CN115451321B - 一种车用cng瓶阀 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车用CNG瓶阀，安装在气瓶上，瓶阀包括阀体、活门组件和限流装置，阀体内设置有气流通道和转换腔，所述气流通道连通所述转换腔，所述活门组件沿轴向可活动地设置在所述转换腔内，所述活门组件适于控制所述气流通道与所述转换腔的通断，所述阀体内在水平面上错位设置有第一出气通道和第二出气通道，所述第一出气通道和所述第二出气通道均连通所述转换腔，其中，所述第一出气通道设置于所述气流通道的近端，且第一出气通道适于连通其他气瓶或调压罐；第二出气通道设置于气流通道的远端，且第二出气通道适于连通其他气瓶；活门组件上内设置有连接通道。本申请的一个目的在于提供一种使用寿命长、不易损坏的车用CNG瓶阀。

Description

一种车用CNG瓶阀

技术领域

本申请涉及瓶阀领域，特别涉及一种车用CNG瓶阀。

背景技术

CNG气体(Compressed Natural Gas Vehicle)指的是压缩天然气，其使用在汽车上，可以代替常规汽油或柴油作为汽车燃料。车用CNG气体储存在气瓶中，并通过车用CNG瓶阀来控制气体的使用，在实际使用过程中，从气瓶中输出的CNG气体通常还需要进入调压罐中进行减压混合后，才送入发动机进行燃烧。

但是，现有的车用CNG瓶阀使用寿命较低，易损坏，容易造成安全隐患，是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种使用寿命长、不易损坏的车用CNG瓶阀。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种车用CNG瓶阀，安装在气瓶上，所述瓶阀包括阀体、活门组件和限流装置，所述限流装置适于限制进入所述阀体的CNG气体的流量，所述阀体内设置有气流通道和转换腔，所述气流通道连通所述转换腔，所述活门组件沿轴向可活动地设置在所述转换腔内，且所述活门组件的外壁抵触所述转换腔的内壁，所述活门组件适于控制所述气流通道与所述转换腔的通断，所述阀体内在水平面上错位设置有第一出气通道和第二出气通道，所述第一出气通道和所述第二出气通道均连通所述转换腔，其中，所述第一出气通道设置于所述气流通道的近端，且所述第一出气通道适于连通其他所述气瓶或调压罐；所述第二出气通道设置于所述气流通道的远端，且所述第二出气通道适于连通其他所述气瓶；所述活门组件上内设置有连接通道，所述连接通道适于连通所述第一出气通道和所述第二出气通道；

当所述活门组件沿轴向向后运动时，所述活门组件控制所述气流通道与所述转换腔连通，所述连接通道与所述第一出气通道和所述第二出气通道错开，所述第一出气通道通过所述转换腔连通所述气流通道，且所述活门组件的外壁封闭所述第二出气通道，所述CNG气体适于从所述气瓶中流出并依次通过气流通道、所述转换腔和所述第一出气通道流出所述瓶阀；当所述活门组件沿轴向向前运动时，所述活门组件控制所述气流通道与所述转换腔断开，所述第二出气通道通过所述连接通道连通所述第一出气通道。

在实际使用过程中，车用CNG瓶阀的使用寿命较低、易损坏，是制约CNG汽车发展的重要难题，经发明人研究发现，传统的CNG气瓶大多串联使用，即将瓶阀的出气通道依次串联，以保证在使用过程中能有充足的气源供应，并且不需要额外加装其他控制装置来控制气瓶的通断。但经过一段时间的使用后，即使气瓶内的气体处于灌满状态，瓶阀的出气量依旧很低，发明人起初认为是由于瓶阀内出现异物造成堵塞造成出气量下降，但经过多次拆解后，瓶阀内并没有出现异物。经过进一步研究发现，车用CNG瓶阀的进气口附近通常会加装一个限流装置，限流装置主要是为了防止管道中出现破损现象，而造成气瓶内的CNG气体大量泄露；装有限流装置的CNG瓶阀，即使管道中出现破损现象，限流装置会封闭进气口，使气瓶依旧保持封闭状态，减少气体泄露，避免安全隐患，也减少气体的浪费。限流装置的工作原理是根据流量不同，产生的动压不同，从而改变限流装置中限流板的位置，实现限制流量的效果。

但使用串联设置的瓶阀，在进气时，所有串联的气瓶同步供气，但由于实际使用过程中，车辆的发动机不始终处于最佳工作状态，根据不同的工况，会产生怠速、加速等使用状态，因此会产生不同的进气量需求，不同的进气量会导致限流装置始终处于工作状态，并且由于所有的气瓶串联使用，因此供气时，所有的限流装置始终处于工作状态，造成限流装置中的弹簧使用频率过大，造成弹性下降等问题，使限流装置不能正常运转，从而造成瓶阀出气量下降的问题。

而采用本申请的瓶阀，利用活门组件在转换腔内不同的位置来控制第一出气通道和第二出气通道的通断，当活门组件沿轴向向前运动时，活门组件使气流通道和转换腔断开，此时安装有该瓶阀的气瓶处于封闭状态，而此时由于活门组件内的连接通道作用，第二出气通道通过连接通道连通第一出气通道，其他气瓶内的CNG气体可以通过第二出气通道，并进入第一出气通道，从而流出瓶阀；当活门组件沿轴向向后运动时，活门组件使气流通道和转换腔连接，而此时由于活门组件内的连接通道与第二出气通道错位，因此第二出气通道被活门组件的外壁封闭，其他气瓶内的CNG气体不能通过第二出气通道通过，而安装该瓶阀的气瓶中的CNG气体可以通过气流通道进入转换腔中，并通过第一出气通道离开瓶阀。从而起到各个气瓶虽然依旧串联使用，但在使用过程中，通过改变活门组件的位置，实现各个气瓶依次启用，减少限流装置的启动次数，从而延长瓶阀的使用寿命。

其中第一出气通道和第二出气通道在水平面上错位设置，指的是，在水平面上，第一出气通道的轴线和第二出气通道的轴线不重合，这种设置方法，使本申请的瓶阀能更方便的实现不同工作位置的切换，使瓶阀能切换到仅使用本气瓶供气，或者切换到由其他气瓶供气，结构更加简单，性能更加稳定。活门组件的外壁抵触转换腔的内壁，并且设置第一出气通道和第二出气通道均连通转换腔，并设置第一出气通道设置在气流通道的近端(即第一出气通道靠近气流通道)，第二出气通道设置在气流通道的远端(即第二出气通道远离气流通道)，可以通过改变活门组件在转换腔的轴向位置，从而实现气流通道与第一出气通道的连通(此时活门组件的外壁封闭了第二出气通道)；或者实现第二出气通道和第一出气通道通过连接通道连通(此时活门组件的头部封闭了气流通道)，从而实现串联的瓶阀依次使用不同的气瓶供气，减少限流装置的重复启动，造成寿命降低。值得一提的是，活门组件的外壁也可以套设密封圈，以增加在沿轴向活动的过程中，活门组件与转换腔的密封程度，防止不必要的气体的泄露。

进一步优选，所述瓶阀内沿轴向可活动地设置有阀杆组件，所述阀杆组件的头部设置有第一弹性组件，所述第一弹性组件的一端抵触所述活门组件的尾部，所述第一弹性组件的另一端抵触所述阀杆组件的头部，所述阀杆组件适于控制所述瓶阀进入关闭状态或待机状态，当所述瓶阀处于关闭状态时，所述阀杆组件压紧所述第一弹性组件，并推动所述活门组件沿轴向向前运动；当所述瓶阀处于待机状态时，所述阀杆组件松开所述第一弹性组件，所述CNG气体产生的气体压力适于与所述第一弹性组件产生的弹性力配合并控制所述活门组件沿轴向的位移。

瓶阀具有三种工作状态，分别是关闭状态、待机状态和工作状态，其中处于关闭状态时，阀杆组件沿轴向向前运动，并压紧第一弹性组件，并通过第一弹性组件推动活门组件沿轴向向前运动，并使活门组件封闭气流通道，使气流通道与转换腔断开，此时气瓶中的气体不能流出，瓶阀处于关闭状态；当处于待机状态时，阀杆组件沿轴向向后运动，第一弹性组件被松开，从而恢复弹性形变，此时气瓶中的气体由于内压较大，会作用在活门组件上，并克服第一弹性组件的弹力，使活门组件沿轴向向后运动，此时瓶内的气体沿气流通道进入转换腔中，指的一提的是，虽然此时第一出气通道连通转换腔，但处于待机状态下时，调压罐不工作，也不需要气体流入，因此在转换腔中的气体并不会持续流经第一出气通道并流出瓶阀，经过一段时间后，转换腔内的气压和第一弹性组件作用在活门组件上的力大小一致，方向相反，活门组件在轴向位置上保持静止，此状态下，活门组件上的连接通道与第二出气通道错开，第二出气通道被活门组件的外壁封闭，第一出气通道与转换腔连通，但由于调压罐不工作，转换腔中的气体也不流动；处于工作状态时，调压罐工作，转换腔内的气体通过第一出气通道流出瓶阀，并且由于气流通道和转换腔连通，在此状态下，该气瓶中气体会持续流出，直到气瓶内的气压不足以克服第一弹性组件的弹性力，活门组件在第一弹性组件的作用下轴向向前运动，并使所述气流通道封闭，气流通道与转换腔处于断开状态；此时活门组件上的连接通道连通第一出气通道和第二出气通道，其他气瓶中的CNG气体可以流经第二出气通道、连接通道和第一出气通道并离开该瓶阀，实现串联的气瓶依次工作的目的。传统方法一般要使用一个比压腔来比较不同气瓶的气压差，从而实现串联的气瓶依次工作的目的，相较于传统方法，不需要设置额外的比压腔，也不需要比较不同气瓶的压强差，就可以实现串联的气瓶依次工作的目的，结构更简单，也更加耐用。

通过阀杆组件使第一弹性组件与气体压力配合控制活门组件的轴向位移是为了改变瓶阀的工作状态，切换瓶阀的供气气瓶，使依次串联的各个气瓶能依次使用，减少限流装置的频繁启用，造成瓶阀寿命降低，耐用性下降等问题。

进一步优选，所述转换腔的头部的侧壁上设置有气流通口，所述气流通口适于连通所述气流通道和所述转换腔；所述活门组件包括封闭头和第二弹性组件，所述封闭头设置在所述活门组件的头部，所述封闭头适于与所述气流通口配合并控制所述气流通道与所述转换腔的通断，所述第二弹性组件的一端抵触所述活门组件的头部，所述第二弹性组件的另一端抵触所述封闭头的尾部；所述第二弹性组件适于限制所述CNG气体使所述活门组件产生的轴向位移；所述第二弹性组件的弹性系数小于所述第一弹性组件的弹性系数。

进一步优选，所述第二弹性组件为弹簧，所述封闭头的纵截面形状为T字型，所述第二弹性组件套设在所述封闭头T字型的横轴上，且所述第二弹性组件的一端抵触所述活门组件的头部，所述第二弹性组件的另一端抵触所述封闭头T字型的竖轴的尾部；所述封闭头的外部套设有封闭套，所述封闭套的头部向前突出设置有封闭膜片，所述封闭膜片适于与所述气流通口配合并控制所述气流通道与所述转换腔的通断；当所述瓶阀处于关闭状态时，所述阀杆组件通过所述第一弹性组件和所述第二弹性组件压紧所述封闭膜片，并使所述封闭膜片产生弹性形变，并控制所述气流通道与所述转换腔的封闭程度。

进一步优选，所述转换腔头部的侧壁上向后凸出设置有连接部，所述连接部沿轴向贯穿设置有连接孔，所述连接孔连通所述气流通口；所述连接孔的内径为D1，所述封闭头头部的外径为D2，满足D2＞D1；所述封闭头的前部与所述封闭膜片的后部共同界定一变形腔，当所述活门组件沿轴向向前运动并使所述连接孔封闭时，所述封闭膜片适于向所述变形腔内形变，并控制所述气流通道的密封性能。

另一种优选，所述阀杆组件通过螺纹连接在所述阀体上，所述阀杆组件的头部设置有调节杆，所述活门组件的尾部沿轴向设置有与所述调节杆匹配的滑动槽，所述调节杆可转动地连接在所述滑动槽内，且所述调节杆可沿所述滑动槽的轴向滑动，所述第一弹性组件为弹簧且所述第一弹性组件套设在所述调节杆的外部，当所述瓶阀处于关闭状态时，所述调节杆的头部抵触所述滑动槽的槽底；当所述瓶阀处于待机状态时，所述调节杆的头部与所述滑动槽的槽底分离。

进一步优选，所述连接通道包括第一连接段、第二连接段和第三连接段，当所述第二出气通道通过所述连接通道连通所述第一出气通道时，所述第二出气通道依次通过所述第一连接段、所述第二连接段和所述第三连接段连通所述第一出气通道，其中所述第一连接段和所述第二出气通道沿左右方向设置且所述第一连接段的轴线与所述第二出气通道的轴线重合，所述第三连接段和所述第一出气通道沿左右方向设置且所述第三连接段和所述第一出气通道的轴线重合，所述第二连接段沿所述活门组件的轴向设置。

进一步优选，所述第二连接段的尾部连通所述转换腔，所述第二连接段的尾部安装有堵头，所述堵头通过螺纹可沿所述第二连接段的轴向进给或后退，所述堵头适于限制所述CNG气体从所述连接通道中的泄露量。

进一步优选，所述堵头的头部与所述第一连接段之间的轴向距离为D3，所述第一连接段与所述第三连接段之间的轴向距离为D4，满足D3＜D4。

另一种优选，所述阀体上分别并联设置有多个检测通道，所述检测通道分别连通所述转换腔与外界，所述检测通道内分别设置有压力型压力泄放装置和温控型压力泄放装置。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)通过活门组件沿轴向的不同位置变化来切换瓶阀的不同工作位置，实现一个瓶阀既能使用该气瓶供气，又能切换至使用其他气瓶供气，并实现串联的气瓶能依次供气的目的，减少限流装置的不必要的启动，以免影响瓶阀的使用寿命；

(2)通过活门组件内设置的连接通道连通第一出气通道和第二出气通道，可以使其他气瓶中流经此瓶阀的气体更加纯净，不会因为在容纳腔内设置的其他装置，而导致CNG气体被污染，也避免杂质进入第一出气通道，造成第一出气通道被堵塞的问题；将第一出气通道和第二出气通道在水平面上错位设置，可以更方便的实现瓶阀在不同工作状态下的切换，并且简化了结构，降低了制造成本和安装成本。

附图说明

图1为常见车用CNG瓶阀的示意图；

图2为限流装置的示意图，展示了限流板处于最低位置；

图3为限流装置的示意图，展示了限流板处于最高位置；

图4为限流板的示意图，展示了限流孔；

图5为瓶阀串联使用的示意图；

图6为本申请的瓶阀的一种实施例的立体图，展示了瓶阀的结构；

图7为本申请的瓶阀的一种实施例的正视图，展示了检测通道；

图8为本申请的瓶阀的一种实施例的A-A截面的剖视图，展示了瓶阀处于关闭状态；

图9为本申请的瓶阀的一种实施例的A-A截面的剖视图，展示了瓶阀处于待机状态；

图10为本申请的瓶阀的一种实施例的A-A截面的剖视图，展示了连接通道连通第一出气通道和第二出气通道；

图11为本申请的瓶阀的一种实施例的剖视图，展示了变形腔；

图12为本申请的瓶阀的一种实施例的剖视图，展示了瓶阀处于关闭状态，封闭膜片向变形腔内变形；

图13为本申请的瓶阀的一种实施例的阀体的剖视图，展示了各个结构的位置；

图14为本申请的瓶阀的一种实施例的示意图，展示了活门组件和阀杆组件；

图15为本申请的瓶阀的一种实施例的B位置的局部放大图，展示了滑动槽。

图中：1、活门组件；11、连接通道；111、第一连接段；112、第二连接段；1121、堵头；113、第三连接段；12、封闭头；121、封闭膜片；122、变形腔；123、封闭套；13、第二弹性组件；14、滑动槽；2、阀杆组件；21、第一弹性组件；22、调节杆；3、气流通道；31、进气口；4、阀体；41、第一出气通道；42、第二出气通道；43、转换腔；431、气流通口；432、连接部；4321、连接孔；44、检测通道；100、限流装置；101、限流板；102、限流弹簧；103、限流孔；104、限流腔；200、第一气瓶；201、出气管a；202、出气管b；300、第二气瓶；301、出气管c；302、出气管d；400、手柄轮。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在实际使用过程中，车用CNG瓶阀的使用寿命较低、易损坏，是制约CNG汽车发展的重要难题，经发明人研究发现，传统的CNG气瓶大多串联使用，即将瓶阀的出气通道依次串联，以保证在使用过程中能有充足的气源供应，并且不需要额外加装其他控制装置来控制气瓶的通断。如图5所示，展示了瓶阀及气瓶依次串联的示例，以两个瓶阀和两个气瓶为例，两个瓶阀分别安装在第一气瓶200和第二气瓶300上，第一气瓶200和第二气瓶300均设置有两个出气通道，多个出气通道依次连接，在这个示例中，第一气瓶200的瓶阀上设置有出气管a201和出气管b202，第二气瓶300的瓶阀上设置有出气管c301和出气管d302，其中出气管b202和出气管c301连接，出气管a201连接其他气瓶，出气管d302连接调压罐，当需要发动汽车前，需要将所有瓶阀处于开启状态，所有气瓶内的CNG气体处于互相连通的状态，因此每个气瓶内的CNG气体同步减少。

但经过一段时间的使用后，即使气瓶内的气体处于灌满状态，瓶阀的出气量依旧很低，发明人起初认为是由于瓶阀内出现异物造成堵塞造成出气量下降，但经过多次拆解后，瓶阀内并没有出现异物。经过进一步研究发现，车用CNG瓶阀的进气口31附近通常会加装一个限流装置100(如图1至图4所示)，限流装置100主要是为了防止管道中出现破损现象，而造成气瓶内的CNG气体大量泄露；装有限流装置100的CNG瓶阀，即使管道中出现破损现象，限流装置100会封闭进气口31，使气瓶依旧保持封闭状态，减少气体泄露，避免安全隐患，也减少气体的浪费。如图2至图4展示了限流装置100，其具有限流板101、限流弹簧102，限流装置100的内壁界定沿轴向界定有限流腔104，限流板101安装在限流腔104内，限流板101上沿周向环绕设置有限流孔103，限流弹簧102也设置在限流腔104内，且限流弹簧102的一端抵触限流腔104的顶部，限流弹簧102的另一端抵触限流板101的顶部，当气瓶产生的流量较小时，气体可以从限流板101中的限流孔103中流过并进入气流通道3中；当气瓶产生的流量突然变大时，气体会推动限流板101向上运动，并压缩限流弹簧102，从而使限流板101向上运动直到其封闭气流通道3，气瓶中的气体无法在进入气流通道3内。当气瓶内的气体不流动时，限流板101两侧的静压相同，限流板101处于低位，如图2所示；当气瓶内的气体往外流动时，限流板101逐渐向上运动，并限制气瓶中流出的气体的流速。

使用串联设置的瓶阀，在进气时，所有串联的气瓶同步供气，并且由于实际使用过程中，车辆的发动机不始终处于最佳工作状态，根据不同的工况，会产生怠速、加速等使用状态，因此会产生不同的进气量需求，不同的进气量会导致限流装置100始终处于工作状态，并且由于所有的气瓶串联使用，因此供气时，所有不同气瓶上的所有的限流装置100始终处于工作状态，造成限流装置100中的限流弹簧102使用频率过大，造成弹性下降等问题，使限流装置100不能正常运转，从而造成瓶阀出气量下降的问题。

因此发明人开发了一种车用CNG瓶阀，如图5至图15所示，安装在气瓶上，瓶阀包括阀体4、活门组件1和限流装置100，限流装置100适于限制进入阀体4的CNG气体的流量，阀体4内设置有气流通道3和转换腔43，气流通道3连通转换腔43，阀体4上设置有进气口31，CNG气体适于通过进气口31进入气流通道3内，活门组件1沿轴向可活动地设置在转换腔43内，且活门组件1的外壁抵触转换腔43的内壁，活门组件1适于控制气流通道3与转换腔43的通断，阀体4内在水平面上错位设置有第一出气通道41和第二出气通道42，第一出气通道41和第二出气通道42均连通转换腔43，其中，第一出气通道41设置于气流通道3的近端，且第一出气通道41适于连通其他气瓶或调压罐；第二出气通道42设置于气流通道3的远端，且第二出气通道42适于连通其他气瓶；活门组件1上内设置有连接通道11，连接通道11适于连通第一出气通道41和第二出气通道42。

在这个具体的实施例中，如图5所示，第二出气通道42连通出气管c301，第一出气通道41连通出气管d302，并连接到调压罐上，出气管c301连通出气管b202并通过瓶阀连通另一气瓶。当活门组件1沿轴向向后运动时(如图9所示)，活门组件1控制气流通道3与转换腔43连通，连接通道11与第一出气通道41和第二出气通道42错开，第一出气通道41通过转换腔43连通气流通道3，且活门组件1的外壁封闭第二出气通道42，CNG气体适于从第二气瓶300中流出并依次通过气流通道3、转换腔43和第一出气通道41流出瓶阀；当活门组件1沿轴向向前运动时(如图10所示)，活门组件1控制气流通道3与转换腔43断开，第二出气通道42通过连接通道11连通第一出气通道41。此时第二气瓶300被封闭，无法继续供气，由于第二出气通道42通过连接通道11和第一出气通道41连通，因此此时可以通过第一气瓶200进行供气，从而起到依次通过活门组件1的轴向运动，来依次控制各个气瓶供气的目的，减少限流装置100不必要的起到，以延长限流装置100的使用寿命，并起到延长瓶阀使用寿命的目的。

采用本申请的瓶阀，可以利用活门组件1依次控制每个气瓶的通断，使供气时只有单一气瓶进行供气，当该气瓶用尽时，使用活门组件1封闭气流通道3，并使第一出气通道41和第二出气通道42连通，从而切换至不同气瓶供气。

采用本申请的瓶阀，利用活门组件1在转换腔43内不同的位置来控制第一出气通道41和第二出气通道42的通断，当活门组件1沿轴向向前运动时，活门组件1使气流通道3和转换腔43断开，此时安装有该瓶阀的气瓶处于封闭状态，而此时由于活门组件1内的连接通道11作用，第二出气通道42通过连接通道11连通第一出气通道41，其他气瓶内的CNG气体可以通过第二出气通道42，并进入第一出气通道41，从而流出瓶阀，如图10所示；当活门组件1沿轴向向后运动时，活门组件1使气流通道3和转换腔43连接，而此时由于活门组件1内的连接通道11与第二出气通道42错位，因此第二出气通道42被活门组件1的外壁封闭，其他气瓶内的CNG气体不能通过第二出气通道42通过，而安装该瓶阀的气瓶中的CNG气体可以通过气流通道3进入转换腔43中，并通过第一出气通道41离开瓶阀。从而起到各个气瓶虽然依旧串联使用，但在使用过程中，通过改变活门组件1的位置，实现各个气瓶依次启用，减少限流装置100的启动次数，从而延长瓶阀的使用寿命。值得一提的是可以用多种方法改变活门组件1的位置，比如使用电控装置、液控装置等其他外接感应控制模块来实现控制活门组件1的轴向位置。

其中第一出气通道41和第二出气通道42在水平面上错位设置，指的是，在水平面上，第一出气通道41的轴线和第二出气通道42的轴线不重合，这种设置方法，使本申请的瓶阀能更方便的实现不同工作位置的切换，使瓶阀能切换到仅使用本气瓶供气，或者切换到由其他气瓶供气，结构更加简单，性能更加稳定。活门组件1的外壁抵触转换腔43的内壁，并且设置第一出气通道41和第二出气通道42均连通转换腔43，并设置第一出气通道41设置在气流通道3的近端(即第一出气通道41靠近气流通道3)，第二出气通道42设置在气流通道3的远端(即第二出气通道42远离气流通道3)，可以通过改变活门组件1在转换腔43的轴向位置，从而实现气流通道3与第一出气通道41的连通(此时活门组件1的外壁封闭了第二出气通道42)；或者实现第二出气通道42和第一出气通道41通过连接通道11连通(此时活门组件1的头部封闭了气流通道3)，从而实现串联的瓶阀依次使用不同的气瓶供气，减少限流装置100的重复启动，造成寿命降低。值得一提的是，活门组件1的外壁也可以套设密封圈，以增加在沿轴向活动的过程中，活门组件1与转换腔43的密封程度，防止不必要的气体的泄露。

进一步优选，如图8至图10所示，瓶阀内沿轴向可活动地设置有阀杆组件2，阀杆组件2的头部设置有第一弹性组件21，第一弹性组件21的一端抵触活门组件1的尾部，第一弹性组件21的另一端抵触阀杆组件2的头部，阀杆组件2适于控制瓶阀进入关闭状态或待机状态，当瓶阀处于关闭状态时，阀杆组件2压紧第一弹性组件21，并推动活门组件1沿轴向向前运动(如图8所示)；当瓶阀处于待机状态时，阀杆组件2松开第一弹性组件21，CNG气体产生的气体压力适于与第一弹性组件21产生的弹性力配合并控制活门组件1沿轴向的位移(如图9、图10所示)。值得一提的是，控制阀杆组件2的运动，可以通过手柄轮400，阀杆组件2的通过螺纹可转动地连接在阀体4上，通过控制手柄轮400转动，从而实现控制阀杆组件2转动并沿轴向进给或后退，当阀杆组件2沿轴向进给时，其通过第一弹性组件21控制活门组件1地运动，当阀杆组件2沿轴向后退时，第二弹性组件13恢复弹性形变，所述瓶阀处于待机状态。

瓶阀具有三种工作状态，分别是关闭状态、待机状态和工作状态，其中处于关闭状态时，阀杆组件2沿轴向向前运动，并压紧第一弹性组件21，并通过第一弹性组件21推动活门组件1沿轴向向前运动，并使活门组件1封闭气流通道3，使气流通道3与转换腔43断开，此时气瓶中的气体不能流出，瓶阀处于关闭状态；当处于待机状态时，阀杆组件2沿轴向向后运动，第一弹性组件21被松开，从而恢复弹性形变，此时气瓶中的气体由于内压较大，会作用在活门组件1上，并克服第一弹性组件21的弹力，使活门组件1沿轴向向后运动，此时瓶内的气体沿气流通道3进入转换腔43中，指的一提的是，虽然此时第一出气通道41连通转换腔43，但处于待机状态下时，调压罐不工作，也不需要气体流入，因此在转换腔43中的气体并不会持续流经第一出气通道41并流出瓶阀，经过一段时间后，转换腔43内的气压和第一弹性组件21作用在活门组件1上的力大小一致，方向相反，活门组件1在轴向位置上保持静止，此状态下，活门组件1上的连接通道11与第二出气通道42错开，第二出气通道42被活门组件1的外壁封闭，第一出气通道41与转换腔43连通，但由于调压罐不工作，转换腔43中的气体也不流动(如图9所示)；处于工作状态时，调压罐工作，转换腔43内的气体通过第一出气通道41流出瓶阀，并且由于气流通道3和转换腔43连通，在此状态下，该气瓶中气体会持续流出(气流方向如图9虚线箭头方向)，直到气瓶内的气压不足以克服第一弹性组件21的弹性力，活门组件1在第一弹性组件21的作用下轴向向前运动，并使气流通道3封闭，气流通道3与转换腔43处于断开状态(如图10所示)；此时活门组件1上的连接通道11连通第一出气通道41和第二出气通道42，其他气瓶中的CNG气体可以流经第二出气通道42、连接通道11和第一出气通道41并离开该瓶阀，实现串联的气瓶依次工作的目的。容易想到的是，可以利用多个瓶阀串联并安装在多个气瓶上，发动汽车后，将所有瓶阀切换至待机状态，受到瓶内气压和第一弹性组件21的相互所有，此时所有瓶阀的气流通道3和转换腔43相连，但由于活门组件1上的连接通道11和第二出气通道42断开，各个气瓶并不互相连通，仅有连通有调压罐的气瓶可以通过第一出气通道41向外输送气体，而当瓶内气压降低时，这个气瓶中的活门组件1沿轴向向下运动，从而使下个气瓶中的气体能顺利从下个气瓶的转换腔43中流出，实现串联的气瓶依次供压的目的。传统方法一般要使用一个比压腔来比较不同气瓶的气压差，从而实现串联的气瓶依次工作的目的，相较于传统方法，不需要设置额外的比压腔，也不需要比较不同气瓶的压强差，就可以实现串联的气瓶依次工作的目的，结构更简单，也更加耐用。

通过阀杆组件2使第一弹性组件21与气体压力配合控制活门组件1的轴向位移是为了改变瓶阀的工作状态，切换瓶阀的供气气瓶，使依次串联的各个气瓶能依次使用，减少限流装置100的频繁启用，造成瓶阀寿命降低，耐用性下降等问题。

进一步优选，如图9所示，转换腔43的头部的侧壁上设置有气流通口431，气流通口431适于连通气流通道3和转换腔43；活门组件1包括封闭头12和第二弹性组件13，封闭头12设置在活门组件1的头部，封闭头12适于与气流通口431配合并控制气流通道3与转换腔43的通断，第二弹性组件13的一端抵触活门组件1的头部，第二弹性组件13的另一端抵触封闭头12的尾部；第二弹性组件13适于限制CNG气体使活门组件1产生的轴向位移；第二弹性组件13的弹性系数小于第一弹性组件21的弹性系数。

设置第二弹性组件13有两点作用，其一是限制活门组件1产生的轴向位移，当瓶内的气体压力较大时，其会推动活门组件1运动，并促使第一弹性组件21发生弹性形变，并且会造成较大的弹性形变，通过多设置一个第二弹性组件13，减少第一弹性组件21的弹性形变程度，从而限制活门组件1产生的轴向位移；其二，是通过设置第二弹性组件13来实现快速响应效果，由于气体的使用是非定量也非线性的，因此存在气流通过速度忽快忽慢的情况，通过设置第二弹性组件13的弹性系数小于第一弹性组件21的弹性系数，可以使第二弹性组件13的响应速度变快，当流出的气体流速较快时，第二弹性组件13快速收缩，使通过的气体能及时流出转换腔43，以满足汽车在不同工况下对进气量的不同的要求。

进一步优选，如图14所示，第二弹性组件13为弹簧，封闭头12的纵截面形状为T字型，第二弹性组件13套设在封闭头12T字型的横轴上，且第二弹性组件13的一端抵触活门组件1的头部，第二弹性组件13的另一端抵触封闭头12T字型的竖轴的尾部；封闭头12的外部套设有封闭套123，封闭套123的头部向前突出设置有封闭膜片121，封闭膜片121适于与气流通口431配合并控制气流通道3与转换腔43的通断；当瓶阀处于关闭状态时，阀杆组件2通过第一弹性组件21和第二弹性组件13压紧封闭膜片121，并使封闭膜片121产生弹性形变，并控制气流通道3与转换腔43的封闭程度。

设置封闭膜片121的好处在于，可以利用封闭膜片121在压缩时容易产生变形，从而提升在关闭状态下气流通道3与转换腔43的封闭程度。当瓶阀处于关闭状态下，阀杆组件2依次压缩第一弹性组件21和第二弹性组件13并作用在封闭膜片121上，使封闭膜片121能封闭气流通口431，并且利用封闭膜片121的变形特性，提升对气流通口431的封闭效果。

进一步优选，如图11和图12所示，转换腔43头部的侧壁上向后凸出设置有连接部432，连接部432沿轴向贯穿设置有连接孔4321，连接孔4321连通气流通口431；连接孔4321的内径为D1，封闭头12头部的外径为D2，满足D2＞D1；封闭头12的前部与封闭膜片121的后部共同界定一变形腔122，当活门组件1沿轴向向前运动并使连接孔4321封闭时，封闭膜片121适于向变形腔122内形变，并控制气流通道3的密封性能。

如图12所示，为瓶阀处于关闭状态时，此时封闭膜片121向变形腔122内发生弹性形变，并且由于连接孔4321的内径为D1，封闭头12头部的外径为D2，满足D2＞D1，因此封闭头12可以压紧封闭膜片121，从而提升其在关闭状态下的密封性能；如图11所示，为瓶阀处于工作状态时，且瓶内气压不足时，由于阀杆组件2产生的推力消失，封闭头12沿轴向后退，封闭膜片121恢复弹性形变，封闭膜片121会封闭连接孔4321，使气流通道3被封闭。

另一种优选，如图10和图15所示，阀杆组件2通过螺纹连接在阀体4上，阀杆组件2的头部设置有调节杆22，活门组件1的尾部沿轴向设置有与调节杆22匹配的滑动槽14，调节杆22可转动地连接在滑动槽14内，且调节杆22可沿滑动槽14的轴向滑动，第一弹性组件21为弹簧且第一弹性组件21套设在调节杆22的外部，当瓶阀处于关闭状态时，调节杆22的头部抵触滑动槽14的槽底；当瓶阀处于待机状态时，调节杆22的头部与滑动槽14的槽底分离。

调节杆22既可以在滑动槽14内转动，也可以在滑动槽14内滑动，由于阀杆组件2通过螺纹连接在阀体4上，当阀杆组件2转动时，其不会使活门组件1转动，也不会影响活门组件1的轴向位置，设置调节杆22可以控制第一弹性组件21的径向跳动，防止其受到气流作用而造成弯矩，使第一弹性组件21失效。

进一步优选，如图14所示，连接通道11包括第一连接段111、第二连接段112和第三连接段113，当第二出气通道42通过连接通道11连通第一出气通道41时，第二出气通道42依次通过第一连接段111、第二连接段112和第三连接段113连通第一出气通道41，其中第一连接段111和第二出气通道42沿左右方向设置且第一连接段111的轴线与第二出气通道42的轴线重合，第三连接段113和第一出气通道41沿左右方向设置且第三连接段113和第一出气通道41的轴线重合，第二连接段112沿活门组件1的轴向设置。

使第一连接段111和第二出气通道42沿左右方向设置且第一连接段111的轴线与第二出气通道42的轴线重合，并且使第三连接段113和第一出气通道41沿左右方向设置且第三连接段113和第一出气通道41的轴线重合，可以减少气流在通过第二出气通道42、第一出气通道41、连接通道11时造成的压力下降，并且在移动活门组件1时，使第二出气通道42中的气体更容易进入第一连接段111中，并从第三连接段113中流出。

进一步优选，如图12和图14所示，第二连接段112的尾部连通转换腔43，第二连接段112的尾部安装有堵头1121，堵头1121通过螺纹可沿第二连接段112的轴向进给或后退，堵头1121适于限制CNG气体从连接通道11中的泄露量。

使第二连接段112的尾部连通转换腔43，是为了加工方便，能够更加方便地在活门组件1上加工形成第一连接段111、第二连接段112和第三连接段113，设置堵头1121是为了减少连接通道11在使用过程中的泄露，并且使堵头1121和第二连接段112通过螺纹连接，由于螺纹间存在间隙，通过控制进给量可以控制泄漏量，并通过阀体4上其他的泄压通道实现泄压的目的。其中泄压通道是常规设置，此处不做赘述。

进一步优选，如图7和图10所示，堵头1121的头部与第一连接段111之间的轴向距离为D3，第一连接段111与第三连接段113之间的轴向距离为D4，满足D3＜D4。

由于第二连接段112沿轴向设置，因此从第一连接段111进入的气体会在第二连接段112中扩散，并通过第三连接段113流出，控制D3<D4，可以尽量减少气体在第二连接段112的停留，造成压力下降较大，压力损失较多的情况。

另一种优选，如图7所示，阀体4上分别并联设置有多个检测通道44，检测通道44分别连通转换腔43与外界，检测通道44内分别设置有压力型压力泄放装置和温控型压力泄放装置。

压力型压力泄放装置是现有技术，其通过爆破片来控制该检测通道44内的气压，防止其气压过高；温控型压力泄放装置也是现有技术，其通过对温度较为敏感的易熔合金，在一定温度小融化，从而实现泄压的目的。多个检测通道44可以分别控制气压的高度和温度的大小，使安全性得到进一步提高。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种车用CNG瓶阀，安装在气瓶上，所述瓶阀包括阀体、活门组件和限流装置，所述限流装置适于限制进入所述阀体的CNG气体的流量，其特征在于：所述阀体内设置有气流通道和转换腔，所述气流通道连通所述转换腔，所述活门组件沿轴向可活动地设置在所述转换腔内，且所述活门组件的外壁抵触所述转换腔的内壁，所述活门组件适于控制所述气流通道与所述转换腔的通断，所述阀体内在水平面上错位设置有第一出气通道和第二出气通道，所述第一出气通道和所述第二出气通道均连通所述转换腔，其中，所述第一出气通道设置于所述气流通道的近端，且所述第一出气通道适于连通其他所述气瓶或调压罐；所述第二出气通道设置于所述气流通道的远端，且所述第二出气通道适于连通其他所述气瓶；所述活门组件上内设置有连接通道，所述连接通道适于连通所述第一出气通道和所述第二出气通道；

当所述活门组件沿轴向向后运动时，所述活门组件控制所述气流通道与所述转换腔连通，所述连接通道与所述第一出气通道和所述第二出气通道错开，所述第一出气通道通过所述转换腔连通所述气流通道，且所述活门组件的外壁封闭所述第二出气通道，所述CNG气体适于从所述气瓶中流出并依次通过所述气流通道、所述转换腔和所述第一出气通道流出所述瓶阀；当所述活门组件沿轴向向前运动时，所述活门组件控制所述气流通道与所述转换腔断开，所述第二出气通道通过所述连接通道连通所述第一出气通道。

2.如权利要求1所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述瓶阀内沿轴向可活动地设置有阀杆组件，所述阀杆组件的头部设置有第一弹性组件，所述第一弹性组件的一端抵触所述活门组件的尾部，所述第一弹性组件的另一端抵触所述阀杆组件的头部，所述阀杆组件适于控制所述瓶阀进入关闭状态或待机状态，当所述瓶阀处于关闭状态时，所述阀杆组件压紧所述第一弹性组件，并推动所述活门组件沿轴向向前运动；当所述瓶阀处于待机状态时，所述阀杆组件松开所述第一弹性组件，所述CNG气体产生的气体压力适于与所述第一弹性组件产生的弹性力配合并控制所述活门组件沿轴向的位移。

3.如权利要求2所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述转换腔的头部的侧壁上设置有气流通口，所述气流通口适于连通所述气流通道和所述转换腔；所述活门组件包括封闭头和第二弹性组件，所述封闭头设置在所述活门组件的头部，所述封闭头适于与所述气流通口配合并控制所述气流通道与所述转换腔的通断，所述第二弹性组件的一端抵触所述活门组件的头部，所述第二弹性组件的另一端抵触所述封闭头的尾部；所述第二弹性组件适于限制所述CNG气体使所述活门组件产生的轴向位移；所述第二弹性组件的弹性系数小于所述第一弹性组件的弹性系数。

4.如权利要求3所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述第二弹性组件为弹簧，所述封闭头的纵截面形状为T字型，所述第二弹性组件套设在所述封闭头T字型的横轴上，且所述第二弹性组件的一端抵触所述活门组件的头部，所述第二弹性组件的另一端抵触所述封闭头T字型的竖轴的尾部；所述封闭头的外部套设有封闭套，所述封闭套的头部向前突出设置有封闭膜片，所述封闭膜片适于与所述气流通口配合并控制所述气流通道与所述转换腔的通断；当所述瓶阀处于关闭状态时，所述阀杆组件通过所述第一弹性组件和所述第二弹性组件压紧所述封闭膜片，并使所述封闭膜片产生弹性形变，并控制所述气流通道与所述转换腔的封闭程度。

5.如权利要求4所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述转换腔头部的侧壁上向后凸出设置有连接部，所述连接部沿轴向贯穿设置有连接孔，所述连接孔连通所述气流通口；所述连接孔的内径为D1，所述封闭头头部的外径为D2，满足D2＞D1；所述封闭头的前部与所述封闭膜片的后部共同界定一变形腔，当所述活门组件沿轴向向前运动并使所述连接孔封闭时，所述封闭膜片适于向所述变形腔内形变，并控制所述气流通道的密封性能。

6.如权利要求3所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述阀杆组件通过螺纹连接在所述阀体上，所述阀杆组件的头部设置有调节杆，所述活门组件的尾部沿轴向设置有与所述调节杆匹配的滑动槽，所述调节杆可转动地连接在所述滑动槽内，且所述调节杆可沿所述滑动槽的轴向滑动，所述第一弹性组件为弹簧且所述第一弹性组件套设在所述调节杆的外部，当所述瓶阀处于关闭状态时，所述调节杆的头部抵触所述滑动槽的槽底；当所述瓶阀处于待机状态时，所述调节杆的头部与所述滑动槽的槽底分离。

7.如权利要求1所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述连接通道包括第一连接段、第二连接段和第三连接段，当所述第二出气通道通过所述连接通道连通所述第一出气通道时，所述第二出气通道依次通过所述第一连接段、所述第二连接段和所述第三连接段连通所述第一出气通道，其中所述第一连接段和所述第二出气通道沿左右方向设置且所述第一连接段的轴线与所述第二出气通道的轴线重合，所述第三连接段和所述第一出气通道沿左右方向设置且所述第三连接段和所述第一出气通道的轴线重合，所述第二连接段沿所述活门组件的轴向设置。

8.如权利要求7所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述第二连接段的尾部连通所述转换腔，所述第二连接段的尾部安装有堵头，所述堵头通过螺纹可沿所述第二连接段的轴向进给或后退，所述堵头适于限制所述CNG气体从所述连接通道中的泄露量。

9.如权利要求8所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述堵头的头部与所述第一连接段之间的轴向距离为D3，所述第一连接段与所述第三连接段之间的轴向距离为D4，满足D3＜D4。

10.如权利要求1所述的一种车用CNG瓶阀，其特征在于：所述阀体上分别并联设置有多个检测通道，所述检测通道分别连通所述转换腔与外界，所述检测通道内分别设置有压力型压力泄放装置和温控型压力泄放装置。