CN211371392U - 一种新型集成式多功能减压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型集成式多功能减压阀，涉及燃料电池汽车供氢系统技术领域，包括阀体和集成在阀体上的减压阀、手动截止阀、安全泄压阀、压力传感器，阀体内设有主路通道，阀体的外壁上开设有减压阀入口和减压阀出口，减压阀位于减压阀入口和主路通道之间，减压阀出口与主路通道连通；手动截止阀位于减压阀的一侧；安全泄压阀位于手动截止阀相对于减压阀的另一侧；压力传感器设置在阀体内靠近于减压阀出口的一侧。本实用新型的新型集成式多功能减压阀可用于70MPa燃料电池汽车，解决了各个管阀件单独设置造成阀门及连接口过多的问题，减少泄漏的风险，成本低，重量轻，抗震性好，降低检修、维护的难度。

Description

一种新型集成式多功能减压阀

技术领域

本实用新型涉及燃料电池汽车供氢系统的技术领域，尤其涉及一种减压阀。

背景技术

燃料电池汽车供氢系统，由储存高压氢气的储罐、储罐上的集成式氢气瓶阀、减压阀以及其他相关的管阀件组成。其中，减压阀的作用是将高压氢气转化为燃料电池可用的低压氢气，因此减压阀是供氢系统最核心且必不可少的零件。基于燃料电池汽车的高续航、轻量化、低成本和尽量减少泄漏点的考虑，减压阀的集成度越高，供氢系统中的管阀件数量就越少，高集成度的减压阀也有利于汽车的批量制造。

在供氢系统中，减压阀后端必须设有压力传感器，可以实时监控减压阀出口的压力(即入电堆的压力)，还必须安装安全泄压阀，以防止减压阀的减压失效所带来的生命及财产损失。但是现有的减压阀、压力传感器、安全泄压阀等都是独立的产品，能适用于燃料电池汽车高压氢气工况的寥寥无几。

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新型集成式多功能减压阀，解决了减压阀和管阀件集成度低，不适合高压氢气工况的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种新型集成式多功能减压阀，包括阀体，所述阀体内设有主路通道，所述阀体的外壁上开设有减压阀入口和减压阀出口，所述减压阀出口与所述主路通道相连通；减压阀，所述减压阀设置在所述阀体内靠近于所述减压阀入口的一侧，所述减压阀位于所述减压阀入口和所述主路通道之间，所述减压阀用于调节流向所述主路通道的气流压力；手动截止阀，所述手动截止阀设置在所述阀体内，所述手动截止阀位于所述减压阀的一侧，所述手动截止阀与所述主路通道相连通，所述手动截止阀用于控制所述主路通道内的气流通断；安全泄压阀，所述安全泄压阀设置在所述阀体内，所述安全泄压阀位于所述手动截止阀相对于所述减压阀的另一侧，所述安全泄压阀与所述主路通道相连通，所述安全泄压阀用于控制所述主路通道内的气流泄放；压力传感器，所述压力传感器设置在所述阀体内靠近于所述减压阀出口的一侧，所述压力传感器与所述主路通道相连通，所述压力传感器用于实时监控所述主路通道内的气流压力值。

优选地，所述阀体采用铝合金材质。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述减压阀包括：

阀盖一，所述阀盖一螺纹连接于所述阀体上，所述阀盖一与所述阀体形成腔体一，所述腔体一底部的所述阀体上开设有腔体二，所述腔体二与所述主路通道相连通；

调压机构，所述调压机构设置在所述腔体一内，所述调压结构包括上弹簧座、调压弹簧和下弹簧座，所述调压弹簧的两端分别与所述上弹簧座和所述下弹簧座相连接；

稳压机构，所述稳压机构设置在所述腔体二内，所述稳压机构包括阀座、阀杆一和稳压弹簧，所述阀座固定在所述腔体二的上部，所述阀座的底部设有阀片，所述阀杆一的上端贯穿所述阀座并抵于所述下弹簧座的下表面，所述稳压弹簧套设在所述阀杆一上。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述阀盖一上设置有调节螺杆，所述调节螺杆的下端抵于所述上弹簧座的上表面。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述阀体上开设有减压阀呼吸口，所述减压阀呼吸口与所述腔体一相连通。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述减压阀入口和通过通道四与所述腔体一的底部相连通。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述主路通道包括依次相连通的通道一、通道二和通道三，所述通道一和所述通道三分别位于所述通道二的两侧，所述通道一和所述通道三均与所述通道二相垂直，所述手动截止阀与所述通道二相连通，所述手动截止阀的中轴线和所述通道二的中轴线相重合，所述安全泄压阀和所述压力传感器均与所述通道三相连通。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述手动截止阀包括阀盖二和螺纹连接于所述阀盖二内的阀杆二，所述阀盖二螺纹连接于所述阀体上，所述阀杆二的底部设置有密封件。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述安全泄压阀包括：

密封壳体，所述密封壳体螺纹连接于所述阀体内，所述密封壳体呈两端开口的中空结构；

泄压阀体，所述泄压阀体螺纹连接于所述密封壳体内，所述泄压阀体呈两端开口的中空结构，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。

上述的新型集成式多功能减压阀，其中，所述密封壳体的上端设置有泄压接口。

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、本实用新型的新型集成式多功能减压阀可用于70MPa燃料电池汽车，将减压阀、手动截止阀、安全泄压阀和压力传感器全部集成于阀体内，解决了各个管阀件单独设置造成阀门及连接口过多的问题，减少泄漏的风险。

2、本实用新型的新型集成式多功能减压阀成本低、重量轻、抗震性好。

3、本实用新型的新型集成式多功能减压阀使燃料电池汽车的可制造性更强，将集成式多功能减压阀安装于燃料电池汽车供氢系统，方便安装。

4、本实用新型的新型集成式多功能减压阀在维护时可以采用整体替换，降低了检修、维护的难度。

附图说明

图1是本实用新型的新型集成式多功能减压阀的剖面图；

图2是本实用新型的新型集成式多功能减压阀的减压阀的剖面图；

图3是本实用新型的新型集成式多功能减压阀的安全泄压阀的剖面图。

附图中：1、阀体；11、主路通道；111、通道一；112、通道二；113、通道三；12、减压阀入口；13、减压阀出口；14、减压阀呼吸口；15、通道四；2、减压阀；21、阀盖一；211、调节螺杆；212、盖螺母；221、上弹簧座；222、调压弹簧；223、下弹簧座；231、阀座；232、阀杆一；2321、密封锥头；233、稳压弹簧；234、阀片；241、O形圈一；242、小垫圈；243、 O形圈二；244、大垫圈；3、手动截止阀；31、阀盖二；32、阀杆二；33、密封件；34、六角螺帽；4、安全泄压阀；41、泄压阀体；411、环形台阶； 42、阀芯；43、密封帽；44、底座；45、复位弹簧；46、密封壳体；461、泄压接口；5、压力传感器。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种新型集成式多功能减压阀，该新型集成式多功能减压阀将减压阀、手动截止阀、安全泄压阀和压力传感器全部集成于同一阀体中，可以适用于70MPa燃料电池汽车。

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。

图1是本实用新型的新型集成式多功能减压阀的剖面图，图2是本实用新型的新型集成式多功能减压阀的减压阀的剖面图，图3是本实用新型的新型集成式多功能减压阀的安全泄压阀的剖面图，请参阅图1、图2和图3所示，示出了一种较佳实施例的新型集成式多功能减压阀，包括：阀体1，阀体1内设有主路通道11，阀体1的外壁上开设有减压阀入口12和减压阀出口13，减压阀入口12用于输入气流，减压阀出口13与主路通道11的一端相连通，减压阀出口13用于输出气流。

还有，作为一种较佳的实施例，新型集成式多功能减压阀还包括：减压阀2，减压阀2设置在阀体1内靠近于减压阀入口12的一侧，减压阀2位于减压阀入口12和主路通道11之间，减压阀入口12通过减压阀2与主路通道 11的另一端相连通，减压阀2用于调节从减压阀入口12流向主路通道11的气流压力，可以将减压阀入口12的高压气流降压后输送至主路通道11中。

进一步，作为一种较佳的实施例，新型集成式多功能减压阀还包括：手动截止阀3，手动截止阀3设置在阀体1内，手动截止阀3位于减压阀2的一侧，手动截止阀3与主路通道11相连通，手动截止阀3用于控制主路通道 11内的气流通断，当需要紧急关断时，使用手动截止阀3截断主路通道11。

再进一步，作为一种较佳的实施例，新型集成式多功能减压阀还包括：安全泄压阀4，安全泄压阀4设置在阀体1内，安全泄压阀4位于手动截止阀3相对于减压阀2的另一侧，安全泄压阀4与主路通道11相连通，安全泄压阀4用于控制主路通道11内的气流泄放，当减压阀2发生故障减压失效时，使用安全泄压阀4将主路通道11内的气流泄放至外部，避免事故的发生。

更进一步，作为一种较佳的实施例，新型集成式多功能减压阀还包括：压力传感器5，压力传感器5设置在阀体1内靠近于减压阀出口13的一侧，所述压力传感器5与所述主路通道11相连通，压力传感器5用于实时监控主路通道11内的气流压力值。

另外，作为一种较佳的实施例，阀体1采用铝合金材质，可加工性好，且重量轻，将减压阀2、手动截止阀3、安全泄压阀4和压力传感器5均集成在同一阀体1上，可以减少连接口过多导致的泄漏风险。

还有，作为一种较佳的实施例，主路通道11包括依次相连通的通道一 111、通道二112和通道三113，通道一111和通道三113分别位于通道二112 的两侧，通道一111和通道三113均与通道二112相垂直，手动截止阀3与通道二112相连通，安全泄压阀4和压力传感器5均与通道三113相连通，手动截止阀3的中轴线和通道二112的中轴线相重合，控制手动截止阀3向下移动即可密封通道二112。

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。

下面详细的说明本实用新型的各个部件：

减压阀2：

还有，作为一种较佳的实施例，请继续参见图1和图2所示，减压阀2 包括：阀盖一21，阀盖一21螺纹连接于阀体1上，阀盖一21与阀体1之间形成腔体一，腔体一底部的阀体1上开设有腔体二，腔体二与主路通道11 的通道一111相连通。

进一步，作为一种较佳的实施例，减压阀2还包括：调压机构，调压机构设置在腔体一内，调压结构包括上弹簧座221、调压弹簧222和下弹簧座 223，调压弹簧222的两端分别与上弹簧座221和下弹簧座223相连接，下弹簧座223和阀体1之间通过O形圈一241形成密封。

再进一步，作为一种较佳的实施例，减压阀2还包括：稳压机构，稳压机构设置在腔体二内，稳压机构包括阀座231、阀杆一232和稳压弹簧233，阀座231固定在腔体二的上部，阀座231的底部设有阀片234，阀杆一232 的上端贯穿阀座231并抵于下弹簧座223的下表面，阀杆一232的中部设有密封锥头2321，密封锥头2321与阀座231相配合以控制气流的流速，当密封锥头2321与阀片234相贴合时，密封锥头2321与阀座231形成密封，稳压弹簧233套设在阀杆一232上，稳压弹簧233的上端抵在密封锥头2321 上，稳压弹簧233的下端抵在阀座231上，稳压弹簧233与阀座231之间设置有大垫圈244。

更进一步，作为一种较佳的实施例，阀盖一21上设置有调节螺杆211，调节螺杆211沿竖直方向贯穿阀盖一21，调节螺杆211的下端抵于上弹簧座 221的上表面，调节螺杆211的上端设置有盖螺母212，使用者顺时针旋转盖螺母212可以带动调节螺杆211下压上弹簧座221、调压弹簧222和下弹簧座223，通过调压弹簧222的压缩量来设定高压气流减压后的需要的压力值，下弹簧座223同时带动阀杆一232向下运动，阀杆一232上的密封锥头2321压缩稳压弹簧233，密封锥头2321与阀座231脱离，从而打开减压阀2。

再者，作为一种较佳的实施例，阀体1上开设有减压阀呼吸口14，减压阀呼吸口14与腔体一相连通，减压阀入口12和通过通道四15与腔体一的底部相连通，减压阀入口12的气流通过通道四15进入腔体一内，气流首先经过调压机构，然后流向稳压机构，实现了气流压力的精准调节。

而且，作为一种较佳的实施例，下弹簧座223上套设有O型圈一，下弹簧座223通过O型圈一和阀体1形成密封，阀杆一232的下端的外壁上套设有小垫圈242和O形圈二243，小垫圈242和O形圈二243均位于通道一111 的下方，阀杆通过小垫圈242和O形圈二243实现与阀体1的密封。

减压阀2工作原理：减压阀入口12与储氢气瓶相连接，打开储氢气瓶后，气流依次经过减压阀入口12、通道四15进入下弹簧座223底部的腔体一中，通过阀座231的阻挡以减少气流的压力，衰减后的气流向下流动，通过腔体二进入通道一111中；当输入减压阀入口12的气流压力变大后，气流推动下弹簧座223向上运动，阀杆一232在稳压弹簧233的张力下向上运动，阀座 231开启度变小，气流的流阻变大，使得气流压力变小；当输入减压阀入口12的气流压力变小时，下弹簧座223在调压弹簧222的张力下向下运动，并压着阀杆一232同步向下运动，阀座231的开启度变大，气流的流阻变小，使得气流压力变大，达到了稳定气流压力的目的。

手动截止阀3：

另外，作为一种较佳的实施例，请继续参见图1所示，手动截止阀3包括：阀盖二31，阀盖二31螺纹连接于阀体1上。

进一步，作为一种较佳的实施例，手动截止阀3还包括：阀杆二32，阀杆二32螺纹连接于阀盖二31内，阀杆二32的两端均贯穿阀盖二31，阀杆二32的上端固定有六角螺帽34，使用六角螺帽34便于旋转阀杆二32，阀杆二32的底部设置有密封件33，密封件33用于密封气体通道二112，当顺时针旋转六角螺帽34带动阀杆二32向下运动，密封件33向下运动堵塞气体通道二112实现密封。

更进一步，作为一种较佳的实施例，阀盖二31与阀体1之间设置有O 形圈三，阀盖二31通过O形圈三和阀体1实现密封，阀杆二32和阀盖二31 之间设置有O形圈四，阀杆二32通过O形圈四和阀盖二31实现密封。

安全泄压阀4：

另外，作为一种较佳的实施例，请继续参见图1和图3所示，安全泄压阀4包括：密封壳体46，密封壳体46螺纹连接于阀体1内，密封壳体46呈两端开口的中空结构。

还有，作为一种较佳的实施例，安全泄压阀4还包括：泄压阀体41，泄压阀体41螺纹连接于密封壳体46内，泄压阀体41呈两端开口的中空结构，泄压阀体41内部的上侧设有环形台阶411。

再者，作为一种较佳的实施例，安全泄压阀4还包括：阀芯42，阀芯42 设置在泄压阀体41内，阀芯42的上端设有密封帽43，密封帽43的下表面与环形台阶411的上表面相贴合，阀芯42的下端固定有底座44。

进一步，作为一种较佳的实施例，安全泄压阀4还包括：复位弹簧45，复位弹簧45套设在阀芯42上，复位弹簧45的两端分别与环形台阶411和底座44相连接。

再进一步，作为一种较佳的实施例，在密封壳体46上端开设泄压接口 461，泄压接口461用于安装排放管(图中未示出)，安全泄压阀4内的气流通过排放管向外部排放。

安全泄压阀4的工作原理：当流经通道三113的气流压力在设定的压力值以下时，安全泄压阀4处于关闭状态，当通道三113的气流压力超过设定的压力值时，高压气流推动阀芯42和底座44向上移动，同时底座44压缩复位弹簧45，密封帽43脱离环形台阶411，打开安全泄压阀4，当通道三113 的气流压力变小时，阀芯42和底座44在复位弹簧45的张力下同时向下移动，密封帽43重新与环形台阶411密封。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型集成式多功能减压阀，其特征在于，包括：

阀体(1)，所述阀体(1)内设有主路通道(11)，所述阀体(1)的外壁上开设有减压阀入口(12)和减压阀出口(13)，所述减压阀出口(13)与所述主路通道(11)相连通；

减压阀(2)，所述减压阀(2)设置在所述阀体(1)内靠近于所述减压阀入口(12)的一侧，所述减压阀(2)位于所述减压阀入口(12)和所述主路通道(11)之间；

手动截止阀(3)，所述手动截止阀(3)设置在所述阀体(1)内，所述手动截止阀(3)位于所述减压阀(2)的一侧，所述手动截止阀(3)与所述主路通道(11)相连通；

安全泄压阀(4)，所述安全泄压阀(4)设置在所述阀体(1)内，所述安全泄压阀(4)位于所述手动截止阀(3)相对于所述减压阀(2)的另一侧，所述安全泄压阀(4)与所述主路通道(11)相连通；

压力传感器(5)，所述压力传感器(5)设置在所述阀体(1)内靠近于所述减压阀出口(13)的一侧，所述压力传感器(5)与所述主路通道(11)相连通。

2.根据权利要求1所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述减压阀(2)包括：

阀盖一(21)，所述阀盖一(21)螺纹连接于所述阀体(1)上，所述阀盖一(21)与所述阀体(1)形成腔体一，所述腔体一底部的所述阀体(1)上开设有腔体二，所述腔体二与所述主路通道(11)相连通；

调压机构，所述调压机构设置在所述腔体一内，所述调压机构包括上弹簧座(221)、调压弹簧(222)和下弹簧座(223)，所述调压弹簧(222)的两端分别与所述上弹簧座(221)和所述下弹簧座(223)相连接；

稳压机构，所述稳压机构设置在所述腔体二内，所述稳压机构包括阀座(231)、阀杆一(232)和稳压弹簧(233)，所述阀座(231)固定在所述腔体二的上部，所述阀座(231)的底部设有阀片(234)，所述阀杆一(232)的上端贯穿所述阀座(231)并抵于所述下弹簧座(223)的下表面，所述稳压弹簧(233)套设在所述阀杆一(232)上。

3.根据权利要求2所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述阀盖一(21)上设置有调节螺杆(211)，所述调节螺杆(211)的下端抵于所述上弹簧座(221)的上表面。

4.根据权利要求2所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述阀体(1)上开设有减压阀呼吸口(14)，所述减压阀呼吸口(14)与所述腔体一相连通。

5.根据权利要求4所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述减压阀入口(12)和通过通道四(15)与所述腔体一的底部相连通。

6.根据权利要求1所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述主路通道(11)包括依次相连通的通道一(111)、通道二(112)和通道三(113)，所述通道一(111)和所述通道三(113)分别位于所述通道二(112)的两侧，所述通道一(111)和所述通道三(113)均与所述通道二(112)相垂直，所述手动截止阀(3)与所述通道二(112)相连通，所述手动截止阀(3)的中轴线和所述通道二(112)的中轴线相重合，所述安全泄压阀(4)和所述压力传感器(5)均与所述通道三(113)相连通。

7.根据权利要求1所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述手动截止阀(3)包括阀盖二(31)和螺纹连接于所述阀盖二(31)内的阀杆二(32)，所述阀盖二(31)螺纹连接于所述阀体(1)上，所述阀杆二(32)的底部设置有密封件(33)。

8.根据权利要求1所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述安全泄压阀(4)包括：

密封壳体(46)，所述密封壳体(46)螺纹连接于所述阀体(1)内，所述密封壳体(46)呈两端开口的中空结构；

泄压阀体(41)，所述泄压阀体(41)螺纹连接于所述密封壳体(46)内，所述泄压阀体(41)呈两端开口的中空结构，所述泄压阀体(41)内部的上侧设有环形台阶(411)；

阀芯(42)，所述阀芯(42)设置在所述泄压阀体(41)内，所述阀芯(42)的上端设有密封帽(43)，所述密封帽(43)的下表面与所述环形台阶(411)的上表面相贴合，所述阀芯(42)的下端固定有底座(44)；

复位弹簧(45)，所述复位弹簧(45)套设在所述阀芯(42)上，所述复位弹簧(45)的两端分别与所述环形台阶(411)和所述底座(44)相连接。

9.根据权利要求8所述的新型集成式多功能减压阀，其特征在于，所述密封壳体(46)的上端设置有泄压接口(461)。

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