專利名稱：一種高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高壓氣體存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用存儲(chǔ)并利用高壓氣體的裝置。
背景技術(shù)：
氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或者活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)工作于壓縮空氣模式，利用車載儲(chǔ)氣瓶中高壓空氣存儲(chǔ)的壓縮能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車行駛，具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。作為動(dòng)力源，氣動(dòng)汽車的儲(chǔ)氣壓力大，儲(chǔ)氣瓶體積大，并且制造氣瓶的材料面積大且厚度大。同時(shí)，為了利用氣動(dòng)汽車的制動(dòng)能量，制動(dòng)時(shí)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣產(chǎn)生制動(dòng)力，并將得到的高壓氣體儲(chǔ)存在氣瓶中。研究發(fā)現(xiàn)，氣動(dòng)汽車在制動(dòng)過程中回收氣體時(shí)，應(yīng)該將氣體充進(jìn)低壓氣瓶；使用氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)，應(yīng)該利用高壓氣瓶中的氣體。實(shí)際的設(shè)計(jì)是氣動(dòng)汽車裝備多個(gè)不同壓力的氣瓶以提高能量綜合利用效率，每個(gè)氣瓶均配備一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)排氣閥和動(dòng)作機(jī)構(gòu)，這會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)繁雜、布置難度增大、可靠性低，且過高的壓力會(huì)導(dǎo)致瓶殼材料過厚，材料需要量較大。因此，當(dāng)前氣動(dòng)汽車的儲(chǔ)氣裝置及進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)亟需改良。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶。為解決技術(shù)問題，本實(shí)用新型的解決方案是提供一種高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，包括瓶體、瓶口和進(jìn)排氣管；該氣瓶具有套設(shè)的瓶體結(jié)構(gòu)，即在外瓶體的內(nèi)部設(shè)有一個(gè)內(nèi)瓶體；兩瓶體的瓶口各自獨(dú)立且不互通，并經(jīng)同一個(gè)進(jìn)排氣閥連接至進(jìn)排氣管；進(jìn)排氣閥中設(shè)有使兩瓶體氣體通道全關(guān)或擇一開啟的限位機(jī)構(gòu)。作為一種改進(jìn)，所述內(nèi)瓶體的壁上設(shè)有一個(gè)泄壓閥，該泄壓閥具有中空的殼體；殼體內(nèi)設(shè)一活動(dòng)閥芯，活動(dòng)閥芯外部與殼體內(nèi)壁之間設(shè)密封件，活動(dòng)閥芯憑其兩端設(shè)置的彈簧定位于殼體中部；殼體的兩端各設(shè)一個(gè)開口，分別與外瓶體和內(nèi)瓶體的腔體相通；在殼體的中部，設(shè)有一個(gè)與外瓶體的腔體相通的泄壓口。作為一種改進(jìn)，所述活動(dòng)閥芯外部與殼體內(nèi)壁之間所設(shè)密封件是套設(shè)于活動(dòng)閥芯外部的橡膠密封圈，或是套裝于活動(dòng)閥芯外部的機(jī)械密封組件。作為一種改進(jìn)，在所述殼體的中部，設(shè)有一個(gè)與內(nèi)瓶體的腔體相通的泄壓口。作為一種改進(jìn)，所述外瓶體、內(nèi)瓶體的瓶口與進(jìn)排氣閥之間，分別設(shè)置截止閥。作為一種改進(jìn)，所述外瓶體具有兩個(gè)并列的瓶口，各瓶口分別與進(jìn)排氣閥連接。作為一種改進(jìn)，所述進(jìn)排氣閥內(nèi)部有一個(gè)能夠往復(fù)位移的閥芯；閥芯上設(shè)置與外瓶體、內(nèi)瓶體和進(jìn)排氣管分別對(duì)應(yīng)的氣體通道，其中進(jìn)排氣管對(duì)應(yīng)的氣體通道始終為連通狀態(tài)；外瓶體、內(nèi)瓶體對(duì)應(yīng)的氣體通道，其連通狀態(tài)根據(jù)閥芯與限位機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系為全關(guān)或擇一開啟。[0013]作為一種改進(jìn)，所述限位機(jī)構(gòu)包括設(shè)于進(jìn)排氣閥內(nèi)壁上的凸起部和設(shè)于閥芯上的凹槽；當(dāng)凸起部位于凹槽的中部時(shí)，與外瓶體、內(nèi)瓶體對(duì)應(yīng)的氣體通道均被閥芯封閉；當(dāng)凸起部位于凹槽某一個(gè)端部時(shí)，外瓶體、內(nèi)瓶體對(duì)應(yīng)氣體通道的其中一個(gè)與進(jìn)排氣管對(duì)應(yīng)的氣體通道連通，另一個(gè)則被閥芯封閉。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶在外瓶體內(nèi)再設(shè)有一小型儲(chǔ)氣瓶(內(nèi)瓶體)，可以利用內(nèi)外氣瓶?jī)?nèi)氣體壓力差減薄小氣瓶的壁厚。因而具有兩級(jí)不同壓力、相對(duì)體積小、瓶殼厚度小，鋼材使用量少、占地體積小等特點(diǎn)；氣瓶上的進(jìn)排氣閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，執(zhí)行動(dòng)作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。內(nèi)外氣瓶之間設(shè)置有泄壓閥，可防止內(nèi)氣瓶壓力過高，保證安全。

圖1為高壓氣瓶的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2為泄壓閥的結(jié)構(gòu)圖；圖3為進(jìn)排氣閥的結(jié)構(gòu)圖。圖中的附圖標(biāo)記1外氣瓶(低壓)、2泄壓閥、3瓶口、4進(jìn)排氣閥、5進(jìn)排氣管、6截止閥、7內(nèi)氣瓶(高壓)、8彈簧a、9泄壓口 a、10活動(dòng)閥芯、11泄壓閥殼體、12低壓開口、13彈簧b、14泄壓口 b、 15內(nèi)氣瓶壁閥、16高壓開口、17閥芯通道A、18氣瓶口 a、19限位機(jī)構(gòu)、20氣瓶口 b、21閥芯通道B、22閥芯通道C、23氣瓶口 c、M進(jìn)排氣閥殼、25進(jìn)氣口 J6進(jìn)排氣閥芯。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子進(jìn)行詳細(xì)表述。圖1中，外氣瓶(低壓)1與內(nèi)氣瓶(高壓)7之間設(shè)置泄壓閥2，外氣瓶(低壓)1與內(nèi)氣瓶(高壓)7依次連接瓶口 3、截止閥6、進(jìn)排氣閥4、進(jìn)排氣管5。當(dāng)在高壓充氣站充氣時(shí)，高壓氣體通過進(jìn)氣口 25進(jìn)入進(jìn)排氣閥，控制進(jìn)排氣閥芯 26，使高壓氣體依次經(jīng)過閥芯通道A17和閥芯通道C22、氣瓶口 al8和氣瓶口 c23，進(jìn)入外氣瓶(低壓)1，使外氣瓶?jī)?nèi)氣體壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值；然后控制進(jìn)排氣閥芯，使高壓氣體經(jīng)過閥芯通道B21、氣瓶口 b20進(jìn)入內(nèi)氣瓶(高壓)7，使內(nèi)氣瓶氣體壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值。當(dāng)排氣時(shí)，氣體從內(nèi)氣瓶(高壓)7中放氣，經(jīng)過氣瓶口 1^20、閥芯通道B21進(jìn)入進(jìn)排氣閥，再經(jīng)進(jìn)氣口 25進(jìn)入氣動(dòng)機(jī)等裝置。如果充氣過度導(dǎo)致高壓氣體壓力和低壓氣體的壓力差過高，活動(dòng)閥芯10將上升， 彈簧a8被拉伸，彈簧bl3被壓縮，此時(shí)內(nèi)氣瓶(高壓)7和外氣瓶(低壓)1通過泄壓口 a9實(shí)現(xiàn)連通，高壓氣體直接進(jìn)入外氣瓶(低壓)7中；隨著壓力差降低，活動(dòng)閥芯10將被彈簧a8 和彈簧bl3回彈力推動(dòng)下降，并阻斷泄壓口 a9。通過這樣的設(shè)置，可防止內(nèi)氣瓶(高壓)7中氣體壓力過高。圖2中，彈簧a8和彈簧bl3均處于壓縮狀態(tài)，連通內(nèi)氣瓶(高壓)7的高壓開口 16 和連接外氣瓶(低壓)1的低壓開口 12處于常開狀態(tài)，使得活動(dòng)閥芯10上下兩部分空腔分別連通低壓氣體和高壓氣體。當(dāng)氣動(dòng)汽車?yán)酶邏簹怏w驅(qū)動(dòng)汽車行駛時(shí)，進(jìn)排氣閥芯沈左移直至限位機(jī)構(gòu)19的凸起部位于凹槽的右端。此時(shí)，閥芯通道B21與氣瓶口 b20連通，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)利用高壓氣瓶中的氣體驅(qū)動(dòng)汽車得到動(dòng)力。當(dāng)氣動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣，此時(shí)進(jìn)排氣閥芯沈右移直至限位機(jī)構(gòu)19的凸起部位于凹槽的左端。此時(shí)，閥芯通道A17與氣瓶口 al8連通、閥芯通道C22與氣瓶口 c23連通。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通過進(jìn)氣口 25進(jìn)入進(jìn)排氣閥，再經(jīng)過閥芯通道A17和閥芯通道C22 進(jìn)入氣瓶口 al8和氣瓶口 c23，進(jìn)入外氣瓶(低壓)1，盡可能充分回收空氣的內(nèi)能。如果內(nèi)氣瓶(高壓)7因逐漸消耗氣壓下降，而此時(shí)因汽車制動(dòng)時(shí)的充氣過度導(dǎo)致外氣瓶(低壓)1內(nèi)的氣壓超過內(nèi)氣瓶(高壓)7,活動(dòng)閥芯10將下降，彈簧a8被壓縮，彈簧 bl3被拉伸，此時(shí)內(nèi)氣瓶(高壓)7和外氣瓶(低壓)1通過泄壓口 bl4實(shí)現(xiàn)連通，低壓氣體直接進(jìn)入內(nèi)氣瓶(高壓)7中；隨著壓力差下降，活動(dòng)閥芯10將被彈簧a8和彈簧bl3回彈力推動(dòng)上升，并阻斷泄壓口 bl4。通過這樣的設(shè)置，可防止外氣瓶(低壓)1中氣體壓力超過內(nèi)氣瓶(高壓)7壓力。當(dāng)氣動(dòng)汽車停車等狀態(tài)下不使用高壓氣瓶時(shí)，進(jìn)排氣閥芯沈保持在進(jìn)排氣閥中間位置，此時(shí)，限位機(jī)構(gòu)19的凸起部位于凹槽的中部，閥芯通道A17、閥芯通道B21和閥芯通道C22均保持關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)需要更換或維修氣瓶時(shí)，將截止閥6關(guān)閉，安全拆裝氣瓶。需要說明的是1、本實(shí)用新型只以兩級(jí)氣瓶作為具體實(shí)施案例，其原理可以用于三級(jí)及以上氣瓶設(shè)計(jì)和制造；2、本實(shí)用新型不僅適用于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(包括氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃-氣動(dòng)混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī))，也適用于其他高壓氣體場(chǎng)合，尤其氣體壓力存在動(dòng)態(tài)、多級(jí)使用等復(fù)雜條件。
權(quán)利要求1.一種高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，包括瓶體、瓶口和進(jìn)排氣管；其特征在于，該氣瓶具有套設(shè)的瓶體結(jié)構(gòu)，即在外瓶體的內(nèi)部設(shè)有一個(gè)內(nèi)瓶體；兩瓶體的瓶口各自獨(dú)立且不互通，并經(jīng)同一個(gè)進(jìn)排氣閥連接至進(jìn)排氣管；進(jìn)排氣閥中設(shè)有使兩瓶體氣體通道全關(guān)或擇一開啟的限位機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，其特征在于，所述內(nèi)瓶體的壁上設(shè)有一個(gè)泄壓閥，該泄壓閥具有中空的殼體；殼體內(nèi)設(shè)一活動(dòng)閥芯，活動(dòng)閥芯外部與殼體內(nèi)壁之間設(shè)密封件，活動(dòng)閥芯憑其兩端設(shè)置的彈簧定位于殼體中部；殼體的兩端各設(shè)一個(gè)開口，分別與外瓶體和內(nèi)瓶體的腔體相通；在殼體的中部，設(shè)有一個(gè)與外瓶體的腔體相通的泄壓口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，其特征在于，所述活動(dòng)閥芯外部與殼體內(nèi)壁之間所設(shè)密封件是套設(shè)于活動(dòng)閥芯外部的橡膠密封圈，或是套裝于活動(dòng)閥芯外部的機(jī)械密封組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，其特征在于，在所述殼體的中部，設(shè)有一個(gè)與內(nèi)瓶體的腔體相通的泄壓口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)中所述的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，其特征在于，所述外瓶體、內(nèi)瓶體的瓶口與進(jìn)排氣閥之間，分別設(shè)置截止閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)中所述的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，其特征在于，所述外瓶體具有兩個(gè)并列的瓶口，各瓶口分別與進(jìn)排氣閥連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)中所述的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，其特征在于，所述進(jìn)排氣閥內(nèi)部有一個(gè)能夠往復(fù)位移的閥芯；閥芯上設(shè)置與外瓶體、內(nèi)瓶體和進(jìn)排氣管分別對(duì)應(yīng)的氣體通道，其中進(jìn)排氣管對(duì)應(yīng)的氣體通道始終為連通狀態(tài)；外瓶體、內(nèi)瓶體對(duì)應(yīng)的氣體通道，其連通狀態(tài)根據(jù)閥芯與限位機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系為全關(guān)或擇一開啟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶，其特征在于，所述限位機(jī)構(gòu)包括設(shè)于進(jìn)排氣閥內(nèi)壁上的凸起部和設(shè)于閥芯上的凹槽；當(dāng)凸起部位于凹槽的中部時(shí)，與外瓶體、內(nèi)瓶體對(duì)應(yīng)的氣體通道均被閥芯封閉；當(dāng)凸起部位于凹槽某一個(gè)端部時(shí)，外瓶體、內(nèi)瓶體對(duì)應(yīng)氣體通道的其中一個(gè)與進(jìn)排氣管對(duì)應(yīng)的氣體通道連通，另一個(gè)則被閥芯封閉。
專利摘要本實(shí)用新型屬于高壓氣體存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供一種高壓氣體儲(chǔ)存氣瓶。該氣瓶包括瓶體、瓶口和進(jìn)排氣管；該氣瓶具有套設(shè)的瓶體結(jié)構(gòu)，即在外瓶體的內(nèi)部設(shè)有一個(gè)內(nèi)瓶體；兩瓶體的瓶口各自獨(dú)立且不互通，并經(jīng)同一個(gè)進(jìn)排氣閥連接至進(jìn)排氣管；進(jìn)排氣閥中設(shè)有使兩瓶體氣體通道全關(guān)或擇一開啟的限位機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型可以利用內(nèi)外氣瓶?jī)?nèi)氣體壓力差減薄小氣瓶的壁厚。因而具有兩級(jí)不同壓力、相對(duì)體積小、瓶殼厚度小，鋼材使用量少、占地體積小等特點(diǎn)；氣瓶上的進(jìn)排氣閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，執(zhí)行動(dòng)作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。內(nèi)外氣瓶之間設(shè)置有泄壓閥，可防止內(nèi)氣瓶壓力過高，保證安全。
文檔編號(hào)F17C13/00GK202024073SQ20112007082
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者俞小莉, 葉錦, 徐煥祥, 李道飛, 王雷 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)