所述轴密封套(7)嵌合在所述壳体(1)内部的右端；
所述导槽齿轮(5)通过导轮(8)连接连接板(9)，所述连接板(9)上安装有磁片(10)和传动轴(11)，所述磁片(10)通过螺钉与所述连接板(9)的上表面固定连接，所述传动轴(11)通过螺钉与所述连接板(9)的右端固定连接，所述磁片(10)的上端固定安装有传感器(12)，所述传动轴(11)的右端设置有阀板(13)，所述阀板(13)的右表面安装有硅橡胶(14)；
所述盖板(6)的上端设置有螺纹连接头(15)，所述螺纹连接头(15)上设置有润滑油放置罐(16)和调节阀杆(17)，所述润滑油放置罐(16)的下端通过螺纹与所述螺纹连接头(15)的内部密封连接，所述调节阀杆(17)的一端通过螺纹与所述螺纹连接头(15)的内部密封。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用常开式旁通阀，其特征在于：所述硅橡胶(14)的套在所述阀板(13)的外部，并且与所述阀板(13)的外部固定连接，所述阀板(13)的中心处套在所述传动轴(11)的右端，并且通过螺栓与所述传动轴(11)的右端固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用常开式旁通阀，其特征在于：所述传感器(12)采用的是3D-Joystick传感器(12)，所述传感器(12)的底部与所述磁片(10)的上表面相接触。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用常开式旁通阀，其特征在于：所述轴密封套(7)的内径大小与所述传动轴(11)的外径大小相吻合，并且套在所述传动轴(11)的外部。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池用常开式旁通阀，其特征在于：所述连接板(9)的底部附着在所述导槽齿轮(5)的上表面，并且与所述导槽齿轮(5)的上表面活动连接。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用常开式旁通阀，其特征在于：所述导轮(8)嵌合在所述导槽齿轮(5)的内部，并且与所述导槽齿轮(5)的内部活动连接，所述导轮(8)通过固定销与所述连接板(9)的底部转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池用常开式旁通阀，其特征在于：所述密封圈(2)的底部抵置在所述壳体(1)的上端，并且环绕在所述壳体(1)的边缘处，所述密封圈(2)的上表面抵置在所述盖板(6)底部的边缘处。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池用常开式旁通阀，其特征在于：所述螺纹连接头(15)焊接于所述盖板(6)的上表面，并且与所述盖板(6)的内部相通，所述螺纹连接头(15)下端的位置与所述导槽齿轮(5)和驱动电机(4)的连接处相对应。
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