CN117295909A - 高压容器用泄压装置 - Google Patents

Abstract

本发明的高压容器用泄压装置包括：第一主体部，与安装在高压容器的阀主体相结合，形成有气体通路及空间部，上述气体通路使得高压容器的气体流入，上述空间部与上述气体通路相连通；第二主体部，安装在上述第一主体部的空间部，形成有气体排出口及腔室，上述气体排出口使得流入到上述空间部的气体排向外部，上述腔室与上述空间部相连通；活塞部件，以能够直线移动的方式安装在上述腔室，用于开闭上述气体通路；弹簧，配置在上述空间部与活塞部件之间，用于向活塞部件的后退方向提供弹力；以及易熔合金，安装在位于上述活塞部件后方的腔室，当周围温度达到设定温度以上时将会熔融，当上述易熔合金熔融并排向腔室外部时，上述活塞部件后退并开放上述气体通路，由此，可通过快速排放气体来提高可靠性。

Description

高压容器用泄压装置

技术领域

本发明涉及高压容器用泄压装置，安装在用于储存高压气体的高压容器，设置在用于控制气体流动的阀组件，当发生火灾等时，若周围温度上升，则通过向外部排出储存在高压容器的气体来防止高压容器产生爆炸。

背景技术

当前，在氢燃料电池系统中，用于储存气体的高压容器设置有阀，在向高压容器填充气体的情况下，用于控制气体流动，当朝向气体使用部供给储存在高压容器的气体时，用于控制原料气体的流动。

这种阀可基于电信号精确控制气体流动，由于需要恒定维持储存在氢容器的气体压力，因此，当氢燃料电动汽车发生翻车或火灾时，需要防止高压容器产生爆炸。

为此，需要在阀门设置泄压装置(PRD，Pressure ReliefDevice)，当发生火灾时，随着周围温度上升，以便向外部释放储存在高压容器的高压气体。

现有泄压装置如韩国授权专利公报10-0964738(2010年06月10日)的公开内容所示，在用于向气体容器填充气体的阀中，与其相结合的阀结合部包括易熔合金结合部，易熔合金可密封地安装在易熔合金结合部，通过向阀结合部插入盘来防止易熔合金因高压而移动，当周围环境温度上升至特定温度以上时，若易熔合金被熔融，则随着盘因压力而破裂，可向外部排出储存在气体容器的气体来防止气体容器产生爆炸。

然而，上述现有泄压装置仅以盘和易熔合金密封用于排放气体的通路，因此，不仅存在结构可靠性降低的问题，而且，当盘产生破裂时，随着流路被开放，因破裂的盘碎片持续残留在流路上而导致流路堵塞，由此，将产生因压力容器内气体释放时间存在差异而难以快速释放的问题。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的在于，提供可快速释放气体的高压容器用泄压装置，即，当安装在活塞部件背面的易熔合金因周围温度而熔融时，可通过使活塞部件后退并开放气体通路来使得高压容器的高压气体经过气体通路排向外部。

本发明的再一目的在于，提供可防止气体泄漏的高压容器用泄压装置，即，随着向气体通路插入活塞部件的密封杆来密封气体通路，可通过提高气体通路的密封性能来防止气体通路产生气体泄漏。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的高压容器用泄压装置包括：第一主体部，与安装在高压容器的阀主体相结合，形成有气体通路及空间部，上述气体通路使得高压容器的气体流入，上述空间部与上述气体通路相连通；第二主体部，安装在上述第一主体部的空间部，形成有气体排出口及腔室，上述气体排出口使得流入到上述空间部的气体排向外部，上述腔室与上述空间部相连通；活塞部件，以能够直线移动的方式安装在上述腔室，用于开闭上述气体通路；弹簧，配置在上述空间部与活塞部件之间，用于向活塞部件的后退方向提供弹力；以及易熔合金，安装在位于上述活塞部件后方的腔室，当周围温度达到设定温度以上时将会熔融，当上述易熔合金熔融并排向腔室外部时，上述活塞部件后退并开放上述气体通路。

在上述第一主体部可形成有密封部，上述密封部为圆筒状，以连通的方式形成在上述气体通路与空间部之间，内径大于上述气体通路，上述活塞部件插入并紧贴在上述密封部。

上述活塞部件可包括：滑动部，以能够滑移的方式插入在上述腔室的内表面；弹簧支撑部，从上述滑动部延伸形成，外径小于滑动部，用于支撑弹簧；以及密封杆部，从上述弹簧支撑部延伸形成，外径小于弹簧支撑部，插入到密封部来起到密封作用。

上述密封杆部的外径小于上述密封部的内径，在密封杆部与密封部之间形成有缝隙，在上述密封杆部的外表面可安装有用于密封上述缝隙的第一密封件及第二密封件。

上述易熔合金的1/3面积余留在腔室时，第一密封件及第二密封件可从密封部脱离以通过上述密封杆部与密封部之间的缝隙排出气体。

上述第二主体部的气体排出口的一侧与空间部相连通，另一侧形成在第二主体部的背面，上述气体排出口可沿着上述第二主体部的周围方向按照规定间隔形成有多个。

在上述腔室形成有熔融物排出口，当易熔合金熔融时，向腔室外部排出熔融物，在上述腔室的后方可安装有过滤部件，当易熔合金为固体状态时，支撑易熔合金以使其维持原状态，当易熔合金变为液体状态时，使易熔合金通过并向熔融物排出口排出。

发明的效果

如上所述，在本发明的高压容器用泄压装置中，由于气体通路被活塞部件密封，因此，当易熔合金因周围温度而熔融时，随着活塞部件因弹簧弹力及气体压力而后退，可通过开放气体通道来快速释放气体，由此，可提高气体释放的可靠性。

并且，随着向气体通路插入活塞部件的密封杆来密封气体通路，可通过提高气体通路的密封性能来进一步有效防止气体通路产生气体泄漏。

附图说明

图1为本发明一实施例的泄压装置的剖视图。

图2及图3为本发明一实施例的泄压装置的工作状态图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明实施例。在此过程中，附图所示的结构要素相关尺寸或形状等可被放大示出，以便确保说明层面上的明确性及便利性。并且，考虑本发明结构及作用特别指定的术语可随着使用人员、操作人员的意图或惯例而变得不同。

图1为本发明一实施例的泄压装置的剖视图。

高压容器用阀组件包括：阀主体，安装在用于填充气体的高压容器入口，设置有多个阀；手动阀(Manual Valve)，设置在阀主体，用于手动开闭流路；电磁阀，设置在阀主体，基于电信号自动开闭流路；以及泄压装置(Pressure ReliefDevice)，设置在阀主体，当发生车辆事故等引起的火灾时，若周围温度上升，则向外部排放高压容器内的气体，用于防止高压容器产生爆炸。

如上所述，本发明实施例的高压容器用阀组件设置在氢燃料电动汽车，主要用于控制氢原料的流动，除氢燃料电动汽车外，也可应用于填充并供给高压气体的任何系统。

泄压装置包括：第一主体部10，安装在阀主体，形成有气体通路12及空间部14，上述气体通路12与高压容器相连通以使得气体流入，上述空间部14与气体通路12相连通；第二主体部20，安装在第一主体部10的后方并密封空间部14，形成有气体排出口22及腔室24，上述气体排出口20使得流入空间部的气体排向外部，上述腔室24与空间部14相连通；活塞部件30，以能够直线移动的方式安装在腔室24，用于开闭气体通路12；以及易熔合金40，安装在位于活塞部件30后方侧的腔室24，当周围温度达到设定温度以上时将会熔融，以确保使得活塞部件30后退的空间。

第一主体部10在与阀主体螺纹结合的外表面形成有外螺纹部52，使得气体通路12贯通形成，使得高压容器的气体流入，在气体通路12的下侧形成有密封部54，上述密封部54的内径大于气体通路12，使得活塞部件30的密封杆部36插入并紧贴。而且，密封部54与空间部14相连通。

第二主体部20插入在第一主体部10的空间部14，在第一主体部10的内表面及第二主体部20的外表面形成有彼此螺纹结合的螺纹结合部56，活塞部件30以能够滑移的方式配置在与空间部14相连通的腔室24的内表面。而且，气体排出口22的一侧与空间部14相连通，另一侧形成在第二主体部20的背面，气体排出口22沿着第二主体部20的周围方向按照规定间隔形成有多个，使得流入空间部14的气体经过第二主体部20的后方排向外部。

在第二主体部20的背面形成有凹陷部46，中心沿着内侧方向凹陷形成，气体排出口暴露在外部，沿着凹陷部46的周围方向按照规定间隔形成多个。

在腔室24的后方形成有熔融物排出口42，若配置在腔室24的易熔合金40熔融，则向腔室24外部排出熔融物，在腔室24的后方安装有过滤部件44，当易熔合金40为固定状态时，支撑易熔合金40以使其维持原状态，当易熔合金40变为液体状态时，使易熔合金40通过并向熔融物排出口42排出。

过滤部件44为金属材质的网格状，配置在腔室24的背面，用于支撑易熔合金40以防止其变形，当易熔合金40熔融成液体状态时，用于使液体状态的易熔合金40通过。

在第二主体部20的后方安装有盖部件60，用于覆盖气体排出口22，防止异物通过气体排出口22流入，盖部件60通过固定在第一主体部10的连接带62连接，当从气体排出口22分离盖部件60时，用于防止盖部件60脱离。通过气体排出口22排出的气体产生压力，上述盖部件60可从第二主体部20分离。

活塞部件30包括：滑动部32，以能够滑移的方式插入在腔室24内表面；弹簧支撑部34，从滑动部32延伸形成，外径小于滑动部32，用于缠绕并支撑弹簧70；以及密封杆部36，从弹簧支撑部34延伸形成，外径小于弹簧支撑部34，插入到密封部54来起到密封作用。

在滑动部32的外表面安装有防回流O型环64，用于防止向空间部14内部流入的气体朝向活塞部件30的后方回流。弹簧70的一端被活塞部件30的弹簧支撑部34支撑，另一端支撑在空间部14的内表面，从而可朝向活塞部件30的后退方向赋予弹力。

密封杆部36的外径小于密封部54的内径，在密封杆部36与密封部54之间存在缝隙，为了密封上述缝隙，密封杆部36在其外表面安装有第一密封件72及第二密封件74。如上所述，密封杆部36为圆杆状，密封部54为圆筒状，若密封杆部36插入到密封部54，则密封气体通路12，在密封杆部36的外表面分别安装第一密封件72及第二密封件74，可从源头杜绝气体泄漏。

即，在现有阀中，密封杆部的末端通过弹簧弹力或气体压力紧贴于密封部的末端，在此情况下，存在密封杆部因弹簧变形或受到外部冲击而从密封部脱离的风险。对此，本发明实施例的阀构成密封杆部插入在密封部的结构，因此，存在能够维持密封性能的优点，而无需考虑外部冲击或弹簧弹力。

易熔合金40安装在位于活塞部件30后方的腔室24，其正面与活塞部件30的背面相接触，其背面与过滤部件44相接触，用于支撑活塞部件30以防止其后退，使得密封杆部36维持插入在密封部54的状态，随着周围温度上升，若易熔合金40熔融并排向外部，则在腔室24的后方确保空间，由此，使得活塞部件30后退并开放气体通路12。

以下，说明本发明一实施例的高压容器用泄压装置的作用。

图2及图3为本发明一实施例的泄压装置的工作状态图。

在正常工作的状态下，活塞部件30的密封杆部36插入于密封部54，通过密封气体通路12来阻隔气体排出。在此情况下，密封部54为圆筒状，密封杆部36为圆杆状，随着圆杆状的密封杆部36插入于圆筒状的密封部54，可通过执行密封作用来从源头杜绝产生密封杆部36因冲击或其他外部因素而从密封部54脱离的情况，由此，可阻隔气体经过气体通路12排出。

而且，在发生火灾或事故等情况下，若周围温度上升，则易熔合金40熔融并通过熔融物排出口42排出，由此，可按照易熔合金40的排出量在腔室24内部形成空间来确保活塞部件30因弹簧70弹力及气体压力而后退。

在此情况下，如图2所示，即使在腔室24内部余留有部分易熔合金40的状态下，随着密封杆部36的第一密封件72及第二密封件74从密封部54脱离，气体也可通过密封杆部36与密封部54之间的缝隙流入到空间部14内部，流入空间部14的气体可通过气体排出口22排放到外部。优选地，从易熔合金40整体面积的1/3余留在腔室24的状态开始通过缝隙排出气体。

即，由于到易熔合金40完全熔融需要规定时间，因此，在易熔合金40完全熔融的过程中，存在因气体的排出产生延迟而无法快速实现气体排出的问题，然而，在本发明实施例中，只需易熔合金40熔融规定程度即可开放气体通道12并排出气体，因此，可快速排出气体。

而且，如图3所示，随着时间的流逝，若易熔合金40完全熔融，则活塞部件30处于完全后退的状态，由此，密封杆部36从密封部54完全分离，随着气体通道12被开放，气体可流入到空间部14，并通过气体排出口22向外部快速排出。

以上，虽然通过优选实施例并结合附图说明了本发明，但是，本发明并不限定于上述实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员可在不脱离本发明思想的范围内进行多种变更及修改。

产业上的可利用性

本发明可应用于氢燃料电池系统等高压气体容器。

Claims (7)

1.一种高压容器用泄压装置，其特征在于，

包括：

第一主体部，与安装在高压容器的阀主体相结合，形成有气体通路及空间部，上述气体通路使得高压容器的气体流入，上述空间部与上述气体通路相连通；

第二主体部，安装在上述第一主体部的空间部，形成有气体排出口及腔室，上述气体排出口使得流入到上述空间部的气体排向外部，上述腔室与上述空间部相连通；

活塞部件，以能够直线移动的方式安装在上述腔室，用于开闭上述气体通路；

弹簧，配置在上述空间部与活塞部件之间，用于向活塞部件的后退方向提供弹力；以及

易熔合金，安装在位于上述活塞部件后方的腔室，当周围温度达到设定温度以上时将会熔融，

当上述易熔合金熔融并排向腔室外部时，上述活塞部件后退并开放上述气体通路。

2.根据权利要求1所述的高压容器用泄压装置，其特征在于，在上述第一主体部形成有密封部，上述密封部为圆筒状，以连通的方式形成在上述气体通路与空间部之间，内径大于上述气体通路，上述活塞部件插入并紧贴在上述密封部。

3.根据权利要求2所述的高压容器用泄压装置，其特征在于，上述活塞部件包括：

滑动部，以能够滑移的方式插入在上述腔室的内表面；

弹簧支撑部，从上述滑动部延伸形成，外径小于滑动部，用于支撑弹簧；以及

密封杆部，从上述弹簧支撑部延伸形成，外径小于弹簧支撑部，插入到密封部来起到密封作用。

4.根据权利要求3所述的高压容器用泄压装置，其特征在于，上述密封杆部的外径小于上述密封部的内径，在密封杆部与密封部之间形成有缝隙，在上述密封杆部的外表面安装有用于密封上述缝隙的第一密封件及第二密封件。

5.根据权利要求3所述的高压容器用泄压装置，其特征在于，当上述易熔合金的1/3面积余留在腔室时，第一密封件及第二密封件从密封部脱离以通过上述密封杆部与密封部之间的缝隙排出气体。

6.根据权利要求1所述的高压容器用泄压装置，其特征在于，上述第二主体部的气体排出口的一侧与空间部相连通，另一侧形成在第二主体部的背面，上述气体排出口沿着上述第二主体部的周围方向，按照规定间隔形成有多个。

7.根据权利要求1所述的高压容器用泄压装置，其特征在于，在上述腔室形成有熔融物排出口，当易熔合金熔融时，向腔室外部排出熔融物，在上述腔室的后方安装有过滤部件，当易熔合金为固体状态时，支撑易熔合金以使其维持原状态，当易熔合金变为液体状态时，使易熔合金通过并向熔融物排出口排出。