一种带止回阀功能的穿板管接头及燃料电池的制作方法

本发明涉及一种带止回阀功能的穿板管接头及燃料电池。

背景技术：

燃料电池是一种能把存储在燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，进行化学反应的装置我们常称“电堆”或者“电堆模块”，只要在阳极侧和阴极侧不断的供给燃料(一般为氢气)和氧化剂(一般为空气)，它就可以通过氧化还原反应，不断地对外输出电能。与一般的充电电池(例如锂电池)不同的是，单纯的一个燃料电池或燃料电池电堆单元是不能工作的，它需要一套复杂的辅助系统与其配合，构成一个燃料电池发电系统才能对外发电。其结构如图1所示，包括电堆模块、电气控制组件(未标示出)、氢气路系统、冷却回路系统和空气路系统，所述的氢气路系统包括进氢阀门组件、氢气循环泵和吹扫阀；所述的电堆模块由若干个燃料电池单体由下至上堆叠而成，所述的冷却回路系统包括水泵、水泵控制器、节温阀；所述的空气路系统包括空气压缩机、空气冷却器、加湿器；将电堆模块、电气控制组件、氢气路系统安装在一个箱体里面形成燃料电池主工作模块。

现有的燃料电池箱体结构，为了满足ip67防护等级要求，电池箱体内外的压缩空气进出口都是采用o型圈、螺钉、带法兰面管接头进行密封装配。燃料电池电堆空气路出口的接头内侧接电堆，外侧接止回阀后，然后接管汇流至尾排管路；电堆的空气路出口安装的止回阀(或挡板阀)，为了防止燃料电池停机时，有害物质从出口处进入电堆，进而损坏电堆。这种独立式的止回阀零件占用的空间大、加工材料与人工成本较高、装配工序与零件较多。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带止回阀功能的穿板管接头及燃料电池，解决现有技术中空气路出口需要外置安装的独立止回阀，而这种独立式的止回阀零件占用的空间大、加工材料与人工成本较高、装配工序与零件较多的技术问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种带止回阀功能的穿板管接头，包括管接头和止回阀装置，管接头里面设置有管道空腔，其特征在于：在管道空腔里面安装止回阀装置。

上述所述的止回阀装置包括固定块、弹簧、折页柱和膜片组件，固定块安装在管道空腔里面，折页柱安装在固定块上，折页柱中部套装有弹簧，膜片组件被夹装在固定块和折页柱之间，膜片组件的中间被折页柱压紧在固定块上并分成左右两半，弹簧的两端分别顶在左半膜片组件和右半膜片组件上，膜片组件的边缘与管道空腔的内壁接触配合。

上述所述的膜片组件呈v形。

上述所述的固定块通过密封垫、第一螺钉安装在管接头的管道空腔里面，固定块的顶部和底部都设置有螺钉孔，第一螺钉的端部从管接头外伸入管道空腔里面拧紧在固定块的顶部和底部的螺钉孔里，第一螺钉的螺钉头部与管接头外壁之间用密封垫密封。

上述在止回阀装置后方的管道空腔里面设置限位柱。

上述所述的膜片组件包括左固定板、右固定板、左压板、右压板和整块膜片，膜片的左半部被左固定板和左压板夹紧安装在一起，膜片的右半部被右固定板和右压板夹紧安装在一起。

上述的固定块的两侧上分别设置缺口，左固定板和右固定板的内侧卡在缺口里面。

上述在管接头的中部外侧连接有安装板，安装板上设有安装孔。

上述在安装板还设置水管接头，水管接头与管接头并排隔开一定距离。

上述的水管接头与管接头和安装板一体注塑形成。

一种燃料电池，包括箱体、电堆模块和穿板管接头，电堆模块安装在箱体里面，电堆模块的空气输入口和空气输出口通过管路延伸靠近箱体，在管路的端部设置穿板管接头，其特征在于：所述的穿板管接头是权利要求1至7任意一项所述的带止回阀功能的穿板管接头，在管接头的中部外侧连接有安装板，安装板上带有安装孔，安装板贴装箱体的外侧板，管接头的一端穿过箱体侧壁的通孔伸入箱体里面并与管路连接。

上述在安装板还设置水管接头，水管接头与管接头并排隔开一定距离，水管接头一端穿过箱体侧壁的通孔伸入箱体里面并与管路连接。

本发明与现有技术相比，具有如下效果：

1)本发明的带止回阀功能的穿板管接头，包括管接头和止回阀装置，管接头里面设置有管道空腔，其特征在于：在管道空腔里面安装止回阀装置，它结构简单，安装方便，制造成本低，占用空间小。

2)本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明：

图1是现有技术中的燃料电池的方框示意图；

图2是本发明实施例一的穿板管接头一个角度的立体图；

图3是本发明实施例一的穿板管接头的分解图；

图4是本发明实施例一的穿板管接头的主视图；

图5是图4的a-a剖视图；

图6是本发明实施例一的止回阀装置的立体图；

图7是本发明实施例一的止回阀装置的分解图；

图8是本发明实施例一的膜片组件的立体图；

图9是本发明实施例一的膜片组件的分解图；

图10是图5的b-b剖视图；

图11是本发明实施例二燃料电池的立体图；

图12是本发明实施例二燃料电池的分解图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例一：

如图2至图10所示，本实施例提供一种带止回阀功能的穿板管接头，包括管接头1和止回阀装置2，管接头1里面设置有管道空腔11，在管道空腔11里面安装止回阀装置2。它结构简单，安装方便，制造成本低，占用空间小，止回阀装置2加工材料与人工成本较低、装配工序与零件较小。

上述在管接头1的中部外侧连接有安装板100，安装板100上带有安装孔101，便于安装；在安装板100还设置水管接头3，水管接头3与管接头1并排隔开一定距离，增加功能结构，减少零件，便于安装；水管接头3与管接头1和安装板100一体注塑形成，结构简单，整体性强，减少零件数量，便于安装与维护。水管接头3主要连接冷却水路，水管接头3里面不设置阀体。

上述所述的止回阀装置2包括固定块21、弹簧22、折页柱23和膜片组件24，固定块21安装在管道空腔11里面，折页柱23通过螺钉27安装在固定块21上，折页柱23中部套装有弹簧22，膜片组件24中间被夹装在固定块21和折页柱21之间，膜片组件24的中间被折页柱23压紧在固定块21上并分成左右两半，弹簧22的两端分别顶在左半膜片组件24a和右半膜片组件24b上，膜片组件24的边缘与管道空腔11的内壁接触配合,它结构简单，体积小，零件集成度高，制造成本低。弹簧，用于复位膜片组件24。

上述的膜片组件24呈v形，便于开合以便切断或者关闭空气路。

上述的固定块21通过密封垫25、第一螺钉26安装在管接头1的管道空腔11里面，固定块21的顶部和底部都设置有螺钉孔211，第一螺钉26的端部从管接头1外伸入管道空腔11里面拧紧在固定块21的顶部和底部的螺钉孔211里，第一螺钉26的螺钉头部与管接头1外壁之间用密封垫25密封。

上述在止回阀装置2后方的管道空腔11里面设置限位柱12，当止回阀装置2的左半膜片组件24a和右半膜片组件24b收拢起来时，打开空气路，左半膜片组件24a和右半膜片组件24b碰到限位柱12，不能再收拢。

上述所述的膜片组件24包括左固定板241a、右固定板241b、左压板242a、右压板242b和整块膜片243，膜片243的左半部243a被左固定板241a和左压板242a夹紧安装在一起形成左半膜片组件24a，膜片243的右半部243b被右固定板241b和右压板242b夹紧安装在一起形成右半膜片组件24b。单纯的整块膜片243很柔软，难以控制，必须配合左固定板241a、右固定板241b、左压板242a、右压板242b达到一定强度后，才能可靠控制。膜片组件24用于开合空气路出口(即管道空腔11)的通道，在停机时自动闭合管道空腔11；左固定板241a、右固定板241b限制膜片的左半膜片组件24a、右半膜片组件24b运动范围；左压板242a、右压板242b用于把膜片243分别压紧在左固定板241a、右固定板241b上，并承受弹簧22的弹力；弹簧22为对称扭簧，扭簧的两力臂压在左压板242a、右压板242b上。

上述的固定块21的两侧上分别设置缺口210，左固定板241a、右固定板241b的内侧分别卡在缺口210里面。缺口210的作用是当左半膜片组件24a和右半膜片组件24b张开时堵塞管道空腔11，缺口210对左固定板241a、右固定板241b的张开角度进行限制。

本发明的原理是：当燃料电池工作时，空气压缩机工作，提供一定压力的空气通过带止回阀功能的穿板管接头，高压空气进入管道空腔11，克服弹簧22的阻力并顶开左半膜片组件24a和右半膜片组件24b，使左半膜片组件24a和右半膜片组件24b绕折页柱23合拢起来，打开管道空腔11的空气流道；当燃料电池停止工作时，空气压缩机也停止工作，管道空腔11里面的空气压力变为正常，在弹簧22作用下左半膜片组件24a和右半膜片组件24b张开重新堵塞管道空腔11的空气流道，防止外物进入。

实施例二:

如图5、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，本实施例提供的是一种燃料电池，包括箱体200、电堆模块300和穿板管接头400，电堆模块300安装在箱体200里面，电堆模块300的空气输入口和空气输出口通过管路500延伸靠近箱体200，在管路500的端部设置穿板管接头400，所述的穿板管接头400是实施例一所述的带止回阀功能的穿板管接头，在管接头1的中部外侧连接有安装板100，安装板100上带有安装孔，安装板100贴装箱体200的外侧板，管接头1的一端穿过箱体200侧壁的通孔伸入箱体200里面并与某一管路500连接。

上述在安装板100还设置水管接头3，水管接头3与管接头1并排隔开一定距离，水管接头3一端穿过箱体200侧壁的通孔伸入箱体200里面并与某一管路连接。

本发明的一种燃料电池中电堆模块300的空气输入口和空气输出口通过管路500延伸靠近箱体200，在管路500的端部设置穿板管接头400，带止回阀功能的穿板管接头400，包括管接头1和止回阀装置2，管接头2里面设置有管道空腔22，其特征在于：在管道空腔22里面安装止回阀装置2，它结构简单，安装方便，制造成本低，占用空间小。止回阀装置2加工材料与人工成本较低、装配工序与零件较小。

以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。