CN211291800U - 测量高压气瓶内部温度的温度测量装置和储气瓶 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种测量高压气瓶内部温度的温度测量装置和储气瓶，高压气瓶具有瓶口，温度测量装置包括：密封组件，用于与瓶口固定，以密封高压气瓶，密封组件包括第一导线孔；导杆，用于固定在高压气瓶内，一端与密封组件固定连接，并包括第二导线孔，第二导线孔与第一导线孔相连通；多个传感器固定组件，固定在导杆上，包括第三导线孔，第三导线孔与第二导线孔相连通；温度传感器，固定在传感器固定组件上，用于测量所处位置的气瓶内的温度；导线，通过第一导线孔、第二导线孔、第三导线孔与温度传感器电连接，以传送温度传感器的测量数据。本装置通过气瓶内部均匀的固定设置温度传感器，并传递到外部数据采集系统，以准确测量高压气瓶内部各部分的温度。

Description

测量高压气瓶内部温度的温度测量装置和储气瓶

技术领域

本发明主要涉及储气瓶领域，尤其涉及一种测量高压气瓶内部温度的温度测量装置。

背景技术

储气瓶目前在生活和工业生产中得到广泛应用，如车用天然气瓶、家用氧气分装气瓶等。近年来随着氢动汽车的发展，其储氢容器的研究迅速开展。目前应用较多的高压储氢瓶分为III型储氢瓶和IV型储氢瓶，其中 III储氢瓶内层结构为金属内胆，外层结构为碳纤维加强层；IV型储氢瓶内层结构为塑料内胆，瓶口处为金属阀座，外层结构为碳纤维加强层。

随着对氢动汽车储氢容量和续驶里程的新要求，储氢气瓶的压力也由目前的35MPa提高到70MPa。高压储氢气瓶的正常工作温度为-40℃到85℃。一般来说，对气瓶充气过程是一个近似绝热压缩、温度上升的过程，而且充气过程越快，温度上升越大；而放气过程则相反。其中充气过程的最大温度变化幅度将超过100℃，这很可能会超过气瓶的正常工作温度范围。因此在气瓶开发阶段，需要对气瓶进行高压气体快速加注及泄放测试，测试过程中需要测量气瓶内的温度分布情况。

但是目前大多只测量气瓶开口处和瓶身外部的温度以推测瓶内内部温度的变化。而气瓶内部温度变化剧烈，但是并未有装置对气瓶内部的各部分的温度进行详细测量。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种测量高压气瓶内部温度的温度测量装置，所述高压气瓶具有瓶口，所述温度测量装置包括：密封组件，用于与所述瓶口固定，以密封所述高压气瓶，所述密封组件包括第一导线孔；导杆，用于固定在所述高压气瓶内，一端与所述密封组件固定连接，并包括第二导线孔，所述第二导线孔与所述第一导线孔相连通；多个传感器固定组件，固定在所述导杆上，包括第三导线孔，所述第三导线孔与所述第二导线孔相连通；温度传感器，固定在所述传感器固定组件上，用于测量所处位置的所述气瓶内的温度；导线，通过所述第一导线孔、第二导线孔、第三导线孔与所述温度传感器电连接，以传送所述温度传感器的测量数据。

根据本申请的一个实施方式，所述密封组件包括：连接块，所述连接块呈“T”形，包括凸台和竖块，所述竖块内具有凹槽，所述凸台内具有连接块导线孔，所述瓶口抵靠在所述凸台上；密封块，所述密封块呈“十”形，包括横块、上凸块和下凸块，所述横块、所述上凸块和所述下凸块内均包括密封块导线孔，所述横块抵靠所述竖块的底部，所述上凸块嵌入所述凹槽内，所述下凸块嵌入所述第三导线孔，并与所述导杆固定，其中所述连接块导线孔和所述密封块导线孔同轴并形成所述第一导线孔。

根据本申请的一个实施方式，所述密封组件还包括：外密封圈，所述竖块的外表面具有环状的第一内嵌凹槽，所述外密封圈的部分位于所述内嵌凹槽中，以将所述瓶口和所述连接块之间密封；端面密封圈，所述竖块在与所述横块接触的端面处设置环状的第二内嵌凹槽，所述端面密封圈的部分位于所述第二内嵌凹槽中，以将所述竖块和所述横块之间密封；内密封圈，所述上凸块的外表面具有环状的第三内嵌凹槽，所述内密封圈的部分位于所述第三内嵌凹槽中，以将所述竖块和所述上凸块之间密封。

根据本申请的一个实施方式，所述导杆包括承载凸台和径向通孔，所述传感器固定组件包括：扭矩弹簧，穿过所述径向通孔并抵住所述承载凸台，所述扭矩弹簧包括弹簧头，所述弹簧头的旋转使得所述弹簧头与所述导杆形成预定角度；伸缩杆，一端固定于所述弹簧头上，所述温度传感器固定于所述伸缩杆上，以跟随所述弹簧头与所述导杆形成预定角度。

根据本申请的一个实施方式，所述弹簧头与所述伸缩杆通过螺纹固定连接。

根据本申请的一个实施方式，所述伸缩杆为长度可调的伸缩杆。

根据本申请的一个实施方式，在所述温度测量装置进入所述气瓶前，所述弹簧头与所述导杆平行且贴近；在所述温度测量装置进入所述气瓶后，所述弹簧头弹开，并与所述导杆的方向具有预定角度。

根据本申请的一个实施方式，所述导线具有多个径向凸起的折线倒刺结构，该结构与第一导线孔过盈配合。

根据本申请的一个实施方式，位于所述第一导线孔的所述导线的一个径向凸起卡止在所述下凸块的末端，以通过所述气瓶内的高压气体压紧所述导线的径向凸起，密封所述第一导线孔。

本申请还涉及一种储气瓶，包括如上所述的温度测量装置。

本装置公开了一种测量高压气瓶内部温度的温度测量装置。可以通过在气瓶内部均匀的固定设置温度传感器，并传递到外部数据采集系统，以准确测量高压气瓶内部各部分的温度。此装置可以有效获得气瓶内的各部分温度变化，以调节充放气的速度和角度，不仅可以避免对高压气瓶造成伤害，也可以通过充气角度的调节，使气瓶内的气体分布更均匀。

附图说明

下面结合附图说明说明本发明的具体实施方式。说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本申请一实施例的温度测量装置的结构示意图。

图2是本申请一实施例的温度测量装置的结构分解示意图。

图3是本申请一实施例的密封组件的剖示图。

图4是本申请一实施例的传感器固定组件的扭矩弹簧收紧时的示意图。

图5是本申请一实施例的传感器固定组件的扭矩弹簧弹开时的示意图。

图6是本申请一实施例的导杆的剖视图。

附图标记说明

密封组件 1

连接块 11

密封块 12

凸台 111

竖块 112

凹槽 1121

第一内嵌凹槽 1122

第二内嵌凹槽 1123

连接块导线孔 1111。

横块 121

密封块导线孔 1211

上凸块 122

第三内嵌凹槽 1221

下凸块 123

导杆 2

第二导线孔 21

承载凸台 22

径向通孔 23

传感器固定组件 3

扭矩弹簧 31

伸缩杆 32

导线 4

其中一个折线倒刺结构 41

折线倒刺结构 42

瓶阀 5

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语""长度"、"横向"、"纵向"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"水平"、"顶"、"底"、"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。

图1是本申请一实施例的温度测量装置的结构示意图。图2是本申请一实施例的温度测量装置的结构分解示意图。图3是本申请一实施例的密封组件的剖示图。图4是本申请一实施例的传感器固定组件的扭矩弹簧收紧时的示意图。图5是本申请一实施例的传感器固定组件的扭矩弹簧弹开时的示意图。

由图1和图2所示，本申请中的温度测量装置包括密封组件1、导杆2、传感器固定组件3，导线4和瓶阀5。还包括温度传感器(图中未示出)。本申请中的温度测量装置放置在高压气瓶A中。

如图1所示，密封组件1与高压气瓶A的瓶口固定，以密封高压气瓶。密封组件1轴线方向内包括一个通孔，即第一导线孔，用于导线4通过使用。本申请中的高压气瓶包括两个瓶口，一个需采用密封组件1密封，另一端采用瓶阀5或者其他装置密封。瓶阀5还具有开关功能，通过瓶阀5 可以控制高压气瓶A的充放气。导杆2固定在密封组件1上。

导杆2通过固定在密封组件1上以固定在高压气瓶的高压气瓶内，导杆2与密封组件1的固定方式有多种，本实施例中示意的为螺纹连接，此处不作为对本申请的限定。导杆2轴线方向内包括第二导线孔21，供导线 4通过。

传感器固定组件3固定在导杆4上，用于固定温度传感器。传感器固定组件3包括第三导线孔，第三导线孔用于第二导线孔相连通，以方便导线4通过第二导线孔和第三导线孔连接到温度传感器上。

导线4通过第一导线孔，第二导线孔，第三导线孔与温度传感器电连接，以传送温度传感器的测量数据。

下面将对本申请温度测量装置的每一部分进行详细介绍。

如图2和图3所示，密封组件1包括连接块11和密封块12。连接块 11呈“T”形。包括凸台111和竖块112。竖块112内具有凹槽1121，凸台 111在轴线的方向具有连接块导线孔1111。安装时，高压气瓶的瓶口处抵靠在凸台111上。

密封块12呈“十”字形，包括横块121，上凸块122和下凸块123。横块121，上凸块122和下凸块123内均包括密封块导线孔1211。连接块导线孔1111和密封块导线孔1211同轴并形成第一导线孔，供导线4穿过。

横块121抵靠竖块112的底面，上凸块122嵌入凹槽1121内，下凸块 123嵌入导杆2的第三导线孔内，并与导杆2螺纹固定连接。

由图2和图3可知，密封组件1还包括外密封圈13，端面密封圈14 和内密封圈15。

外密封圈13套设在竖块112的外表面，本申请中在放置外密封圈13 的外表面上设置有环状的第一内嵌凹槽1122，将外密封圈13的部分放置该第一内嵌凹槽1122内，可使得该外密封圈13还有一部分位于气瓶的壳体和竖块112之间。因此可以将竖块112和壳体之间密封。

竖块112与横块121接触的端面处设置有环状的第二内嵌凹槽1123，将端面密封圈14其中的一部分放置在该环状凹槽1123内，可以使得竖块 112和横块121之间密封。

内密封圈15套设在上凸块122上，本申请中在上凸块122的外表面设置有第三内嵌凹槽1221。将内密封圈15套设在该第三内嵌凹槽1221上，即位于竖块112和上凸块122之间，以将竖块112和上凸块122之间密封。

如图6所示，导杆2是一中空的杆状结构，中空部分即第二导线孔21，用于导线4通过。导杆2的两端具有螺纹，需和密封组件1中的下凸块螺纹连接固定。

如图6所示，导杆2上还包括承载凸台22和径向通孔23。承载凸台 22和径向通孔23具有多个，用于连接传感器固定组件3。邻近径向通孔23 设置承载凸台22，以方便固定承载传感器固定组件3。

如图1和图5所示，传感器固定组件3包括扭矩弹簧31和伸缩杆32。扭矩弹簧31径向穿过上述的径向通孔23，并抵靠在凸台22上。扭矩弹簧 31包括弹簧头，弹簧头可以旋转使得其与导杆2形成预定的角度。

伸缩杆32固定在弹簧头上，温度传感器固定在伸缩杆32上。即弹簧头旋转带动伸缩杆32和温度传感器旋转。本实施例中弹簧头和伸缩杆32 采用螺纹连接固定的方式。根据结构和工况的不同也可以选用其他固定方式，对此不作限定。

如图4和图5所示，本申请中的伸缩杆32具有可调节的长度。在放入高压气瓶之前，手动将扭矩弹簧和伸缩杆掰至与导杆2平行且邻近的位置。当伸缩杆32和扭矩弹簧31进入气瓶内后，可自动打开至与导杆2大致垂直的位置。

导线4在通过第二导线孔分别引至径向通孔23中，再通过扭矩弹簧31 和伸缩杆32连接至温度传感器中。因此此时的径向通孔23可以作为第三导线孔使用。

如图3所示，导线4为导线束，导线4具有沿着径向向外的向外凸出的折线倒刺结构42，即导线4具有多个径向凸起的折线倒刺结构。该折线倒刺结构42与第一导线孔过盈配合，可以通过气瓶内的高压气体压紧导线，密封第一导线孔。

进一步地，在上述折线倒刺结构42中的一个折线倒刺结构41，卡止在下凸块123的末端，进一步通过瓶内的高压气体压紧该一个折线倒刺结构 41，使得密封第一导线孔。

整个高压气瓶为一封闭结构，但需要导线连通高压气瓶内的温度传感器，所以在瓶口处的密封装置1中的导线4具有沿着径向向外的向外凸出的折线倒刺结构42，可以通过气瓶内的高压气体压紧导线，使密封第一导线孔。进一步地，导线4需要设置其中一个折线倒刺结构41，卡止在密封装置1上，这样在导线孔流动的高压气体压向该凸起，会使的导线孔密封。

本申请还公开一种储气瓶，应用上述的温度测量装置。

最后应说明的是：以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测量高压气瓶内部温度的温度测量装置，所述高压气瓶具有瓶口，其特征在于，所述温度测量装置包括：

密封组件，用于与所述瓶口固定，以密封所述高压气瓶，所述密封组件包括第一导线孔；

导杆，用于固定在所述高压气瓶内，一端与所述密封组件固定连接，并包括第二导线孔，所述第二导线孔与所述第一导线孔相连通；

多个传感器固定组件，固定在所述导杆上，包括第三导线孔，所述第三导线孔与所述第二导线孔相连通；

温度传感器，固定在所述传感器固定组件上，用于测量所处位置的所述气瓶内的温度；

导线，通过所述第一导线孔、第二导线孔、第三导线孔与所述温度传感器电连接，以传送所述温度传感器的测量数据。

2.如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述密封组件包括：

连接块，所述连接块呈“T”形，包括凸台和竖块，所述竖块内具有凹槽，所述凸台内具有连接块导线孔，所述瓶口抵靠在所述凸台上；

密封块，所述密封块呈“十”形，包括横块、上凸块和下凸块，所述横块、所述上凸块和所述下凸块内均包括密封块导线孔，所述横块抵靠所述竖块的底部，所述上凸块嵌入所述凹槽内，所述下凸块嵌入所述第三导线孔，并与所述导杆固定，

其中所述连接块导线孔和所述密封块导线孔同轴并形成所述第一导线孔。

3.如权利要求2所述的温度测量装置，其特征在于，所述密封组件还包括：

外密封圈，所述竖块的外表面具有环状的第一内嵌凹槽，所述外密封圈的部分位于所述内嵌凹槽中，以将所述瓶口和所述连接块之间密封；

端面密封圈，所述竖块在与所述横块接触的端面处设置环状的第二内嵌凹槽，所述端面密封圈的部分位于所述第二内嵌凹槽中，以将所述竖块和所述横块之间密封；

内密封圈，所述上凸块的外表面具有环状的第三内嵌凹槽，所述内密封圈的部分位于所述第三内嵌凹槽中，以将所述竖块和所述上凸块之间密封。

4.如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述导杆包括承载凸台和径向通孔，所述传感器固定组件包括：

扭矩弹簧，穿过所述径向通孔并抵住所述承载凸台，所述扭矩弹簧包括弹簧头，所述弹簧头的旋转使得所述弹簧头与所述导杆形成预定角度；

伸缩杆，一端固定于所述弹簧头上，所述温度传感器固定于所述伸缩杆上，以跟随所述弹簧头与所述导杆形成预定角度。

5.如权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于，所述弹簧头与所述伸缩杆通过螺纹固定连接。

6.如权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于，所述伸缩杆为长度可调的伸缩杆。

7.如权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于，在所述温度测量装置进入所述气瓶前，所述弹簧头与所述导杆平行且贴近；在所述温度测量装置进入所述气瓶后，所述弹簧头弹开，并与所述导杆的方向具有预定角度。

8.如权利要求2所述的温度测量装置，其特征在于，所述导线具有多个径向凸起的折线倒刺结构，该结构与第一导线孔过盈配合。

9.如权利要求8所述的温度测量装置，其特征在于，位于所述第一导线孔的所述导线的一个折线倒刺结构卡止在所述下凸块的末端，以通过所述气瓶内的高压气体压紧所述导线的折线倒刺结构，密封所述第一导线孔。

10.一种储气瓶，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的温度测量装置。

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