[发明专利]一种适用于氢能手持火炬的轻量化减压供氢装置

权利要求书

1.一种适用于氢能手持火炬的轻量化减压供氢装置，用于连接所述火炬中的气瓶和燃烧器；其特征在于包括：瓶口阀、减压阀、开关组件、开关执行部件、气瓶帽；

减压阀负责高压氢气的减压，具有三个对接口，下对接口与气瓶帽连接、上对接口与燃烧器连接，侧对接口安装开关组件，所述气瓶帽内安装开关执行部件以及瓶口阀；由所述开关组件通过控制开关执行部件实现所述瓶口阀的启闭；所述瓶口阀与气瓶瓶口连接，负责气瓶的开关；

所述减压阀包括阀体、活塞组件、阀盖和弹簧；所述阀体的上端设置圆筒，圆筒外侧底部设置台阶；所述弹簧压缩安装在所述的台阶上，活塞组件的小端安装在所述圆筒内，大端安装在阀盖内腔，所述阀体上设置与所述圆筒连通的第一减压结构，第一减压结构下方设置与阀门入口连通的高压腔；所述阀盖上设置与阀门出口连通的第二减压结构，所述活塞组件设置双密封结构，双密封结构将活塞组件、阀盖、阀体连接，共同构成减压器的低压腔；所述第二减压结构与所述低压腔连通；所述的阀门出口处设置上对接口；所述的阀门入口处设置下对接口，以及与所述高压腔连通的侧对接口；所述第二减压结构为带降噪结构的喉孔，降噪结构为设置在喉孔上下的若干降噪流道，用于降低气体高速流动产生的噪音；所述的降噪流道包括喉孔上方的直径为d4的喉孔流道，喉孔下方的直径为d3的喉孔流道，上述两个喉孔流道与降噪结构喉孔之间均设置漏斗结构流道，上方漏斗结构流道的小端直径与喉孔直径一致，下方漏斗结构流道的小端直径取值为d3；降噪流道中喉孔流道直径与第二级减压结构直径比d3/d2为1.1～2.4；喉孔上方的喉孔流道直径与第二级减压结构直径比d4/d2为1.5～3.2；第一减压结构与第二减压结构的直径比d1/d2为1.1～2；

所述装置适用压力1Mpa G～70Mpa G、使用温度-40℃～60℃、重量低于230g，轴向尺寸小于180mm，径向尺寸小于60mm。

2.根据权利要求1所述的减压供氢装置，其特征在于：所述开关组件包括凸轮、垫片、压紧螺母；

所述凸轮安装在减压阀的侧对接口，沿接口轴线依次分为四部分，最外侧部分通过压紧螺母实现与所述侧对接口连接，由压紧螺母压紧垫片以及最外侧部分；与最外侧部分相邻的第二部分上设置凹槽，所述的凹槽内安装凸轮的开、关限位结构，防止阀门自动关闭；第三部分为凸轮凸面，位置与开关执行部分对应，所述凸轮凸面将瓶口阀启闭方式由直动变旋转，第二部分和第四部分上设置密封环，双密封环结构使凸轮所受轴向力相抵消，最外侧部分的端面设置钥匙槽，通过钥匙槽提供凸轮转动的驱动力。

3.根据权利要求2所述的减压供氢装置，其特征在于：所述开、关限位结构的位置保证一个方向旋转凸轮时，凸轮凸面下压顶针，瓶口阀开启，另一个方向旋转时，凸轮凸面与顶针脱离，瓶口阀关闭，通过开、关限位结构与凹槽的两个端面接触实现上述两个方向旋转的限位。

4.根据权利要求3所述的减压供氢装置，其特征在于：瓶口阀开启过程中，凸轮凸面尖端旋转到达最低点后继续运动，直至凸轮凸面尖端与竖直方向呈微小夹角β到达开位限位位置；所述的β范围为3°～18°。

5.根据权利要求4所述的减压供氢装置，其特征在于：所述的β范围为5°～10°。

6.根据权利要求2所述的减压供氢装置，其特征在于：所述的开关执行部件包括顶针、弹簧；

所述顶针为上表面为球面的阶梯圆柱结构，放置在气瓶帽的中心通孔内，所述球面用于与所述凸轮凸面接触，顶针底面与瓶口阀接触用于提供开启推力；弹簧压缩安装在顶针的阶梯面与所述中心通孔的阶梯面内。

7.根据权利要求1所述的减压供氢装置，其特征在于：降噪流道中喉孔流道直径与第二级减压结构直径比d3/d2为1.3～1.8；喉孔上方的喉孔流道直径与第二级减压结构直径比d4/d2为1.7～2.6，依据需要在第二级减压结构上下设置若干降噪流道。

8.根据权利要求1所述的减压供氢装置，其特征在于：第一减压结构与第二减压结构的直径比d1/d2为1.4～1.7。