CN210628422U - 一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，包括膨胀水箱和去离子器，膨胀水箱内部设有去离子器；所述膨胀水箱包含箱体和顶盖，箱体顶部盖合有顶盖，箱体内部底面和侧面均设有限位卡槽，去离子器通过限位卡槽约束固定于箱体内；所述去离子器包含去离子外壳、去离子器封盖和去离子芯体，去离子外壳内部嵌装有去离子芯体，去离子外壳顶部盖合有去离子器封盖。本实用新型简化了系统体积，更换去离子器时无需清空系统管路中的冷却液，操作简单，提高了更换效率；同时，去离子器包含去离子外壳、去离子器封盖和去离子芯体，在更换去离子器时只需替换去离子芯体，降低了成本。

Description

一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置

【技术领域】

本实用新型涉及氢燃料电池的技术领域，特别是易更换内置去离子器的膨胀水箱装置的技术领域。

【背景技术】

在氢燃料电池的工作运行过程中，氢气与氧气在电堆的膜电极的作用下，发生电化学反应，将燃料中的化学能转化成电能。所述的化学反应全过程对冷却液中离子浓度的敏感性非常高，要求其电导率不能超过5μs/cm。

现有技术普遍将去离子器安装在水冷却循环管路支路上，与膨胀水箱分离，部件集成度低，增加了燃料电池系统的体积，同时更换去离子器时，需要将冷却循环系统内的冷却液排尽，维护工作难度较大。为解决这一问题，现在专利中专利CN109065910A提供的一种膨胀罐，将去离子器集成在膨胀罐内，虽更换去离子器时无需将系统内冷却液全部放出，节约了更换时间和减少了系统体积，但是去离子器与罐体连接需要通过单独的连接支架，增加了专利系统组成部件和更换去离子器的步骤，提高了成本。

【实用新型内容】

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，系统体积小，更换去离子器时无需清空系统管路中的冷却液，操作简单，提高了更换效率；同时，去离子器包含去离子外壳、去离子器封盖和去离子芯体，在更换去离子器时只需替换去离子芯体，降低了成本。本申请解决了冷却系统空间大、集成度低、去离子器更换不便等问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，包括膨胀水箱和去离子器，膨胀水箱内部设有去离子器；所述膨胀水箱包含箱体和顶盖，箱体顶部盖合有顶盖，箱体内部底面和侧面均设有限位卡槽，去离子器通过限位卡槽约束固定于箱体内；所述去离子器包含去离子外壳、去离子器封盖和去离子芯体，去离子外壳内部嵌装有去离子芯体，去离子外壳顶部盖合有去离子器封盖。

作为优选，所述箱体与去离子器的接触面之间、去离子器封盖与去离子芯体的接触面之间分别设有箱体弹性密封垫片和去离子器弹性密封垫片，防止杂质进入以及为去离子器的内置和更换过程提供弹性支撑。

作为优选，所述箱体内部底面设有数量为4的第一限位卡槽，第一限位卡槽为弧形，第一限位卡槽用于限制去离子器的平动自由度；所述箱体内部侧面设有第二限位卡槽，第二限位卡槽用于引导去离子器的放置以及固定去离子器，第二限位卡槽包括第二限位卡槽槽板、第二限位卡槽限位板和第二限位卡槽加强筋，第二限位卡槽槽板、第二限位卡槽限位板均固定于箱体内壁面，第二限位卡槽槽板与箱体、第二限位卡槽限位板与箱体之间均设有第二限位卡槽加强筋，第二限位卡槽加强筋等距设于第二限位卡槽槽板或第二限位卡槽限位板上，第二限位卡槽槽板与第二限位卡槽限位板之间的空腔形成第一限位槽和第二限位槽，第二限位卡槽槽板右下端设有槽板定位槽，因而无需设计独立的固定连接架，去离子外壳的限位条沿着箱体侧面限位的第二限位卡槽的第一限位槽放入箱体，最终通过槽板定位槽和箱体底面的第一限位卡槽对去离子器固定限位。

作为优选，所述箱体外侧设有安装固定块，安装固定块设于箱体的外侧面或外底面，安装固定块上设有圆形通孔，箱体通过安装固定块进行固定；所述箱体的左上端设有加水管，加水管为弧形管，箱体的底面设有补水管；所述顶盖上设置有溢流口、回流口和加压口；所述箱体顶部设有密封圈槽，密封圈槽内设有密封圈；所述箱体与顶盖之间通过螺栓组件紧固连接。

作为优选，所述去离子外壳外部沿周向设有限位条，去离子外壳外部圆周面上等距设有若干流道孔，流道孔为圆形通孔；所述去离子外壳外部圆周面的上端均布有定位销；所述去离子器封盖沿圆周均布有封盖定位槽，封盖定位槽与定位销相配合，定位销与封盖定位槽的匹配作用达到去离子器的密封固定效果，去离子器封盖顶部设有弧形的拉把手，去离子器放置在箱体内，处于最低水位线MIN以下，拉把手部分位于最高水位线MAX以上，保证去离子器100％没于冷却液内，以及方便更换。

本实用新型的有益效果：本实用新型的系统体积小，更换去离子器时无需清空系统管路中的冷却液，操作简单，提高了更换效率；同时，去离子器包含去离子外壳、去离子器封盖和去离子芯体，在更换去离子器时只需替换去离子芯体，降低了成本。本申请解决了冷却系统空间大、集成度低、去离子器更换不便等问题。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置的立体图；

图2是本实用新型一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置的俯视图；

图3是本实用新型图2的A-A剖视图；

图4是本实用新型一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置的箱体的俯视图；

图5是本实用新型一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置的箱体侧面限位卡槽主视图；

图6是本实用新型一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置的去离子器的立体图；

图7是本实用新型一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置的去离子器封盖的立体图。

图中：1-箱体、11-第一限位卡槽、12-第二限位卡槽、121-第二限位卡槽槽板、1211-槽板定位槽、1212-槽板限位面、122-第二限位卡槽限位板、1221-限位板限位面、123-第二限位卡槽加强筋、124-第一限位槽、125-第二限位槽、13-安装固定块、14-密封圈槽、2-顶盖、3-去离子器、31-去离子器外壳、311-限位条、312-定位销、32-去离子器封盖、321-封盖定位槽、3211-第一定位槽口、3212-第二定位槽口、3213-第三定位槽口、322-拉把手、33-去离子芯体、4-加水管、5-溢流口、6-回流口、7-加压口、8-补水管、9-箱体弹性密封垫片、10-去离子器弹性密封垫片。

【具体实施方式】

参阅图1-图7，本实用新型，包括膨胀水箱和去离子器3，膨胀水箱内部设有去离子器3；所述膨胀水箱包含箱体1和顶盖2，箱体1顶部盖合有顶盖2，箱体1内部底面和侧面均设有限位卡槽，去离子器3通过限位卡槽约束固定于箱体1内；所述去离子器3包含去离子外壳31、去离子器封盖32和去离子芯体33，去离子外壳31内部嵌装有去离子芯体33，去离子外壳31顶部盖合有去离子器封盖32。

具体的，所述箱体1与去离子器3的接触面之间、去离子器封盖32与去离子芯体33的接触面之间分别设有箱体弹性密封垫片9和去离子器弹性密封垫片10，防止杂质进入以及为去离子器3的内置和更换过程提供弹性支撑。

具体的，所述箱体1内部底面设有数量为4的第一限位卡槽11，第一限位卡槽11为弧形，第一限位卡槽11用于限制去离子器3的平动自由度；所述箱体1内部侧面设有第二限位卡槽12，第二限位卡槽12用于引导去离子器3的放置以及固定去离子器3，第二限位卡槽12包括第二限位卡槽槽板121、第二限位卡槽限位板122和第二限位卡槽加强筋123，第二限位卡槽槽板121、第二限位卡槽限位板122均固定于箱体1内壁面，第二限位卡槽槽板121与箱体1、第二限位卡槽限位板122与箱体1之间均设有第二限位卡槽加强筋123，第二限位卡槽加强筋123等距设于第二限位卡槽槽板121或第二限位卡槽限位板122上，第二限位卡槽槽板121与第二限位卡槽限位板122之间的空腔形成第一限位槽124和第二限位槽125，第二限位卡槽槽板121右下端设有槽板定位槽1211，因而无需设计独立的固定连接架，去离子外壳31的限位条311沿着箱体1侧面限位的第二限位卡槽12的第一限位槽124放入箱体1，最终通过槽板定位槽1211和箱体1底面的第一限位卡槽11对去离子器3固定限位。

具体的，所述箱体1外侧设有安装固定块13，安装固定块13设于箱体1的外侧面或外底面，安装固定块13上设有圆形通孔，箱体1通过安装固定块13进行固定；所述箱体1的左上端设有加水管4，加水管4为弧形管，箱体1的底面设有补水管8；所述顶盖2上设置有溢流口5、回流口6和加压口7；所述箱体1顶部设有密封圈槽14，密封圈槽14内设有密封圈；所述箱体1与顶盖2之间通过螺栓组件紧固连接。

具体的，所述去离子外壳31外部沿周向设有限位条311，去离子外壳31外部圆周面上等距设有若干流道孔，流道孔为圆形通孔；所述去离子外壳31外部圆周面的上端均布有定位销312；所述去离子器封盖32沿圆周均布有封盖定位槽321，封盖定位槽321与定位销312相配合，定位销312与封盖定位槽321的匹配作用达到去离子器3的密封固定效果，去离子器封盖32顶部设有弧形的拉把手322，去离子器3放置在箱体1内，处于最低水位线MIN以下，拉把手322部分位于最高水位线MAX以上，保证去离子器100％没于冷却液内，以及方便更换。

本实用新型工作过程：

本实用新型一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置在工作过程中，结合附图进行说明。

参阅图1-3，本申请提供一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，装置包括膨胀水箱和去离子器3。膨胀水箱包括箱体1和顶盖2，去离子器通过箱体1的内底面和内侧面的限位卡槽的作用竖直固定于箱体1内，箱体1与顶盖2接触面开设了密封圈槽14，密封圈放置在密封圈槽14内实现顶盖2与箱体1的密封性，通过两端的螺栓孔，利用蝶形螺母紧固，实现紧固和方便拆卸更换去离子器的效果。顶盖2上设置有溢流口5、回流口6和加压口7，箱体1底部设置有补水管8，箱体1侧面在最高水位处设置有加水管4。溢流口5与大气互通，确保箱体1内压力始终不超过限制压力。回流口6通过管路与冷却模块连接，加压口7确保膨胀水箱内部具有足够压力，补水管8通过管路与冷却循环系统连接，形成一个冷却液的回路。

参阅图4-6，并结合图3对箱体1内部限位结构进行说明。箱体1底部围绕补水管8设置有4个圆弧限位第一限位卡槽11，第一限位卡槽11对补水管8的箱体弹性密封垫片9进行限位，同时对去离子器3的径向自由度进行限位。箱体1侧面设置了第二限位卡槽12，第二限位卡槽12由第二限位卡槽槽板121和第二限位卡槽限位板122以及加强限位槽强度的第二限位卡槽加强筋123组成，第二限位卡槽槽板121与第二限位卡槽限位板122形成一个第一限位槽124与第二限位槽125，第二限位槽125位于第一限位槽124下方且比第一限位槽124更大，同时第二限位卡槽槽板121结构设置了槽板定位槽1211和槽板限位面1212。箱体1侧面设置了4个安装固定块13，安装固定块13的设置位置不限侧面，用以膨胀水箱装置在系统中的固定。

去离子器3由去离子器外壳31和去离子器封盖32以及去离子芯体33组成，去离子芯体33与去离子外壳31等高，去离子器弹性密封垫片10放置于去离子器封盖32与去离子芯体33的接触面之间。外壳31沿周向对应设置了两个限位条311，以及周向和底面都开设了通孔，去离子芯体33由微孔过滤网包裹去离子交换树脂组成，冷却液通过通孔经去离子芯体完成去离子过程。去离子器外壳31距离顶面开口处一定距离沿周向设置了定位销312，去离子器封盖32距离开口处一定距离沿周向设置了封盖定位槽321。去离子器封盖32通过压缩弹性密封垫片10使得定位销312沿着第一定位槽口3211进入第二定位槽口3212，逆时针旋转去离子器封盖32使得定位销312达到第二定位槽口3212的末端面，松开去离子器封盖32，去离子器弹性密封垫片10的压缩回复力使得定位销312牢固的固定在第二定位槽口3212中，只有当继续压缩去离子器弹性密封垫片10时，定位销312才会进入第三定位槽口3213，定位销312与定位槽321配合实现去离子器外壳31和去离子封盖32的密封定位。

将去离子器3沿着第二限位卡槽12的第一限位槽124竖直放置在箱体1内，当去离子器3底部接触到了箱体弹性密封垫片9时，继续压缩箱体弹性密封垫片9，至限位条311全部进入了第二限位槽125时，逆时针旋转去离子器3一个角度，至限位条311的面与槽板限位面1212接触时，解除去离子器3对箱体弹性密封垫片9的压缩，箱体弹性密封垫片9的压缩回复力使去离子器3的限位条311牢固定位限制在槽板定位槽1211内，对去离子器3的轴向自由度进行了限位，第一限位卡槽11和第二限位卡槽12实现对去离子器3的完全限位。此时，补水管8与去离子器3实现连通，确保流经补水管8的冷却液都通过去离子器3的净化，达到净化整个系统内冷却液的目的。

去离子器3放置于箱体1内，始终低于最低水位MIN，实现去离子芯体的100％浸泡在冷却液中，确保去离子芯体的利用率。抓把手322部分超出最高水位MAX，当需要更换去离子器时，打开水箱顶盖2，抓牢抓把手322继续压缩弹性密封垫片9和10，此时定位销312进入第三定位槽口3213，去离子器可以任意方向旋转而不分离，当限位条311脱离槽板定位槽1211，顺时针旋转去离子器3致使限位条311的面与限位板限位面1221接触，解除对弹性密封垫片9、10的压缩，限位条311进入第一限位槽124，此时定位销312脱离第三定位槽口3213进入第二定位槽口3212。通过抓把手322将去离子器3沿着第一限位槽124脱离箱体。

旋转封盖32，致使定位销312脱离第二定位槽口3212，通过第一定位槽口3211解除封盖32与去离子器外壳31的密封，更换新的去离子芯体33后再次密封定位密封去离子器，放入箱体1内，密封顶盖2。

本实用新型，系统体积小，更换去离子器时无需清空系统管路中的冷却液，操作简单，提高了更换效率；同时，去离子器包含去离子外壳、去离子器封盖和去离子芯体，在更换去离子器时只需替换去离子芯体，降低了成本。本申请解决了冷却系统空间大、集成度低、去离子器更换不便等问题。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，其特征在于：包括膨胀水箱和去离子器(3)，膨胀水箱内部设有去离子器(3)；所述膨胀水箱包含箱体(1)和顶盖(2)，箱体(1)顶部盖合有顶盖(2)，箱体(1)内部底面和侧面均设有限位卡槽，去离子器(3)通过限位卡槽约束固定于箱体(1)内；所述去离子器(3)包含去离子外壳(31)、去离子器封盖(32)和去离子芯体(33)，去离子外壳(31)内部嵌装有去离子芯体(33)，去离子外壳(31)顶部盖合有去离子器封盖(32)。

2.如权利要求1所述的一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，其特征在于：所述箱体(1)与去离子器(3)的接触面之间、去离子器封盖(32)与去离子芯体(33)的接触面之间分别设有箱体弹性密封垫片(9)和去离子器弹性密封垫片(10)。

3.如权利要求1所述的一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，其特征在于：所述箱体(1)内部底面设有数量为4的第一限位卡槽(11)，第一限位卡槽(11)为弧形；所述箱体(1)内部侧面设有第二限位卡槽(12)，第二限位卡槽(12)包括第二限位卡槽槽板(121)、第二限位卡槽限位板(122)和第二限位卡槽加强筋(123)，第二限位卡槽槽板(121)、第二限位卡槽限位板(122)均固定于箱体(1)内壁面，第二限位卡槽槽板(121)与箱体(1)、第二限位卡槽限位板(122)与箱体(1)之间均设有第二限位卡槽加强筋(123)，第二限位卡槽加强筋(123)等距设于第二限位卡槽槽板(121)或第二限位卡槽限位板(122)上。

4.如权利要求1所述的一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，其特征在于：所述箱体(1)外侧设有安装固定块(13)，安装固定块(13)设于箱体(1)的外侧面或外底面，安装固定块(13)上设有圆形通孔；所述箱体(1)的左上端设有加水管(4)，加水管(4)为弧形管，箱体(1)的底面设有补水管(8)；所述顶盖(2)上设置有溢流口(5)、回流口(6)和加压口(7)；所述箱体(1)顶部设有密封圈槽(14)，密封圈槽(14)内设有密封圈；所述箱体(1)与顶盖(2)之间通过螺栓组件紧固连接。

5.如权利要求1所述的一种易更换内置去离子器的膨胀水箱装置，其特征在于：所述去离子外壳(31)外部沿周向设有限位条(311)，去离子外壳(31)外部圆周面上等距设有若干流道孔，流道孔为圆形通孔；所述去离子外壳(31)外部圆周面的上端均布有定位销(312)；所述去离子器封盖(32)沿圆周均布有封盖定位槽(321)，封盖定位槽(321)与定位销(312)相配合，去离子器封盖(32)顶部设有弧形的拉把手(322)。

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