去离子器的制作方法

1.本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种去离子器。


背景技术：

2.去离子器应用在氢燃料电池发动机的冷却系统内，主要用于去除冷却液中游离的导电离子。在电堆系统运行过程中，双极板会产生高电压，这就要求产生的高电压不会通过双极板中间的冷却液传递到整个冷却循环通道，因此要求冷却液处于较低的电导率状态。
3.在去离子器的设计和后期应用中，如何在整车有限的空间内最大化的提高去离子器的交换容量，同时将产品的流阻控制在合理的设计范围内，成为行业竞争的一大主要方向。
4.传统的去离子器内芯流向单一，主要为由内外直通式或者上下直通式。内外直通式结构流阻较小，但是由于结构设计限制，内置树脂较少，交换容量偏低。上下直通式结构内置树脂较多，交换容量较大，但是由于树脂过于集中，导致流阻偏大。
5.为此，亟需提供一种去离子器以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种去离子器，使去离子器兼顾更大的交换容量和更小的流阻。
7.为实现上述目的，提供以下技术方案：
8.去离子器，包括：
9.总成上端盖，设置有进液口；
10.总成壳体，所述总成上端盖密封扣设于所述总成壳体，所述总成上端盖与所述总成壳体之间形成安装腔，所述进液口与所述安装腔连通，所述总成壳体的底部设置有出液口；
11.内芯总成，设置于所述安装腔内，所述内芯总成包括带有排液口的底座以及位于所述底座同一侧的第一过滤安装架和第二过滤安装架，所述排液口与所述出液口连通，所述第一过滤安装架设置于所述排液口处，所述第二过滤安装架设置于所述底座的外边缘处，且所述第一过滤安装架位于所述第二过滤安装架的内部，所述第一过滤安装架和所述第二过滤安装架之间填充有树脂，所述第一过滤安装架的顶部开设有第一导流孔，所述第一过滤安装架的侧壁周向设置有多个第一镂空结构；
12.内芯文丘管，安装于所述第一过滤安装架内，所述内芯文丘管包括文丘管主体和内设置有第一流道的导流管，所述文丘管主体的大口端与所述排液口连通，所述导流管的一端与所述第一导流孔连通，所述导流管的另一端延伸设置于所述文丘管主体内，所述导流管的外壁面与所述文丘管主体的内壁面之间形成第二流道。
13.作为去离子器的可选方案，所述导流管的外壁面与所述文丘管主体的内壁面之间连接有若干个加强筋。
14.作为去离子器的可选方案，所述第二过滤安装架的顶部开设有第二导流孔，所述第二过滤安装架的侧壁周向设置有多个第二镂空结构。
15.作为去离子器的可选方案，所述第二过滤安装架的顶部设置有多个第三镂空结构，多个所述第三镂空结构沿所述第二导流孔的径向朝外辐射分布。
16.作为去离子器的可选方案，所述第二过滤安装架包括可拆卸连接的第二内芯上端盖和第二内芯壳体，所述第二内芯壳体与所述底座为一体化结构，所述第二内芯上端盖设置有所述第二导流孔和多个所述第三镂空结构，所述第二内芯壳体设置有多个第二镂空结构。
17.作为去离子器的可选方案，所述第二内芯上端盖罩设有第一过滤网，所述第二内芯壳体周向罩设有第二过滤网。
18.作为去离子器的可选方案，所述第一过滤安装架包括第一内芯上端盖和第一内芯壳体，所述第一内芯上端盖、所述第一内芯壳体、所述底座和所述第二内芯壳体为一体化结构，所述第一内芯上端盖设置有所述第一导流孔，所述第一内芯壳体设置有多个所述第一镂空结构。
19.作为去离子器的可选方案，所述第一导流孔处罩设有第三过滤网，所述第一内芯壳体周向罩设有第四过滤网。
20.作为去离子器的可选方案，所述底座远离所述第一过滤安装架的一端设置有安装管，所述安装管的内径大于所述排液口的内径，所述安装管与所述总成壳体底部之间设置有第一密封圈。
21.作为去离子器的可选方案，所述总成上端盖与所述总成壳体的顶部连接处设置有第二密封圈。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果：
23.本发明所提供的去离子器，将内芯总成安装到由总成上端盖和总成壳体之间的形成的安装腔内，内芯文丘管设置在内芯总成内，第一过滤安装架和第二过滤安装架安装在底座的同一侧，且第一过滤安装架和第二过滤安装架之间填充树脂，当冷却液流进去离子器，冷却液经过树脂过滤后经过第二过滤安装架时，由于第一导流孔和第一镂空结构的设置，将冷却液分为由外往内流动的内外直通式流体和由上往下流动的上下直通式流体，内外直通式流体通过第二流道流经文丘管主体并产生文丘里效应形成高流速，由于上下直通式流体通过导流管引流至文丘管主体内，高流速的内外直通式流体带动上下直通式流体快速流动，进而加快了上下直通式流体在第一流道内的流速，使去离子器兼顾更大的交换容量和更小的流阻，提高产品使用效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例中去离子器的装配示意图；
26.图2为本发明实施例中去离子器的爆炸示意图；
27.图3为本发明实施例中内芯总成和内芯文丘管的第一种爆炸示意图；
28.图4为本发明实施例中内芯文丘管的结构示意图；
29.图5为本发明实施例中内芯文丘管的俯视图；
30.图6为本发明实施例中内芯文丘管的剖视图；
31.图7为本发明实施例中冷却液在去离子器内部流动的示意图；
32.图8为本发明实施例中内芯总成和内芯文丘管的第二种爆炸示意图。
33.附图标记：
34.100、总成上端盖；200、总成壳体；300、安装腔；400、内芯总成；500、第二密封圈；
35.101、进液口；201、出液口；
36.1、底座；2、第一过滤安装架；3、第二过滤安装架；4、内芯文丘管；5、加强筋；6、安装管；7、第一密封圈；
37.11、排液口；
38.21、第一导流孔；22、第一镂空结构；23、第一内芯上端盖；24、第一内芯壳体；25、第三过滤网；26、第四过滤网；
39.31、第二导流孔；32、第二镂空结构；33、第三镂空结构；34、第二内芯上端盖；35、第二内芯壳体；36、第一过滤网；37、第二过滤网；
40.41、文丘管主体；42、第一流道；43、导流管；44、第二流道；45、加强筋。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
42.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
43.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
45.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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
在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。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。
47.下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
48.新能源技术在整车上的应用也越来越多样化，其中氢燃料电池技术的快速发展和应用也为新能源技术开辟了一个新的途径和方向。
49.去离子器应用在氢燃料电池发动机的冷却系统内，主要用于去除冷却液中游离的导电离子。在电堆系统运行过程中，双极板会产生高电压，这就要求产生的高电压不会通过双极板中间的冷却液传递到整个冷却循环通道，因此要求冷却液处于较低的电导率状态。
50.在去离子器的设计和后期应用中，如何在整车有限的空间内最大化的提高去离子器的交换容量，同时将产品的流阻控制在合理的设计范围内，成为行业竞争的一大主要方向。
51.传统的去离子器内芯流向单一，主要为由内外直通式或者上下直通式。内外直通式结构流阻较小，但是由于结构设计限制，内置树脂较少，交换容量偏低。上下直通式结构内置树脂较多，交换容量较大，但是由于树脂过于集中，导致流阻偏大。
52.为了使去离子器兼顾更大的交换容量和更小的流阻，本实施例提供一种去离子器，以下结合图1至图8对本实施例的具体内容进行详细描述。
53.如图1至图7所示，去离子器包括总成上端盖100，总成壳体200、内芯总成400和内芯文丘管4。其中，总成上端盖100设置有进液口101。总成上端盖100采用四颗螺栓与总成壳体200连接，实现总成上端盖100密封扣设在总成壳体200上，总成上端盖100与总成壳体200之间形成安装腔300，进液口101与安装腔300连通，总成上端盖100设置有进液口101，总成壳体200的底部设置有出液口201。内芯总成400设置于安装腔300内，内芯总成400包括带有排液口11的底座1以及位于底座1同一侧的第一过滤安装架2和第二过滤安装架3，排液口11与出液口201连通，第一过滤安装架2设置于排液口11处，第二过滤安装架3设置于底座1的外边缘处，且第一过滤安装架2位于第二过滤安装架3的内部，第一过滤安装架2和第二过滤安装架3之间填充有树脂，第一过滤安装架2的顶部开设有第一导流孔21，第一过滤安装架2的侧壁周向设置有多个第一镂空结构22。内芯文丘管4安装于第一过滤安装架2内，内芯文丘管4包括文丘管主体41和内设置有第一流道42的导流管43，导流管43与文丘管主体41上下布置，文丘管主体41底部的大口端与排液口11连通，导流管43的一端与第一导流孔21连通，导流管43的另一端延伸设置于文丘管主体41内，导流管43的外壁面与文丘管主体41的内壁面之间形成第二流道44。
54.简而言之，本发明所提供的去离子器，将内芯总成400安装到由总成上端盖100和总成壳体200之间的形成的安装腔300内，内芯文丘管4设置在内芯总成400内，第一过滤安
装架2和第二过滤安装架3安装在底座1的同一侧，且第一过滤安装架2和第二过滤安装架3之间填充树脂，当冷却液流进去离子器后，冷却液经过树脂过滤后经过第二过滤安装架3时，由于第一导流孔21和第一镂空结构22的设置，将冷却液分为由外往内流动的内外直通式流体和由上往下流动的上下直通式流体，内外直通式流体通过第二流道44流经文丘管主体41并产生文丘里效应形成高流速，由于上下直通式流体通过导流管43引流至文丘管主体41内，高流速的内外直通式流体带动上下直通式流体快速流动，进而加快了上下直通式流体在第一流道42内的流速，使去离子器兼顾更大的交换容量和更小的流阻，提高产品的使用效率。
55.进一步地，如图4至图6所示，导流管43的外壁面与文丘管主体41的内壁面之间连接有若干个加强筋45。通过在导流管43和文丘管主体41之间增设加强筋45，便于固定导流管43相对文丘管主体41的位置，避免导流管43相对文丘管主体41发生晃动，干扰流体的流动。
56.具体地，在本实施例中，加强筋45设置有多个，多个加强筋45沿导流管43的径向朝外辐射分布，进一步提高内芯文丘管4的整体结构强度。
57.进一步地，如图3所示，第二过滤安装架3的顶部开设有第二导流孔31，第二过滤安装架3的侧壁周向设置有多个第二镂空结构32。通过在第二过滤安装架3上设置第二导流孔31和多个第二镂空结构32，可以将冷却液在流经树脂之前，将冷却液提前分流，分为上下直通式流体和内外直通式流体，流体经过第一过滤安装架2时进行二次分流，避免发生堵塞，保证流体顺畅流动。
58.进一步地，如图3所示，第二过滤安装架3的顶部设置有多个第三镂空结构33，多个第三镂空结构33沿第二导流孔31的径向朝外辐射分布。通过增设沿第二导流孔31的径向朝外辐射分布的多个第三镂空结构33，便于将位于安装腔300顶部的冷却液充分分流，使液体均匀通过第二过滤安装架3的顶部，避免发生堵塞。
59.进一步地，如图8所示，第二过滤安装架3包括可拆卸连接的第二内芯上端盖34和第二内芯壳体35，第二内芯壳体35与底座1为一体化结构，第二内芯上端盖34设置有第二导流孔31和多个第三镂空结构33，第二内芯壳体35设置有多个第二镂空结构32。通过将第二内芯上端盖34和第二内芯壳体35设置成可拆卸连接的方式，一方面便于在装配阶段快速填充树脂；另一方面在需要更换树脂时，只需拆卸第二内芯上端盖34即可完成树脂的替换，避免整个内芯总成400的报废，降低使用成本。
60.进一步地，如图8所示，第二内芯上端盖34罩设有第一过滤网36，第二内芯壳体35周向罩设有第二过滤网37。通过设置第一过滤网36和第二过滤网37，一方面起到初步过滤的作用；另一方面起到对树脂颗粒的约束作用，避免由于第二导流孔31和第二镂空结构32的孔径大于树脂颗粒，导致树脂颗粒的泄漏。示例性地，第一过滤网36和第二过滤网37的目数为50-150目。
61.进一步地，如图8所示，第一过滤安装架2包括第一内芯上端盖23和第一内芯壳体24，第一内芯上端盖23、第一内芯壳体24、底座1和第二内芯壳体35为一体化结构，第一内芯上端盖23设置有第一导流孔21，第一内芯壳体24设置有多个第一镂空结构22。通过将第一内芯上端盖23、第一内芯壳体24、底座1和第二内芯壳体35设计为一体化结构，提高整个内芯总成400的结构强度，方便树脂的装填。
62.进一步地，如图8所示，第一导流孔21处罩设有第三过滤网25，第一内芯壳体24周向罩设有第四过滤网26。一方面起到初步过滤的作用；另一方面起到对树脂颗粒的约束作用，避免由于第一导流孔21和第一镂空结构22的孔径大于树脂颗粒，导致树脂颗粒的泄漏。示例性地，第三过滤网25和第四过滤网26的目数为50-150目。
63.进一步地，如图7所示，底座1远离第一过滤安装架2的一端设置有安装管6，安装管6的内径大于排液口11的内径，安装管6与总成壳体200底部之间设置有第一密封圈7。具体地，在安装管6的外壁面周向设置有安装槽，便于第一密封圈7的装配，使第一密封圈7夹设在安装管6和总成壳体200之间，一方面保证内芯总成400的安装位置的稳固；另一方面保证安装管6与总成壳体200之间的密封性，避免流体从安装管6与总成壳体200之间泄漏，使冷却液充分经过树脂的过滤。
64.更进一步地，如图7所示，在总成上端盖100与总成壳体200的顶部连接处设置有第二密封圈500，保证总成上端盖100与总成壳体200之间的装配密封性，避免发生冷却液的泄露。
65.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。