一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统

摘要

本发明公开了一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，包括检测装置与外壳体，所述检测装置位于外壳体内部，所述检测装置包括二向三通电磁阀；还包括：与二向三通电磁阀连通的安全泄压组件，所述安全泄压组件包括记忆合金壳，所述记忆合金壳顶部固定安装有限位滑道，所述限位滑道内侧壁设有密封滑动塞，位于密封滑动塞底部的所述记忆合金壳内部充满氮气，本发明通过将多个阀体结合成一个总阀，同时使各个阀体之间的管道关联，并采用新型的泄压装置，以解决氢气瓶上阀体过多且由于阀体过多从而导致氢气泄漏以及泄压装置反应慢、成本高的问题。

权利要求

1.一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，包括检测装置(100)与外壳体(200)，所述检测装置(100)位于外壳体(200)内部，其特征在于：所述检测装置(100)包括二向三通电磁阀(130)；还包括：与二向三通电磁阀(130)连通的安全泄压组件(110)；

所述安全泄压组件(110)包括记忆合金壳(111)，所述记忆合金壳(111)顶部固定安装有限位滑道(114)，所述限位滑道(114)内侧壁设有密封滑动塞(120)，位于密封滑动塞(120)底部的所述记忆合金壳(111)内部充满氮气(113)，所述记忆合金壳(111)侧壁开设有排气孔(115)，所述记忆合金壳(111)顶部固定安装有限位盒体(116)，所述限位盒体(116)顶部内侧壁固定安装有四组均匀排布的复位弹簧(117)，四组所述复位弹簧(117)底端与密封滑动塞(120)顶部固定连接；

所述二向三通电磁阀(130)包括阀体外壳(131)，所述阀体外壳(131)一侧固定安装有触发壳(132)，所述触发壳(132)另一侧设有电源(133)，所述触发壳(132)内部设有两组弧形磁铁(134)，两组所述弧形磁铁(134)磁极相反，两组所述弧形磁铁(134)中部设有连接柱(137)，所述连接柱(137)滑动贯穿阀体外壳(131)与触发壳(132)相接触的侧壁，位于触发壳(132)内部的所述连接柱(137)上缠绕有导电线圈(135)，所述导电线圈(135)与电源(133)电性连接，位于阀体外壳(131)内部的所述连接柱(137)上固定安装有两组柱形挡块(136)，两组所述柱形挡块(136)均与阀体外壳(131)内侧壁密封滑动连接，所述阀体外壳(131)一侧内壁固定安装有伸缩弹簧(138)，所述伸缩弹簧(138)另一端与柱形挡块(136)侧壁固定连接；

所述阀体外壳(131)顶部外侧壁分别设有第一连通口(140)与第二连通口(141)，所述第一连通口(140)与第二连通口(141)均与阀体外壳(131)内腔连通，两组所述柱形挡块(136)分别与第一连通口(140)与第二连通口(141)配合，所述阀体外壳(131)底部外侧壁设有常通口(142)，所述常通口(142)与阀体外壳(131)内腔连通；

所述检测装置(100)还包括管道组件(180)，所述管道组件(180)包括充气主管(181)，所述充气主管(181)底端与第二连通口(141)连通，所述充气主管(181)固定贯穿螺纹柱(220)，所述管道组件(180)还包括排气副管(182)，所述排气副管(182)底端与第一连通口(140)连通，所述排气副管(182)另一端与排气孔(115)连通；

所述密封滑动塞(120)内部开设有排气道(122)，所述排气道(122)一端与排气孔(115)配合，所述限位盒体(116)上端固定安装有排气管(118)，所述排气管(118)贯穿限位盒体(116)上壁，所述排气道(122)另一端与排气管(118)下端配合；

所述外壳体(200)包括螺纹柱(220)；所述管道组件(180)还包括压力充气管(183)，所述压力充气管(183)底端与记忆合金壳(111)连通；位于所述螺纹柱(220)底部的记忆合金壳(111)外侧壁均包裹有隔温棉(112)。

2.根据权利要求1所述的一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，其特征在于：所述密封滑动塞(120)外侧壁均匀设有四组限位条(121)，四组所述限位条(121)与限位滑道(114)内侧壁滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，其特征在于：所述外壳体(200)包括瓶口堵塞存放盒(210)与螺纹柱(220)，所述瓶口堵塞存放盒(210)顶部卡接有盖体(211)，所述瓶口堵塞存放盒(210)顶部设有八组插孔(212)。

4.根据权利要求3所述的一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，其特征在于：所述检测装置(100)还包括测温组件(150)，所述测温组件(150)由导温棒(151)、温度感应器(152)与感温色粉(153)组成，所述导温棒(151)固定贯穿螺纹柱(220)与盖体(211)，位于螺纹柱(220)底部的所述导温棒(151)上设有温度感应器(152)，位于盖体(211)上端的所述导温棒(151)上涂设有感温色粉(153)。

5.根据权利要求3所述的一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，其特征在于：所述充气主管(181)、排气副管(182)与压力充气管(183)顶端均固定贯穿瓶口堵塞存放盒(210)侧壁。

6.根据权利要求5所述的一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，其特征在于：位于瓶口堵塞存放盒(210)外部的所述充气主管(181)上设有流量计(160)，所述瓶口堵塞存放盒(210)内部设有物联网定位器(170)。

说明书

一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及氢气组合瓶口阀设计技术领域，具体涉及一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统。

背景技术

[0002] 氢气，化学式为H2，分子量为2.01588，常温常压下，是一种极易燃烧的气体，无色透明、无臭无味且难溶于水的气体，氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气的密度只有空气的1/14，即在1标准大气压和0℃，氢气的密度为0.089g/L，由于其与氧气燃烧生成的产物为液态水，且其易制的，因此，氢气往往用作燃料作用于多个领域，因此氢气的保存易为重要；

[0003] 现有市场上，通常将氢气保存到特制的氢气瓶中，后通过利用多种阀体去监控该氢气瓶中氢气的状态，该类阀体存在以下缺陷：

[0004] 1、由于氢气属于“危险气体”(易燃易爆)，因此需要借助多个不同类型的阀体去调控、监控氢气，由于阀体种类繁多，不便于进行安装；

[0005] 2、当借助多个阀体去调控、监控氢气时，由于安装阀体过多，因此易出现氢气泄漏现象，从而造成危险；

[0006] 3、现有的氢气瓶内存储的氢气通常为高压气态氢气，当外界温度升高时，易造成瓶内气压升高，从而存在爆炸的危险，因此，市场上的氢气瓶通常配设有泄压装置(通常利用熔合金爆破片和易塞串联组合式结构)，该类泄压装置存在反应慢、成本高的缺点。

[0007] 因此，发明一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统很有必要。

发明内容

[0008] 为此，本发明提供一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，通过将多个阀体结合成一个总阀，同时使各个阀体之间的管道关联，并采用新型的泄压装置，以解决氢气瓶上阀体过多且由于阀体过多从而导致氢气泄漏以及泄压装置反应慢、成本高的问题。

[0009] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，包括检测装置与外壳体，所述检测装置位于外壳体内部，所述检测装置包括二向三通电磁阀；还包括：与二向三通电磁阀连通的安全泄压组件；

[0010] 所述安全泄压组件包括记忆合金壳，所述记忆合金壳顶部固定安装有限位滑道，所述限位滑道内侧壁设有密封滑动塞，位于密封滑动塞底部的所述记忆合金壳内部充满氮气，所述记忆合金壳侧壁开设有排气孔，所述记忆合金壳顶部固定安装有限位盒体，所述限位盒体顶部内侧壁固定安装有四组均匀排布的复位弹簧，四组所述复位弹簧底端与密封滑动塞顶部固定连接。

[0011] 优选的，所述密封滑动塞外侧壁均匀设有四组限位条，四组所述限位条与限位滑道内侧壁滑动连接，所述密封滑动塞内部开设有排气道，所述排气道一端与排气孔配合，所述限位盒体上端固定安装有排气管，所述排气管贯穿限位盒体上壁，所述排气道另一端与排气管下端配合。

[0012] 优选的，所述二向三通电磁阀包括阀体外壳，所述阀体外壳一侧固定安装有触发壳，所述触发壳另一侧设有电源，所述触发壳内部设有两组弧形磁铁，两组所述弧形磁铁磁极相反，两组所述弧形磁铁中部设有连接柱，所述连接柱滑动贯穿阀体外壳与触发壳相接触的侧壁，位于触发壳内部的所述连接柱上缠绕有导电线圈，所述导电线圈与电源电性连接，位于阀体外壳内部的所述连接柱上固定安装有两组柱形挡块，两组所述柱形挡块均与阀体外壳内侧壁密封滑动连接，所述阀体外壳一侧内壁固定安装有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧另一端与柱形挡块侧壁固定连接。

[0013] 优选的，所述阀体外壳顶部外侧壁分别设有第一连通口与第二连通口，所述第一连通口与第二连通口均与阀体外壳内腔连通，两组所述柱形挡块分别与第一连通口与第二连通口配合，所述阀体外壳底部外侧壁设有常通口，所述常通口与阀体外壳内腔连通。

[0014] 优选的，所述外壳体包括瓶口堵塞存放盒与螺纹柱，所述瓶口堵塞存放盒顶部卡接有盖体，所述瓶口堵塞存放盒顶部设有八组插孔。

[0015] 优选的，所述检测装置还包括测温组件，所述测温组件由导温棒、温度感应器与感温色粉组成，所述导温棒固定贯穿螺纹柱与盖体，位于螺纹柱底部的所述导温棒上设有温度感应器，位于盖体上端的所述导温棒上涂设有感温色粉。

[0016] 优选的，所述检测装置还包括管道组件，所述管道组件包括充气主管，所述充气主管底端与第二连通口连通，所述充气主管固定贯穿螺纹柱，所述管道组件还包括排气副管，所述排气副管底端与第一连通口连通，所述排气副管另一端与排气孔连通。

[0017] 优选的，所述管道组件还包括压力充气管，所述压力充气管底端与记忆合金壳连通，所述充气主管、排气副管与压力充气管顶端均固定贯穿瓶口堵塞存放盒侧壁。

[0018] 优选的，位于瓶口堵塞存放盒外部的所述充气主管上设有流量计，所述瓶口堵塞存放盒内部设有物联网定位器。

[0019] 优选的，位于螺纹柱底部的所述记忆合金壳外侧壁均包裹有隔温棉。

[0020] 本发明的有益效果是：

[0021] 1、本发明通过将传统氢气瓶上的电磁阀、泄压装置、温度感应装置、充装次数记录仪以及定位机器归置到同一个瓶口堵塞上，同时利用外部套筒与瓶口堵塞存放盒上的插孔进行配合，将该装置与氢气瓶结合，从而大大简化了各类阀门的安装；

[0022] 2、通过利用排气副管将二向三通电磁阀与记忆合金壳连通，实现了电磁阀与安全泄压装置的串联，从而减少了与氢气瓶连通的管道，从而大大减少了氢气泄漏现象的发生；

[0023] 3、本发明的安全泄压组件利用压力差使记忆合金壳变形，从而趋使记忆合金壳内部的氮气推动密封滑动塞运动，从而使密封滑动塞内部的排气道与排气孔连通，从而达到泄压的目的，泄压完成后通入高温气体，趋使记忆合金壳发生热变恢复，相较于传统的泄压装置，该组件反应迅速，且可重复利用。

附图说明

[0024] 图1为本发明提供的结构示意图；

[0025] 图2为本发明提供的瓶口堵塞存放盒内部结构示意图；

[0026] 图3为本发明提供的图1的剖视图；

[0027] 图4为本发明提供的二向三通电磁阀的内部结构示意图；

[0028] 图5为本发明提供的检测装置的安装位置示意图；

[0029] 图6为本发明提供的安全泄压组件的部分结构示意图；

[0030] 图7为本发明提供的密封滑动塞的结构示意图；

[0031] 图8为本发明提供的安全泄压组件与二向三通电磁阀的连接结构图。

[0032] 图中：检测装置100、安全泄压组件110、记忆合金壳111、隔温棉112、氮气113、限位滑道114、排气孔115、限位盒体116、复位弹簧117、排气管118、密封滑动塞120、限位条121、排气道122、二向三通电磁阀130、阀体外壳131、触发壳132、电源133、弧形磁铁134、导电线圈135、柱形挡块136、连接柱137、伸缩弹簧138、第一连通口140、第二连通口141、常通口142、测温组件150、导温棒151、温度感应器152、感温色粉153、流量计160、物联网定位器
170、管道组件180、充气主管181、排气副管182、压力充气管183、外壳体200、瓶口堵塞存放盒210、盖体211、插孔212、螺纹柱220。

具体实施方式

[0033] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0034] 参照附图1‑8，本发明提供的一种智能物联网氢气组合瓶口阀控制系统，包括检测装置100与外壳体200，检测装置100位于外壳体200内部，检测装置100包括二向三通电磁阀130；还包括：与二向三通电磁阀130连通的安全泄压组件110；

[0035] 安全泄压组件110包括记忆合金壳111，记忆合金壳111顶部固定安装有限位滑道114，记忆合金壳111为限位滑道114提供安装位置，限位滑道114内侧壁设有密封滑动塞
120，限位滑道114对密封滑动塞120起限位与导向作用，位于密封滑动塞120底部的记忆合金壳111内部充满氮气113，记忆合金壳111侧壁开设有排气孔115，记忆合金壳111顶部固定安装有限位盒体116，记忆合金壳111为限位盒体116提供支撑作用，限位盒体116顶部内侧壁固定安装有四组均匀排布的复位弹簧117，限位盒体116为复位弹簧117提供安装位置，四组复位弹簧117底端与密封滑动塞120顶部固定连接，具体的，根据氢气瓶内气压的压强选择合适壁厚的记忆合金壳111(气压越大，记忆合金壳111的壁厚应越厚)，例如：当氢气瓶内的气压为70Mpa时，选择一定厚度的镍钛记忆金属作为记忆合金壳111的材料，同时通过压力充气管183往记忆合金壳111内充入70mpa的氮气113，当外界温度升高时，基于热胀冷缩效应，氢气瓶内的氢气压强升高(由于位于氢气瓶内部的记忆合金壳111外壁铺设隔温棉
112，因此其受温度影响较小，同时氮气113的热胀冷缩效应较小)，此时，氢气瓶内的氢气压强相较于记忆合金壳111内氮气113的压强要明显升高，因此记忆合金壳111会受压变形，从而记忆合金壳111内的密封滑动塞120将受到记忆合金壳111与内部氮气113的双重影响而上升，同时复位弹簧117被压缩，从而使密封滑动塞120内部的排气道122与记忆合金壳111上的排气孔115连通(排气孔115通过排气副管182与第一连通口140连通，此时二向三通电磁阀130处于关闭态，因此常通口142与第一连通口140连通)，因此氢气瓶内的氢气得以释放，从而使其内部压强减少，当氢气瓶内压强减少到70mpa时，在复位弹簧117的弹力作用下，密封滑动塞120下移，从而使氢气瓶内压强维持恒定，由于记忆合金壳111发生了一定的形变，在复位弹簧117的弹力作用下，记忆合金壳111不能完成完全回复，此时通过打开压力充气管183，通过压力充气管183往记忆合金壳111内注入高温氮气113，使充入的高温氮气
113与记忆合金壳111内原有的氮气113完后交换，在高温氮气113的作用下以镍钛记忆金属作为材料的记忆合金壳111能够迅速回复到挤压前的状态(镍‑钛合金在40℃以上和40℃以下的晶体结构是不同的，但温度在40℃上下变化时，合金就会收缩或膨胀，使得它的形态发生变化)。

[0036] 进一步的，密封滑动塞120外侧壁均匀设有四组限位条121，密封滑动塞120为四组限位条121提供安装位置，四组限位条121与限位滑道114内侧壁滑动连接，密封滑动塞120内部开设有排气道122，排气道122一端与排气孔115配合，限位盒体116上端固定安装有排气管118，排气管118贯穿限位盒体116上壁，排气道122另一端与排气管118下端配合，具体的，通过限位条121使密封滑动塞120只能沿着限位滑道114进行运动，同时，当排气道122一端刚好与排气孔115配合时，氢气瓶内的氢气能够通过二向三通电磁阀130流向排气副管182与排气道122内，从而使氢气从限位盒体116上的排气管118流出。

[0037] 进一步的，二向三通电磁阀130包括阀体外壳131，阀体外壳131一侧固定安装有触发壳132，触发壳132另一侧设有电源133，触发壳132内部设有两组弧形磁铁134，触发壳132为弧形磁铁134提供安装位置，两组弧形磁铁134磁极相反，两组弧形磁铁134中部设有连接柱137，连接柱137滑动贯穿阀体外壳131与触发壳132相接触的侧壁，位于触发壳132内部的连接柱137上缠绕有导电线圈135，导电线圈135与电源133电性连接，电源133为导电线圈135提供电力支持，位于阀体外壳131内部的连接柱137上固定安装有两组柱形挡块136，连接柱137为两组柱形挡块136提供安装位置，两组柱形挡块136均与阀体外壳131内侧壁密封滑动连接，两组柱形挡块136为连接柱137起支撑作用，阀体外壳131一侧内壁固定安装有伸缩弹簧138，伸缩弹簧138另一端与柱形挡块136侧壁固定连接，具体的，设置两组弧形磁铁
134磁极相反，当给导电线圈135通电后，使其产生磁场，产生的磁场在两组弧形磁铁134的磁力作用下，驱动连接柱137向前运动，从而使第一连通口140被柱形挡块136堵住，伸缩弹簧138被压缩，反之，当导电线圈135断电后，在伸缩弹簧138的弹力作用下，使第二连通口
141被柱形挡块136堵住。

[0038] 进一步的，阀体外壳131顶部外侧壁分别设有第一连通口140与第二连通口141，第一连通口140与第二连通口141均与阀体外壳131内腔连通，两组柱形挡块136分别与第一连通口140与第二连通口141配合，阀体外壳131底部外侧壁设有常通口142，常通口142与阀体外壳131内腔连通，具体的，当导电线圈135通电时，第一连通口140被柱形挡块136堵住，从而趋使常通口142与第二连通口141连通，从而便于对氢气瓶进行充、放氢气，当导电线圈135断电时，第二连通口141被柱形挡块136堵住，此时常通口142与第一连通口140连通，从而便于氢气瓶进行安全泄压操作。

[0039] 进一步的，外壳体200包括瓶口堵塞存放盒210与螺纹柱220，瓶口堵塞存放盒210顶部卡接有盖体211，螺纹柱220与瓶口堵塞存放盒210固定连接，且螺纹柱220为瓶口堵塞存放盒210提供支撑作用，瓶口堵塞存放盒210顶部设有八组插孔212，具体的，通过八组插孔212，使瓶口堵塞存放盒210与外部套筒连接，从而便于将该装置与氢气瓶连接，同时设置盖体211能够保护瓶口堵塞存放盒210内部的管道不受损坏。

[0040] 进一步的，检测装置100还包括测温组件150，测温组件150由导温棒151、温度感应器152与感温色粉153组成，导温棒151固定贯穿螺纹柱220与盖体211，螺纹柱220为导温棒151提供支撑作用，位于螺纹柱220底部的导温棒151上设有温度感应器152，导温棒151为温度感应器152提供安装位置，位于盖体211上端的导温棒151上涂设有感温色粉153，具体的，在氢气瓶内部设置温度感应器152，能够实时监控氢气瓶内氢气的温度，同时当氢气温度发生变化时，温度通过导温棒151能够传导到感温色粉153上，此时用户根据感温色粉153的变色情况即可直观的观测出此时氢气瓶内气温(感温色粉153能够根据外界温度调节自身的分子结构从而达到变色的目的)。

[0041] 进一步的，检测装置100还包括管道组件180，管道组件180包括充气主管181，充气主管181底端与第二连通口141连通，充气主管181固定贯穿螺纹柱220，管道组件180还包括排气副管182，排气副管182底端与第一连通口140连通，排气副管182另一端与排气孔115连通，具体的，用户打开二向三通电磁阀130，后通过充气主管181即可向氢气瓶内充入氢气，同理也可放出氢气，关闭二向三通电磁阀130，此时氢气瓶内的氢气与排气副管182连通，从而便于进行泄压操作。

[0042] 进一步的，管道组件180还包括压力充气管183，压力充气管183底端与记忆合金壳111连通，充气主管181、排气副管182与压力充气管183顶端均固定贯穿瓶口堵塞存放盒210侧壁，具体的，通过压力充气管183可向记忆合金壳111内充入氮气113，从而改变记忆合金壳111内的气压。

[0043] 进一步的，位于瓶口堵塞存放盒210外部的充气主管181上设有流量计160，瓶口堵塞存放盒210内部设有物联网定位器170，瓶口堵塞存放盒210对物联网定位器170起支撑作用，具体的，当用户通过充气主管181通入氢气时，通入的氢气会通过流量计160，当其流量达到一定时，流量计160能够进行计数，从而便于记录氢气瓶充装次数，物联网定位器170能够对该口阀进行定位。

[0044] 进一步的，位于螺纹柱220底部的记忆合金壳111外侧壁均包裹有隔温棉112，记忆合金壳111为隔温棉112提供安装位置，具体的，隔温棉112能够将氢气瓶内氢气的温度与记忆合金壳111内氮气113的温度进行隔断，从而减少外界温度变化对氮气113造成的影响。

[0045] 本发明的使用过程如下：往氢气瓶内充入氢气(或使用氢气时)，通过使导电线圈135通电使其产生磁场，在两组弧形磁铁134的作用下，产生的磁场在两组弧形磁铁134的磁力作用下，驱动连接柱137向前运动，从而使第一连通口140被柱形挡块136堵住，伸缩弹簧
138被压缩，此时，常通口142与第二连通口141连通，通过充气主管181即可向氢气瓶内充入氢气，通入的氢气会通过流量计160，当其流量达到一定时，流量计160能够进行计数，从而便于记录氢气瓶充装次数，同时利用压力充气管183向记忆合金壳111内同步充入相同压力的氮气113(此时记忆合金壳111内的密封滑动塞120上部能够堵住记忆合金壳111上的排气孔115)，充装完毕后，使导电线圈135断电，当外界温度升高时，基于热胀冷缩效应，氢气瓶内的氢气压强升高，由于位于氢气瓶内部的记忆合金壳111外壁铺设隔温棉112，因此其受温度影响较小，同时氮气113的热胀冷缩效应较小，此时，氢气瓶内的氢气压强相较于记忆合金壳111内氮气113的压强要明显升高，因此记忆合金壳111会受压变形，记忆合金壳111内的密封滑动塞120将受到记忆合金壳111与内部氮气113的双重影响而上升，同时复位弹簧117被压缩，从而使密封滑动塞120内部的排气道122与记忆合金壳111上的排气孔115连通排气孔115通过排气副管182与第一连通口140连通，此时二向三通电磁阀130处于关闭态，因此常通口142与第一连通口140连通，因此氢气瓶内的氢气得以释放，从而使其内部压强减少，当氢气瓶内压强减少到初始气压时，在复位弹簧117的弹力作用下，密封滑动塞120下移，从而使氢气瓶内压强维持恒定，由于记忆合金壳111发生了一定的形变，在复位弹簧
117的弹力作用下，记忆合金壳111不能完成完全回复，此时通过打开压力充气管183，通过压力充气管183往记忆合金壳111内注入高温氮气113，使充入的高温氮气113与记忆合金壳
111内原有的氮气113完后交换，在高温氮气113的作用下记忆合金壳111能够迅速回复到挤压前的状态(记忆合金在不同的温度下晶体结构是不同的，当达到变态温度时，其会回复到初始的晶体结构)。

[0046] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。