CN117847416A - 一种iv型储氢瓶的密封结构及iv型储氢瓶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储氢瓶密封技术领域，具体为一种IV型储氢瓶的密封结构，包括塑料内胆、金属阀座和金属紧固件，塑料内胆包括塑料外壳和外壳开口，外壳开口设置在塑料外壳上；金属阀座包括阀头和与阀头固定连接的阀柱；其中，塑料外壳向内凹陷形成与外壳开口相连通的环形内嵌槽，环形内嵌槽与阀头相匹配，阀头卡入环形内嵌槽并与其密封接触，阀柱远离阀头的一端穿过外壳开口至塑料外壳外部；金属紧固件和阀柱螺纹连接，金属紧固件以与塑料外壳外部抵接，使得塑料外壳和阀头密封连接。本发明的密封结构，密封性好。本发明还提供了一种IV型储氢瓶。

Description

一种IV型储氢瓶的密封结构及IV型储氢瓶

技术领域

本发明涉及储氢瓶密封技术领域，具体涉及一种IV型储氢瓶的密封结构及IV型储氢瓶。

背景技术

随着能源发展的趋势，对于汽车行业来说，发展新能源汽车或将成为主流，其中氢燃料电池汽车是非常重要的一环，氢燃料电池汽车通过高压储氢瓶存储氢气，所以高压储氢瓶技术结构的进步及创新是氢燃料电池汽车行业发展的重中之重。IV型储氢瓶与其他种类的储氢瓶最大的不同是其内胆材质为塑料，外表面缠绕高强度碳纤维。IV型储氢瓶的阀座是连接储氢瓶和外部阀门的关键环节，防止氢气泄漏、保证使用安全的关键。

但现有的IV型储氢瓶其内胆塑料与阀座之间的接触面始终会产生微小间隙，间隙会泄露氢气，因此现有IV型储氢瓶存在氢气泄漏的风险。

发明内容

为了解决现有IV型储氢瓶上的内胆塑料与阀座之间的接触面始终会产生微小间隙，间隙会泄露氢气的技术问题，本发明提供了一种IV型储氢瓶的密封结构及IV型储氢瓶，密封性好，密封结构的塑料内胆、金属阀座和金属紧固件配合使用，能有效避免氢气从金属阀座和塑料内胆之间泄露。

本发明提供了一种IV型储氢瓶的密封结构，所述密封结构包括塑料内胆、金属阀座和金属紧固件，所述塑料内胆包括塑料外壳和外壳开口，所述塑料外壳具有轴向方向X和径向方向Y，所述外壳开口设置在所述塑料外壳上；所述金属阀座包括阀头和与所述阀头固定连接且沿所述轴向方向X延伸并突出的阀柱；其中，所述塑料外壳在所述径向方向Y向内凹陷形成与所述外壳开口相连通的环形内嵌槽，所述环形内嵌槽与所述阀头相匹配，所述阀头卡入所述环形内嵌槽并与其密封接触，所述阀柱远离所述阀头的一端穿过所述外壳开口至所述塑料外壳外部；所述金属紧固件和所述阀柱螺纹连接，所述金属紧固件以与所述塑料外壳外部抵接，使得所述塑料外壳和所述阀头密封连接。阀头卡入环形内嵌槽并与其密封接触，之后阀柱穿过外壳开口至塑料外壳外部；金属紧固件和阀柱螺纹连接后，此时金属紧固件塑料外壳外部抵接，金属紧固件使塑料外壳夹紧阀头，使得阀头与环形内嵌槽之间进一步密切贴合，避免氢气从阀头与环形内嵌槽之间泄露，进而实现提高金属阀座和塑料内胆之间的密封性能。

进一步地，所述阀头包括固定连接的阀顶和阀底，所述阀顶远离所述阀底的一端与所述阀柱固定连接，所述阀顶和所述阀底卡入所述环形内嵌槽；所述阀顶和所述阀底上均均匀设置有若干第一环形密封槽。将金属阀座和塑料内胆进行组装，其中塑料内胆在成型过程中会填满阀头上的第一环形密封槽；在第一环形密封槽的作用下避免阀头在环形内嵌槽上发生位移即避免金属阀座相对塑料内胆发生位移，进而避免氢气从金属阀座和塑料内胆之间泄露。

进一步地，设置在所述阀顶上的所述第一环形密封槽梯形结构，设置在所述阀底上的所述第一环形密封槽为倒梯形结构。其中部分第一环形密封槽为梯形结构，剩余部分第一环形密封槽为倒梯形结构，能进一步使金属阀座和塑料内胆稳定连接。

进一步地，所述阀顶和所述阀底上还均匀贯穿设置有若干密封孔，若干所述密封孔位于若干第一环形密封槽外侧。将金属阀座和塑料内胆进行组装，其中塑料内胆在成型过程中会填满阀头上的密封孔。在密封孔的作用下避免阀头在环形内嵌槽上发生位移即避免金属阀座相对塑料内胆发生位移，进而避免氢气从金属阀座和塑料内胆之间泄露。

进一步地，所述金属紧固件包括紧固螺母，所述紧固螺母和所述阀柱螺纹连接；所述紧固螺母与所述塑料外壳外部抵接的第一端面上均匀设置有第二环形密封槽，每个所述第二环形密封槽内均设置有密封圈。设置密封圈进一步以使紧固螺母和金属阀座稳定连接。

进一步地，所述第一端面具有第一弧度，所述第一弧度与所述塑料外壳的外表面弧度相同。第一弧度和塑料外壳的外表面弧度相同，使紧固螺母和金属阀座进一步贴合，进而实现二者稳定连接。

进一步地，所述紧固螺母上还均匀设置有若干沉降孔，若干所述沉降孔位于若干第二环形密封槽上方。紧固螺母和阀柱螺纹连接，沉降孔作用使紧固螺母紧固在阀柱上，进而使紧固螺母和金属阀座稳定连接，以确保塑料外壳夹紧阀头。

进一步地，所述阀柱上设置有第一外螺纹，所述紧固螺母上设置有与所述第一外螺纹相匹配的第一内螺纹，所述阀柱和所述紧固螺母通过所述第一外螺纹和所述第一内螺纹连接。

本发明还提供了一种IV型储氢瓶，包括如上述所述的密封结构和外壳体，所述外壳体罩设在所述密封结构的塑料外壳、部分阀柱和金属紧固件上。IV型储氢瓶装的密封性好，密封结构的塑料内胆、金属阀座、金属紧固件和外壳体配合使用，能有效避免氢气从金属阀座和塑料内胆之间以及外壳体与塑料外壳、部分阀柱和金属紧固件之间泄露。

进一步地，所述金属阀座、所述金属紧固件、所述外壳开口和所述环形内嵌槽均至多设置有两个，且所述金属阀座、所述金属紧固件、所述外壳开口和所述环形内嵌槽的数量相同。根据需求设置金属阀座、金属紧固件、外壳开口和环形内嵌槽的数量。IV型储氢瓶以适用于更多的工作场景，满足更多工作需求。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、密封结构的密封性好，密封结构的塑料内胆、金属阀座和金属紧固件配合使用，能有效避免氢气从金属阀座和塑料内胆之间泄露。阀头卡入环形内嵌槽并与其密封接触，之后阀柱远离阀头的一端穿过外壳开口至塑料外壳外部；金属紧固件和阀柱螺纹连接后，此时金属紧固件和塑料外壳外部抵接，金属紧固件使塑料外壳夹紧阀头，使得阀头与环形内嵌槽之间进一步密切贴合，避免氢气从阀头与环形内嵌槽之间泄露，进而实现提高金属阀座和塑料内胆之间的密封性能。

2、IV型储氢瓶装的密封性好，密封结构的塑料内胆、金属阀座、金属紧固件和外壳体配合使用，能有效避免氢气从金属阀座和塑料内胆之间以及外壳体与塑料外壳、部分阀柱和金属紧固件之间泄露。

附图说明

图1是本发明的一种IV型储氢瓶的密封结构的局部剖面示意图一；

图2是本发明的一种IV型储氢瓶的密封结构的整体剖面示意图二；

图3是本发明的金属阀座的剖面示意图三；

图4是本发明的金属阀座的俯视结构示意图四；

图5是本发明的金属阀座的仰视结构示意图五；

图6是本发明的金属紧固件的剖面示意图六；

图7是本发明的另一种IV型储氢瓶的剖面结构示意图七；

附图中标号为：

1、塑料内胆；11、塑料外壳；111、外壳开口；12、内腔；

2、金属阀座；21、阀头；211、阀顶；212、阀底；22、阀柱；23、中心流道；

3、金属紧固件；31、紧固螺母；311、第一端面；

4、外壳体；

5、第一环形密封槽；6、密封孔；7、第二环形密封槽；8、密封圈；9、沉降孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～6所示，一种IV型储氢瓶的密封结构，所述密封结构包括塑料内胆1、一个金属阀座2和一个金属紧固件3，金属阀座2为不锈钢或铝合金材质，所述塑料内胆1包括塑料外壳11和一个外壳开口111，所述塑料外壳11具有轴向方向X和径向方向Y，所述塑料外壳11具有沿所述轴向方向X延伸的内腔12，所述外壳开口111设置在所述塑料外壳11上并与所述内腔12相连通；所述金属阀座2包括阀头21和与所述阀头21固定连接且沿所述轴向方向X延伸并突出的阀柱22，所述阀头21和所述阀柱22在所述轴向方向X上贯穿设置有中心流道23，中心流道23内设置有第二内螺纹，中心流道23通过第二内螺纹和外部的阀门连接，以用来进行氢气的充放；其中，所述塑料外壳11在所述径向方向Y向内凹陷形成与所述外壳开口111相连通的环形内嵌槽，所述环形内嵌槽与所述阀头21相匹配，所述阀头21卡入所述环形内嵌槽并与其密封接触，所述阀柱22远离所述阀头21的一端穿过所述外壳开口111至所述塑料外壳11外部，所述中心流道23与所述内腔12连通；所述金属紧固件3和所述阀柱22螺纹连接，所述金属紧固件3以与所述塑料外壳11外部抵接，使得所述塑料外壳11和所述阀头21密封连接。氢气通过中心流道23和内腔12实现充放。

本实施例的密封结构进行安装，阀头21卡入环形内嵌槽并与其密封接触，之后阀柱22远离所述阀头21的一端穿过外壳开口111至塑料外壳11外部，中心流道23与内腔12连通；金属紧固件3和阀柱22螺纹连接后，此时金属紧固件3和塑料外壳11外部抵接，金属紧固件3使塑料外壳11夹紧阀头21，使得阀头21与环形内嵌槽之间进一步密切贴合，避免氢气从阀头21与环形内嵌槽之间泄露，进而实现提高金属阀座2和塑料内胆1之间的密封性能。

本实施例的密封结构组装，密封性好，塑料内胆1、金属阀座2和金属紧固件3配合使用，能有效避免氢气从金属阀座2和塑料内胆1之间泄露。

作为一种可实施方式，所述阀头21包括固定连接的阀顶211和阀底212，所述阀顶211远离所述阀底212的一端与所述阀柱22固定连接，所述阀顶211和所述阀底212卡入所述环形内嵌槽；所述阀顶211和所述阀底212上均均匀设置有若干第一环形密封槽5，其中部分第一环形密封槽5等间隔设置在阀顶211上，剩余部分第一环形密封槽5等间隔设置在阀底212上，设置在所述阀顶211上的所述第一环形密封槽5为梯形结构，设置在所述阀底21上的所述第一环形密封槽5为倒梯形结构。。进一步的，所述阀顶211和所述阀底212上还均匀贯穿设置有若干密封孔6，若干所述密封孔6位于若干第一环形密封槽5外侧，每个所述密封孔6均为圆形结构。塑料内胆1成型后，将金属阀座2和塑料内胆1进行组装，其中塑料内胆1在成型过程中会填满阀头21上的第一环形密封槽5和密封孔6。在塑料内胆1、第一环形密封槽5和密封孔6的作用下避免阀头21在环形内嵌槽上发生位移即避免金属阀座2相对塑料内胆1发生位移，进而避免氢气从金属阀座2和塑料内胆1之间泄露。

作为一种可实施方式，所述金属紧固件3包括紧固螺母31，所述紧固螺母31和所述阀柱22螺纹连接，其中，所述阀柱22上设置有第一外螺纹，所述紧固螺母31上设置有与所述第一外螺纹相匹配的第一内螺纹，所述阀柱22和所述紧固螺母31通过所述第一外螺纹和所述第一内螺纹连接；所述紧固螺母31与所述塑料外壳11外部抵接的第一端面311上均匀设置有第二环形密封槽7，若干第二环形密封槽7等间隔设置在述紧固螺母31的第一端面311上，每个所述第二环形密封槽7内均设置有密封圈8，密封圈8为O型密封圈8且密封圈8为为氟橡胶材质。设置密封圈8进一步使紧固螺母31和金属阀座2稳定连接。

进一步的，所述第一端面311具有第一弧度，所述第一弧度与所述塑料外壳11的外表面弧度相同。第一弧度和塑料外壳11的外表面弧度相同，使紧固螺母31和金属阀座2进一步贴合，进而实现二者稳定连接。

作为一种可实施方式，所述紧固螺母31上还均匀设置有若干沉降孔9，若干所述沉降孔9位于若干第二环形密封槽7上方。紧固螺母31和阀柱22螺纹连接，沉降孔9作用使紧固螺母31紧固在阀柱22上，进而使紧固螺母31和金属阀座2稳定连接，以确保塑料外壳11夹紧阀头21。

如图6所示，一种IV型储氢瓶，包括如上述所述的密封结构和外壳体4，所述外壳体4罩设在所述密封结构的塑料外壳11、部分阀柱22和金属紧固件3上。其中，外壳体4，采用复合碳纤维材质。本实施例的密封结构的塑料内胆1、金属阀座2和金属紧固件3组装好后，使得氢气不能从金属阀座2和塑料内胆1之间泄露；外壳体4再进行罩设，具体是外壳体4罩设在所述密封结构的塑料外壳11、部分阀柱22和金属紧固件3上，此时氢气只能通过中心流道23和内腔12进行充放，氢气并不能外壳体4与塑料外壳11、部分阀柱22和金属紧固件3之间泄露。本实施例的IV型储氢瓶装，密封性好，密封结构的塑料内胆1、金属阀座2、金属紧固件3和外壳体4配合使用，能有效避免氢气从金属阀座2和塑料内胆1之间以及外壳体4与塑料外壳11、部分阀柱22和金属紧固件3之间泄露。

如图7所示，另一种IV型储氢瓶，包括如上述所述的密封结构和外壳体4，所述外壳体4罩设在所述密封结构的塑料外壳11、部分阀柱22和金属紧固件3上。

其中，所述密封结构包括塑料内胆1、两个金属阀座2和金属紧固件3，每个所述塑料内胆1包括塑料外壳11和两个外壳开口111，所述塑料外壳11具有轴向方向X和径向方向Y，所述塑料外壳11具有沿所述轴向方向X延伸的内腔12，两个所述外壳开口111沿所述轴向方向X相对设置在所述塑料外壳11上并均与所述内腔12相连通；每个所述阀座包括均阀头21和与所述阀头21固定连接且沿所述轴向方向X延伸并突出的阀柱22，每个所述阀头21和所述阀柱22在所述轴向方向X上贯穿设置有中心流道23；其中，所述塑料外壳11在所述径向方向Y向内凹陷形成与所述外壳开口111相连通的两个环形内嵌槽，两个所述环形内嵌槽在所述轴向方向X相对设置，每个所述环形内嵌槽均与所述阀头21相匹配，每个所述阀头21卡入所述环形内嵌槽并与其密封接触，每个所述阀柱22远离所述阀头21的一端均穿过所述外壳开口111至所述塑料外壳11外部，每个所述中心流道23均与所述内腔12连通；每个所述金属紧固件3均和所述阀柱22螺纹连接，以与所述塑料外壳11外部抵接，使得所述塑料外壳11和所述阀头21密封连接。

本实施例的密封结构的塑料内胆1、两个金属阀座2和两个金属紧固件3组装好后，外壳体4再进行罩设，具体是外壳体4罩设在所述密封结构的塑料外壳11、部分阀柱22和金属紧固件3上，此时氢气只能通过中心流道23和内腔12进行充放，氢气并不能从金属阀座2和塑料内胆1以及外壳体4与塑料外壳11、两个部分阀柱22和两个金属紧固件3之间泄露。本实施例的IV型储氢瓶装，密封性好，密封结构的塑料内胆1、金属阀座2、金属紧固件3和外壳体4配合使用，能有效避免氢气发生泄露。IV型储氢瓶适用于更多的工作场景，满足更多工作需求，提高使用率。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理及工艺条件所做的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种IV型储氢瓶的密封结构，所述密封结构包括塑料内胆（1）、金属阀座（2）和金属紧固件（3），其特征在于，

所述塑料内胆（1）包括塑料外壳（11）和外壳开口（111），所述外壳开口（111）设置在所述塑料外壳（11）上；

所述金属阀座（2）包括阀头（21）和与所述阀头（21）固定连接且沿所述塑料外壳（11）的轴向方向延伸并突出的阀柱（22）；

其中，所述塑料外壳（11）在其径向方向向内凹陷形成与所述外壳开口（111）相连通的环形内嵌槽，所述环形内嵌槽与所述阀头（21）相匹配，所述阀头（21）卡入所述环形内嵌槽并与其密封接触，所述阀柱（22）远离所述阀头（21）的一端穿过所述外壳开口（111）至所述塑料外壳（11）外部；

所述金属紧固件（3）和所述阀柱（22）螺纹连接，所述金属紧固件（3）以与所述塑料外壳（11）外部抵接，使得所述塑料外壳（11）和所述阀头（21）密封连接。

2.根据权利要求1所述的IV型储氢瓶的密封结构，其特征在于，所述阀头（21）包括固定连接的阀顶（211）和阀底（212），所述阀顶（211）远离所述阀底（212）的一端与所述阀柱（22）固定连接，所述阀顶（211）和所述阀底（212）卡入所述环形内嵌槽；所述阀顶（211）和所述阀底（212）上均均匀设置有若干第一环形密封槽（5）。

3.根据权利要求2所述的IV型储氢瓶的密封结构，其特征在于，设置在所述阀顶（211）上的所述第一环形密封槽（5）为梯形结构，设置在所述阀底（212）上的所述第一环形密封槽（5）为倒梯形结构。

4.根据权利要求2所述的IV型储氢瓶的密封结构，其特征在于，所述阀顶（211）和所述阀底（212）上还均匀贯穿设置有若干密封孔（6），若干所述密封孔（6）位于若干第一环形密封槽（5）外侧。

5.根据权利要求1所述的IV型储氢瓶的密封结构，其特征在于，所述金属紧固件（3）包括紧固螺母（31），所述紧固螺母（31）和所述阀柱（22）螺纹连接；所述紧固螺母（31）与所述塑料外壳（11）外部抵接的第一端面（311）上均匀设置有第二环形密封槽（7），每个所述第二环形密封槽（7）内均设置有密封圈（8）。

6.根据权利要求5所述的IV型储氢瓶的密封结构，其特征在于，所述第一端面（311）具有第一弧度，所述第一弧度与所述塑料外壳（11）的外表面弧度相同。

7.根据权利要求5所述的IV型储氢瓶的密封结构，其特征在于，所述紧固螺母（31）上还均匀设置有若干沉降孔（9），若干所述沉降孔（9）位于若干第二环形密封槽（7）上方。

8.根据权利要求5所述的IV型储氢瓶的密封结构，其特征在于，所述阀柱（22）上设置有第一外螺纹，所述紧固螺母（31）上设置有与所述第一外螺纹相匹配的第一内螺纹，所述阀柱（22）和所述紧固螺母（31）通过所述第一外螺纹和所述第一内螺纹连接。

9.一种IV型储氢瓶，其特征在于，包括如权利要求1~8任一项所述的密封结构和外壳体（4），所述外壳体（4）罩设在所述密封结构的塑料外壳（11）、部分阀柱（22）和金属紧固件（3）上。

10.根据权利要求9所述的IV型储氢瓶，其特征在于，所述金属阀座（2）、所述金属紧固件（3）、所述外壳开口（111）和所述环形内嵌槽均至多设置有两个，且所述金属阀座（2）、所述金属紧固件（3）、所述外壳开口（111）和所述环形内嵌槽的数量相同。