CN212960017U - 一种高压加氢阀和一种加氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压加氢阀和一种加氢装置，该加氢装置中设置有该高压加氢阀。该高压加氢阀包括阀体、阀盖、阀座、单向阀和滤芯。阀体内设置有第一气体通道；阀盖内设置有第二气体通道；阀体和阀盖组装后，阀座位于阀体和阀盖之间，阀座上设置有用于连通第一气体通道和第二气体通道的第一连通孔；滤芯设置在第一气体通道内，用于对流经第一气体通道的氢气进行过滤；单向阀设置在第二气体通道内。本实用新型能够保证较高的加氢效率，同时具有较高的过滤精度。

Description

一种高压加氢阀和一种加氢装置

技术领域

本实用新型涉及供氢系统技术领域，特别涉及一种高压加氢阀，和一种设置有该高压加氢阀的加氢装置。

背景技术

氢能以其来源广泛、转化效率高、燃烧产物洁净等特点，被认为是新世纪重要的清洁能源。

在交通工具领域，氢燃料电池汽车以充气时间短，续航里程长的特点作为未来汽车发展方向之一。虽然氢气的单位质量能量密度很高，但是其单位体积能量密度却非常低，因此，在实际应用中，氢气必须被高压存储以提供足够的能量。近年来，氢能汽车上的储氢压力高达700bar，因此，氢气需要在700bar或更大的压力下从加注站充入到氢能车辆储氢罐中。

然而，国内的大部分地区气体燃料净化度不够，这会导致杂质堵塞，划伤阀门，造成泄漏或破坏。

因此，如何令加氢装置具有较高的过滤精度，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高压加氢阀，和一种设置有该高压加氢阀的加氢装置，能够保证较高的加氢效率，同时具有较高的过滤精度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高压加氢阀，包括阀体、阀盖、阀座、单向阀和滤芯，其中：

所述阀体内设置有第一气体通道；

所述阀盖内设置有第二气体通道；

所述阀体和所述阀盖组装后，所述阀座位于所述阀体和所述阀盖之间，所述阀座上设置有用于连通所述第一气体通道和所述第二气体通道的第一连通孔；

所述滤芯设置在所述第一气体通道内，用于对流经所述第一气体通道的氢气进行过滤；

所述单向阀设置在所述第二气体通道内。

在上述高压加氢阀中，所述滤芯包括筒状滤网，以及分别位于所述筒状滤网两端的封闭端和开口端，其中：

所述封闭端的中心部封闭所述筒状滤网的端部，所述封闭端的外沿部凸出所述筒状滤网的侧壁且与所述第一气体通道卡接，并且，所述外沿部设置有用于允许氢气通过的第二连通孔；

所述开口端的中心部为与所述筒状滤网的内部连通的中心孔，所述开口端的外沿部凸出所述筒状滤网的侧壁且与所述阀座抵接。

在上述高压加氢阀中，所述筒状滤网采用不锈钢烧结网，所述不锈钢烧结网上设置有多个过滤通孔。

在上述高压加氢阀中，所述单向阀包括弹簧座、弹簧和阀芯，其中：

所述弹簧座中设置有内部阶梯孔，所述内部阶梯孔的两端分别为第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的孔径大于所述第二孔段的孔径，所述第一孔段靠近所述阀座，所述第一孔段的侧壁设置有第三连通孔；

所述阀芯套设在所述弹簧座的内部阶梯孔中，所述阀芯包括与所述第一孔段适配的头端部和与所述第二孔段适配的直杆部，所述头端部的轴向长度小于所述第一孔段的轴向长度；

所述弹簧套设在所述直杆部上，所述弹簧的一端与所述头端部相抵，另一端与所述内部阶梯孔的阶梯面相抵；

所述弹簧处于第一压缩状态时，所述头端部与所述阀座相抵；

所述弹簧处于第二压缩状态时，所述头端部和所述阀座之间的距离大于零，并露出所述第三连通孔。

在上述高压加氢阀中，所述弹簧座的所述内部阶梯孔中，还包括位于所述第一孔段和所述第二孔段之间的中间孔段，所述中间孔段的孔径与所述弹簧的外径适配，所述弹簧的一端与所述头端部相抵，另一端与位于所述中间孔段和所述第二孔段之间的阶梯面相抵。

在上述高压加氢阀中，所述第一气体通道内，沿轴向依次设置有滤芯安装孔段、阀座安装孔段、阀盖安装孔段，其中：

所述滤芯安装孔段用于安装所述滤芯；

所述阀座安装孔段用于安装所述阀座；

所述阀盖安装孔段内设置有与所述阀盖的连接端外螺纹适配的内螺纹；

所述滤芯安装孔段、所述阀座安装孔段、所述阀盖安装孔段的孔径依次增大。

在上述高压加氢阀中，所述第一气体通道的入口内，设置有第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽内设置有第一垫圈，所述第二环形槽内设置有第二垫圈和挡圈。

在上述高压加氢阀中，所述第二气体通道的出口端部，设置有第三环形槽，所述第三环形槽内设置有第三垫圈。

在上述高压加氢阀中，所述第一垫圈、所述垫圈和所述第三垫圈均为O型密封圈。

在上述高压加氢阀中，所述第二气体通道为阶梯孔结构，所述第二气体通道包括用于安装所述单向阀的单向阀安装孔段和出气孔段，所述单向阀安装孔段的孔径大于所述出气孔段的孔径。

一种加氢装置，所述加氢装置包括用于充氢的插座，所述插座上设置有上文中所述的高压加氢阀。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的高压加氢阀和设置有该高压加氢阀的加氢装置中，由于高压加氢阀中设置有滤芯，从而能够对氢气起到较好地过滤作用，防止异物流动，工作过程中，能够有效地将氢气充入氢气罐中的用于充氢的插座，有利于提高加氢效率。而且，该高压加氢阀的组装过程简单，防松效果较好。从而，可见，本实用新型提供的高压加氢阀和设置有该高压加氢阀的加氢装置具有较好的推广利用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的高压加氢阀的剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的高压加氢阀中的阀座和单向阀的组装结构示意图。

其中：

1-阀体，2-第一垫圈，3-第二垫圈，4-挡圈，5-滤芯，6-阀座，7-弹簧座，

8-弹簧，9-阀芯，10-阀盖，11-第三垫圈；

71-第一孔段，72-第二孔段，

91-头端部，92-直杆部，

A-单向阀。

具体实施方式

本实用新型公开了一种高压加氢阀，和一种设置有该高压加氢阀的加氢装置，能够保证较高的加氢效率，同时具有较高的过滤精度。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，图1为本实用新型实施例提供的高压加氢阀的剖视图，图2为本实用新型实施例提供的高压加氢阀中的阀座和单向阀的组装结构示意图。

本实用新型实施例提供的高压加氢阀，包括阀体1、阀盖10、阀座6、单向阀和滤芯5。其中：

阀体1内设置有第一气体通道；

阀盖10内设置有第二气体通道；

阀体1和阀盖10组装后，阀座6位于阀体1和阀盖10之间，阀座6上设置有用于连通第一气体通道和第二气体通道的第一连通孔；

滤芯5设置在第一气体通道内，用于对流经第一气体通道的氢气进行过滤；

单向阀设置在第二气体通道内。

该高压加氢阀工作时，氢气在高压加氢阀内的流动气路为：首先，氢气由第一气体通道的入口进入阀体1内，经过滤芯5实现过滤；继而，氢气通过阀座6上的第一连通孔流至单向阀所在的位置，通过单向阀进入阀盖10内的第二气体通道内，最后由第二气体通道的出口流出。

该高压加氢阀中，由于设置有滤芯5，从而能够对氢气起到较好地过滤作用，防止异物流动，工作过程中，能够有效地将氢气充入氢气罐中的用于充氢的插座，有利于提高加氢效率。而且，该高压加氢阀的组装过程简单，防松效果较好。从而，可见，本实用新型实施例提供的高压加氢阀具有较好的推广利用价值。

具体地，在上述高压加氢阀中，阀体1为柱形结构体，其两端开口分别为第一气体通道的两个端口；阀盖10为柱形结构体，其两端开口分别为第二气体通道的两个端口。

具体地，上述高压加氢阀中的滤芯5，包括筒状滤网52，以及分别位于筒状滤网52两端的封闭端51和开口端53。其中：

封闭端51的中心部封闭筒状滤网52的端部，封闭端51的外沿部凸出筒状滤网52的侧壁且与第一气体通道卡接，并且，外沿部设置有用于允许氢气通过的第二连通孔，加氢过程中，氢气进入阀体1的第一气体通道后，通过封闭端51的外沿部上的第二连通孔进入筒状滤网52内，实现过滤；

开口端53的中心部为与筒状滤网52的内部连通的中心孔，开口端53的外沿部凸出筒状滤网52的侧壁且与阀座6抵接。

具体地，筒状滤网52采用不锈钢烧结网，不锈钢烧结网上设置有多个过滤通孔，其过滤精度高，过滤精度准确稳定，流通阻力小。

具体地，请参阅图2，上述高压加氢阀中的单向阀A，包括弹簧座7、弹簧8和阀芯9。其中：

弹簧座7中设置有内部阶梯孔，内部阶梯孔的两端分别为第一孔段71和第二孔段72，第一孔段71的孔径大于第二孔段72的孔径，第一孔段71靠近阀座6，第一孔段71的侧壁设置有第三连通孔(其作用请参见下文中的单向阀工作原理)；

阀芯9套设在弹簧座7的内部阶梯孔中，阀芯9包括与第一孔段71适配的头端部91和与第二孔段72适配的直杆部92，头端部91的轴向长度小于第一孔段的轴向长度；

弹簧8套设在直杆部92上，弹簧8的一端与头端部91相抵，另一端与内部阶梯孔的阶梯面相抵；

弹簧8处于第一压缩状态时，头端部91与阀座6相抵；

弹簧8处于第二压缩状态时，头端部91和阀座6之间的距离大于零，并露出第三连通孔。

该单向阀用于阻止气体回流，其工作原理为：

当阀体1的第一气体通道内的氢气压力大于弹簧8的弹力时，氢气通过阀芯9挤压弹簧8令弹簧8继续压缩，至到露出弹簧座7的侧壁上的第三连通孔，此时，氢气就可以通过第三连通孔，进入阀盖10内的第二气体通道，从而起到加氢作用；

当阀体1的第一气体通道内的氢气压力较小，不足以压缩弹簧8时，阀芯9会挡住弹簧座7上的第三连通孔，此时，阀体1的第一气体通道和阀盖10的第二气体通道被单向阀隔断，不连通。

具体地，弹簧座7的内部阶梯孔中，除了上述第一孔段71和第二孔段72之外，还包括位于第一孔段71和第二孔段72之间的中间孔段。该中间孔段的孔径与弹簧8的外径适配，弹簧8的一端与头端部91相抵，另一端与位于中间孔段和第二孔段72之间的阶梯面相抵。(具体请参见图1)

具体地，在上述高压加氢阀中，阀体1的第一气体通道内，沿轴向依次设置有滤芯安装孔段、阀座安装孔段、阀盖安装孔段，其中：

滤芯安装孔段用于安装滤芯5，具体请参阅图1，滤芯5的封闭端51的外沿部外径，以及滤芯5的开口端53的外沿部外径，均与滤芯安装孔段的孔径适配

阀座安装孔段用于安装阀座6；

阀盖安装孔段内设置有与阀盖10的连接端外螺纹适配的内螺纹，也就是说，阀体1的一端开口被设置成向内凹陷结构(即阀盖安装孔段)，并与阀盖10的进气端螺纹连接；

滤芯安装孔段、阀座安装孔段、阀盖安装孔段的孔径依次增大。

具体地，在上述高压加氢阀中，阀体1的第一气体通道的入口内，设置有第一环形槽和第二环形槽，第一环形槽内设置有第一垫圈2，第二环形槽内设置有第二垫圈3和挡圈4；阀盖10的第二气体通道的出口端部，设置有第三环形槽，第三环形槽内设置有第三垫圈11。其中，第一垫圈2、垫圈3和第三垫圈11均为O型密封圈，从而使得连接安装更便捷可靠。

具体地，在上述高压加氢阀中，阀盖10的第二气体通道为阶梯孔结构，其包括用于安装单向阀的单向阀安装孔段(具体为图2中位于阀盖10上端的端部槽口)和出气孔段，单向阀安装孔段的孔径大于出气孔段的孔径。单向阀A中的弹簧座7的外径与阀盖10中的上述单向阀安装孔段适配，弹簧座7的两端分别与阀座6和阀盖10内的阶梯面卡接，可见，弹簧座7卡接固定在阀盖10内固定不动，能够保证单向阀的安装可靠性和工作稳定性。

此外，本实用新型实施例还提供了一种加氢装置，该加氢装置包括用于充氢的插座，该插座上设置有上文中所述的高压加氢阀。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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，本实用新型将不会被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 (10)

1.一种高压加氢阀，其特征在于，包括阀体(1)、阀盖(10)、阀座(6)、单向阀和滤芯(5)，其中：

所述阀体(1)内设置有第一气体通道；

所述阀盖(10)内设置有第二气体通道；

所述阀体(1)和所述阀盖(10)组装后，所述阀座(6)位于所述阀体(1)和所述阀盖(10)之间，所述阀座(6)上设置有用于连通所述第一气体通道和所述第二气体通道的第一连通孔；

所述滤芯(5)设置在所述第一气体通道内，用于对流经所述第一气体通道的氢气进行过滤；

所述单向阀设置在所述第二气体通道内。

2.根据权利要求1所述的高压加氢阀，其特征在于，所述滤芯(5)包括筒状滤网(52)，以及分别位于所述筒状滤网(52)两端的封闭端(51)和开口端(53)，其中：

所述封闭端(51)的中心部封闭所述筒状滤网(52)的端部，所述封闭端(51)的外沿部凸出所述筒状滤网(52)的侧壁且与所述第一气体通道卡接，并且，所述外沿部设置有用于允许氢气通过的第二连通孔；

所述开口端(53)的中心部为与所述筒状滤网(52)的内部连通的中心孔，所述开口端(53)的外沿部凸出所述筒状滤网(52)的侧壁且与所述阀座(6)抵接。

3.根据权利要求2所述的高压加氢阀，其特征在于，所述筒状滤网(52)采用不锈钢烧结网，所述不锈钢烧结网上设置有多个过滤通孔。

4.根据权利要求1所述的高压加氢阀，其特征在于，所述单向阀包括弹簧座(7)、弹簧(8)和阀芯(9)，其中：

所述弹簧座(7)中设置有内部阶梯孔，所述内部阶梯孔的两端分别为第一孔段(71)和第二孔段(72)，所述第一孔段(71)的孔径大于所述第二孔段(72)的孔径，所述第一孔段(71)靠近所述阀座(6)，所述第一孔段(71)的侧壁设置有第三连通孔；

所述阀芯(9)套设在所述弹簧座(7)的内部阶梯孔中，所述阀芯(9)包括与所述第一孔段(71)适配的头端部(91)和与所述第二孔段(72)适配的直杆部(92)，所述头端部(91)的轴向长度小于所述第一孔段(71)的轴向长度；

所述弹簧(8)套设在所述直杆部(92)上，所述弹簧(8)的一端与所述头端部(91)相抵，另一端与所述内部阶梯孔的阶梯面相抵；

所述弹簧(8)处于第一压缩状态时，所述头端部(91)与所述阀座(6)相抵；

所述弹簧(8)处于第二压缩状态时，所述头端部(91)和所述阀座(6)之间的距离大于零，并露出所述第三连通孔。

5.根据权利要求4所述的高压加氢阀，其特征在于，所述弹簧座(7)的所述内部阶梯孔中，还包括位于所述第一孔段(71)和所述第二孔段(72)之间的中间孔段，所述中间孔段的孔径与所述弹簧(8)的外径适配，所述弹簧(8)的一端与所述头端部(91)相抵，另一端与位于所述中间孔段和所述第二孔段(72)之间的阶梯面相抵。

6.根据权利要求1至5任一项所述的高压加氢阀，其特征在于，所述第一气体通道内，沿轴向依次设置有滤芯安装孔段、阀座安装孔段、阀盖安装孔段，其中：

所述滤芯安装孔段用于安装所述滤芯(5)；

所述阀座安装孔段用于安装所述阀座(6)；

所述阀盖安装孔段内设置有与所述阀盖(10)的连接端外螺纹适配的内螺纹；

所述滤芯安装孔段、所述阀座安装孔段、所述阀盖安装孔段的孔径依次增大。

7.根据权利要求1至5任一项所述的高压加氢阀，其特征在于，所述第一气体通道的入口内，设置有第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽内设置有第一垫圈(2)，所述第二环形槽内设置有第二垫圈(3)和挡圈(4)；

和/或，所述第二气体通道的出口端部，设置有第三环形槽，所述第三环形槽内设置有第三垫圈(11)。

8.根据权利要求7所述的高压加氢阀，其特征在于，所述第一垫圈(2)、所述第二垫圈(3)和所述第三垫圈(11)均为O型密封圈。

9.根据权利要求1至5任一项所述的高压加氢阀，其特征在于，所述第二气体通道为阶梯孔结构，所述第二气体通道包括用于安装所述单向阀的单向阀安装孔段和出气孔段，所述单向阀安装孔段的孔径大于所述出气孔段的孔径。

10.一种加氢装置，其特征在于，所述加氢装置包括用于充氢的插座，所述插座上设置有如权利要求1至9任一项所述的高压加氢阀。

Images