用于燃料电池发动机冷却系统的更换式颗粒过滤单元的制作方法

本发明涉及一种用于燃料电池发动机冷却系统的更换式颗粒过滤单元。

背景技术：

目前，燃料电池发动机系统中冷却管路颗粒杂质过滤的常用方法是在管道中串联颗粒过滤器。一般而言，颗粒过滤器常见形状是一个二通接头，内部安装过滤网。此类颗粒过滤器带来的主要问题是在过滤网堵塞或者损坏的情况下，必须先将系统的冷却液排放完全，再拆下过滤器更换过滤网，而后重新安装，添加冷却液。此外，检查和维修等也都非常麻烦，而且容易污染冷却管路。

技术实现要素：

发明要解决的问题：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种操作简单、可靠性高、适用性好、维修更换时无需停机的用于燃料电池发动机冷却系统的更换式颗粒过滤单元。

解决问题的技术手段：

本发明提供一种用于燃料电池发动机冷却系统的更换式颗粒过滤单元，具备：

内部贯通有两条并联的流路的主体；

安装于所述主体内的一侧、并分别与两条并联的所述流路的上游侧连通的三通换向装置；

安装于所述主体外的一侧、并与所述三通换向装置连通的进口转接头；

分别安装于所述主体内的两条并联的所述流路内的颗粒过滤器；

安装于至少一条所述流路的所述颗粒过滤器的下游的单向阀装置；

安装于所述主体内的另一侧、并分别与两条并联的所述流路的下游侧连通的三通阀；和

安装于所述主体外的另一侧、并与所述三通阀连通的出口转接头；

通过操作所述主体外的操作装置能转动所述三通换向装置，使其连通所述进口转接头和两条并联的所述流路中的任一条，或使其同时连通进口转接头和两条并联的所述流路。

根据本发明，整个主体结构中设置了两条并联的流路，并增设了三通换向装置，由此可通过转动该三通换向装置改变流体方向，自由切换流体所流经的流路。并且，由于可使流体经过任一个流路，也可使流体同时经过两条流路，当流通一流路时，可将一条作为主流路另一条作为备用流路从而在方便维修的同时能增加备用流路的过滤器寿命，当两条流路同时连通时，可减小压降，就算其中一个通道需要维修或更换颗粒过滤器，也不会影响系统正常运行。在正常工作时，冷却液从进口转接头通过安装有单向阀装置的流路向出口转接头流出，而当检查或更换颗粒过滤器时，操作操作装置从而转动三通换向装置，使冷却液只通过无需更换颗粒过滤器的另一流路，从而可在不停机、不排水情况下方便检查更换。此外，通过设置只能使液体单向流动的单向阀装置，可在更换颗粒过滤器时，防止冷却液倒流至外面。

也可以是，本发明中，主体为金属件或塑料件。

也可以是，本发明中，所述出口转接头和所述进口转接头上还设有硅胶垫或o型圈，安装在所述主体两端。

也可以是，本发明中，所述出口转接头和所述进口转接头焊接固定于所述主体的两端，或与所述主体一体成型，或能拆卸地安装于所述主体的两端。

也可以是，本发明中，所述三通换向装置包括：三通阀芯、阀芯封盖、作为所述操作装置的手柄、安装于所述阀芯封盖上的限位销。由此，通过转动手柄转换三通阀芯方位，可以改变流体方向，限位销起到手柄转动限位作用，便于切换流路方向。

也可以是，本发明中，所述颗粒过滤器为过滤网，通过法兰能拆换地安装在主体内。

也可以是，本发明中，所述过滤网外侧安装有可拆卸的含密封圈的封盖。

发明效果：

本发明能提供一种操作简单、可靠性高、适用性好、维修更换时无需停机的用于燃料电池发动机冷却系统的更换式颗粒过滤单元。

附图说明

图1是根据本发明的更换式颗粒过滤单元的立体图；

图2是根据本发明的更换式颗粒过滤单元的侧视图；

图3是图2中a-a方向的矢视剖视图（视线朝箭头方向观察构件截面）；

图4是图2中b-b方向的矢视剖视图（视线朝箭头方向观察构件截面）；

符号说明：

1主体，

2进口转接头，

3三通换向装置，

31三通阀芯，

32阀芯封盖，

33手柄，

34限位销，

4颗粒过滤器，

5单向阀装置，

51单向球，

52弹簧，

6三通阀，

7出口转接头，

8第一并联流路，

9第二并联流路。

具体实施方式

以下结合下述实施方式进一步说明本发明，应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。

在此公开一种用于燃料电池发动机冷却系统的更换式颗粒过滤单元：具备：内部贯通有两条并联的第一、第二流路8、9的主体1；安装于主体1内的一侧、并分别与两条并联的第一、第二流路8、9的上游侧连通的三通换向装置3；安装于主体1外的一侧、并与三通换向装置3连通的进口转接头2；分别安装于主体1内的两条并联的第一、第二流路8、9内的颗粒过滤器4；安于至少一条流路的颗粒过滤器4的下游的单向阀装置5；安装于主体1内的另一侧、并分别与两条并联的第一、第二流路8、9的下游侧连通的三通阀6；和安装于主体1外的另一侧、并与三通阀6连通的出口转接头7；通过操作主体1外的手柄33可转动三通换向装置3，使其连通进口转接头2和两条并联的第一、第二流路8、9中的任一条，或使其同时连通进口转接头2和两条并联的第一、第二流路8、9。

图1是根据本发明的更换式颗粒过滤单元的立体图，图2是根据本发明的更换式颗粒过滤单元的侧视图，图3是图2中a-a方向的矢视剖视图，图4是图2中b-b方向的矢视剖视图。如图1和图3所示，本发明的更换式颗粒过滤单元主要具备：主体1、进口转接头2、三通换向装置3、颗粒过滤器4、单向阀装置5、三通阀6和出口转接头7。其中，主体1为金属件或塑料件，可由机器加工、铸造等方式制成，于内部形成有两条并联的流路，即第一流路8和第二流路9。本实施形态中，第一流路8和第二流路9为上下并联，但不限于此。图3所示方向为例，在主体1左侧安装有进口转接头2，在对应的右侧安装有出口转接头7。并在主体1内部与进口转接头2相近的一侧安装有三通换向装置3，在与出口转接头7相近的一侧安装有三通阀6。三通换向装置3的三个阀芯连通口以可转向的形式与进口转接头2、第一流路8和第二流路9分别连接。三通阀6的三个阀芯连通口与出口转接头7、第一流路8和第二流路9分别连接。

在第一流路8和第二流路9上，分别设置颗粒过滤器4。本实施形态中，颗粒过滤器4设置为可拆换的颗粒过滤网，安装方式为法兰端的公螺纹拧进主体1的母螺纹内并锁紧，但不限于此，也可在颗粒过滤器4的法兰面开通孔，通过螺钉等紧固件紧固在主体1内部。此外，如图3所示，在主体1上与颗粒过滤器4相应的位置设置安装口，并采用可拆卸的堵头封堵该安装口，检查更换时只要拆下该安装口堵头即可高效便捷地更换颗粒过滤器4。

如图2和图3所示，三通换向装置3包括：三通阀芯31、阀芯封盖32、手柄33、限位销34，其中，三通阀芯31具有三个阀芯连通口，阀芯封盖32以螺合或卡合的形式安装于三通阀芯31上，手柄33固定于阀芯封盖32，当旋转手柄33时可相应地旋转三通阀芯31，进而改变三通换向装置3与进口转接头2、第一流路8和第二流路9的连通方式。限位销34设于阀芯封盖32上，在转动手柄33时起到限位作用，便于准确快速地切换流路方向。本实施形态中仅示出了将手柄作为操作装置的例子，但不限于此，只要能起到操作转换三通换向装置3的方向的作用即可，可为任意形态的操作装置。另，本实施形态中，三通换向装置3是由聚四氟乙烯密封块镶入主体1内从而起到密封、润滑作用，但不限于此，还可安装o型圈等密封机构进一步保证密封性。

如图3所示，在本实施形态中，还在第一流路8上靠近三通阀6的下游端设置单向阀装置5。单向阀装置5包括位于上游侧的单向球51和位于下游侧且一端顶住单向球51的弹簧52。通常状态下，单向球51通过弹簧52的弹性力卡止于规定位置，堵住第一流路8。当冷却液流通时，图3所示为从进口转接头2流向出口转接头7，亦即从图3纸面的左方流向右方时，冷却液首先接触位于上游侧的单向球51，在流体的压力下单向球51向纸面右侧按压弹簧52，从而空出空隙形成连通流路。反之，当无冷却液流过或冷却液反向流过（即、从图3纸面的右方流向左方）时，单向阀装置5处于通常状态而封堵第一流路8，从而使第一流路8内只能流通一个方向的冷却液。

本实施形态中，仅在第一流路8上设置了单向阀装置5，但不限于此。还可设于第二流路9上，或同时设于第一流路8和第二流路9上。当仅设于一条流路上时，为了减小流体阻力，可考虑同时使用两条流路，由此即使其中一个颗粒过滤器4堵塞也不会影响系统正常运行。与此同时，为了谋求颗粒过滤器4的使用寿命，也可考虑将设有单向阀装置5的流路设为主流路，未设有单向阀装置5的流路视为备用流路，正常使用时使用主流路流通冷却液，当主流路的颗粒过滤器4需要更换或维修时，转动三通换向装置3而采用备用流路临时流通冷却液。由此既方便检查维修，又能延长更换周期。此外，当同时设于第一流路8和第二流路9上，可考虑如上操作方式以延长一条流路的过滤网使用寿命，也可同时使用两条流路以减小压降和流阻。

由此可知，本发明的更换式颗粒过滤单元可以形成三种冷却液流通方式，灵活多变，可根据具体需求而随时操作。具体地，图3所例示的位置为三通换向装置3的三个阀芯连通口均与进口转接头2、第一流路8和第二流路9形成连通流路，当冷却液从进口转接头2进入后，通过三通换向装置3分别向第一流路8和第二流路9流入，而后经由三通阀6汇总后从出口转接头7排出。当从图示位置逆时针旋转手柄33从而使进口转接头2仅与未设有单向阀装置5的第二流路9连通，则冷却液经由第二流路9、三通阀6后从出口转接头7排出，此时因第一流路8内设有单向阀装置5，所以冷却液不会逆流入第一流路8。

根据本发明，图3所示的结构适用于更换第一流路8的过滤网，而第二流路9只作为更换时备用流路使用、或者减小流阻时使用。换言之，在第二流路9上未设置单向阀装置5而拆换第二流路9的过滤网时，手柄33顺时针旋转则可能会发生逆流。然而，当两个流路8、9内均设有单向阀装置5时，则两个流路8、9都可以更换过滤网或都作为主流路使用。此时，从上述图示的中立位置顺指针旋转手柄33而使三通换向装置3的三通阀芯31旋转90°，从而使进口转接头2仅与设有单向阀装置5的第一流路8连通，则冷却液经由第一流路8、三通阀6后从出口转接头7排出，因第二流路9内也设有单向阀装置5，所以冷却液不会逆流入第一流路9。借助于此，可根据是否设置单向阀装置5来灵活选择过滤单元的使用方式，最大程度增加适用性。

整个主体1形成为密封结构，可由硅胶垫或o型圈等实现，但不限于此。另，各构件的规格、尺寸等可根据系统管道需求更换，不做硬性规定。例如，可以根据不同需求更换颗粒过滤器4型号。再例如，进口转接头2或出口转接头7可各自焊接固定于主体1的两端，也可各自与主体1一体成型，还可各自通过螺栓等拆卸地安装于主体1的两端。由此，本发明的更换式颗粒过滤单元具有优异的适用性，例如当用在不同管径管路中时，只需更换主体1两端的进口转接头2或出口转接头7即可，同理，当用在端面接口时，只需拆下进口转接头2或出口转接头7即可，通过端面配合等方式连接，必要时可增设密封圈。

综上，本实施形态中，颗粒过滤器4的安装方式为串联在两条流路中，由此，可通过三通换向装置3改变流体方向，可经过任一个流路，也可同时流通两条流路。当两条流路同时流通时，即使其中一个颗粒过滤网4堵塞也不会影响系统正常运行，并减小压降。也可以是，在日常使用时使冷却液只经过安装有单向阀装置3的一侧流路、即本实施形态中第一流路8。在需要检查或更换第一流路8的颗粒过滤器4时，转动手柄33从而转动三通阀芯31，将三通换向装置3切换至另一侧，使冷却液只经第二流路9，从而可容易地检查或更换第一流路8内的颗粒过滤器4。当需要减小压降时，可将两条流路同时打开。

根据本发明，整个主体结构中设置了两条并联的流路8、9，并增设了三通换向装置3，由此可通过转动该三通换向装置3改变流体方向，自由切换流体所流经的流路。并且，由于可使流体经过任一个流路，也可使流体同时经过两条流路，当流通一流路时，可将一条作为主流路另一条作为备用流路从而在方便维修的同时能增加备用流路的过滤器寿命，当两条流路同时连通时，可减小压降，就算其中一个通道需要维修或更换颗粒过滤器，也不会影响系统正常运行。从而本发明操作简单，可靠性高，颗粒过滤器4堵塞、损坏时可暂时切换至备用流路，便于检修，可在不停机、不排水情况下方便检查更换过滤网，不影响系统工作。此外，通过设置只能使液体单向流动的单向阀装置，可在更换颗粒过滤器时，防止冷却液倒流至外面。

以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。