一種車用減壓裝置的製作方法
2024-04-12 17:32:05
1.本實用新型涉及一種車用減壓裝置。
背景技術：
2.流體減壓裝置在許多領域都有應用，例如，氫燃料電池汽車車載氫能系統控制技術中，高壓氫氣流體減壓裝置是關鍵部件。目前，隨著新能源汽車市場的快速發展，氫燃料電池汽車逐漸成為解決能源資源危機和環境危機的重要探索方向。但是，對於氫燃料電池汽車來說，儲氫系統的壓力決定了儲氫量，目前的一種較高儲氫系統儲氫壓力能夠達到70mpa，而電堆需要的氫氣輸入壓力僅為1mpa-2mpa，因此出氣系統與電堆之間需要設置流體減壓裝置進行減壓，並且流體減壓裝置往往包括兩級減壓閥。
3.現有技術中的流體減壓裝置例如公開號為cn211423455u的專利文獻公開的用於儲氣系統的閥組件，包括閥體，閥體上依次設有一級減壓閥、二級減壓閥，閥體上設有閥座，閥座上設有閥芯插孔，閥芯插孔的孔底設有閥口；一級減壓閥包括閥腔殼體，供一級閥芯和一級調壓彈簧裝配，閥腔殼體設有外螺紋，螺旋連接在閥體上；一級閥芯具有插裝段，插裝段插裝在閥芯插孔內；一級閥芯上設有流道，用於將氫氣通往二級減壓閥。閥芯插孔的孔壁與所述閥芯的外周面之間設有插裝密封圈，依靠密封圈承受出氣接頭的壓力。
4.但是，氫氣的分子量較小，密封較為困難，特別是在高壓情況下，流體減壓裝置的密封性能不易保證。現有技術中的上述流體減壓裝置中，將一級減壓閥向閥體上通過螺紋進行裝配時，閥座與閥芯之間需要相對轉動，容易造成插裝密封圈變形、擦傷，影響產品的密封可靠性。
技術實現要素：
5.本實用新型的目的是提供一種車用減壓裝置，能夠避免裝配過程中由於閥座與閥芯之間需要相對轉動而造成插裝密封圈損壞。
6.本實用新型中採用如下技術方案：
7.一種車用減壓裝置，包括：
8.閥座，閥座上設有閥芯插孔；
9.閥腔殼體，與閥座可拆裝配，閥腔殼體內導向裝配有閥芯，閥芯具有插裝段，插裝段插裝在閥芯插孔內；
10.閥芯插孔的孔壁與所述閥芯的插裝段外周面之間設有插裝密封圈；
11.所述閥座與閥腔殼體沿閥芯插孔的軸向可相對平移，能夠以相對平移的方式裝配到位；
12.所述閥座與閥腔殼體之間設有固定結構，用於在裝配到位時將閥座與閥腔殼體相對固定。
13.有益效果：採用上述技術方案，所述閥座與閥腔殼體沿閥芯插孔的軸向可相對平移，能夠以相對平移的方式裝配到位，同時，固定結構能夠在裝配到位時將閥座與閥腔殼體
相對固定，這樣，裝配過程中閥座與閥腔殼體之間不會產生相對轉動，因此閥座上的閥芯插孔與閥腔殼體內設置的閥芯之間也不會產生相對轉動，從而避免由於轉動而造成插裝密封圈變形、擦傷，有利於保證產品的密封可靠性。
14.作為一種優選的技術方案：所述固定結構包括閥座壓接件，閥座壓接件與閥腔殼體固定連接，將閥座壓裝在閥腔殼體上。
15.有益效果：採用上述技術方案便於閥座的單獨加工以提高加工精度，並且便於維護。
16.作為一種優選的技術方案：閥座壓接件和／或閥腔殼體上設有法蘭結構，通過法蘭結構以及穿過法蘭結構的固定螺釘相對固定。
17.有益效果：採用法蘭結構和固定螺釘結構簡單，便於拆裝。
18.作為一種優選的技術方案：所述閥座壓接件為進氣接頭，所述進氣接頭上設有進氣通道，所述進氣通道與閥芯插孔連通；
19.所述進氣接頭與閥座之間和／或所述進氣接頭與閥腔殼體之間設有密封圈，用於避免氣體進氣接頭處洩漏。
20.有益效果：採用上述技術方案不需另外設置單獨的閥座壓接件，結構緊湊。
21.作為一種優選的技術方案：所述進氣通道內嵌裝有濾芯，所述濾芯為中空筒狀結構，縱剖面為u形，u形的開口朝向所述閥座，閥芯的開口端的徑向外側設有環形凸緣，環形凸緣支撐在進氣接頭朝向閥座的一端。
22.有益效果：上述技術方案能夠利用閥座和進氣接頭分體布置的特點滿足中空筒狀濾芯的裝配需求，也便於濾芯的拆裝維護。
23.作為一種優選的技術方案：所述進氣接頭上設有傳感器接口，傳感器接口與所述進氣通道連通，供氣壓傳感器連接。
24.有益效果：採用上述技術方案能夠集成進氣氣壓檢測功能，結構緊湊。
25.作為一種優選的技術方案：所述進氣通道沿閥芯插孔的軸向貫穿進氣接頭。
26.有益效果：採用上述技術方案能夠形成完整的直線流道，降低流道複雜性，降低流阻。
27.作為一種優選的技術方案：所述閥腔殼體上設有安裝沉孔，所述閥座嵌入安裝沉孔中以實現徑向定位；
28.所述閥座背向閥芯的一端設有凸臺，凸臺與安裝沉孔的孔壁之間形成環形間隔，閥座壓接件靠近閥座的一側設有環形凸起，環形凸起嵌入所述環形間隔內。
29.有益效果：採用上述技術方案能夠實現閥座壓接件的定位，結構穩定性好。
30.作為一種優選的技術方案：所述環形凸起的端面與所述閥座之間具有間隔。
31.有益效果：採用上述技術方案能夠避免形成過定位，保證閥座與閥座壓接件之間的密封圈被可靠壓緊，保證氣密性。
32.作為一種優選的技術方案：所述閥座和／或閥腔殼體上設有法蘭結構，閥座和閥腔殼體通過法蘭結構以及穿過法蘭結構的固定螺釘相對固定。
33.有益效果：採用上述技術方案結構簡潔，拆裝方便。
附圖說明
34.圖1是本實用新型中車用減壓裝置的實施例1的立體圖一；
35.圖2是本實用新型中車用減壓裝置的實施例1的立體圖二；
36.圖3是圖1的a—a剖視圖；
37.圖4是圖1的b—b剖視圖；
38.圖5是本實用新型中車用減壓裝置的實施例1的功能原理圖；
39.圖6是本實用新型中車用減壓裝置的一種其他實施例的結構示意圖；
40.圖中相應附圖標記所對應的組成部分的名稱為：11、進氣接頭；12、高壓傳感器接口；21、閥腔殼體；22、固定孔；23、二級閥座安裝筒；24、安裝沉孔；25、連接筒；26、呼吸通道；27、呼吸閥；28、連接通道；31、閥座；32、凸臺；33、閥口；41、一級閥芯；42、導向段；43、一級調壓彈簧；44、插裝段；45、插裝密封圈；46、一級密封塊；47、流道；48、避讓口；51、閥座壓接件；52、進氣通道；53、環形凸起；54、法蘭結構；55、固定螺釘；61、濾芯；62、環形凸緣；71、二級閥座；72、二級閥芯；73、二級調壓彈簧；74、二級密封塊；75、錐形凸臺；76、連通孔；77、y型密封圈；78、軸向貫通通道；81、環形臺階；82、閥座壓套；83、支撐墊片；84、壓接套；91、出氣接頭；92、低壓傳感器接口；93、安全閥；94、服務口。
具體實施方式
41.為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型，即所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
42.因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
43.需要說明的是，本實用新型的具體實施方式中可能出現的術語「第一」和「第二」等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，可能出現的術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，可能出現的語句「包括一個
……」
限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
44.在本實用新型的描述中，除非另有明確的規定和限定，可能出現的術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以是通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
45.在本實用新型的描述中，除非另有明確的規定和限定，可能出現的術語「設有」應做廣義理解，例如，「設有」的對象可以是本體的一部分，也可以是與本體分體布置並連接在本體上，該連接可以是可拆連接，也可以是不可拆連接。對於本領域技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
46.以下結合實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
47.本實用新型中一種車用減壓裝置的實施例1：
48.本實施例中的一種車用減壓裝置為一種高壓氫氣車用減壓裝置，用於氫能源汽車。如圖1和圖2，車用減壓裝置包括進氣接頭11、主閥體（即閥腔殼體21）、壓接套84和出氣接頭91。主閥體上設有固定孔22，用於實現車用減壓裝置的固定；主閥體內設有一級減壓閥和二級減壓閥，能夠實現兩級降壓。如圖3、圖4和圖5，進氣接頭11上設有高壓傳感器接口12，出氣接頭91上設有安全閥93、低壓傳感器接口92和服務口94。
49.為了便於清楚地描述本實用新型的實施例，下文中，以車用減壓裝置設有進氣接頭11的一端為下端，設有出氣接頭91的一端為上端，與圖3中顯示方位一致。當然，上述「上」「下」並不能用於限制車用減壓裝置的實際放置狀態或使用狀態，車用減壓裝置可以水平布置、傾斜布置或豎直布置，豎直布置時，進氣接頭11的一端也可以朝上。
50.具體地，如圖3和圖4，一級減壓閥的閥腔設置在主閥體上，主閥體形成一級減壓閥的閥腔殼體21。一級減壓閥的閥腔內裝配有一級閥芯41和一級調壓彈簧43，一級閥芯41上下導向設置，上端支撐在閥腔殼體21上設置的環形擋止臺階上，一級調壓彈簧43用於給一級閥芯41提供向上運動而遠離閥口33的作用力。為了便於實現減壓壓力的校正，一級調壓彈簧43的下端墊設有一級閥調整墊片，一級閥調整墊片的厚度為0.1或0.2mm，通過增減一級閥調整墊片的數量實現減壓壓力的調整。閥腔殼體21的頂部於中心位置設有二級閥座安裝筒23，供二級閥座71裝配；一級閥芯41的頂部設有導向段42，導向段42上設有密封圈槽，密封圈槽內設有密封圈，密封圈使導向段42與二級閥座安裝筒23的內壁滑動密封配合。
51.閥腔殼體21的下端設有安裝沉孔24，安裝沉孔24內嵌裝有一級減壓閥的閥座31。一級減壓閥的閥座31上設有閥芯插孔，閥芯插孔的孔底設有閥口33。一級閥芯41的下端設有插裝段44，插裝段44插裝在閥芯插孔內，閥芯插孔的孔壁與所述閥芯的插裝段44外周面之間設有插裝密封圈45。一級閥芯41的下端端面上嵌裝有一級密封塊46，一級密封塊46用於與閥口33配合，形成一定開度，起到減壓作用。一級閥芯41的內部設有流道47，用於通往車用減壓裝置的二級減壓閥，流道47包括軸向通道和徑向通道，徑向通道設置在插裝密封圈45下方的小徑段上，外端與一級閥芯41和閥芯插孔孔壁之間的環隙連通，內端與軸向通道連通。
52.閥座31的外周面為光滑圓柱面，外徑與安裝沉孔24的內徑適配以實現徑向定位，與閥腔殼體21沿閥芯插孔的軸向可相對平移，能夠以相對平移的方式裝配到位；閥座31的頂部端面支撐在安裝沉孔24的孔底壁上，實現軸向定位。車用減壓裝置還包括閥座壓接件51，閥座壓接件51為進氣接頭11，所述進氣接頭11上設有進氣通道52，進氣通道52沿閥芯插孔的軸向貫穿進氣接頭11；閥口33位於所述進氣通道52的延伸路徑上，進氣通道52對接在閥座31的閥口33上。所述閥座31背向一級閥芯41的一端設有凸臺32，凸臺32與安裝沉孔24的孔壁之間形成環形間隔，閥座壓接件51靠近閥座31的一側設有環形凸起53，環形凸起53嵌入所述環形間隔內，能夠實現徑向定位。進氣接頭11的上端面壓緊在凸臺32的下端面上，
將閥座31固定在閥腔殼體21上。與閥座壓接件51上設有法蘭結構54，法蘭結構54上穿設有螺釘，能夠通過螺釘固定到閥腔殼體21上，形成固定結構，在裝配到位時將閥座31與閥腔殼體21相對固定。為了避免氣體從所述進氣通道52與閥口33的對接處洩漏，進氣接頭11與閥座31之間設有密封圈，該密封圈設置在閥座31下端面上的環形槽內。所述環形凸起53的端面與所述閥座31之間具有間隔，能夠保證閥座31上密封圈的壓緊，保證閥座31與進氣接頭11之間的密封。
53.進氣接頭11上的進氣通道52內端嵌裝有濾芯61，所述濾芯61為中空筒狀結構，縱剖面為u形，u形的開口朝向所述閥口33，閥芯的開口端的徑向外側設有環形凸緣62，環形凸緣62支撐在進氣接頭11朝向閥座31的一端。進氣接頭11上的高壓傳感器接口12垂直於進氣通道52，內端與濾芯61的下端對應。進氣接頭11的最下端設有外螺紋，供相應的管路連接。
54.二級減壓閥設置在一級減壓閥的上方，包括二級閥座71、二級閥芯72和二級調壓彈簧73。二級閥座71設置在二級閥座安裝筒23內，下端支撐在二級閥座安裝筒23內壁上的支撐環臺上，上端設有閥座壓套82和支撐墊片83，閥座壓套82上設有外螺紋，螺紋連接在二級閥座安裝筒23上，通過支撐墊片83將二級閥芯72固定。閥座壓套82與二級閥座安裝筒23的內壁之間設有密封圈，二級閥座71的中部通過螺釘固定有二級密封塊74，二級閥芯72下側設有錐形凸臺75，以便於在二級閥座71上加工出較長的螺紋孔供螺釘裝配。二級密封塊74的徑向邊緣位置設有上下貫通的連通孔76，供一級減壓閥的閥腔內的氣體進入二級減壓閥。二級閥芯72的下端通過設置在閥座壓套82與支撐墊片83之間的密封圈滑動密封插裝在二級閥座安裝筒23內，能夠在上下運動時與二級閥座71上的二級密封塊74配合，形成一定開度，起到減壓作用。二級閥芯72上設有軸向貫通通道78，與出氣接頭91上沿軸向貫通的出氣通道連通。為了減小減壓裝置的軸向尺寸，更好地實現輕量化和小型化，所述一級閥芯41的頂部設有避讓口48，避讓口48為喇叭口，供二級閥芯72下側的錐形凸臺75嵌入，從而節省軸向尺寸，並能夠起到氣流的引流作用，減小流動阻力。當然，在其他實施例中，一級閥芯41頂部的避讓口48也可以由圓柱形孔形成，二級閥芯72下側用於設置螺紋孔的部分也可以是圓柱結構。
55.出氣接頭91上的低壓傳感器接口92和安全閥93垂直於出氣通道布置，出氣接頭91上還設有服務口94。
56.閥腔殼體21的上部設有連接筒25，連接筒25與二級閥座安裝筒23同軸布置，兩者之間的環形空間內設有二級調壓彈簧73，二級調壓彈簧73下端直接或間接支撐在環形空間的底面上，上端支撐在二級閥芯72上，用於給二級閥芯72提供向上運動而遠離閥口33的作用力。為了便於實現減壓壓力的校正，二級調壓彈簧73的下端墊設有二級閥調整墊片，二級閥調整墊片的厚度為0.1或0.2mm，通過增減二級閥調整墊片的數量實現減壓壓力的調整。出氣接頭91扣裝在連接筒25的頂部，支撐在連接筒25頂部的外側環臺上，與連接筒25圍成二級減壓閥的閥腔。壓接套84用於將出氣接頭91壓接到閥腔殼體21上，具體地，閥腔殼體21的連接筒25上設有外螺紋，壓接套84的內壁上端設有環形臺階81，環形臺階81用於在壓接套84螺紋連接到連接筒25上時壓緊設置在出氣接頭91的外周面上的外環臺，實現對二級閥芯72的壓緊。同樣，通過壓接套84壓緊二級閥芯72能夠避免二級閥芯72在裝配時出現轉動，避免二級閥芯72與閥芯插接孔的內壁之間的插接段密封圈或二級閥芯72與出氣接頭91之間的密封圈受損。
57.如圖4，閥腔殼體21的外周面上設有與一級減壓閥的閥腔相通的呼吸通道26，呼吸通道26的外端設有呼吸閥27，用於避免閥芯活動時閥腔中的氣壓發生變化而對閥芯活動產生影響。環形空間的底面上設有與呼吸通道26相通的連接通道28，使得二級減壓閥的閥腔與一級減壓閥的閥腔共用一處呼吸閥27，結構緊湊。
58.裝配時，將一級減壓閥的閥芯以平移方式裝入閥腔殼體21下端的安裝沉孔24內，使閥芯支撐到安裝沉孔24的孔底上，然後將進氣接頭11以平移的方式壓裝到閥芯上，通過固定螺釘55將進氣接頭11固定到閥腔殼體21上，實現閥座31與閥腔殼體21的裝配固定。
59.使用時，高壓氫氣通過進氣接頭11和濾芯61進入一級減壓閥的閥口33，然後經過閥芯上的徑向通道和軸向通道從一級閥芯41通過，作用在一級閥芯41的上端面，推動一級閥芯41下移，使一級閥芯41在上下端的氣體壓力和一級調壓彈簧43的共同作用下保持平衡，實現一級減壓。經過一級減壓後的氫氣從二級閥座71上的連通孔76進入二級閥芯72，通過二級閥芯72上的軸向貫通通道78排向出氣接頭91，並作用在二級閥芯72的上端面，推動二級閥芯72下移，使二級閥芯72在上下端的氣體壓力和二級調壓彈簧73的共同作用下保持平衡，實現二級減壓，最終從出氣接頭91上的出氣通道排出。
60.本實用新型中車用減壓裝置的實施例2：
61.本實施例與實施例1的不同之處在於，實施例1中，閥座31與閥腔殼體21之間的固定結構包括進氣接頭11，進氣接頭11形成閥座壓接件51，而本實施例中，進氣接頭11設置在閥座31上，相當於將實施例1中的閥座31與進氣接頭11設置為一體，直接通過進氣接頭11上的法蘭結構54固定在閥腔殼體21上。閥座31與進氣接頭11設置為一體時，濾芯61可以被設置為從進氣接頭11的下端裝入。
62.本實用新型中車用減壓裝置的實施例3：
63.本實施例與實施例1的不同之處在於，實施例1中，作為閥座壓接件51的進氣接頭11通過法蘭結構54和螺釘固定在閥腔殼體21上，而本實施例中，閥腔殼體21上設有徑向固定孔22，進氣接頭11的環形凸起53上設有螺紋孔，供螺釘從徑向固定孔22內穿入並固定到環形凸起53上，實現對環形凸起53的固定。
64.本實用新型中車用減壓裝置的實施例4：
65.本實施例與實施例1的不同之處在於，實施例1中，作為閥座壓接件51的進氣接頭11通過法蘭結構54和固定螺釘55固定在閥腔殼體21上，而本實施例中，閥座壓接件51為壓環，進氣接頭11從壓環中向下穿過，壓環通過螺釘固定在閥腔殼體21的底部端面上，將進氣接頭11和閥座31固定到閥座31上。
66.本實用新型中車用減壓裝置的實施例5：
67.本實施例與實施例4的不同之處在於，實施例4中，閥座壓接件51為壓環，而本實施例中，閥座壓接件51為壓帽，壓帽設有內螺紋，閥腔殼體21上設有外螺紋，壓帽通過螺紋連接固定在閥腔殼體21上並壓緊閥座31進氣接頭11閥座31。當然，閥座31與進氣接頭11為一體結構時，閥座壓接件51也可以採用壓帽壓緊。
68.本實用新型中車用減壓裝置的實施例6：
69.本實施例與實施例1的不同之處在於，實施例1中，所述閥座31背向閥芯的一端設有凸臺32，凸臺32與安裝沉孔24的孔壁之間形成環形間隔，閥座壓接件51靠近閥座31的一側設有環形凸起53，環形凸起53嵌入所述環形間隔內，而本實施例中，閥座31的外輪廓為圓
柱形，進氣接頭11的上端面為平面，直接壓接在閥座31上。
70.本實用新型中車用減壓裝置的實施例7：
71.本實施例與實施例1的不同之處在於，實施例1中，閥芯插孔的孔底設有閥口33，一級閥芯上設有一級密封塊46，而本實施例中，一級閥芯41的通流方式與二級閥芯72相同，閥座31上設有一級密封塊，而一級閥芯上設有軸向貫通通道78，軸向貫通通道78的下端開口與一級密封塊對應，同時，一級密封塊上設有連通孔，用於將進氣接頭與閥芯插孔連通。
72.所述閥座31背向閥芯的一端設有凸臺32，凸臺32與安裝沉孔24的孔壁之間形成環形間隔，閥座壓接件51靠近閥座31的一側設有環形凸起53，環形凸起53嵌入所述環形間隔內，而本實施例中，閥座31的外輪廓為圓柱形，進氣接頭11的上端面為平面，直接壓接在閥座31上。上述實施例中的車用減壓裝置包括兩級減壓閥，在其他實施例中，車用減壓裝置也可以僅設有一級減壓結構。另外，在上述實施例中，二級閥芯72與閥座壓套82之間通過o形圈密封，在其他實施例中，如圖6所示，二級閥芯72與閥座壓套82之間也可以通過y型密封圈77密封，y型密封圈77的橫截面為y形，開口朝向二級閥座71，能夠在高壓氫氣的作用形成線性的自密封效果，有利於降低摩擦力，提高二級減壓閥的減壓性能。
73.以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，本實用新型的專利保護範圍以權利要求書為準，凡是運用本實用新型的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本實用新型的保護範圍內。