一种用于全钒液流电池的防爆阀的制作方法

本发明涉及液体电池领域。具体为一种用于全钒液流电池的防爆阀。

背景技术：

全钒液流电池是一种新型的电池，由于其绿色环保的特性，得到了越来越广泛的使用。全钒液流电池主要由电堆、电解液和控制系统构成，其工作原理为：将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。两种电解液在各自的泵的驱动下，由各自的电解液储罐分别独立地循环流经电池的正极或负极，并在离子膜两端发生氧化和还原反应，实现对电池的充放电。

全钒液流电池的电解液需要密封与空气隔绝，如果密封不当，电解液接触空气会被氧化导致失效，造成电池能量损失，使电池充放电能量效率低下，甚至充电后的能量完全被浪费，无法放电。同时，在外部负载短路或充电设备发生故障的情况下，电池短路或者电池过充时，电解液的温度会急剧上升，并析出气体，气体带有一定的酸性。此时，密封的储液罐由于气体的积聚会产生膨胀，如果不能及时泄压，可能使储液罐密封薄弱位置在气压的作用下剥裂，造成电解液和酸性气体泄漏，如气压继续升高可能会导致储液罐发生爆炸。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于克服现有的全钒液流电池在短路或者过度充电的情况下容易导致储液罐被气压损坏或爆炸的缺点，提供一种用于全钒液流电池的防爆阀，可自动对储液罐进行泄压且不会污染空气。

本发明的用于全钒液流电池的防爆阀，包括：

阀体，所述阀体包括壳体和设在所述壳体内的第一密封件，所述第一密封件的外壁与所述壳体密封配合，所述第一密封件在轴向相对于所述壳体被限位，所述第一密封件一端的端面与所述壳体的部分内壁共同围成过气腔；所述壳体的壁设有允许所述全钒液流电池产生的气体进入所述过气腔的进气口和允许所述气体流出所述过气腔的出气口；所述第一密封件具有导轨孔，所述阀体还包括第二密封件，所述第二密封件具有杆部和头部，所述杆部穿入所述导轨孔并可在所述导轨孔内移动，所述杆部的外壁与所述导轨孔的内壁密封配合；所述阀体还包括弹性件，在所述弹性件的作用下，所述第二密封件的头部封住所述进气口，当积聚在所述进气口处的所述气体克服所述弹性件的作用力时，所述第二密封件的头部离开所述进气口允许气体进入过气腔并通过过气腔的出气口流出；

过滤装置，所述过滤装置具有容纳碱性过滤液的过滤腔，所述过滤腔通过出气通道与所述阀体的出气口相通。

作为优选，所述阀体还包括在所述过气腔内的气压超过设定值时报警的报警器。

作为优选，所述用于全钒液流电池的防爆阀还包括位于所述壳体一端的顶盖，所述壳体的该端与设有过气腔的一端相对，所述报警器设在所述顶盖内，所述报警器包括电池、蜂鸣器、导线和触动开关，所述触动开关的触手可在所述弹性件的作用下与电池和蜂鸣器接通从而使蜂鸣器鸣响。

作为优选，所述弹性件位于所述第一密封件的轨道孔内，一端与所述第二密封件的杆部相抵，另一端与所述触动开关相抵。

作为优选，所述顶盖与所述壳体可拆卸地连接使得所述弹性件可被更换。

作为优选，所述触动开关朝向所述第二密封件的一侧设有定位凸起，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端部套在所述定位凸起上。

作为优选，所述阀体壳体的内壁设有用于对所述第一密封件进行轴向限位的限位凸起，所述限位凸起与所述第一密封件靠近所述过气腔的一端相抵。

作为优选，所述阀体的进气口与所述全钒液流电池的储液罐通过进气通道相通。

作为优选，所述阀体与过滤装置为一体结构。

作为优选，所述过滤装置的一侧壁与顶壁之间设有排气口。

本发明的用于全钒液流电池的防爆阀和现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的用于全钒液流电池的防爆阀，在全钒液流电池正常使用的情况下，可密封储液罐，防止电解液接触空气而变质。在发生过载或者过充的情况下，可以引导酸性气体从储液罐内排出，且对酸性气体进行过滤中和处理除去其中的有害位置，不仅保证了全钒液流电池的安全性还可防止其产生的酸性气体污染空气。

2、本发明的用于全钒液流电池的防爆阀的阀体还包括在过气腔内的气压超过设定值时报警的报警器。在进气口打开的情况下，过气腔内的气压与全钒液流电池的储液罐内的气压是相同的，过气腔内的气压超过设定值即全钒液流电池的储液罐内的气压超过设定值。听到报警后，操作人员可以对全钒液流电池及时地进行处理。

3、本发明的用于全钒液流电池的防爆阀的报警器具有触动开关，弹性件一端与所述第二密封件的杆部相抵，另一端与所述触动开关相抵，气压的变化导致弹性件的形状变化，弹性件的受力变形可推动触动开关动作，在弹性件的变形达到设定的程度时，触动开关闭合，使报警器报警。这种设计不需要气压计的参与，结构简单可靠。

附图说明

图1为本发明一个实施例的用于全钒液流电池的防爆阀的立体结构示意图。

图2为图1中的用于全钒液流电池的防爆阀的俯视图。

图3为图1中的用于全钒液流电池的防爆阀的分解透视图。

图4为本发明一个实施例的用于全钒液流电池的防爆阀沿图2中的A-A线的剖视图。

图5为本发明一个实施例的用于全钒液流电池的防爆阀的报警器的原理图。

附图标记

1阀体，11壳体，12第一密封件，121导轨孔，13过气腔，14进气口，15出气口，16限位凸起，17第二密封件，171杆部，172头部；

2过滤装置，21过滤腔，22侧壁，23顶壁，24排气口；

3进气通道；

4出气通道；

5顶盖，51电池，52蜂鸣器，53导线，54触动开关，541触手，542定位凸起。

具体实施方式

图1为本发明一个实施例的用于全钒液流电池的防爆阀的立体结构示意图。图2为图1中的用于全钒液流电池的防爆阀的俯视图。如图1和图2所示，本发明的用于全钒液流电池的防爆阀，包括阀体1和过滤装置2，阀体1用于控制全钒液流电池储液罐内的气体，过滤装置2用于对酸性气体进行过滤中和。阀体1的进气口14与全钒液流电池的储液罐之间通过进气通道3进行连通。在外部负载短路或充电设备发生故障的情况下，电解液的温度会急剧上升，并析出酸性气体，酸性气体进入进气通道3内。

如图3和图4所示，所述阀体1包括壳体11和设在所述壳体11内的第一密封件12，所述第一密封件12的外壁与所述壳体11密封配合，所述第一密封件12在轴向相对于所述壳体11被限位，所述第一密封件12一端的端面与所述壳体11的部分内壁共同围成过气腔13。第一密封件12可通过各种方式实现与壳体11的相对位置的限定，如图3所示，阀体1壳体11的内壁设有一对相对地设置的用于对所述第一密封件12进行轴向限位的限位凸起16，限位凸起16沿内壁的周向延伸一段距离，所述限位凸起16与所述第一密封件12靠近所述过气腔13的一端相抵。当然，在其他实施例中，限位凸起16也可以是一个整体的沿内壁一周的凸起。

所述壳体11的壁设有允许所述全钒液流电池产生的气体进入所述过气腔13的进气口14和允许所述气体流出所述过气腔13的出气口15。所述第一密封件12具有导轨孔121，所述阀体1还包括第二密封件17，所述第二密封件17具有杆部171和头部172，所述杆部171穿入所述导轨孔121并可在所述导轨孔121内移动，所述杆部171的外壁与所述导轨孔121的内壁密封配合。

所述阀体1还包括弹性件(图中未示出)，在所述弹性件的作用下，所述第二密封件17的头部172封住所述进气口14。弹性件为被压缩而具有张力的弹性件，在本实施例中，为压缩弹簧。当进入进气通道3并积聚在所述进气口14处的所述气体克服所述弹性件的作用力时，所述第二密封件17沿所述第一密封件12的导轨孔121移动，所述第二密封件17的头部172离开所述进气口14允许气体进入过气腔13并通过过气腔13的出气口15流出。

所述过滤装置2具有容纳碱性过滤液的过滤腔21，所述过滤腔21通过出气通道4与所述阀体1的出气口15相通。酸性气体被引导进入碱性过滤液中进行中和及相应的处理，从而除去了酸性气体中的有害物质，使其可以被排放到大气中。

本发明的于全钒液流电池的防爆阀，在全钒液流电池正常使用的情况下，可密封储液罐，防止电解液接触空气而变质。在发生过载或者过充的情况下，可以引导酸性气体从储液罐内排出，且对酸性气体进行过滤中和处理除去其中的有害物质，不仅保证了全钒液流电池的安全性还可防止其产生的酸性气体污染空气。

作为优选，所述阀体1还包括在所述过气腔13内的气压超过设定值时报警的报警器，在进气口14打开的情况下，过气腔13内的气压与全钒液流电池的储液罐内的气压是相同的，过气腔13内的气压超过设定值即全钒液流电池的储液罐内的气压超过设定值。

在本实施例中，用于全钒液流电池的防爆阀还包括位于所述壳体11一端的顶盖5，所述壳体11的该端与设有过气腔13的一端相对，所述报警器设在所述顶盖5内。所述顶盖5与所述壳体11可拆卸地连接，可拆卸地连接可通过各种现有的手段来实现。在安装好的状态下，顶盖与壳体11固定，顶盖5一端与第一密封件12相抵。如图5所示，所述报警器包括设在顶盖5内的电池51、蜂鸣器52、导线53和触动开关54，所述触动开关54的触手541可在所述弹性件的作用下分别与电池51和蜂鸣器52接通从而使蜂鸣器52鸣响而报警。听到报警后，操作人员可以对全钒液流电池及时地进行处理。

所述弹性件在本实施例中为压缩弹簧，位于所述第一密封件12的轨道孔内，一端与所述第二密封件17的杆部171相抵，另一端与所述触动开关54相抵。气压的变化导致弹性件的形状变化，弹性件的受力变形可推动触动开关54动作，在弹性件的变形达到设定的程度时，触动开关54闭合，使报警器报警。这种设计不需要气压计的参与，结构简单可靠。

报警器的报警取决于弹簧的预紧力，不同规格、不同材质的弹簧具有不同的预紧力，取下顶盖即可更换弹簧，实现在不同的气压值下报警，从而形成不同的安全级别，另外，在弹簧老化时也可更换新的弹簧。在本发明中，由于第一密封件和第二密封件实现了密封，因此，不需要考虑弹性件的耐腐蚀性，普通的弹簧即可以作为本发明中的弹性件。

作为优选的方案，所述触动开关54朝向所述第二密封件17的一侧设有定位凸起542，所述压缩弹簧的一端部套在所述定位凸起542上，可防止弹簧被压缩的过程中产生晃动，从而提高其稳定性。

当然，在其他的实施例中，报警器也可以不设置在阀体的壳体的内部，而是设在外部，此时，报警器可以通过气压计来检测过气腔内的气压，即全钒液流电池储液罐内的气压，当气压计的数值达到设定值时进行报警。

作为优选的方案，所述阀体1的壳体11与过滤装置2的壳体为一体结构，具体为阀体1的一侧壁与过滤装置2的一侧壁22可以是一体的，这样使得本发明的用于全钒液流电池的防爆阀结构更加紧凑。

过滤装置2设有顶壁23，可防止灰尘进入过滤液，过滤装置2的一侧壁22与顶壁23之间设有排气口24，将被过滤处理后的气体排放到大气中。在本实施例中，顶壁23由对称的两部分构成，出气通道从顶壁23的中部穿过伸入到过滤腔内的过滤液的液面之下。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。