CN204114566U - 一种用于高压储气瓶的集成瓶阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高压储气瓶的集成瓶阀。该集成瓶阀包括气体进出结构：设于瓶阀上的两个进出气口、依次连接的高密度过滤器、先导式电磁执行器和手动针阀，手动针阀通过手动针阀安装通道伸出至阀体外；安全泄放结构：溶栓阀组件安装在溶栓阀组件安装通道内，爆破片组件安装在爆破片组件安装通道内，所述溶栓阀组件安装通道和所述爆破片组件安装通道在阀体内部连通，所述爆破片组件安装通道与高压储气瓶瓶内连通；电路引线结构：引线连接器安装在引线连接器安装通道内，用于将高压储气瓶内引线引出瓶阀外部。本集成瓶阀简化了系统，提高可靠性能，且体积小，重量低，既可适应小型机车内部的狭小空间，又可满足航空、航天系统的低重量要求。

Description

一种用于高压储气瓶的集成瓶阀

技术领域

本实用新型涉及一种高压气体元件，具体来说，是涉及一种用于高压储气瓶的集成瓶阀。

背景技术

在石油、煤炭等传统能源的逐渐紧缺、国内外军事竞争日益激烈等问题的双重压力下，迫使我国大力开发新型高压气体动力技术。使用高压气体的动力系统不仅在民用新型高压气态燃料动力汽车方面，和航空航天动力系统方面都占有重要的地位。

目前乃至今后相当长的时间内，气态燃料存储与高压气瓶内仍然是一种主要的储存气体的方式。为了使气瓶的储气量更大，从而使高压气体动力系统能够拥有更持久的续航能力，国际上高压储气瓶的压力已提升至90MPa，甚至更高。然而储存压力提高时，对控制高压气体进出的瓶阀提出了很大挑战。

一般的储气瓶通常只装一个气瓶阀，然后再通过组装相应功能的单体阀件、元器件、高压管路及控制器件等对气体进行输送与监控，是一个分列式布置的供气系统，其安全性和可靠性低。

国内专利“高压储氢瓶组合阀”(申请号:20071017549.1)和车载高压储氢瓶用一体式瓶阀(申请号：200810203562.0)均对本领域有所研究，提出在阀中增加一个减压阀的设计思路，但都存在一定缺陷，比如仍摆脱不了分列式系统或者维修不便的问题；为了内置减压阀势必将阀体体积增大，造成整体重量大幅度提升，而由于总体体积的限制，减压阀能够起到的实际作用甚微，并不能使输出压力降低多少，导致其实用性和经济性大打折扣；而且一旦要对气瓶内高压气体进行卸气时，减压阀降低了流量，大大增加了卸气时间，增加了使用的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于高压储气瓶的集成瓶阀，克服了上述现有技术中的不足之处，简化了系统，提高可靠性能，且体积小，重量低，既可适应小型机车内部的狭小空间，又可满足航空、航天系统的低重量要求。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种用于高压储气瓶的集成瓶阀，包括阀体，所述阀体设有气体进出结构、安全泄放结构、电路引线结构；所述气体进出结构包括：设于所述瓶阀上的两个进出气口、依次连接的高密度过滤器、先导式电磁执行器和手动针阀，所述阀体上设有手动针阀安装通道，所述手动针阀通过所述手动针阀安装通道伸出至所述阀体外；所述安全泄放结构包括：所述阀体上设有溶栓阀组件安装通道，溶栓阀组件安装在所述溶栓阀组件安装通道内，所述阀体的侧面上设有爆破片组件安装通道，所述爆破片组件安装在所述爆破片组件安装通道内，所述溶栓阀组件安装通道和所述爆破片组件安装通道在阀体内部连通，所述爆破片组件安装通道与高压储气瓶瓶内连通；所述电路引线结构包括：所述阀体上设有引线连接器安装通道，引线连接器安装在所述引线连接器安装通道内，用于将高压储气瓶内引线引出瓶阀外部。

其中，所述先导式电磁执行器包括先导头、动铁芯、静铁芯和电磁线圈。

本实用新型的工作原理是：高压储气瓶集成瓶阀通过高压储气瓶的瓶口螺纹安装在储气瓶上。当气瓶充气时：电磁执行器为断电关闭状态，高压气体通过瓶阀进气口，进入瓶阀的进出气通道，由于压力差的存在，电磁执行器将被顶开，此时瓶阀处于开启状态，气瓶内将被充入高压气体。充气完毕时电磁执行器关闭，起到单向阀的作用，使瓶阀处于关闭状态。在正常向外供气时：电磁执行器的电磁线圈通电，使动铁芯与静铁芯产生磁力，动铁芯朝静铁芯有部分位移，从而使先导头上的导阀孔开放，阀体背腔的压力通过导阀孔中流出的气体增加口，当阀芯背腔的压力与瓶内压力平衡时，动铁芯与静铁芯完全吸合，并使先导头脱离阀体密封面，此时瓶阀处于完全开启状态下，介质流向出口。当电磁执行器出现故障导致无法打开或无法关闭时，可使用手动针阀临时启闭瓶阀。

其中，所述两个进出气口相互连通，两个进出气口均可以作为进气口或者出气口使用。

进一步地，所述溶栓阀组件包括易熔合金、导热帽、承压垫片和承压杆，所述易熔合金和导热帽将所述溶栓阀组件安装通道密封；所述爆破片组件包括夹持器、爆破片合金和密封垫块，所述爆破片组件将所述爆破片组件安装通道密封。其中，所述爆破片组件安装通道通过一泄压腔与高压储气瓶内连通。

在瓶内温度超过设定值时(通常由燃烧等引起)，溶栓阀组件将启动，使阀体泄压腔内压力升高，只有当压力升高至爆破片设定值时，爆破片组件才将爆破并泄放高压气体至常压(当燃烧使温度处在高温时，易燃气体的释放是非常危险的，故只有当高温高压同时发生时才能泄放)。组合式安全泄压装置均为一次性组件，启动一次后就需更换。

进一步地，高压储气瓶内部设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器的引线通过所述引线连接器连接至瓶阀外部；所述电磁执行器连接过压保护器，所述过压保护器的引线通过所述引线连接器连接至瓶阀外部。在充气和供气时，瓶内的气体压力和温度通过瓶阀内置的温度传感器和压力传感器向电控系统输出信号。在供气状态时，若对瓶阀的输入电压突然升高，并超过临界值时(通常由短路所致)，内置过压保护器将切断电磁执行器通路，保护电磁线圈不被损坏。

本实用新型由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型一种用于高压储气瓶的集成瓶使用了先导式电磁执行器，使该电磁执行器能够在任何气压下使用，并且工作功率较小，同时还具有高压电磁阀的安全性，并通过溶栓阀组件和爆破片组件形成安全泄放结构，同时气体进出通道、安全泄放通道、电路引线通道相互独立互不干扰，使得本实用新型适用的使用压力更高、适用范围更广、且更安全。

附图说明

通过以下本实用新型的实施例并结合附图的描述，示出本实用新型的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：

图1为本实用新型一种用于高压储气瓶的集成瓶阀的一个较优实施例的内部结构图。

图2是图1中所示实施例的A-D剖面。

图3是图1中所示实施例的A-C剖面。

图4是图1中所示实施例的A-B剖面。

其中：1.信号输出线；2.阀体；3.引线连接器；4.先导头；5.动铁芯；6.过压保护器；7.静铁芯；8.温度传感器和压力传感器；9.手动针阀；10.高密度过滤器；11.爆破片组件；12.溶栓阀组件；13.爆破片组件安装通道；14.引线连接器安装通道；15.进出气口；16.手动针阀安装通道；17.泄压腔；18.溶栓阀组件安装通道。

具体实施方式

如图所示，一种用于高压储气瓶的集成瓶阀，包括阀体2，阀体2设有气体进出结构、安全泄放结构、电路引线结构。

气体进出结构包括：设于瓶阀2上的两个进出气口15、依次连接的高密度过滤器10、先导式电磁执行器和手动针阀9。先导式电磁执行器包括先导头4、动铁芯5、静铁芯7和电磁线圈。阀体2上设有手动针阀安装通道16，手动针阀9通过手动针阀安装通道16伸出至阀体2外。其中，两个进出气口15相互连通，均可以作为进气口或者出气口使用。

安全泄放结构包括：阀体2上设有溶栓阀组件安装通道18，溶栓阀组件12安装在溶栓阀组件安装通道18内，阀体2的侧面上设有爆破片组件安装通道13，爆破片组件11安装在爆破片组件安装通道13内。其中溶栓阀组件安装通道18和爆破片组件安装通道13在阀体2内部连通，爆破片组件安装通道13通过泄压腔17与高压储气瓶瓶内连通。其中溶栓阀组件12包括易熔合金、导热帽、承压垫片和承压杆，易熔合金和导热帽将溶栓阀组件安装通道18密封；爆破片组件11包括夹持器、爆破片合金和密封垫块，爆破片组件将爆破片组件安装通道13密封。

电路引线结构包括：阀体2上设有引线连接器安装通道14，引线连接器3安装在引线连接器安装通道14内，用于将高压储气瓶内引线引出瓶阀2外部的信号输出线1。

进一步地，电磁执行器连接过压保护器6，过压保护器6的引线通过引线连接器3连接至瓶阀外部；高压储气瓶内部设有温度传感器和压力传感器8，温度传感器和压力传感器8的引线通过引线连接器3连接至瓶阀外部。

虽然本实用新型已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本实用新型的范围只局限于上述的结构，只要本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本实用新型之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本实用新型专利范围之内。

Claims (7)

1.一种用于高压储气瓶的集成瓶阀，包括阀体，其特征在于，所述阀体设有气体进出结构、安全泄放结构、电路引线结构；

所述气体进出结构包括：设于所述瓶阀上的两个进出气口、依次连接的高密度过滤器、先导式电磁执行器和手动针阀，所述阀体上设有手动针阀安装通道，所述手动针阀通过所述手动针阀安装通道伸出至所述阀体外；

所述安全泄放结构包括：所述阀体上设有溶栓阀组件安装通道，溶栓阀组件安装在所述溶栓阀组件安装通道内，所述阀体的侧面设有爆破片组件安装通道，所述爆破片组件安装在所述爆破片组件安装通道内，所述溶栓阀组件安装通道和所述爆破片组件安装通道在阀体内部连通，所述爆破片组件安装通道与高压储气瓶瓶内连通；

所述电路引线结构包括：所述阀体上设有引线连接器安装通道，引线连接器安装在所述引线连接器安装通道内，用于将高压储气瓶内引线引出瓶阀外部。

2.如权利要求1所述的集成瓶阀，其特征在于：所述爆破片组件安装通道通过一泄压腔与高压储气瓶内连通。

3.如权利要求1所述的集成瓶阀，其特征在于：高压储气瓶内部设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器的引线通过所述引线连接器连接至瓶阀外部。

4.如权利要求1所述的集成瓶阀，其特征在于：所述电磁执行器连接过压保护器。

5.如权利要求1所述的集成瓶阀，其特征在于：所述溶栓阀组件包括易熔合金、导热帽、承压垫片和承压杆，所述易熔合金和导热帽将所述溶栓阀组件安装通道密封。

6.如权利要求1所述的集成瓶阀，其特征在于：所述爆破片组件包括夹持器、爆破片合金和密封垫块，所述爆破片组件将所述爆破片组件安装通道密封。

7.如权利要求1所述的集成瓶阀，其特征在于：所述两个进出气口相互连通。