CN210141353U - 气体减压阀 - Google Patents

Abstract

一种气体减压阀，包括：壳体，所述壳体具有内腔；活塞，位于所述内腔中，所述活塞具有贯穿两端的通孔，所述活塞的一端构成封口面，所述封口面为平面或者朝所述通孔外凸出的半圆弧面；封口部，固设于所述内腔中，且与所述封口面相对，适于打开或关闭所述通孔。本实用新型有助于保护所述封口部，延长所述封口部的使用寿命。

Description

气体减压阀

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池系统技术领域，尤其涉及一种气体减压阀。

背景技术

气体减压阀是将高压气体转换为低压气体、并保持稳定的输出气体压强范围，确保所需气体流量的调节装置。

气体减压阀在氢燃料电池系统，特别是氢燃料电池汽车上具有广泛的应用，这种燃料电池是通过使用氢气和氧气的电化学反应产生电能，用于提供机动车辆动力系统，有别于传统内燃机汽车以及纯电动汽车。传统的内燃机汽车主要以汽油，柴油，天然气等传统能源为主要燃料，石油在提炼过程中需要消耗大量能源，并排放大量的有害物质，同时内燃机汽车尾气的排放对环境的影响也越来越大。纯电动汽车虽然解决了汽车尾气排放的问题，但是纯电动汽车需要面临废旧电池回收处理，电池充电时间长，车辆续航里程短的缺点，另外电能来源于发电厂，发电厂仍然以传统能源为主，只是将污染从一个地区转到另一个地区，不能从根本上解决环境污染问题。随着传统能源资源的不断枯竭，对于新能源的开发和利用已经刻不容缓，氢能作为一种可再生资源，对环境无污染，所以越来越受到人们的重视。

由于氢气在低压时体积非常大，当以这种气体为燃料放置在机动车上，机动车本身空间有限，目前主要的解决方案是将氢气进行压缩，存储在超高压的氢气瓶中，通过减压阀的减压将高压氢气转换成低压氢气，供给燃料电池系统，再通过氢气和氧气的电化学反应产生电能，提供整车动力。

但是，现有气体减压阀的结构仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种气体减压阀，有助于保护封口部，延长封口部的使用寿命。

为解决上述问题，本实用新型提供一种气体减压阀，包括：壳体，所述壳体具有内腔；活塞，位于所述内腔中，所述活塞具有贯穿两端的通孔，所述活塞的一端构成封口面，所述封口面为平面或者朝所述通孔外凸出的半圆弧面；封口部，固设于所述内腔中，且与所述封口面相对，适于打开或关闭所述通孔。

可选的，所述封口部包括：固定柱及密封垫片，所述固定柱固设于所述内腔的侧壁上，所述密封垫片固设于所述固定柱朝向所述活塞的底面上。

可选的，所述密封垫片与所述固定柱采用螺接、焊接、铆接或过盈配合方式固定连接。

可选的，所述密封垫片呈圆柱状。

可选的，所述密封垫片的底面直径为5mm～25mm，厚度为3mm～10mm。

可选的，所述密封垫片的材料为橡胶、尼龙或聚氨酯。

可选的，所述通孔的直径为5mm～20mm。

可选的，所述活塞的材料为金属。

可选的，所述活塞包括杆状部及凸部，所述封口面构成所述杆状部的一端，所述凸部设于所述杆状部的另一端。

可选的，所述凸部与所述杆状部均呈圆柱状，所述凸部的外径大于所述杆状部的外径。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

本实用新型提供的气体减压阀的技术方案中，气体减压阀包括：壳体、活塞及封口部。其中，所述活塞具有贯穿两端的通孔，所述活塞的一端构成封口面。由于所述封口面为平面或者朝所述通孔外凸出的半圆弧面，因此在所述活塞的往复移动过程中，所述封口面与所述封口部相接触时，所述封口面的形状有助于减缓所述活塞对所述封口部的冲击强度，从而可保护所述封口部，延长所述封口部的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的气体减压阀的结构示意图；

图2是图1所示的气体减压阀的剖视图；

图3是图1所示的气体减压阀的分解图；

图4是图1所示的气体减压阀的封口面及密封垫片的剖面示意图；

图5是其他实施例的封口面及密封垫片的剖面示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有气体减压阀的结构仍有待改进。现结合一种气体减压阀进行分析。所述一种气体减压阀包括：壳体、活塞及封口部。其中，所述活塞具有贯穿两端的通孔，所述活塞的一端构成封口面，所述封口面为圆心角等于或小于90°的圆弧面。所述封口部固设于所述内腔中，且与所述封口面相对，适于打开或关闭所述通孔。

经创造性的劳动，发明人注意到，气体减压阀的活塞在作往复移动过程中，通常活塞对封口部的冲击强度大，导致封口部容易损坏。分析其原因在于：由于所述封口面为圆心角等于或小于90°的圆弧面，所述封口面与所述通孔的侧壁形成尖角，或者，所述封口面与所述活塞的外壁形成尖角。在所述活塞作往复移动过程中，所述活塞外壁形成的尖角频繁与所述封口部发生撞击，使得所述封口部发生损坏甚至破裂，从而导致气体减压阀内部密封不严，压力升高，影响减压阀的性能和使用寿命。

为解决上述问题，本实用新型提供一种气体减压阀，所述封口面为平面或者朝所述通孔外凸出的半圆弧面，有助于防止所述封口部受损。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

图1是本实用新型具体实施例的气体减压阀100的结构示意图。图2是图1所示的气体减压阀100的剖视图。

参考图1及图2，一种气体减压阀100，包括：壳体200、活塞300、弹性元件500、封口部700、第一密封圈410和第二密封圈420。所述壳体200具有内腔210。所述活塞300位于所述内腔210中，所述活塞300具有贯穿两端的通孔330，所述活塞300的一端构成封口面301。所述封口部700固设于所述内腔210中，且与所述封口面301相对，适于打开或关闭所述通孔330。所述弹性元件500套设在所述活塞300上，适于在所述活塞300作往复运动时发生弹性形变。所述第一密封圈410和第二密封圈420均套设在所述活塞300上，所述弹性元件500位于所述第一密封圈410和第二密封圈420之间。沿所述活塞300的轴向方向x，所述第一密封圈410及第二密封圈420将所述内腔210分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室。所述第二腔室由所述第一密封圈410、第二密封圈420及壳体200围成，所述第二腔室位于第一腔室及第三腔室之间，所述第一腔室与第三腔室通过所述通孔330相连通。

所述第一腔室内的气体为通入所述气体减压阀100内的待减压气体，为高压气体。所述第二腔室内的气体通过呼吸口与外界大气相连通，气体压强与大气压强相同。所述第三腔室内的气体为减压后的气体，为低压气体。

图3是图1所示的气体减压阀100的分解图。

参考图2及图3，本实施例中，所述封口部700包括固定柱710与密封垫片720。所述固定柱710侧壁固定设置于所述内腔210的侧壁上。所述密封垫片720固定设置于所述固定柱710朝向所述活塞300的底面上。所述固定柱710底面上还具有贯穿固定柱710两端的通气孔711，所述通气孔711的数量为多个，环绕所述密封垫片720排布。

本实施例中，所述密封垫片720与所述固定柱710采用螺接方式固定，具体的，所述密封垫片720和所述固定柱710通过螺钉730固定。在其他实施例中，所述密封垫片720与所述固定柱710还可以采用焊接、铆接或过盈配合方式固定连接。

本实施例中，所述密封垫片720呈圆柱状。

本实施例中，所述密封垫片720的底面直径为5mm～25mm，若所述密封垫片720的底面直径小于5mm，所述密封垫片720的底面面积小于所述通孔330的面积，所述密封垫片720无法完全封堵所述通孔330。若所述密封垫片720的底面直径大于25mm，不必要的增加所述密封垫片720对所述内腔210空间的占用，不符合所述气体减压阀100小型化的设计要求。

本实施例中，所述密封垫片720的厚度为3mm～10mm。若所述密封垫片720的厚度小于3mm，所述密封垫片720的抗压性能较差，在所述活塞300的冲压下容易发生损坏。若所述密封垫片720的厚度大于10mm，所述密封垫片720对所述内腔210空间占用过多，难以满足所述气体减压阀100小型化的设计要求。

所述密封垫片720的材料为橡胶、尼龙或聚氨酯，一方面，所述密封垫片720材料的抗压强度高，韧性好；另一方面，所述密封垫片720在所述活塞300的挤压作用下发生弹性形变，从而与所述封口面301充分贴合，有助于改善所述密封垫片720对所述通孔330的封堵效果。

图4是图1所示的气体减压阀100的封口面301及密封垫片720的剖面示意图。其中，所述剖面为所述活塞300靠近封口部700的轴截面。

参考图4，所述封口面301为平面或者朝所述通孔330外凸出的半圆弧面。

在所述活塞300的往复移动过程中，所述封口面301与所述封口部700相接触时，所述封口面301的形状有助于减缓所述活塞300对所述封口部700的冲击强度，从而可保护所述封口部700，延长所述封口部700的使用寿命。

本实施例中，如图4所示，在所述活塞300的轴截面上，所述封口面301形状为半圆弧状，一方面，所述封口面301的中间圆弧顶部位置处会与所述封口部700相接触，由于所述封口面301中间为平滑过渡的圆弧，没有尖角，因而在所述封口面301与所述封口部700相接触时，所述封口面301对所述封口部700的冲击强度小，能够起到保护所述封口部700的作用。另一方面，由于所述封口面301与所述封口部700为线接触而不是面接触，因此所述封口面301与所述封口部700的接触面积小，有利于改善所述气体减压阀100的锁止压力，提高所述气体减压阀100的相关性能。其中，当所述出气通道230外气体消耗为0时，所述内腔210(参考图2)的第三腔室的压强会升高并推动所述活塞300朝向所述封口部700移动，直到所述封口面301与所述封口部700完全贴合，从而封堵所述通孔330，这时候所述内腔210的第三腔室内的压强所获得的压力即为锁止压力。

图5是其他实施例的封口面301及密封垫片720的剖面示意图。

在其他实施例中，如图5所示，所述封口面301为平面。

本实施例中，如图3所示，所述活塞300包括杆状部310及凸部320，所述封口面301构成所述杆状部310的一端，所述凸部320设于所述杆状部310的另一端。

本实施例中，所述杆状部310及所述凸部320均呈圆柱状，所述凸部320的长度小于所述杆状部310的长度。所述杆状部310的外径小于所述凸部320的外径，使得所述凸部320侧壁凸出于所述杆状部310侧壁。

所述凸部320远离所述封口面301的底面构成所述活塞300的受压面302。由于所述凸部320的外径大于所述杆状部310的外径，因此所述受压面302的面积大于所述封口面301的面积。

所述受压面302面积大于封口面301面积，使得受压面302与封口面301之间具有压力差，在所述弹性元件500的调节下，促使所述活塞300相对于所述壳体200作往复运动，从而对进入所述内腔210(参考图2)的第一腔室的高压气体进行减压。

本实施例中，所述杆状部310与所述凸部320一体成型。

本实施例中，所述活塞300的材料为金属，有助于提高所述活塞300的强度，能够避免所述活塞300在高压气体作用和频繁冲击的情况下发生磨损或变形。

本实施例中，如图2所示，所述通孔330的直径为5mm～20mm。若所述通孔330的直径大于20mm，所述活塞300的整个外形尺寸就会变大，直接导致减压阀腔体及内部各部件都增大，无法满足使用要求，与紧凑型设计理念相悖。若所述通孔330的直径小于5mm，所述内腔210中的气体通过所述通孔330的阻力增大，管道通透性差影响所述气体减压阀100的性能。

本实施例中，所述封口面301设于所述第一腔室内，所述受压面302设于所述第三腔室内。

本实施例中，所述第一密封圈410套设于所述杆状部310(参考图3)上。所述第二密封圈420套设于所述凸部320(参考图3)上。

本实施例中，所述第一密封圈410固设于所述内腔210的侧壁上。在其他实施例中，所述第一密封圈410还可以固设于所述杆状部310上。

所述第一密封圈410的内壁上涂覆有润滑脂，在所述活塞300相对所述密封圈410作往复移动的过程中，所述润滑脂有助于降低所述第一密封圈410与所述活塞300侧壁间的摩擦力。

本实施例中，所述第二密封圈420固设于所述凸部320上。所述内腔210侧壁上涂覆有润滑脂，以减小所述第二密封圈420与所述内腔210侧壁间的摩擦力。

本实施例中，所述第一密封圈410和第二密封圈420的材料均为橡胶。在其他实施例中，所述第一密封圈410和第二密封圈420的材料还可以为聚氨酯。

本实施例中，所述壳体200上还具有进气通道220及出气通道230。所述进气通道220及出气通道230分别位于所述壳体200的两端。

所述进气通道220连通所述第一腔室及壳体200外。所述出气通道230连通所述第三腔室及壳体200外。

本实施例中，所述壳体200为柱状结构。所述壳体200的轴向方向与所述活塞300的轴向方向x相重合。

本实施例中，如图3所示，所述壳体200包括沿轴向依次分布的壳体第一部分201、壳体第二部分202及壳体第三部分203。所述进气通道220(参考图2)位于所述壳体第一部分201上，所述出气通道230(参考图2)位于所述壳体第三部分203上。

所述气体减压阀100还包括：第一O型圈601及第二O型圈602，所述第一O型圈601设于所述壳体第一部分201和壳体第二部分202之间，所述第二O型圈602设于所述壳体第二部分202和壳体第三部分203之间。

所述第一O型圈601及第二O型圈602适于对所述壳体200进行密封。

本实施例中，所述壳体第二部分202上设有呼吸口204，所述呼吸口204贯穿所述壳体第二部分202厚度。

所述气体减压阀100还包括：膜片603，所述膜片603位于所述呼吸口204上，用于防止外界环境中的水分和灰尘经所述呼吸口204进入所述内腔210(参考图2)。

本实施例中，如图2所示，所述壳体第三部分203具有连接孔800，所述连接孔800的轴向方向垂直于所述活塞300的轴向方向x，且所述连接孔800与出气通道230相连通。

所述气体减压阀100还包括：卸压阀810，所述卸压阀810一端固定插设于所述连接孔800内。

所述气体减压阀100还包括：固定板820，所述固定板820设于所述壳体200的外壁上。

所述固定板820适于将所述气体减压阀100固设于燃料供给系统上。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种气体减压阀，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有内腔；

活塞，位于所述内腔中，所述活塞具有贯穿两端的通孔，所述活塞的一端构成封口面，所述封口面为平面或者朝所述通孔外凸出的半圆弧面；

封口部，固设于所述内腔中，且与所述封口面相对，适于打开或关闭所述通孔。

2.如权利要求1所述的气体减压阀，其特征在于，所述封口部包括：固定柱及密封垫片，所述固定柱固设于所述内腔的侧壁上，所述密封垫片固设于所述固定柱朝向所述活塞的底面上。

3.如权利要求2所述的气体减压阀，其特征在于，所述密封垫片与所述固定柱采用螺接、焊接、铆接或过盈配合方式固定连接。

4.如权利要求2所述的气体减压阀，其特征在于，所述密封垫片呈圆柱状。

5.如权利要求4所述的气体减压阀，其特征在于，所述密封垫片的底面直径为5mm～25mm，厚度为3mm～10mm。

6.如权利要求2所述的气体减压阀，其特征在于，所述密封垫片的材料为橡胶、尼龙或聚氨酯。

7.如权利要求1所述的气体减压阀，其特征在于，所述通孔的直径为5mm～20mm。

8.如权利要求1所述的气体减压阀，其特征在于，所述活塞的材料为金属。

9.如权利要求1所述的气体减压阀，其特征在于，所述活塞包括杆状部及凸部，所述封口面构成所述杆状部的一端，所述凸部设于所述杆状部的另一端。

10.如权利要求9所述的气体减压阀，其特征在于，所述凸部与所述杆状部均呈圆柱状，所述凸部的外径大于所述杆状部的外径。

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