CN215445214U - 一种压力可调式安全阀及氢燃料电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力可调式安全阀及氢燃料电池装置，包括：壳体，所述壳体内设置有气体流道，所述气体流道内设置有压力泄放口；密封垫，所述密封垫设置于所述气体流道内压力泄放口的气体流出侧；导向块，所述导向块设置于所述气体流出侧，且其第一端与所述密封垫连接；弹簧，所述弹簧的第一端抵接于所述导向块的第二端，并压紧所述导向块，使所述密封垫密封所述压力泄放口；底座，所述底座套设于所述弹簧、并连接于所述壳体，连接后施加压力于所述弹簧的第二端；调节螺母，通过螺纹连接于所述底座的内腔，并抵接于所述弹簧的第二端，用于调节所述弹簧的预压力。本实用新型可提高安全阀的生命周期。

Description

一种压力可调式安全阀及氢燃料电池装置

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，更具体的是涉及一种压力可调式安全阀及氢燃料电池装置。

背景技术

目前，氢燃料电池所使用的燃料（氢气），都是通过压缩后储存在高压气罐中，压缩后的氢气压力一般在35MPa，并且后续会增加到70MPa以进一步提升氢气储存量，高压气罐头部集成有具备气源切断功能的瓶阀，当车辆不需要使用氢气燃料时，瓶阀关闭，在燃料电池使用过程中，瓶阀打开，氢气通过瓶阀输送至后端管路，根据不同的燃料电池系统设计架构和功率等级，后端燃料电池系统需求的进气压力一般在0.8-2MPa不等，因此在进入燃料电池系统前需要在高压管路中集成减压阀，将气源减压后，再输送给后端燃料电池系统，供系统正常工作使用，为防止前端瓶阀或减压阀失效导致高压气体直冲后端燃料电池系统，导致系统超压损坏，氢燃料电池氢气供气端必须配备压力安全阀装置，已有的安全阀方案，通常如图1所示，包括外壳1、密封圈2、密封垫3、导向块4、弹簧5、底座6，密封垫3受到弹簧5的弹簧压力和入口气压的综合作用，未达到起跳压力时，弹簧力大于气体压力，密封垫3紧紧压住密封底座，将外壳1内部流道口密封，无气体泄放，达到起跳压力后，气压大于弹簧力，密封垫3脱离密封底座，气体开始泄放，安全阀发挥作用，气体泄放流动方向如图中黄色箭头所示。

对于上述安全阀结构，在安全阀装配完成下线测试时，由于弹簧规格以及零件尺寸的一致性问题，安全阀起跳压力参数一致性较差，且超出标准要求范围的不合格品率较高，对于不合格品，只能重新更换零件或总成来解决。

对于上述安全阀结构，未考虑到在长期使用过程重弹簧性能的衰减现象，弹簧老化后性能衰减，弹簧力减弱，将使得安全阀的起跳压力逐渐降低，起跳压力降低会导致产品使用过程中发生氢气泄漏问题，带来氢气利用率降低和氢安全问题，只能通过更换弹簧或安全阀总成解决耐久性问题。

对于上述安全阀结构，在压力泄放时，气体经由内部流道泄放过程重会直接冲击到弹簧主体，容易导致弹簧姿态偏移，不利于重复使用。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供压力可调式安全阀及氢燃料电池装置。

为了实现上述的目的，本实用新型所提供的一种压力可调式安全阀，包括：

壳体，所述壳体内设置有气体流道，所述气体流道内设置有压力泄放口；

密封垫，所述密封垫设置于所述气体流道内压力泄放口的气体流出侧；

导向块，所述导向块设置于所述气体流出侧，且其第一端与所述密封垫连接；

弹簧，所述弹簧的第一端抵接于所述导向块的第二端，并压紧所述导向块，使所述密封垫密封所述压力泄放口；

底座，所述底座套设于所述弹簧、并连接于所述壳体，连接后施加压力于所述弹簧的第二端；

调节螺母，通过螺纹连接于所述底座的内腔，并抵接于所述弹簧的第二端，用于调节所述弹簧的预压力。

优选的，还包括通过螺纹连接于所述底座内锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述调节螺母的旋向相反，通过旋钮所述锁紧螺母紧贴于所述调节螺母实现对所述调节螺母的锁紧。

优选的，所述导向块内部设置由内向其第二端延伸并连通至其第二端的所述气体流道的导流腔，所述导向块外周壁设置有连通至所述导流腔的导流孔。

优选的，所述导流孔的数量为多个且均布于所述导向块的外周壁。

优选的，所述导向块第二端外沿设置有凸出部并与所述气体流道的内壁贴合设置。

本实用新型同时提供一种氢燃料电池装置，包括：高压气罐、设于所述高压气罐上的瓶阀、与所述瓶阀连接的后端管路、以及与所述后端管路连接的燃料电池系统；其中，所述后端管路设置有安全阀，所述安全阀包括：

壳体，所述壳体内设置有气体流道，所述气体流道内设置有压力泄放口；

密封垫，所述密封垫设置于所述气体流道内压力泄放口的气体流出侧；

导向块，所述导向块设置于所述气体流出侧，且其第一端与所述密封垫连接；

弹簧，所述弹簧的第一端抵接于所述导向块的第二端，并压紧所述导向块，使所述密封垫密封所述压力泄放口；

底座，所述底座套设于所述弹簧、并连接于所述壳体，连接后施加压力于所述弹簧的第二端；

调节螺母，通过螺纹连接于所述底座的内腔，并抵接于所述弹簧的第二端，用于调节所述弹簧的预压力。

优选的，还包括通过螺纹连接于所述底座内锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述调节螺母的旋向相反，通过旋钮所述锁紧螺母紧贴于所述调节螺母实现对所述调节螺母的锁紧。

优选的，所述导向块内部设置由内向其第二端延伸并连通至其第二端的所述气体流道的导流腔，所述导向块外周壁设置有连通至所述导流腔的导流孔。

优选的，所述导流孔的数量为多个且均布于所述导向块的外周壁。

优选的，所述导向块第二端外沿设置有凸出部并与所述气体流道的内壁贴合设置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

在一种实施例中，通过可调节弹簧压缩行程的设计方案，可大幅提升产品的起跳压力参数一致性和精度，同时对于每个样件均可将出厂参数调整到标准范围内，理论合格品率可达100%；

在一种实施例中，通过弹簧可调机构，可在车辆定期保样时进行起跳压力重新标定调整，这样可以有效保证安全阀在全生命周期的功能可靠性；

在一种实施例中，增加了导流设计，使得泄放过程中气体不会直接冲击到弹簧主体，更加有利于延长弹簧的使用寿命。

附图说明

图1为现有的一种安全阀结构剖面示意图。

图2为本实用新型安全阀的结构剖面示意图。

图3为本实用新型安全阀的气体流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例一

本实用新型提出了一种压力可调式安全阀，如图2所示，该安全阀包括：壳体1、密封垫3、导向块4、弹簧5、底座8、以及调节螺母6。

其中，所述壳体1内设置有气体流道11，所述气体流道11内设置有压力泄放口12；所述密封垫3设置于所述气体流道11内压力泄放口12的气体流出侧，用于密封压力泄放口12；所述导向块4设置于所述气体流出侧，且其第一端与所述密封垫3连接；所述弹簧5的第一端抵接于所述导向块4的第二端，并压紧所述导向块4，使所述密封垫3密封所述压力泄放口12；所述底座8套设于所述弹簧5，并连接于所述壳体1，连接后施加压力于所述弹簧5的第二端；所述调节螺母6通过螺纹连接于所述底座8的内腔，并抵接于所述弹簧5的第二端，用于调节所述弹簧5的预压力。

通过可调节弹簧压缩行程的设计方案，可大幅提升产品的起跳压力参数一致性和精度，同时对于每个样件均可将出厂参数调整到标准范围内，理论合格品率可达100%。通过弹簧可调机构，可在车辆定期保样时进行起跳压力重新标定调整，这样可以有效保证安全阀在全生命周期的功能可靠性。

在本实施例中，安全阀还包括通过螺纹连接于所述底座8内锁紧螺母7，所述锁紧螺母7与所述调节螺母6的旋向相反，通过旋钮所述锁紧螺母7紧贴于所述调节螺母6实现对所述调节螺母6的锁紧。

在本实施例中，所述导向块4内部设置由内向其第二端延伸并连通至其第二端的所述气体流道11的导流腔41，所述导向块4外周壁设置有连通至所述导流腔41的导流孔42。通过对导向块4增加了导流设计，使得泄放过程中气体不会直接冲击到弹簧5主体，更加有利于延长弹簧5的使用寿命。

在本实施例中，所述导流孔42的数量为多个且均布于所述导向块4的外周壁。导流孔42多个的设计结构，进一步提高泄放的速度，降低导向块4与壳体1之间空间的压力，避免对弹簧5造成较大的冲击。

在本实施例中，所述导向块4第二端外沿设置有凸出部43并与所述气体流道11的内壁贴合设置。通过设置凸出部43贴合于内壁，使得导向块4在气体流道11内滑动时更加稳定，避免气体冲击下发生偏移而导致密封垫3无法回位，或回位不准。

本实施例中的安全阀可用于氢燃料电池装置，如图3所示，以用于氢燃料电池装置的安全阀举例说明，当后端管路的压力达到起跳压力时，压力泄放口12处的密封垫3被气压推起，气体沿导向块4外周、导流孔42、导流腔41、以及壳体1内部气体流道11，最后经由底座8的出口处泄放至燃料电池系统尾气排放口，达到泄压目的，通过导向块4的导流作用，使得泄放过程中系统内部介质不会直接冲击弹簧5本体，有效提升了弹簧5元件的寿命和可重复利用性。

实施例二

基于以上实施例，本实用新型同时提供一种氢燃料电池装置，包括：高压气罐、设于所述高压气罐上的瓶阀、与所述瓶阀连接的后端管路、以及与所述后端管路连接的燃料电池系统；其中，所述后端管路设置有安全阀。

如图2及图3所示，该安全阀包括：壳体1、密封垫3、导向块4、弹簧5、底座8、以及调节螺母6。

其中，所述壳体1内设置有气体流道11，所述气体流道11内设置有压力泄放口12；所述密封垫3设置于所述气体流道11内压力泄放口12的气体流出侧，用于密封压力泄放口12；所述导向块4设置于所述气体流出侧，且其第一端与所述密封垫3连接；所述弹簧5的第一端抵接于所述导向块4的第二端，并压紧所述导向块4，使所述密封垫3密封所述压力泄放口12；所述底座8套设于所述弹簧5，并连接于所述壳体1，连接后施加压力于所述弹簧5的第二端；所述调节螺母6通过螺纹连接于所述底座8的内腔，并抵接于所述弹簧5的第二端，用于调节所述弹簧5的预压力。

通过可调节弹簧压缩行程的设计方案，可大幅提升产品的起跳压力参数一致性和精度，同时对于每个样件均可将出厂参数调整到标准范围内，理论合格品率可达100%。通过弹簧可调机构，可在车辆定期保样时进行起跳压力重新标定调整，这样可以有效保证安全阀在全生命周期的功能可靠性。

在本实施例中，安全阀还包括通过螺纹连接于所述底座8内锁紧螺母7，所述锁紧螺母7与所述调节螺母6的旋向相反，通过旋钮所述锁紧螺母7紧贴于所述调节螺母6实现对所述调节螺母6的锁紧。

在本实施例中，所述导向块4内部设置由内向其第二端延伸并连通至其第二端的所述气体流道11的导流腔41，所述导向块4外周壁设置有连通至所述导流腔41的导流孔42。通过对导向块4增加了导流设计，使得泄放过程中气体不会直接冲击到弹簧5主体，更加有利于延长弹簧5的使用寿命。

在本实施例中，所述导流孔42的数量为多个且均布于所述导向块4的外周壁。导流孔42多个的设计结构，进一步提高泄放的速度，降低导向块4与壳体1之间空间的压力，避免对弹簧5造成较大的冲击。

在本实施例中，所述导向块4第二端外沿设置有凸出部43并与所述气体流道11的内壁贴合设置。通过设置凸出部43贴合于内壁，使得导向块4在气体流道11内滑动时更加稳定，避免气体冲击下发生偏移而导致密封垫3无法回位，或回位不准。

上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种压力可调式安全阀，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设置有气体流道，所述气体流道内设置有压力泄放口；

密封垫，所述密封垫设置于所述气体流道内压力泄放口的气体流出侧；

导向块，所述导向块设置于所述气体流出侧，且其第一端与所述密封垫连接；

弹簧，所述弹簧的第一端抵接于所述导向块的第二端，并压紧所述导向块，使所述密封垫密封所述压力泄放口；

底座，所述底座套设于所述弹簧、并连接于所述壳体，连接后施加压力于所述弹簧的第二端；

调节螺母，通过螺纹连接于所述底座的内腔，并抵接于所述弹簧的第二端，用于调节所述弹簧的预压力。

2.根据权利要求1所述的压力可调式安全阀，其特征在于，还包括通过螺纹连接于所述底座内锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述调节螺母的旋向相反，通过旋钮所述锁紧螺母紧贴于所述调节螺母实现对所述调节螺母的锁紧。

3.根据权利要求1所述的压力可调式安全阀，其特征在于，所述导向块内部设置由内向其第二端延伸并连通至其第二端的所述气体流道的导流腔，所述导向块外周壁设置有连通至所述导流腔的导流孔。

4.根据权利要求3所述的压力可调式安全阀，其特征在于，所述导流孔的数量为多个且均布于所述导向块的外周壁。

5.根据权利要求3所述的压力可调式安全阀，其特征在于，所述导向块第二端外沿设置有凸出部并与所述气体流道的内壁贴合设置。

6.一种氢燃料电池装置，其特征在于，包括：高压气罐、设于所述高压气罐上的瓶阀、与所述瓶阀连接的后端管路、以及与所述后端管路连接的燃料电池系统；其中，所述后端管路设置有安全阀，所述安全阀包括：

壳体，所述壳体内设置有气体流道，所述气体流道内设置有压力泄放口；

密封垫，所述密封垫设置于所述气体流道内压力泄放口的气体流出侧；

导向块，所述导向块设置于所述气体流出侧，且其第一端与所述密封垫连接；

弹簧，所述弹簧的第一端抵接于所述导向块的第二端，并压紧所述导向块，使所述密封垫密封所述压力泄放口；

底座，所述底座套设于所述弹簧、并连接于所述壳体，连接后施加压力于所述弹簧的第二端；

调节螺母，通过螺纹连接于所述底座的内腔，并抵接于所述弹簧的第二端，用于调节所述弹簧的预压力。

7.根据权利要求6所述的氢燃料电池装置，其特征在于，还包括通过螺纹连接于所述底座内锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述调节螺母的旋向相反，通过旋钮所述锁紧螺母紧贴于所述调节螺母实现对所述调节螺母的锁紧。

8.根据权利要求6所述的氢燃料电池装置，其特征在于，所述导向块内部设置由内向其第二端延伸并连通至其第二端的所述气体流道的导流腔，所述导向块外周壁设置有连通至所述导流腔的导流孔。

9.根据权利要求8所述的氢燃料电池装置，其特征在于，所述导流孔的数量为多个且均布于所述导向块的外周壁。

10.根据权利要求8所述的氢燃料电池装置，其特征在于，所述导向块第二端外沿设置有凸出部并与所述气体流道的内壁贴合设置。

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