專利名稱：一種自動(dòng)配液進(jìn)液裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配液進(jìn)液裝置，具體地講是涉及一種可以自動(dòng)把固體溶質(zhì)配成溶液并實(shí) 現(xiàn)進(jìn)液的裝置。
背景技術(shù)：
氫是一種清潔燃料，因?yàn)槠淇梢栽跉錃庀难b置例如燃料電池或者內(nèi)燃機(jī)中與氧氣反應(yīng) 產(chǎn)生能量和水，在反應(yīng)中沒有其它副產(chǎn)物，因此，使用氫作為燃料有效的解決了使用石油燃 料時(shí)伴隨的環(huán)境問題。但是，如何安全、有效的存儲(chǔ)氫氣一直是技術(shù)人員在努力解決的問題 ，許多氫載體包括烴、金屬氫化物和化學(xué)氫化物都被視為氫儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)，例如堿金屬氫 化物、堿金屬鋁氫化物和堿金屬硼氫化物。其中硼氫化物是一種高儲(chǔ)氫含量的材料，既能催 化水解釋放氫氣作為高容量、高純氫源材料，又可直接通過電化學(xué)方式作為高容量負(fù)極材料 ，在典型的多相催化體系中，硼氫化鈉和水產(chǎn)生氫氣和硼酸鹽的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)可以用下面的
化學(xué)反應(yīng)表示
NaBH 4 + 2H2。
艦^ > iV^(92 + 4if 2 。
但硼氫化鈉極易水解，即使在常溫下，硼氫化鈉溶液也會(huì)很快水解掉一半。因此，為了 使硼氫化鈉能夠在現(xiàn)實(shí)生活中得到應(yīng)用，平時(shí)必須將其保持在強(qiáng)堿性溶液中。但是，控制硼 氫化鈉溶液中氫氧化鈉的濃度是一個(gè)很棘手的問題，因?yàn)槿绻麧舛冗^高，會(huì)影響反應(yīng)的速度
和產(chǎn)生氫氣的量。如果濃度太低，貝UNaBH4溶液還是會(huì)自行分解。即使當(dāng)NaBH4溶液的pH值為 14時(shí)，室溫下NaBH4的半衰期為430天，也使得整個(gè)氫氣發(fā)生器的儲(chǔ)存期很短。而且，由于硼 氫化鈉溶液在不斷分解，濃度在不斷降低，為了產(chǎn)生同樣速率的氫氣，則需要不斷調(diào)大硼氫 化鈉溶液流速，使得整個(gè)裝置變得復(fù)雜。因此最好的使用方法就是現(xiàn)用現(xiàn)配，即使用前配置 新鮮的硼氫化鈉溶液。但便攜式燃料電池系統(tǒng)需要將燃料供給系統(tǒng)集成于內(nèi)部，即開即用， 所以需要一種裝置能實(shí)現(xiàn)即時(shí)的自動(dòng)配液進(jìn)液。
公開號(hào)為CN 2626602的中國(guó)專利公開了一種自動(dòng)配液裝置，包括控制系統(tǒng)、控制電機(jī) 、電機(jī)控制單元、絲桿、滑塊、密封容器及支架、擠壓桿、電磁閥、電磁閥驅(qū)動(dòng)單元、母液 儲(chǔ)存容器、配液接液容器和轉(zhuǎn)盤等，絲桿由控制電機(jī)帶動(dòng)，滑塊與絲桿螺接在一起，各擠壓 桿的一端固定在滑塊上，另一端密閉插入密封容器的一端，各個(gè)密封容器的另一端分別連接著兩個(gè)電磁閥，其中一個(gè)電磁閥用于各密封容器與對(duì)應(yīng)母液儲(chǔ)存容器之間的連接，另一電磁 閥用于控制母液的擠出，電機(jī)控制單元和電磁閥驅(qū)動(dòng)單元由控制系統(tǒng)控制，各電磁閥的啟閉 由電磁閥驅(qū)動(dòng)單元控制。該自動(dòng)配液裝置具有配比精度高、配比速度快等優(yōu)點(diǎn)，但是只能適 用于液體及膠狀體的自動(dòng)配液，不適用于固體物質(zhì)，而且該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用空間大，不 適合于便攜式燃料電池的需求。
另外，便攜式燃料電池在使用過程中往往會(huì)遇到顛簸、移動(dòng)、傾斜甚至倒置的情況，現(xiàn) 有的進(jìn)液裝置很難保證能夠在這些情況下正常使用，即現(xiàn)有的溶液供給裝置不具備萬(wàn)向性的 特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、適用于固體溶質(zhì)的配液且具 備萬(wàn)向性的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的發(fā)明人在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的研究和創(chuàng)造性 的勞動(dòng)，研制出了一種自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，包括殼體、設(shè)于殼體上的控制閥以及設(shè)于殼體內(nèi) 部且套在控制閥上并密封固定的內(nèi)外雙層彈性囊體；所述控制閥可以控制內(nèi)外雙層彈性囊體 (5、 3)的相互連通。
所述的控制閥包括中空的閥體、控制部和彈性部；所述控制部包括設(shè)于閥體內(nèi)部且與中 空部分相適配的閥芯以及與閥芯相對(duì)頂?shù)拈y針，所述的彈性部外端與閥芯相連，內(nèi)端固定； 所述閥體上設(shè)有內(nèi)外兩個(gè)孔道，所述內(nèi)孔道位于所述內(nèi)層彈性囊體內(nèi)部且靠近其固定處的閥 體上；所述的外孔道設(shè)于所述內(nèi)外雙層彈性囊體固定處之間的閥體上；所述閥芯為工字形， 其中間橫梁部分的長(zhǎng)度與內(nèi)外孔道之間的距離相適配。
所述的內(nèi)外雙層彈性囊體為橡膠材料制成，且內(nèi)層彈性囊體的彈力要大于外層彈性囊體 的彈力。
所述的閥體外側(cè)設(shè)有導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽的外端與內(nèi)孔道相連通，其內(nèi)端與內(nèi)層彈性囊 體內(nèi)部相連通，所述內(nèi)端終止于閥體包于內(nèi)層彈性囊體內(nèi)的端頭。
所述的閥體上靠近彈性部的內(nèi)端處設(shè)有通孔，連通閥體內(nèi)部與導(dǎo)流槽。
所述的內(nèi)層彈性囊體上設(shè)有單向閥。
所述的彈性部為彈簧。
所述閥芯的兩個(gè)密封端沿徑向設(shè)有封閉的環(huán)形凹槽，其內(nèi)設(shè)有密封墊。
所述的閥針與殼體外壁之間設(shè)有卡環(huán)。
所述彈性部的另 一端通過螺帽固定。所述的閥體靠近閥針的一端的內(nèi)表面上沿徑向設(shè)有封閉環(huán)形凹槽，內(nèi)設(shè)密封墊。 所述的中空的閥體與閥針相適配一端的內(nèi)徑尺寸小于閥體內(nèi)部其他部分的內(nèi)徑尺寸。 本發(fā)明使用時(shí)，先通過單向閥向內(nèi)層彈性囊體注入所需要的定量溶劑，內(nèi)層彈性囊體和 外層彈性囊體之間裝有所需要的定量溶質(zhì)。需要配液時(shí)將卡環(huán)取下，推動(dòng)閥針向內(nèi)，同時(shí)閥 芯也隨之壓動(dòng)彈簧向內(nèi)移動(dòng)，工字形閥芯中間橫梁部分的空間將內(nèi)外兩個(gè)孔道連通，由于內(nèi) 層彈性囊體的彈力大于外層彈性囊體，因此內(nèi)層彈性囊體內(nèi)裝有的溶劑在彈性囊體自身壓力
的作用下，順著內(nèi)孔道-閥芯中間橫梁的空間-外孔道，進(jìn)入到外層彈性囊體內(nèi)，然后溶劑將 放置在外層彈性囊體內(nèi)的溶質(zhì)溶解形成溶液。內(nèi)層彈性囊體的彈力要盡可能設(shè)計(jì)得比外層彈 性囊體大，這樣內(nèi)層彈性囊體的溶劑可以盡可能多的壓入到外層彈性囊體內(nèi)。工字形閥芯兩 端設(shè)有的配有密封墊的凹槽，可以提高密封性，保證內(nèi)部的液體不外滲。彈性部可以控制配 液過程的即開即停，停止配液時(shí)，將閥針外拔，套上卡環(huán)，彈性部在自身回復(fù)力的作用下， 推動(dòng)閥芯回復(fù)原位，外孔道和內(nèi)孔道不相連通，溶劑停止進(jìn)入外層彈性囊體，配液停止。隨 著內(nèi)層彈性囊體內(nèi)的溶劑被壓入到外層彈性囊體內(nèi)，內(nèi)層彈性囊體的體積會(huì)逐漸縮小，使得 其與閥體間的空隙越來越小，為了防止內(nèi)層囊體附在閥體上，堵塞內(nèi)孔道，使得溶劑不能外 流，因此設(shè)有一個(gè)導(dǎo)流槽，其一端與內(nèi)孔道相連，另一端終止于閥體包于內(nèi)層彈性囊體內(nèi)的 端頭，且與彈性囊體內(nèi)部相連通，導(dǎo)流槽可以保證溶劑更好的進(jìn)入到外層彈性囊體中。彈簧 壓縮或回復(fù)，會(huì)造成彈性部?jī)?nèi)部空間減少或增大，閥體上靠近彈性部的內(nèi)端處設(shè)有通孔，連 通閥體內(nèi)部與導(dǎo)流槽，確保在壓縮或回復(fù)時(shí)，彈性部?jī)?nèi)的液體可以順暢的通過通孔進(jìn)出，因 此可以確保彈性部的壓縮和回復(fù)過程流暢自如。
進(jìn)液時(shí)，需要拉出閥針，將與其配套的接口插入，在接口插入力的壓動(dòng)下，閥芯壓動(dòng)彈 簧移動(dòng)，直到外孔道剛剛完全露出，外層彈性囊體內(nèi)的溶液在外層彈性囊體自身的收縮力的 作用下，將其內(nèi)部的液體壓出，使其以比較恒定的速度流入反應(yīng)室內(nèi)，與催化劑接觸反應(yīng)制 氫，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供液。同時(shí)，無(wú)論裝置如何放置、顛簸，彈性囊體自身的收縮力都能保證其內(nèi) 部的液體流出。如果對(duì)液體流量要求十分嚴(yán)格時(shí)，可以通過外接泵來控制液體穩(wěn)定的流量， 而彈性囊體此時(shí)可以確保無(wú)論裝置如何放置、顛簸，外接泵都能一直接觸到液體，確保液體
的穩(wěn)定流速；而普通供液裝置隨著液體流出，液面下降，此時(shí)如果裝置放置傾斜、顛簸，很 容易導(dǎo)致液面與外接泵脫離，影響穩(wěn)定進(jìn)液。
彈性部也可以控制進(jìn)液過程的即開即停，當(dāng)需要進(jìn)液時(shí)，將適配的接口插入，液體在外
層彈性囊體自身收縮力的作用下，順外孔道流出；當(dāng)需要停止進(jìn)液時(shí)，將接口拔出，閥芯在
彈性裝置的作用下回復(fù)原位，外孔道與外界不通，進(jìn)液停止。由于中空的閥體與閥針相適配的一端內(nèi)徑尺寸小于閥體其他部分的內(nèi)徑尺寸，即閥體可以卡在半徑減少的邊界，同樣可以 確保停止進(jìn)液時(shí)，內(nèi)部的溶液不外流。閥體靠近閥針的一段的內(nèi)表面上沿徑向設(shè)有封閉環(huán)形 凹槽，內(nèi)設(shè)密封墊，這可以確保其內(nèi)部的更好氣密性，保證內(nèi)部的液體不外滲。彈性囊體 上設(shè)有單向閥，當(dāng)彈性液囊內(nèi)部液體不足時(shí)，可以打開單向閥，將液體通過泵或其他方式注 入其中，這樣可以避免更換液體時(shí)頻繁拆裝彈性液囊，影響彈性液囊與控制部的密封固定。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明內(nèi)部閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明配液時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，箭頭表示溶劑的流向； 圖4是本發(fā)明進(jìn)液時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，箭頭表示溶液的流向。
具體實(shí)施例方式
如圖1至圖4所示，本發(fā)明包括殼體l、設(shè)于殼體l上的控制閥以及設(shè)于殼體l內(nèi)部且套在 控制閥上并密封固定的內(nèi)外雙層彈性囊體5、 3;所述的控制閥可以控制內(nèi)外雙層彈性囊體( 5、 3)的相互連通。所述的控制閥包括中空的閥體9、控制部和彈性部8;所述控制部包括設(shè) 于閥體內(nèi)部且與中空部分相適配的閥芯IO以及與閥芯10相對(duì)頂?shù)拈y針12，所述的彈性部8外 端與閥芯10相連，內(nèi)端固定；所述閥體9上設(shè)有內(nèi)外兩個(gè)孔道17a、 17b，所述內(nèi)孔道17a位于 所述內(nèi)層彈性囊體5內(nèi)部且靠近其固定處的閥體9上；所述的外孔道17b設(shè)于所述內(nèi)外雙層彈 性囊體5、 3固定處之間的閥體上；所述閥芯10為工字形，其中間橫梁19部分的長(zhǎng)度與內(nèi)外孔 道17a、 17b之間的距離相適配。所述的內(nèi)外雙層彈性囊體5、 3為橡膠材料制成，且內(nèi)層彈性 囊體5的彈力要大于外層彈性囊體3的彈力。且內(nèi)層彈性囊體5上設(shè)有單向閥2。所述的閥體9 外側(cè)設(shè)有導(dǎo)流槽18，其外端與內(nèi)孔道17a相連通，其內(nèi)端與內(nèi)層彈性囊體5內(nèi)部相連通，所述 內(nèi)端終止于閥體包于內(nèi)層彈性囊體5內(nèi)的端頭。所述的閥體9上靠近彈性部8的內(nèi)端處設(shè)有通 孔，連通閥體9內(nèi)部與導(dǎo)流槽18。所述閥芯10的兩個(gè)密封端20沿徑向設(shè)有封閉的環(huán)形凹槽， 其內(nèi)設(shè)有密封墊lla、 llb。閥體9靠近閥針的一端的內(nèi)表面上沿徑向設(shè)有封閉環(huán)形凹槽，內(nèi) 設(shè)密封墊llc。所述的閥針12與殼體1外壁之間設(shè)有卡環(huán)13。所述彈性部8的另一端通過螺帽 7固定。所述的中空的閥體9與閥針12相適配一端的內(nèi)徑尺寸小于閥體9內(nèi)部其他部分的內(nèi)徑 尺寸。
本發(fā)明使用時(shí)，先通過單向閥2向內(nèi)層彈性囊體5注入所需要的定量溶劑6，內(nèi)層彈性囊 體5和外層彈性囊體3之間裝有所需要的定量溶質(zhì)4。需要配液時(shí)將卡環(huán)13取下，推動(dòng)閥針12向內(nèi)，同時(shí)閥芯10也隨之壓動(dòng)彈簧向內(nèi)移動(dòng)，工字形閥芯10中間橫梁部分19的空間將內(nèi)外兩 個(gè)孔道17a、 17b連通，由于內(nèi)層彈性囊體5的彈力大于外層彈性囊體3，因此內(nèi)層彈性囊體5 內(nèi)裝有的溶齊IJ6在內(nèi)層彈性囊體5自身壓力的作用下，順著內(nèi)孔道17a-閥芯中間橫梁19的空間 -外孔道17b，進(jìn)入到外層彈性囊體3內(nèi)，然后溶劑6將放置在外層彈性囊體3內(nèi)的溶質(zhì)4溶解形 成溶液。停止配液時(shí)，將閥針12外拔，套上卡環(huán)13，彈性部8在自身回復(fù)力的作用下，推動(dòng) 閥芯10回復(fù)原位，外孔道17a和內(nèi)孔道17b不相連通，溶劑停止進(jìn)入外層彈性囊體3，配液停 止。
溶液配好后，準(zhǔn)備進(jìn)液時(shí)，需要拉出閥針12，將與控制部配套的接口15插入，在接口 15插入力的壓動(dòng)下，閥芯10壓動(dòng)彈簧移動(dòng)，直到外孔道17b露出，外層彈性囊體3內(nèi)的配好的 溶液14在外層彈性囊體3自身的收縮力的作用下，流出外孔道17b，通過接口15上的通孔，流 入接口15管道，該接口15可以外接含有催化劑的反應(yīng)器，液體經(jīng)過接口流入反應(yīng)室內(nèi)，與催 化劑接觸反應(yīng)制氫，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供液。停止供液時(shí)，則將接口15拔出，在彈性部8自身的回復(fù) 力作用下，推動(dòng)閥芯10回復(fù)到原位，卡在閥體內(nèi)部?jī)?nèi)徑變小的地方，外孔道17b重新被閥芯 IO遮住，與外界不通，進(jìn)液停止，最后裝上閥針12和卡環(huán)13。
進(jìn)液完成后，可以將外層彈性囊體3拆下，重新裝入新的溶質(zhì)，如硼氫化鈉固體等，通 過單向閥2向內(nèi)層彈性囊體5內(nèi)注入新的溶質(zhì)，如水等；然后將外層彈性囊體3重新固定密封 好，可以開始下一個(gè)配液進(jìn)液循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于包括殼體(1)、設(shè)于殼體(1)上的控制閥以及設(shè)于殼體(1)內(nèi)部且套在控制閥上并密封固定的內(nèi)外雙層彈性囊體(5、3)；所述的控制閥可以控制內(nèi)外雙層彈性囊體(5、3)的相互連通。
2, 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的內(nèi)外 雙層彈性囊體(5、 3)為橡膠材料制成，且內(nèi)層彈性囊體(5)的彈力要大于外層彈性囊體 (3)的彈力。
3, 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的 控制閥包括中空的閥體(9)、控制部和彈性部(8);所述控制部包括設(shè)于閥體內(nèi)部且與中 空部分相適配的閥芯(10)以及與閥芯(10)相對(duì)頂?shù)拈y針(12)，所述的彈性部(8)夕卜 端與閥芯(10)相連，內(nèi)端固定；所述閥體(9)上設(shè)有內(nèi)外兩個(gè)孔道(17a、 17b)，所述 內(nèi)孔道(17a)位于所述內(nèi)層彈性囊體(5)內(nèi)部且靠近其固定處的閥體(9)上；所述的外 孔道(17b)設(shè)于所述內(nèi)外雙層彈性囊體(5、 3)固定處之間的閥體上；所述閥芯(10)為 工字形，其中間橫梁(19)部分的長(zhǎng)度與內(nèi)外孔道(17a、 17b)之間的距離相適配。
4, 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的閥體 (9)外側(cè)設(shè)有導(dǎo)流槽(18)，所述導(dǎo)流槽(18)的外端與內(nèi)孔道(17a)相連通，其內(nèi)端與 內(nèi)層彈性囊體(5)內(nèi)部相連通，所述內(nèi)端終止于閥體包于內(nèi)層彈性囊體(5)內(nèi)的端頭。
5, 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體自動(dòng)流入裝置，其特征在于所述的閥體 (9)上靠近彈性部(8)的內(nèi)端處設(shè)有通孔，連通閥體(9)內(nèi)部與導(dǎo)流槽(18)。
6, 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的內(nèi)層 彈性囊體(5)上設(shè)有單向閥(2)。
7, 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的彈性 部(8)為彈簧。
8, 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述閥芯( 10)的兩個(gè)密封端(20)沿徑向設(shè)有封閉的環(huán)形凹槽，其內(nèi)設(shè)有密封墊(lla、 lib)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的閥針 (12)與殼體(1)外壁之間設(shè)有卡環(huán)(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述彈性 部(8)的另一端通過螺帽(7)固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的閥 體(9)靠近閥針的一端的內(nèi)表面上沿徑向設(shè)有封閉環(huán)形凹槽，內(nèi)設(shè)密封墊(lie)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，其特征在于所述的中 空的閥體(9)與閥針(12)相適配一端的內(nèi)徑尺寸小于閥體(9)內(nèi)部其他部分的內(nèi)徑尺寸
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動(dòng)配液進(jìn)液裝置，包括殼體、設(shè)于殼體上的控制閥以及設(shè)于殼體內(nèi)部且套在控制閥上并密封固定的內(nèi)外雙層彈性囊體；所述的控制閥包括中空的閥體、控制部和彈性部；所述控制部包括設(shè)于閥體內(nèi)部的且與中空部分相適配的閥芯以及與閥芯相對(duì)頂?shù)拈y針，所述的彈性部外端與閥芯相連，內(nèi)端固定；所述閥體上設(shè)有內(nèi)外兩個(gè)孔道，所述內(nèi)孔道位于所述內(nèi)層彈性囊體內(nèi)部且靠近其固定處的閥體上；所述的外孔道設(shè)于所述內(nèi)外雙層彈性囊體固定處之間的閥體上；所述閥芯為工字形，其中間橫梁部分的長(zhǎng)度與內(nèi)外孔道之間的距離相適配。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、適用于固體溶質(zhì)的配液且具備萬(wàn)向性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01F15/04GK101607182SQ200810302180
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者王玉曉, 白永格, 鋼 肖, 鄒賀祥 申請(qǐng)人:漢能科技有限公司