CN113775799B - 基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，包括：透气盖板、阀门主体、防水透气组件以及泄压活动组件。防水透气组件包括固定环以及防水透气膜；透气盖板盖合于阀门主体上。具体地，透气盖板具有外罩筒以及内罩筒，外罩筒上开设有排气孔，内罩筒具有阻挡部和盖合部。阀门主体具有外导流环和内导流环，外导流环与内导流环之间开设有盖合槽，内罩筒的盖合部盖合于盖合槽。泄压活动组件包括：升降压盖、连接杆以及压力弹性件，升降压盖螺合于连接杆，连接杆与阀门主体通过压力弹性件连接。本发明的泄压防爆阀既，能够在电池模组热失控时实现快速泄压，又能够在复位时防止外界空气回流进入电池模组。

Description

基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀

技术领域

本发明涉及泄压防爆阀技术领域，特别是涉及一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀。

背景技术

泄压防爆阀是把e-PTFE膜材(防水透气膜)通过注塑、超声焊接等形式和塑胶、金属、硅胶等其他材料结合，形成可以密闭的安装部件。泄压防爆阀能有效防止灰尘、水或其它有害物质进入所保护的设备，已广泛应用于汽车制造行业、太阳能光伏行业、电子电器行业、通讯设备行业、安防设备行业等。

目前，泄压防爆阀也应用于电动汽车的电池模组，该电池模组多为锂电池组集成，在汽车正常运行及制动过程中，电池模组会发热并产生气体，电池模组内部的气体通过泄压防爆阀向外流动。但是，当电池模组异常运作时(例如：发生热失控现象)，电池模组的温度迅速升高，其内的气体快速膨胀，此时若不及时排气泄压容易引发安全事故。然而，通过防水透气膜的传统排气方式的排气速度过于缓慢，明显无法满足此时快速泄压的需要，为此，需要一种能够在电池模组热失控时实现快速泄压的泄压防爆阀。

此外，需要注意的是，泄压防爆阀快速泄压后，待电池模组内部与外部环境重新到达气压平衡，泄压防爆阀开始复位。复位过程中，如果外部空气随着未能及时关闭的泄压通道回流进入电池模组，会使得锂电池的电极与空气接触。由于锂电池嵌锂负极具有强还原性，与金属态的锂的性质接近，一旦接触空气就会迅速氧化，发热冒烟，不及时得到控制就会起火，甚至导致电池模组发生爆炸。为此，这种能够实现快速泄压的泄压防爆阀，还需要能够防止空气回流。

因此，如何设计一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，使其既能够在电池模组热失控时实现快速泄压，又能够防止外界空气回流进入电池模组，这是该领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，包括：透气盖板、阀门主体、防水透气组件以及泄压活动组件；

所述防水透气组件包括固定环以及防水透气膜；

所述阀门主体开设有阀门通孔，所述泄压活动组件设于所述阀门通孔，所述泄压活动组件形成第一排气通道，所述固定环安装于所述第一排气通道的通道口，所述防水透气膜设于所述固定环与所述泄压活动组件之间；

所述透气盖板盖合于所述阀门主体上。

在其中一个实施例中，所述透气盖板具有外罩筒以及内罩筒，所述外罩筒上开设有排气孔，所述内罩筒具有阻挡部和盖合部，所述内罩筒的盖合部上开设有多个透气槽，相邻两个所述透气槽之间形成弹性片，所述透气盖板与所述泄压活动组件之间形成第一透气间隙；

所述阀门主体具有外导流环和内导流环，所述外导流环与所述内导流环之间开设有盖合槽，所述内罩筒的盖合部盖合于所述盖合槽，所述盖合部压持于所述外导流环，所述内罩筒与所述内导流环之间形成第二透气间隙；

所述泄压活动组件包括：升降压盖、连接杆以及压力弹性件；所述升降压盖螺合于所述连接杆，所述连接杆与所述阀门主体通过所述压力弹性件连接；

所述升降压盖具有压盖通孔，所述连接杆开设有连杆通孔，所述压盖通孔与所述连杆通孔贯通形成所述第一排气通道；

所述连接杆与所述阀门主体之间形成排气间隙，所述阀门主体开设有泄压通孔，所述排气间隙与所述泄压通孔贯通形成第二排气通道，所述升降压盖封堵或脱离所述泄压通孔。

在其中一个实施例中，所述阀门主体与所述升降压盖之间设有内密封圈，所述内密封圈与所述升降压盖配合封堵所述泄压通孔。

在其中一个实施例中，所述阀门主体开设有收容槽，所述内密封圈收容于所述收容槽内。

在其中一个实施例中，所述压力弹性件为弹簧结构，所述连接杆上设有防脱挡块，所述压力弹性件一端压持于所述防脱挡块上，所述压力弹性件另一端压持于所述阀门主体上。

在其中一个实施例中，所述阀门主体上设有锁合螺纹。

在其中一个实施例中，所述阀门主体上设有外密封圈。

综上，本发明的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，既能够在电池模组热失控时实现快速泄压，又能够防止外界空气回流进入电池模组，提高了电池模组使用时的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀的结构示意图；

图2为图1所示的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀的分解示意图；

图3为图2所示的透气盖板的结构示意图；

图4为图2所示的阀门主体的结构示意图；

图5为图4所示的阀门主体的剖视图；

图6为图2所示的防水透气组件和泄压活动组件的结构示意图；

图7为本发明泄压防爆阀在正常状态下的结构状态示意图；

图8为本发明泄压防爆阀在快速泄压状态下的结构状态示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本发明公开一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀10，包括：透气盖板100、阀门主体200、防水透气组件300以及泄压活动组件400。

其中，防水透气组件300包括固定环310以及防水透气膜320。阀门主体200开设有阀门通孔210(如图5所示)，泄压活动组件400设于阀门通孔210处，泄压活动组件400形成第一排气通道20(如图7所示)，固定环310安装于第一排气通道20的通道口，防水透气膜320设于固定环310与泄压活动组件400之间。

透气盖板100盖合于阀门主体200上。

汽车的电池模组正常运行时，本发明的一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀10处于正常状态，电池模组内部气体通过防水透气膜320，最终经过透气盖板100排至电池模组外部；当电池模组异常运作时(例如：发生热失控现象)，电池模组内部气压增大，泄压活动组件400被抬起，形成新的排气路径，使得电池模组内部气体快速排出，具体的工作原理将在下文进行说明。

下面，对本发明的一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀10的具体结构进行说明：

具体地，如图3所示，透气盖板100具有外罩筒110以及内罩筒120，外罩筒110上开设有排气孔111，内罩筒120具有阻挡部121和盖合部122，内罩筒120的盖合部122上开设有多个透气槽123，相邻两个透气槽123之间形成弹性片124。透气盖板100与泄压活动组件400之间形成第一透气间隙31(如图7所示)。

如图4及图5所示，阀门主体200具有外导流环220和内导流环230，外导流环220与内导流环230之间开设有盖合槽240，内罩筒120的盖合部122盖合于盖合槽240，盖合部122压持于外导流环220，内罩筒120与内导流环230之间形成第二透气间隙32(如图7所示)。

如图2及图6所示，泄压活动组件400包括：升降压盖410、连接杆420以及压力弹性件430。升降压盖410螺合于连接杆420，连接杆420与阀门主体200通过压力弹性件430连接。

如图7所示，升降压盖410具有压盖通孔401，连接杆420开设有连杆通孔402，压盖通孔401与连杆通孔402贯通形成第一排气通道20。

如图7所示，连接杆420与阀门主体200之间形成排气间隙41，阀门主体200开设有泄压通孔201(如图5所示)，排气间隙41与泄压通孔201贯通形成第二排气通道40，升降压盖410封堵或脱离泄压通孔201。

本发明的一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀10在正常工作时，电池模组内的气体将通过第一排气通道20排出，如图7所示，具体的排气路径是：气体依次经过连杆通孔402、压盖通孔401、第一透气间隙31、第二透气间隙32、透气槽123、排气孔111，最终排至电池模组外部，该排气路径需要通过防水透气膜320，有效阻止污物和碎屑等侵入电池模组；当电池模组异常工作时，该泄压防爆阀处于快速泄压状态，电池模组内的高压气体将通过第二排气通道40排出，如图8所示，具体的排气路径是：气体依次经过排气间隙41、泄压通孔201、升降压盖410与阀门主体200的间隙、第二透气间隙32、透气槽123、排气孔111，最终排至电池模组外部，该排气路径可以快速排出电池模组内的高压气体，避免安全事故的发生。

在本实施例中，如图2及图7所示，阀门主体20与升降压盖410之间设有内密封圈250，内密封圈250与升降压盖410配合封堵泄压通孔201。

下面结合上述结构，对本发明的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀10的工作原理进行阐述说明：

本发明的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀10安装在电池模组上，安装后，阀门主体200与电池模组固定连接，电池模组内的气体通过该泄压防爆阀排放到外部大气中，其排放方式根据电池模组工作状态的变化而发生变化；

当电池包模正常工作时，如图7所示，在压力弹性件430弹性力的作用下，升降压盖410贴合于阀门主体200，此时，升降压盖410与内密封圈250配合将泄压通孔201完全封堵，使得电池模组内的气体无法通过泄压通孔201。排气时，电池模组内的气体只能经过第一排气通道20排出，具体的排气路径是：气体依次经过连杆通孔402、压盖通孔401、第一透气间隙31、第二透气间隙32、透气槽123、排气孔111，最终排至电池模组外部。如此，气体排出时必须经过防水透气膜320，确保了正常状态下可以有效防止污物和碎屑等侵入电池模组；

当电池模组异常工作(热失控)时，如图8所示，电池模组内气压迅速增大，高压气体将使升降压盖410克服压力弹性件430的弹性力，并推动升降压盖410上升一定距离。此时，升降压盖410不再封堵泄压通孔201，电池模组内的气体除了通过第一排气通道20排出外，还可以通过第二排气通道40排出，具体的排气路径是：气体依次经过排气间隙41、泄压通孔201、升降压盖410与阀门主体200的间隙、第二透气间隙32、透气槽123、排气孔111，最终排至电池模组外部。如此，大部分的高压气体可以在第一时间通过该路径迅速排出，避免了高压可能造成的安全隐患；

快速泄压后，电池模组内部与外部环境重新到达气压平衡，即电池模组内的气压降低，在压力弹性件430弹性力的作用下，升降压盖410与连接杆420开始下降，升降压盖410再次与内密封圈250配合封堵泄压通孔201。

要说明的是，复位过程中，为防止外部空气随着未能及时关闭的路径回流进入电池模组，如图8所示，对本发明的泄压防爆阀10的结构做了特别设计，具体如下：

如图3所示，透气盖板100具有内罩筒120，内罩筒120具有阻挡部121和盖合部122，内罩筒120的盖合部122上开设有多个透气槽123，两个透气槽123之间形成弹性片124。阀门主体200具有外导流环220和内导流环230，外导流环220与内导流环230之间开设有盖合槽240。使用时，透气盖板100盖合在阀门主体200上，如图8所示，此时，内罩筒120的盖合部122盖合于盖合槽240内，内罩筒120的阻挡部121与内导流环230配合，形成纵向的第二透气间隙32。如图8所示，泄压防爆阀复位时，外部空气回流受到内罩筒120的阻挡部121阻挡，只能依次通过排气孔111、透气槽123、第二透气间隙32，再进入外导流环220与升降压盖410的间隙，最后通过第一排气通道20或第二排气通道40才能进入电池模组内部。如此，外部空气回流需要经过曲折路径，使得空气回流的速度被减缓，且曲折的路径延长了空气回流所需要的时间，这样便为升降压盖410的复位提供了足够的时间，确保外部回流的空气无法趁升降压盖410来不及复位的间隙侵入电池模组内部。

要重点强调的是，内罩筒120的结构设计具有以下益处：

其一，防止外部空气回流进入电池模组。由上述可知，内罩筒120的阻挡部121与内导流环230配合形成曲折的通气路径，确保外部回流的空气无法趁升降压盖410来不及复位的间隙侵入电池模组内部；

其二，使透气盖板100与阀门主体200稳定盖合。内罩筒120的盖合部122开设有透气槽123并形成多个弹性片124，当透气盖板100与阀门主体200盖合时，盖合部122受到挤压，此时，弹性片124在挤压作用下向内聚拢，透气槽123为弹性片124提供活动所需的空间；随后，盖合部122陷入盖合槽240内，此时，具有弹性力的弹性片124将会有向外扩张的趋势，弹性片124与外导流环220紧密贴合，使得透气盖板100与阀门主体200稳定盖合，且不容易脱离。

在其中一个实施例中，弹性片124上设有卡持块(图未示)，外导流环220上开设有与卡持块配合的卡持槽(图未示)，如此，当透气盖板100与阀门主体200盖合，盖合部122陷入盖合槽240内，弹性片124压持在外导流环220上，卡持块与卡持槽配合可以使得弹性片124与外导流环220更紧密的卡持，进而使透气盖板100与阀门主体200更加稳定地盖合。

在其中一个实施例中，如图5及图7所示，阀门主体200开设有收容槽260，内密封圈250收容于收容槽260内，如此，在升降压盖410封堵或脱离泄压通孔201的过程中，内密封圈250可以保持稳定，不容易发生偏移错位。

在其中一个实施例中，如图6所示，压力弹性件430为弹簧结构，连接杆420上设有防脱挡块421，压力弹性件430一端压持于防脱挡块421上，压力弹性件430另一端压持于阀门主体200上。防脱挡块421为压力弹性件430提供支撑，防止压力弹性件430在复位过程中脱离连接杆420，确保泄压活动组件400可以重复循环使用。

在其中一个实施例中，如图5所示，阀门主体200上还设有锁合螺纹270；优选的，如图2及图5所示，阀门主体200上设有外密封圈280。锁合螺纹270的设计使得泄压防爆阀与电池模组连接时更加便捷，而且，采用螺纹连接可以获得更好的气密性，防止泄压防爆阀与电池模组的连接间隙出现漏气现象；同样的，外密封圈280的设计也是为了提高泄压防爆阀的气密性，防止泄压防爆阀与电池模组的连接间隙出现漏气现象。

综上所述，本发明的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀10，既能够在电池模组热失控时实现快速泄压，又能够在复位时防止外界空气回流进入电池模组，提高了电池模组使用时的安全性。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，其特征在于，包括：透气盖板、阀门主体、防水透气组件以及泄压活动组件；

所述防水透气组件包括固定环以及防水透气膜；

所述阀门主体开设有阀门通孔，所述泄压活动组件设于所述阀门通孔，所述泄压活动组件形成第一排气通道，所述固定环安装于所述第一排气通道的通道口，所述防水透气膜设于所述固定环与所述泄压活动组件之间；

所述透气盖板盖合于所述阀门主体上；

所述透气盖板具有外罩筒以及内罩筒，所述外罩筒上开设有排气孔，所述内罩筒具有阻挡部和盖合部，所述内罩筒的盖合部上开设有多个透气槽，相邻两个所述透气槽之间形成弹性片，所述透气盖板与所述泄压活动组件之间形成第一透气间隙；

所述阀门主体具有外导流环和内导流环，所述外导流环与所述内导流环之间开设有盖合槽，所述内罩筒的盖合部盖合于所述盖合槽，所述盖合部压持于所述外导流环，所述内罩筒与所述内导流环之间形成第二透气间隙；

所述泄压活动组件包括：升降压盖、连接杆以及压力弹性件；所述升降压盖螺合于所述连接杆，所述连接杆与所述阀门主体通过所述压力弹性件连接；

所述升降压盖具有压盖通孔，所述连接杆开设有连杆通孔，所述压盖通孔与所述连杆通孔贯通形成所述第一排气通道；

所述连接杆与所述阀门主体之间形成排气间隙，所述阀门主体开设有泄压通孔，所述排气间隙与所述泄压通孔贯通形成第二排气通道，所述升降压盖封堵或脱离所述泄压通孔。

2.根据权利要求1所述的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，其特征在于，所述阀门主体与所述升降压盖之间设有内密封圈，所述内密封圈与所述升降压盖配合封堵所述泄压通孔。

3.根据权利要求2所述的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，其特征在于，所述阀门主体开设有收容槽，所述内密封圈收容于所述收容槽内。

4.根据权利要求1所述的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，其特征在于，所述压力弹性件为弹簧结构，所述连接杆上设有防脱挡块，所述压力弹性件一端压持于所述防脱挡块上，所述压力弹性件另一端压持于所述阀门主体上。

5.根据权利要求1所述的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，其特征在于，所述阀门主体上设有锁合螺纹。

6.根据权利要求1所述的基于曲径通道实现泄压防止外界空气回流的泄压防爆阀，其特征在于，所述阀门主体上设有外密封圈。