CN217182359U - 一种防爆阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防爆阀，包括壳体、顶杆和阀盖，壳体上开设有连接孔，顶杆贯穿连接孔并能够沿连接孔轴向滑动，顶杆位于壳体内的一端与壳体弹性连接，顶杆位于壳体外的一端与阀盖连接，顶杆的外侧壁上设有弹片；弹片被限位在连接孔内或被限位在连接孔外侧端面上。通过在顶杆的外侧壁上设置弹片，当防爆阀处于闭合状态即不受外力作用时，弹片被限位在连接孔内，当防爆阀处于打开状态即受到内部压力冲击作用时，阀盖向背离壳体的方向能运动，同时顶杆同步运动，带动弹片从连接孔内脱出，弹片被限位在连接孔外侧端面上，避免阀盖再次闭合，有助于保持最大的排气泄压面积，提高电池包抵抗热失控的能力，延长热失控蔓延时间，提高电池包安全性能。

Description

一种防爆阀

技术领域

本实用新型涉及新能源电池相关技术领域，具体涉及一种防爆阀。

背景技术

防爆阀是电池系统的重要安全装置，作为电池系统内部发生热失控事件的泄压装置，在每个电池系统都需要搭载的部件。金属弹簧式防爆阀是其中一种类型被广泛使用。

现有的金属弹簧防爆阀，是通过金属弹簧的压缩实现排气泄压功能，当电池包内部发生热失控，会产生巨大的压力，防爆阀的金属弹簧被压缩后，防爆阀的盖板打开，实现电池包内部往外部排气泄压。

现有的金属弹簧防爆阀是通过内部气压聚集后推动防爆阀盖板压缩弹簧后排气，只有电池包内部压力积累达到一定的数值后，金属弹簧防爆阀才开始打开工作，当电池包内部某一只电芯发生热失控后，电池包内部压力增大到一定数值，弹簧金属防爆阀打开排气，随着第一支电芯热失控反应后段，电池包内部气体第一次排出后，内部压力变小，此时防爆阀会关闭或是减小排气的面积，此时会导致电池包内部又一次的压力与热量的积聚，有可能会加速热失控扩散的反应，或是造成更加剧烈或是大面积的其它的电芯触发热失控。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在技术问题的一种或几种，提供了一种防爆阀。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种防爆阀，包括壳体、顶杆和阀盖，所述壳体上开设有连接孔，所述顶杆贯穿所述连接孔并能够沿所述连接孔轴向滑动，所述顶杆位于所述壳体内的一端与壳体弹性连接，所述顶杆位于所述壳体外的一端与阀盖连接，所述顶杆的外侧壁上设有弹片；所述弹片被限位在所述连接孔内或被限位在所述连接孔外侧端面上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的防爆阀，通过在顶杆的外侧壁上设置弹片，当防爆阀处于闭合状态即不受外力作用时，弹片被限位在连接孔内，当防爆阀处于打开状态即受到内部压力冲击作用时，阀盖向背离壳体的方向能运动，同时顶杆同步运动，带动弹片从连接孔内脱出，弹片由于自身具有回弹性，弹片被限位在连接孔外侧端面上，避免阀盖再次闭合，有助于保持最大的排气泄压面积，有利于电池包内部热量的排出，可以提高电池包抵抗热失控的能力，延长热失控蔓延时间，提高电池包的安全性能。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述弹片一体连接在所述顶杆的外侧壁上；或所述弹片可拆卸连接在所述顶杆的外侧壁上。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述弹片可以焊接在所述顶杆的外侧壁上，也可以与顶杆一体铸造形成，也可以通过螺钉等连接件可拆卸连接在顶杆的外侧壁上。

进一步，所述顶杆的外侧壁上套设有套筒，所述套筒上设有切缝，所述切缝贯穿所述套筒背离所述阀盖的一端端面布置，相邻两个切缝之间的套筒侧壁形成所述弹片。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置套筒，便于与顶杆进行连接；通过设置切缝，也便于形成弹片，有利于与顶杆以及连接孔进行配合组装。

进一步，所述顶杆位于所述壳体外的一端周侧壁上开设有环形台阶，所述套筒套设在所述环形台阶上，所述弹片的自由端端面的至少一部分超出所述环形台阶的台阶面布置。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置环形台阶，有助于将套筒未设置弹片的部分抵接在环形台阶的台阶面上，有利于套筒与顶杆之间的限位固定；将弹片的自由端端面的至少一部分超出所述环形台阶的台阶面布置，有助于弹片从连接孔脱出后抵接在连接孔外侧四周的端面上。

进一步，所述弹片背离所述阀盖的一端呈喇叭状张开布置。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用喇叭状张开布置的弹片，有助于在未发生热失控的时候被限位在连接孔内，在发生热失控的时候从连接孔脱出后限位在连接孔外侧端面上。

进一步，所述弹片为直线型结构或弧线形结构或直线与弧线结合的结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：弹片的形状可以根据需要进行设计，能够满足具有一定的回弹性并能够限位在连接孔或连接孔外侧端面上即可。

进一步，所述连接孔背离所述阀盖的一端设有与所述弹片的形状相适配的倒角。

采用上述进一步方案的有益效果是：连接孔的形状可以略大于弹片的形状，也可以略小于弹片的形状，只要大体形状与弹片大体形状适配即可。通过设置倒角，使弹片位于连接孔内时处于张开状态，避免受到连接孔挤压而弹性失效，也使弹片在从连接孔向外脱出的时候，受到摩擦力的作用较小，克服的连接孔的行程较小，更容易脱出，方便泄压。

进一步，所述顶杆位于所述壳体外的一端与阀盖可拆卸连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：方便组装。

进一步，所述壳体的外侧壁上设有与阀盖配合的密封圈。

采用上述进一步方案的有益效果是：有利于防爆阀闭合的时候结构的密封性。

进一步，所述壳体、顶杆、阀盖以及弹片均为金属件。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用金属材料制成壳体、顶杆、阀盖以及弹片等部件，使结构稳定，结构强度高。

进一步，所述顶杆位于所述壳体内的一端与壳体通过弹性件连接，所述弹性件完全压缩时，所述阀盖的周侧内沿与所压接的壳体表面之间的距离为H1，所述阀盖与顶杆的连接处与所述弹片的自由端之间的距离为H2，H1不小于H2。

采用上述进一步方案的有益效果是：即使当电池包热失控时，内部压力并未将阀盖完全冲开，也就是说弹性件并非完全压缩状态，此时弹片依然能够被限位在所述连接孔外侧端面上，起到防止阀盖关闭的作用。

附图说明

图1为本实用新型防爆阀的俯视结构示意图；

图2为本实用新型防爆阀的剖视结构示意图一；

图3为本实用新型防爆阀的剖视结构示意图二；

图4为本实用新型防爆阀中套筒的俯视结构示意图；

图5为本实用新型防爆阀中套筒的主视结构示意图；

图6为本实用新型防爆阀中套筒的立体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、壳体；11、连接孔；12、卡接筒；13、倒角；2、顶杆；21、环形台阶；22、弹簧；3、阀盖；4、套筒；41、弹片；5、密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1～图6所示，本实施例的一种防爆阀，包括壳体1、顶杆2和阀盖3，所述壳体1上开设有连接孔11，所述顶杆2贯穿所述连接孔11并能够沿所述连接孔11轴向滑动，所述顶杆2位于所述壳体1内的一端与壳体1弹性连接，所述顶杆2位于所述壳体1外的一端与阀盖3连接，所述顶杆2的外侧壁上设有弹片41；所述弹片41被限位在所述连接孔11内或被限位在所述连接孔11外侧端面上。

当发生热失控使阀盖打开时，本实施例的弹片41的自由端可以部分抵接在连接孔11的外侧端面上，也可以全部抵接在连接孔11的外侧端面上，只要能够保证弹片41能够支撑住阀盖3不回弹即可。

具体的，所述顶杆2位于所述壳体1内的一端与壳体1通过弹性件进行连接，弹性件优选采用弹簧22，当然也可以采用其他能够实现弹性连接的结构部件。

本实施例的防爆阀，在正常电池包工作状态时，壳体1与阀盖3通过弹簧22的压缩力压紧密封圈保证密封性能。在发生热失控的情况下，电池包内部产生巨大的压力以及大量产生气体，压力和气体推动阀盖内部，压缩弹簧22，从而使防爆阀打开排气，释放压力。弹片可在防爆阀打开后，弹片可以支撑在壳体1的连接孔11的外侧端面上，保证阀盖不恢复，这样就可以保持通畅排气泄压，不会使电池包内部热量再次聚集。

如图2和图3所示，本实施例的所述弹片41背离所述阀盖3的一端呈喇叭状张开布置，或呈翅膀状张开，即所述弹片41的自由端与顶杆2之间预留有一定的形变间隙。采用喇叭状张开布置的弹片，有助于在未发生热失控的时候被限位在连接孔内，在发生热失控的时候从连接孔脱出后限位在连接孔外侧端面上。

如图2和图3所示，本实施例的所述弹片41为直线型结构或弧线形结构或直线与弧线结合的结构。弹片的形状可以根据需要进行设计，能够满足具有一定的回弹性并能够限位在连接孔或连接孔外侧端面上即可。

优选的，本实施例的弹片41可以采用图2和图3所展示的直线型片状结构，采用直线型结构的弹片41，结构简单，方便加工，弹片41的自由端也更容易与连接孔11的外侧端面抵接配合；也可以采用将图2和图3中的直线型片状结构略微向内弯曲的弧形结构，采用弧线结构的弹片41，应力分散，回弹性好，方便与连接孔11配合。

如图2和图3所示，本实施例的一个优选方案为，所述连接孔11背离所述阀盖的一端设有与所述弹片41的形状相适配的倒角。连接孔的形状可以略大于弹片的形状，也可以略小于弹片的形状，只要大体形状与弹片大体形状适配即可。通过设置倒角，使弹片位于连接孔内时处于张开状态，避免受到连接孔挤压而弹性失效，也使弹片在从连接孔向外脱出的时候，受到摩擦力的作用较小，克服的连接孔的行程较小，更容易脱出，方便泄压。

本实施例的一个可选方案为，如图2和图3所示，所述顶杆2位于所述壳体1外的一端与阀盖3可拆卸连接，具体可以在阀盖3的内侧面设置螺纹接头，可采用中空结构的顶杆，顶杆2的空腔采用螺纹腔，可将阀盖3的螺纹接头直接拧在顶杆2的顶端内侧即可，组装十分方便。

具体的，如图2和图3所示，所述壳体1的外侧壁上设有与阀盖3配合的密封圈5，有利于防爆阀闭合的时候结构的密封性。

本实施例的一个可选方案为，所述壳体1、顶杆2、阀盖3以及弹片41均为金属件，采用金属材料制成壳体、顶杆、阀盖以及弹片等部件，使结构稳定，结构强度高。

其中，本实施例的所述弹片41的设置个数可以为一个，也可以为两个或两个以上。多个弹片41可以周向均匀布置，也可以不均匀布置，均能够实现本实施例的目的。弹片41可以经过加工热处理，使张开后的弹片保持一定的回弹性，在防爆阀没有打开的状态下，连接孔11与弹片41配合的位置设计倒角13，使弹片处于张开状态。在防爆阀受到内部压力打开时，张开的弹片被压缩，在防爆阀打开到最大状态时，弹片张开后可以抵住连接孔的外侧端面不再关闭。

本实施例的连接孔11的设置方式有多种，可以直接采用在壳体1上开设连接孔11；本实施例的一个优选方案为，如图2和图3所示，壳体1的中部可以可拆卸连接一个卡接筒12，使该卡接筒12的中部形成所述连接孔11，并使卡接筒12位于壳体1内的一端外侧壁上设置用于卡接弹簧22的限位台阶。

另外，进一步的，所述顶杆2位于所述壳体1内的一端与壳体1通过弹性件连接，所述弹性件完全压缩时，所述阀盖3的周侧内沿与所压接的壳体1表面之间的距离为H1，所述阀盖3与顶杆2的连接处与所述弹片41的自由端之间的距离为H2，H1不小于H2。即使当电池包热失控时，内部压力并未将阀盖完全冲开，此时，阀盖3的周侧内沿与所压接的壳体1表面之间的距离为h，h＜H1，也就是说弹性件并非完全压缩状态，此时弹片依然能够被限位在所述连接孔外侧端面上，起到防止阀盖关闭的作用。

本实施例的防爆阀，通过在顶杆的外侧壁上设置弹片，当防爆阀处于闭合状态即不受外力作用时，弹片被限位在连接孔内，当防爆阀处于打开状态即受到内部压力冲击作用时，阀盖向背离壳体的方向能运动，同时顶杆同步运动，带动弹片从连接孔内脱出，弹片由于自身具有回弹性，弹片被限位在连接孔外侧端面上，避免阀盖再次闭合，有助于保持最大的排气泄压面积，有利于电池包内部热量的排出，可以提高电池包抵抗热失控的能力，延长热失控蔓延时间，提高电池包的安全性能。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例的弹片41一体连接在所述顶杆2的外侧壁上，所述弹片可以焊接在所述顶杆的外侧壁上，也可以与顶杆一体铸造形成。即，可以直接将弹片41的一端焊接在顶杆2的外侧壁上，使弹片41的另一端与顶杆2的外侧壁之间预留有一定的形变间隙即可。也可以采用模具一体铸造形成带有弹片的顶杆2。弹片41与顶杆2之间采用一体式结构进行连接，结构稳定性更高，结构强度更好。

实施例3

在实施例1的基础，本实施例的所述弹片41可拆卸连接在所述顶杆2的外侧壁上，可以通过螺钉等连接件可拆卸连接在顶杆的外侧壁上，也可以通过卡接的形式将弹片卡接在顶杆的外侧壁上。具体可以在顶杆的外侧壁上开设卡接槽，然后再弹片的一端设置卡扣，然后通过按压的方式，将弹片一端的卡扣扣入到顶杆外侧壁的卡接槽内，实现弹片与顶杆之间的卡接。卡扣的结构可以参考现有卡扣结构，例如可以在弹片的一端设置两个对称间隔布置的卡接臂，在卡接臂的自由端分别设置卡接凸起，可将卡接凸起插入到卡接槽内，并利用两个间隔布置的卡接臂的弹性形变实现卡接凸起与卡接槽的卡接。

实施例4

在实施例1的基础上，本实施例还提供了一种弹片设置方式。

如图2～图6所示，本实施例的所述顶杆2的外侧壁上套设有套筒4，所述套筒4上设有切缝，所述切缝贯穿所述套筒4背离所述阀盖3的一端端面布置，相邻两个切缝之间的套筒4侧壁形成所述弹片41。通过设置套筒，便于与顶杆进行连接；通过设置切缝，也便于形成弹片，有利于与顶杆以及连接孔进行配合组装。

图4～图6给出了在套筒4上设置两个弹片41的方案，也可以在套筒4上设置两个以上的弹片41。

如图2和图3所示，本实施例的一个可选方案为，所述顶杆2位于所述壳体1外的一端周侧壁上开设有环形台阶21，所述套筒4套设在所述环形台阶21上，所述弹片41的自由端端面的至少一部分超出所述环形台阶21的台阶面布置。通过设置环形台阶，有助于将套筒未设置弹片的部分抵接在环形台阶的台阶面上，有利于套筒与顶杆之间的限位固定；将弹片的自由端端面的至少一部分超出所述环形台阶的台阶面布置，有助于弹片从连接孔脱出后抵接在连接孔外侧四周的端面上。

本实施例的套筒4可以采用与顶杆2适配的形状，例如可以采用圆筒型、方筒型等。套筒4上还可以设置镂空等，实现减重的目的。

本实施例采用在套筒4上设置弹片的方案，结构容易实现，而且方便组装，只需要量套筒4直接套设在顶杆2的环形台阶21上即可。而且利用阀盖3扣合在顶杆2上，再对套筒4进行轴向限位固定，整体可拆卸结构方便组装以及生产制造。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”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。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种防爆阀，其特征在于，包括壳体(1)、顶杆(2)和阀盖(3)，所述壳体(1)上开设有连接孔(11)，所述顶杆(2)贯穿所述连接孔(11)并能够沿所述连接孔轴向滑动，所述顶杆(2)位于所述壳体(1)内的一端与壳体(1)弹性连接，所述顶杆(2)位于所述壳体(1)外的一端与阀盖(3)连接，所述顶杆(2)的外侧壁上设有弹片(41)；所述弹片(41)被限位在所述连接孔(11)内或被限位在所述连接孔(11)外侧端面上。

2.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述弹片(41)一体连接在所述顶杆(2)的外侧壁上；或所述弹片(41)可拆卸连接在所述顶杆(2)的外侧壁上。

3.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述顶杆(2)的外侧壁上套设有套筒(4)，所述套筒(4)上设有切缝，所述切缝贯穿所述套筒(4)背离所述阀盖(3)的一端端面布置，相邻两个切缝之间的套筒(4)侧壁形成所述弹片(41)。

4.根据权利要求3所述一种防爆阀，其特征在于，所述顶杆(2)位于所述壳体(1)外的一端周侧壁上开设有环形台阶(21)，所述套筒(4)套设在所述环形台阶(21)上，所述弹片(41)的自由端端面的至少一部分超出所述环形台阶(21)的台阶面布置。

5.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述弹片(41)背离所述阀盖(3)的一端呈喇叭状张开布置。

6.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述弹片(41)为直线型结构或弧线形结构或直线与弧线结合的结构。

7.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述连接孔(11)背离所述阀盖的一端设有与所述弹片(41)的形状相适配的倒角(13)。

8.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述顶杆(2)位于所述壳体(1)外的一端与阀盖(3)可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述壳体(1)的外侧壁上设有与阀盖(3)配合的密封圈(5)；所述壳体(1)、顶杆(2)、阀盖(3)以及弹片(41)均为金属件。

10.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述顶杆(2)位于所述壳体(1)内的一端与壳体(1)通过弹性件连接，所述弹性件完全压缩时，所述阀盖(3)的周侧内沿与所压接的壳体(1)表面之间的距离为H1，所述阀盖(3)与顶杆(2)的连接处与所述弹片(41)的自由端之间的距离为H2，H1不小于H2。

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