CN211118745U - 一种集成式加氢口 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式加氢口，涉及供氢系统领域，包括加氢口、泄压阀、温度传感器和低压电源，加氢口的侧壁上开设有泄压口，泄压阀的一端插入泄压口，泄压阀与加氢口内的气体通道一相连通，泄压阀的侧壁上开设有安装口，温度传感器安装在安装口内，温度传感器的下端伸入泄压阀内的气体通道二中，低压电源为温度传感器供电。本实用新型的一种集成式加氢口，温度传感器采集加氢口内温度，在70MPa超高压氢气介质环境下，实现了气源超温问题的主动和被动双重安全保护，超高压氢气介质发生超压充装时，泄压阀会立即起跳以排出超高压氢气介质；本申请的加氢口解决了加氢口在超高压氢气介质环境下，发生超压充装和超温的安全隐患问题。

Description

一种集成式加氢口

技术领域

本实用新型涉及供氢系统的技术领域，尤其涉及一种集成式加氢口。

背景技术

加氢口用于氢燃料电池汽车。加氢口可通过与加氢枪连接后，将高压氢气从加氢枪引入加氢口，再进入储氢系统中。

在加氢过程中，由于焦汤效应，氢气加注时会在瞬间产生较大温升，因此在70MPa氢气(超高压氢气介质)加注时，需要对气源进行-40℃的预冷。氢气具有易燃易爆、爆炸极限范围大等特点，而超高压70MPa氢气在极短时间内由极冷至极热，对加氢口的密封性能、安全可靠性具有极大考验。

传统燃油汽车通过燃料的液位来判断加注是否完成，而燃料电池汽车加注仅能从压力进行判断。本领域现有的加注技术，是从加氢机上采集压力读数，压力充满后立刻停止加氢。而加氢枪按照国标只能用压差的方式打开加氢口内部单向阀，因此前端加注管路内的气源压力要大于后端储氢部分的压力，为使后端储氢部分压力达到70MPa，加氢机内的压力需要超过70MPa，一旦加氢机控制失效，燃料电池汽车的气瓶和管路系统会被超压充装，具有极大安全风险。另外，加氢口在超高压介质环境下，极易发生超温现象，具有重大的安全隐患。

实用新型内容

针对上述产生的问题，本实用新型的目的在于提供一种集成式加氢口，解决了加氢机控制失效，导致燃料电池汽车的气瓶和管路系统会被超压充装的技术问题，以及加氢口内超温的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种集成式加氢口，包括加氢口、泄压阀、温度传感器和低压电源，其中，所述加氢口的侧壁上开设有泄压口，所述泄压阀的一端插入所述泄压口，所述泄压阀与所述加氢口内的气体通道一相连通，所述泄压阀与所述泄压口之间通过O形圈形成密封，所述泄压阀的侧壁上开设有安装口，所述温度传感器安装在所述安装口内，所述温度传感器的下端伸入所述泄压阀内的气体通道二中，所述低压电源安装在所述加氢口的一侧，所述低压电源与所述温度传感器电连接，所述低压电源为所述温度传感器供电。

本实用新型进一步设置为：所述加氢口包括上阀体和下阀体，所述下阀体螺纹连接于所述上阀体的下端，所述气体通道一和所述泄压口均设置在所述下阀体内，所述泄压口位于所述下阀体远离所述上阀体的一端的侧壁上，所述泄压口与所述气体通道一相连通。

本实用新型进一步设置为：所述泄压阀包括：

密封壳体，所述密封壳体的一端螺纹连接于所述泄压口内，所述密封壳体呈两端开口的中空结构，所述密封壳体内形成所述气体通道二，所述密封壳体的侧壁上开设有所述安装口；

泄压阀体，所述泄压阀体螺纹连接于所述密封壳体内，所述泄压阀体内部的上侧设有环形台阶；

阀芯，所述阀芯设置在所述泄压阀体内，所述阀芯的上端设有密封帽，所述密封帽的下表面与所述环形台阶的上表面相贴合，所述阀芯的下端固定有底座；

复位弹簧，所述复位弹簧套设在所述阀芯上，所述复位弹簧的两端分别与所述环形台阶和所述底座相连接。

本实用新型进一步设置为：所述温度传感器设置在金属壳体内，所述金属壳体安装在所述安装口内。

本实用新型进一步设置为：所述密封壳体远离所述泄压口的一端设有接口，所述接口与泄放管路相连通。

本实用新型进一步设置为：所述密封壳体与所述安装口之间通过O形圈形成密封。

本实用新型进一步设置为：所述温度传感器与控制系统连接，所述温度传感器采集所述气体通道二内的温度值，并将所述温度值发送至所述控制系统。

本实用新型进一步设置为：所述加氢口的中轴线和所述泄压阀的中轴线相垂直。

本实用新型由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本实用新型的一种集成式加氢口将温度传感器集成在加氢口内，温度采集更准确、更迅速，无热传导带来的温升迟滞现象。

(2)本实用新型的一种集成式加氢口内置泄压阀，一旦发生气体过量充装，泄压阀会立即起跳排出多余气体，避免各种超压事故的发生。

(3)本实用新型的一种集成式加氢口的温度传感器实时采集加氢口内的温度，控制系统判断温度值大小，进而控制加氢机加注以及通知用户或加氢站工作人员进行紧急处理，实现了气源超温问题的主动和被动双重安全保护。

(4)本实用新型的一种集成式加氢口的温度传感器由一套独立的低压电源供电，能够持续稳定地为传感器提供工作电压，避免汽车蓄电池的电压波动和电流过载对传感器使用寿命，测量精度方面的影响。

附图说明

图1是本实用新型的一种集成式加氢口的剖面图；

图2是本实用新型的泄压阀和温度传感器的安装结构示意图。

附图中：1、加氢口；11、上阀体；12、下阀体；121、气体通道一；2、泄压阀；21、密封壳体；211、气体通道二；212、O形圈；213、接口；22、泄压阀体；221、环形台阶；23、阀芯；231、密封帽；24、底座；25、复位弹簧；3、温度传感器；31、金属壳体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图和具体实施例，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。

请参阅图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种集成式加氢口，包括加氢口1、泄压阀2、温度传感器3和低压电源(图中未示出)。

其中，加氢口1的侧壁上开设有泄压口，泄压阀2的一端插入泄压口内，加氢口1的中轴线和泄压阀2的中轴线相垂直，加氢口1内设有气体通道一121，泄压阀2与加氢口1内的气体通道一121相连通，泄压阀2的侧壁上开设有安装口，温度传感器3安装在安装口内，温度传感器3的下端伸入泄压阀2内的气体通道二211中，低压电源设置在汽车内且位于加氢口1的一侧，低压电源与温度传感器电连接，低压电源为温度传感器3供电。

进一步地，温度传感器3实时监测加氢口1内部气体温度并实时上传至整车控制系统(图中未示出)，控制系统内预设有温度值，若加氢口1内温度大于预设的温度值，达到报警温度时，整车控制系统会通过红外通讯将停止加氢的指令上传至加氢机，使加氢机自动停止氢气加注，同时车辆会发出声光报警，通知用户或加氢站工作人员进行紧急处理，具有主动和被动双重安全防护。

若加氢机出现故障及其它原因，气瓶被过度加注时，泄压阀2会立即动作，泄压阀2自动将多余的气体排出，避免了压力过大产生的安全隐患，有效保证整套加氢装置及车载设备的安全。

请参阅图1所示，加氢口1包括上阀体11和下阀体12，下阀体12螺纹连接于上阀体11的下端，气体通道一121和泄压口均设置在下阀体12内，泄压口位于下阀体12远离上阀体11的一端的侧壁上，泄压口与气体通道一121相连通。

进一步地，请参阅图2所示，泄压阀2包括：密封壳体21，密封壳体21的一端螺纹连接于泄压口内，密封壳体21呈两端开口的中空结构，密封壳体21内形成气体通道二211，密封壳体21的侧壁上开设有安装口；泄压阀体22，泄压阀体22螺纹连接于密封壳体21内，泄压阀体22内部的上侧设有环形台阶221；阀芯23，阀芯23设置在泄压阀体22内，阀芯23的上端设有密封帽231，密封帽231的下表面与环形台阶221的上表面相贴合，阀芯23的下端固定有底座24；复位弹簧25，复位弹簧25套设在阀芯23上，复位弹簧25的两端分别与环形台阶221和底座24相连接。

进一步优化上述实施例，温度传感器3设置在金属壳体31内，金属壳体31安装在安装口内。

还有，密封壳体21远离泄压口的一端设有接口213，接口213与泄放管路(图中未示出)相连通，多余的气体通过泄放管路排放。

还需要指出的是，本文提及的方位词“上”和“下”是以本实用新型的附图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。

进一步优化上述技术方案，密封壳体21与安装口之间通过O形圈212形成密封，密封更可靠。

本实用新型在加氢口1上集成有温度传感器3，能够检测内部气体实时的温度变化，最大限度降低检测过程中的温升迟滞现象。集成式加氢口1应用于超高压气体的加注，内部气体介质对温升有一定敏感性，温度的升高会进一步提高气体的压力。通过对加氢口1内部温度数据的实时采集，加氢机可以针对性地对出口流量进行调整，进而加注管路内的气体压力稳定在合理范围之内，使整个加注系统更加安全可靠。温度传感器3位于靠近加氢口1出口端，更接近气瓶的部位，因此测得的温度数据更加接近内部气体实际的温度变化状态。

温度传感器3由一套独立的低压电源供电，能够持续稳定地为温度传感器3提供工作电压，避免汽车蓄电池的电压波动和电流过载影响温度传感器3的使用寿命，以及测量精度方面的影响。金属壳体31保证了温度传感器3的结构强度，同时利用金属易导电的原理，使静电能够通过加氢口1导流，消除了静电风险。

现有的加氢口并不存在压力监测功能，加氢时通过加氢机内的压力传感器采集压力读数，间接确定加氢口1及其后端管路内的气体压力，无法直接获取加氢口1内的压力。加氢机一旦发生故障，整个加注系统就会处于压力失控状态，极易发生气瓶被过量充装的情况，具有重大安全隐患。本实用新型的加氢口1中内置泄压阀2，一旦发生过量充装，泄压阀2会立即起跳排出多余气体，避免各种超压事故的发生。该集成式加氢口全部由机械结构组成，能适应车载复杂工况，在恶劣条件下依然能可靠的工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此本实用新型将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种集成式加氢口，其特征在于，包括：加氢口(1)、泄压阀(2)、温度传感器(3)和低压电源；

所述加氢口(1)的侧壁上开设有泄压口，所述泄压阀(2)的一端插入所述泄压口，所述泄压阀(2)与所述加氢口(1)内的气体通道一(121)相连通，所述泄压阀(2)的侧壁上开设有安装口，所述温度传感器(3)安装在所述安装口内，所述温度传感器(3)的下端伸入所述泄压阀(2)内的气体通道二(211)中，所述低压电源安装在所述加氢口(1)的一侧，所述低压电源为所述温度传感器(3)供电。

2.根据权利要求1所述的集成式加氢口，其特征在于，所述加氢口(1)包括上阀体(11)和下阀体(12)，所述下阀体(12)螺纹连接于所述上阀体(11)的下端，所述气体通道一(121)和所述泄压口均设置在所述下阀体(12)内，所述泄压口位于所述下阀体(12)远离所述上阀体(11)的一端的侧壁上，所述泄压口与所述气体通道一(121)相连通。

3.根据权利要求1所述的集成式加氢口，其特征在于，所述泄压阀(2)包括：

密封壳体(21)，所述密封壳体(21)的一端螺纹连接于所述泄压口内，所述密封壳体(21)呈两端开口的中空结构，所述密封壳体(21)内形成所述气体通道二(211)，所述密封壳体(21)的侧壁上开设有所述安装口；

泄压阀体(22)，所述泄压阀体(22)螺纹连接于所述密封壳体(21)内，所述泄压阀体(22)内部的上侧设有环形台阶(221)；

阀芯(23)，所述阀芯(23)设置在所述泄压阀体(22)内，所述阀芯(23)的上端设有密封帽(231)，所述密封帽(231)的下表面与所述环形台阶(221)的上表面相贴合，所述阀芯(23)的下端固定有底座(24)；

复位弹簧(25)，所述复位弹簧(25)套设在所述阀芯(23)上，所述复位弹簧(25)的两端分别与所述环形台阶(221)和所述底座(24)相连接。

4.根据权利要求3所述的集成式加氢口，其特征在于，所述温度传感器(3)设置在金属壳体(31)内，所述金属壳体(31)安装在所述安装口内。

5.根据权利要求3所述的集成式加氢口，其特征在于，所述密封壳体(21)远离所述泄压口的一端设有接口(213)，所述接口(213)与泄放管路相连通。

6.根据权利要求3所述的集成式加氢口，其特征在于，所述密封壳体(21)与所述安装口之间通过O形圈(212)形成密封。

7.根据权利要求3所述的集成式加氢口，其特征在于，所述温度传感器(3)与控制系统连接，所述温度传感器(3)采集所述气体通道二(211)内的温度值，并将所述温度值发送至所述控制系统。

8.根据权利要求1所述的集成式加氢口，其特征在于，所述加氢口(1)的中轴线和所述泄压阀(2)的中轴线相垂直。

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