CN211820848U - 一种燃料电池进气控制阀 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种燃料电池进气控制阀，包括电机和设置于电机的端部并且控制电机运行的电机控制器，电机的底部连接有阀体，电机与阀体之间设有连接板，电机带动位于电机中的螺套进行旋转运动，螺套与螺杆相配合，连接板的内腔中设有第一导向套，阀体的内腔中第二设有导向套，螺杆的下端依次穿过第一导向套和第二导向套，螺杆的下端连接有阀片，阀片的上方设置有用于对阀片向上运动的位移进行限制的限位底座，第一导向套上设置有方形孔，螺杆上位于第一导向套中的部分设置有阻止螺杆在方形孔中旋转的限位槽口；阀体的下端连接有底板，底板上设有下底座。本实用新型设计巧妙，有效的控制阀体的进气。

Description

一种燃料电池进气控制阀
技术领域
本实用新型涉及阀门技术领域，具体是一种燃料电池进气控制阀。
背景技术
空气经过过滤器、压缩机和增湿器后，进入燃料电池电堆发生化学反应，但是在不同的工况下，参与反应的需要的空气量是不一样的，这种情况下就需要通过进气控制阀来调节进入电堆的空气流量。
目前，市场上一般采用传统的节气门来代替，但是在使用时存在以下的问题：1)节气门的使用的是蝶阀结构，关闭时密封性不好，调节压力时不稳定；2)没有旁通功能，调节流量的速度比较慢，同时会造成进气系统不稳定。
实用新型内容
本实用新型提供一种燃料电池进气控制阀，能够有效的解决上述背景中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种燃料电池进气控制阀，包括电机和设置于电机的端部并且控制电机运行的电机控制器，所述电机的底部连接有阀体，其特征在于：所述电机与阀体之间设有连接板，所述电机带动位于电机中的螺套进行旋转运动，所述螺套与螺杆相配合，所述连接板的内腔中设有第一导向套，所述阀体的内腔中第二设有导向套，所述螺杆的下端依次穿过第一导向套和第二导向套，螺杆的下端连接有阀片，所述螺杆上还套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上下两个端头上均设有扭臂，位于上方的扭臂卡在阀体内设有的卡槽中，位于下方的扭臂扭转后卡在阀片上设有的卡槽中；
所述阀片的上方设置有用于对阀片向上运动的位移进行限制的限位底座，所述阀片与限位底座的接触面为锥面或者球面，所述第一导向套上设置有方形孔，所述螺杆上位于第一导向套中的部分设置有阻止螺杆在方形孔中旋转的限位槽口；所述阀体的下端连接有底板，所述底板上设有下底座，所述下底座与底板过盈压装，所述下底座上设有密封圈，该密封圈设为T型的结构；所述阀体上开设有旁通口，所述底板上开设有通气阀孔，所述阀片通过挤压密封圈而封闭通气阀孔。
优选的，还包括骨架密封圈，所述骨架密封圈穿入螺杆上并且骨架密封圈的一侧端面贴合于第二导向套上，所述骨架密封圈由聚四氟乙烯材料制成。
优选的，所述螺杆上穿入压紧套，所述压紧套的下端挤压于第一导向套上。
优选的，所述电机可以采用步进电机或伺服电机或有刷电机或无刷电机。
优选的，所述密封圈材料为三元乙丙橡胶材料制成。
优选的，所述底板与阀体之间通过螺钉固定连接。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型通过电机控制器接控制电机里的螺套进行旋转运动，螺杆与螺套配合并且导向套的方形孔限制螺杆上的限位槽口旋转，进而使得螺杆在电机里的螺套推动下作像上直线运动，从而实现阀片提升，打开阀门到指定的位置，从而调节进入电堆空气的流量，对应的，如果进入电堆的流量过大时，控制电机向反方向旋转以关闭通气阀孔；在螺杆上、下运动过程中，第二导向套可以对螺杆的运动起导向作用，保证螺杆作直线运动，进而保证阀片与密封圈的配合从而使通气阀孔起到良好的密封效果，而且，阀片和限位底座之间的接触面为球面或锥面，密封方式为线密封可以保证更好的密封效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1：本实用新型结构示意图。
图2：本实用新型方形孔的结构示意图。
图3：本实用新型阀片不同方向的结构示意图。
图4：本实用新型螺杆的结构示意图。
图5：本实用新型压缩弹簧的结构示意图。
图中：1、电机控制器，2、电机，3、螺杆，4、压紧套，5、连接板，6、第一导向套，7、阀体，8、第二导向套，9、骨架密封圈， 10、压缩弹簧，11、限位底座，12、阀片，13、下底座，14、密封圈， 15、底板，16、通气阀孔，17、旁通，18、扭臂，19、卡槽，31、限位槽口，61、方形孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施：
请参考图1，本实用新型提供一种燃料电池进气控制阀，包括压缩弹簧10、骨架密封圈9、电机2和设置于电机2的端部并且控制电机2运行的电机控制器1，电机2的底部连接有阀体7，电机2与阀体7之间设有连接板5，电机2带动位于电机2中螺套进行旋转运动，螺套与螺杆3相配合，螺杆3的下端依次穿过第一导向套6和第二导向套8，需要注意的是：螺杆3和第二导向套8的配合间隙如果过小的话，温度升高时的热胀冷缩会造成螺杆3和第二导向套8卡住，所以，螺杆3和第二导向套8之间需要设置合理的间隙。
请参考图1、图3以及图5，第一导向套6设置于连接板5的内腔中，螺杆3上穿入压紧套4，压紧套4的下端挤压于第一导向套6 上，第二导向套8设置于阀体7的内腔中，骨架密封圈9穿入螺杆3 上并且骨架密封圈9的一侧端面贴合于第二导向套8上，其中，骨架密封圈9是采用聚四氟乙烯材料制成，因而，骨架密封圈9受温度变化影响发生热胀冷缩时仍然能够与螺杆3紧密配合，从而保证密封性能，压缩弹簧10穿入螺杆3上，螺杆3上还套设有压缩弹簧10，压缩弹簧10的上下两个端头上均设有扭臂18，位于上方的扭臂卡在阀体7内上设有的卡槽中，装配时，在压缩弹簧10的轴向施加压缩力，然后在压缩弹簧10圆周方向施加扭力，因此，可以使位于下方的扭臂18扭转后卡在阀片12上设有的卡槽19中，这样，可以同时消除阀片12在运行过程中轴向和圆周方向的间隙，保证阀片12的控制精度，阀片12的结构如图3所示，能卡住压缩弹簧10的下端。
请参考图1、图2以及图4，阀体7的下端通过螺钉固定连接有底板15，底板15上开设有通气阀孔16，螺杆3的下端连接有用于封闭通气阀孔16的阀片12，阀片12的上方设置有用于对阀片12向上运动的位移进行限制的限位底座11，阀片12和限位底座11之间的接触面为球面或锥面，这种密封方式为线密封，其可以保证更好的密封效果，第一导向套6上设置有方形孔61，螺杆3上位于第一导向套6中的部分设置有阻止螺杆3在方形孔61中旋转的限位槽口31，底板15上设有下底座13，下底座13与底板15过盈压装，下底座13 上设有密封圈14，该密封圈14设为T型的结构；阀体7上开设有旁通口17，底板15上开设有通气阀孔16，阀片12通过挤压密封圈14 而封闭通气阀孔16，密封圈14材料为三元乙丙橡胶材料制成，具有弹性，与阀片12的配合具有更强的密封的效果。
电机可以采用步进电机或伺服电机或有刷电机或无刷电机。
工作原理：
燃料电池电堆控制系统会根据系统需要的空气流量给电机控制器1发送打开通气阀孔的指令，电机控制器1接收指令后控制电机2 里的螺套进行旋转运动，螺杆3与螺套配合，第一导向套6的方形孔 61限制螺杆3的限位槽口31旋转，这样螺杆3在电机2里的螺套推动下会向上作直线运动，将阀片12提升到指定的位置，从而控制空气的流量；对应的，空气流量过高时，燃料电池电堆控制系统会给电机控制器1发送关闭通气阀孔16的指令，控制电机2向反方向旋转以关闭通气阀孔16，而多余的空气会通过旁通17排入排气系统；电机控制器1的内部设置有CAN通讯系统并有反馈阀片位置的检测元件，可以实时读取阀片12的打开位置并即时通过CAN通讯系统反馈给电堆控制系统，如果有偏差，会反馈当前的状态给燃料电池电堆控制系统，然后燃料电池电堆控制系统将修正指令重新发送，实现阀片 12的打开位置的动态闭环控制。
在螺杆3的上、下运动过程中，第二导向套8可以对螺杆3的运动起导向作用，保证螺杆3作直线运动，进而保证阀片12作用于密封圈14，从而对底板15上的通气阀孔16起到良好的密封效果，另外，阀片12和限位底座11之间的接触面为球面或锥面，密封方式为线密封可以保证更好的密封效果。
上述结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种燃料电池进气控制阀，包括电机和设置于电机的端部并且控制电机运行的电机控制器，所述电机的底部连接有阀体，其特征在于：所述电机与阀体之间设有连接板，所述电机带动位于电机中的螺套进行旋转运动，所述螺套与螺杆相配合，所述连接板的内腔中设有第一导向套，所述阀体的内腔中第二设有导向套，所述螺杆的下端依次穿过第一导向套和第二导向套，螺杆的下端连接有阀片，所述螺杆上还套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上下两个端头上均设有扭臂，位于上方的扭臂卡在阀体内设有的卡槽中，位于下方的扭臂扭转后卡在阀片上设有的卡槽中；
所述阀片的上方设置有用于对阀片向上运动的位移进行限制的限位底座，所述阀片与限位底座的接触面为锥面或者球面，所述第一导向套上设置有方形孔，所述螺杆上位于第一导向套中的部分设置有阻止螺杆在方形孔中旋转的限位槽口；所述阀体的下端连接有底板，所述底板上设有下底座，所述下底座与底板过盈压装，所述下底座上设有密封圈，该密封圈设为T型的结构；所述阀体上开设有旁通口，所述底板上开设有通气阀孔，所述阀片通过挤压密封圈而封闭通气阀孔。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气控制阀，其特征在于：还包括骨架密封圈，所述骨架密封圈穿入螺杆上并且骨架密封圈的一侧端面贴合于第二导向套上，所述骨架密封圈由聚四氟乙烯材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池进气控制阀，其特征在于：所述螺杆上穿入压紧套，所述压紧套的下端挤压于第一导向套上。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气控制阀，其特征在于：所述电机可以采用步进电机或伺服电机或有刷电机或无刷电机。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气控制阀，其特征在于：所述密封圈材料为三元乙丙橡胶材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气控制阀，其特征在于：所述底板与阀体之间通过螺钉固定连接。
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