一种再循环式氢喷射器的制作方法

1.本实用新型涉及新能源技术领域，具体而言，涉及用于燃料电池供氢系统中的一种再循环式氢喷射器。


背景技术：

2.燃料电池系统由燃料电池堆，氢气供应系统，空气供应系统等组成，氢气供应系统又包括了储氢瓶，减压阀，氢喷射器，氢引射器等组成部分。氢喷射器是氢气供应系统中的重要组成部分，影响着燃料电池堆中的反应效率以及余氢的回收利用率。
3.专利号cn209822786u公布了一种氢喷射器，该喷射器包括氢喷射器主体、压力传感器、高频电磁喷射阀、泄压阀。泄压阀与执行件反应堆连接，防止因该氢喷射器密封不严产生泄漏而造成停车后执行件反应堆内的压力过高破坏反应堆。该专利中的一种氢喷射器存在以下2个缺点：（1）高频电磁喷射阀在高压下pwm占空比波动大，同时流量不稳定；（2）该高频电磁喷射阀存在密封不严的现象，因此需要泄压阀配合高频电磁喷射阀以保证在停车后因阀门泄漏而不会使反应堆的压力过高造成反应堆被破坏。
4.专利号cn208753437u公布了一种燃料电池汽车动力系统的供氢回氢稳压装置，包括电磁阀、比例阀、引射喷嘴、引射腔体、回氢引射口。该电磁阀、比例阀、引射喷嘴、引射腔体依次串联连接。该专利中的一种燃料电池汽车动力系统的供氢回氢稳压装置存在以下3个缺点：（1）比例阀响应慢，无法做到高频开启；（2）比例阀的密封性较差，需要配合电磁阀进行二次密封；（3）流量小，不适用于大功率燃料电池系统。
5.专利号cn105098209a公布了用于燃料电池系统的喷射器，该专利中集成了引射器、流量控制阀和可变位置喷嘴，可根据系统负载的增大或减小，自动调整喷嘴的位置。该专利存在以下几个缺点：（1）流量控制精度较低，流量不稳定；（2）对零部件的加工精度要求较高。
6.因此，亟需开发一种密封性能好、流量稳定性好、集成度高、同时能在低、中、高功率下稳定运行的氢喷射器结构，来满足燃料电池技术发展的需要。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种再循环式氢喷射器，其能够在低、中、高功率工况下满足新氢供应和回氢流量需求，同时电磁阀的密封性和供气流量稳定性好，不需额外的泄压阀进行辅助泄压。
8.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
9.一种再循环式氢喷射器由主电磁阀组、旁通电磁阀组、氢喷体、传感器组件、引射器组件组成，所述主电磁阀组由多个主电磁阀组成，所述旁通电磁阀组由多个旁通电磁阀组成，所述传感器分为高压传感器、中压传感器。
10.优选地，上述主电磁阀组可以为1个或多个比例电磁阀，数量为1~6个。
11.变换地，上述主电磁阀组可以为1个或多个电磁开关阀，数量为1~6个。
12.优选地，上述主电磁阀组和所述旁通电磁阀组安装在所述氢喷体上，将所述氢喷体分割成高压室、中压室和低压室，所述主电磁阀组和所述旁通电磁阀组位于所述氢喷体的所述高压室，所述高压室设有一个进气口，高压氢气从氢气瓶经减压阀后从所述氢喷体的所述进气口流入所述高压室，所述氢喷体的所述中压室与所述低压室分别有中压泄流面和低压泄流面，所述低压泄流面与水平面的夹角β其取值范围为0
°
~60
°
，所述低压室设有一个低压出气口，所述低压出气口位于所述低压泄流面的最低处，所述中压泄流面与水平面之间的夹角α其取值范围为0
°
~60
°
，所述中压室设有一个中压出气口，所述中压出气口位于所述中压泄流面的最低处。
13.优选地，上述氢喷体中设有所述引射器组件的安装腔体，所述安装腔体与所述中压室的所述中压出气口相通，所述安装腔体设有一个氢气循环口，接入待循环的氢气。
14.优选地，上述引射器组件由射流喷嘴、引射体、中压密封圈、低压密封圈组成，所述射流喷嘴的射流口与所述中压出气口相连，所述中压密封圈安装在所述射流喷嘴上上，也可以安装在所述氢喷体上，所述低压密封圈安装在所述引射体上，也可以安装在所述氢喷体上，所述引射体开有引射孔，所述引射孔的形式可以为圆孔，也可以为槽孔，数量为2~12个，所述引射体的右端设有引射出口，所述引射出口与反应堆连接，从反应堆中流出的待循环气体通过所述氢喷体的所述氢气循环口流入所述引射体中的所述引射孔，再从所述引射出口流出至反应堆。
15.优选地，上述旁通电磁阀由电磁模块、上弹簧、下弹簧、衔铁、针阀、密封垫、喷孔、上密封圈、下密封圈组成。
16.优选地，上述主电磁阀组和旁通电磁阀组安装在所述氢喷体的所述高压室，通过所述电磁模块上的所述上密封圈和所述下密封圈将所述高压室中的气体密封住，防止所述高压室中的气体泄漏到环境和所述中压室以及所述低压室。
17.优选地，上述感器组件中的所述高压传感器安装在所述氢喷体的所述高压室，所述中压传感器安装在所述氢喷体的所述中压室，所述氢喷体上设有安装固定孔，所述安装固定孔的数量为1至6个。
18.优选地，上述主电磁阀组件在低功率工况下打开，高压气体从所述氢喷体的所述进气口流入至所述高压室，再从所述主电磁阀组件的所述喷孔流出至所述中压室，气体从所述中压室的所述中压出气口流入所述引射器组件的所述射流口，在所述射流喷嘴的出口形成低压，使得反应堆中的待循环氢气流入所述氢气循环口流入至所述引射体的所述引射孔，从所述引射出口流出至反应堆，在中、高功率情况时，所述主电磁阀组件和所述旁通电磁阀组件同时工作以满足功率需求。
附图说明
19.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，使得本实用新型的其它特征、目的和优点变得更明显。本实用新型的示意性实施例附图及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1是本实用新型的第一实施例的再循环式氢喷射器示意图；
21.图2是本实用新型的第一实施例的的氢喷体结构示意图；
22.图3是本实用新型的第一个实施例的旁通电磁阀结构图；
23.图4是本实用新型的第一实施例的引射器组件结构图；
24.图5是本实用新型的第一实施例的低功率工况运行原理图；
25.图6是本实用新型的第一实施例的中、高功率工况运行原理图；
26.图7是本实用新型的第一实施例的氢喷体变形结构示意图；
27.图8是本实用新型的第一实施例的再循环式氢喷射器变形示意图；
28.附图标号含义：主电磁阀组1；旁通电磁阀2；旁通电磁阀组3；氢喷体4；进气口5；低压室6；高压室7；低压出气口8；引射体9；引射出口10；安装固定孔11；射流喷嘴12；氢气循环口13；中压室14；中压传感器15；高压传感器16；中压泄流面17；中压出气口18；低压密封圈19；中压密封圈20；射流口21；引射孔22；密封垫23；喷孔24；低压泄流面25；电磁模块26；上弹簧27；衔铁28；针阀29；下弹簧30；上密封圈31；下密封圈32；安装腔体33；引射器组件34。
具体实施方式
29.本实用新型的目的是提供一种再循环式氢喷射器，其能够在低、中、高功率工况下满足新氢供应和回氢流量需求，同时电磁阀的密封性和供气流量稳定性好，不需额外的泄压阀进行辅助泄压。
30.为了更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.需要说明的是，本实用新型所用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
32.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，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。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
34.图1-6为本实用新型的第一具体实施例。
35.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
36.如图1所示，一种再循环式氢喷射器由主电磁阀组1、旁通电磁阀组3、氢喷体4、传感器组件、引射器组件34组成，所述主电磁阀组1由多个主电磁阀组成，所述旁通电磁阀组3由多个旁通电磁阀35组成，所述传感器分为高压传感器16、中压传感器15。
37.优选地，上述主电磁阀组1可以为1个或多个比例电磁阀，数量为1~6个。
38.优选地，上述主电磁阀组1和所述旁通电磁阀组3安装在所述氢喷体4上，将所述氢喷体4分割成高压室7、中压室14和低压室6，所述主电磁阀组1和所述旁通电磁阀组3位于所述氢喷体4的所述高压室7，所述高压室7设有一个进气口5，高压氢气从氢气瓶经减压阀后
从所述氢喷体4的所述进气口5流入所述高压室7，所述氢喷体4的所述中压室14与所述低压室6分别有中压泄流面17和低压泄流面25，所述低压泄流面25与水平面的夹角β其取值范围为0
°
~60
°
，所述低压室6设有一个低压出气口8，所述低压出气口8位于所述低压泄流面25的最低处，所述中压泄流面17与水平面之间的夹角α其取值范围为0
°
~60
°
，所述中压室14设有一个中压出气口18，所述中压出气口18位于所述中压泄流面17的最低处。
39.优选地，上述氢喷体4中设有所述引射器组件34的安装腔体33，所述安装腔体33与所述中压室14的所述中压出气口18相通，所述安装腔体33设有一个氢气循环口13，接入待循环的氢气，如图2所示。
40.优选地，上述引射器组件34由射流喷嘴12、引射体9、中压密封圈20、低压密封圈19组成，如图4所示，所述射流喷嘴12的射流口21与所述中压出气口18相连，所述中压密封圈20安装在所述射流喷嘴上12上，也可以安装在所述氢喷体4上，所述低压密封圈19安装在所述引射体9上，也可以安装在所述氢喷体4上，所述引射体9开有引射孔22，所述引射孔22的形式可以为圆孔，也可以为槽孔，数量为2~12个，所述引射体9的右端设有引射出口10，所述引射出口10与反应堆连接，从反应堆中流出的待循环气体通过所述氢喷体4的所述氢气循环口13流入所述引射体9中的所述引射孔22，再从所述引射出口10流出至反应堆。
41.优选地，上述旁通电磁阀35由电磁模块26、上弹簧27、下弹簧30、衔铁28、针阀29、密封垫23、喷孔24、上密封圈31、下密封圈32组成，如图3所示。
42.优选地，上述主电磁阀组1和旁通电磁阀组3安装在所述氢喷体4的所述高压室7，通过所述电磁模块26上的所述上密封圈31和所述下密封圈32将所述高压室7中的气体密封住，防止所述高压室7中的气体泄漏到环境和所述中压室14以及所述低压室6。
43.优选地，上述感器组件中的所述高压传感器16安装在所述氢喷体4的所述高压室7，所述中压传感器15安装在所述氢喷体4的所述中压室14，所述氢喷体4上设有安装固定孔11，所述安装固定孔11的数量为1至6个。
44.优选地，上述主电磁阀组件1在低功率工况下打开，如图5所示，高压气体从所述氢喷体4的所述进气口5流入至所述高压室7，再从所述主电磁阀组件1的所述喷孔24流出至所述中压室14，气体从所述中压室14的所述中压出气口18流入所述引射器组件34的所述射流口21，在所述射流喷嘴12的出口形成低压，使得反应堆中的待循环氢气流入所述氢气循环口13流入至所述引射体9的所述引射孔22，从所述引射出口10流出至反应堆，在中、高功率情况时，如图6所示，所述主电磁阀组件1和所述旁通电磁阀组件3同时工作以满足功率需求。
45.图7-8为本实用新型的第一具体实施例的变形结构。
46.优选地，上述氢喷体4的一种变形结构如图7所示，所述氢喷体4可分为三个腔体，分别为所述高压室36、所述中压室14、所述安装腔体33，取消了所述低压室6，所述中压室14的所述中压泄流面17的个数为1~3个,所述中压泄流面17与水平面之间的夹角α其取值范围为1~60
°
。
47.优选地，上述再循环式氢喷射器的一种变形结构由所述主电磁阀组1、所述旁通电磁阀组3、所述氢喷体4、所述高压传感器16、所述中压传感器、所述引射器组件34构成，如图8所示，所述主电磁阀组1和所述旁通电磁阀组3安装在所述氢喷体4的所述高压室7，所述高压传感器16和所述中压传感器15分别安装在所述高压室36和所述中压室14，所述引射器组
件34安装在所述氢喷体4的所述安装腔体33上。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。本实用新型不限于应用于喷射器技术领域，还包括其他需要应用控制阀产品的技术领域。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。