CN101813205A - 压力控制***及其调压阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压力控制***及其调压阀。该压力控制***包括一调压阀、一节流阀以及一泄压阀。该调压阀包括一阀主体以及一活塞组件,阀主体具有一腔室,其中腔室具有一入口端以及一出口端,活塞组件以可移动的方式设置于腔室中,且包括一第一活塞以及一第二活塞,第一活塞与入口端相对应,并具有一第一接触表面,第二活塞与第一活塞连接,与出口端相对应,并具有一第二接触表面,其中第一活塞与第二活塞同步移动,且第一接触表面小于第二接触表面。节流阀与调压阀连接,并设置于阀主体的出口端,泄压阀与调压阀连接,并设置于阀主体的入口端。根据本发明的压力控制***的体积微小,可直接与小体积的燃料电池连接,从而提升组装的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力控制***,特别涉及一种具有体积轻巧的调压阀的压力控制***。
背景技术
参见图1,现有的调压阀10在腔室里设置有一阀杆11、一气密垫圈13、一膜片15、两个弹簧S、S’以及一调整螺丝17。气密垫圈13以及膜片15分别设置于阀杆11的两端,其中气密垫圈13位于腔室的入口端,可将入口端密闭,弹簧S、S’分别设置于气密垫圈13以及膜片15的两侧,将气密垫圈13与膜片15夹置其中,且分别提供作用力于气密垫圈13以及膜片15,其中弹簧S作为缓冲之用,以防止颤动,而弹簧S’的作用力可通过调整螺丝17而调整。
压缩气体流入调压阀10中(如图1中箭头所示),压缩气体的压力于腔室中对膜片15作用,而弹簧S’在膜片15的另一边对膜片15作用。若压缩气体作用在膜片15的力量大于弹簧S’的压缩力,则膜片15被往下项,带动阀杆11另一端的气密垫圈13向下将入口端封闭。调整螺丝17调整弹簧S’的压缩力使弹簧S’的压缩力大于压缩气体作用在膜片15的力量,则阀杆11另一端的气密垫圈13可被上移离开入口端,使压缩气体得以由入口端流到出口,并在到达平衡状态前继续流入腔室中。
然而,现有的调压阀中所使用的组件体积庞大,使得调压阀的设计无法微小化,无法适用于体积微小的燃料电池***。
发明内容
为了解决上述缺陷,本发明提供一种压力控制***及其调压阀,其能够使调压阀体积轻巧,而适用于体积微小的燃料电池***。
该压力控制***包括该调压阀、一节流阀以及一泄压阀。该调压阀包括一阀主体以及一活塞组件,阀主体具有一腔室,其中腔室具有一入口端以及一出口端,活塞组件以可移动的方式设置于腔室中,且包括一第一活塞以及一第二活塞,第一活塞与入口端相对应,并具有一第一接触表面,第二活塞与第一活塞连接,与出口端相对应,并具有一第二接触表面,其中第一活塞与第二活塞同步移动,且第一接触表面小于第二接触表面。节流阀与调压阀连接,并设置于阀主体的出口端,泄压阀与调压阀连接,并设置于阀主体的入口端。
根据本发明的压力控制***的体积微小,可直接与小体积的燃料电池连接,从而提升组装的便利性。
附图说明
图1为现有调压阀的示意图;
图2A、图2B为本发明压力控制***的示意图;以及
图3显示本发明压力控制***中力量关系示意图。
其中,附图标记说明如下:
10~调压阀; 100~压力控制***;
11~阀杆; 110~调压阀;
111~阀主体; 111C~腔室;
112~活塞组件; 112A~第一活塞;
112B~第二活塞; 112R~连接件;
113~气密组件; 114~弹性组件;
120~节流阀; 13~气密垫圈;
130~泄压阀; 15~膜片;
17~调整螺丝; A1~第一表面积;
A2~第二表面积; C1~第一子腔室;
C2~第二子腔室; D~通道;
F1~第一力量; F2~第二力量;
I~入口端; O~出口端;
P~背压; S、S’~弹簧;
S1~第一接触表面; S2~第二接触表面。
具体实施方式
参见图2A与图2B,本发明的压力控制***100用以控制并调节一压缩气体的压力,通常是应用于燃料电池中,将压缩气体的压力调整至可输入燃料电池中,压力控制***100包括一调压阀110、一节流阀120以及一泄压阀130,其中调压阀110分别与节流阀120以及泄压阀130连接。
调压阀110包括一阀主体111、一活塞组件112、一气密组件113以及一弹性组件114。阀主体111具有一腔室111C,且腔室111C具有一入口端I以及一出口端O。
活塞组件112包括一第一活塞112A、一第二活塞112B以及一连接件112R,第一活塞112A具有一第一接触表面S 1,与压缩气体接触,第二活塞112B具有一第二接触表面S2,与压缩气体接触,且第一接触表面S1小于第二接触表面S2,第一活塞112A与第二活塞112B设置于连接件112R上,并通过连接件112R使第一活塞112A与第二活塞112B连接。
此外,活塞组件112是以可移动的方式设置于腔室111C中,当活塞组件112设置于腔室111C中时,可将腔室111C划分为一第一子腔室C1以及一第二子腔室C2,第一子腔室C1与入口端I连通,第二子腔室C2与出口端O连通,且第一子腔室C1与第二子腔室C2通过连接件112R中的通道D相互连通,第一活塞112A与入口端I相对应,并可于第一子腔室C1中移动,第二活塞112B与出口端O相对应,并可于第二子腔室C2中移动,且第一活塞112A与第二活塞112B同步移动。
气密组件113与活塞组件112连接,并设置于连接件112R的一端,当活塞组件112移动时,气密组件113可与活塞组件112连动,且活塞组件112可于一第一位置以及一第二位置之间移动,当活塞组件112位于第一位置时,气密组件113与入口端I抵接,并将入口端I封闭(如图2A所示),当活塞组件112位于第二位置时,气密组件113则远离入口端I,将入口端I开启(如图2B所示)。
弹性组件114设置于连接件112R上,分别与腔室111C的内壁以及活塞组件112抵接,弹性组件114作用于活塞组件112上,可将活塞组件112向出口端O方向抵顶。
节流阀120设置于腔室111C的出口端O,通过调整节流阀120,可控制由出口端O流出压缩气体的流量,当压缩气体流入腔室111C中,节流阀120控制流出压缩气体的流量可进而调节腔室111C中的背压。
泄压阀130设置于腔室111C的入口端I,当压力大于一定值时可自动开启,在压缩气体由入口端I进入腔室111C前,释放出部分压缩气体,以保护储气容器。
压缩气体由入口端I进入第一子腔室C1中,经由连接件112R中的通道D流入第二子腔室C2,最后由出口端O排出(如图2B中箭头所示)。
参见图3,调整节流阀120,可使腔体111C中产生一背压P,在第一子腔室C1中的压缩气体对第一接触表面S1施一第一力量F1,在第二子腔室C2中的压缩气体对第二接触表面S2施一第二力量F2,第一接触表面S1具有一第一表面积A1,第二接触表面S2具有一第二表面积A2,并且由于第一子腔室C1与第二子腔室C2连通,因此第一子腔室C1与第二子腔室C2中的背压P相同。
在P=F/A的条件下,F1=P×A1,F2=P×A2,由于背压P相同,当第二表面积A2大于第一表面积A1时,第二力量F2会大于第一力量F1,可将活塞组件112朝入口端I的方向推动,反之,调整节流阀120释放背压P,压缩气体得以由入口端I推动活塞组件,使活塞组件112朝出口端O的方向移动。
应注意的是,以上为清楚说明第一力量F1与第二力量F2的关系,而忽略弹性组件114所提供的力量,弹性组件114的设置可将活塞组件112向出口端O方向抵顶,是为了避免入口端I的压缩气体压力过小时,无法推动活塞组件112,在设计时也必须考量弹性组件114所提供的力量,也就是说,第二力量F2必须大于第一力量F1加上弹性组件114所提供的力量,方可将活塞组件112朝入口端I的方向推动。
本发明的压力控制***100的调压阀110通过调整腔室111C中的背压来控制活塞组件112的移动方向,以改变输出压力的大小,并且当出口端O闭锁时,出口端O压缩气体的压力在升高至一定压力后便停止增加,并且,压力控制***100的体积微小,可直接与小体积的燃料电池连接,提升组装的便利性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,仍可作些许的变动与修饰,因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所限定的范围为准。
Claims (19)
1.一种压力控制***,包括:
一调压阀,包括:
一阀主体,具有一腔室,其中该腔室具有一入口端以及一出口端;以及
一活塞组件,以可移动的方式设置于该腔室中,包括:
一第一活塞,与该入口端相对应,并具有一第一接触表面;以及
一第二活塞,与该第一活塞连接,并与该出口端相对应,具有一第二接触表面,其中该第一活塞与该第二活塞同步移动,且该第一接触表面小于该第二接触表面。
2.如权利要求1所述的压力控制***,其中该调压阀还包括一气密组件,该气密组件与该活塞组件连接,当该活塞组件移动时,该气密组件与该活塞组件连动。
3.如权利要求2所述的压力控制***,其中该活塞组件可于一第一位置以及一第二位置之间移动,当该活塞组件位于该第一位置时,该气密组件与该入口端抵接,并将该入口端封闭,当该活塞组件位于该第二位置时,该气密组件远离该入口端。
4.如权利要求2所述的压力控制***,其中该活塞组件还包括一连接件,该连接件连接该第一活塞以及该第二活塞。
5.如权利要求4所述的压力控制***,其中该气密组件设置于该连接件的一端。
6.如权利要求4所述的压力控制***,其中该调压阀还包括一弹性组件,该弹性组件设置于该连接件上,并分别与该腔室的一内壁以及该活塞组件抵接。
7.如权利要求1所述的压力控制***,其中该活塞组件将该腔室划分为一第一子腔室以及一第二子腔室,该第一子腔室与该入口端连通,该第二子腔室与该出口端连通,且该第一子腔室与该第二子腔室相互连通。
8.如权利要求7所述的压力控制***,其中活塞组件还包括一连接件,该连接件连接该第一活塞以及该第二活塞,并且该连接件具有一通道,该通道连通该第一子腔室与该第二子腔室。
9.如权利要求1所述的压力控制***,其中该调压阀还包括一弹性组件,该弹性组件设置于该腔室中,并分别与该腔室的一内壁以及该第一活塞抵接。
10.如权利要求1所述的压力控制***,还包括一节流阀,该节流阀与该调压阀连接,并设置于该阀主体的该出口端。
11.如权利要求1所述的压力控制***,还包括一泄压阀,该泄压阀与该调压阀连接并设置于该阀主体的该入口端。
12.一种调压阀,包括:
一阀主体,具有一腔室,其中该腔室具有一入口端以及一出口端;以及
一活塞组件,以可移动的方式设置于该腔室中,包括:
一第一活塞,与该入口端相对应,并具有一第一接触表面;以及
一第二活塞,与该第一活塞连接,并与该出口端相对应,具有一第二接触表面,其中该第一活塞与该第二活塞同步移动,且该第一接触表面小于该第二接触表面。
13.如权利要求12所述的调压阀,还包括一气密组件,该气密组件与该活塞组件连接,当该活塞组件移动时,该气密组件与该活塞组件连动。
14.如权利要求13所述的调压阀,其中该活塞组件可于一第一位置以及一第二位置之间移动,当该活塞组件位于该第一位置时,该气密组件与该入口端抵接,并将该入口端封闭,当该活塞组件位于该第二位置时,该气密组件远离该入口端。
15.如权利要求13所述的调压阀,其中该活塞组件还包括一连接件,该连接件连接该第一活塞以及该第二活塞。
16.如权利要求15所述的调压阀,其中该气密组件设置于该连接件的一端。
17.如权利要求15所述的调压阀,还包括一弹性组件,该弹性组件设置于该连接件上,并分别与该腔室的一内壁以及该活塞组件抵接。
18.如权利要求12所述的调压阀,其中该活塞组件将该腔室划分为一第一子腔室以及一第二子腔室,该第一子腔室与该入口端连通,该第二子腔室与该出口端连通,且该第一子腔室与该第二子腔室相互连通。
19.如权利要求18所述的调压阀,其中该活塞组件还包括一连接件,该连接件连接该第一活塞以及该第二活塞,并且该连接件具有一通道,该通道连通该第一子腔室与该第二子腔室。
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