[发明专利]具有环形间隙支座的、用于控制和排出气态介质的气体压力限制阀

说明书

本发明涉及一种气体压力限制阀(1)，用于控制气态介质、尤其氢气，所述气体压力限制阀具有壳体(7)和阀元件安装组件(17)，其中，所述阀元件安装组件(17)具有在纵轴线(14)的方向上打开和闭合并因此能运动的阀元件(3)，其中，阀元件安装组件(17)具有密封座板(2)，其中，所述密封座板(2)具有围绕所述纵轴线(14)环绕的密封座棱边(12)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与阀元件(3)一起构成密封座。根据本发明，所述密封座板(2)这样构造，使得该密封座板具有中心区域(20)，该中心区域通过至少一个连接片(29)与所述密封座板(2)连接，其中，所述密封座板(2)构造有环形的流通部(23)，该流通部在所述纵轴线(14)的方向上延伸，其中，所述密封座板(2)或所述阀元件(3)具有至少两个环绕的密封座棱边(12a、12b)，在所述阀(1)的闭合状态下所述密封座棱边与所述阀元件(3)或所述密封座板(2)一起构成至少两个密封座(6a、6b)。

技术领域

本发明涉及一种限压阀、尤其是气体压力限制阀，用于控制和排出气态介质、尤其氢气，该限压阀具有阀元件安装组件并尤其用于应用在具有燃料电池驱动装置的车辆中。

背景技术

在车辆领域中，除了液态燃料以外，气态燃料在未来也将扮演越来越重要的角色。尤其，在具有燃料电池驱动装置的车辆中，必须控制氢气流。在此，气体流不再如在喷射液态燃料时那样不连续地被控制，而是气体从至少一个高压罐中取出并且经由中压管路系统的流入管路被引导到喷射器单元上。该喷射器单元将气体经由低压管路系统的连接管路引导至燃料电池。

由DE 10 2013 204 563 A1已知一种具有壳体和阀元件安装组件的限压阀，其中，该阀元件安装组件具有在纵轴线的方向上打开和闭合的阀元件，其中，该阀元件借助于闭合弹簧抵着密封座板的密封座棱边被挤压并构成密封座。在此，闭合弹簧支撑在闭合弹簧支撑部上。基于所构成的密封座，只要不超过确定的压力范围，来自DE 10 2013 204 563A1的限压阀就能在闭合状态下防止介质从该系统中逸出。一旦超过相应的中压和/或低压管路系统中的临界压力，那么阀元件运动从密封座板的密封座棱边离开并且因而不再构成密封座。因此，限压阀打开并允许介质从相应的管路系统中逸出，直到系统压力再次处于临界压力以下。

由DE 10 2013 204 563 A1已知的限压阀可能具有一定的缺点。

在限压阀仅稍微打开并由此造成小的打开行程的情况下仅构成较小的流动横截面，这会导致低介质流量。这造成在打开该限压阀时、尤其是在打开的初始阶段中仅有少量的介质能够流出并且因此系统中的压力下降要求很高的时间耗费。

由DE 10 2013 204 563 A1已知的限压阀的另一缺点是，在限压阀的闭合过程中通过以下方式实现闭合的最终位置：密封座板的密封座棱边撞到阀元件上，以便构成密封座。由于尤其可以由硬金属材料组成的密封座板、尤其密封座棱边和阀元件的材料特性，脉冲力和冲击力作用到这两个构件上，所述脉冲力和冲击力会导致损坏。

发明内容

根据本发明的一个方面，提出一种限压阀，其尤其用于燃料电池系统，在该限压阀中，密封座板这样构造，使得该密封座板具有中心区域，所述中心区域通过至少一个连接片与密封座板连接，其中，所述密封座板构造有环形的流通部，所述环形的流通部在纵轴线的方向上延伸，其中，密封座板或阀元件具有至少两个环绕的密封座棱边，在所述阀的闭合状态下所述至少两个环绕的密封座棱边与所述阀元件或所述密封座板一起构成至少两个密封座。以这种方式，本发明的限压阀构型提供以下优点：在阀元件的打开行程小的情况下已释放了大的流动横截面。由此能够实现具有高介质流量的快速响应特性，由此，能够更快地降低出现的系统过压，因为在限压阀还未完全打开时已能够实现高的流量。这导致燃料电池组件的更高的寿命，因为能够更快地降低出现的系统压力并且由此燃料电池系统在短时间段内不经受会使燃料电池系统的部件、尤其是燃料电池损坏的过压。