一种氢能截止阀结构的制作方法

本发明涉及新能源行业阀体结构，特别涉及一种氢能截止阀结构。

背景技术：

1、氢气存储对于大范围推广氢能来替代传统的石化能源，特别是在车用燃料电池压缩氢气领域来说是非常关键的一项技术，实现全球减碳、脱碳的愿景。而氢能截止阀是助力推动能源变革的可靠伙伴。

2、目前，应用于氢能的截止阀主体结构较小，针对于内部孔径在3-18mm的截止阀结构，当前在结构设计上主要存在以下缺陷：

3、（1）如图1所示，阀芯沿轴向采用分体结构，分体结构的优势在于方便加工；但在使用过程中，由于上阀芯001与下阀芯002之间会发生相对转动，连接处需添加润滑脂，并在长时间使用后存在磨损的情况，寿命有限；

4、（2）阀芯顶部呈螺纹状，用于与旋拧结构连接，但在长时间旋拧操作使用后螺纹连接处易磨损严重，需更换阀芯。

5、因此，本申请研制了一种氢能截止阀结构，以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本发明目的是：提供一种氢能截止阀结构，以解决现有技术中应用于氢能的阀体结构因尺寸受限及磨损问题而引发的寿命短的问题。

2、本发明的技术方案是：一种氢能截止阀结构，包括阀体及阀芯，所述阀体内具有流体通道，所述阀芯沿自身轴向运动，控制所述流体通道的通断，所述阀芯构造呈一体结构，并具有沿轴向分布的连接端、密封端及堵头端；所述阀体上具有供阀芯配合的连接部、密封部及截止部；

3、所述连接端、密封端及堵头端的外径逐级递增；所述密封部内，以及所述密封部与截止部之间具有供所述堵头端运动的行程空间；所述堵头端在所述密封部内，与所述密封部之间形成密封。

4、优选的，所述行程空间包括处于密封部与截止部之间的第一行程空间，以及处于密封部内的第二行程空间；所述第一行程空间内壁处也设置有密封结构，并与所述堵头端之间形成一级密封；

5、并且，所述堵头端始终将所述流体通道与所述第二行程空间分隔。

6、优选的，所述流体通道包括前置流道、中间流道及后置流道，所述前置流道与所述中间流道之间具有流入口，所述后置流道与所述中间流道之间具有流出口；所述流入口与所述流出口在所述阀芯的轴向上错开设置；

7、所述截止部形成于所述中间流道内，并由第一台阶面构造形成，所述第一台阶面的外缘顶角处形成受力位；所述堵头端的端部具有锥形面，另一端与密封端之间形成有第二台阶面；在所述流体通道断开状态下，所述受力位与所述锥形面抵设，所述第二台阶面不低于所述流出口的上缘。

8、优选的，所述密封部包括多个叠设的密封件，构造有第二行程空间的密封件内径与所述堵头端的外径配合，不构造有第二行程空间的密封件内径与所述密封端配合。

9、优选的，多个叠设的所述密封件分别包括铜密封圈、pom密封圈、peek密封圈以及不锈钢密封圈；所述第二行程空间至少构造于所述不锈钢密封圈内。

10、优选的，所述阀芯还连接有驱动构件，所述驱动构件包括套设于所述连接端的驱动杆，固定于所述连接端端部的并紧件，以及设置于所述驱动杆端部的手柄组件；

11、所述阀体的连接部采用固定安装的锁紧螺母，所述锁紧螺母的内侧端部抵紧于所述密封件上；所述驱动杆与所述锁紧螺母螺纹连接，通过所述驱动杆相对于所述锁紧螺母的旋转运动，使所述阀芯发生沿轴向的运动。

12、优选的，所述并紧件采用并紧螺母，所述并紧螺母与所述连接端端部螺纹连接，并通过直销贯穿固定。

13、优选的，设定所述驱动杆具有偏向所述密封端一侧的第一端部，以及偏向所述并紧件一侧的第二端部；所述第一端部与所述密封端之间设置有压圈及第一垫片，所述第二端部与并紧件之间设置有第二垫片；

14、所述第二垫片与所述驱动杆之间具有0.3-0.6mm的间隙，构成所述阀芯运动的空行程。

15、优选的，所述手柄组件包括手柄帽及手柄杆；所述手柄杆与所述手柄帽固定连接，所述手柄帽套设于所述驱动杆的第二端部，并通过螺钉锁紧固定；所述驱动杆外壁上具有供螺钉内侧端部相抵的至少一个受力平面。

16、优选的，所述阀体外部还设置有防松板，所述防松板卡套于所述锁紧螺母外部，并通过螺钉锁定固定于所述阀体上。

17、与现有技术相比，本发明的优点是：

18、（1）本发明主要应用于氢能领域，针对小尺寸的截止阀结构，采用一体成型的阀芯，避免传统分体式设计带来的易磨损失效的问题；

19、由于在使流体通道截止状态下，截止部与堵头端之间会形成锥角差，进而堵头端具有受力产生的应力区域，受应力区域影响，小尺寸的阀芯结构在堵头端必须径向扩增，否则堵头端易失效；进而，阀体内必须具有足够的空间供径向加粗的堵头端运动，阀芯本身也必须适配特定长度，本发明使部分行程空间形成于密封部内，使得堵头端在运动过程中能够配合于其中，并形成密封，缩小阀体内的空间，进而也进一步缩小适配的阀芯长度，对一体成型的阀芯而言，能够有效降低加工难度及失效率。

20、（2）基于第二行程空间的设置，为了保证结构密封性，在第一行程空间内也设置密封结构，使堵头端与密封结构之间形成一级密封，并且堵头端始终分隔流体通道与第二行程空间，避免流体渗入第二行程空间，保证密封性能。

21、（3）阀芯与驱动杆的相对限位固定，采用由直销贯穿固定的并紧件，避免传统结构中阀芯与手柄帽之间螺纹连接而导致的长时间旋拧而失效的问题。

技术特征：

1.一种氢能截止阀结构，包括阀体及阀芯，所述阀体内具有流体通道，所述阀芯沿自身轴向运动，控制所述流体通道的通断，其特征在于，所述阀芯构造呈一体结构，并具有沿轴向分布的连接端、密封端及堵头端；所述阀体上具有供阀芯配合的连接部、密封部及截止部；

2.根据权利要求1所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：所述行程空间包括处于密封部与截止部之间的第一行程空间，以及处于密封部内的第二行程空间；所述第一行程空间内壁处也设置有密封结构，并与所述堵头端之间形成一级密封；

3.根据权利要求2所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：所述流体通道包括前置流道、中间流道及后置流道，所述前置流道与所述中间流道之间具有流入口，所述后置流道与所述中间流道之间具有流出口；所述流入口与所述流出口在所述阀芯的轴向上错开设置；

4.根据权利要求2所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：所述密封部包括多个叠设的密封件，构造有第二行程空间的密封件内径与所述堵头端的外径配合，不构造有第二行程空间的密封件内径与所述密封端配合。

5.根据权利要求4所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：多个叠设的所述密封件分别包括铜密封圈、pom密封圈、peek密封圈以及不锈钢密封圈；所述第二行程空间至少构造于所述不锈钢密封圈内。

6.根据权利要求4所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：所述阀芯还连接有驱动构件，所述驱动构件包括套设于所述连接端的驱动杆，固定于所述连接端端部的并紧件，以及设置于所述驱动杆端部的手柄组件；

7.根据权利要求6所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：所述并紧件采用并紧螺母，所述并紧螺母与所述连接端端部螺纹连接，并通过直销贯穿固定。

8.根据权利要求7所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：设定所述驱动杆具有偏向所述密封端一侧的第一端部，以及偏向所述并紧件一侧的第二端部；所述第一端部与所述密封端之间设置有压圈及第一垫片，所述第二端部与并紧件之间设置有第二垫片；

9.根据权利要求8所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：所述手柄组件包括手柄帽及手柄杆；所述手柄杆与所述手柄帽固定连接，所述手柄帽套设于所述驱动杆的第二端部，并通过螺钉锁紧固定；所述驱动杆外壁上具有供螺钉内侧端部相抵的至少一个受力平面。

10.根据权利要求6所述的一种氢能截止阀结构，其特征在于：所述阀体外部还设置有防松板，所述防松板卡套于所述锁紧螺母外部，并通过螺钉锁定固定于所述阀体上。

技术总结
本发明涉及新能源行业阀体结构技术领域，具体涉及一种氢能截止阀结构，包括阀体及阀芯，阀体内具有流体通道，阀芯沿自身轴向运动，控制流体通道的通断，阀芯构造呈一体结构，并具有沿轴向分布的连接端、密封端及堵头端；阀体上具有供阀芯配合的连接部、密封部及截止部；连接端、密封端及堵头端的外径逐级递增；密封部内，以及密封部与截止部之间具有供堵头端运动的行程空间；堵头端在密封部内，与密封部之间形成密封。本发明使部分行程空间形成于密封部内，使得堵头端在运动过程中能够配合于其中，并形成密封，缩小阀体内的空间，进而也进一步缩小适配的阀芯长度，对一体成型的阀芯而言，能够有效降低加工难度及失效率。

技术研发人员：艾建中
受保护的技术使用者：江苏迪威高压科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1