适用于70MPa工作压力的高压集成式瓶阀的制作方法

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及瓶阀。

背景技术：

目前，氢燃料电池行业快速发展，整个产业链尚在成熟完善过程中，集成瓶阀是整个产业链上的关键产品之一。市场对该产品的需求量非常大，而几乎还没有成熟的产品供应。

一般瓶阀的工作压力往往为35mpa，瓶阀的工作压力为瓶阀工作的时候，瓶阀内部的气压。当瓶阀的工作压力选取为70mpa时，将瓶阀内的气体输送给下游使用时，需要对下游进行特殊的设计(比如减压)，才能使用。现有的瓶阀为了直接将瓶阀输送的气体给予下游使用，瓶阀的工作压力不超过35mpa，不便于保证瓶阀多容量气体的存储，输送。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供适用于70mpa工作压力的高压集成式瓶阀，以解决上述至少一个技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

适用于70mpa工作压力的高压集成式瓶阀，包括一阀体，所述阀体上设有一用于连接气瓶的气瓶连接端、一总进气口、一总出气口，其特征在于，所述阀体内设有一气流通道；

所述阀体充气时，所述总进气口处于导通状态，总出气口处于闭合状态，所述气流通道内沿着气流的方向从总进气口至气瓶连接端依次途径电磁阀、一截止阀、一过流保护阀、过滤器；

所述阀体排气时，所述总进气口处于闭合状态，总出气口处于导通状态，所述气流通道内沿着气流方向从气瓶连接端至总出气口依次途径所述过滤器、所述过流保护阀、所述截止阀、所述电磁阀、一减压阀。

本发明通过在瓶阀内集成有减压阀、电磁阀、截止阀、过流保护阀、过滤器，适用于70mpa工作压力。本发明通过设有减压阀，便于高压气体在排出本瓶阀之前先对进行减压，以达到下游用气压力要求，降低下游设计难度。

所述电磁阀设有一与所述总进气口导通的第一进气口，所述电磁阀内设有第一储气腔；

所述电磁阀开启时，所述第一进气口与所述第一储气腔导通，

所述电磁阀闭合时，所述第一进气口与所述第一储气腔不导通。

本发明通过电磁阀设有第一储气腔，便于增加瓶阀内储气量，加快气体输送速度。

所述阀体内还设有一气动阀,所述气动阀设有一与所述总进气口导通的第二进气口，所述气动阀内设有与所述截止阀的进口导通的第二储气腔，所述第二储气腔与所述第一储气腔导通，且所述第一储气腔经所述第二储气腔与所述截止阀的进口导通；

所述气动阀开启时，所述第二进气口与所述第二储气腔导通；

所述气动阀闭合时，所述第二进气口与所述第二储气腔不导通。

本发明通过气动阀与电磁阀的结合，提高了输气时的气流平稳性，气体经电磁阀第一储气腔输送至气动阀的第二储气腔后，输送至截止阀。本发明通过电磁阀内设有第一储气腔，气动阀内设有第二储气腔，便于增加瓶阀内储气量，加快气体输送速度。本发明通过电磁阀进而实现气动阀的开启。

所述电磁阀包括一电磁阀阀座，所述电磁阀阀座上开设有所述第一进气口，所述电磁阀内设有一闭合时抵住第一进气口的电磁阀阀芯、一用于给予电磁阀阀芯抵住第一进气口的弹簧力的第一弹簧，所述第一弹簧位于所述第一储气腔内；

所述气动阀包括一气动阀座与气动阀阀芯，所述气动阀座上开设有所述第二进气口，所述气动阀内设有一闭合时抵住第二进气口的气动阀阀芯、一用于给予气动阀阀芯抵住第二进气口的弹簧力的第二弹簧，所述第二弹簧位于所述第二储气腔内；

充气时，总进气口进气，电磁阀处于断电状态，充气压力大于第一弹簧抵住第一进气口的力，且大于第二弹簧抵住第二进气口的力，电磁阀与气动阀均处于开启状态，气体进入依次通过截止阀、过流保护阀、过滤器，最后进入气瓶。

本发明通过优化电磁阀的结构，进而实现断电时的充气。

所述气动阀内还设有第三储气腔，所述第三储气腔与所述第二储气腔分别位于所述气动阀阀芯运动方向的两侧，所述第三储气腔与所述第二储气腔不导通，

所述第三储气腔与截止阀的进口导通；

当气动阀的气动阀阀芯抵住第二进气口时，气动阀闭合，第二储气腔、第三储气腔与第二进气口不导通，

当气动阀的气动阀阀芯不抵住第二进气口时，气动阀开启，第二储气腔、所述第三储气腔与第二进气口导通；

所述阀体内开设有一用于截止阀的进口与第三储气腔、第二储气腔导通的上游主通道，所述阀体内还开设有一下游主通道，所述第一进气口和所述第二进气口通过下游主通道与所述总进气口和减压阀导通；

所述气动阀内设有第一节流孔板，所述第一节流孔板上设有第一节流孔，所述截止阀的进口经上游主通道、所述第一节流孔后与所述第二储气腔导通；

所述电磁阀阀座上设有第二节流孔板，所述第二节流孔板上开设有第二节流孔，所述第一储气腔经所述第二节流孔板与所述下游主通道导通；

所述第二节流孔的孔径大于第一节流孔的孔径。

进而可以实现瓶阀的放气。

放气时，电磁阀处于通电状态，电磁阀开启，第二储气腔、上游主通道和第一储气腔的气体通过第二节流孔向下游主通道排气。上游主通道内的气体经第一节流孔向第二储气腔内补充气体，因为第二节流孔径比第一节流孔孔径要大，对第二储气腔而言，上游主通道对第二储气腔的气体补充比向下游主通道排放要少，第二储气腔内的压力降低，第二储气腔内气体对气动阀阀芯产生的作用力减小，第三储气腔内气体对气动阀阀芯作用力与第二储气腔内气体对气动阀阀芯作用力的差值大于第二弹簧的弹簧力，从而使气动阀密封面被打开，气流从上游主通道直接进入下游主通道，最后排出。

电磁阀断电后，电磁阀密封面关闭，第二储气腔、上游主通道和第一储气腔环腔腔室这3处的气体不再泄至下游，一段时间内，这3处的气体压力将和气瓶里的气体压力一致。再次通电或断电，将重复上述放气的过程，为一个周期。

所述阀体包括一呈圆柱形的上端部、一呈长方体形的下端部；

所述上端部与所述下端部相连，所述气瓶连接端位于所述上端部的顶端；所述总进气口与所述总出气口都位于所述下端部。上端部顶端设有气体进出气瓶的通道。

所述阀体内从上至下依次设有所述过滤器、所述过流保护阀、所述截止阀，所述过滤器、所述过流保护阀、所述截止阀三者固定连接构成一调压组件，所述阀体上开设有用于固定所述调压组件的通孔，所述通孔的中心轴线与所述上端部的中心轴线平行；

所述下端部内设有所述减压阀、所述电磁阀、气动阀。

本发明通过所述过滤器、所述过流保护阀、所述截止阀三者固定连接构成一调压组件，便于实现三者的整合安装。

所述下端部开设有一用于安装电磁阀的电磁阀安装孔、一用于安装气动阀的气动阀安装孔、一用于安装减压阀的减压阀安装孔；

所述电磁阀安装孔的中心轴线与所述气动阀安装孔的中心轴线垂直；

所述电磁阀安装孔的中心轴线与所述减压阀安装孔的中心轴线平行；

所述电磁阀安装孔的中心轴线、所述减压阀安装孔的中心轴线、所述气动阀安装孔的中心轴线处于同一平面上。

本发明通过设有电磁阀安装孔、气动阀安装孔、减压阀安装孔，便于实现电磁阀、气动阀、减压阀的安装、更换，本发明通过电磁阀安装孔的中心轴线、减压阀安装孔的中心轴线、气动阀安装孔的中心轴线处于同一平面上，便于实现装置整体结构的小型化，控制体积。

所述阀体上开设有一用于安装压力传感器的压力传感器安装孔，所述压力传感器安装孔的中心轴线与所述气动阀安装孔的中心轴线平行；

且，所述压力传感器安装孔的中心轴线、所述气动阀安装孔的中心轴线、所述电磁阀安装孔的中心轴线三者处于同一平面上，以所述平面为第一平面；

所述第一平面垂直于所述通孔的中心轴线。

本发明通过电磁阀、气动阀、压力传感器三者的安装方位，便于缩小整体的占用空间，实现装置的小型化。

所述阀体上开设有一用于安装温度传感器的通道，所述通道与所述通孔的中心轴线相互平行，且所述通道的中心轴线平行于所述上端部的中心轴线；

所述温度传感器的感应端外凸于所述上端部。

便于通过温度传感器监测温度。

所述上端部的外壁上设有用于螺纹连接气瓶的外螺纹。便于实现与气瓶的可拆卸连接。

所述阀体内还设有一用于安装泄气装置的泄气装置安装孔，所述泄气装置包括一用于容置熔点在105℃～115℃的易熔合金的通道，所述通道的一端与所述气流通道导通，所述通道的另一端与所述阀体的外壁导通。

本发明通过设有泄气装置，便于当温度超过易熔金的熔点后，内部的易熔金会熔融流出，实现气流通道与外界导通，进而对瓶阀内的高压氢气进行泄放，保证安全。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明与气瓶处于连接状态下的一种原理示意图；

图3为本发明设有气动阀与减压阀处的剖视图；

图4为本发明设有调压组件处的剖视图；

图5为本发明处于排气状态下的过滤器的一种剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参见图1、图2、图3、图4、图5，适用于70mpa工作压力的高压集成式瓶阀，包括一阀体，阀体上设有一用于连接气瓶13的气瓶连接端、一总进气口6、一总出气口20(总出气口20就是减压阀4的末端)，阀体内设有一气流通道；阀体充气时，总进气口6处于导通状态，总出气口20处于闭合状态，气流通道内沿着气流的方向从总进气口至气瓶连接端依次途径电磁阀5、一截止阀1、一过流保护阀2、过滤器3；阀体排气时，总进气口处于闭合状态，总出气口处于导通状态，气流通道内沿着气流方向从气瓶连接端依次途径过滤器、过流保护阀、截止阀、电磁阀5、一减压阀4。本发明通过在瓶阀内集成有减压阀4，电磁阀5、截止阀、过流保护阀、过滤器，适用于70mpa工作压力。本发明通过设有减压阀4，便于高压气体在排出本瓶阀之前先对进行减压，以达到下游用气压力要求，降低下游设计难度。

电磁阀5设有一与总进气口导通的第一进气口，电磁阀5内设有第一储气腔；电磁阀5开启时，第一进气口与第一储气腔导通，电磁阀5闭合时，第一进气口与第一储气腔不导通。本发明通过电磁阀5设有第一储气腔，便于增加瓶阀内储气量，加快气体输送速度。

阀体内还设有一气动阀8,气动阀8设有一与总进气口导通的第二进气口9，气动阀8内设有与截止阀的进口11导通的第二储气腔，第二储气腔与第一储气腔导通，且第一储气腔经第二储气腔与截止阀的进口11导通；气动阀8开启时，第二进气口9与第二储气腔导通；气动阀8闭合时，第二进气口9与第二储气腔不导通。本发明通过气动阀8与电磁阀5的结合，提高了输气时的气流平稳性，气体可以经电磁阀5第一储气腔输送至气动阀8的第二储气腔后，输送至截止阀。本发明通过电磁阀5内设有第一储气腔，气动阀内设有第二储气腔，便于增加瓶阀内储气量，加快气体输送速度。

电磁阀5包括一电磁阀阀座，电磁阀阀座上开设有第一进气口，电磁阀5内设有一闭合时抵住第一进气口的电磁阀阀芯、一用于给予电磁阀阀芯抵住第一进气口的弹簧力的第一弹簧，第一弹簧位于第一储气腔15内；气动阀8包括一气动阀座与气动阀阀芯10，气动阀座上开设有第二进气口9，气动阀座内设有一闭合时抵住第二进气口9的气动阀阀芯、一用于给予气动阀阀芯抵住第二进气口9的弹簧力的第二弹簧，第二弹簧位于第二储气腔14内；充气时，总进气口进气，电磁阀5处于断电状态，充气压力大于第一弹簧抵住第一进气口的力，且大于第二弹簧抵住第二进气口9的力，电磁阀5与气动阀8均处于开启状态，气体进入依次通过截止阀1、过流保护阀2、过滤器3，最后进入气瓶。本发明通过优化电磁阀5的结构，进而实现断电时的充气。

气动阀8内还设有第三储气腔，第三储气腔与第二储气腔14分别位于气动阀阀芯运动方向的两侧；当气动阀8的气动阀阀芯10抵住第二进气口时，气动阀8闭合，第三储气腔与第二进气口不导通，当气动阀8的气动阀阀芯不抵住第二进气口时，气动阀8开启，第三储气腔与第二进气口导通。阀体内开设有一用于截止阀的进口11与第二储气腔14导通的上游主通道，阀体内还开设有一下游主通道，第一进气口与第二进气口通过下游主通道与总进气口和减压阀4导通。气动阀8内设有第一节流孔板，所述第一节流孔板上设有第一节流孔，截止阀的进口11经上游主通道、第一节流孔后与第二储气腔14导通；电磁阀阀座上设有第二节流孔板，所述第二节流孔板上开设有第二节流孔，第一储气腔经第二节流孔板与下游主通道导通；第二节流孔的孔径大于第一节流孔的孔径。进而可以实现瓶阀的放气。放气时，电磁阀5处于通电状态，电磁阀5开启，第二储气腔、上游主通道和第一储气腔的气体通过第二节流孔向下游主通道排气。上游主通道内的气体经第一节流孔向第二储气腔内补充气体，因为第二节流孔径比第一节流孔孔径要大，对第二储气腔而言，上游主通道对第二储气腔的气体补充比向下游主通道排放要少，第二储气腔内的压力降低，第二储气腔内气体对气动阀阀芯产生的作用力减小，第三储气腔内气体对气动阀阀芯作用力与第二储气腔14内气体对气动阀阀芯作用力的差值大于第二弹簧的弹簧力，从而使气动阀8密封面被打开，气流从上游主通道直接进入下游主通道，最后排出。

电磁阀设有一电磁阀出气口，第一储气腔与电磁阀出气口导通。气动阀设有两个出气口，分别为第一出气口、第二出气口，第一出气口与第二储气腔导通。气动阀阀芯抵住第二进气口时，第二进气口与第二出气口不导通，气动阀阀芯不抵住第二进气口时，第二进气口、第三储气腔、第二出气口导通。

电磁阀5断电后，电磁阀5密封面关闭，第二储气腔、上游主通道和第一储气腔环腔腔室这3处的气体不再泄至下游，一段时间内，这3处的气体压力将和气瓶里的气体压力一致。再次通电或断电，将重复上述放气的过程，为一个周期。

阀体包括一呈圆柱形的上端部、一呈长方体形的下端部；上端部与下端部相连，总进气口位于上端部的顶端；所述总进气口位于所述上端部的顶端；总进气口，总出气口都处于下端部。阀体内从上至下依次设有过滤器、过流保护阀、截止阀1，过滤器、过流保护阀、截止阀1三者固定连接构成一调压组件，阀体上开设有用于固定调压组件的通孔，通孔的中心轴线与上端部的中心轴线平行；下端部内设有减压阀4、电磁阀5、气动阀8。本发明通过过滤器、过流保护阀、截止阀1三者固定连接构成一调压组件，便于实现三者的整合安装。

下端部开设有一用于安装电磁阀5的电磁阀安装孔、一用于安装气动阀8的气动阀安装孔、一用于安装减压阀4的减压阀安装孔；电磁阀安装孔的中心轴线与气动阀安装孔的中心轴线垂直；电磁阀安装孔的中心轴线与减压阀安装孔的中心轴线平行；电磁阀安装孔的中心轴线、减压阀安装孔的中心轴线、气动阀安装孔的中心轴线处于同一平面上。本发明通过设有电磁阀安装孔、气动阀安装孔、减压阀安装孔，便于实现电磁阀5、气动阀8、减压阀4的安装、更换，本发明通过电磁阀安装孔的中心轴线、减压阀安装孔的中心轴线、气动阀安装孔的中心轴线处于同一平面上，便于实现装置整体结构的小型化，控制体积。

阀体上开设有一用于安装压力传感器7的压力传感器安装孔，压力传感器安装孔的中心轴线与气动阀8安装孔的中心轴线平行；且，压力传感器安装孔的中心轴线、气动阀安装孔的中心轴线、电磁阀安装孔的中心轴线三者处于同一平面上，以平面为第一平面；第一平面垂直于通孔的中心轴线。本发明通过电磁阀5、气动阀8、压力传感器7三者的安装方位，便于缩小整体的占用空间，实现装置的小型化。

阀体上开设有一用于安装温度传感器17的通道，通道与通孔的中心轴线相互平行，且通道的中心轴线平行于上端部的中心轴线；温度传感器的感应端外凸于上端部。便于通过温度传感器监测温度。

上端部的外壁上设有用于螺纹连接气瓶的外螺纹。便于实现与气瓶的可拆卸连接。

阀体内还设有一用于安装泄气装置12的泄气装置安装孔，泄气装置12包括一用于容置熔点在105℃～115℃的易熔合金的通道，通道的一端与气流通道导通，通道的另一端与阀体的外壁导通。本发明通过设有泄气装置，便于当温度超过易熔金的熔点后，内部的易熔金会熔融流出，实现气流通道与外界导通，进而对瓶阀内的高压氢气进行泄放，保证安全。

过滤器内设有一过滤滤芯，过滤滤芯包括如下原料，活性炭50％～60％，玻璃纤维4％～8％，吸水树脂5％～8％，磁粉3％～7％，海泡石8％～15％，硅藻泥5％～15％，木屑灰3％～5％。本发明通过优化传统过滤滤芯，通过内部增设有海泡石，海泡石具有微孔，能实现有害气体的吸附，此外，本发明通过增设有硅藻泥与木屑灰，易填充到海泡石的微孔内，提高气体经过海泡石微孔的净化效果，此外，本发明通过设有硅藻泥，实现颗粒物的粘性吸附，提高磁粉的吸附效果。吸水树脂实现吸水性后，提高过滤滤芯的整体粘度，进而提高对杂质的粘性吸附效果。因为本发明通过优化各个配比的含量，故仍能实现透气性的效果。

作为一种有效方案，过滤器内设有一过滤滤芯，过滤滤芯包括如下原料，活性炭60％，玻璃纤维5％，吸水树脂5％，磁粉7％，海泡石9％，硅藻泥11％，木屑灰3％。本发明通过增加活性炭的含量，保证过滤滤芯的整体透气性，通过硅藻泥作为胶黏剂，实现原料的粘性固定的同时，还是实现对杂质的粘性吸附。

参见图5，过滤器内设有两个过滤单元，分别为第一过滤单元，第二过滤单元，第二过滤单元呈环状，且设置在第一过滤单元的外围。第一过滤单元包括第一筒状外壳31，第一筒状外壳31内安装有圆柱状的第一过滤滤芯36，第一筒状外壳31内还设有一设有透气孔的第一限位件33，第一限位件33与第一筒状外壳31固定连接，第一限位件33的下方设有第一过滤滤芯36，第一限位件33的上方设有第一挡板34，第一挡板34与第一限位件33通过第三弹簧相连，第一挡板34与第一筒状外壳31的内壁之间存有间隙；

第二过滤单元包括第二筒状外壳32，第二筒状外壳32内安装有圆环状的第二过滤滤芯35，第二筒状外壳32内还设有一设有透气孔的圆环状的第二限位件38，第二限位件38的外环壁与第二筒状外壳32固定连接，第二限位件38的内环壁与第一筒状外壳31固定连接，第二限位件38的上方设有第二过滤滤芯35，第二限位件38的下方设有第二挡板37，第二挡板37与第二限位件38通过第四弹簧相连，第二挡板37与第二筒状外壳32的内壁之间存有间隙；

充气时，过滤器的导流方向为从下至上，第二挡板37与第二限位件38相抵，第二挡板37与第二限位件38围成一容置压缩后的第四弹簧的第二容纳腔，第一限位件33与第一挡板34远离，第一过滤滤芯36对充气时的气体进行过滤；

气瓶排气时，过滤器的导流方向为从上至下，第一挡板34与第一限位件33相抵，第一挡板34与第一限位件33围成一容置压缩后的第三弹簧的第一容纳腔，第二限位件38与第二挡板37远离，第二过滤滤芯35对充气时的气体进行过滤。

本发明实现了单个过滤器可以实现双向过滤，防止用于双向过滤时，吸附在过滤单元的杂质被吹离过滤单元，流向其他部件。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。