超高压瓶阀的制作方法

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种超高压瓶阀。

背景技术：

氢能源燃料电池汽车，由于完全没有污染、充气时间短及续驶里程长，所以得到世界各主要经济体的高度重视，我国政府也已将加氢设施建设写进了2019年的政府工作报告。为了进一步提高续驶里程和提高整车性能，世界各制造商正在将储氢瓶内的氢气压力提高到70mpa，这就对储氢瓶和瓶阀提出了更严格的要求，对瓶阀而言，要求安全性高、功能集成度高和监控性高。目前国内外采用的高压瓶阀，主要集成了流量限制器、电磁阀、过热安全阀、手动截止阀、放气阀、滤芯以及压力传感器和温度传感器，这类阀的不足之处是，无论是否供气，阀内始终处于与瓶内气压相当的高压状态，这不但增大了电磁阀的开阀电流，并容易造成泄漏和不安全；并且没有稳流装置，因此，输出的气体流量波动很大；此外，由于氢燃料电池只能承受较低的气压，因此，阀外必须再经减压阀减压，这增加了连接上的麻烦和泄漏点，并且输出压力波动也很大，而燃料电池希望能提供比较稳定的流量和压力；再次，大多采用直动式电磁阀，开阀电流大，由于散热条件差，影响电磁阀寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术的车载高压储氢瓶组合阀存在的上述问题，提供一种超高压瓶阀，具有输出气压可根据燃料电池的要求进行调节、减压阀后始终处于低压，并且采用具有先导阀的电磁阀，电磁铁只要以较小的力就能打开电磁阀，电磁铁寿命长，此外，输出流量及压力稳定等特点。

本发明为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种超高压瓶阀，包括阀体，阀体内设有减压阀、平衡阀、电磁阀、单向充气阀、过压安全阀、过热安全阀、放气阀、滤芯、温度传感器、瓶内气压及输出气压传感器接口；充氢时，高压氢气经充气口滤芯打开单向充气阀，通过阀体内的相应通道向储氢瓶充气；供氢时，瓶内高压氢气经减压阀、平衡阀、电磁阀及出气口滤芯向燃料电池供气。

超高压瓶阀的工作原理是：向储氢瓶内充气时，高压氢气首先经充气口滤芯过滤，以免杂质进入储氢瓶和瓶阀内，然后经充气单向阀及阀体内的相应通道进入储氢瓶；充气单向阀的作用是，当停止供气时，阻止氢气逆向流出，实现保压；储氢瓶内的高压氢气，通过阀体内的相关通道与过压安全阀、过热安全阀、放气阀、瓶内气压传感器、输出压力传感器及温度传感器相通；过压安全阀的功能是，当充气压力超过70mpa或由于外界温度上升引起瓶内气压超过70mpa时，会自动放气释压，以免储氢瓶超压爆炸；过热安全阀的功能是，由环境升温（例如车辆燃烧）致使阀温上升至110℃±5℃时，为了防止储氢瓶过热超压爆炸，过热保护装置动作，将瓶内氢气向外排放；放气阀的功能是，当减压阀或电磁阀等发生故障，无法向燃料电池供气时，可打开放气阀，将瓶内氢气向外排出或排入其他容器；瓶内气压传感器用于观察瓶内氢气压力，当气压降低至最低工作压力（例如5mpa左右）时应及时充气，当充气压力达到70mpa时应停止充气；输出压力传感器用于观察输出压力是否符合燃料电池的要求；温度传感器用于观察瓶内氢气的温度，正常工作温度范围为-40℃—+85℃，超温时应及时检查有无事故或不适当操作发生。

当储氢瓶向燃料电池供气时，高压氢气首先进入减压阀，然后通过平衡阀、电磁阀和出气口滤芯向燃料电池供气。减压阀的功能是将阀前的高压减至燃料电池所需的低压；由于减压阀的输入压力相差很大（5mpa—70mpa），因此输出压力的波动很大，同时影响到输出流量的稳定性，平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，其功能是控制输出流量和压力的大小及波动，必要时节流阀可用作截止阀；此外，当通过的流量过大时（例如下游管道破裂），能自动关闭气路，停止供气；出气口滤芯的功能是防止杂质进入燃料电池。

作为优选，阀体由相互垂直的上下两部分组成，上部为长方体，下部基本上为一圆柱，圆柱上方的外螺纹与储氢瓶上方的内螺纹旋合，下圆柱与瓶口下方的内孔滑配，下圆柱的凹槽中设有o型密封圈十三和挡圈二；各零部件配置在阀体内，并由阀体内的相应通道连通；圆柱的一侧设有纵向孔，纵向孔的顶端与减压阀进口腔相通。

作为优选，减压阀设置在长方体中线略偏左位置，包括阀套五、滑阀一、弹簧五、调节螺柱三、锁紧螺母四、挡圈一、螺塞及o型密封圈，各零件中心线在同一轴线上；阀套五与相应孔过渡配合，两端由孔用弹性挡圈一定位，内孔的两端加工有螺纹，中心有一个阶梯孔，上通孔直径略小于下通孔直径，上通孔的下端有一个倒角，下方有一个环形凹槽；调节螺柱三的外螺纹旋合在阀套五上端的螺孔中，顶端有内六角孔，下端有一个凸台，中心底端有一个纵向盲孔，上方有一个径向孔，二孔相通；螺塞的外螺纹旋合在再阀套五下端的螺孔中，上方的小圆柱与阀套五的下通孔滑配，并设有o型密封圈，顶端有一个凹坑，下端有一个内六角孔；滑阀一的上段是一个上柱塞，中段是一个活塞，下端是一个下柱塞，三者由较细的上阀杆和下阀杆连成一体，上柱塞的直径略小于下柱塞的直径，上、下两柱塞的外径上均有若干条均压沟槽，上柱塞和活塞滑配在阀套五的上通孔中，上柱塞上方的凹槽中设有o型密封圈和挡圈，滑阀顶端有一个凸台，下柱塞动配在阀套五的下通孔中，底端中心设有轴向盲孔，下阀杆中段设有径向孔，二孔相通，中段的活塞下端是一个外凸的锥体，锥体的外径略小于阀套五的下通孔内径，但大于上通孔内径，锥体的锥角与上通孔下端的倒角的锥度相同，活塞的外圆上有两个对称的半倒锥形凹槽，凹槽与上通孔的下端的倒角组成减压阀阀口，减压阀阀口形状近似于两个半圆，因此具有较大的水力半径，减压阀阀口关闭后还会继续上升一段距离，然后下通孔下端的倒角与活塞上的锥体贴合，是一种双重密封结构，弹簧五设置在滑阀一的顶面和调节螺柱三的底面之间；滑套五中段的筒壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有一条较宽的凹槽，阀套五中下段的筒壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有环形凹槽，与通道孔相通。

作为优选，平衡阀设置在减压阀的右侧，平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，包括弹簧一、阀芯一、阀套一、导向套、调节螺柱一，锁紧螺母一和o型密封圈，各零件的中心线在同一轴线上；阀套一的外形为阶梯形圆柱，中、小圆柱滑配在相应的内孔中，并各设有o型密封圈二及o型密封圈十二，大径上的外螺纹旋合在阀体相应的螺孔中，其内孔为阶梯孔，大径上车有内螺纹，底墙中心具有通孔，通孔下端具有倒角，底墙的周壁上设有4个均布的径向孔，径向孔的外口车有环形凹槽，阀套一中段的管壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有环形凹槽，与通道孔相通；导向套下部的外螺纹与阀套一大径上的内螺纹旋合，上方的圆柱体与阀套一的内孔滑配，并设有o型密封圈一，中心是一个阶梯孔，大径内车有内螺纹；调节螺柱一是一阶梯轴，上方小轴与导向套的小孔滑配，并设有o型密封圈三，顶端有一个凹坑，下方的外螺纹与导向套大径中的内螺纹旋合，底端有一个内六角孔；阀芯一设置在阀套一的上方空腔中，其下方的小轴与导向套的内孔动配，上部是一个锥台，锥台的锥度与阀套一底墙上的通孔下端倒角的锥度相同，二者组成平衡阀阀口，转动调节螺柱一，即能调节平衡阀阀口的大小，调定后用锁紧螺母一锁定，必要时可用作截止阀，阀芯一的中心从底部起设有轴向盲孔，上方设有径向孔，二孔相通，阀芯一的中段具有外凸环，弹簧一设置在外凸环的上端面和阀套一的底墙之间。

作为优选，电磁阀位于阀体长方体的右上方，包括电磁铁、滑阀二、密封垫、阀座、弹簧七和出气口滤芯；电磁铁包括静铁芯、弹簧六、骨架、线圈，筒身和右端具有锥体的动铁芯，各零件的中心线在同一直线上；弹簧六位于静铁芯和动铁芯之间，电磁阀阀口关闭时，静、动铁芯间的间隙为δ，电磁铁的筒身与阀体的相应孔滑配，并设有o型密封圈十，由孔用弹性挡圈二定位，出线电缆穿过长方体侧面上的孔，并由导线密封接头固定；滑阀二类似一有底的杯状圆筒，内孔与动铁芯的外径动配，右墙中心有一小气孔，小气孔的左端有一锥孔，锥孔的锥度与动铁芯右端锥体的锥度相同，二者组成先导阀阀口，右墙的外径上有一肩胛，右端面上设有密封垫；阀座旋合在阀体的相应螺孔中，左侧的圆柱外径与相应孔滑配，并设有o型密封圈十一，左端有一凹坑，凹坑的内径大于滑阀二的外径，凹坑底面的中心有一凸出的锥台，阀座右侧的中心有一阶梯形通孔，大孔为出气孔，中间的孔中设有出气口滤芯，并有孔用弹性挡圈三定位，左端的气孔与凹坑底面中心凸出锥台形成的环形刃边与密封垫组成电磁阀阀口；弹簧七设置在阀座凹坑的底面与滑阀二右端的肩胛之间，其对滑阀二的推力小于弹簧六的推力；转动阀座能调节间隙δ，即电磁阀阀口的开度，调节符合要求后用紧定螺钉紧定。

作为优选，充气单向阀位于阀体长方体左侧的中下方，包括阀套三、弹簧三、阀芯三，各零件的中心线在同一轴线上；阀套三大径上的外螺纹与长方体上的相应内螺纹旋合，小径与相应孔滑配，并设有o型密封圈七，内孔中心的通孔的左端为一阶梯孔，大孔中加工有螺纹，小孔中安装有充气口滤芯，并有挡圈定位，通孔右端孔的孔底加工有凹槽，孔中动配有阀芯三，阀芯三的左端是一个锥台，锥台的锥度与通孔右端倒角的锥度相同，二者组成单向阀阀口，中心的盲孔中设有弹簧三，盲孔左端的筒壁上设有4个均布的径向孔；阀套三的筒壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外圆上车有环形凹槽。

作为优选，过压安全阀和过热安全阀为一体结构，位于长方体的左上方，包括阀套四、阀芯四、弹簧四、活塞、熔栓块、调节螺柱二和锁紧螺母三，各零件的中心线位于同一轴线上；阀套四上方的外螺纹与长方体中相应的内螺纹旋合，下方圆柱体与相应的孔滑配，底端倒角处设有o型密封圈八，中心具有阶梯孔，大孔中加工有内螺纹，小孔中滑配有活塞，阀芯四的下锥体上平面与活塞下端面间设有弹簧四，阀芯四下锥体的锥度与阀套四底墙中心通孔上方倒角的锥度一致，二者组成安全阀阀口；阀芯四的柄端松配在活塞底端的盲孔中，调节螺柱二的外螺纹旋合在阀套四大孔的内螺纹中，顶端设有内六角孔，底端设有凹坑，凹坑中设置熔栓块，中央设有连通孔；阀套四筒壁上设有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有环形凹槽。

作为优选，放气阀位于长方体的左下方，包括阀套二、螺钉、阀芯二、弹簧二及锁紧螺母二，各零件的中心线在同一轴线上；阀套二大径上的外螺纹与长方体上相应的内螺纹旋合，小圆柱与相应孔滑配，顶端的倒角处设有o型密封圈六；内孔两端的孔径大，中间的孔径小，上孔底车有凹槽，孔内动配有阀芯二，阀芯二下端锥台的锥度与中间小孔上方倒角的锥度相同，二者组成放气阀阀口，盲孔中设有弹簧二，盲孔底的筒壁上设有4个均布的径向孔；下孔中车有内螺纹，与螺钉的外螺纹旋合，螺钉的底端具有内六角孔，上方小圆柱与阀套二中间的小孔滑配，并设有o型密封圈五，顶端的小轴与阀芯二锥台的顶面相对，平时是不接触的；阀套二的筒壁中部附近设有4个均布的径向孔，径向孔的外口外径上车有环形凹槽。

作为优选，阀体上圆柱的另一侧还设有纵向通孔，纵向通孔上下两端均具有内螺纹，温度传感器从上至下插入纵向通孔内，上端的外螺纹与纵向通孔上端的内螺纹旋合，并压紧o型密封圈十四，纵向通孔的下螺孔与压紧螺钉旋合，上方设有挡圈三和密封填料。

本发明的有益效果是：1、组合阀内设置了一只水力半径较大的减压阀，不能储氢瓶内气压多高，输出气压可根据燃料电池的要求进行调节，并且，即使在停止供气期间，减压阀后始终处于低压，当再次供气时，电磁铁只要以较小的力就能打开电磁阀，2、由于减压阀输出的压力有一定的波动，如果其后直接串联节流阀，那么输出的流量也必然是波动的，本专利在减压阀后串接了有节流阀和稳流稳压阀组成的平衡阀，使输出的流量和压力基本上保持稳定；3、采用具有先导阀的电磁铁，以减小线圈的开阀电流，延长电磁阀的寿命。

附图说明

图1是本发明超高压瓶阀的工作原理图；

图2是本发明超高压瓶阀的横向剖视图；

图3是图2的m-m剖视图；

图4是图2的k-k局部剖视图；

图5是图2电磁阀处的局部剖视图；

图6是图2的n-n剖视图。

图中：1.阀体，2.弹簧一，3.阀芯一，4.o型密封圈一，5.阀套一，6.o型密封圈二，7.导向套，8.o型密封圈三，9.调节螺柱一，10.锁紧螺母一，11.孔用弹性挡圈一，12.o型密封圈四，13.螺塞，14.螺钉，15.锁紧螺母二，16.o型密封圈五，17.阀套二，18.阀芯二，19.弹簧二，20.o型密封圈六，21.o型密封圈七，22.充气口滤芯，23.弹簧三，24.阀芯三，25.阀套三，26.o型密封圈八，27.阀套四，28.弹簧四，29.阀芯四，30.活塞，31.熔栓块，32.调节螺柱二，33.锁紧螺母三，34.调节螺柱三，35.锁紧螺母四，36.弹簧五，37.导线密封接头，38.阀套五，39.滑阀一，40.不锈钢珠，41.挡圈一，42.o型密封圈九，43.静铁芯，44.弹簧六，45.骨架，46.线圈，47.o型密封圈十，48.筒身，49.孔用弹性挡圈二，50.动铁芯，51.o型密封圈十一，52.紧定螺钉，53.阀座，54.弹簧七，55.密封垫，56.孔用弹性挡圈三，57.出气口滤芯，58.滑阀二，59.o型密封圈十二，60.挡圈二，61.o型密封圈十三，62.温度传感器，63.压紧螺钉，64.密封填料，65.挡圈三，66.o型密封圈十四，a.纵向孔，b.横向孔，c.径向孔，d.凹槽，e.径向孔，f.通道，g.通道，h.径向孔，i.通道，j.通孔，k.径向孔，l.通道，m.通道，n.凹坑，o1.小气孔，o2.气孔，p.轴向盲孔，q.径向孔，r.环形凹槽，s.连通孔，t.通孔，u.纵向通孔，v.轴向孔，x.通孔，z.径向孔，a1.瓶内气压传感器连接孔，a2.输出压力传感器连接孔，b1.出气孔，b2.充气孔，b3.泄放孔，b4.放气孔，v1.减压阀阀口，v2.平衡阀阀口，v3.先导阀阀口，v4.电磁阀阀口，v5.安全阀阀口，v6.放气阀阀口，v7.单向阀阀口，z1.减压阀进口腔，z2.平衡阀前腔，z3.电磁阀前腔，z4.先导阀前腔，z5.泄放腔。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

实施例1

本超高压瓶阀的工作原理如图1所示，向储氢瓶内充气时，高压氢气首先经充气口滤芯过滤，以免杂质进入储氢瓶和瓶阀内，然后经充气单向阀及阀体内的相应通道进入储氢瓶；充气单向阀的作用是，当停止供气时，阻止氢气逆向流出，实现保压；储氢瓶内的高压氢气，通过阀体内的相关通道与过压安全阀、过热安全阀、放气阀、瓶内气压传感器、输出压力传感器及温度传感器相通；过压安全阀的功能是，当充气压力超过70mpa或由于外界温度上升引起瓶内气压超过70mpa时，会自动放气释压，以免储氢瓶超压爆炸；过热安全阀的功能是，由环境升温（例如车辆燃烧）致使阀温上升至110℃±5℃时，为了防止储氢瓶过热超压爆炸，过热保护装置动作，将瓶内氢气向外排放；放气阀的功能是，当减压阀或电磁阀等发生故障，无法向燃料电池供气时，可打开放气阀，将瓶内氢气向外排出或排入其他容器；瓶内气压传感器用于观察瓶内氢气压力，当气压降低至最低工作压力（例如5mpa左右）时应及时充气，当充气压力达到70mpa时应停止充气；输出压力传感器用于观察输出压力是否符合燃料电池的要求；温度传感器用于观察瓶内氢气的温度，正常工作温度范围为-40℃—+85℃，超温时应及时检查有无事故或不适当操作发生。

当储氢瓶向燃料电池供气时，高压氢气首先进入减压阀，然后通过平衡阀、电磁阀和出气口滤芯向燃料电池供气。减压阀的功能是将阀前的高压减至燃料电池所需的低压；由于减压阀的输入压力相差很大（5mpa—70mpa），因此输出压力的波动很大，同时影响到输出流量的稳定性，平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，其功能是控制输出流量和压力的大小及波动，必要时节流阀可用作截止阀，此外，当通过的流量过大时（例如下游管道破裂），能自动关闭气路，停止供气；出气口滤芯的功能是防止杂质进入燃料电池。

本超高压瓶阀的构造参见图2—图6，由阀体1、充气口滤芯22，出气口滤芯57、减压阀、平衡阀、电磁阀、单向充气阀、放气阀、过热安全阀、过压安全阀、瓶内气压传感器连接孔a1和输出压力传感器连接孔a2、出气孔b1、充气孔b2及泄放孔b3和放气孔b4等集合而成，各零部件安装在阀体1内，并由阀体1内的相关连接通道按设计要求连通。阀体1的材料是高强度铝合金，因此重量轻，其由相互垂直的上下两部分组成，上部为长方体，下部基本上为一圆柱（参见图3和图6），圆柱上方的外螺纹与储氢瓶瓶口上方的内螺纹旋合，下方的下圆柱与瓶口下方的内孔滑配，下圆柱的凹槽内设有o型密封圈十三61和挡圈二60，挡圈二60用于防止高压氢气将o型密封圈十三61挤入配合间隙中。

圆柱的一侧设有纵向孔a（参见图6），纵向孔a的轴线与圆柱的轴线平行，偏心为δ，纵向孔a的下端具有内螺孔，顶端与减压阀进口腔z1相通。

减压阀（参见图2）设置在长方体中线略偏左位置，由阀套五38、滑阀一39、弹簧五36、调节螺柱三34、锁紧螺母四35、挡圈一41、o型密封圈九42、螺塞13和o型密封圈四12等零件组成，各零件的中心线在同一轴线上；阀套五38和相应孔过渡配合，两端有孔用弹性挡圈一11定位；内孔的两端加工有内螺纹，中心有一个阶梯形通孔，上通孔的直径略小于下通孔的直径，上通孔的下端有一个倒角，作为减压阀的阀座，上通孔的下方有一个环形凹槽；调节螺柱三34的外螺纹旋合在阀套五38上端的螺孔中，顶端有内六角孔，下端有一个设置弹簧五36的凸台，中心底端有一个纵向盲孔，上方有一个径向孔，两孔相通，以将可能泄入弹簧五36腔中的气体排出，消除滑阀一39运动时的气闭现象；螺塞13的外螺纹旋合在阀套五38下端的螺孔中，上方的小圆柱与阀套五38下通孔滑配，凹槽中设有o型密封圈四12，顶端有一个凹坑，下端有一个内六角孔；滑阀一39的上段是一个上柱塞，中段是一个活塞，下段是一个下柱塞，三者由较细的上阀杆和下阀杆连成一体，上柱塞的直径略小于下柱塞的直径，上、下两柱塞的外径上均有若干条均压沟槽，以减小在超高压下由于径向力的不平衡所造成滑阀运动时的摩擦力，上柱塞及活塞滑配阀套五38的上通孔中，上柱塞上方的凹槽中设有o型密封圈九42及挡圈一41，滑阀一39顶端有个凸台，作为弹簧座；下柱塞动配在阀套五38的下通孔中，底端的中心钻有轴向孔v，下阀杆中段钻有径向孔c，两孔相通，以将减压后的氢气送向滑阀一39的底面，中段的活塞下端是一个外凸的锥体，锥体外径略小于阀套五38的下通孔的内径，但大于上通孔的内径，锥体的锥角与上通孔下端的倒角的锥角相同，活塞的外圆上有两个对称的半倒锥形凹槽，凹槽与上通孔下端的倒角组成减压阀阀口v1，减压阀阀口v1的形状近似于两个半圆（参见图4），因此具有较大的水力半径，能降低流速和降低噪音，并具有较稳定的最小流量，凹槽的锥顶离活塞下锥体的锥顶有一定的距离，随着滑阀一39的升降，减压阀阀口v1的大小是在改变的，当减压阀阀口v1关闭、并继续上升一段距离后，活塞下端的锥体与阀套五38上通孔下端的倒角贴合；弹簧五36设置在滑阀一39的顶面和调节螺柱三34的底面之间；阀套五38中段的筒壁上钻有4个均布的径向孔e，径向孔e外口的外径上车有一条较宽的凹槽d，以将储氢瓶内由纵向孔a及横向孔b送出的氢气，通过通道f和通道g通向设置在阀体1左侧的安全阀，充气阀及放气阀，阀套五38中下段的筒壁上钻有4个均布的径向孔h，径向孔h的外口车有环形凹槽，与通道i相通。

减压阀的工作原理：当电磁阀阀口v4（参见图5）关闭、停止供气时，滑阀一39下腔的气压升高，克服弹簧五36的压力上升，将减压阀阀口v1关闭，减压阀阀口v1关闭后还会继续上升一段距离，然后上通孔下端的倒角与滑阀一39中段活塞上的锥体贴合密封，因此密封效果好，保证阀口v1的下游处于低压；当电磁阀打开向燃料电池供气时，滑阀一39下腔的压力降低，在弹簧五36的推动下，滑阀一39向下运动，减压阀阀口v1打开，因为开度较小，流经的氢气速度很高，实现了节流减压；当作用在滑阀一39下端面的力与弹簧五36的设定压力平衡时，减压阀阀口v1的大小一定，减压阀便有了一定大小的压力输出，因此，通过螺柱三34调节弹簧五36的松紧程度，即能调节输出气压的大小，调定后用锁定螺母四35锁定。一旦输出气压调定后，如果瓶压或输出的流量发生波动，那么减压阀会利用自身的构造自动进行调节，使输出的气压基本上保持不变。如果进口气压降低，在降低的瞬间，出口气压也必然降低，作用在滑阀一39底面的力减小，这就破坏了原先作用在滑阀一39上力的平衡，滑阀一39在弹簧五36的推动下向下运动，减压阀阀口v1的开度增大，节流降压作用减小，使出口压力回升到接近原调定的压力，滑阀一39在新的位置上取得了新的平衡；如果流量增大（或减小），流经减压阀阀口v1的流速也增大（或减小），压力损失也增大（或减小），造成输出压力的降低（或升高），从而使滑阀一39下移（或上升），使减压阀阀口v1开大（或关小），节流降压作用减小（或增大），使输出压力回升（或降低）至原调定值。

平衡阀由节流阀和稳流稳压阀组成，包括弹簧一2、阀芯一3、阀套一5、导向套7、调节螺柱一9，锁紧螺母一10和o型密封圈等零件组成，各零件的中心线在同一轴线上；阀套一5的外形为阶梯形圆柱，中、小圆柱滑配在相应的内孔中，并设有o型密封圈二6及o型密封圈十二59，大径上的外螺纹旋合在阀体1的相应螺孔中，其内孔为阶梯孔，大径上车有内螺纹，底墙中心具有通孔j，通孔j下端具有倒角，底墙的周壁上钻有4个均布的径向孔k，径向孔k的外口车有环形凹槽，以继而通过通道l和通道m将平衡阀输出的氢气送向其上方的电磁阀及其右侧的输出压力传感器连接孔a2，阀套一5中段的管壁上钻有4个均布的径向孔z，其外口车有环形凹槽，与通道i相通，以将减压后的氢气通过径向孔h、通道i和径向孔z，送向平衡阀前腔z2；导向套7下部的外螺纹与阀套一5大孔上的内螺纹旋合，上方的圆柱体与阀套一5的内孔滑配，并设有o型密封圈一4，中心是一个阶梯孔，大径内车有内螺纹；调节螺柱一9是一阶梯轴，上方小轴与导向套7的小孔滑配，并设有o型密封圈三8，顶端有一个凹坑n，下方的外螺纹与导向套7大径中的内螺纹旋合，底端有一个内六角孔；阀芯一3设置在阀套一5的上方空腔中，其下方的小轴与导向套7的内孔动配，上部是一个锥台，锥台的锥度与阀套一5底墙上的通孔j下端倒角的锥度相同，两者组成平衡阀阀口v2，转动调节螺柱一9，即能调节平衡阀阀口v2的大小，以调节输出流量的大小，调定后用锁紧螺母一10锁定，必要时可将平衡阀阀口v2关闭，作截止阀用；阀芯一3的中心从底端起钻有轴向盲孔p，上方钻有径向孔q，二孔相通，以将减压后的氢气送向阀芯一3的底端，阀芯一3的中段具有外凸环，弹簧一2设置在外凸环的上端面和阀套一5的底墙之间，因此在没有通气时，平衡阀阀口v2是全开的，阀芯一3的底面抵在调节螺柱一9的顶面上。

平衡阀工作原理：经减压后的氢气，经径向孔h，通道i和径向孔z进入平衡阀前腔z2，并通过径向孔q、轴向盲孔p进入阀芯一3的下端；同时经平衡阀阀口v2进入阀芯一3的通孔j，即平衡阀的后腔，由于平衡阀阀口v2的节流降压作用，在阀芯一3的两端产生压差，当压差达到一定值时，克服弹簧一2的预压力向上运动，压差的大小取决于流量的大小、弹簧一2的预压力和刚度、以及平衡阀阀口v2的预设开度，转动调节螺柱一9，即能调节平衡阀阀口v2的预设开度和弹簧一2的预压力；当阀芯一3两端压差产生的推力与弹簧一2的压力平衡时，阀芯一3处于平衡位置，此时通过的流量即为设定流量。本稳流稳压阀的构造能保证在进、出口压力或流量发生波动时，输出的流量和压力基本不变；例如，当输入压力降低时，在降低的瞬间，输出压力也有适当降低，同时由于阀芯一3两端的压差降低，通过平衡阀阀口v2的流量也降低，但输入压力的降低导致作用在阀芯一3下端的推力降低，在弹簧一2的压力下，平衡阀阀口v2的开度增大，通过的流量增加，从而使输出流量基本上恢复至原值，同时，由于平衡阀阀口v2的开度增大，节流降压作用减小，阀后压力上升，使输出压力基本上保持不变；又如当下游压力变化使流量增加时，在流量增加的瞬间，作用在阀芯一3两端的压差增大，克服弹簧一2的压力向上运动，使平衡阀阀口v2的开度减小，通过的流量随之降低，从而使通过的流量恢复至原值；如果流量大幅增大（例如下游管道破裂等），致使阀芯一3两端的压差大幅增大，克服弹簧一2的压力上升，使阀芯一3上端的锥体紧贴在通孔j下方的倒角上，平衡阀阀口v2关闭，停止向下游供气。该阀也可用作截止阀，当电磁阀检修、更换出气口滤芯57或出口压力传感器时，可转动调节螺柱一9，将平衡阀阀口v2关闭。

电磁阀设置在阀体长方体的右上方，具体构造参见图5，由电磁铁、滑阀二58、密封垫55、阀座53、弹簧七54和出气口滤芯57等零件组成，电磁铁由静铁芯43、弹簧六44、骨架45、线圈46，筒身48和右端具有锥体的动铁芯50等零件组成，各零件的中心线在同一直线上；弹簧六44位于静铁芯43和动铁芯50之间，电磁阀阀口v4关闭时，静、动铁芯间的间隙为δ。电磁铁的筒身48与阀体1的相应孔滑配，并设有o型密封圈十47，由孔用弹性挡圈二49定位，出线电缆穿过长方体侧面上的孔，并由导线密封接头37固定；滑阀二58类似一有底的杯状圆筒，内孔与动铁芯50的外径动配，右墙中心有一小气孔o1，小气孔o1的左端有一锥孔，锥孔的锥度与动铁芯50右端锥体的锥度相同，两者组成先导阀阀口v3，右墙的外径上有一肩胛，右端面上设有密封垫55；阀座53旋合在阀体1的相应螺孔中，左端的外径与相应孔滑配，并设有o型密封圈十一51，左端有一凹坑，凹坑的内径大于滑阀二58的外径，凹坑底面的中心有一凸出的锥台，阀座53右侧的中心有一阶梯形通孔，大孔为出气孔b1，中间的孔中设有出气口滤芯57，并有孔用弹性挡圈三56定位，左端的气孔o2与凹坑底面中心凸出锥台形成的环形刃边与密封垫55组成电磁阀阀口v4；弹簧七54设置在阀座53凹坑的底面与滑阀二58右端的肩胛之间，其对滑阀二58的推力小于弹簧六44的推力。众所周知，线圈46通电后，在一定的电流下，对动铁芯50所产生的电磁吸力随动、静铁芯的间隙δ呈指数变化，如果间隙δ稍有增大，吸力将大幅降低，或者说在间隙δ一定时，为了增大一定量的吸力，必须大幅增大通过线圈的电流，本组合阀因为受尺寸限制，电磁铁的尺寸不可能做的很大，散热条件又差，因此为了减少通过线圈46的电流，以延长电磁铁的寿命，采用设有先导阀的电磁铁，图5表示了在线圈46不通电时各零件的相对位置，电磁阀前腔z3和腔z4内的气压为减压阀的阀后压力p1，出气口b1的气压为低压p2，动铁芯50右端锥体的顶端在弹簧六44的作用下将先导阀阀口v3关闭，同时滑阀二58在弹簧六44和气压p1的共同作用下，将电磁阀阀口v4关闭，电磁阀阀口v4关闭力为弹簧六44、弹簧七54对滑阀二58的推力之差和气体p1作用在气孔o2面积上的力之和。开阀时，线圈46通电，通电之初当电磁吸力还小于弹簧六44的推力时，由于气压p1对滑阀二58的压力，弹簧七54不可能推动滑阀二58将电磁阀阀口v4打开，当电磁吸力超过弹簧六44的推力时，先导阀阀口v3打开，先导阀前腔z4与出气口b1相通，先导阀前腔z4内的气压降为p2，滑阀二58的两端产生压差，推动其向左移动，电磁阀阀口v4打开；一旦电磁阀阀口v4打开，滑阀二58两端的气压即得到平衡，此后，滑阀二58在弹簧七54的推动下继续向左移动，直至静、动铁芯的二相对端面接触，电磁阀阀口v4全部打开。由上述可知，打开电磁阀阀口v4的电磁力仅需克服弹簧六44的推力，不需克服由于气压p1产生的对滑阀二58产生的压力，因此可大幅减小通过线圈46的电流，延长了电磁铁的寿命。闭阀时，线圈46断电，弹簧六44的推力克服弹簧七54的压力，推动动铁芯50及滑阀二58向右移动，直至将电磁阀阀口v4关闭。电磁阀阀口v4打开和关闭的速度取决于动铁芯50和骨架45内孔的配合间隙大小及长度。转动阀座53能调节间隙δ，即电磁阀阀口v4的开度，调节符合要求后用紧定螺钉52紧定。

充气单向阀位于阀体1长方体左侧的中下方，由阀套三25，弹簧三23、阀芯三24等零件组成，各零件的中心线在同一轴线上；阀套三25大径上的外螺纹与长方体上的相应内螺纹旋合，小径与相应孔滑配，并设有o型密封圈七21，内孔中心的通孔x的左端为一阶梯孔，大孔中加工有螺纹，与充气工具接头的外螺纹旋合，小孔中安装有充气口滤芯22，并有挡圈定位，通孔x右端孔的孔底加工有凹槽，孔中动配有阀芯三24，阀芯三24的左端是一个锥台，锥台的锥度与孔x右端倒角的锥度相同，二者组成单向阀阀口v7，中心的盲孔中设有弹簧三23，盲孔左端的筒壁上钻有4个均布的径向孔，因此，单向阀阀口v7在不充气时，由弹簧三24和储氢瓶内气压的作用下始终是紧闭的；阀套三25筒壁的适当位置上钻有4个均布的径向孔，径向孔外口的外圆上车有环形凹槽r，以将瓶内的氢气通向放气阀。充气时，由于瓶内气压较低，高压氢气经滤芯22，克服弹簧三23及背压的压力，打开单向阀阀口v7向储氢瓶充气。

过压安全阀和过热安全阀二者设计成一体，位于长方体的左上方，由阀套四27、阀芯四29、弹簧四28、活塞30、熔栓块31、调节螺柱二32和锁紧螺母三33等零件组成，各零件的中心线位于同一轴线上；阀套四27上方的外螺纹与长方体中相应的内螺纹旋合，下方圆柱体与相应的孔滑配，底端倒角处设有o型密封圈八26，中心具有阶梯孔，大孔中加工有内螺纹，小孔中滑配有活塞30；阀芯四29的下锥体上平面与活塞30下端面间设有弹簧四28，阀芯四29下锥体的锥度与阀套四27底墙中心通孔上方倒角的锥度一致，二者组成安全阀阀口v5，阀芯四29的柄端松配在活塞30底端的盲孔中；调节螺柱二32的外螺纹旋合在阀套四27大孔的内螺纹中，顶端设有内六角孔，底端设有凹坑，凹坑中设置熔栓块31，中央设有连通孔s，使用内六角扳手转动调节螺柱二32，即能调节弹簧四28的松紧程度，即调节安全阀阀口v5的打开压力，本组合阀的打开压力设定为70mpa，设定后由锁紧螺母三33锁定；阀套四27筒壁的适当位置上钻有4个均布的径向孔，径向孔外口的外径上车有环形凹槽，以使泄放腔z5与泄放孔b3相通，泄放孔b3内的内螺纹与泄放管道的接头连接。充气时，当储氢瓶内的氢气压力超过70mpa时，安全阀阀口v5打开，高压氢气通过泄放管道向外排出，以防储氢瓶超压爆炸。当组合阀的温度达到110℃±5℃时，熔栓块31熔化成液体，在弹簧四28和储氢瓶内气压的共同作用下，通过连通孔s向外排出，由于熔栓块31的厚度大于弹簧四28的压缩量，因此在排放时弹簧四28处于完全放松状态，不会阻碍氢气的排出。

放气阀位于长方体的左下方，由阀套二17、螺钉14、阀芯二18、弹簧二19及锁紧螺母二15等零件组成，各零件的中心线在同一轴线上；阀套二17大径上的外螺纹与长方体上相应的内螺纹旋合，小圆柱与相应孔滑配，顶端的倒角处设有o型密封圈六20，内孔两端的孔径大，中间的孔径小，上孔底车有凹槽，孔内动配有阀芯二18，阀芯二18下端锥台的锥度与中间小孔上方倒角的锥度相同，二者组成放气阀阀口v6，盲孔中设有弹簧二19，盲孔底的筒壁上钻有4个均布的径向孔；下孔中车有内螺纹，与螺钉14的外螺纹旋合；螺钉14的底端具有内六角孔，上方小圆柱与阀套二17中间的小孔滑配，并设有o型密封圈五16，顶端的小轴与阀芯二18锥台的顶面相对，并时是不接触的；阀套二17的筒壁中部附近钻有4个均布的径向孔，径向孔的外口外径上车有环形凹槽，以通过通孔t与放气孔b4相通。当需要将储氢瓶内的氢气向外排放时，松开锁紧螺母二15，将螺钉14旋入一定的距离，顶开阀芯二18，打开放气阀阀口v6，此时储氢瓶内的高压氢气便能通过阀体1内的相关管道和放气阀阀口v6，从放气孔b4排出。

阀体上共有三颗不锈钢珠40，用于钻通道孔后孔口的封堵。阀体圆柱的另一侧还钻有纵向通孔u（参见图6），孔的上下两端均具有内螺纹；温度传感器62从上至下插入孔u内，上端的外螺纹与纵向通孔u上端的内螺纹旋合，并压紧o型密封圈十四66，纵向通孔u的下螺孔与压紧螺钉63旋合，上方设有挡圈三65和密封填料64，拧紧压紧螺钉63，压实可变形的密封填料64，防止高压氢气外泄。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本发明没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施方式也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。