CN219013470U - 泄压阀及氢气供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种泄压阀及氢气供给系统，涉及燃料电池技术领域。该泄压阀包括阀体、阀盖、阀芯和监测组件；阀体设有容纳腔，容纳腔的一端与阀盖连通，另一端具有开口；阀芯安装于容纳腔设有开口的一端，且与容纳腔滑动配合，用于控制开口的开闭；监测组件包括传感器和报警器，传感器安装于阀芯背离开口的一侧，用于检测阀芯的位置，且传感器与报警器信号连接。本实用新型提供的泄压阀解决了现有技术中存在的无法对泄压阀的动作进行监测的技术问题。

Description

泄压阀及氢气供给系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种泄压阀及氢气供给系统。

背景技术

泄压阀是氢气供给系统中维持压力在安全范围内的关键阀门之一，当电堆前端压力达到泄压阀预设压力时，泄压阀对氢气供给系统进行泄压，减缓高压气体对电堆内部件的冲击与损伤。但是氢气供给系统无法监测泄压阀开启和回座等相关动作和状态，当氢气供给系统运动一段时间时，如果泄压阀出现泄露，造成气体外泄，将会增加氢气供给系统的氢耗和运行成本。并且，电堆前端压力超出预设压力时，氢气供给系统无法直观监控泄压阀是否可以正常工作，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种泄压阀及氢气供给系统，以缓解现有技术中存在的无法对泄压阀的动作进行监测的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：

第一方面，本实用新型提供的泄压阀包括阀体、阀盖、阀芯和监测组件；

所述阀体设有容纳腔，所述容纳腔的一端与所述阀盖连通，另一端具有开口；

所述阀芯安装于所述容纳腔设有所述开口的一端，且与所述容纳腔滑动配合，用于控制所述开口的开闭；

所述监测组件包括传感器和报警器，所述传感器安装于所述阀芯背离所述开口的一侧，用于检测所述阀芯的位置，且所述传感器与所述报警器信号连接。

更进一步地，所述报警器设置为声光报警器。

更进一步地，所述阀体包括定位凸起，所述定位凸起安装于所述容纳腔的内壁；

所述阀芯远离所述开口的一端与所述定位凸起抵接。

更进一步地，所述定位凸起远离所述阀盖的一端设有凹槽，所述传感器安装于所述凹槽。

更进一步地，所述定位凸起设置有多个，多个所述定位凸起沿所述容纳腔的周向间隔设置。

更进一步地，所述阀体包括密封凸起，所述密封凸起安装于所述容纳腔的内壁，且与所述定位凸起沿所述容纳腔的轴向间隔设置；

所述密封凸起沿所述容纳腔的周向延伸，且围合形成所述开口。

更进一步地，所述阀芯包括弹性件和密封片；

所述弹性件的一端与所述定位凸起抵接，另一端与所述密封片抵接，所述传感器用于检测所述弹性件的变形量；

所述密封片的截面尺寸大于所述开口的截面尺寸。

更进一步地，所述阀盖设有缓冲室和出口通道；

所述缓冲室的一端与所述容纳腔连通，另一端与所述出口通道连通；

所述缓冲室的截面尺寸大于所述出口通道的截面尺寸。

更进一步地，所述阀体与所述阀盖可拆卸连接。

第二方面，本实用新型提供的氢气供给系统包括干氢气供氢支路和如上述任一项所述的泄压阀；

所述泄压阀中的阀体安装于所述干氢气供氢支路。

综合上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果分析如下：

本实用新型提供的泄压阀包括阀体、阀盖、阀芯和监测组件；阀体设有容纳腔，容纳腔的一端与阀盖连通，另一端具有开口；阀芯安装于容纳腔设有开口的一端，且与容纳腔滑动配合，用于控制开口的开闭；监测组件包括传感器和报警器，传感器安装于阀芯背离开口的一侧，用于检测阀芯的位置，且传感器与报警器信号连接。该泄压阀安装于干氢气供氢支路，当干氢气供氢支路内的气体压力小于预设值时，阀芯将开口密封；当干氢气供氢支路内的气体压力大于预设值时，气体推动阀芯向远离开口的方向运动，将开口打开，气体可自开口流入容纳腔，并在流经容纳腔后自阀盖流出，实现对干氢气供氢支路的泄压；当干氢气供氢支路内的气体被泄压，且气体压力小于预设压力后，阀芯复位并推动密封片向靠近开口的方向运动，将开口密封，实现泄压阀可重复使用；传感器安装于阀芯背离开口的一侧，对阀芯的位置进行检测，并将检测结果传递至报警器，当传感器检测到阀芯异常时，例如阀芯一直处于微泄压状态或阀盖未正常泄压等，报警器报警，协助操作人员对泄压阀的工作情况进行监控，预警测试人员或驾驶者电堆前端压力异常需要进行系统检查。并且，当尾排浓度超标但报警器未报警时，可以着重排查与尾排相连接的请他相关零件泄露问题，以减少故障排查时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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泄压阀的内部结构示意图。

图标：

100-阀体；110-容纳腔；111-开口；120-定位凸起；130-密封凸起；200-阀盖；210-缓冲室；220-出口通道；300-阀芯；310-弹性件；320-密封片；400-传感器。

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。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。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

泄压阀是氢气供给系统中维持压力在安全范围内的关键阀门之一，当电堆前端压力达到泄压阀预设压力时，泄压阀对氢气供给系统进行泄压，减缓高压气体对电堆内部件的冲击与损伤。但是氢气供给系统无法监测泄压阀开启和回座等相关动作和状态，当氢气供给系统运动一段时间时，如果泄压阀出现泄露，造成气体外泄，将会增加氢气供给系统的氢耗和运行成本。并且，电堆前端压力超出预设压力时，氢气供给系统无法直观监控泄压阀是否可以正常工作，存在安全隐患。

有鉴于此，本实用新型实施例提供的泄压阀包括阀体100、阀盖200、阀芯300和监测组件；阀体100设有容纳腔110，容纳腔110的一端与阀盖200连通，另一端具有开口111；阀芯300安装于容纳腔110设有开口111的一端，且与容纳腔110滑动配合，用于控制开口111的开闭；监测组件包括传感器400和报警器，传感器400安装于阀芯300背离开口111的一侧，用于检测阀芯300的位置，且传感器400与报警器信号连接。该泄压阀安装于干氢气供氢支路，当干氢气供氢支路内的气体压力小于预设值时，阀芯300将开口111密封；当干氢气供氢支路内的气体压力大于预设值时，气体推动阀芯300向远离开口111的方向运动，将开口111打开，气体可自开口111流入容纳腔110，并在流经容纳腔110后自阀盖200流出，实现对干氢气供氢支路的泄压；当干氢气供氢支路内的气体被泄压，且气体压力小于预设压力后，阀芯300复位并推动密封片320向靠近开口111的方向运动，将开口111密封，实现泄压阀可重复使用；传感器400安装于阀芯300背离开口111的一侧，对阀芯300的位置进行检测，并将检测结果传递至报警器，当传感器400检测到阀芯300异常时，例如阀芯300一直处于微泄压状态或阀盖200未正常泄压等，报警器报警，协助操作人员对泄压阀的工作情况进行监控，预警测试人员或驾驶者电堆前端压力异常需要进行系统检查。并且，当尾排浓度超标但报警器未报警时，可以着重排查与尾排相连接的请他相关零件泄露问题，以减少故障排查时间。

以下对泄压阀的结构和形状进行详细说明：

本实用新型实施例的可选方案中，报警器设置为声光报警器。

具体地，声光报警器又叫声光警号，可同时发出声音和光照两种警报信号。较为优选地，声光报警器与传感器400通过无线信号连接，以减少连接线，从而避免对阀体100打孔影响阀体100的密封性。

报警器设置为声光报警器，提高了报警器的报警效果。

本实用新型实施例的可选方案中，阀体100包括定位凸起120，定位凸起120安装于容纳腔110的内壁；阀芯300远离开口111的一端与定位凸起120抵接。

具体地，定位凸起120与容纳腔110的内壁可拆卸连接；更进一步地，定位凸起120与容纳腔110的侧壁螺纹连接，且可通过调节定位凸起120与容纳腔110的侧壁连接深度实现对阀芯300的初始位置进行调节，进而实现对泄压阀的开启压力进行调节。

定位凸起120实现对阀芯300的固定作用。

本实用新型实施例的可选方案中，定位凸起120远离阀盖200的一端设有凹槽，传感器400安装于凹槽。

具体地，请参见图1，传感器400背离测试端的表面设有安装凸起，安装凸起嵌设于凹槽内。更进一步地，传感器400的表面设有防呆涂层，防呆涂层的颜色与阀体100的颜色不同，方便操作人员识别是否安装传感器400，以避免生产泄压阀时漏安装传感器400。较为优选地，防呆涂层设置为红色或黄色。

传感器400安装于凹槽内，实现传感器400稳定地安装在定位凸起120上，避免传感器400脱落。

本实用新型实施例的可选方案中，定位凸起120设置有多个，多个定位凸起120沿容纳腔110的周向间隔设置。

具体地，本实施例中，定位凸起120设置有三个；当然，定位凸起120设置为其他个数，例如两个、四个或五个等，也应当在本实用新型实施例的保护范围之内。更进一步地，传感器400设置有与定位凸起120数量相同的个数，以对阀芯300的对应的部分进行检测，提高检测精度；当然，传感器400的数量少于定位凸起120的数量，也应当在本实用新型实施例的保护范围之内。

定位凸起120设置有多个，提高了对阀芯300的固定稳定性。

本实用新型实施例的可选方案中，阀体100包括密封凸起130，密封凸起130安装于容纳腔110的内壁，且与定位凸起120沿容纳腔110的轴向间隔设置；密封凸起130沿容纳腔110的周向延伸，且围合形成开口111。

具体地，请参见图1，密封凸起130与容纳腔110的内壁一体成型。

密封凸起130凸出于容纳腔110的内壁，减小了开口111的截面尺寸，方便当气体压力小于预设压力时，阀芯300对开口111进行密封。

本实用新型实施例的可选方案中，阀芯300包括弹性件310和密封片320；弹性件310的一端与定位凸起120抵接，另一端与密封片320抵接，传感器400用于检测弹性件310的变形量；密封片320的截面尺寸大于开口111的截面尺寸。

具体地，弹性件310设置为弹簧，且传感器400设置为压力传感器，通过压力传感器对弹簧所受到的压力进行检测，实现对弹簧的变形量进行检测，进而实现对密封片320的位置进行检测，从而判断泄压阀是否正常运行。较为优选地，密封片320和开口111均设置为圆形，且密封片320的直径大于开口111的直径，已实现密封片320盖设于开口111时，密封片320可将开口111密封。

该泄压阀安装于干氢气供氢支路，当干氢气供氢支路内的气体压力小于预设值时，密封片320将开口111密封且弹簧处于微压缩状态；当干氢气供氢支路内的气体压力大于弹簧的初始压缩力时，气体推动密封片320向远离开口111的方向运动，将开口111打开，气体可自开口111流入容纳腔110，并在流经容纳腔110后自阀盖200流出，实现对干氢气供氢支路的泄压；当干氢气供氢支路内的气体被泄压，且气体压力小于弹簧压缩力后，弹簧恢复原形并推动密封片320向靠近开口111的方向运动，将开口111密封，实现密封片320的复位，进而实现泄压阀可重复使用；传感器400安装于弹簧背离密封片320的一侧，对弹簧的压缩力进行检测，并将检测结果传递至报警器，当传感器400检测到弹簧受力异常时，例如弹簧一直处于被压缩状态且压缩力大于初期预设压缩力或阀盖200未正常泄压等，报警器报警，协助操作人员对泄压阀的工作情况进行监控。并且，当尾排浓度超标但报警器未报警时，可以着重排查与尾排相连接的请他相关零件泄露问题，以减少故障排查时间。

本实用新型实施例的可选方案中，阀盖200设有缓冲室210和出口通道220；缓冲室210的一端与容纳腔110连通，另一端与出口通道220连通；缓冲室210的截面尺寸大于出口通道220的截面尺寸。

具体地，请参见图1，缓冲室210和出口通道220的截面均设置为环形，且缓冲室210的内径大于出口通道220的内径。

缓冲室210的截面尺寸大于出口通道220的截面尺寸，减缓高压气体对尾排管路等其余部件的损伤。

本实用新型实施例的可选方案中，阀体100与阀盖200可拆卸连接。

具体地，请参见图1，阀体100与阀盖200螺纹连接，方便对阀体100和阀盖200的安装与拆卸。

实施例二

本实用新型实施例提供的氢气供给系统包括了实施例一中述及的泄压阀，因此，也具备了实施例一中的有益效果，在此不再赘述。

本实用新型实施例的可选方案中，氢气供给系统还包括干氢气供氢支路，泄压阀中的阀体100安装于干氢气供氢支路。

具体地，阀体100背离阀盖200的一端安装于干氢气供氢支路。

阀体100安装于干氢气供氢支路，当干氢气供氢支路内的气体压力小于预设值时，阀芯300将开口111密封；当干氢气供氢支路内的气体压力大于预设值时，气体推动阀芯300向远离开口111的方向运动，将开口111打开，气体可自开口111流入容纳腔110，并在流经容纳腔110后自阀盖200流出，实现对干氢气供氢支路的泄压；当干氢气供氢支路内的气体被泄压，且气体压力小于预设压力后，阀芯300复位并推动密封片320向靠近开口111的方向运动，将开口111密封，实现泄压阀可重复使用；传感器400安装于阀芯300背离开口111的一侧，对阀芯300的位置进行检测，并将检测结果传递至报警器，当传感器400检测到阀芯300异常时，例如阀芯300一直处于微泄压状态或阀盖200未正常泄压等，报警器报警，协助操作人员对泄压阀的工作情况进行监控。并且，当尾排浓度超标但报警器未报警时，可以着重排查与尾排相连接的请他相关零件泄露问题，以减少故障排查时间。

本实用新型实施例的可选方案中，阀体100与干氢气供氢支路可拆卸连接。

具体地，阀体100的外壁设有外螺纹，干氢气供氢支路与外螺纹螺纹连接。当然，其他的连接方式，例如卡扣连接等，也应当在本实用新型实施例的保护范围之内。

阀体100与干氢气供氢支路螺纹连接，连接结构简单，易于对阀体100的安装和拆卸。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种泄压阀，其特征在于，包括：阀体(100)、阀盖(200)、阀芯(300)和监测组件；

所述阀体(100)设有容纳腔(110)，所述容纳腔(110)的一端与所述阀盖(200)连通，另一端具有开口(111)；

所述阀芯(300)安装于所述容纳腔(110)设有所述开口(111)的一端，且与所述容纳腔(110)滑动配合，用于控制所述开口(111)的开闭；

所述监测组件包括传感器(400)和报警器，所述传感器(400)安装于所述阀芯(300)背离所述开口(111)的一侧，用于检测所述阀芯(300)的位置，且所述传感器(400)与所述报警器信号连接。

2.根据权利要求1所述的泄压阀，其特征在于，所述报警器设置为声光报警器。

3.根据权利要求1所述的泄压阀，其特征在于，所述阀体(100)包括定位凸起(120)，所述定位凸起(120)安装于所述容纳腔(110)的内壁；

所述阀芯(300)远离所述开口(111)的一端与所述定位凸起(120)抵接。

4.根据权利要求3所述的泄压阀，其特征在于，所述定位凸起(120)远离所述阀盖(200)的一端设有凹槽，所述传感器(400)安装于所述凹槽。

5.根据权利要求3所述的泄压阀，其特征在于，所述定位凸起(120)设置有多个，多个所述定位凸起(120)沿所述容纳腔(110)的周向间隔设置。

6.根据权利要求3所述的泄压阀，其特征在于，所述阀体(100)包括密封凸起(130)，所述密封凸起(130)安装于所述容纳腔(110)的内壁，且与所述定位凸起(120)沿所述容纳腔(110)的轴向间隔设置；

所述密封凸起(130)沿所述容纳腔(110)的周向延伸，且围合形成所述开口(111)。

7.根据权利要求3所述的泄压阀，其特征在于，所述阀芯(300)包括弹性件(310)和密封片(320)；

所述弹性件(310)的一端与所述定位凸起(120)抵接，另一端与所述密封片(320)抵接，所述传感器(400)用于检测所述弹性件(310)的变形量；

所述密封片(320)的截面尺寸大于所述开口(111)的截面尺寸。

8.根据权利要求1-7任一项所述的泄压阀，其特征在于，所述阀盖(200)设有缓冲室(210)和出口通道(220)；

所述缓冲室(210)的一端与所述容纳腔(110)连通，另一端与所述出口通道(220)连通；

所述缓冲室(210)的截面尺寸大于所述出口通道(220)的截面尺寸。

9.根据权利要求1所述的泄压阀，其特征在于，所述阀体(100)与所述阀盖(200)可拆卸连接。

10.一种氢气供给系统，其特征在于，包括干氢气供氢支路和如权利要求1-9任一项所述的泄压阀；

所述泄压阀中的阀体(100)安装于所述干氢气供氢支路。

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