CN217422555U - 低温氢气回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开低温氢气回收装置，包括导管、阀瓣、第一弹簧、限位装置，导管设置有轴向通孔，通孔为阶梯孔，阀瓣设置于导管的通孔中并能在导管通孔内轴向移动，导管的通孔一端设有限位装置，导管的通孔另一端的孔径小于阀瓣的部分外径；阀瓣靠近限位装置的一段具有轴向半通孔，在半通孔壁上设置有第一通孔；第一通孔垂直于阀瓣轴向，导管的通孔壁上设有一环形槽，第一通孔位于环形槽处；阀瓣外套接第一弹簧，第一弹簧一端抵顶限位装置，另一端抵顶阀瓣外周台阶。低温氢气回收装置能够与安装于液氢储箱的接口对接形成氢气回收通道，在液氢加注前对液氢储箱内汽化低温氢气回收及泄压，方便液氢加注，操作流程简单，避免发生氢气泄漏。

Description

低温氢气回收装置

技术领域

本实用新型属于氢气回收装置领域，具体地说，涉及一种低温氢气回收装置。

背景技术

在国家节能减排及新能源行业发展的大背景下，氢能在热值高，环保的优势下脱颖而出。相比高压氢气，液氢具有低压、能量密度高、储运方便的优点。因此液氢在新能源汽车上具有更广阔的应用前景。

相比其他液体燃料，液氢具有易汽化，易爆炸的特点。在加注过程中，应先对液氢储箱内的氢气进行排放，同时起到泄压的作用。在氢气排放过程中，由于氢气分子量极小，需要做好氢气的密封结构，并且需要简化操作流程，降低劳动强度且降低氢气泄漏可能性。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种低温氢气回收装置，能够与液氢储箱上的接口配合实现回收氢气，并且操作流程简单，避免发生氢气泄漏。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

低温氢气回收装置，包括导管、阀瓣、第一弹簧、限位装置。

导管设置有轴向通孔，通孔为阶梯孔，阀瓣设置于导管的通孔中并能在导管通孔内轴向移动。导管的通孔一端设置有限位装置限制阀瓣脱出导管，导管的通孔另一端的孔径小于阀瓣的部分外径限制阀瓣脱出导管；阀瓣靠近限位装置的一段具有轴向半通孔，在半通孔壁上设置有第一通孔；第一通孔垂直于阀瓣轴向，导管的通孔壁上设有一环形槽，第一通孔位于环形槽处；阀瓣外套接第一弹簧，第一弹簧一端抵顶限位装置，另一端抵顶阀瓣外周台阶。

进一步的，在导管外侧同轴地固定设置有壳体，壳体远离限位装置的一端与导管之间具有环形间隙，且环形间隙沿导管轴向具有一定长度，在壳体上沿壳体径向设置有销轴，销轴延伸至环形间隙中。

进一步的，在外壳外部设有手柄。

进一步的，限位装置为第一压环，第一压环同轴地固定在导管的通孔中，第一压环内径小于阀瓣相邻端的外径。

进一步的，阀瓣包括顶杆，顶杆位于远离第一压环的一侧并沿导管轴向延伸，顶杆外径小于导管的通孔内径。

进一步的，顶杆末端位于导管内。

进一步的，阀瓣外部为阶梯轴，阀瓣包括三段，靠近限位装置的具有轴向半通孔的一段、顶杆以及两者之间的中间段，中间段的外径最大，导管的通孔另一端的孔径小于阀瓣的中间段的部分外径。

进一步的，阀瓣的中间段远离限位装置的一侧具有锥面，锥面与导管通孔配合。

进一步的，阀瓣的半通孔壁上沿周向均匀设置有多个第一通孔。

进一步的，抵顶第一弹簧的阀瓣外周台阶，位于阀瓣的第一通孔靠近限位装置的一侧。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型低温氢气回收装置，能够与安装于液氢储箱的接口对接形成氢气回收通道，在液氢加注前对液氢储箱内汽化低温氢气回收及泄压，方便液氢加注。在未与接口对接时，自身的氢气流动通道关闭，并且在对接过程中，先将自身的氢气流动通道打开，并且与接口形成一道密封防止氢气泄漏，再进一步将接口的氢气流动通道打开且与接口形成第二道密封防止氢气泄漏，操作流程简单，避免发生氢气泄漏。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本实用新型低温氢气回收装置的半剖示意图；

图2是接口的半剖示意图；

图3是接口的结构示意图；

图4是本实用新型低温氢气回收装置与接口的配合示意图；

图5是本实用新型低温氢气回收装置与接口的配合示意图；

图6是本实用新型低温氢气回收装置与接口的配合示意图。

图中：101、第三压环；102、密封圈；103、主体；104、第二弹簧；105、第二压环；106、阀芯；107、密封座；108、弹性件；109、翅板；110、导向孔； 111、第二通孔；112、旋槽；200、壳体；201、销轴；202、导管；203、阀瓣； 204、手柄；205、第一弹簧；206、第一通孔；207、第一压环。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型低温氢气回收装置，包括导管202、阀瓣203、第一弹簧205、限位装置。

导管202设置有轴向通孔，导管202的通孔为阶梯孔。阀瓣203设置于导管202的通孔中并能在导管202的通孔内轴向移动从而封闭或打开导管202的通孔。导管202的通孔一端设置有限位装置限制阀瓣203从此端脱出导管202，导管202的通孔另一端的孔径小于阀瓣203的部分外径从而限制阀瓣203从此端脱出导管202。

阀瓣203外部为阶梯轴，阀瓣203包括三段：靠近限位装置的具有轴向半通孔的一段、顶杆以及两者之间的中间段，中间段的外径最大。

导管202的通孔远离限位装置的一端的孔径小于阀瓣203的中间段的部分外径，从而利用两者之间的配合实现封堵或打开导管202的通孔，具体地，在本实施例中，阀瓣203的中间段外周具有锥面，阀瓣203的中间段背离限位装置的一端为锥面的小径端，锥面的小径端外径小于导管202的通孔远离限位装置的一端段的孔径，锥面的大径端外径大于导管202的通孔远离限位装置的一端段的孔径，阀瓣203的中间段通过外周的锥面与导管202的通孔远离限位装置的一端段配合，通过阀瓣203的轴向来回运动实现封闭或打开导管202的通孔。前述的导管202的通孔远离限位装置的一端段，是指自导管202的通孔远离限位装置的一端且向限位装置方向延伸的导管202的一段通孔。

在本实施例中，限位装置为第一压环207，第一压环207同轴地固定在导管 202的通孔中，第一压环207内径小于阀瓣203相邻端的外径，从而限制阀瓣 203从此端脱出导管202。

阀瓣203外套接第一弹簧205，第一弹簧205一端抵顶限位装置即第一压环 207，另一端抵顶阀瓣203外周台阶。抵顶第一弹簧205的阀瓣203外周台阶，位于阀瓣203的第一通孔206靠近限位装置的一侧。

阀瓣203靠近限位装置的一段具有轴向半通孔，在半通孔的壁上沿阀瓣203 周向均匀设置有多个第一通孔206。第一通孔206垂直于阀瓣203轴向，导管 202的通孔壁上设有一环形槽，第一通孔206位于环形槽处。

顶杆位于阀瓣203远离第一压环207的一侧并沿导管202轴向延伸，且顶杆末端位于导管202内，顶杆外径小于导管202的通孔内径。

在导管202外侧同轴地固定设置有壳体200，壳体200远离限位装置的一端与导管202之间具有环形间隙，且环形间隙沿导管202轴向具有一定长度，在壳体200上沿壳体200径向设置有销轴201，销轴201延伸至环形间隙中。

由于低温氢气回收装置需与接口连接配合，为了能更好操作，在外壳外部设有手柄204。

结合图2、3所示，接口，包括主体103、阀芯106、密封圈102、密封座 107、第二弹簧104及锁紧装置。

主体103有轴向的阶梯通孔，主体103通孔包括左段、中间段及右段三段，主体103通孔中间段的孔径最小。

阀芯106安装在主体103通孔中且能沿通孔轴向来回运动，阀芯106外形为阶梯轴，阀芯106包括左段、中间段及右段三段，阀芯106左段为顶杆，阀芯106中间段外周具有锥面，阀芯106右段具有右端开口的轴向半通孔，在半通孔壁上设有第二通孔111。如图2所示，阀芯106外形为阶梯轴，左段、中间段及右段的外径依次增大，在阀芯106右段的折弯部位即阀芯106右段与中间段交界处的折弯部位设置有第二通孔111连通阀芯106外部与阀芯106右段的半通孔。且第二通孔111与阀芯106轴向呈一夹角斜向外延伸，第二通孔与阀芯轴向的夹角范围为30°-60°，本实施例中，此夹角为45°。

阀芯106的一部分与主体103通孔的中间段配合封闭或打开主体103通孔。在本实施例中，阀芯106中间段通过其外周锥面与主体103通孔中间段配合封闭或打开主体103通孔。

如图2所示，主体103通孔左段的壁上设置有密封圈102，密封圈102右侧设置有密封座107，密封座107同轴地安装在主体103通孔的左段中，并且密封座107中心具有轴向通道。接口还包括第三压环101，第三压环101通过螺钉固定于主体103左端，封堵密封圈102及密封座107，防止其脱出主体103通孔。

密封座107包括环形翅板109，环形翅板109位于密封座107内侧，环形翅板109左右两侧的密封座107孔径均大于环形翅板109的内径，环形翅板109 右侧为环形槽，环形槽内设有弹性件108。弹性件108内径与环形翅板109内径一致，这样环形翅板109左侧受到向右的压力导致环形翅板109向右轻微变形后，弹性件108也随之受压变形，在压力减小或去除后，弹性件108能利用自身弹力将环形翅板109向左复原回位。弹性件108内径与环形翅板109内径一致，能使环形翅板109在径向尺寸上全部由弹性件108承托，避免部分环形翅板109无弹性件108承托导致受压变形无法复位。在本实施例中，弹性件108 为非金属弹性件108，采用非金属弹性材料制造。

环形槽右侧设置有导向孔110，阀芯106左段的顶杆插入导向孔110中。由于阀芯106左段的顶杆为细长杆，为了使顶杆运动时能稳定，在密封座107上设置此导向孔110稳定顶杆。

主体103通孔的右段中安装有第二弹簧104抵顶阀芯106向左运动封闭通孔；为了在阀芯106及弹簧安装于主体103通孔后限制阀芯106及第二弹簧104 从主体103通孔右端脱出，接口还包括第二压环105，第二压环105具有轴向通孔，第二压环105固定于主体103右段，第二弹簧104一端抵顶第二压环105，一端抵顶阀芯106。在本实施例中，第二弹簧104一端位于阀芯106右段的轴向半通孔中抵顶阀芯106。

在主体103上设置有锁紧装置。锁紧装置起到将接口与低温氢气回收装置连接并锁紧的作用。本实施例中，如图3所示，主体103外侧设置有锁紧装置，锁紧装置为旋槽112，旋槽112包括两段，第一段自主体103左端沿主体103轴向向右及沿主体103周向延伸，第二段沿主体103周向继续延伸，在第二段末尾具有沿主体103轴向向左延伸的勾弯。

在工作时，低温氢气回收装置与安装于液氢储箱的接口对接形成氢气回收通道。

低温氢气回收装置与接口对接，如图4所示，接口左端插入壳体200远离限位装置的一端与导管202之间形成的环形间隙中，低温氢气回收装置的销轴 201插入接口主体103外侧的锁紧装置即旋槽112内，旋转低温氢气回收装置外部的手柄204，低温氢气回收装置的销轴201在接口主体103外侧的旋槽112内滑动，由于接口主体103外侧的旋槽112包括两段，第一段自主体103左端沿主体103轴向向右及沿主体103周向延伸，销轴201在接口主体103外侧的旋槽112第一段内滑动，低温氢气回收装置与接口插接且插接的部分逐渐增大实现紧密对接。

在对接的过程中，如图4所示，低温氢气回收装置的阀瓣203的顶杆与接口的阀芯106的顶杆接触。

继续旋转手柄204实现锁紧，如图5所示，由于低温氢气回收装置的第一弹簧205的预紧力小于接口的第二弹簧104的预紧力，使得低温氢气回收装置的阀瓣203向限位装置方向移动，阀瓣203的中间段外周的锥面与导管202的通孔远离限位装置的一端段脱离，打开导管202的通孔。低温氢气回收装置的导管202远离限位装置的一端段外周与接口的密封圈102接触，形成第一道密封。

在对接锁紧过程中，低温氢气回收装置的阀瓣203接触到限位装置第一压环207后不再移动。

继续旋转手柄204实现锁紧，如图6所示，由于低温氢气回收装置的阀瓣 203接触到限位装置第一压环207后无法再向左移动，故接口的阀芯106在压力作用下向右运动，接口的第二弹簧104压缩，阀芯106中间段其外周锥面与主体103通孔中间段脱离打开接口的主体103通孔，此时，由于低温氢气回收装置的阀瓣203不再封闭低温氢气回收装置的导管202的通孔，接口的阀芯106 也不再封闭接口的主体103通孔，从而形成畅通的氢气回收通道，此时，液氢储箱内汽化低温氢气自接口右段通过第二压环105的中心孔进入接口，再通过阀芯106右段的半通孔、半通孔壁上的第二通孔111、接口的主体103通孔，再自右侧进入低温氢气回收装置的导管202通孔，经阀瓣203靠近限位装置的一段的轴向半通孔壁上的第一通孔206进入半通孔中，再经第一压环207中心孔流走，实现了对液氢储箱内汽化低温氢气的回收排放，也起到了泄压作用。

由于接口主体103外侧的旋槽112的第二段沿接口主体103的周向继续延伸，销轴201在接口主体103外侧的旋槽112第二段内滑动，低温氢气回收装置与接口插接且插接的部分保持稳定实现紧密对接，此时，低温氢气回收装置与接口完全锁紧后，低温氢气回收装置的导管202右端抵顶接口主体103通孔内的密封座107的环形翅板109，使环形翅板109向右轻微变形，环形翅板109 右侧的环形槽内设有弹性件108对环形翅板109进行支撑。

由于旋槽112的第二段末尾具有沿接口主体103轴向向左延伸的勾弯，销轴201在接口主体103外侧的旋槽112第二段内滑动至此勾弯，使得低温氢气回收装置与接口之间插接的部分稍微少一点，低温氢气回收装置的导管202右端仍抵顶接口主体103通孔内的密封座107的环形翅板109，但环形翅板109向左回复不再发生形变或形变减小。此时，低温氢气回收装置的导管202右端抵顶接口主体103通孔内的密封座107的环形翅板109形成第二道密封，防止汽化低温氢气在回收排放过程中发生泄漏。

本实用新型低温氢气回收装置，能够与安装于液氢储箱的接口对接形成氢气回收通道，在液氢加注前对液氢储箱内汽化低温氢气回收及泄压，方便液氢加注。在未与接口对接时，自身的氢气流动通道关闭，并且在对接过程中，先将自身的氢气流动通道打开，并且与接口形成一道密封防止氢气泄漏，再进一步将接口的氢气流动通道打开且与接口形成第二道密封防止氢气泄漏，操作流程简单，避免发生氢气泄漏。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.低温氢气回收装置，其特征在于：包括导管、阀瓣、第一弹簧、限位装置，

导管设置有轴向通孔，通孔为阶梯孔，阀瓣设置于导管的通孔中并能在导管通孔内轴向移动，

导管的通孔一端设置有限位装置限制阀瓣脱出导管，导管的通孔另一端的孔径小于阀瓣的部分外径限制阀瓣脱出导管；

阀瓣靠近限位装置的一段具有轴向半通孔，在半通孔壁上设置有第一通孔；第一通孔垂直于阀瓣轴向，导管的通孔壁上设有一环形槽，第一通孔位于环形槽处；

阀瓣外套接第一弹簧，第一弹簧一端抵顶限位装置，另一端抵顶阀瓣外周台阶。

2.根据权利要求1所述的低温氢气回收装置，其特征在于：在导管外侧同轴地固定设置有壳体，壳体远离限位装置的一端与导管之间具有环形间隙，且环形间隙沿导管轴向具有一定长度，在壳体上沿壳体径向设置有销轴，销轴延伸至环形间隙中。

3.根据权利要求2所述的低温氢气回收装置，其特征在于：在外壳外部设有手柄。

4.根据权利要求1-3任一项所述的低温氢气回收装置，其特征在于：限位装置为第一压环，第一压环同轴地固定在导管的通孔中，第一压环内径小于阀瓣相邻端的外径。

5.根据权利要求4所述的低温氢气回收装置，其特征在于：阀瓣包括顶杆，顶杆位于远离第一压环的一侧并沿导管轴向延伸，顶杆外径小于导管的通孔内径。

6.根据权利要求5所述的低温氢气回收装置，其特征在于：顶杆末端位于导管内。

7.根据权利要求5所述的低温氢气回收装置，其特征在于：阀瓣外部为阶梯轴，阀瓣包括三段，靠近限位装置的具有轴向半通孔的一段、顶杆以及两者之间的中间段，中间段的外径最大，导管的通孔另一端的孔径小于阀瓣的中间段的部分外径。

8.根据权利要求7所述的低温氢气回收装置，其特征在于：阀瓣的中间段远离限位装置的一侧具有锥面，锥面与导管通孔配合。

9.根据权利要求1所述的低温氢气回收装置，其特征在于：阀瓣的半通孔壁上沿周向均匀设置有多个第一通孔。

10.根据权利要求1所述的低温氢气回收装置，其特征在于：抵顶第一弹簧的阀瓣外周台阶，位于阀瓣的第一通孔靠近限位装置的一侧。

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