一种氢气充装站的氢气流量阀门及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种氢气充装设备，尤其涉及一种氢气充装站的氢气流量阀门及其控制方法。

背景技术

氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，随着燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源、能源将要枯竭，而人类生存又时刻离不开能源，开发新能源迫在眉睫，迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样的二次能源。然而，目前开发氢能源的技术难题较多，氢气的充装是技术难点之一。在氢气充装过程中，充气流量的控制影响着气体充装的质量和安全性，其控制方法存在改进空间。

发明内容

本发明的目的是要提供一种氢气充装站的氢气流量阀门及其控制方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

本发明氢气充装站的氢气流量阀门包括阀体组件、流量控制机构和流量监测装置，所述流量控制机构设置于所述阀体组件的进出口之间，所述流量监测装置设置于所述阀体组件上。

进一步，所述阀体组件由阀体外管体、阀体进气接头、阀体排气接头和阀芯组成，所述阀体外管体设置于所述阀体进气接头的一端，所述阀体排气接头设置于所述阀体进气接头的一侧，所述阀芯设置于所述阀体进气接头内，所述阀体进气接头上设置所述流量控制机构和流量监测装置。

进一步，所述阀芯由阀芯密封圈、阀芯阀杆件和阀杆压缩弹簧组成，所述阀芯密封圈固定设置于所述阀体外管体的内侧，所述阀芯阀杆件的一端与所述阀芯密封圈的中部接触，所述阀芯阀杆件的另一端与所述阀杆压缩弹簧的一端连接，所述阀杆压缩弹簧的另一端与所述阀体进气接头的内壁接触，所述流量控制机构的控制端与所述阀芯阀杆件连接，所述流量监测装置的监测端与所述阀芯阀杆件的端部连接。

进一步，所述流量控制机构由阀杆调压控制杆和控制杆驱动电机组成，所述阀芯阀杆件的中段设置有阀杆调压限位孔，所述阀杆调压控制杆的中段穿过所述阀杆调压限位孔，所述阀杆调压控制杆的另一端与所述控制杆驱动电机的驱动端连接，所述控制杆驱动电机固定设置于所述阀体进气接头上。

进一步，所述流量监测装置由监测装置外壳、活动感应片、感应片探测器和传感器电路板组成，所述监测装置外壳与所述阀体进气接头连接，所述阀芯阀杆件的一端位于所述监测装置外壳内，并能够活动，所述活动感应片固定设置于所述阀芯阀杆件的端部，所述感应片探测器设置于所述监测装置外壳内，并正对所述活动感应片的位置，所述传感器电路板位于所述监测装置外壳内，所述感应片探测器的信号传输端与所述传感器电路板的信号传输端电性连接。

本发明氢气充装站的氢气流量阀门控制方法包括以下步骤：

S1：控制系统设定充气的流量；

S2：氢气经阀体组件进行充气，同时，流量监测装置监测阀体组件的流动压力，将信号传输回控制系统；

S3：控制系统通过充气的压力变化数据换算成流量数据；

S4：控制系统控制流量控制机构控制阀体组件的压力，从而改变流量，直至压力达到设定值；

S5：充气完成后，流量控制机构直接将压力控制为零，即关闭流量，完成充气。

本发明的有益效果是：

本发明是一种氢气充装站的氢气流量阀门及其控制方法，与现有技术相比，本发明通过控制压力而控制流量，且通过监测压力而实时调节流量，通过监测压力变化的同时控制压力，从而自动将压力控制在设定范围内，进而达到通过控制压力来控制流量的作用，具有推广应用的价值。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是本发明的阀杆结构示意图；

图3是本发明的调压控制杆结构示意图。

图中：阀体外管体1、阀体进气接头2、阀体排气接头3、阀芯密封圈4、阀芯阀杆件5、阀杆压缩弹簧6、阀杆调压控制杆7、阀杆调压限位孔8、控制杆驱动电机9、监测装置外壳10、活动感应片11、感应片探测器12、传感器电路板13。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-3所示：本发明氢气充装站的氢气流量阀门包括阀体组件、流量控制机构和流量监测装置，所述流量控制机构设置于所述阀体组件的进出口之间，所述流量监测装置设置于所述阀体组件上。

进一步，所述阀体组件由阀体外管体1、阀体进气接头2、阀体排气接头3和阀芯组成，所述阀体外管体1设置于所述阀体进气接头2的一端，所述阀体排气接头3设置于所述阀体进气接头2的一侧，所述阀芯设置于所述阀体进气接头2内，所述阀体进气接头2上设置所述流量控制机构和流量监测装置。

进一步，所述阀芯由阀芯密封圈4、阀芯阀杆件5和阀杆压缩弹簧6组成，所述阀芯密封圈4固定设置于所述阀体外管体1的内侧，所述阀芯阀杆件5的一端与所述阀芯密封圈4的中部接触，所述阀芯阀杆件5的另一端与所述阀杆压缩弹簧6的一端连接，所述阀杆压缩弹簧6的另一端与所述阀体进气接头2的内壁接触，所述流量控制机构的控制端与所述阀芯阀杆件5连接，所述流量监测装置的监测端与所述阀芯阀杆件5的端部连接。

进一步，所述流量控制机构由阀杆调压控制杆7和控制杆驱动电机9组成，所述阀芯阀杆件5的中段设置有阀杆调压限位孔8，所述阀杆调压控制杆7的中段穿过所述阀杆调压限位孔8，所述阀杆调压控制杆7的另一端与所述控制杆驱动电机9的驱动端连接，所述控制杆驱动电机9固定设置于所述阀体进气接头2上。

进一步，所述流量监测装置由监测装置外壳10、活动感应片11、感应片探测器12和传感器电路板13组成，所述监测装置外壳10与所述阀体进气接头2连接，所述阀芯阀杆件5的一端位于所述监测装置外壳10内，并能够活动，所述活动感应片11固定设置于所述阀芯阀杆件5的端部，所述感应片探测器12设置于所述监测装置外壳10内，并正对所述活动感应片11的位置，所述传感器电路板13位于所述监测装置外壳10内，所述感应片探测器12的信号传输端与所述传感器电路板13的信号传输端电性连接。

本发明氢气充装站的氢气流量阀门控制方法包括以下步骤：

S1：控制系统设定充气的流量；

S2：氢气经阀体组件进行充气，同时，流量监测装置监测阀体组件的流动压力，将信号传输回控制系统；

S3：控制系统通过充气的压力变化数据换算成流量数据；

S4：控制系统控制流量控制机构控制阀体组件的压力，从而改变流量，直至压力达到设定值；

S5：充气完成后，流量控制机构直接将压力控制为零，即关闭流量，完成充气。

本发明的工作原理如下：

本发明工作时，通过阀体外管体1接入充气气源，气体从阀体排气接头3排出进行充气，阀杆调压控制杆7与阀杆调压限位孔8连接的位置是扁平结构，当需要关闭时，控制杆驱动电机9带动阀杆调压控制杆7旋转使阀杆调压控制杆7的扁平结构与阀杆调压限位孔8保持垂直，使得阀芯阀杆件5与阀芯密封圈4紧密接触，当需要充气时，控制杆驱动电机9可以驱动阀杆调压控制杆7转动，使得阀杆调压控制杆7的扁平结构平行，阀体外管体1进入的气体压力将阀芯阀杆件5顶开，与阀芯密封圈4之间分离，阀芯阀杆件5压缩阀杆压缩弹簧6，阀芯阀杆件5的端部设置活动感应片11，活动感应片11与感应片探测器12的距离改变通电电压，从而使得传感器电路板13检测到阀芯阀杆件5与阀芯密封圈4的分离距离，分离距离越大，流量越大，当需要控制流量时，控制杆驱动电机9驱动阀杆调压控制杆7偏转一定的角度，使得阀芯阀杆件5的移动限位，从而实时控制压力、流量变化。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。