CN213809033U - 一种氢气隔膜压缩机闭式气阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，解决现有传统气阀无法承受氢气隔膜压缩机的高压力强度，以及无法规避无油状态下阀片与气阀环槽之间摩擦的技术问题。本实用新型包括阀座、设于阀座上的进气环道、设于阀座上的限制器、以及设于限制器内并与进气环道相连通的气阀环槽，限制器上设有与气阀环槽相连通的排气孔，限制器内安装有阀芯，阀芯上活动套装有用于开闭进气环道和气阀环槽连通的阀片，阀芯上套装有弹簧，弹簧两端分别与限制器和阀片连接。本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，承压能力强，不仅能有效增大压缩机气量，提高气阀工作性能，而且能减小气阀各部件的摩损，延长气阀工作寿命。

Description

一种氢气隔膜压缩机闭式气阀

技术领域

本实用新型属于压缩机气阀技术领域，具体涉及一种氢气隔膜压缩机闭式气阀。

背景技术

隔膜式压缩机是一种特殊结构的容积式压缩机，具有散热性能好、密封性能优、不污染压缩介质，适合压缩纯度极高、危险性大的气体等特点。氢燃料电池汽车的质子转换膜对于氢气纯度的要求为99.99％，活塞式压缩机基本无法实现，所以需采用隔膜压缩机。氢气隔膜压缩机工作压力达到45MPa以上，且完全在纯无油润滑状态下运行，对于气阀的性能尤为严苛，传统的气阀通常适用于机械活塞式压缩机，在无油和超高压力状态下不再适合现有要求。

因此，本实用新型设计了一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，解决现有传统气阀无法承受隔膜压缩机的高压力强度，以及无法规避无油状态下阀片与气阀环槽之间摩擦的技术问题，采用弹性销能扩充气阀的通道面积，增加气阀通流性，有效加大压缩机气量，提高气阀工作性能；聚醚醚酮阀片能有效减小气阀各部件的摩擦损耗，延长气阀工作寿命；同时该气阀能够同时作为氢气隔膜压缩机进气阀和排气阀使用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，解决现有传统气阀无法承受氢气隔膜压缩机的高压力强度，以及无法规避无油状态下阀片与气阀环槽之间摩擦的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种氢气隔膜压缩机闭式气阀包括阀座、设于阀座上的进气环道、设于阀座上的限制器、以及设于限制器内并与进气环道相连通的气阀环槽，限制器上设有与气阀环槽相连通的排气孔，限制器内安装有阀芯，阀芯上活动套装有用于开闭进气环道和气阀环槽连通的阀片，阀芯上套装有弹簧，弹簧两端分别与限制器和阀片连接。

进一步地，阀座左端面上设有用于密封进气管道与阀座的第一O型密封圈。

进一步地，阀座右端面上设有用于密封阀座与限制器的第二O型密封圈。

进一步地，限制器右端面上设有用于密封限制器与气缸的第三O型密封圈。

进一步地，进气环道与阀座同轴心分布，进气环道底部与阀片左端面密封贴合。

进一步地，气阀环槽深度大于阀片厚度，气阀环槽直径大于进气环道外径。

进一步地，阀片材料为聚醚醚酮，阀片上开设有与阀芯相匹配的通孔，阀片通过通孔活动套装于阀芯上。

进一步地，限制器内开设有用于安装阀芯的阀芯槽，阀芯顶部与阀座密封连接。

进一步地，阀芯槽与气阀环槽相连通。

进一步地，阀座、阀芯、限制器三者通过弹性销固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，解决现有传统气阀无法承受氢气隔膜压缩机的高压力强度，以及无法规避无油状态下阀片与气阀环槽之间摩擦的技术问题，使其适用于高压力及无油润滑工况，提高气阀性能，同时延长其寿命。

本实用新型包括阀座、设于阀座上的进气环道、设于阀座上的限制器、以及设于限制器内并与进气环道相连通的气阀环槽，限制器上设有与气阀环槽相连通的排气孔，限制器内安装有阀芯，阀芯上活动套装有用于开闭进气环道和气阀环槽连通的阀片，阀芯上套装有弹簧，弹簧两端分别与限制器和阀片连接。阀座左端面、限制器左端面和限制器右端面分别设有第一O型密封圈、第二O型密封圈和第三O型密封圈，用于密封阀座与进气管道、阀座与限制器、以及限制器与气缸。气体由进气环道进入，在气体推动下，阀片在气阀环槽内向右运动压缩弹簧，此时打开进气环道、气阀环槽与排气孔之间形成的气道，气体由排气孔排出进入下一机构，此时弹簧舒张推动阀片向左移动闭合进气环道与气阀环槽，由此气阀完成一次进排气工作。本实用新型可作为进气阀，也可作为排气阀使用，只需分别将阀座左端面与气缸、限制器右端面与排气管道连接安装完成上述工作。本实用新型各部件连接的弹性销能扩充气阀的通道面积，增加气阀通流性，有效加大压缩机气量，提高气阀工作性能；用于密封各部件的O型密封圈承压能力高，能承受氢气隔膜压缩机的高压力强度；并且聚醚醚酮阀片能有效减小气阀各部件的摩擦损耗，延长气阀工作寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：1-阀座，2-限制器，3-阀片，4-阀芯，5-弹性销，6-第一O型密封圈，7-第二O型密封圈，8-第三O型密封圈，9-进气环道，10-气阀环槽，11-阀芯槽，12-弹簧，13-排气孔，H1-气阀总高度，D-气阀安装直径，H2-气阀阀片升程。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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。

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或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图所示，本实用新型提供的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，结构简单、设计科学合理，使用方便，解决现有传统气阀无法承受氢气隔膜压缩机的高压力强度，以及无法规避无油状态下阀片3与气阀环槽10之间摩擦的技术问题，使其适用于高压力及无油润滑工况，提高气阀性能，同时延长其寿命。本实用新型包括阀座1、设于阀座1上的进气环道9、设于阀座1上的限制器2、以及设于限制器2内并与进气环道9相连通的气阀环槽10，限制器2上设有与气阀环槽10相连通的排气孔13，限制器2内安装有阀芯4，阀芯4上活动套装有用于开闭进气环道9和气阀环槽10连通的阀片3，阀芯4上套装有弹簧12，弹簧12两端分别与限制器2和阀片3连接。

本实用新型所述的阀座1左端面为进气端，设有第一O型密封圈6，作为进气阀时，用于密封进气管道与阀座1；作为排气阀时，用于密封气缸与阀座1。限制器2左端面与阀座1密封贴合，左端面上设有第二O型密封圈7，用于密封阀座1与限制器2，其右端面上设有第三O型密封圈8，作为进气阀时，用于密封限制器2与气缸，作为排气阀时，用于密封限制器2与排气管道。O型密封圈用于密封连接进气端、气阀和排气端三者，同时密封连接气阀内部的阀座1与限制器2。O型密封圈价格便宜，制造简单，功能可靠，并且安装要求简单，承压能力强，能够适应氢气隔膜压缩机的高压状态，同时O形密封圈在耐油、酸碱、磨、化学侵蚀等环境依然起到良好密封、减震作用。

本实用新型所述的阀座1上设有进气环道9，进气环道9与阀座1为同心圆环，限制器2内设有并与进气环道9相连通的气阀环槽10，同时限制器2上设有与气阀环槽10相连通的排气孔13，进气环道9、气阀环槽10和排气孔13三者可形成气道，阀片3用于开闭气道，完成气阀进排气工作。

本实用新型所述的限制器设于阀座1上，限制器2内开设有阀芯槽11，安装有阀芯4，阀芯4上活动套装有阀片3，阀片3上开设有与阀芯4相匹配的通孔，通过通孔活动套装于阀芯4上，同时阀芯4上套装有弹簧12，弹簧12两端分别与限制器2和阀片3连接。阀芯4用于对阀片3进行定位，使阀片3在气阀环槽10与阀芯4上来回移动，气体进入推动阀片3向右移动，气体排出弹簧舒张推动阀片3向左移动。阀片3厚度小于气阀环槽10深度，便于阀片3在气阀环槽10内往返运动开闭气道。

本实用新型所述的阀片3采用聚醚醚酮材料，能有效减小作用于气阀零件上的惯性力和冲击力，有利于阀片移动，降低功率消耗，且聚醚醚酮弹性模量较小，抗冲击能力强；聚醚醚酮阀片硬度小，对阀座1密封面的损伤较小，同时其弹性好，易与阀座1贴合，密封性好，同时对固体微粒与液滴忍让性好，易于密封且不易因介质中的固体微粒或液滴而损坏，能够有效解决甚至避免因气阀密封不良而引起的压缩机容量损失。

本实用新型所述的弹性销5用于连接各部件，弹性销5因不承受高压可以采用较小的尺寸，增加的部分可以扩充气阀的通道面积，增加气阀通流性，有效加大压缩机的气量，提高气阀工作性能。

本实用新型工作原理如下，进气管道内的气体由进气环道9进入，克服弹簧12的弹簧力，阀片3缓慢向右侧运动，直至阀片升程H₂为0时，阀片3完全贴合至限制器2内气阀环槽10右端面，此时打开进气环道9、气阀环槽10与排气孔13之间形成的气道，完成气阀的打开过程，气体从阀片3打开的气道进入排气端的气缸气腔内，此时弹簧12舒张，推动阀片3向左移动，闭合进气环,9与气阀环槽10，由此气阀完成一次进排气工作。本实用新型可作为进气阀，也可作为排气阀使用，只需将阀座1左端面与气缸连接，限制器2右端面与排气管道连接安装，进行压缩机排气工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：包括阀座(1)、设于阀座(1)上的进气环道(9)、设于阀座(1)上的限制器(2)、以及设于限制器(2)内并与进气环道(9)相连通的气阀环槽(10)，限制器(2)上设有与气阀环槽(10)相连通的排气孔(13)，限制器(2)内安装有阀芯(4)，阀芯(4)上活动套装有用于开闭进气环道(9)和气阀环槽(10)连通的阀片(3)，阀芯(4)上套装有弹簧(12)，弹簧(12)两端分别与限制器(2)和阀片(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：阀座(1)左端面上设有用于密封进气管道与阀座(1)的第一O型密封圈(6)。

3.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：限制器(2)左端面上设有用于密封阀座(1)与限制器(2)的第二O型密封圈(7)。

4.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：限制器(2)右端面上设有用于密封限制器(2)与气缸的第三O型密封圈(8)。

5.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：进气环道(9)与阀座(1)同轴心分布，进气环道(9)底部与阀片(3)左端面密封贴合。

6.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：气阀环槽(10)深度大于阀片(3)厚度，气阀环槽(10)直径大于进气环道(9)外径。

7.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：阀片(3)材料为聚醚醚酮，阀片(3)上开设有与阀芯(4)相匹配的通孔，阀片(3)通过通孔活动套装于阀芯(4)上。

8.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：限制器(2)内开设有用于安装阀芯(4)的阀芯槽(11)，阀芯(4)顶部与阀座(1)密封连接。

9.根据权利要求8所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：阀芯槽(11)与气阀环槽(10)相连通。

10.根据权利要求1所述的一种氢气隔膜压缩机闭式气阀，其特征在于：阀座(1)、阀芯(4)、限制器(2)三者通过弹性销(5)固定连接。

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