CN115163938A - 一种用于车载供氢系统的密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于车载供氢系统的密封结构,涉及汽车零部件密封结构技术领域,包括:高压氢气管;所述高压氢气管上套接有衬套,且衬套过盈装配于高压氢气管上;其可有效解决密封结构的抗震性要求;此项专利结构管端需要二次加工,所以对管材原始表面质量要求不高,可实现国产化,经济效益明显;装配简单,对工人技能要求一般,装配工艺性好;解决了“卡套式”密封较低的重复拆装次数限制的问题,提升了管路的重复拆装性能,延长了管路使用寿命,解决了目前全球现阶段均采用“卡套式”密封结构,其抗震性差,“卡套式”密封对管端原始表面质量要求较高,导致管材成本较高,密封对工人装配技术要求较高,可能需要重复装配,反复测试的问题。

Description

一种用于车载供氢系统的密封结构
技术领域
本发明涉及汽车零部件密封结构技术领域,特别涉及一种用于车载供氢系统的密封结构。
背景技术
对于管端冷镦成型的管件,其管端充模量直接影响成型后的尺寸,而充模量与型腔内金属体积相关,为控制成型尺寸精度,就必须精确控制型腔内金属体积;对于管端通过内倒角加工,进而改变管端成型区金属体积的加工工艺,提供一种精确测量倒角尺寸的方法,进而精确控制成型区金属体积;氢燃料电池车市场火爆,其车载储氢系统存储高压氢气为整车提供能量,由于氢气属自然界最小气体分子,同时氢气与现有一般金属存在“氢脆”腐蚀现象,所以对高压氢气的密封技术将是极苛刻的,同时也是十分迫切的。
然而,就目前全球现阶段均采用“卡套式”密封结构而言,其抗震性差,“卡套式”密封对管端原始表面质量要求较高,导致管材成本较高,密封对工人装配技术要求较高,可能需要重复装配,反复测试。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种用于车载供氢系统的密封结构,其可有效解决密封结构的抗震性要求;此项专利结构管端需要二次加工,所以对管材原始表面质量要求不高,可实现国产化,经济效益明显;此项专利结构装配简单,对工人技能要求一般,装配工艺性好;解决了“卡套式”密封较低的重复拆装次数限制的问题,提升了管路的重复拆装性能,延长了管路使用寿命。
本发明提供了一种用于车载供氢系统的密封结构,具体包括:高压氢气管;所述高压氢气管上套接有衬套,且衬套过盈装配于高压氢气管上;管端装配螺母,所述管端装配螺母活动连接在高压氢气管上,且管端装配螺母位于衬套的左侧,衬套位于管端装配螺母的腔体内部;连管接头,所述连管接头螺旋连接在高压氢气管的右侧,且连管接头位于高压氢气管的右侧。
可选地,所述高压氢气管的左端通过冷镦成型加工有氢气管连接端头。
可选地,所述氢气管连接端头的右表面加工有圆台结构的凸出型面。
可选地,所述管端装配螺母的右侧开设有圆槽结构的螺母内腔,螺母内腔内部设置有衬套,管端装配螺母的左端面中间开设有圆形通孔结构的螺母穿口。
可选地,所述螺母内腔的左侧连接螺母内腔,螺母内腔的左表面设有凹面结构的内腔顶紧斜面,螺母内腔的内壁右侧开设有螺母内螺纹。
可选地,所述螺母穿口的左端加工有四十五度的螺母倒角。
可选地,所述衬套的中间横向贯穿开设有圆槽结构的内套槽,衬套的左端面凸出设置有内顶紧斜面,衬套的外圆面上开设有环槽。
可选地,所述连管接头为管体结构,且连管接头的左端加工有连接管端,连管接头的左端面中间凹陷开设有凹陷型面。
可选地,所述连接管端的外壁上设置有接头外螺纹,接头外螺纹螺旋连接螺母内螺纹。
有益效果
根据本发明的各实施例的储氢系统管路管端密封结构,与传统卡套式密封结构相比,采用一个端面凹陷的空心接头与一个管端凸出的管路通过管端螺纹与接头连接后产生的轴向压紧力,使管端凸出的型面与端面凹陷的空心接头接触面产生塑性变形,以此互相填充彼此型面上的加工纹路和缺陷,使密封面间隙小于密封介质分子体积,同时轴向压紧力起到维持此种稳定贴合的状态。
此外,目前全球现阶段均采用“卡套式”密封结构,其抗震性差,而此结构通过设置衬套,衬套的外圆面上开设有环槽,环槽的设置来实现在不降低衬套弹性的前提下,最大限度的降低衬套在受压力作用时的径向变形量,通过轴向压紧力挤压衬套,通过衬套的支撑起到维持此种稳定贴合的状态,使密封结构具备振动工况下的可靠密封,可有效解决密封结构的抗震性要求。
此外,“卡套式”密封对管端原始表面质量要求较高,导致管材成本较高,但此结构管端需要二次加工,所以对管材原始表面质量要求不高,可实现国产化,经济效益明显。
此外,“卡套式”密封对工人装配技术要求较高,可能需要重复装配,反复测试,而此结构装配简单,操作便捷,通过螺旋连接实现零件之间的配合,对工人技能要求一般,上手速度快,操作失误率降低,装配工艺性好,节省装配成本。
此外,解决了“卡套式”密封较低的重复拆装次数限制的问题,提升了管路的重复拆装性能,延长了管路使用寿命,提高了车载储氢系统管路的维护快捷性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍。
下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制。
在附图中:
图1示出了根据本发明的实施例的储氢系统管路管端密封结构的整体结构的示意图;
图2示出了根据本发明的实施例管端装配螺母分离状态下内部的示意图;
图3示出了根据本发明的实施例连接状态的示意图;
图4示出了根据本发明的实施例分离状态的示意图;
图5示出了根据本发明的实施例高压氢气管的示意图;
图6示出了根据本发明的实施例衬套的示意图;
图7示出了根据本发明的实施例管端装配螺母的示意图;
图8示出了根据本发明的实施例连管接头的示意图;
图9示出了根据本发明的实施例全剖的示意图。
附图标记列表
1、高压氢气管;101、氢气管连接端头;1011、凸出型面;2、管端装配螺母;201、螺母内腔;2011、内腔顶紧斜面;2012、螺母内螺纹;202、螺母穿口; 2021、螺母倒角;3、衬套;301、内套槽;302、内顶紧斜面;4、连管接头;401、连接管端;4011、接头外螺纹;402、凹陷型面。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚,下文中将结合本发明的具体实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明,否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
实施例:请参考图1至图9:
本发明提出了一种用于车载供氢系统的密封结构,包括:高压氢气管1;高压氢气管1上套接有衬套3,且衬套3过盈装配于高压氢气管1上;管端装配螺母2,管端装配螺母2活动连接在高压氢气管1上,且管端装配螺母2位于衬套 3的左侧,衬套3位于管端装配螺母2的腔体内部;连管接头4,连管接头4螺旋连接在高压氢气管1的右侧,且连管接头4位于高压氢气管1的右侧。
此外,根据本发明的实施例,如图5所示,高压氢气管1的左端通过冷镦成型加工有氢气管连接端头101,氢气管连接端头101的右表面加工有圆台结构的凸出型面1011;通过凸出型面1011与凹陷型面402的配合,在管体组合密封状态下,凸出型面1011的外圆面和凹陷型面402的内凹面紧密接触,在轴向压紧力的压紧效果下,使管端凸出型面1011与端面凹陷的凹陷型面402接触面产生塑性变形,以此互相填充彼此型面上的加工纹路和缺陷,使密封面间隙小于密封介质分子体积,同时轴向压紧力起到维持此种稳定贴合的状态,实现密封,实现高压氢气管 1与连管接头4之间的连接。
此外,根据本发明的实施例,如图5所示,管端装配螺母2的右侧开设有圆槽结构的螺母内腔201,螺母内腔201内部设置有衬套3,管端装配螺母2的左端面中间开设有圆形通孔结构的螺母穿口202;组装时,高压氢气管1管体穿过螺母穿口 202,螺母穿口202的左端加工有四十五度的螺母倒角2021,螺母穿口202对高压氢气管1起到定位效果。
此外,根据本发明的实施例,如图7所示,螺母内腔201的左侧连接螺母内腔 201,螺母内腔201的左表面设有凹面结构的内腔顶紧斜面2011,螺母内腔201的内壁右侧开设有螺母内螺纹2012;高压氢气管1同时穿过螺母穿口202和内套槽 301,并通过管端装配螺母2的螺母内螺纹2012和连管接头4的接头外螺纹4011旋合后产生轴向压紧力,轴向压紧力受限作用在管端装配螺母2的内腔顶紧斜面 2011和衬套3的内顶紧斜面302,使两者紧密贴合,对衬套3进行紧密挤压,通过衬套3将挤压力传递至高压氢气管1与衬套3的贴合面,然后传递至高压氢气管1的管端凸出型面1011。
此外,根据本发明的实施例,如图6所示,衬套3的中间横向贯穿开设有圆槽结构的内套槽301,衬套3的左端面凸出设置有内顶紧斜面302,衬套3的外圆面上开设有环槽,通过衬套3与氢气管连接端头101的端头位置的配合,实现对高压氢气管1的定位,在管体连接过程中,衬套3的左端的内顶紧斜面302和管端装配螺母2的内腔顶紧斜面2011紧密贴合连接,并且衬套3的右端面与氢气管连接端头 101的端头左端面紧密贴合连接,通过衬套3的支撑顶紧实现了对高压氢气管1紧密顶紧的效果,使高压氢气管1与连管接头4始终紧密接触,提高了连接件的连接紧密性,使密封结构具备振动工况下的可靠密封。
此外,根据本发明的实施例,如图8所示,连管接头4为管体结构,且连管接头4的左端加工有连接管端401,连接管端401的外壁上设置有接头外螺纹4011,接头外螺纹4011螺旋连接螺母内螺纹2012,连管接头4的左端面中间凹陷开设有凹陷型面402;在轴向压紧力的压紧效果下,使管端凸出型面1011与端面凹陷的凹陷型面402接触面产生塑性变形,以此互相填充彼此型面上的加工纹路和缺陷,使密封面间隙小于密封介质分子体积,同时轴向压紧力起到维持此种稳定贴合的状态,即可实现高压氢气管1与连管接头4的紧密连接。
本实施例的具体使用方式与作用:本发明中,高压氢气管1管端装配螺母2 和衬套3后,管端冷镦成型,使其形成管端凸出型面1011,连管接头4端面加工成凹陷型面402,通过管端装配螺母2的螺母内螺纹2012和连管接头4的接头外螺纹4011旋合后产生轴向压紧力,轴向压紧力受限作用在管端装配螺母2的内腔顶紧斜面2011和衬套3的内顶紧斜面302,使两者紧密贴合,对衬套3进行紧密挤压,通过衬套3将挤压力传递至高压氢气管1与衬套3的贴合面,然后传递至高压氢气管1的管端凸出型面1011,使凸出型面1011压紧于连管接头4的凹陷型面402,高压氢气管1管端凸出型面1011和连管接头4的凹陷型面402在压紧力的作用下产生塑性变形,以此互相填充彼此型面上的加工纹路和缺陷,使密封面间隙小于密封介质分子体积,同时轴向压紧力起到维持此种稳定贴合的状态,实现静态密封,同时通过改变衬套3的环槽结构型式,实现在不降低密封系统抗振性的前提下,降低衬套3的径向变形量,以此实现多次重复拆装情况下的密封要求。
最后,需要说明的是,本发明在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时,通常会以一个/一对构件举例而言,然而本领域技术人员应该理解的是,这样的位置、配合关系等,同样适用于其他构件/其他成对的构件。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于,包括:高压氢气管(1);所述高压氢气管(1)上套接有衬套(3),且衬套(3)过盈装配于高压氢气管(1)上;管端装配螺母(2),所述管端装配螺母(2)活动连接在高压氢气管(1)上,且管端装配螺母(2)位于衬套(3)的左侧,衬套(3)位于管端装配螺母(2)的腔体内部;连管接头(4),所述连管接头(4)螺旋连接在高压氢气管(1)的右侧,且连管接头(4)位于高压氢气管(1)的右侧。
2.如权利要求1所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述高压氢气管(1)的左端通过冷镦成型加工有氢气管连接端头(101)。
3.如权利要求2所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述氢气管连接端头(101)的右表面加工有圆台结构的凸出型面(1011)。
4.如权利要求1所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述管端装配螺母(2)的右侧开设有圆槽结构的螺母内腔(201),螺母内腔(201)内部设置有衬套(3),管端装配螺母(2)的左端面中间开设有圆形通孔结构的螺母穿口(202)。
5.如权利要求4所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述螺母内腔(201)的左侧连接螺母内腔(201),螺母内腔(201)的左表面设有凹面结构的内腔顶紧斜面(2011),螺母内腔(201)的内壁右侧开设有螺母内螺纹(2012)。
6.如权利要求1所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述螺母穿口(202)的左端加工有四十五度的螺母倒角(2021)。
7.如权利要求1所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述衬套(3)的中间横向贯穿开设有圆槽结构的内套槽(301),衬套(3)的左端面凸出设置有内顶紧斜面(302),衬套(3)的外圆面上开设有环槽。
8.如权利要求1所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述连管接头(4)为管体结构,且连管接头(4)的左端加工有连接管端(401),连管接头(4)的左端面中间凹陷开设有凹陷型面(402)。
9.如权利要求8所述一种用于车载供氢系统的密封结构,其特征在于:所述连接管端(401)的外壁上设置有接头外螺纹(4011),接头外螺纹(4011)螺旋连接螺母内螺纹(2012)。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20221011

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