CN115585295B - 一种氢燃料电池的氢气流量控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于流量控制技术领域，且公开了一种氢燃料电池的氢气流量控制装置，包括输气管，所述输气管的中部活动卡接有活塞柱，所述活塞柱底部的中部固定连接有磁铁，所述活塞柱的底部固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的下端固定连接有固定板。本发明通过输气管、活塞柱、磁铁、第一弹簧、固定板和轴承等结构配合使得装置具有定量输送和流量调节的效果，当活塞柱下降至出气管左端时，挤压后的气体通过连通管将活塞块向右顶出，电磁铁能够与磁铁相互吸附，通过旋转螺杆，第一弹簧拉动活塞柱向下移动，通过输气管、活塞柱、磁铁、第一弹簧、固定板和轴承等结构配合使得装置具有定量输送和流量调节的效果。
Description
技术领域
本发明属于流量控制技术领域，具体为一种氢燃料电池的氢气流量控制装置及其控制方法。
背景技术
氢燃料电池通过氢气与氧气反应，将化学能转化为电能，氢燃料电池对环境无污染，噪音小，在氢燃料电池的工作过程中需要使用三通控制阀来进行物料输送的控制，包括燃料电池堆，燃料供给系统，空气供给系统，以及把冷却系统。
现有技术中的燃料供给系统中，需要将氢气进行输送供给，由于反应的强度不同，所供给的氢气的量不同，所以需要对氢气的流量进行控制，现有技术中采用管道对直接对氢气进行输送，但只能通过阀门对氢气的输送进行关闭和连通，不能根据化学反应所需的氢气量进行调节，并且由于每次化学反应时都需要定量将氢气进行输送，而现有技术中只能够通过打开阀门，将氢气持续进行输送，不能根据使用需要分批进行定量输送气体；现有技术中的流量控制装置需要与下级输入管道进行连接，而现有技术在管道对接后通过大量螺栓进行连接，由于螺栓数量较多，且只能够通过人工将螺栓逐个拧紧进行固定，使得固定操作较为繁琐，现提出一种氢燃料电池的氢气流量控制装置及其控制方法来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢燃料电池的氢气流量控制装置及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢燃料电池的氢气流量控制装置，包括输气管，所述输气管的中部活动卡接有活塞柱，所述活塞柱底部的中部固定连接有磁铁，所述活塞柱的底部固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的下端固定连接有固定板，所述固定板顶侧的中部固定连接有电磁铁，所述固定板底侧的中部轴承连接有轴承，所述轴承的中部轴承连接有螺杆，所述输气管的左端固定连通有连通管，所述连通管上端的内部活动卡接有活塞块。
优选地，所述输气管的中部固定连通有出气管，所述出气管的上下两端均开设有活动槽，所述活动槽的外端活动卡接有固定管，所述固定管右端的上下两端均固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端固定连接有限位块，两个所述限位块的中部活动卡接有连接管，所述连接管左端的上端两端均活动卡接有活动块，所述活动块的左端固定连接有第三弹簧。
优选地，所述磁铁位于电磁铁的正上方，且两者均位于第一弹簧的内部，所述固定板的外侧与输气管内侧的下端活动卡接。
优选地，所述连通管为C形结构，所述连通管的下端位于活塞柱与固定板之间，所述连通管的上端位于活塞柱的上端。
优选地，所述螺杆的下端与输气管的底部螺纹连接，所述活塞块的右端与输气管的内部相适配卡接。
优选地，所述出气管的右端与连接管的左端螺纹连接，所述活动块的左端与活动槽的内端活动卡接。
优选地，所述第三弹簧的左端与活动槽内端的左端固定连接，所述固定管的右端与连接管的外侧活动套接，所述限位块的外端与固定管的右端活动卡接。
本申请还提出了一种氢燃料电池的氢气流量控制方法，具体操作步骤如下：
通过按压两个限位块，使得限位块收缩进固定管的内部，通过将连接管左端与出气管右端对齐，通过旋转连接管使得连接管与出气管螺纹卡接，连接管向左移动能够挤压活动块向左移动，使得第三弹簧压缩变短，使得活动槽内部的气体压缩，能够将固定管向右推动，通过固定管带动限位块向右移动，通过第二弹簧的弹力伸长，使得限位块伸出并与连接管卡接，使得装置的固定效果好；
通过旋转螺杆，螺杆能够带动固定板沿着输气管向下移动，固定板带动第一弹簧向下移动，第一弹簧拉动活塞柱向下移动，通过调节活塞柱顶侧到活塞块底侧的间距，使得装置能够进行流量调节，通过将气体从输气管的上端输入，气体推动活塞柱下降，活塞柱向下压缩，使得第一弹簧收缩变短，活塞柱能够将输气管下端的气体压力增大，当活塞柱下降至出气管左端时，挤压后的气体通过连通管将活塞块向右顶出，使得活塞块与输气管的上端紧密卡接，使得输气管能够停止输入气体，此时电磁铁通电，使得电磁铁能够与磁铁相互吸附，使得活塞柱的位置固定；
气体能够流向出气管，当活塞柱上端的气体输送出后，活塞柱上端产生负压，此时电磁铁通电，使得电磁铁磁性与磁铁相斥，并通过第一弹簧的弹力，使得活塞柱能够向上进行复位，从而使得活塞块向左移动，使得输气管上端能够继续输入气体，进行循环工作，使得装置能够定量输送。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过输气管、活塞柱、磁铁、第一弹簧、固定板和轴承等结构配合使得装置具有定量输送和流量调节的效果，通过将气体从输气管的上端输入，气体推动活塞柱下降，活塞柱向下压缩，使得第一弹簧收缩变短，活塞柱能够将输气管下端的气体压力增大，当活塞柱下降至出气管左端时，挤压后的气体通过连通管将活塞块向右顶出，使得活塞块与输气管的上端紧密卡接，使得输气管能够停止输入气体，此时电磁铁通电，使得电磁铁能够与磁铁相互吸附，使得活塞柱的位置固定，气体能够流向出气管，使得装置能够定量输送；
通过旋转螺杆，螺杆能够带动固定板沿着输气管向下移动，固定板带动第一弹簧向下移动，第一弹簧拉动活塞柱向下移动，通过调节活塞柱顶侧到活塞块底侧的间距，使得装置具有流量调节的效果，通过输气管、活塞柱、磁铁、第一弹簧、固定板和轴承等结构配合使得装置具有定量输送和流量调节的效果；
本发明通过出气管、活动槽、固定管、第二弹簧和限位块等结构配合使得装置的固定效果好，通过按压两个限位块，使得限位块收缩进固定管的内部，通过将连接管左端与出气管右端对齐，通过旋转连接管使得连接管与出气管螺纹卡接，连接管向左移动能够挤压活动块向左移动，使得第三弹簧压缩变短，使得活动槽内部的气体压缩，能够将固定管向右推动，通过固定管带动限位块向右移动，通过第二弹簧的弹力伸长，使得限位块伸出并与连接管卡接，使得装置的固定效果好。
附图说明
图1为本发明正剖示意图；
图2为本发明图1的A处放大示意图；
图3为本发明右端拆解示意图；
图4为本发明使得俯剖示意图；
图5为本发明俯剖示意图；
图6为本发明正视示意图。
图中：1、输气管；2、活塞柱；3、磁铁；4、第一弹簧；5、固定板；6、轴承；7、电磁铁；8、螺杆；9、连通管；10、活塞块；11、出气管；12、活动槽；13、固定管；14、第二弹簧；15、限位块；16、连接管；17、活动块；18、第三弹簧。
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。
如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种氢燃料电池的氢气流量控制装置，包括输气管1，输气管1的中部活动卡接有活塞柱2，活塞柱2底部的中部固定连接有磁铁3，活塞柱2的底部固定连接有第一弹簧4，第一弹簧4的下端固定连接有固定板5，固定板5顶侧的中部固定连接有电磁铁7，固定板5底侧的中部轴承连接有轴承6，轴承6的中部轴承连接有螺杆8，输气管1的左端固定连通有连通管9，连通管9上端的内部活动卡接有活塞块10。
通过气体从上输入进输气管1内部，使得输气管1上端气压增大，能够推动活塞柱2下降，活塞柱2下降使得输气管1下端气压增大，使得活塞块10能够向右端移动，当活塞柱2下降至出气管11左端的下端时，此时活塞块10能够与输气管1内部紧密卡接，使得气体停止向下输送，而活塞块10下端与活塞柱2顶侧的气体能够输送至出气管11，使得装置单次只能够输送活塞柱2顶侧与活塞块10底侧之间的气体，使得装置能够定量进行输送，通过旋转调节活塞柱2顶侧与活塞块10底侧的间距，能够对装置的流量进行调节。
如图2、3所示，在一个实施例中输气管1的中部固定连通有出气管11，出气管11的上下两端均开设有活动槽12，活动槽12的外端活动卡接有固定管13，固定管13右端的上下两端均固定连接有第二弹簧14，第二弹簧14的另一端固定连接有限位块15，两个限位块15的中部活动卡接有连接管16，连接管16左端的上端两端均活动卡接有活动块17，活动块17的左端固定连接有第三弹簧18。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过连接管16旋转向左移动，通过连接管16左侧推动活动块17向左移动，通过活动块17向左压缩活动槽12的气体，使得固定管13能够向右进行位移，通过活动槽12能够对固定管13进行限位，当固定管13带动限位块15向右移动后，通过第二弹簧14的弹力作用能够将限位块15顶出，使得限位块15能够与连接管16外端进行卡接，通过固定管13能够将出气管11与连接管16紧密固定，使得装置的固定效果好。
如图1所示，在一个实施例中磁铁3位于电磁铁7的正上方，且两者均位于第一弹簧4的内部，固定板5的外侧与输气管1内侧的下端活动卡接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过活塞柱2带动磁铁3下降后，通过电磁铁7能够将磁铁3进行吸附，使得活塞柱2的位置固定，使得活塞柱2上端的气体能够完全输入出气管11内部，当活塞柱2上端的气体输送出后，活塞柱2上端产生负压，此时电磁铁7通电，使得电磁铁7磁性与磁铁3相斥，并通过第一弹簧4的弹力，使得活塞柱2能够向上进行复位，从而使得活塞块10向左移动，使得输气管1上端能够继续输入气体，进行循环工作。
如图1所示，在一个实施例中连通管9为C形结构，连通管9的下端位于活塞柱2与固定板5之间，连通管9的上端位于活塞柱2的上端。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过连通管9上端具有一定弧度，能够对活塞块10进行限位，当活塞柱2上升时，活塞柱2下端的气体体积增大，使得连通管9下端气压增大，使得活塞块10由于气压影响能够向左移动，通过连通管9能够对活塞块10进行收纳与限位，
如图1所示，在一个实施例中螺杆8的下端与输气管1的底部螺纹连接，活塞块10的右端与输气管1的内部相适配卡接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过输气管1能够对螺杆8进行支撑限位，通过旋转螺杆8，能够带动固定板5进行升降，通过固定板5带动活塞柱2进行升降，通过调节活塞柱2与活塞块10的间距，从而对装置输送的气体量进行调节，通过活塞块10向右移动与输气管1卡接，能够将活塞块10上端进行封闭，使得气体能够停止输送。
如图2、3所示，在一个实施例中出气管11的右端与连接管16的左端螺纹连接，活动块17的左端与活动槽12的内端活动卡接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过出气管11与连接管16螺纹连接，使得装置能够与外接管道进行固定连接，防止气体发生泄漏，便于气体进行输送，通过活动槽12能够对活动块17进行限位，使得活动块17能够进行限位移动。
如图2、3所示，在一个实施例中第三弹簧18的左端与活动槽12内端的左端固定连接，固定管13的右端与连接管16的外侧活动套接，限位块15的外端与固定管13的右端活动卡接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过活动槽12对第三弹簧18进行限位固定，通过第三弹簧18的弹力，能够使得活动块17右端能够紧贴连接管16，防止气体泄漏，通过固定管13的左右两端分别与出气管11和连接管16进行连接，并通过限位块15与连接管16进行卡接，通过限位块15对连接管16进行限位，使得出气管11与连接管16的固定效果好。
本申请还提出了一种氢燃料电池的氢气流量控制方法，具体操作步骤如下：通过按压两个限位块15，使得限位块15收缩进固定管13的内部，通过将连接管16左端与出气管11右端对齐，通过旋转连接管16使得连接管16与出气管11螺纹卡接，连接管16向左移动能够挤压活动块17向左移动，使得第三弹簧18压缩变短，使得活动槽12内部的气体压缩，能够将固定管13向右推动，通过固定管13带动限位块15向右移动，通过第二弹簧14的弹力伸长，使得限位块15伸出并与连接管16卡接，使得装置的固定效果好；
通过旋转螺杆8，螺杆8能够带动固定板5沿着输气管1向下移动，固定板5带动第一弹簧4向下移动，第一弹簧4拉动活塞柱2向下移动，通过调节活塞柱2顶侧到活塞块10底侧的间距，使得装置能够进行流量调节，通过将气体从输气管1的上端输入，气体推动活塞柱2下降，活塞柱2向下压缩，使得第一弹簧4收缩变短，活塞柱2能够将输气管1下端的气体压力增大，当活塞柱2下降至出气管11左端时，挤压后的气体通过连通管9将活塞块10向右顶出，使得活塞块10与输气管1的上端紧密卡接，使得输气管1能够停止输入气体，此时电磁铁7通电，使得电磁铁7能够与磁铁3相互吸附，使得活塞柱2的位置固定；
气体能够流向出气管11，当活塞柱2上端的气体输送出后，活塞柱2上端产生负压，此时电磁铁7通电，使得电磁铁7磁性与磁铁3相斥，并通过第一弹簧4的弹力，使得活塞柱2能够向上进行复位，从而使得活塞块10向左移动，使得输气管1上端能够继续输入气体，进行循环工作，使得装置能够定量输送。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种氢燃料电池的氢气流量控制装置，包括输气管(1)，其特征在于：所述输气管(1)的中部活动卡接有活塞柱(2)，所述活塞柱(2)底部的中部固定连接有磁铁(3)，所述活塞柱(2)的底部固定连接有第一弹簧(4)，所述第一弹簧(4)的下端固定连接有固定板(5)，所述固定板(5)顶侧的中部固定连接有电磁铁(7)，所述固定板(5)底侧的中部以轴承方式连接有轴承(6)，所述轴承(6)的中部以轴承方式连接有螺杆(8)，所述输气管(1)的左端固定连通有连通管(9)，所述连通管(9)上端的内部活动卡接有活塞块(10)；
所述输气管(1)的中部固定连通有出气管(11)，所述出气管(11)的上下两端均开设有活动槽(12)，所述活动槽(12)的外端活动卡接有固定管(13)，所述固定管(13)右端的上下两端分别设置一个第二弹簧(14)，所述第二弹簧（14）的一端与固定管（13）固定连接，所述第二弹簧(14)的另一端固定连接有限位块(15)，两个所述限位块(15)的中部活动卡接有连接管(16)，所述连接管(16)左端的上下两端均活动卡接有活动块(17)，所述活动块(17)的左端固定连接有第三弹簧(18)；
所述出气管(11)的右端与连接管(16)的左端螺纹连接，所述活动块(17)的左端与活动槽(12)的内端活动卡接；
所述第三弹簧(18)的左端与活动槽(12)内端的左端固定连接，所述固定管(13)的右端与连接管(16)的外侧活动套接，所述限位块(15)的外端与固定管(13)的右端活动卡接。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的氢气流量控制装置，其特征在于：所述磁铁(3)位于电磁铁(7)的正上方，且两者均位于第一弹簧(4)的内部，所述固定板(5)的外侧与输气管(1)内侧的下端活动卡接。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的氢气流量控制装置，其特征在于：所述连通管(9)为C形结构，所述连通管(9)的下端位于活塞柱(2)与固定板(5)之间，所述连通管(9)的上端位于活塞柱(2)的上方。
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的氢气流量控制装置，其特征在于：所述螺杆(8)的下端与输气管(1)的底部螺纹连接，所述活塞块(10)的右端与输气管(1)的内部相适配卡接。
5.一种权利要求1-4任一项所述氢燃料电池的氢气流量控制装置的控制方法如下：
通过按压两个限位块(15)，使得限位块(15)收缩进固定管(13)的内部，通过将连接管(16)左端与出气管(11)右端对齐，通过旋转连接管(16)使得连接管(16)与出气管(11)螺纹卡接，连接管(16)向左移动能够挤压活动块(17)向左移动，使得第三弹簧(18)压缩变短，使得活动槽(12)内部的气体压缩，能够将固定管(13)向右推动，通过固定管(13)带动限位块(15)向右移动，通过第二弹簧(14)的弹力伸长，使得限位块(15)伸出并与连接管(16)卡接，使得氢气流量控制装置的固定效果好；
通过旋转螺杆(8)，螺杆(8)能够带动固定板(5)沿着输气管(1)向下移动，固定板(5)带动第一弹簧(4)向下移动，第一弹簧(4)拉动活塞柱(2)向下移动，通过调节活塞柱(2)顶侧到活塞块(10)底侧的间距，使得氢气流量控制装置能够进行流量调节，通过将气体从输气管(1)的上端输入，气体推动活塞柱(2)下降，活塞柱(2)向下压缩，使得第一弹簧(4)收缩变短，活塞柱(2)能够将输气管(1)下端的气体压力增大，当活塞柱(2)下降至出气管(11)左端时，挤压后的气体通过连通管(9)将活塞块(10)向右顶出，使得活塞块(10)与输气管(1)的上端紧密卡接，使得输气管(1)能够停止输入气体，此时电磁铁(7)通电，使得电磁铁(7)能够与磁铁(3)相互吸附，使得活塞柱(2)的位置固定；
当活塞柱(2)上端的气体输送出后，活塞柱(2)上端产生负压，此时电磁铁(7)通电，使得电磁铁(7)磁性与磁铁(3)相斥，并通过第一弹簧(4)的弹力，使得活塞柱(2)能够向上进行复位，从而使得活塞块(10)向左移动，使得输气管(1)上端能够继续输入气体，进行循环工作，气体能够流向出气管(11)，使得氢气流量控制装置能够定量输送。
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| CN202211158948.0A Active CN115585295B (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种氢燃料电池的氢气流量控制装置及其控制方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN115585295B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2331087A1 (fr) * | 1975-11-07 | 1977-06-03 | Knorr Bremse Gmbh | Dispositif pour limiter l'ecoulement, notamment de fluides, dans des conduites |
| CN1105431A (zh) * | 1994-09-29 | 1995-07-19 | 张一平 | 投币式定量供水磁控阀门 |
| CN202580191U (zh) * | 2012-04-26 | 2012-12-05 | 安徽理工大学 | 磁吸式防漏定量新型节水水龙头 |
| CN111322440A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 劳斯莱斯有限公司 | 减压阀 |
| CN217463367U (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-20 | 范军 | 定量阀 |
-
2022
- 2022-09-22 CN CN202211158948.0A patent/CN115585295B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2331087A1 (fr) * | 1975-11-07 | 1977-06-03 | Knorr Bremse Gmbh | Dispositif pour limiter l'ecoulement, notamment de fluides, dans des conduites |
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| CN217463367U (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-20 | 范军 | 定量阀 |
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| Publication number | Publication date |
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Denomination of invention: A hydrogen flow control device and control method for a hydrogen fuel cell Granted publication date: 20240503 Pledgee: Anqing Millennium Tower Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: Anqing Geman Automotive Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980036411 |