[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

说明书

本发明涉及阀门领域，具体涉及一种可适用于氢能手持火炬的轻量化减压供氢装置。本发明提供的适用于氢能手持火炬的轻量化减压供氢装置包括瓶口阀、减压阀、开关组件、顶针、小弹簧、气瓶帽。轻量化减压供氢装置将氢能手持火炬燃烧系统中的气瓶和燃烧器串联起来，负责气瓶启闭、高压氢气减压、氢气密封，解决大减压比减压、高可靠密封、低启闭力矩等问题，具有宽温度范围、微型化、轻量化的优点。

技术领域

本发明涉及阀门领域，具体涉及一种适用于氢能手持火炬的轻量化减压供氢装置。

背景技术

在各类大型赛事中，常会需要使用手持火炬来传递火种，由于火炬传递的过程在室外进行，外界环境对火炬燃烧影响很大。目前，国内外使用的火炬燃料主要以丙烷为主，丙烷液体在气瓶中气化，丙烷气体提供给燃烧器，在使用过程中存在着不耐低温，抗风、抗雨性能差的问题，易导致火炬熄灭。

伴随我国提出碳达峰、碳中和的阶段性目标，氢气作为当今最清洁的能源，燃烧产物只有水，是21世纪最具发展潜力的清洁能源之一。氢气燃烧速度快，一旦点燃后，很难熄灭，有较好的抗风、抗雨性能。由于氢气临界温度为-198℃，常温下只以气态形式存在，氢气从气瓶释放到达燃烧器后，直接燃烧，更适用于低温环境。因此氢气可作为火炬燃料，一方面更好的解决传统火炬存在的问题，另一方面向观众传递科技、绿色的精神内涵。

常温下氢气只能气态形式储存，为保证一定的燃烧时间，在有限的气瓶容积内只能通过提高储存压力来满足氢气用量，其压力可达70MPa G，远高于传统火炬，由于氢气分子量极小，对可靠密封提出更高的要求，再加上手持火炬对各个部件的尺寸、重量都有着严苛的要求，因此需要一种适用于氢能手持火炬的轻量化减压供氢装置。轻量化减压供氢装置串联起火炬燃烧系统中的气瓶和燃烧器，负责开启气瓶，将高压氢气释放后，减压并提供固定流量的氢气，燃烧器所需压力，解决大减压比减压、高精度稳压、高可靠密封、低启闭力矩等问题，并具有尺寸小、重量低的优点。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种适用于氢能手持火炬的轻量化减压供氢装置。

本发明解决技术的方案是：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；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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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取值范围为3°～18°，优选为5°～10°。

优选的，所述的开关执行部件包括顶针、弹簧；