CN206682593U - 一种加氢瓶阀模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加氢瓶阀模块，包括：阀岛式阀体和集成在阀岛式阀体上的温度传感器、导流溢流阀、先导主阀、手动高压截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀和高压电磁阀；导流溢流阀的一端伸入氢气瓶内，另一端与先导主阀的高压端相连通；手动高压截止阀的一端与先导主阀的低压端相连通，另一端连接有加注/排放接口；高压电磁阀的一端与先导主阀的高压端相连通，另一端与先导主阀的低压端相连通；热安全泄压阀、紧急泄压阀的一端与氢气瓶相连通，另一端连接有泄压接口；采集驱动控制电路与温度传感器和高压电磁阀的电控端相连。本实用新型的加氢瓶阀模块结构适用于高压氢气加注及排放，也可用于加氢站对氢气进行远程加注管理。

Description

一种加氢瓶阀模块

技术领域

本实用新型涉及阀体技术领域，具体涉及一种加氢瓶阀模块，可用于氢燃料电池汽车高压氢气管理系统中高压氢气的加注及排放，也可用于加氢站对氢气进行远程加注管理。

背景技术

面对环境问题和能源问题的双重压力，新能源在内燃机发展道路上的重要作用日渐凸显。氢能作为新能源中较为有发展潜力的一种也受到广泛重视。与纯电能汽车相比，燃料电池汽车可以实现快速充燃料，从而使得大规模的推广使用得到可能。加氢瓶阀技术正是影响其发展的关键技术之一。加氢技术开始多用于石化工业中的加氢技术。但这些加氢阀通常体积大、只是单纯的开关阀功能。而用于汽车上的加氢瓶阀模块，更需要兼顾体积、功耗、各种安全模式，现有的加氢阀技术远远不能满足燃料电池汽车的需要。加氢阀模块技术已经成为我国发展燃料电池汽车技术的瓶颈。

申请号为CN201520504419.0的中国专利公开了一种加氢截止阀，其技术方案要点是包括阀体、阀盖和阀杆，阀杆上设有堵住连接口的阀瓣，阀体内壁相对连接口处一体设置有凸块，阀瓣上设有与凸块抵触的倾斜面，阀瓣上设有外凸的延伸部，延伸部与凸块存在间隙，间隙构成二次降压区，由于二次降压区降低了流道内流动的液体流速，从而避免使用过程中阀瓣密封面被冲刷掉的情况出现，另一方面降低流速的同时也降低了噪音。该加氢截止阀的不足之处在于不能提供远程控制，其次其仅是单一的截止功能阀，对阀门可能故障后的安全性考虑不足。

申请号为CN200710175495.1的中国专利公开了一种高压储氢瓶组合阀。该高压储氢瓶组合阀，包括充气单向阀、手动截止阀、电磁阀、减压调节阀和安全压力释放装置。该组合阀通过单向阀充气，且可以经过电磁阀和减压调节阀后向外供气。该高压储氢瓶组合阀的不足之处在于没有考虑温度安全阀，安全性考虑不足。另外，仅仅通过电磁阀往外排出的速度不足，不能满足大流量排出的需要。

申请号为CN200810203562.0的中国专利公开了一种车载高压储氢气瓶用一体式瓶阀，减压调节阀通过阀体接口、气道与电磁阀及接口相连，构成供气通道；充气单向阀与阀体接口及进气通道相连，构成充气通道；安全阀与阀体接口、泄气口以及连通气道相连，构成过压、过温安全泄气通道；手动截止阀与阀体接口、泄气口以及连通气道相连，构成应急手动放气通道；压力传感器与阀体接口、连通气道相连，形成压力在线检测通道；温度传感器组件通过接线柱与阀体气道相连，引线通过接线柱引出阀体，形成温度在线检测通道。该瓶阀是集减压调节、电磁开关、安全泄压(过压泄气和过温泄气)、单向充气、手动应急泄压以及温度/压力传感多功能于一体的组合式阀件。该车载高压储氢气瓶用一体式瓶阀的不足一是仅仅通过电磁阀往外排出的速度不足，不能满足某些工况下氢气大流量排出的需要；二是维修性不足，由于其充气单向阀部分需进入氢气瓶，单向阀发生故障时需拆除整个瓶阀进行维修，而此时由于该瓶阀已经装载至车上，会影响汽车其他部分工作。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种集正向充气、大通径反向排气、热安全泄压、故障模式下手动应急安全泄压及温度传感多功能于一体的安全性好、维修性好的加氢瓶阀模块。

本实用新型公开了一种加氢瓶阀模块，包括：阀岛式阀体和采集驱动控制电路；

所述阀岛式阀体安装在氢气瓶的瓶口上，所述阀岛式阀体上安装有检测氢气瓶温度的温度传感器、导流溢流阀、先导主阀、手动高压截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀、高压电磁阀和插座；

所述导流溢流阀的一端伸入所述氢气瓶内，另一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的高压端相连通；所述手动高压截止阀的一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的低压端相连通，另一端连接有加注/排放接口；所述高压电磁阀的一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的高压端相连通，另一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的低压端相连通；所述热安全泄压阀、紧急泄压阀的一端通过阀岛式阀体内的气路与氢气瓶相连通，另一端连接有泄压接口；

所述插座上固定有电连接器，所述电连接器通过锡焊连接采集驱动控制电路引线、温度传感器引线及高压电磁阀引线，从而实现采集驱动控制电路与所述温度传感器和高压电磁阀的电控端相连。

作为本实用新型的进一步改进，本实用新型的阀岛式阀体包括阀体基座和安装在所述阀体基座上表面的圆柱座，所述阀体基座与所述圆柱座为一体式结构。所述圆柱座上设有导流溢流阀安装腔和气瓶导通孔，所述圆柱座的外表面设有与所述氢气瓶的瓶口内螺纹相匹配的外螺纹；所述阀体基座上设有先导主阀安装腔、高压手动截止阀安装腔、热安全泄压阀安装腔、紧急泄压阀安装腔、高压电磁阀安装腔以及相关孔、内部流道、螺纹接口；上述内部构造用于连接及连通其余各个组件，包括温度传感器、导流溢流阀、集成过滤器、先导主阀、高压手动截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀、高压电磁阀、插座。所述先导主阀安装腔与所述导流溢流阀安装腔通过第一通道相导通，所述高压手动截止阀安装腔与所述先导主阀安装腔通过第二通道相导通，所述加注/排放接口与所述高压手动截止阀安装腔通过第三通道相导通，所述高压电磁阀安装腔与所述先导主阀安装腔通过第四通道、第五通道相导通，所述紧急泄压阀安装腔和高压电磁阀安装腔与所述气瓶导通孔相导通。其中：

导流溢流阀通过螺纹固定连接在导流溢流阀安装腔中，其一端露出在阀岛式阀体外部，且该端深入氢气瓶内；另一端伸入阀岛式阀体内部，且该端通过第一通道与先导主阀高压端相连通，通过O型圈密封的方式保证气密性。

先导主阀安装在先导主阀安装腔内，安装位置在阀岛式阀体的一侧，最后用螺母将先导主阀压紧在阀岛式阀体里，通过O型圈密封的方式保证气密性。先导主阀高压端通过第一通道与导流溢流阀连通，还通过第四通道与高压电磁阀入口连通；先导主阀低压端通过第二通道与高压手动截止阀连通，还通过第五通道、与第五通道相连通的工艺孔与高压电磁阀出口连通。

高压手动截止阀通过螺纹固定连接在高压手动截止阀器安装腔中，一部分安装在阀岛式阀体里，一部分露出在阀岛式阀体一侧；高压手动截止阀的一端通过第二通道与先导主阀低压端连通，另一端通过第三通道与加注/排放接口连通；高压手动截止阀与外部通过O型圈密封的方式保证气密性。

高压电磁阀通过螺纹固定连接在高压电磁阀安装腔中，其入口端通过第四通道与先导主阀上游高压端连通，出口端与阀岛式阀体内的工艺孔连通，工艺孔通过第五通道与先导主阀下游低压端连通，高压电磁阀与外部通过O型圈密封的方式保证气密性。

热安全泄压阀通过螺纹固定连接在热安全泄压阀安装腔中，其一部分安装在阀岛式阀体里，一部分露出在阀岛式阀体一侧；热安全泄压阀入口端与气瓶导通孔相连通，并通过气瓶导通孔与外部高压氢气瓶直接连通；热安全泄压阀出口端与泄压接口连通，泄压接口可为螺纹孔或卡接孔；热安全泄压阀与外部通过O型圈密封的方式保证气密性。

紧急泄压阀通过螺纹固定连接在紧急泄压阀安装腔中，其一部分安装在阀岛式阀体里，一部分露出在阀岛式阀体一侧；紧急泄压阀入口端与气瓶导通孔相连通，并通过气瓶导通孔与外部高压氢气瓶直接连通；紧急泄压阀出口端与泄压接口连通，泄压接口可为螺纹孔或卡接孔；紧急泄压阀与外部通过O型圈密封的方式保证气密性。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀岛式阀体上还安装压力传感器，压力传感器的接口与气瓶导通孔相连通，通过气瓶导通孔检测氢气瓶的压力；所述压力传感器与所述采集驱动控制电路相连，将采集到的压力信号传输至采集驱动控制电路中，对氢气瓶压力进行在线检测。

作为本实用新型的进一步改进，还包括温度传感器支架，所述温度传感器支架的上端安装有所述温度传感器，温度传感器设于氢气瓶内；温度传感器支架的下端通过螺纹连接安装在所述阀岛式阀体上；在阀岛式阀体外端，温度传感器的引线通过阀岛式阀体上的孔引出至阀岛式阀体的常压区域并与外部电接口插座上的插针通过锡焊焊接在一起，温度传感器引线通过O型圈密封的方式保证气密性。

作为本实用新型的进一步改进，通过螺钉将插座紧固在阀岛式阀体上，插座上可以固定电连接器，电连接器通过锡焊连接电磁阀引线及温度传感器引线。

作为本实用新型的进一步改进，还包括集成过滤器，所述集成过滤器安装在导流溢流阀与先导主阀之间和/或先导主阀与高压手动截止阀之间，通过螺纹压紧的方式固定在阀岛式阀体内，其用于实现对加注氢气和/或排放氢气的过滤。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀岛式阀体为高强度铝合金，为防止氢腐蚀需进行阳极化处理；所述导流溢流阀、集成过滤器、先导主阀、高压手动截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀、高压电磁阀中使用的不锈钢为高镍含量不锈钢。

作为本实用新型的进一步改进，所述的加氢瓶阀模块结构通过螺钉将压紧块紧固在阀岛式阀体上，压紧块可将先导主阀、高压手动截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀压紧在阀岛式阀体上，从而消除模块使用过程中由于振动，螺纹变松引起的安全隐患。

作为本实用新型的进一步改进，所述的加氢瓶阀模块结构工艺孔堵头用于实现密封加工阀岛式阀体上打交叉孔而产生的工艺孔密封。

作为本实用新型的进一步改进，集成过滤器、先导主阀、导流溢流阀通过阀岛式阀体上的气道相连，构成安全加注通道；导流溢流阀、集成过滤器、高压电磁阀、先导主阀、通过阀岛式阀体上的气道相连，构成安全反向排放通道；热安全泄压阀与阀岛式阀体中连通气道相连，构成过温安全泄气通道；紧急泄压阀与阀岛式阀体中连通气道相连，构成故障模式下的手动安全泄气通道；温度传感器安装在阀岛式阀体的入罐端，引线通过接线柱引出阀体，形成温度在线检测通道；此外，该模块还留有压力传感器接口，可提供压力传感器接口，行成压力在线检测。

作为本实用新型的进一步改进，所述的加氢瓶阀模块结构中先导主阀既可以正向往气瓶充气，构成加注阀；也可以高压电磁阀的控制下进行反向放气，构成排放阀，从而满足大流量的排出需求。先导主阀和高压电磁阀构成先导阀结构，先导主阀既是充气通道，又是放气通道。

作为本实用新型的进一步改进，所述的加氢瓶阀模块结构中阀岛式阀体入高压氢气瓶部分仅需安装温度传感器、导流溢流阀，其入罐部分无高压电磁阀、先导主阀，从而满足不同气瓶接口尺寸的需要。更为重要的是，该实用新型维修性好，可以在线更换高压电磁阀、先导主阀等易损部组件。

作为本实用新型的进一步改进，所述加氢瓶阀模块结构中密封安装有O型圈，为内部高压和外部常压区提供密封隔离。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型是一种集成式的瓶阀模块，不仅仅包括开关截止功能，还包括可远程控制的排放功能，从而提高了安全性；解决了现有单一截止功能的氢气阀不能满足高压氢气安全性、远程操作的需要。

2、本实用新型还充分考虑了各种故障模式及监控需要，包括可以监控工作过程中的温度；可以通过控制瓶阀模块中的电动阀门实现大流量氢气排放；可以在高压电磁阀、先导主阀等阀门失效的情况下进行手动排放高压氢气后故障诊断；还可以在周围温度达到一定值时自动将氢气排放出气瓶，并通过主阀体阀岛上外部接口将氢气排放至指定区域；充分考虑了阀门各种可能故障模式。

3、本实用新型中先导主阀和高压电磁阀构成先导阀结构，先导主阀既是充气通道，又是放气通道。先导主阀既可以正向往气瓶充气，构成加注阀；也可以高压电磁阀的控制下进行反向放气，构成排放阀，从而满足大流量的排出需求。此外，通过功能复合的设计方式，提高了瓶阀模块的集中度。

4、本实用新型加氢瓶阀模块结构中阀岛式阀体入高压氢气瓶部分仅需安装温度传感器、导流溢流阀，其入罐部分无高压电磁阀、先导主阀，从而满足不同气瓶接口尺寸的需要。更为重要的是，该实用新型维修性好，可以在线更换高压电磁阀、先导主阀等易损部组件，不需要将加氢瓶阀模块从系统中拆除，不会导致重复拆装从而影响其他部分工作。

5、本实用新型的加氢瓶阀模块结构适用于高压氢气加注及排放，可用于氢燃料电池汽车高压氢气管理系统中高压氢气的加注及排放，也可用于加氢站对氢气进行远程加注管理。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的加氢瓶阀模块的功能示意图；

图2为本实用新型一种实施例公开的加氢瓶阀模块与氢气瓶的安装示意图；

图3为本实用新型一种实施例公开的加氢瓶阀模块的立体图；

图4为图3的爆炸图；

图5为本实用新型一种实施例公开的O型圈的结构示意图；

图6为本实用新型一种实施例公开的加氢瓶阀模块加注/排放过程所涉及的内部结构示意图；

图7为本实用新型一种实施例公开的加氢瓶阀模块的氢气加注流动示意图；

图8为本实用新型一种实施例公开的加氢瓶阀模块的氢气排放流动示意图；

图9为本实用新型一种实施例公开的加氢瓶阀模块泄压过程所涉及的内部结构示意图。

图中：

1、温度传感器；2、阀岛式阀体；3、导流溢流阀；4、集成过滤器；5、先导主阀；6、高压手动截止阀；7、热安全泄压阀；8、紧急泄压阀；9、高压电磁阀；10、插座；11、O型圈；12、压紧块；13、工艺孔堵头；14、采集驱动控制电路；15、加注/排放接口；16、泄压接口；17、导流溢流阀安装腔；18、先导主阀安装腔；19、高压手动截止阀安装腔；20、热安全泄压阀安装腔；21、紧急泄压阀安装腔；22、高压电磁阀安装腔；23、气瓶导通孔；24、第一通道；25、第二通道；26、第三通道；27、第四通道；28、第五通道；29、压力传感器接口；30、工艺孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种加氢瓶阀模块，包括温度传感器、阀岛式阀体、导流溢流阀、集成过滤器、先导主阀、高压手动截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀、高压电磁阀、插座，同时主阀体上还包括加氢及泄氢的各种机械接口、与外部高压传感器连接的机械接口及采集驱动控制电路连接的电气接口。本实用新型阀体采用采用阀岛结构，将连接各阀的管路功能集成至主阀体中。同时通过结构设计使得除温度传感器外，其余各部分都不用随瓶阀模块入氢气瓶。该模块的作用是将高压氢气加注至气瓶中，在需要时通过给高压电磁阀供电可将氢气从气瓶中排放出提供给下游系统。该瓶阀模块不仅仅实现氢气的加注和排放，而且综合考虑了工作过程中的各种失效模式，包括可以监控工作过程中的温度；可以通过控制瓶阀模块中的电动阀门实现大流量氢气排放；可以在阀门失效的情况下进行手动排放；还可以在周围温度达到一定值时自动将氢气排放出气瓶，并通过主阀体阀岛上外部接口将氢气排放至指定区域。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1所示，本实用新型提供一种加氢瓶阀模块，主要包括：温度传感器1、阀岛式阀体2、导流溢流阀3、集成过滤器4、先导主阀5、高压手动截止阀6、热安全泄压阀7、紧急泄压阀8、高压电磁阀9、采集驱动控制电路14、加注/排放接口15和泄压接口16。

阀岛式阀体2上安装有检测氢气瓶温度的温度传感器1、导流溢流阀3、集成过滤器4、先导主阀5、高压手动截止阀6、热安全泄压阀7、紧急泄压阀8、高压电磁阀9；导流溢流阀3的一端伸入氢气瓶内，另一端通过阀岛式阀体2内的气路与先导主阀5的高压端相连通；手动高压截止阀6的一端通过阀岛式阀体2内的气路与先导主阀5的低压端相连通，另一端连接有加注/排放接口15；高压电磁阀9的一端通过阀岛式阀体2内的气路与先导主阀5的高压端相连通，另一端通过阀岛式阀体2内的气路与先导主阀5的低压端相连通；集成过滤器4安装在导流溢流阀3与先导主阀5之间和先导主阀5与高压手动截止阀6之间；热安全泄压阀7、紧急泄压阀8的一端通过阀岛式阀体2内的气路与氢气瓶相连通，另一端连接有泄压接口16；采集驱动控制电路14与温度传感器1和高压电磁阀9的电控端相连。其中：

集成过滤器4、先导主阀5、导流溢流阀3通过阀岛式阀体2上的气道相连，构成安全加注通道；导流溢流阀3、集成过滤器4、高压电磁阀9、先导主阀5、通过阀岛式阀体2上的气道相连，构成安全反向排放通道；热安全泄压阀7与阀岛式阀体2中连通气道相连，构成过温安全泄气通道；紧急泄压阀8与阀岛式阀体2中连通气道相连，构成故障模式下的手动安全泄气通道；温度传感器1安装在阀岛式阀体2的入罐端，引线通过接线柱引出阀体，形成温度在线检测通道；高压手动截止阀6用于在必要的时候截止加注和排放通道。此外，该模块还留有压力传感器接口，可提供压力传感器接口，行成压力在线检测。

本实用新型的采集驱动控制电路14为远程控制单元，通过温度传感器和压力传感器采集氢气瓶的温度和压力，并根据温度和压力控制高压电磁阀的开/关，从而实现氢气瓶的加注或排放的远程控制；通过采集驱动控制电路实现上述控制过程采用的是本领域常规的控制方法，故在此不做详细阐述。

如图2所示，本实用新型的阀岛式阀体2包括阀体基座和安装在阀体基座上表面的圆柱座，阀体基座与圆柱座为一体式结构；温度传感器1、导流溢流阀3安装在圆柱座上，随加氢瓶阀模块进入高压氢气罐。圆柱座的外表面设有与氢气瓶的瓶口内螺纹相匹配的外螺纹，圆柱座安装在氢气瓶的瓶口上；阀体基座设置在瓶口外，阀体基座可采用方体、圆柱状等多种结构。

如图3、4所示，本实用新型的阀岛式阀体2中设有空腔、孔、内部流道及螺纹接口，用于连接及连通温度传感器1、导流溢流阀3、集成过滤器4、先导主阀5、高压手动截止阀6、热安全泄压阀7、紧急泄压阀8、高压电磁阀9、插座10。安装时，温度传感器1与阀岛式阀体2通过螺纹固定连接，其引线通过阀岛式阀体2上的孔引出至阀岛式阀体2的常压区域并与外部电接口插座上的插针焊接在一起，引线通过O型圈密封的方式保证气密性；导流溢流阀3与阀岛式阀体2通过螺纹固定连接，通过在阀岛式阀体2上的孔与先导主阀5高压端连接，通过O型圈密封的方式保证气密性；集成过滤器4共有两处，分别位于阀岛式阀体2的入口及阀岛式阀体2的出口附近，通过螺纹压紧的方式固定在阀岛式阀体2内；先导主阀5安装在阀岛式阀体2内，位置在阀岛式阀体2的一侧，最后用螺母将先导主阀压紧在阀岛式阀体2里，通过O型圈密封的方式保证气密性；高压手动截止阀6与阀岛式阀体2通过螺纹固定连接，同时通过在阀岛式阀体2上的孔与阀岛式阀体2的氢气加注端连通，另一端与先导主阀5低压端连接，与外部通过O型圈密封的方式保证气密性；热安全泄压阀7与阀岛式阀体2通过螺纹固定连接，其入口端通过在阀岛式阀体2上的孔与外部高压气瓶直接连通，其出口端通过在阀岛式阀体2上的孔通往外部接口，与外部通过O型圈密封的方式保证气密性；紧急泄压阀8与阀岛式阀体2通过螺纹固定连接，其入口端通过在阀岛式阀体2上的孔与外部高压气瓶直接连通，与外部通过O型圈密封的方式保证气密性；高压电磁阀9与阀岛式阀体2通过螺纹固定连接，其入口端通过在阀岛式阀体2上的孔与先导主阀5上游高压端相连，其出口端通过在阀岛式阀体2上的孔与先导主阀5下游低压端相连，与外部通过O型圈密封的方式保证气密性；通过螺钉将插座10紧固在阀岛式阀体2上，插座10上可以固定电连接器，电连接器通过锡焊连接电磁阀引线及温度传感器引线。阀岛式阀体2上还留有压力传感器接口29(如图9所示)，根据需要可以外接压力传感器。

阀岛式阀体2为高强度铝合金，为防止氢腐蚀需进行阳极化处理；导流溢流阀3、集成过滤器4、先导主阀5、高压手动截止阀6、热安全泄压阀7、紧急泄压阀8、高压电磁阀9中使用的不锈钢为高镍含量不锈钢。

本实用新型还包括温度传感器支架，温度传感器支架的上端安装有温度传感器1，温度传感器设于氢气瓶内；温度传感器支架的下端通过螺纹连接安装在阀岛式阀体上；在阀岛式阀体外端，温度传感器的引线通过阀岛式阀体上的孔引出至阀岛式阀体的常压区域并与外部电接口插座上的插针通过锡焊焊接在一起，温度传感器引线通过O型圈密封的方式保证气密性。

如图4为所示，紧急泄压阀8、先导主阀5安装在同一侧；高压手动截止阀6、紧急泄压阀8、高压电磁阀9、插座10安装在同一侧；通过螺钉将压紧块12紧固在阀岛式阀体2上，压紧块12分别将先导主阀5、高压手动截止阀6、热安全泄压阀7、紧急泄压阀8压紧在阀岛式阀体2上，从而消除模块使用过程中由于振动，螺纹变松引起的安全隐患。

如图5所示，阀岛式阀体2、导流溢流阀3、集成过滤器4、先导主阀5、高压手动截止阀6、热安全泄压阀7、紧急泄压阀8、高压电磁阀9连接后，不同压力区之间的隔离采用O型圈11密封的形式。

如图3、4、6所示，本实用新型阀岛式阀体2的圆柱座上设有导流溢流阀安装腔17，阀体基座上设有先导主阀安装腔18、高压手动截止阀安装腔19、高压电磁阀安装腔22以及相关孔、内部流道、螺纹接口；上述内部构造用于连接及连通温度传感器1、导流溢流阀3、集成过滤器4、先导主阀5、高压手动截止阀6、高压电磁阀9、插座10。先导主阀安装腔18与导流溢流阀安装腔17通过第一通道24相导通，高压手动截止阀安装腔19与先导主阀安装腔18通过第二通道25相导通，加注/排放接口15与高压手动截止阀安装腔19通过第三通道26相导通，高压电磁阀安装腔22与先导主阀安装腔18通过第四通道27、第五通道28相导通。更具体的：

导流溢流阀3通过螺纹固定连接在导流溢流阀安装腔17中，其一端露出在阀岛式阀体2外部，且该端深入氢气瓶内；另一端伸入阀岛式阀体2内部，且该端通过第一通道24与先导主阀5高压端相连通，导流溢流阀3通过O型圈11密封的方式保证气密性。先导主阀5安装在先导主阀安装腔18内，安装位置在阀岛式阀体2的一侧，最后用螺母将先导主阀5压紧在阀岛式阀体2里，通过O型圈11密封的方式保证气密性。先导主阀5高压端通过第一通道24与导流溢流阀3连通，还通过第四通道27与高压电磁阀9入口连通；先导主阀5低压端通过第二通道25与高压手动截止阀6连通，还通过第五通道28、与第五通道28相连通的工艺孔30与高压电磁阀9出口连通，工艺孔30的另一端通过工艺孔堵头13密封，工艺孔堵头13用于实现密封加工阀岛式阀体上打交叉孔而产生的工艺孔密封。高压手动截止阀6通过螺纹固定连接在高压手动截止阀器安装腔19中，一部分安装在阀岛式阀体2里，一部分露出在阀岛式阀体2一侧；高压手动截止阀6的一端通过第二通道25与先导主阀5低压端连通，另一端通过第三通道26与加注/排放接口15连通；高压手动截止阀6与外部通过O型圈11密封的方式保证气密性。高压电磁阀9通过螺纹固定连接在高压电磁阀安装腔22中，其入口端通过第四通道27与先导主阀5上游高压端连通，出口端与阀岛式阀体2内的工艺孔30连通，工艺孔30通过第五通道28与先导主阀5下游低压端连通，高压电磁阀9与外部通过O型圈密封的方式保证气密性。

图6只是加氢瓶阀模块内部各安装腔的连通关系示意图，其不完全等同于图3所示的加氢瓶阀模块的内部结构图；但是根据图6所示的原理本申请可清楚的得知图3所示的加氢瓶阀模块的内部结构关系。

如图7所示，本实用新型的氢气加注的流程为：

当需要加氢时，首先将加氢瓶阀模块安装至所需加氢的高压容器上，保证可靠密封，保证高压手动截止阀6处于打开位置；然后通过阀岛式阀体2上的加注/排放接口15与外部气源连接，工作介质通过第三通道26进入至高压手动截止阀6中，高压手动截止阀6作用是手动控制工作介质通断；工作介质通过第二通道进入至先岛主阀5中，先导主阀5在加注时其单向阀作用，外部气压高于气瓶气压即可打开先导主阀5，打开先导阀5后工作介质通过第一通道24进入至导流溢流阀3中，从而构成加注通道。温度传感器1在此过程中监控气瓶温度，将温度值传回至控制系统。控制系统根据充气情况决定加氢策略。先导主阀5此时起到一个单向阀的作用，只要加注端的压力大于氢气储存容器的压力某值时，先导主阀5就会保持开启状态。导流溢流阀3主要用于对加注的氢气进行导向，保证氢气以其规定的流动方向、合理的加注至高压容器中，使得温度均衡。集成过滤器4用来保证系统洁净，避免模块因为杂物而失效。

如图8所示，本实用新型的氢气大流量排放的流程为：

当需要排氢时，气瓶中的气体通过导流溢流阀3后，再通过第一通道24到达先导主阀5中；此时给高压电磁阀9供电，高压电磁阀9进气口通过第四通道27与先导主阀5高压端连接，高压电磁阀9下游通过工艺孔30及第五通道28与先导主阀5的低压端连接。而当高压电磁阀9动作时，高压电磁阀9开启，将先导主阀5的高压端的气排放至其下游低压端，先导主阀5高压端与低压端连通后，使得先导主阀5的主阀芯在高压的作用下开启，从而打开先导主阀5。工作介质再依次经过第二通道、第三通道排放至加注/排放接口15处，再通过外部管路连接至所需的地方去。当需要停止排放氢气时，则停止给高压电磁阀9供电，此时高压电磁阀9关闭，先导主阀5高压端恢复高压，在上游压力大于下游压力的作用下，先导主阀5阀芯关闭，从而实现关闭。

如图3、4、9所示，本实用新型阀岛式阀体2的圆柱座上设有气瓶导通孔23，阀体基座上设有热安全泄压阀安装腔20、紧急泄压阀安装腔21、压力传感器接口29以及相关孔、内部流道、螺纹接口；上述内部构造用于连接及连通热安全泄压阀7、紧急泄压阀8；紧急泄压阀安装腔20、高压电磁阀安装腔21和压力传感器接口29均与气瓶导通孔23相导通。更具体的：

热安全泄压阀7通过螺纹固定连接在热安全泄压阀安装腔20中，其一部分安装在阀岛式阀体2里，一部分露出在阀岛式阀体2一侧；热安全泄压阀7入口端与气瓶导通孔23相连通，并通过气瓶导通孔23与外部高压氢气瓶直接连通；热安全泄压阀7出口端与泄压接口16连通，泄压接口16可为螺纹孔或卡接孔；热安全泄压阀7与外部通过O型圈密封的方式保证气密性。紧急泄压阀8通过螺纹固定连接在紧急泄压阀安装腔21中，其一部分安装在阀岛式阀体2里，一部分露出在阀岛式阀体2一侧；紧急泄压阀8入口端与气瓶导通孔23相连通，并通过气瓶导通孔23与外部高压氢气瓶直接连通；紧急泄压阀8出口端与泄压接口16连通，泄压接口16可为螺纹孔或卡接孔；紧急泄压阀与外部通过O型圈密封的方式保证气密性。阀岛式阀体2上设有压力传感器接口29，压力传感器接口29与气瓶导通孔23相连通，通过气瓶导通孔23检测氢气瓶的压力；压力传感器与采集驱动控制电路相连，将采集到的压力信号传输至采集驱动控制电路中，对氢气瓶压力进行在线检测。

热安全泄压阀7一端通过阀岛式阀体2中通气孔与高压氢气贮存容器直接相连。当外部温度过高超过热安全泄压阀7设定温度时，热安全泄压阀7动作，使得高压氢气容器与外部连通，高压氢气则可以通过此气路排放至系统设置的安全区域。当由于某些原因导致先导主阀5、高压电磁阀9都不能正常工作，而此时高压氢气容器中又存有一定高压气体，需要将气体排出从而进行故障诊断时，则可以通过外部工具手动打开紧急泄压阀8，将高压容器中的氢气排出，从而进行修理工作。高压手动截止阀6用于在必要的时候截止加注和排放通道，如较长时间不使用，需要保证气瓶的漏率时。过滤器4用于在加氢和排氢过程中保证各阀门的可靠性。

图9只是加氢瓶阀模块内部各安装腔的连通关系示意图，其不完全等同于图3所示的加氢瓶阀模块的内部结构图；但是根据图9所示的原理本申请可清楚的得知图3所示的加氢瓶阀模块的内部结构关系。

以上仅为本实用新型的技术方案的一个实施例，可以根据实际需要，改变模块中阀门的细节结构，实现阀门功能的升级换代；同时，本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型是一种集成式的瓶阀模块，不仅仅包括开关截止功能，还包括可远程控制的排放功能，从而提高了安全性；解决了现有单一截止功能的氢气阀不能满足高压氢气安全性、远程操作的需要。

2、本实用新型还充分考虑了各种故障模式及监控需要，包括可以监控工作过程中的温度；可以通过控制瓶阀模块中的电动阀门实现大流量氢气排放；可以在高压电磁阀、先导主阀等阀门失效的情况下进行手动排放高压氢气后故障诊断；还可以在周围温度达到一定值时自动将氢气排放出气瓶，并通过主阀体阀岛上外部接口将氢气排放至指定区域；充分考虑了阀门各种可能故障模式。

3、本实用新型中先导主阀和高压电磁阀构成先导阀结构，先导主阀既是充气通道，又是放气通道。先导主阀既可以正向往气瓶充气，构成加注阀；也可以高压电磁阀的控制下进行反向放气，构成排放阀，从而满足大流量的排出需求。此外，通过功能复合的设计方式，提高了瓶阀模块的集中度。

4、本实用新型加氢瓶阀模块结构中阀岛式阀体入高压氢气瓶部分仅需安装温度传感器、导流溢流阀，其入罐部分无高压电磁阀、先导主阀，从而满足不同气瓶接口尺寸的需要。更为重要的是，该实用新型维修性好，可以在线更换高压电磁阀、先导主阀等易损部组件，不需要将加氢瓶阀模块从系统中拆除，不会导致重复拆装从而影响其他部分工作。

5、本实用新型的加氢瓶阀模块结构适用于高压氢气加注及排放，可用于氢燃料电池汽车高压氢气管理系统中高压氢气的加注及排放，也可用于加氢站对氢气进行远程加注管理。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加氢瓶阀模块，其特征在于，包括：阀岛式阀体和采集驱动控制电路；

所述阀岛式阀体安装在氢气瓶的瓶口上，所述阀岛式阀体上安装有检测氢气瓶温度的温度传感器、导流溢流阀、先导主阀、手动高压截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀和高压电磁阀；

所述导流溢流阀的一端伸入所述氢气瓶内，另一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的高压端相连通；所述手动高压截止阀的一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的低压端相连通，另一端连接有加注/排放接口；所述高压电磁阀的一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的高压端相连通，另一端通过阀岛式阀体内的气路与先导主阀的低压端相连通；所述热安全泄压阀、紧急泄压阀的一端通过阀岛式阀体内的气路与氢气瓶相连通，另一端连接有泄压接口；

所述采集驱动控制电路与所述温度传感器和高压电磁阀的电控端相连。

2.如权利要求1所述的加氢瓶阀模块，其特征在于，所述阀岛式阀体上还安装有检测氢气瓶压力的压力传感器，所述压力传感器与所述采集驱动控制电路相连。

3.如权利要求1所述的加氢瓶阀模块，其特征在于，还包括集成过滤器，所述集成过滤器安装在导流溢流阀与先导主阀之间和/或先导主阀与高压手动截止阀之间。

4.如权利要求1所述的加氢瓶阀模块，其特征在于，还包括温度传感器支架，所述温度传感器支架的上端安装有所述温度传感器，下端通过螺纹连接安装在所述阀岛式阀体上。

5.如权利要求1所述的加氢瓶阀模块，其特征在于，还包括安装在阀岛式阀体上的插座，所述插座上固定有电连接器，所述电连接器通过锡焊连接采集驱动控制电路引线、温度传感器引线及高压电磁阀引线。

6.如权利要求1所述的加氢瓶阀模块，其特征在于，还包括压紧块，所述压紧块将先导主阀、高压手动截止阀、热安全泄压阀、紧急泄压阀压紧在所述阀岛式阀体上。

7.如权利要求1所述的加氢瓶阀模块，其特征在于，所述阀岛式阀体包括阀体基座和安装在所述阀体基座上表面的圆柱座，所述阀体基座与所述圆柱座为一体式结构；

所述圆柱座上设有导流溢流阀安装腔和气瓶导通孔，所述圆柱座的外表面设有与所述氢气瓶的瓶口内螺纹相匹配的外螺纹；

所述阀体基座上设有先导主阀安装腔、高压手动截止阀安装腔、热安全泄压阀安装腔、紧急泄压阀安装腔和高压电磁阀安装腔，所述先导主阀安装腔与所述导流溢流阀安装腔通过第一通道相导通，所述高压手动截止阀安装腔与所述先导主阀安装腔通过第二通道相导通，所述加注/排放接口与所述高压手动截止阀安装腔通过第三通道相导通，所述高压电磁阀安装腔与所述先导主阀安装腔通过第四通道、第五通道相导通；

所述紧急泄压阀安装腔和高压电磁阀安装腔与所述气瓶导通孔相导通。

8.如权利要求7所述的加氢瓶阀模块，其特征在于，各阀体与各自的安装腔之间设有用于密封的O型圈。