專利名稱：能夠發(fā)生凍結(jié)且?guī)Х庋b的滑動(dòng)板孔口的陽(yáng)極閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及一種陽(yáng)極閥，更具體地涉及一種燃料電池系統(tǒng)的陽(yáng)極閥。
背景技術(shù)：
燃料電池系統(tǒng)是一種電化學(xué)裝置，其包括陽(yáng)極和陰極并且在陽(yáng)極與陰極之間有電解質(zhì)。陽(yáng)極接收燃料(例如氫氣)，陰極接收氧化劑(例如氧氣或空氣)。當(dāng)把燃料經(jīng)由陽(yáng)極回路提供至陽(yáng)極的反應(yīng)平面時(shí)，燃料被離子化且燃料離子經(jīng)由固體聚合物電解質(zhì)膜被轉(zhuǎn)移到陰極。在此過(guò)程中產(chǎn)生電子并且電子流向外部電路，從而提供直流電能。當(dāng)把氧化劑經(jīng)由陰極回路提供至陰極時(shí)，燃料離子、電子和氧化劑在陰極處發(fā)生反應(yīng)并且生成水。利用陰極排放通道將水從燃料電池系統(tǒng)中排出。通常并不是所有的水都被從燃料電池系統(tǒng)中排出。在受讓人的共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2009/0208795號(hào)(Skala等人)中展示并描述 了一種示例性燃料電池系統(tǒng)，該專利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容在此以參考的方式并入本文中。通常在陽(yáng)極回路中設(shè)置閥來(lái)控制燃料的參數(shù)和各種流量，例如燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力和溫度。一個(gè)這種陽(yáng)極閥對(duì)流向陰極的用于在低溫環(huán)境中使燃料電池系統(tǒng)升溫的燃料的流量加以控制。如果在關(guān)閉燃料電池系統(tǒng)后有水滯留在陽(yáng)極回路中且燃料電池系統(tǒng)維持在低溫環(huán)境中，那么滯留在陽(yáng)極閥中的水會(huì)發(fā)生凍結(jié)而形成冰。冰會(huì)在陽(yáng)極閥中形成阻塞而妨礙陽(yáng)極閥的正常運(yùn)行。如果陽(yáng)極閥不能正常運(yùn)行則有可能難以再啟動(dòng)燃料電池系統(tǒng)，這種情況是不期望發(fā)生的。對(duì)于抑制冰形成和阻塞的燃料電池系統(tǒng)的陽(yáng)極閥存在著持續(xù)的需求。理想地，在燃料電池系統(tǒng)關(guān)閉期間將陽(yáng)極閥密封而抑制冰蓄積。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開(kāi)，出人意料地發(fā)現(xiàn)了一種燃料電池系統(tǒng)的閥，該閥抑制冰形成和阻塞，并且在燃料電池系統(tǒng)關(guān)閉期間被密封而抑制冰蓄積。本發(fā)明包括一種帶電磁線圈致動(dòng)器的閥體。所述致動(dòng)器連接到帶孔口洞的薄板。順應(yīng)性密封件粘接到所述薄板和閥體，而使閥體入口通道與閥體出口通道隔開(kāi)。所述密封件能夠伸縮(flex)以適應(yīng)所述薄板的直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)薄板處在關(guān)閉位置時(shí)，一對(duì)彈簧加載的塞從薄板的上面和下面配合入該薄板中的孔口。這樣就形成了用以關(guān)閉閥的密封，并且防止孔口中的冰形成。所述孔口在兩側(cè)還具有斜面，使得當(dāng)薄板處在打開(kāi)位置時(shí)在彈簧加載的塞密封件上所產(chǎn)生的推力將壓縮彈簧并允許薄板滑出，并且暴露孔口以允許流動(dòng)。當(dāng)薄板處在關(guān)閉位置時(shí)，孔口的高壓側(cè)將會(huì)起作用形成可靠的密封(positive seal)。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)的閥包括主體，該主體具有允許流體流過(guò)的通路?；瑒?dòng)構(gòu)件被設(shè)置在閥主體中，且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。該滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口。至少一個(gè)偏置塞被設(shè)置在閥主體內(nèi)且相鄰于滑動(dòng)構(gòu)件。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)，偏置塞鄰接滑動(dòng)構(gòu)件的外表面并且允許流體流過(guò)滑動(dòng)構(gòu)件的孔口。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)，偏置塞將滑動(dòng)構(gòu)件的孔口密封并且抑制孔口內(nèi)的冰形成。
在另一個(gè)實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)的閥包括主體，該主體具有允許流體流過(guò)的通路?；瑒?dòng)構(gòu)件被設(shè)置在閥主體內(nèi)且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，該滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口。第一偏置塞設(shè)置在閥主體內(nèi)且相鄰于滑動(dòng)構(gòu)件。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)，偏置塞鄰接滑動(dòng)構(gòu)件的第一外表面并且允許流體流過(guò)滑動(dòng)構(gòu)件的孔口。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)，第一偏置塞將滑動(dòng)構(gòu)件的孔口密封并且抑制孔口內(nèi)的冰形成。第二偏置塞被設(shè)置在主體內(nèi)且相鄰于滑動(dòng)構(gòu)件。第二偏置塞被設(shè)置在與第一偏置塞相對(duì)的位置。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)，第二偏置塞鄰接滑動(dòng)構(gòu)件的第二外表面并且允許流體流過(guò)滑動(dòng)構(gòu)件的孔口。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)，第二偏置塞將滑動(dòng)構(gòu)件的孔口密封并且抑制孔口內(nèi)的冰形成。本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。方案I. 一種用于燃料電池系統(tǒng)的閥，包括
主體，所述主體具有允許流體流過(guò)的通路；
滑動(dòng)構(gòu)件，所述滑動(dòng)構(gòu)件設(shè)置在所述主體內(nèi)并且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，所述滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口 ；以及
至少一個(gè)偏置塞，所述偏置塞設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口中的冰形成。方案2.如方案I所述的閥，其中，所述滑動(dòng)構(gòu)件是設(shè)置在所述主體的通道內(nèi)的板。方案3.如方案2所述的閥，還包括順應(yīng)性密封件，所述順應(yīng)性密封件設(shè)置在所述板的周緣上并且密封地聯(lián)接到所述板的周緣。方案4.如方案3所述的閥，其中，所述順應(yīng)性密封件具有聯(lián)接到所述主體的端部。方案5.如方案4所述的閥，其中，所述順應(yīng)性密封件的端部粘接到所述主體。方案6.如方案4所述的閥，其中，所述順應(yīng)性密封件的端部的截面基本上呈T形狀。方案7.如方案4所述的閥，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述順應(yīng)性密封件的端部被拉緊，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述順應(yīng)性密封件的端部基本上不被拉緊。方案8.如方案I所述的閥，其中，所述孔口周圍的壁具有斜面。方案9.如方案I所述的閥，其中，所述孔口偏移至所述滑動(dòng)構(gòu)件的一端。方案10.如方案I所述的閥，其中，所述至少一個(gè)偏置塞包括塞體和彈簧。方案11.如方案10所述的閥，其中，所述偏置塞的所述彈簧設(shè)置在形成于所述主體內(nèi)的孔洞中。方案12.如方案10所述的閥，其中，所述偏置塞的所述塞體的形狀與所述孔口周圍的壁的形狀相吻合。方案13.如方案12所述的閥，其中，所述偏置塞的所述塞體具有大致球形、大致圓錐形和大致截頭圓錐形中的一種形狀。
方案14.如方案10所述的閥,其中,所述偏置塞的所述塞體是金屬材料和聚合材料中的一種材料。方案15.如方案10所述的閥，其中，所述彈簧是線圈彈簧。方案16.如方案I所述的閥，其中，所述通路具有形成于其中且相鄰于所述至少一個(gè)偏置塞的開(kāi)口，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述開(kāi)口便于流體流過(guò)所述孔口。方案17.如方案I所述的閥，還包括可操作地聯(lián)接到所述滑動(dòng)構(gòu)件的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器用于使所述滑動(dòng)構(gòu)件在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。方案18.如方案17所述的閥，其中，所述致動(dòng)器是電磁線圈。方案19. 一種用于燃料電池系統(tǒng)的閥,包括
主體，所述主體具有允許流體流過(guò)的通路； 滑動(dòng)構(gòu)件，所述滑動(dòng)構(gòu)件設(shè)置在所述主體內(nèi)并且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，所述滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口 ；以及
第一偏置塞，所述第一偏置塞設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述第一偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的第一外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述第一偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口內(nèi)的冰形成；以及
第二偏置塞，所述第二偏置塞設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件，所述第二偏置塞設(shè)置在與所述第一偏置塞相對(duì)的位置，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述第二偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的第二外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述第二偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口中的冰形成。方案20. —種燃料電池系統(tǒng),包括
燃料電池堆，所述燃料電池堆具有用于燃料和氧化劑中的一種的入口；以及閥，所述閥與所述燃料電池堆的所述入口流體連通；所述閥包括具有允許流體流過(guò)的通路的主體；設(shè)置在所述主體內(nèi)并且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)的滑動(dòng)構(gòu)件，所述滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口 ；以及至少一個(gè)設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件的偏置塞；其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口內(nèi)的冰形成。


基于下面的詳細(xì)說(shuō)明特別是當(dāng)參考下文中所描述的附圖時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解本公開(kāi)的上述優(yōu)點(diǎn)及其它優(yōu)點(diǎn)。圖I是根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的示例性閥的透視圖。圖2是沿圖I中截面線2，3-2，3截取的閥的側(cè)視截面圖，圖中示出該閥處在關(guān)閉位置。圖3是沿圖I中截面線2，3-2，3截取的閥的側(cè)視截面圖，圖中示出該閥處在打開(kāi)位置。圖4是沿圖3中截面線4-4截取的閥的俯視截面平面圖，圖中示出了在閥內(nèi)滑動(dòng)構(gòu)件周緣上的順應(yīng)性密封件(compliant seal)。圖5A 圖5C是從圖2中編號(hào)5處所取的閥的放大局部側(cè)視圖，圖中示出了閥內(nèi)的偏置塞的多種形狀。
具體實(shí)施例方式下面的詳細(xì)說(shuō)明和附圖描述并說(shuō)明了本發(fā)明的各種實(shí)施例。這些描述和附圖的目的是使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作和利用本發(fā)明，并非意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖I中圖示說(shuō)明了燃料電池系統(tǒng)(未圖示)的閥2。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，閥2可以是與燃料電池系統(tǒng)的陽(yáng)極入口流體連通的陽(yáng)極閥。在另一個(gè)實(shí)例中，閥2可以是與燃料電池系統(tǒng)的陰極入口流體連通的陰極閥。在燃料電池系統(tǒng)關(guān)閉期間，閥2可有利地抑制閥2內(nèi)的冰形成和蓄積。在本公開(kāi)的范圍內(nèi)，閥2也可用在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的其它位置。閥2具有帶通路6的主體4，在閥2的運(yùn)行期間允許流體(例如燃料或氧化劑)流 過(guò)通路6。根據(jù)需要，主體4可形成為單個(gè)整體部件，或者由多于一個(gè)的部件構(gòu)成主體4。例如，如圖I中所示，主體4可由第一部分8和第二部分9構(gòu)成。閥2還包括致動(dòng)器10。致動(dòng)器10可操作地聯(lián)接到主體4，用以打開(kāi)和關(guān)閉閥2。致動(dòng)器10可以是例如線性致動(dòng)器。在一個(gè)具體實(shí)施例中，致動(dòng)器10是電磁線圈。根據(jù)需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇其它類型的使閥2運(yùn)行的致動(dòng)器10。參照?qǐng)D2 圖4，滑動(dòng)構(gòu)件12設(shè)置在主體4內(nèi)。作為非限制性實(shí)例，滑動(dòng)構(gòu)件12可以是設(shè)置在通道14內(nèi)的薄板，通道14橫貫主體4的通路6?；瑒?dòng)構(gòu)件12可通過(guò)沿通道14滑動(dòng)而在關(guān)閉位置(示于圖2)和打開(kāi)位置(示于圖3和圖4)之間移動(dòng)。滑動(dòng)構(gòu)件12是剛性的并且基本上不可滲透流體。根據(jù)需要，滑動(dòng)構(gòu)件12可以是例如金屬材料、聚合材料或者復(fù)合材料。在一個(gè)實(shí)例中，形成滑動(dòng)構(gòu)件12的板是不銹鋼。在具體實(shí)施例中，滑動(dòng)構(gòu)件12可具有在大約I毫米和大約10毫米之間、特別是在大約3毫米和大約5毫米之間的厚度。根據(jù)需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇滑動(dòng)構(gòu)件12的厚度和承受過(guò)量變形的能力，其適合于使對(duì)通道14的干擾最小化并且使可用于濕氣和冰在空間16內(nèi)蓄積的容積最小化?；瑒?dòng)構(gòu)件12具有形成于其中的孔口 16。可在滑動(dòng)構(gòu)件12中鉆出或以其它方式形成孔口 16?？商娲兀卓?16周圍的壁可由用不同于滑動(dòng)構(gòu)件12的材料的材料所制成的插入物而形成，從而優(yōu)化孔口 16周圍的壁的磨損和摩擦特性。例如，孔口 16可由氟碳化合物構(gòu)成，而滑動(dòng)構(gòu)件12可由不銹鋼構(gòu)成。根據(jù)需要，也可將其它材料用于孔口 16和滑動(dòng)構(gòu)件12。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在打開(kāi)位置時(shí)，孔口 16允許流體在其中流過(guò)。例如，孔口 16可偏移到滑動(dòng)構(gòu)件12的一側(cè)，使得孔口 16設(shè)置成相鄰于通路6的一側(cè)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，在孔口 16發(fā)生偏移的情況下，可使滑動(dòng)構(gòu)件12在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間的滑動(dòng)距離最小化。閥2還包括至少一個(gè)偏置塞18、20，偏置塞18、20被設(shè)置在主體4內(nèi)且相鄰于滑動(dòng)構(gòu)件12。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在關(guān)閉位置時(shí)，偏置塞18、20鄰接滑動(dòng)構(gòu)件12的外表面22、24且將滑動(dòng)構(gòu)件12的孔口 16密封并且抑制孔口 16內(nèi)的冰形成。特別地，當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在關(guān)閉位置時(shí)，偏置塞18、20填補(bǔ)孔口 16的物理空間。根據(jù)需要，偏置塞18、20可填補(bǔ)孔口 16的全部物理空間或者孔口 16的一部分物理空間?？卓?16周圍的壁可具有斜面21，當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12移動(dòng)到打開(kāi)位置時(shí)斜面21便于偏置塞18、20從孔口 16中移動(dòng)出，當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12移動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)斜面21將偏置塞18、20引導(dǎo)入孔口 16中。應(yīng)當(dāng)理解的是，通路6可具有形成于其中且相鄰于所述至少一個(gè)偏置塞18、20的開(kāi)口 23。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在打開(kāi)位置時(shí)，開(kāi)口 23有利地允許流體流過(guò)孔口 16。與孔口 16的偏移相結(jié)合，可利用開(kāi)口 23使滑動(dòng)構(gòu)件12在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間的滑動(dòng)距離最小化。開(kāi)口 23也可加寬通路6從而使表面張力最小化，并且避免在與通道14相鄰的通路6的表面上捕獲濕氣和冰。因此，開(kāi)口 23也使將水限制在滑動(dòng)構(gòu)件12和主體4之間的機(jī)會(huì)最小化。在具體實(shí)施例中，所述至少一個(gè)偏置塞18、20包括第一偏置塞18和第二偏置塞20,外表面22、24包括第一外表面22和第二外表面24。例如，第一偏置塞18和第二偏置塞20可設(shè)置在滑動(dòng)構(gòu)件12的相對(duì)側(cè)。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在打開(kāi)位置時(shí)，第一偏置塞18可鄰接第一外表面22，并且第二偏置塞20可鄰接第二外表面24。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在關(guān)閉位 置時(shí)，第一偏置塞18也將滑動(dòng)構(gòu)件12的孔口 16的一側(cè)密封，第二偏置塞20也將滑動(dòng)構(gòu)件12的孔口的另一側(cè)密封。盡管在圖2 圖5C中示出了一對(duì)偏置塞18、20，但應(yīng)當(dāng)理解的是在本公開(kāi)的范圍內(nèi)也可僅使用單個(gè)偏置塞18或20。如圖2 圖3中所示，所述至少一個(gè)偏置塞18、20包括塞體26和彈簧28。塞體26被構(gòu)造成當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在關(guān)閉位置時(shí)密封地接合滑動(dòng)構(gòu)件12的孔口 16周圍的壁。利用彈簧28使塞體26向滑動(dòng)構(gòu)件12偏置。彈簧28維持使塞體26進(jìn)入孔口 16的力，同時(shí)也允許當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12移動(dòng)時(shí)塞體26從孔口 16中移出。在某些實(shí)施例中，彈簧28設(shè)置在孔洞30中，孔洞30形成于主體4內(nèi)且相鄰于通道14和滑動(dòng)構(gòu)件12。在圖2 圖3中彈簧28圖示為線圈彈簧(coil spring)。然而，根據(jù)需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可選擇其它類型的彈簧28，例如螺旋彈簧、板彈簧、懸臂彈簧、彈性體彈簧等。參照?qǐng)D5A 圖5C，塞體26的形狀可與孔口 16的形狀基本上相吻合。例如，塞體26可由柔性聚合材料(例如橡膠等)構(gòu)成。塞體26也可以是漸細(xì)的(tapered)。在某些實(shí)例中，塞體26可以是大致球形(圖5A)、大致截頭圓錐形(圖5B)、和大致圓錐形(圖5C)中的一種形狀。在將塞體26的形狀設(shè)計(jì)成密封地匹配孔口 16的壁的形狀的情況下，塞體26可由剛性材料(例如金屬)構(gòu)成。在本公開(kāi)的范圍內(nèi)，塞體26可采用當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在關(guān)閉位置時(shí)適于密封孔口 16的其它形狀和材料。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，采用替代性構(gòu)造的第一偏置塞18可包括塞體26和隔膜密封件(未圖示)，該隔膜密封件具有大于孔口 16的外徑并且利用陽(yáng)極與陰極之間的壓力差而形成可靠的密封。該隔膜密封件可采用實(shí)現(xiàn)如下效果的構(gòu)造如果第一偏置塞18是由聚合物模制而成，那么大于孔口 16開(kāi)口的環(huán)將會(huì)起到隔膜的作用從而形成密封。該隔膜密封件將會(huì)連接到第一偏置塞18并且針對(duì)滑動(dòng)構(gòu)件12的外表面22形成可靠的密封。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，該隔膜密封件僅用在高壓側(cè)，因此不用于第二偏置塞20。在替代性實(shí)施例中，塞體26的形狀可設(shè)計(jì)成在燃料電池系統(tǒng)關(guān)閉期間至少部分地穿過(guò)孔口 16并且終止可能已在孔口 16內(nèi)發(fā)生的任何冰形成。再次參照?qǐng)D2 圖4，如圖所示，閥2包括順應(yīng)性密封件32。順應(yīng)性密封件32可由彈性體構(gòu)成，該彈性體在燃料電池車輛的低溫運(yùn)行條件下(例如低至至少_30°C的溫度)是順應(yīng)性的。也可采用其它合適的材料。
順應(yīng)性密封件32設(shè)置在滑動(dòng)構(gòu)件12的周緣34上并且密封地聯(lián)接到滑動(dòng)構(gòu)件12的周緣34。順應(yīng)性密封件32還具有端部38，端部38密封地鄰接并聯(lián)接到主體4，從而將主體4的通路6分成入口部40和出口部42。在帶閥2的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行期間，在通路6的入口部40處可存在高壓流?？衫美缒z粘劑、超聲波焊接等方法將順應(yīng)性密封件32的端部38結(jié)合到主體4的通道14的表面?？商娲?，可將端部38機(jī)械固定到主體4。在一個(gè)具體實(shí)施例中，順應(yīng)性密封件32的端部38的截面大致呈T形狀。T形狀端部38的臂44可粘接到或者以其它方式機(jī)械附著到通道14的表面。在另一個(gè)實(shí)施例中,端部38可具有手風(fēng)琴樣(accordion-like)結(jié)構(gòu)(未圖示)，當(dāng)密封構(gòu)件12在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)時(shí)該手風(fēng)琴樣結(jié)構(gòu)允許順應(yīng)性密封件32發(fā)生伸縮。根據(jù)需要，也可使用將端部38聯(lián)接到主體4的其它裝置。在某些實(shí)施例中，當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在打開(kāi)位置時(shí)順應(yīng)性密封件32的端部可被拉 緊，當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件12處在關(guān)閉位置時(shí)順應(yīng)性密封件32的端部基本上不被拉緊。在致動(dòng)器10聯(lián)接到滑動(dòng)構(gòu)件12并且構(gòu)造成當(dāng)被啟動(dòng)時(shí)使滑動(dòng)構(gòu)件12移動(dòng)到打開(kāi)位置的情況下，當(dāng)致動(dòng)器10已被停用時(shí)順應(yīng)性密封件32可協(xié)助電磁線圈使滑動(dòng)構(gòu)件12移動(dòng)到關(guān)閉位置。有利地，當(dāng)閥2處在關(guān)閉位置時(shí)將孔口 16存在受保護(hù)的主體4內(nèi)并且利用密封件體26堵塞孔口 16，由此本公開(kāi)的閥2防止孔口 16中發(fā)生冰蓄積。穿過(guò)閥2的通路6還具有與孔口 16相比相對(duì)較大的表面積，因此由于表面張力而有利地阻止了水和冰的蓄積。雖然以說(shuō)明本發(fā)明為目的揭示了某些代表性實(shí)施例和細(xì)節(jié)，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是在不背離本公開(kāi)范圍的情況下可以進(jìn)行各種變化，本公開(kāi)的范圍在所附權(quán)利要求中作進(jìn)一步的說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種用于燃料電池系統(tǒng)的閥，包括 主體，所述主體具有允許流體流過(guò)的通路； 滑動(dòng)構(gòu)件，所述滑動(dòng)構(gòu)件設(shè)置在所述主體內(nèi)并且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，所述滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口 ；以及 至少一個(gè)偏置塞，所述偏置塞設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口中的冰形成。
2.如權(quán)利要求I所述的閥，其中，所述滑動(dòng)構(gòu)件是設(shè)置在所述主體的通道內(nèi)的板。
3.如權(quán)利要求2所述的閥，還包括順應(yīng)性密封件，所述順應(yīng)性密封件設(shè)置在所述板的周緣上并且密封地聯(lián)接到所述板的周緣。
4.如權(quán)利要求3所述的閥，其中，所述順應(yīng)性密封件具有聯(lián)接到所述主體的端部。
5.如權(quán)利要求4所述的閥，其中，所述順應(yīng)性密封件的端部粘接到所述主體。
6.如權(quán)利要求4所述的閥，其中，所述順應(yīng)性密封件的端部的截面基本上呈T形狀。
7.如權(quán)利要求4所述的閥，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述順應(yīng)性密封件的端部被拉緊，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述順應(yīng)性密封件的端部基本上不被拉緊。
8.如權(quán)利要求I所述的閥，其中，所述孔口周圍的壁具有斜面。
9.一種用于燃料電池系統(tǒng)的閥，包括 主體，所述主體具有允許流體流過(guò)的通路； 滑動(dòng)構(gòu)件，所述滑動(dòng)構(gòu)件設(shè)置在所述主體內(nèi)并且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，所述滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口 ；以及 第一偏置塞，所述第一偏置塞設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述第一偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的第一外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述第一偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口內(nèi)的冰形成；以及 第二偏置塞，所述第二偏置塞設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件，所述第二偏置塞設(shè)置在與所述第一偏置塞相對(duì)的位置，其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述第二偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的第二外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述第二偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口中的冰形成。
10.一種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池堆，所述燃料電池堆具有用于燃料和氧化劑中的一種的入口；以及 閥，所述閥與所述燃料電池堆的所述入口流體連通；所述閥包括具有允許流體流過(guò)的通路的主體；設(shè)置在所述主體內(nèi)并且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)的滑動(dòng)構(gòu)件，所述滑動(dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口 ；以及至少一個(gè)設(shè)置在所述主體內(nèi)且相鄰于所述滑動(dòng)構(gòu)件的偏置塞；其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)所述偏置塞鄰接所述滑動(dòng)構(gòu)件的外表面并且允許流體流過(guò)所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口，并且其中，當(dāng)所述滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)所述偏置塞將所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述孔口密封并且抑制所述孔口內(nèi)的冰形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠發(fā)生凍結(jié)且?guī)Х庋b的滑動(dòng)板孔口的陽(yáng)極閥，具體提供了一種燃料電池系統(tǒng)的閥，該閥包括具有允許流體流過(guò)的通路的主體?；瑒?dòng)構(gòu)件設(shè)置在主體內(nèi)并且被構(gòu)造成在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)?；瑒?dòng)構(gòu)件具有形成于其中的孔口。至少一個(gè)偏置塞被設(shè)置在主體內(nèi)且相鄰于滑動(dòng)構(gòu)件。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在打開(kāi)位置時(shí)，偏置塞鄰接滑動(dòng)構(gòu)件的外表面并且允許流體流經(jīng)滑動(dòng)構(gòu)件的孔口。當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處在關(guān)閉位置時(shí)，偏置塞將滑動(dòng)構(gòu)件的孔口密封并且抑制孔口內(nèi)的冰形成。
文檔編號(hào)F16K3/00GK102840345SQ201210204408
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者S.E.萊爾納, A.羅加恩 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司