CN217898877U - 一种燃料电池用电磁阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池用电磁阀，涉及电磁阀的技术领域，包括阀块，所述阀块上过盈压装有电磁阀头总成，所述阀块上还连接有用于进水的进水接头和用于出水的出水接头，所述阀块内部设置有用于连通进水接头和电磁阀头总成的进水流道，所述阀块内部设置有用于连通出水接头和电磁阀头总成的出水流道，所述阀块外部设置有塑料外壳，所述塑料外壳上开设有用于供进水接头伸入的进水口和用于供出水接头伸入的出水口，还包括用于解冻的加热结构、用于提高密封性的外密封结构和内密封结构。本实用新型具有适用范围广的优点。

Description

一种燃料电池用电磁阀

技术领域

本实用新型涉及电磁阀的技术领域，尤其是涉及一种燃料电池用电磁阀。

背景技术

随着世界经济的发展，能源与环境问题正成为各国关注的焦点，也逐渐成为动力系统领域技术研究的热点。燃料电池作为一种新型的动力装置，是通过氢气与氧气的化学反应产生电能，其副产物只有水，是一种较为清洁高效的技术，具有广阔的应用前景。

但是目前，燃料电池技术应用还不够广泛，主要原因是受制于燃料电池技术还存在诸多的技术难点未能完全突破，氢气与空气循环系统的控制便是其中之一，燃料电池发动机上一般采用电磁阀控制氢气和空气供给的通断以及流量调节，所以电磁阀的性能便成为一个关键点，电磁阀的好坏直接关系着燃料电池发动机整机的性能。

由于目前燃料电池发动机的工作环境往往处于室外，容易遭遇各种恶劣的天气情况，所以电磁阀需要考虑到外界的各种环境，比如冬天低温环境下，燃料电池发动机产生的废水会结冰，从而堵塞电磁阀的阀口，导致无法排水的问题；或者夏天梅雨季节的潮湿环境下，外部的水汽可能进入电磁阀电磁线圈部分，从而导致电磁阀短路的问题，所以需要一种能够适用于恶劣天气下的电磁阀。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种燃料电池用电磁阀，其具有适用范围广的优点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种燃料电池用电磁阀，包括阀块，所述阀块上过盈压装有电磁阀头总成，所述阀块上还连接有用于进水的进水接头和用于出水的出水接头，所述阀块内部设置有用于连通进水接头和电磁阀头总成的进水流道，所述阀块内部设置有用于连通出水接头和电磁阀头总成的出水流道，所述阀块外部设置有塑料外壳，所述塑料外壳上开设有用于供进水接头伸入的进水口和用于供出水接头伸入的出水口，还包括用于解冻的加热结构、用于提高密封性的外密封结构和内密封结构；

所述加热结构包括设置在阀块侧边的侧加热片、设置在阀块底部的底加热片、贴近进水接头设置的温度传感器，所述侧加热片、底加热片均紧贴阀块设置，且所述侧加热片和底加热片相连；

所述外密封结构包括套设在进水接头上的进水接头底密封圈、进水接头中间密封圈、进水接头顶密封圈和套设在出水接头上的出水接头底密封圈、出水接头中间密封圈，所述进水接头底密封圈位于进水接头伸入阀块内的一端，所述进水接头中间密封圈位于进水口处，所述进水接头顶密封圈与塑料外壳外壁抵接，所述出水接头底密封圈位于出水接头伸入阀块内的一端，所述出水接头中间密封圈位于出水口处；

所述内密封结构包括用于封堵进水流道和出水流道的膜片，所述膜片位于电磁阀头总成和阀块的连接处，所述阀块与膜片相接触的一侧面上设置有密封环带，所述膜片上开设有供密封环带嵌入的密封平面。

通过采用上述技术方案，借助外密封结构和内密封结构进行密封，使得在夏季外界环境较潮湿的环境下，防止水汽进入电磁阀电磁线圈部分，从而减小短路问题发生的概率，拓展了电磁阀的适用范围；而在冬季低温环境下，可以通过温度传感器检测到阀块内部温度，当温度传感器检测到温度低于一定值后，借助加热片启动加热解冻功能，使得电磁阀可以适用于低温环境，大大扩展了电磁阀的应用温度范围。

本实用新型进一步设置为：所述侧加热片和边加热片均为陶瓷加热片。

本实用新型进一步设置为：所述电磁阀头总成包括外壳、装配在外壳内部的线圈、过盈压装在外壳上的磁极柱，所述线圈绕设在磁极柱外部，所述外壳内远离磁极柱的一端设置有衔铁，所述衔铁与磁极柱之间设置有始终处于压缩状态的压缩弹簧，所述衔铁朝向阀块的一侧面与膜片相连。

本实用新型进一步设置为：所述膜片上设置有螺钉，所述螺钉一端插入衔铁内与衔铁螺纹连接，所述螺钉通过硫化工艺包塑在膜片内部。

本实用新型进一步设置为：所述膜片周缘设置有定位凸起，所述阀块上设置有用于供定位凸起嵌入的膜片槽。

本实用新型进一步设置为：所述塑料外壳内部中空且一端开口，所述塑料外壳开口处设置有塑料盖，所述塑料壳和塑料盖之间有密封垫。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过设置独立的陶瓷加热片结构，加热片紧贴阀块设置可以快速有效地实现热传导，在低温环境下，当阀体内的水结冰时，加热片的热量直接通过接触传热进入阀体内，最终实现解冻功能，使得电磁阀在寒冷天气下可以正常工作，扩大阀的应用温度范围；

2.在出水接头和进水接头处设置多个密封圈，提高整体的密封性，从而减小外界潮湿水汽进入阀体内、影响阀工作的可能性；

3.通过设置特殊的膜片式密封结构，在膜片边缘与阀块上设计密封环带，在夏季环境外界环境较潮湿的情况下，可以有效防止水汽进入电磁阀电磁线圈部分，从而减小短路问题发生的概率。

附图说明

图1是电磁阀的整体结构示意图；

图2是电磁阀的内部结构示意图；

图3是电磁阀的剖视图；

图4是阀块的剖视图；

图5是阀块与进水接头、出水接头连接状态的剖视图；

图6是膜片的结构示意图。

图中，1、阀块；11、进水流道；12、出水流道；13、膜片槽；14、密封环带；2、塑料外壳；21、塑料盖；22、密封垫；3、加热结构；31、侧加热片；32、边加热片；33、温度传感器；4、电磁阀头总成；41、外壳；42、线圈；43、磁极柱；44、衔铁；45、压缩弹簧；46、膜片；461、螺钉；462、定位凸起；463、密封平面；5、进水接头；51、进水接头底密封圈；52、进水接头中间密封圈；53、进水接头顶密封圈；6、出水接头；61、出水接头底密封圈；62、出水接头中间密封圈；7、进水口；8、出水口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种燃料电池用电磁阀，包括内部中空的且一端开口的塑料外壳2，塑料外壳2开口处设置有塑料盖21，塑料壳和塑料盖21之间有密封垫22，塑料壳上插设有固定用的固定螺栓，带有密封的塑料外壳2可以有效阻断阀体与外界的联系，从而实现保护阀体的功能。

参照图2和图3，塑料外壳2内放置有一块阀块1，阀块1顶部螺纹连接有进水接头5，阀块1一侧面的底部螺纹连接有出水接头6，塑料外壳2上开设有进水口7和出水口8，进水接头5远离阀块1的一端从进水口7处伸出，出水接头6远离阀块1的一端从出水口8处伸出。阀块1一侧面上过盈压装有电磁阀头总成4，出水接头6所在侧面与电磁阀头总成4所在侧面相邻，阀块1内部开通有进水流道11和出水流道12，进水流道11一端与进水接头5连通，另一端与电磁阀头总成4连通，出水流道12一端与出水接头6连通，另一端与电磁阀头总成4连通。

参照图5，进水接头5上同轴套设有进水接头底密封圈51、进水接头中间密封圈52和进水接头顶密封圈53，进水接头底密封圈51位于进水接头5伸入阀块1内的一端，用于密封进水接头5底部和阀块1，进水接头中间密封圈52位于进水口7处，进水接头中间密封圈52的外壁与进水口7的内壁抵紧，用于径向密封进水接头5和塑料壳体，进水接头顶密封圈53位于塑料外壳2外部并与塑料外壳2外壁抵接，用于稳定进水接头5。所述出水接头6上同轴套设有出水接头底密封圈61和出水接头中间密封圈62，出水接头底密封圈61位于出水接头6伸入阀块1内的一端，用于密封进水接头5底部和阀块1，出水接头中间密封圈62位于出水口8处，出水接头中间密封圈62的外壁与出水口8的内壁抵紧，用于径向密封进水接头5和塑料壳体。借助多个密封圈提高电磁阀整体的密封性，既减小了内部向外泄露的可能性，有降低了外部水汽进入内部的可能性。

参照图2和图3，阀块1背离电磁阀头总成4的一侧面上固定连接有侧加热片31，阀块1背离出水接头6的一侧面上固定连接有边加热片32，侧加热片31和边加热片32均紧贴阀块1设置，侧加热片31和边加热片32相连。在本实施例中，侧加热片31和边加热片32均为陶瓷加热片。阀块1上还设置有温度传感器33，温度传感器33从阀块1一侧面插入阀块1内部，且温度传感器33插入阀块1的一端与进水接头5相邻，使得温度传感器33的位置接近进水接头5向阀块1内进水的位置，由于进水口7底部积水是结冰的主要来源，通过在进水口7位置设置温度传感器33，可以最大限度地准确监测进水口7底部温度，从而为加热解冻控制策略提供准确的输入条件。侧加热片31、边加热片32和温度传感器33共同构成了用于解冻的加热结构3，当阀体内的水结冰时，陶瓷加热片工作，可以在短时间内完成对冰解冻，使阀恢复流通功能。

参照图3和图4，电磁阀头总成4包括内部中空的外壳41，外壳41两端均开口，外壳41内部装配有线圈42，外壳41一端开口处过盈压装有磁极柱43，线圈42绕设在磁极柱43上，从而把线圈42封闭在外壳41内部。磁极柱43伸入外壳41的一端固定连接有压缩弹簧45，压缩弹簧45远离磁极柱43的一端固定连接有衔铁44，衔铁44与磁极柱43共同挤压压缩弹簧45，使得压缩弹簧45始终处于压缩状态。衔铁44远离磁极柱43的一端螺纹连接有膜片46，膜片46呈圆盘状，膜片46轴心处设置有螺钉461，螺钉461一端插入衔铁44内使得膜片46与衔铁44螺纹连接，螺钉461通过硫化工艺包塑在膜片46内部。

参照图5和图6，膜片46周缘设置有环状的定位凸起462，阀块1上设置有用于供定位凸起462嵌入的膜片槽13，阀块1与膜片46相接触的一侧面上设置有密封环带14，膜片46上开设有供密封环带14嵌入的密封平面463。在将电磁阀头总成4装配完成后，把电磁阀头总成4压配在阀块1上，在压装时膜片46边缘的定位凸起462进入阀块1上的阀块1膜片槽13中，同时，阀块1边缘的密封环带14与膜片46上的密封平面463紧密接触，实现阀块1部分与电磁头部分的密封。

本实施例的实施原理为：初始位置时，衔铁44在压缩弹簧45的作用下，处于阀关闭位置，弹簧预紧力保证膜片46与阀座紧密贴合，实现阀座位置的密封。通电状态时，电磁力驱动衔铁44克服弹簧力向磁极柱43侧移动，同时衔铁44带动膜片46向远离阀座方向运动，膜片46与阀座分离，阀开启。进水接头5和流道内的水和废气从阀口流出，通过出水接头6，排出到外界，从而实现排水排气功能。无论阀开启还是关闭状态，膜片46边缘始终被压在阀块1和电磁头外壳41之间，膜片46边缘发生变形，从而对排水排气电磁阀流体部分与电磁部分进行密封，使得在夏季外界环境较潮湿的环境下，防止水汽进入电磁阀电磁线圈42部分，从而减小短路问题发生的概率，拓展了电磁阀的适用范围。而在冬季低温环境下，可以通过温度传感器33检测到阀块1内部温度，当温度传感器33检测到温度低于一定值后，借助加热片启动加热解冻功能，使得电磁阀可以适用于低温环境，进一步拓展了电磁阀的适用范围。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种燃料电池用电磁阀，包括阀块(1)，所述阀块(1)上过盈压装有电磁阀头总成(4)，所述阀块(1)上还连接有用于进水的进水接头(5)和用于出水的出水接头(6)，所述阀块(1)内部设置有用于连通进水接头(5)和电磁阀头总成(4)的进水流道(11)，所述阀块(1)内部设置有用于连通出水接头(6)和电磁阀头总成(4)的出水流道(12)，其特征在于：所述阀块(1)外部设置有塑料外壳(2)，所述塑料外壳(2)上开设有用于供进水接头(5)伸入的进水口(7)和用于供出水接头(6)伸入的出水口(8)，还包括用于解冻的加热结构(3)、用于提高密封性的外密封结构和内密封结构；

所述加热结构(3)包括设置在阀块(1)侧边的侧加热片(31)、设置在阀块(1)底部的底加热片、贴近进水接头(5)设置的温度传感器(33)，所述侧加热片(31)、底加热片均紧贴阀块(1)设置，且所述侧加热片(31)和底加热片相连；

所述外密封结构包括套设在进水接头(5)上的进水接头底密封圈(51)、进水接头中间密封圈(52)、进水接头顶密封圈(53)和套设在出水接头(6)上的出水接头底密封圈(61)、出水接头中间密封圈(62)，所述进水接头底密封圈(51)位于进水接头(5)伸入阀块(1)内的一端，所述进水接头中间密封圈(52)位于进水口(7)处，所述进水接头顶密封圈(53)与塑料外壳(2)外壁抵接，所述出水接头底密封圈(61)位于出水接头(6)伸入阀块(1)内的一端，所述出水接头中间密封圈(62)位于出水口(8)处；

所述内密封结构包括用于封堵进水流道(11)和出水流道(12)的膜片(46)，所述膜片(46)位于电磁阀头总成(4)和阀块(1)的连接处，所述阀块(1)与膜片(46)相接触的一侧面上设置有密封环带(14)，所述膜片(46)上开设有供密封环带(14)嵌入的密封平面(463)。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用电磁阀，其特征在于：所述侧加热片(31)和边加热片(32)均为陶瓷加热片。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用电磁阀，其特征在于：所述电磁阀头总成(4)包括外壳(41)、装配在外壳(41)内部的线圈(42)、过盈压装在外壳(41)上的磁极柱(43)，所述线圈(42)绕设在磁极柱(43)外部，所述外壳(41)内远离磁极柱(43)的一端设置有衔铁(44)，所述衔铁(44)与磁极柱(43)之间设置有始终处于压缩状态的压缩弹簧(45)，所述衔铁(44)朝向阀块(1)的一侧面与膜片(46)相连。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池用电磁阀，其特征在于：所述膜片(46)上设置有螺钉(461)，所述螺钉(461)一端插入衔铁(44)内与衔铁(44)螺纹连接，所述螺钉(461)通过硫化工艺包塑在膜片(46)内部。

5.根据权利要求3所述的一种燃料电池用电磁阀，其特征在于：所述膜片(46)周缘设置有定位凸起(462)，所述阀块(1)上设置有用于供定位凸起(462)嵌入的膜片槽(13)。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用电磁阀，其特征在于：所述塑料外壳(2)内部中空且一端开口，所述塑料外壳(2)开口处设置有塑料盖(21)，所述塑料外壳(2)和塑料盖(21)之间有密封垫(22)。

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