一种燃料电池智能型三通控制阀的制作方法

1.本实用新型涉及三通控制阀设备技术领域，具体涉及一种燃料电池智能型三通控制阀。


背景技术：

2.随着新能源汽车的高速发展，燃料电池也进入快速阶段。在燃料电池的工作过程中，空气经过过滤器、压缩机和增湿器后，进入燃料电池电堆内发生化学反应，通常会需要两个控制阀进行控制，增加了目前燃料电池的成本，并且布局困难。
3.而且传统的阀通常会将密封装置设置在阀片上，从而导致阀片的厚度较大，使得两个阀片之间的距离过小，严重影响气体的流动效率为此，我们提出一种燃料电池智能型三通控制阀。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种燃料电池智能型三通控制阀，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了现有的燃料电池需要通过多个阀体来控制气体流通的问题，本实用新型针对目前燃料电池零部件高度集成的需要，实现了一个部件能同时取代两个部件工作的可能，并且通过使用双阀芯结构，可以实现大幅减低出气口处进气压力损失等问题，从而提高整体效率，并且通过橡胶密封组件以及ecu控制，大幅延长密封件的使用寿命，提高阀的整体使用寿命，同时利于气体流通，以及防止喘振的效果，具有很强的实用性。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
8.一种燃料电池智能型三通控制阀，包括执行器壳体和三通阀体，执行器壳体内设置有执行器以及智能电控模块；
9.还包括直线驱动机构，直线驱动机构包括摇臂组件，摇臂组件与滑块相互连接并带动滑块上下移动，滑块的下端与阀杆组件相互连接，阀杆组件延伸至三通阀体内开设的内腔中；
10.所述阀杆组件包括阀杆、上阀片和下阀片，上阀片和下阀片相互平行并同时固定在阀杆上，上阀片和下阀片相背的一端呈平面结构，三通阀体上设置有与上阀片和下阀片相互匹配的上出气口密封组件和下出气口密封组件，下出气口密封组件包括密封件基座和橡胶密封圈，橡胶密封圈卡合到密封件基座上开设的环形槽中，橡胶密封圈采用“山”型结构，而密封件基座采用阶梯型结构，且橡胶密封件顶点高于密封基座顶点，此高度差是经过设计的，目的是保证橡胶材料合理的压缩变形量，使其抗老化能力大幅提高，高强度材料密封基座的顶点是控制阀片的工作止点，使其不会在长时间工作中产生变形而引起阀的总工作行程发生变化而失效。
11.进一步的，所述执行器壳体通过防护盖与三通阀体相互连接，防护盖通过多个执行器紧固螺丝与执行器壳体相互连接，且防护盖通过多个防护盖螺丝与三通阀体相互连接，所述直线驱动机构置于防护盖内。
12.进一步的，所述直线驱动机构包括摇臂组件，摇臂组件包括执行器动力轴安装板，执行器动力轴安装板上设置有执行器动力轴安装孔，且执行器动力轴安装板上通过立柱装有偏心设置的轴承，轴承在开有扁形槽的滑块内摆动，滑块滑动连接在防护盖的内壁上。
13.进一步的，所述上出气口密封组件和下出气口密封组件大小不同，但结构材料完全相同。
14.进一步的，所述上阀片和下阀片相对的一端均呈弧面。
15.进一步的，所述橡胶密封件顶点和密封基座顶点的上端均呈弧形。
16.进一步的，所述智能电控模块内设置有ecu模块，能够控制执行器的运动行程，进而控制阀杆组件的移动，当下阀片逐渐靠近下出气口密封组件时，移动速度会降低，能够缓冲冲击力，关闭上阀口时也是同样策略，提高整体使用寿命。
17.进一步的，所述三通阀体内装有方便阀杆组件滑动的阀杆导向套和密封环。
18.进一步的，所述上出气口密封组件卡接到三通阀体内，下出气口密封组件通过连接管和连接管紧固螺丝固定在三通阀体的底壁上。
19.进一步的，所述橡胶密封圈采用“山”型结构，而密封件基座采用阶梯型结构。
20.(三)有益效果
21.本实用新型实施例提供了一种燃料电池智能型三通控制阀。具备以下有益效果：
22.1、通过此阀实现了燃料电池的压气机防喘振阀控制阀及电堆进堆气体截止阀二合一的构想，通过一个三通阀替代传统的两个阀体，减少了安装体积，降低零部件体积和产品价格，提高了产品的竞争力。
23.2、大幅降低流阻和压力损失，使用同等的进气口面积的前提下，充气效率大幅提高，减少系统的能量损失；本实用新型中通过将密封结构设置在三通阀体上，使得上阀片和下阀片厚度较小，同时上阀片和下阀片相对的一侧呈弧面结构，能够方便气体流通，极大的提高了气体流通效率。
24.3、能够提高密封性能，同时能够降低磨损，提高使用寿命，由于上阀片和下阀片相背的一端呈平面结构，在与下出气口密封组件接触时，只承受碰撞力而没有摩擦力，能够避免橡胶密封圈磨损，导致密封性较差的问题，同时橡胶密封件顶点略高于密封基座顶点也能缓冲冲击力，提高使用寿命。
25.4、同时采用自带ecu智能控制模块，利用合理的自控程序，能够控制执行器的运动行程，进而控制阀杆组件的移动，当下阀片逐渐靠近下出气口密封组件时，移动速度会降低，能够缓冲冲击力，关闭上阀口时也是同样策略，提高整体使用寿命。
26.5、提高驱动的稳定性。通过设置直线驱动机构，将执行器输出的旋转扭力转换成直线驱动，直线驱动机构包括摇臂组件，摇臂组件包括执行器动力轴安装板，执行器动力轴安装板上设置有执行器动力轴安装孔，且执行器动力轴安装板上通过立柱装有偏心设置的轴承，轴承在开有扁形槽的滑块内摆动，滑块滑动连接在防护盖的内壁上，滑块的下端与阀杆组件相互连接，通过执行器带动偏心设置的轴承转动，同时轴承带动滑块上下移动，从而能够带动阀杆组件上下移动，使得整体结构合理。
附图说明
27.图1为本实用新型结构剖视示意图；
28.图2为本实用新型结构侧面剖视示意图；
29.图3为本实用新型阀杆组件结构放大示意图；
30.图4为本实用新型三通阀体结构放大示意图；
31.图5为本实用新型下出气口密封组件结构放大示意图；
32.图6为本实用新型下出气口密封结构爆炸示意图；
33.图7为本实用新型摇臂组件结构放大示意图。
34.图中：1、执行器；2、智能电控模块；3、执行器动力轴；4、摇臂组件；5、滑块；6、阀杆组件；7、密封环；8、阀杆导向套；9、防护盖；10、防护盖螺丝；11、三通阀体；12、上出气口密封组件；13、下出气口密封组件；14、连接管；15、连接管紧固螺丝；16、执行器紧固螺丝；17、上阀片；18、下阀片；19、阀杆；20、密封件基座； 21、橡胶密封圈；22、橡胶密封件顶点；23、密封基座顶点；24、执行器动力轴安装板；25、立柱；26、轴承。
具体实施方式
35.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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作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。
36.参照附图1
‑
7，一种燃料电池智能型三通控制阀，包括执行器壳体和三通阀体11，执行器壳体通过防护盖9与三通阀体11相互连接，防护盖9通过多个执行器紧固螺丝16与执行器壳体相互连接，且防护盖 9通过多个防护盖螺丝10与三通阀体11相互连接，提高整体的稳定性。
37.执行器壳体内设置有用于驱动的执行器1以及智能电控模块2；
38.还包括直线驱动机构，直线驱动机构将执行器1输出的旋转扭力转换成直线驱动，直线驱动机构置于防护盖9内并通过防护盖9进行防护，此直线驱动机构包括摇臂组件4，摇臂组件4包括执行器动力轴安装板24，执行器动力轴安装板24上设置有执行器动力轴安装孔，且执行器动力轴安装板24上通过立柱25装有偏心设置的轴承26，轴承 26在开有扁形槽的滑块5内摆动，滑块5滑动连接在防护盖9的内壁上，滑块5的下端与阀杆组件6相互连接，通过执行器1带动偏心设置的轴承26转动，同时轴承26带动滑块5上下移动，从而能够带动阀杆组件6上下移动，阀杆组件6延伸至三通阀体11内开设的内腔中；
39.三通阀体11包括一个进气口、一个上出气口和一个下出气口，将两个两通阀集成在一起，通过一个三通阀替代传统的两个阀体，减少了安装体积，降低零部件体积和产品价格，提高了产品的竞争力。
40.阀杆组件6包括阀杆19、上阀片17和下阀片18，上阀片17和下阀片18相互平行并同时固定在阀杆19上，上阀片17和下阀片18相背的一端呈平面结构，同时上阀片17和下阀片18相对的一端均呈弧面，传统的阀通常会将密封装置设置在阀片上，从而导致阀片的厚度较大，使得两个阀片之间的距离过小，严重影响气体的流动效率，本实用新型中通过将密封
结构设置在三通阀体11上，使得上阀片17和下阀片18厚度较小，同时上阀片17和下阀片18相对的一侧呈弧面结构，能够方便气体流通，极大的提高了工作效率，大幅降低流阻和压力损失，使用同等的进气口面积的前提下，充气效率大幅提高，减少系统的能量损失。
41.上阀片17和下阀片18上下移动，能够间歇封闭相应的腔室，且上阀片17和下阀片18与腔室接触的一段上设置有相互匹配的上出气口密封组件12和下出气口密封组件13，上出气口密封组件12卡接到三通阀体11内，下出气口密封组件13通过连接管14和连接管紧固螺丝15固定在三通阀体11的底壁上，上出气口密封组件12和下出气口密封组件13大小不同，结构材料完全相同，下出气口密封组件13包括密封件基座20和橡胶密封圈21，橡胶密封圈21卡合到密封件基座 20上开设的环形槽中，如图5和6所示，橡胶密封圈21采用“山”型结构，而密封件基座20采用阶梯型结构，且橡胶密封件顶点22略高于密封基座顶点23，橡胶密封件顶点22和密封基座顶点23的上端均呈弧形。由于上阀片17和下阀片18相背的一端呈平面结构，在与下出气口密封组件13接触时，提高密封效果，而且只承受碰撞力而没有摩擦力，能够避免橡胶密封圈21磨损，导致密封性较差的问题，同时橡胶密封件顶点22略高于密封基座顶点23，也能缓冲冲击力，提高使用寿命，此高度差是经过设计的，目的是保证橡胶材料合理的压缩变形量，使其抗老化能力大幅提高，高强度材料密封基座的顶点是控制阀片的工作止点，使其不会在长时间工作中产生变形而引起阀的总工作行程发生变化而失效。
42.同时智能电控模块2内设置有ecu模块，能够控制执行器1的运动行程，进而控制阀杆组件6的移动，当下阀片18逐渐靠近下出气口密封组件13时，移动速度会降低，能够缓冲冲击力，关闭上阀口时也是同样策略，提高整体使用寿命。
43.随着执行器1带动阀杆组件6上下移动，如图1
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2所示：
44.阀杆组件6上移时，阀杆组件6的上阀片17将腔室上部出气孔逐渐关闭，进气孔的气体从下阀片18边缘通过腔室下部出气口，进入连接管14中；
45.阀杆组件6下移时，腔室上部出气孔逐步打开，通过ecu模块控制上阀片17相应的开度，从而能够控制相应管路气体压力，来达到防止电动压气机喘振(由于严重失速，导致压气机和连接管道中出现工质流量以较低的频率振荡为特征的不稳定流动的有害工况。)的作用，当燃料电池停止工作时，阀杆19受控会下移，下阀片18至全部关闭，下出气口密封组件13可以保证紧密的关闭下部出气孔管路。
46.通过采用自带的ecu智能控制模块，利用合理的自控程序，提高了控制精度并合理延长使用寿命。
47.本实施例中，三通阀体11和执行器1连接处装有防护盖9，三通阀体11内装有方便阀杆组件6滑动的阀杆导向套8和密封环7。
48.通过此阀实现了燃料电池的压气机防喘振阀控制阀及电堆进堆气体截止阀二合一的构想，并且减少了安装体积，提高了产品的竞争力。
49.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
50.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。