专利名称：一种带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐的制作方法
—种带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐
技术域领
本发明属于直接液体燃料电池系统技术领域，具体地说是一种带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐。
背景技术：
直接液体燃料电池是将液体燃料(如甲醇、乙醇等)中的化学能直接转化为电能的一种化学反应装置。由于甲醇、乙醇等液体燃料的比能量高，燃料电池系统结构简单等优点，该类电池在便携式移动电源领域具有广阔的应用前景。
目前，为适应便携式燃料电池小型化的要求，研究者试图将燃料盒集成到燃料电池系统中，也有研究者利用毛细管力将液体燃料从燃料罐向燃料极供给，但燃料以直接液体状态向燃料极供给，所以在搭载于小型便携设备中、在电池部的前后左右或上下不断地变化的使用环境下，在长时间使用期间，会发生燃料的随动性不完全，燃料供给被切断等弊端。发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐。该带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐避免了存储、安装过程中的燃料泄漏。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
—种带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，包括燃料罐体、卡隼机构、 螺旋密封盖及自闭式接口，其中燃料罐体的上端分别设有螺旋密封盖及与外部安装体连接、限制燃料罐体移动的卡隼机构；所述自闭式接口设置于燃料罐体的底部，包括外接口、 内芯及密封弹簧，其中外接口的一端与燃料罐体下部设有的接口固定孔连接，另一端用于与外部安装体上的外部接口孔密封连 接，所述内芯的一端由外接口的一端插入外接口内， 另一端由外接口上的止口定位，所述密封弹簧容置于所述接口固定孔内，密封弹簧的一端与接口固定孔的底部抵接，另一端与内芯的另一端抵接，所述内芯在外力或密封弹簧的作用下在外接口内沿轴向往复滑动，使内芯的另一端与外接口上的止口脱离或密封连接，实现燃料流出后燃料罐的自闭。
所述外接口为内部设有止口的中空阶梯轴，外接口的大直径端与燃料罐体下部设有的接口固定孔连接，小直径端用于与外部安装体上的外部接口孔密封连接；所述内芯为 T型结构，内芯的一端从外接口的大直径端空腔插入小直径端空腔内，内芯的轴肩与外接口上的止口密封连接，所述密封弹簧的另一端套设于内芯的另一端设有的尾轴上。
所述卡隼机构为两个、并分别位于螺旋密封盖的两侧，每个卡隼机构均包括固定滑块、滑块压板及顶出弹簧，所述燃料罐体上端的两侧分别开有固定卡槽，该固定卡槽的上方设有安装在燃料罐体上的滑块压板，所述固定滑块的一端容置在固定卡槽内，另一端由滑块压板上开设的孔穿出；所述顶出弹簧位于固定卡槽内，顶出弹簧的两端分别抵接在燃料罐体和固定滑块内。
所述 固定滑块为“L”型结构，“L”型的横边容置在固定卡槽内，竖边的顶端由滑块压板上开设的条形孔穿出，在所述竖边的背面设有圆轴，所述顶出弹簧套设在该圆轴上；所述“L”型横边外端的端部设有与外部安装体侧壁上设有的滑块定位孔连接的斜面。
所述螺旋密封盖上及燃料罐体上端的相应位置分别设有透气注液孔，所述螺旋密封盖通过固定螺钉与燃料罐体密封连接。
所述螺旋密封盖上及燃料罐体的上端分别设有两个透气注液孔，所述螺旋密封盖上设有与其上两个透气注液孔连线垂直的凸起；所述燃料罐体的上端设有与其上两个透气注液孔连线垂直的指示箭头，所述螺旋密封盖上的凸起与燃料罐体上的指示箭头在一条线上时，所述螺旋密封盖上的两个透气注液孔分别与燃料罐体上的两个透气注液孔连通。
所述燃料罐体为扁平结构，其两侧面设有凹面，在该两侧的凹面处分别设有金属片，两片金属片和燃料罐体内的燃料构成液位传感器。
所述燃料罐体的两侧设有定位滑槽，通过该滑槽与外部安装体的内部两侧凸起滑轨滑动连接。
所述外部安装体的外部接口孔内设有顶杆，所述内芯的一端抵接于顶杆，通过顶杆的推动所述内芯向内滑动，使内芯的另一端与外接口的止口脱离，所述内部安装体的底部设有弹出弹簧。
所述燃料罐体包括上燃料罐体和下燃料罐体，所述上燃料罐体和下燃料罐体通过止口定位连接。
本发明的优点及有益效果是
1.本发明的下燃料罐体底部设有的自闭式接口具有自闭功能，避免了存储、安装过程中的燃料泄漏。
2.本发明的上燃料罐体上设有的卡隼机构，通过顶出弹簧与外部安装体上设有的滑块定位孔自动连接，操作方便。
3.本发明实现了燃料罐的模块化快速更换安装，避免了系统停机操作，燃料盒可在燃料电池不停机状态下更换或可随时补充燃料。
图1为本发明的整体外观轴测图2为本发明的结构示意图3为本发明的整体分解图4为本发明中定位卡隼的构造图5为本发明中螺旋密封盖的构造图6为本发明中自闭式接口的构造图7为本发明中液位传感器的安装结构图8为本发明与外部安装体的安装示意其中11为滑槽，21为上燃料罐，22为下燃料罐，23为外接口，24为内芯，25为密封圈I，26为密封弹簧，27为固定滑块，28为滑块压板，29为顶出弹簧，30为螺旋密封盖，31 为固定螺钉，32为安装止口，33为密封圈II，34为指示箭头，35为凸起，36为金属片，37为滑块定位孔，38为弹出弹簧，39为外部接口孔，40为顶杆，41为密封圈III。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图2、图3及图6所示，本发明包括燃料罐体、卡隼机构、螺旋密封盖30及自闭式接口，其中燃料罐体为扁平结构，包括上燃料罐体21和下燃料罐体22，上燃料罐体21和下燃料罐体22通过止口 32定位，采用超声焊接工艺连接或粘结工艺粘结密封，所用粘结剂可采用氯仿或丙酮。燃料罐体的材质采用耐甲醇的PC (聚碳酸酯)或PEI (聚醚酰亚胺)。上燃料罐体21的上端分别设有螺旋密封盖30及与外部安装体连接、限制燃料罐体移动的卡隼机构。自闭式接口设置于下燃料罐体22的底部，包括外接口 23、内芯24及密封弹簧26， 其中外接口 23为内部设有止口的中空阶梯轴，外接口 23的大直径端与下燃料罐体22下部设有的接口固定孔连接，采用超声焊接工艺连接或粘结工艺固定密封连接。小直径端的外表面上沿周向设有环形槽，在该环形槽内套设有密封圈11141，外接口 23的小直径端通过密封圈II141与外部安装体的外部接口孔39密封连接。内芯24为T型结构，内芯24的一端从外接口 23的大直径端插入外接口 23的小直径空腔内，另一端通过轴肩定位于外接口 23的内部止口，内芯24的轴肩与外接口 23上的内部止口之间设有密封圈125。密封弹簧 26容置于所述接口固定孔内，密封弹簧26的一端与接口固定孔的底部抵接，另一端套设在内芯24的另一端设有的尾轴上。内芯24在外力或密封弹簧26的作用下在外接口 23的小直径空腔内沿轴向往复滑动，使内芯24的另一端与外接口 23上的内部止口脱离或密封连接，实现燃料流出后燃料罐的自闭。燃料罐自用状态时，内芯24被密封弹簧26顶出，密封圈125与外接口 23的内部止口密封，以保证燃料罐内的燃料不会泄露；当内芯24被向内推动，则密封圈125与外接口 23的内部止口脱离，燃料流出。
如图1所示，燃料罐体的两侧设有定位滑槽11，通过该滑槽11与外部安装体的内部两侧凸起滑轨滑动连接。
如图4所示，上燃料罐体21的上端两侧分别设有一个所述卡隼机构，螺旋密封盖 30设于两个卡隼机构之间，各卡隼机构均包括固定滑块27、滑块压板28及顶出弹簧29，其中固定滑块27为L型结构，所述燃料罐体的上端两侧设有固定卡槽，固定滑块27滑动连接于该固定槽内。滑块压板28上沿长度方向设有条形孔，并通过超声焊接工艺或粘结工艺固定在固定卡槽的上端。固定滑块27的一端插入滑块压板28的条形孔内、并从条形孔中穿出，通过拉动固定滑块27的一端使固定滑块27在固定槽内往复滑动。固定滑块27的另一端，即所述“L”型横边外端的端部设有与外部安装体侧壁上设有的滑块定位孔(37)连接的斜面。顶出弹簧29设置于固定卡槽内，顶出弹簧29的一端与固定卡槽的内侧端部抵接，另一端套设于固定滑块27的竖边背面上设有的圆轴上。
如图5所示，螺旋密封盖30上及上燃料罐体21的上端相应的位置分别设有两个透气注液孔，螺旋密封盖30上设有与其上两个透气注液孔连线垂直的凸 起35，用于旋转螺旋密封盖30。上燃料罐体21的上端设有与其上两个透气注液孔连线垂直的指示箭头34， 当旋转螺旋密封盖30上的凸起35与上燃料罐体21上的指示箭头34在一条直线上时，螺旋密封盖30上的两个透气注液孔与上燃料罐体21上的两个透气注液孔连通。当凸起35 与指示箭头34相互垂直时，上燃料罐体顶部被密封，不会泄露出溶液。在螺旋密封盖30与上燃料罐体21的接触密封面之间涂抹固态润滑剂，如凡士林，以保证螺旋密封盖30的自如转动。螺旋密封盖30通过固定螺钉31与上燃料罐体21连接。螺旋密封盖30上设有放置密封圈的沟道，在该沟道处通过密封圈1133与上燃料罐体21密封。
如图7所示，所述燃料罐体的两侧面设有凹面，在该两侧凹面处分别设有金属片 36，两片金属片36和燃料罐体内的燃料构成一个平板电容器，燃料作为电容器的介电材料。燃料罐体竖直放置时，当燃料高度发生变化，电容器容量也发生变化。因此，可以通过检测电容值的大小来判断燃料剩余量，即构成了一个液位传感器。
外部安装体的外部接口孔39内设有顶杆40，内芯24的一端抵接于顶杆40，通过顶杆40的推动、内芯24向内滑动，使内芯24的另一端与外接口 23上的止口脱离，所述内部安装体的底部设有弹出弹簧38。
将本发明安装在外部安装体上的过程是
如图8所示，将燃料罐体两侧的定位滑槽11与外部安装体的内部两侧凸起滑轨滑动配合，燃料罐体沿凸起滑轨向下滑动。位于上燃料罐体21两侧的固定滑块27的另一端被斜面分力作用下向固定卡槽内移动，从而压缩顶出弹簧29。当固定滑块27滑到外部安装体两侧设有的滑块定位孔37时，固定滑块27的另一端在顶出弹簧29的弹力作用下插入滑块固定孔37内，从而阻止燃料罐体继续滑动，即燃料罐体固定完毕。下燃料罐两侧底面与外部安装体底部设有的弹出弹簧38接触受力，弹出弹簧38被压缩。自闭式接口的外接口 23的小直径端先滑入外部接口孔39内，外接口 23的小直径端上的密封圈125与外部接口孔39实现密封；其次内芯24接触外部接口孔39内的顶杆40后退，燃料罐被打开。由于卡隼机构的作用，尽管燃料罐体受到垂直向上的弹力作用，依然与外部接口孔39连接；当需要向燃料罐内注入液体时，旋转螺旋密封盖30，通过透气注液孔注入燃料。燃料罐退出时， 只需用手向内捏紧卡隼机构的固定滑块27，使之退出滑块固定孔37，在弹出弹簧38的弹力的作用下，燃料罐被弹出外部接口孔39，同时外接口 23内的内芯24在密封弹簧26的弹力作用下自动弹出，实现自闭。`
权利要求
1.一种带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于包括燃料罐体、卡隼机构、螺旋密封盖(30)及自闭式接口，其中燃料罐体的上端分别设有螺旋密封盖 (30)及与外部安装体连接、限制燃料罐体移动的卡隼机构；所述自闭式接口设置于燃料罐体的底部，包括外接口(23)、内芯(24)及密封弹簧(26)，其中外接口(23)的一端与燃料罐体下部设有的接口固定孔连接，另一端用于与外部安装体上的外部接口孔(39)密封连接， 所述内芯(24)的一端由外接口(23)的一端插入外接口(23)内，另一端由外接口(23)上的止口定位，所述密封弹簧(26)容置于所述接口固定孔内，密封弹簧(26)的一端与接口固定孔的底部抵接，另一端与内芯(24)的另一端抵接，所述内芯(24)在外力或密封弹簧(26) 的作用下在外接口(23)内沿轴向往复滑动，使内芯(24)的另一端与外接口(23)上的止口脱离或密封连接，实现燃料流出后燃料罐的自闭。
2.按权利要求1所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述外接口(23)为内部设有止口的中空阶梯轴，外接口(23)的大直径端与燃料罐体下部设有的接口固定孔连接，小直径端用于与外部安装体上的外部接口孔(39)密封连接；所述内芯(24)为T型结构，内芯(24)的一端从外接口(23)的大直径端空腔插入小直径端空腔内，内芯(24)的轴肩与外接口(23)上的止口密封连接，所述密封弹簧(26)的另一端套设于内芯(24)的另一端设有的尾轴上。
3.按权利要求1所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述卡隼机构为两个、并分别位于螺旋密封盖(30)的两侧，每个卡隼机构均包括固定滑块(27)、滑块压板(28)及顶出弹簧(29)，所述燃料罐体上端的两侧分别开有固定卡槽， 该固定卡槽的上方设有安装在燃料罐体上的滑块压板(28)，所述固定滑块(27)的一端容置在固定卡槽内，另一端由滑块压板(28)上开设的孔穿出；所述顶出弹簧(29)位于固定卡槽内，顶出弹簧(29)的两端分别抵接在燃料罐体和固定滑块(27)内。
4.按权利要求3所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述固定滑块(27)为“L”型结构，“L”型的横边容置在固定卡槽内，竖边的顶端由滑块压板(28)上开设的条形孔穿出，在所述竖边的背面设有圆轴，所述顶出弹簧(29)套设在该圆轴上；所述“L”型横边外端的端部设有与外部安装体侧壁上设有的滑块定位孔(37)连接的斜面。
5.按权利要求1所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述螺旋密封盖(30)上及燃料罐体上端的相应位置分别设有透气注液孔，所述螺旋密封盖(30)通过固定螺钉(31)与燃料罐体密封连接。
6.按权利要求5所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述螺旋密封盖(30)上及燃料罐体的上端分别设有两个透气注液孔，所述螺旋密封盖(30)上设有与其上两个透气注液孔连线垂直的凸起(35);所述燃料罐体的上端设有与其上两个透气注液孔连线垂直的指示箭头(34)，所述螺旋密封盖(30)上的凸起(35)与燃料罐体上的指示箭头(34)在一条线上时，所述螺旋密封盖(30)上的两个透气注液孔分别与燃料罐体上的两个透气注液孔连通。
7.按权利要求1所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述燃料罐体为扁平结构，其两侧面设有凹面，在该两侧的凹面处分别设有金属片(36)，两片金属片(36)和燃料罐体内的燃料构成液位传感器。
8.按权利要求1所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述燃料罐体的两侧设有定位滑槽(11)，通过该滑槽(11)与外部安装体的内部两侧凸起滑轨滑动连接。
9.按权利要求1所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐，其特征在于所述外部安装体的外部接口孔(39)内设有顶杆(40)，所述内芯(24)的一端抵接于顶杆(40)，通过顶杆(40)的推动所述内芯(24)向内滑动，使内芯(24)的另一端与外接口(23)的止口脱离，所述内部安装体的底部设有弹出弹簧(38)。
10.按权利要求1-9任一项所述的带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐， 其特征在于所述燃料罐体包括上燃料罐体(21)和下燃料罐体(22)，所述上燃料罐体(21) 和下燃料罐体(22)通过止口(32)定位连接。
全文摘要
本发明属于直接液体燃料电池系统技术领域，具体地说是一种带有自闭接口的直接液体燃料电池系统用燃料罐。包括燃料罐体、卡隼机构、螺旋密封盖及自闭式接口，其中燃料罐体的上端分别设有螺旋密封盖及卡隼机构；自闭式接口设置于燃料罐体的底部，包括外接口、内芯及密封弹簧，其中外接口的一端与燃料罐体下部设有的接口固定孔连接，另一端用于与外部安装体上的外部接口孔密封连接，内芯的一端由外接口的一端插入外接口内，另一端由外接口上的止口定位，密封弹簧容置于接口固定孔内，密封弹簧的一端与接口固定孔的底部抵接，另一端与内芯的另一端抵接，内芯在外力或密封弹簧的作用下在外接口内沿轴向往复滑动，使内芯的另一端与外接口上的止口脱离或密封连接。本发明避免了存储、安装过程中的燃料泄漏。
文档编号H01M8/04GK103066309SQ201210508978
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者孙公权 申请人:孙公权