一种单向阀及储氢系统的制作方法

1.本实用新型涉及储氢系统技术领域，尤其涉及一种单向阀及储氢系统。


背景技术：

2.车载储氢系统在减压阀及瓶阀上均需要布置安全泄放管路，保证在发生危险时气瓶及减压阀通过安全泄放管路将氢气快速排出到车身外部的安全部位，所以安全泄放管路必须保证管路的畅通，安全泄放管路不可被外界污物及雨水堵塞，以避免安全泄放存在风险。
3.对此，现有技术中，通常在管路的末端套设具有弹性的保护帽，但是保护帽在管路内累积产生的气压压力作用下容易脱落，并且无法及时排除系统内产生的累积氢气，同时，其自身弹性容易受外界环境因素而影响，长时间使用后容易出现安装不到位以及松动的情况，无法保证储氢系统的可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供一种单向阀及储氢系统，具有较高的可靠性。
5.一方面，本实用新型提供一种单向阀，该单向阀包括：
6.阀座，所述阀座具有通孔；
7.阀芯，所述阀芯设置于所述通孔内，且将所述通孔分隔为第一腔和第二腔，所述阀芯被配置为仅允许流体介质由所述第一腔经所述阀芯流向所述第二腔，所述阀芯包括第一定位面和第二定位面；
8.和固定件，所述固定件位于所述第一腔内且和所述阀座固定连接，所述固定件沿所述通孔的轴向抵压所述第二定位面，以将所述第一定位面和所述通孔的内壁抵紧。
9.作为单向阀的优选技术方案，所述第一腔的腔壁和所述固定件的外周面两者中的一者设有卡凸，所述卡凸抵紧于所述第一腔的腔壁和所述固定件的外周面两者中的另一者；
10.所述固定件具有与所述第一腔连通的连通孔，所述阀芯具有流道，所述流道与所述连通孔连通，且与所述第二腔选择性连通。
11.作为单向阀的优选技术方案所述第一腔的腔壁和所述固定件的外周面两者中的一者设有卡槽，两者中的另一者设有卡凸，所述卡凸卡接于所述卡槽。
12.作为单向阀的优选技术方案，所述卡凸具有限位面和与所述限位面呈角度设置的导向面，所述导向面相对所述限位面靠近所述阀芯，所述限位面垂直于所述第一腔的中心线，且所述限位面与所述卡槽的槽壁贴合。
13.作为单向阀的优选技术方案，所述阀芯由弹性材料制成，所述阀芯包括呈筒状的阀芯本体和设置于所述阀芯本体一端的单向导通部，所述第一定位面和所述第二定位面设置于所述阀芯本体；
14.所述单向导通部包括沿所述阀芯本体的圆周方向均匀分布的多个阀瓣，且相邻两
个所述阀瓣之间形成阀口，所述阀口的长度方向垂直于所述阀芯本体的轴向，所述阀口呈常闭状态。
15.作为单向阀的优选技术方案，所述阀瓣的数量为至少三个，且多个所述阀口靠近所述阀芯本体的中心线的一端相互连通。
16.作为单向阀的优选技术方案，所述第二定位面为圆锥面。
17.作为单向阀的优选技术方案，所述阀座的外周面设有外螺纹。
18.作为单向阀的优选技术方案，所述阀座的外周面设有用于和扳手配合的夹持部。
19.另一方面，本实用新型提供一种储氢系统，该储氢系统包括安全泄放管路和上述任一方案中的单向阀，所述阀座安装于所述安全泄放管路，且所述第一腔与所述安全泄放管路连通。
20.本实用新型的有益效果为：
21.本实用新型提供一种单向阀及储氢系统，该单向阀包括阀座、阀芯和固定件。阀座具有通孔，阀芯设置于通孔内，阀芯将通孔分隔为第一腔和第二腔，阀芯包括第一定位面和第二定位面；固定件位于第一腔内且和阀座固定连接，固定件沿通孔的轴向抵压第二定位面，以将第一定位面和通孔的内壁抵紧，如此可保证阀芯的位置稳定，阀芯被配置为仅允许流体介质由第一腔经阀芯流向第二腔，可通过阀芯阻止外部的灰尘或水流入安全泄放管路，以保证储氢安全排放系统的可靠性。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例中单向阀的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例中单向阀的部分结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例中单向阀的阀芯的结构示意图一；
25.图4为本实用新型实施例中单向阀的阀芯的结构示意图二；
26.图5为本实用新型实施例中单向阀的阀座的结构示意图一；
27.图6为本实用新型实施例中单向阀的阀座的结构示意图二；
28.图7为本实用新型实施例中单向阀的固定件的结构示意图；
29.图8为本实用新型实施例中单向阀的固定件的部分结构示意图；
30.图9为本实用新型实施例中单向阀和安全泄放管路的结构示意图；
31.图10为本实用新型实施例中单向阀、安全泄放管路以及密封件的结构示意图。
32.图中：
33.1、阀座；11、第一腔；12、第二腔；13、限位凸起；14、卡槽；15、外螺纹；16、夹持部；
34.2、阀芯；21、阀芯本体；211、第一定位面；212、第二定位面；213、外壳；214、凸缘；22、单向导通部；221、阀瓣；222、阀口；2211、阀片；2212、第一边；2213、第二边；2214、第三边；
35.3、固定件；31、前段；32、限位段；33、尾段；331、卡凸；3311、限位面；3312、导向面；34、台阶面；
36.4、螺母；
37.5、安全泄放管路；
38.6、密封件。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
43.本实施例提供一种单向阀，该单向阀可应用于车载储氢系统，具体地可应用于车载储氢系统的减压阀和/或瓶阀的安全泄放管路5，以保证在发生危险时瓶阀和/或减压阀经安全泄放管路5快速将氢气排放至到车身外部的安全部位，以保证行车安全。
44.具体地，如图1和图2所示，该单向阀包括阀座1和阀芯2。
45.阀座1用于安装在安全泄放管路5，阀座1具有通孔，阀芯2设置于通孔内，且沿通孔的中心线方向，通孔包括位于阀芯2两侧的第一腔11和第二腔12；阀芯2被配置为仅允许流体介质由第一腔11经阀芯2流向第二腔12，阀芯2可阻止第二腔12的流体介质通过阀芯2向第一腔11流动。当阀座1安装于安全泄放管路5时，第一腔11和安全泄放管路5连通，第二腔12连通外界大气，从而可通过阀芯2阻止外部的灰尘或水流入安全泄放管路5，同时还能够保证氢气可经阀芯2排放出安全泄放管路5。其中，本实施例中的流体介质具体为安全泄放管路5中的氢气，以及外部的水，在其他的实施例中，流体介质也可为其他气体或液体。
46.可以理解的是，阀芯2可与通孔的内壁之间实现密封，以阻止第一腔11内的气体经阀芯2和通孔的内壁之间流向第二腔12。本实施例中，阀芯2具有第一定位面211，该第一定位面211能够和通孔的内壁贴合，以实现阀芯2与通孔的内壁之间的密封。在其他的实施例中，阀芯2还可过盈设置于通孔内，以实现阀芯2和通孔的内壁之间的密封。
47.其中，为了实现阀芯2与通孔的内壁之间的密封，本实施例中，阀座1的通孔的内壁
凸设有限位凸起13，第一定位面211和限位凸起13抵接。在其他的实施例中，亦可在阀芯2设置环状的凸起结构，在通孔的内壁设置环状的凹槽结构，且第一定位面211位于凸起结构，通过凸起结构插接于凹槽结构，同样可使第一定位面211和凹槽结构的侧壁贴合。
48.其中，限位凸起13可根据具体需要进行设置，限位凸起13可以为凸出于通孔内壁的环形块，或者为凸出于通孔内壁且沿通孔的圆周方向间隔设置的多个凸块。具体地，在本实施例中，限位凸起13为凸出于通孔内壁的环形块，且沿通孔的中心线方向，环形块的一端和通孔的一端齐平，环形块的另一端位于通孔内，即通孔为阶梯孔。
49.为了保证阀芯2可与通孔的内壁之间的密封效果，该单向阀还包括固定件3，固定件3设置于第一腔11内且与阀座1固定连接，固定件3沿通孔的轴向抵压阀芯2以将阀芯2的第一定位面211和通孔的内壁抵紧。并且固定件3和底座1固定连接，以保证固定件3和底座1的相对位置稳定，进而保证压紧效果和密封效果。
50.具体地，阀芯2还具有第二定位面212。沿通孔的轴向，固定件3与第二定位面212抵接，可通过固定件3和限位凸起13限制阀芯2于通孔内的位置。其中，在本实施例中，第一定位面211和第二定位面212沿通孔轴向间隔设置，通过固定件3将阀芯2压紧于限位凸起13，能够使阀芯2的第二定位面212和固定件3之间形成端面密封，同时，还可使阀芯2的第一定位面211和限位凸起13之间也可形成端面密封；特别是阀芯2的第一定位面211和限位凸起13之间形成的端面密封，可以防止第一腔11和第二腔12内的流体介质在阀芯2和通孔的侧壁之间互通，保证该单向阀的单向密闭效果。
51.需要注意的是，固定件3不影响流体介质从第一腔11经单向阀2流向第二腔12。具体地，本实施例中，固定件3具有与第一腔11连通的连通孔，阀芯2具有流道，流道与连通孔连通，且与第二腔12选择性连通。
52.本实施例提供的单向阀，相比于现有技术中的保护帽，阀芯2的位置在阀座1和固定件3的限制下，位置能够保持稳定，阀芯2的位置不会受到安全泄放管路5中氢气气压的影响，且不会受环境因素的影响，可保证储氢安全排放系统的可靠性。
53.如图2和图3所示，第二定位面212为圆锥面。相应地，固定件3与第二定位面212贴合的表面同样为圆锥面。如此设置，当固定件3安装至阀座1时，第二定位面212起到导向作用，并且能够保证固定件3和阀芯2的同心度，以提高产品的稳定性。
54.本实施例中，阀芯2由弹性材料制成，优选采用橡胶材质一体注塑成型，亦可根据需要选取其他弹性塑胶材质。从而当阀芯2和阀座1以及固定件3贴合后，可保证阀芯2的第二定位面212和固定件3之间，以及阀芯2的第一定位面211和限位凸起13之间的两道端面密封的密封效果稳定。优选地，阀芯2位于第一定位面211和第二定位面212之间部分的外周面亦可和通孔的内壁贴合，可进一步增强密封效果，如此可避免阀芯2和阀座1以及阀芯2和固定件3之间产生缝隙。在其他的实施例中，阀芯2亦可替代为机械阀芯2。
55.如图3和图4所示，阀芯2包括呈筒状的阀芯本体21和设置于阀芯本体21一端的单向导通部22，第一定位面211和第二定位面212均设置于阀芯本体21，具体地，阀芯本体21包括圆筒状的外壳213，以及位于凸设于外壳213轴向的一端的外周面呈环形的凸缘214。单向导通部22则设置于外壳213轴向的另一端，沿外壳213的轴向，第一定位面211设置于凸缘轴向一端，第二定位面212为外壳213远离单向导通部22的端面。
56.单向导通部22包括沿阀芯本体21的圆周方向均匀分布的多个阀瓣221，且相邻两
个阀瓣221之间形成阀口222，阀口222的长度方向与阀芯本体21的轴向呈夹角设置，其中，本实施例中，夹角具体为90
°
，在其他的实施例中亦可根据需要进行设置。
57.阀口222呈常闭状态。具体地，阀瓣221包括两个呈夹角连接的两个阀片2211，两个阀片2211分别为第一阀片和第二阀片，第一阀片和第二阀片均呈三角形的片体，第一阀片和第二阀片通过第一边2212连接，第一边2212和阀芯本体21的外壳213的内表面连接，且第一阀片和第二阀片均向筒体的内部凸出，相邻的两个阀瓣221中，其中一个阀瓣221的第一阀片的第二边2213和另一个阀瓣221的第二阀片2213的第二边连接，且该第一阀片的第三边2214的和该第二阀片的第三边2214的部分连接并形成阀口222。由于阀芯2采用弹性材质制成，一个阀瓣221的第一阀片的第三边2214和另一个阀瓣221的第二阀片的第三边2214始终具有相互贴合的运动趋势，并且两者能够贴合，从而，在阀芯2未工作时，能够保持使阀口222常闭。
58.单向阀安装于安全泄放管路5时，当第一腔11内的氢气气压大于外界大气压力时，压差作用于各阀瓣221的两个阀片2211的内表面，并促使各个阀瓣221的两个阀片2211相互靠近，从而位于相邻两个阀瓣221间的阀口222将会被扩张，以将阀口222打开，可将第一腔11内的氢气排入第二腔12；当第一腔11内的氢气气压小于外界大气压力时，压差作用于各阀瓣221的两个阀片2211的外表面，促使各个阀瓣221的两个阀片2211相互远离，从而位于相邻两个阀瓣221间的阀口222将会被进一步收紧，阀口222关闭的更加牢靠，可阻止外界的灰尘或水经第二腔12从阀口222进入第一腔11内。
59.其中，本实施例对阀瓣221的数量不做限定，阀瓣221可以为两个，此时单向导通部22整体呈鸭嘴式结构，阀瓣221还可至少为三个，且多个阀口222靠近阀芯本体21的中心线的一端相互连通。其中，本实施例中示例性地给出了阀瓣221的数量为四个的方案，此时四个阀口222呈十字形布置。
60.如图5所示，阀座1的外周面设有外螺纹15，如此可通过螺纹配合以连接阀座1和安全泄放管路5。进一步地，阀座1的外周面设有用于和扳手配合的夹持部16。可便于旋拧阀座1。其中夹持部16至少包括两个平行间隔设置的夹持面。其中，本实施例中示例性地给出了夹持部16包括六个夹持面，六个夹持面整体呈正六边形。
61.如图5至图8所示，为了实现固定件3和阀座1的稳定连接，本实施例示例性地给出了在固定件3的外周面设有卡凸331，通过卡凸331抵紧第一腔11的腔壁，以实现固定件3和阀座1的固定连接。其中，如图5所示，卡凸331和第一腔11的腔壁可以过盈配合；如图6所示，卡凸331和第一腔11的腔壁还可以卡接配合，当卡接配合时，可在第一腔11的腔壁设置卡槽14，通过卡凸331卡接于卡槽14以使固定件3安装于阀座1。在其他的实施例中，亦可在第一腔11的腔壁设置卡凸331，此时卡凸331抵紧于固定件3的外周面。
62.作为其中的一种可替代方案，固定件3还可和阀座1螺纹连接，同样可实现固定件3和阀座1之间的稳定连接。
63.可选地，如图8所示，卡凸331具有限位面3311和与限位面3311呈角度设置的导向面3312，导向面3312相对限位面3311靠近阀芯2，限位面3311垂直于第一腔11的中心线，且限位面3311与卡槽14的槽壁贴合。如此设置，卡凸331的纵向截面呈三角形，通过限位件和卡槽14的槽壁贴合能够保证卡凸331和卡槽14的卡接效果稳定，通过设置导向面3312，则便于将固定件3从第一腔11的开口塞入第一腔11内。
64.本实施例中，固定件3包括沿其轴向依次连接的前段31、限位段32和尾段33。其中，前段31插入至阀芯2的阀芯本体21并且前段31的外周面和阀芯本体21的内壁贴合，限位段32的外周面呈圆锥形且和第二定位面212贴合，尾段33位于第一腔11内，且卡凸331设置于尾段33。具体地，前段31的外径小于尾段33的外径，限位段32的最小外径等于前段31的外径，限位段32的最大外径小于尾段33的外径，从而限位段32和尾段33之间形成台阶面34，该台阶面34和阀芯2的端面抵接，可进一步增强对阀芯2的限位效果。
65.如图9和图10所示，本实施例还提供一种储氢系统，储氢系统包括安全泄放管路5和上述方案中的单向阀，阀座1安装于安全泄放管路5，且第一腔11与安全泄放管路5连通。
66.具体地，储氢系统还包括螺母4和密封件6，螺母4设置于安全泄放管路5，螺母4和阀座1螺纹连接，密封件6至少部分位于阀座1和安全泄放管路5之间。通过将阀座1和螺母4螺纹配合，便于拆卸单向阀，且通过设置密封件6可保证单向阀和安全泄放管路5之间的密封性。
67.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。