1.本发明涉及氢气燃料电池系统的蝶阀技术领域，特别涉及一种阀板。本发明还涉及一种应用了该阀板的蝶阀，一种用于该阀板的阀板加工工艺以及用于该阀板的阀板耐久测试方法。
背景技术：
2.现有的氢气燃料电池系统，通常会用到蝶阀。现阶段较为常见的蝶阀结构中，一般是在旋转轴上设置金属骨架，并在金属骨架上对应布置与金属骨架配套的密封圈、密封垫等，从而通过软质密封件与金属骨架的协同配合，形成能够绕旋转轴转动的阀板，以此实现氢气燃料电池系统的空气通道的通断控制。
3.然而，虽然目前现有的阀板结构能够满足常规的蝶阀工作需要和蝶阀的应用需求，但其骨架与密封圈之间一般仅通过常规工艺进行结合，密封圈通常布置于骨架的外周部，或是在骨架中部对应布置一块小尺寸的密封垫，以此作为阀板的软质缓冲和密封结构，由于该种结合方式的装配强度不高，使得阀板本身的疲劳强度和结构可靠性不高，致使阀板装配应用一段时间后，较易出现密封圈、密封垫与骨架之间分离，或是密封垫等橡胶件鼓包的现象，导致蝶阀的流阻减少、失去密封能力，无法满足蝶阀的使用寿命和可靠性要求，给蝶阀的稳定运行造成不利影响。
4.因此，如何优化阀板的组件结构，提高其结构可靠性和使用寿命，使其不易发生组件结构分离或鼓包现象是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种阀板，该阀板的结构较为稳定可靠，使用寿命较长，不易发生组件结构分离或鼓包现象。本发明的另一目的是提供一种用于该阀板的阀板加工工艺，用于该阀板的耐久测试方法，以及应用了该阀板的蝶阀。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种阀板，包括骨架，所述骨架的外表面贴合包覆有橡胶密封件，所述骨架上贯穿有防脱成型孔，所述防脱成型孔内填充有与所述橡胶密封件一体成型的橡胶防脱筋。
7.优选地，所述防脱成型孔的轴线与所述骨架的主延展面垂直。
8.优选地，所述防脱成型孔为多个，且各所述防脱成型孔沿所述骨架的主延展面等距阵列排布。
9.优选地，所述骨架为圆盘状，所述防脱成型孔为多个，且各所述防脱成型孔沿所述骨架的周向等距均布。
10.优选地，所述骨架的一侧主延展面上凸出设置有与阀轴铰接的铰座，所述铰座的底部嵌入所述橡胶密封件内，且所述橡胶密封件与所述铰座的外侧壁紧密贴合。
11.优选地，所述橡胶密封件和所述橡胶防脱筋均为氟橡胶制件。
12.优选地，所述骨架为不锈钢制件。
13.本发明还提供一种阀板加工工艺，用于如上文所述的阀板，包括步骤：
14.基材制孔，利用模具成型工艺在骨架基材成型过程中一并加工出防脱成型孔，或是利用钻孔工艺，在已成型的骨架基材上加工出防脱成型孔，从而得到骨架；
15.硫化成型，利用硫化工艺，使橡胶材料包覆成型于骨架外表面上并充分贴合，形成橡胶密封件，硫化工艺过程中，使橡胶材料流经并填充至防脱成型孔内，形成与橡胶密封件一体连接的橡胶防脱筋。
16.本发明还提供一种阀板耐久测试方法，用于如上文所述的阀板，将阀板置于密闭的高压容器内，然后向高压容器中通入绝对压力为8bar的饱和水蒸气，使阀板在密闭高压环境下存放预设时间。
17.本发明还提供一种蝶阀，包括内部具有阀腔的阀体以及固定于所述阀体上的阀轴，所述阀轴上铰接有与所述阀腔适配的阀板，所述阀板为如上文所述的阀板。
18.相对上述背景技术，本发明所提供的阀板，其组件装配及工作运行中，利用橡胶防脱筋将位于骨架外表面正反两侧的橡胶密封件主体结构可靠连接并限位固定，使得橡胶密封件的主体结构能够通过橡胶防脱筋可靠连接为一体，由此显著提高了橡胶密封件的主体结构强度和可靠性，并使橡胶密封件能够充分可靠地整体包覆于骨架的外壁上，并充分紧密地与骨架的外表面相贴合，以此大幅提升所述阀板的整体组件结合强度和装配可靠性，在燃料电池系统工作运行过程中，当阀板于阀腔对位处受到电堆排出的空气冲击时，橡胶密封件能够可靠贴合并包覆于骨架上，而不会与骨架间发生相对位移，因此避免了橡胶密封件与骨架之间的结构分离导致的组件结构失效现象，并有效避免了橡胶密封件鼓包等现象的发生，有效保证了所述阀板的工作稳定性，并使蝶阀乃至燃料电池系统的整体运行更加平稳可靠。
19.在本发明所提供的阀板加工工艺中，通过依次进行的基材制孔和硫化成型等操作步骤，在骨架基材上预制孔位，形成防脱成型孔，以便在后续的硫化工艺实施过程中，利用橡胶材料填充至防脱成型孔内，从而使得橡胶材料同步一体成型，得到包覆于骨架外部的橡胶密封件和填充于防脱成型孔内的橡胶防脱筋，利用橡胶密封件与橡胶防脱筋的一体成型结构，充分保证橡胶密封件与骨架之间的装配强度和贴合包覆效果，优化阀板的组件成型结构强度和可靠性，并使阀板的组件使用寿命得以相应提高。
20.在本发明所提供的阀板耐久测试方法中，将阀板置于密闭的高压容器内，然后向高压容器中通入绝对压力为8bar的饱和水蒸气，使阀板在密闭高压环境下存放预设时间。一般地，使阀板在高压容器中的密闭高压环境下存放1小时，即等效于在常规燃料电池系统的空气子系统中运行360小时。该阀板耐久测试方法能够大幅提高阀板的耐久测试效率，完成阀板鼓包时长的高效测试，从而得以迅速完成阀板耐久测试，并大幅降低相关的测试费用，优化阀板乃至燃料电池系统的整体成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明一种具体实施方式所提供的蝶阀的装配结构轴测图；
23.图2为图1中阀板的侧剖图；
24.图3为图2中骨架的结构轴测图；
25.图4为图2的轴测图；
26.图5为本发明一种具体实施方式所提供的阀板加工工艺的步骤流程图。
27.其中，
28.11-骨架；111-防脱成型孔；
29.12-橡胶密封件；121-橡胶防脱筋；
30.13-铰座；
31.20-阀体；201-阀腔；
32.21-阀轴；
33.22-阀板。
具体实施方式
34.本发明的核心是提供一种阀板，该阀板的结构较为稳定可靠，使用寿命较长，不易发生组件结构分离或鼓包现象；同时，提供一种用于该阀板的阀板加工工艺，用于该阀板的耐久测试方法，以及应用了该阀板的蝶阀。
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
36.请结合参考图1至图4。
37.在具体实施方式中，本发明所提供的阀板，包括骨架11，骨架11的外表面贴合包覆有橡胶密封件12，骨架11上贯穿有防脱成型孔111，防脱成型孔111内填充有与橡胶密封件12一体成型的橡胶防脱筋121。
38.在组件装配及工作运行中，利用橡胶防脱筋121将位于骨架11外表面正反两侧的橡胶密封件12主体结构可靠连接并限位固定，使得橡胶密封件12的主体结构能够通过橡胶防脱筋121可靠连接为一体，由此显著提高了橡胶密封件12的主体结构强度和可靠性，并使橡胶密封件12能够充分可靠地整体包覆于骨架11的外壁上，并充分紧密地与骨架11的外表面相贴合，以此大幅提升所述阀板22的整体组件结合强度和装配可靠性，在燃料电池系统工作运行过程中，当阀板22于阀腔201对位处受到电堆排出的空气冲击时，橡胶密封件12能够可靠贴合并包覆于骨架11上，而不会与骨架11间发生相对位移，因此避免了橡胶密封件12与骨架11之间的结构分离导致的组件结构失效现象，并有效避免了橡胶密封件12鼓包等现象的发生，有效保证了所述阀板22的工作稳定性，并使蝶阀乃至燃料电池系统的整体运行更加平稳可靠。
39.需要说明的是，现有的阀板22结构中，无论是采用密封垫亦或是密封圈作为骨架11的直接装配结合部件，其都是仅与骨架11的局部结构进行覆盖结合，二者均无法对骨架11的外表面形成整体的结构包覆。而本方案中提及的阀板22结构中，橡胶密封件12能够完成对骨架11的外表面的整体包覆，尤其是对阀板22的迎风面上的全部区域形成了充分的橡胶材料包覆，防止空气从橡胶密封件12与骨架11的结合处渗透，导致橡胶密封件12发生鼓包现象。具体应用中，即使是在骨架11外表面上设置有铰座13等配套结构件，橡胶密封件12
也能够对除配套结构件之外的骨架11主体结构外表面形成整体包覆，从而保证阀板22的整体可靠组装，保证对应工况下，阀板22对阀腔201的可靠隔断和密闭。
40.实际应用中，橡胶密封件12和橡胶防脱筋121的具体材料类型可以选用氟橡胶。氟橡胶具有较低的透气速率，可有效防止空气穿透橡胶材料层，从而把橡胶顶起，进而形成橡胶鼓包的情况发生，由此进一步保证橡胶密封件12与骨架11的充分贴合和可靠包覆组装，使所述阀板22的组件结构更加牢固可靠。
41.当然，考虑到实际应用中的不同工况应用需求，工作人员还可以选用其他材料作为橡胶密封件12和橡胶防脱筋121的具体制造材料。原则上，只要是能够保证橡胶密封件12与骨架11的可靠组装，并满足所述阀板22的实际应用需要均可。
42.相应地，实际应用中，骨架11一般为不锈钢制件。在一般的燃料电池系统应用工况中，由于氢燃料电池的空气系统管路多为高温高湿工况环境，采用不锈钢作为制造材料可以防止骨架11生锈，进一步提高所述阀板22的工况耐受性和使用寿命。
43.进一步地，防脱成型孔111的轴线与骨架11的主延展面垂直。如此，使得防脱成型孔111形成与骨架11主延展面垂直的直孔结构，以此使成型后的橡胶防脱筋121与橡胶密封件12的一体式结构强度更高，并使相应的结构应力分布得以优化。
44.需要明确的是，实际应用中，防脱成型孔111一般为圆孔，若需要匹配不同的工况需求，也可采用方孔或其他形状的通孔结构，工作人员可以依据实际工况条件灵活选择和调整。原则上，只要是能够满足所述阀板22的装配应用需求均可。
45.此外应当说明的是，本方案中骨架11的主延展面，是指骨架11外表面上面积最大的单个平面，通常情况下，该主延展面也即骨架11上与装配完成后的阀板22的迎风面对应的外表面，考虑到阀板22通常为规则的盘状结构，则骨架11的主延展面也可以是与阀板22的背风面对应的外表面。本文其余部分涉及骨架11的主延展面的表述均可参照此处对应理解，不再赘述。
46.具体地，防脱成型孔111为多个，以此优化位于骨架11两侧的橡胶密封件12主体结构之间的连接强度，进一步提高贴合包覆于骨架11上的橡胶密封件12的工况耐受性，避免发生鼓包现象。
47.在此基础上，各防脱成型孔111沿骨架11的主延展面等距阵列排布。等距阵列排布结构能够进一步优化橡胶防脱筋121与橡胶密封件12之间结合处的应力分布，避免局部应力过大导致的结构破损或组件松动错位等现象。
48.更具体地，骨架11可以为圆盘状结构，并将多个防脱成型孔111沿骨架11的周向等距均布，形成如图所示的环形排列结构，以便匹配常规骨架11的结构布局。当然，对于非圆盘状结构的骨架11而言，也可以采用此种布局，即，将多个防脱成型孔111沿骨架11的外边沿部的延伸方向等距均布于骨架11上，形成规则或不规则的收尾相接排布结构。
49.另一方面，骨架11的一侧主延展面上凸出设置有与阀轴21铰接的铰座13，铰座13的底部嵌入橡胶密封件12内，且橡胶密封件12与铰座13的外侧壁紧密贴合。实际装配时，铰座13与骨架11完成组装后，再实施橡胶硫化成型作业，如此，可保证成型后的橡胶密封件12与铰座13的外侧壁充分贴合并紧密相接，保证橡胶密封件12与骨架11主体结构的结合强度及贴合包覆效果，以此保证阀板22的组件结构可靠性，避免发生组件松脱或鼓包等现象。
50.请着重参考图1。
51.在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的蝶阀，包括内部具有阀腔201的阀体20以及固定于阀体20上的阀轴21，阀轴21上铰接有与阀腔201适配的阀板22。该蝶阀的阀板22的结构较为稳定可靠，使用寿命较长，不易发生组件结构分离或鼓包现象。
52.需要说明的是，具体到实际应用中，阀板22与阀轴21的装配及动作运行方式，可以是通过铰座13与阀轴21的直接铰接实现，也可以是通过将阀板22直接焊接于阀轴21上实现，亦可以是通过螺钉将阀板22与阀轴21可靠连接后实现的。一般地，阀轴21固定于阀体20内，并可绕自身轴线转动，以此联动实现阀板22与阀腔201的开合适配。
53.在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的阀板加工工艺，用于如上文所述的阀板22，包括：
54.步骤s101，基材制孔。
55.利用模具成型工艺在骨架11基材成型过程中一并加工出防脱成型孔111，或是利用钻孔工艺，在已成型的骨架11基材上加工出防脱成型孔111，从而得到骨架11。
56.步骤s102，硫化成型。
57.利用硫化工艺，使橡胶材料包覆成型于骨架11外表面上并充分贴合，形成橡胶密封件12，硫化工艺过程中，使橡胶材料流经并填充至防脱成型孔111内，形成与橡胶密封件12一体连接的橡胶防脱筋121，从而完成阀板22的部件加工成型，得到阀板22的整体部件。
58.请着重参考图5。
59.本发明另一种具体实施方式中所提供的阀板加工工艺，用于如上文所述的阀板22，包括：
60.步骤s201，基材制孔。
61.利用模具成型工艺在骨架11基材成型过程中一并加工出防脱成型孔111，或是利用钻孔工艺，在已成型的骨架11基材上加工出防脱成型孔111，从而得到骨架11。
62.步骤s202，脱脂去油。
63.对加工成型后的骨架11实施脱脂去油处理，去除骨架11表面沾染的油脂。
64.步骤s203，表面喷砂。
65.对脱脂去油处理后的骨架11表面进行喷砂处理，以使骨架11的表面形状、清洁度及粗糙度满足后续涂胶等工艺的实施需求。
66.步骤204，一次涂胶。
67.对表面喷砂处理后的骨架11表面进行均匀涂胶，完成骨架11表面第一次的胶层涂覆。
68.步骤205，烘干。
69.对完成一次涂胶后的骨架11表面进行烘干处理，使一次涂胶后涂覆于骨架11表面的胶层快速干燥成型。
70.步骤206，二次涂胶。
71.对一次涂胶后形成的胶层烘干处理完毕后，在骨架11表面再进行第二次胶层涂覆。
72.步骤207，自然晾干。
73.对骨架11表面完成第二次胶层涂覆后形成的胶层进行自然晾干处理，直至胶层完全定型并可靠附着于骨架11上形成稳定胶层。
74.具体操作时，硫化成型工艺可以具体为一段硫化和二段硫化的分步工艺。
75.步骤208，一段硫化。
76.骨架11表面形成稳定胶层后，利用硫化工艺，使橡胶材料包覆成型于骨架11外表面上并充分贴合，形成橡胶密封件12，该二段硫化工艺过程中，使橡胶材料流经并填充至防脱成型孔111内，形成与橡胶密封件12一体连接的橡胶防脱筋121，从而得到初步成型的阀板。
77.步骤s209，二段硫化。
78.将初步成型的阀板放置于烘箱内，在温度190
°
的烘箱作业环境下，保温处理20小时，使橡胶材料进一步交联，以改善橡胶材料的力学性能和压缩永久变形性能。
79.一般地，上述橡胶材料为fkm橡胶，即，氟橡胶。
80.步骤210，蒸汽存放。
81.将完成二段硫化处理后得到的阀板22的整体部件存放于蒸汽环境中，以便相应的阀板22性能测试之需。
82.在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的阀板耐久测试方法，用于如上文所述的阀板22，其具体操作实施过程中，将阀板22置于密闭的高压容器内，然后向高压容器中通入绝对压力为8bar的饱和水蒸气，使阀板22在密闭高压环境下存放预设时间。该阀板22耐久测试方法能够大幅提高阀板22的耐久测试效率，完成阀板鼓包时长的高效测试，从而得以迅速完成阀板耐久测试，并大幅降低相关的测试费用，优化阀板22乃至燃料电池系统的整体成本。
83.一般地，使阀板22在高压容器中的密闭高压环境下存放1小时，即等效于阀板22在常规燃料电池系统的空气子系统中运行360小时。实际应用中，工作人员可以依据具体的测试需求，灵活选择和调整阀板22在密闭高压环境下的存放时长，以便达到与阀板22在常规燃料电池系统的空气子系统中运行时长的等效结果。
84.综上可知，本发明中提供的阀板，其组件装配及工作运行中，利用橡胶防脱筋将位于骨架外表面正反两侧的橡胶密封件主体结构可靠连接并限位固定，使得橡胶密封件的主体结构能够通过橡胶防脱筋可靠连接为一体，由此显著提高了橡胶密封件的主体结构强度和可靠性，并使橡胶密封件能够充分可靠地整体包覆于骨架的外壁上，并充分紧密地与骨架的外表面相贴合，以此大幅提升所述阀板的整体组件结合强度和装配可靠性，在燃料电池系统工作运行过程中，当阀板于阀腔对位处受到电堆排出的空气冲击时，橡胶密封件能够可靠贴合并包覆于骨架上，而不会与骨架间发生相对位移，因此避免了橡胶密封件与骨架之间的结构分离导致的组件结构失效现象，并有效避免了橡胶密封件鼓包等现象的发生，有效保证了所述阀板的工作稳定性，并使蝶阀乃至燃料电池系统的整体运行更加平稳可靠。
85.此外，本发明提供的用于该阀板的阀板加工工艺，通过依次进行的基材制孔和硫化成型等操作步骤，在骨架基材上预制孔位，形成防脱成型孔，以便在后续的硫化工艺实施过程中，利用橡胶材料填充至防脱成型孔内，从而使得橡胶材料同步一体成型，得到包覆于骨架外部的橡胶密封件和填充于防脱成型孔内的橡胶防脱筋，利用橡胶密封件与橡胶防脱筋的一体成型结构，充分保证橡胶密封件与骨架之间的装配强度和贴合包覆效果，优化阀板的组件成型结构强度和可靠性，并使阀板的组件使用寿命得以相应提高。
86.本发明所提供的用于该阀板的阀板耐久测试方法中，将阀板置于密闭的高压容器内，然后向高压容器中通入绝对压力为8bar的饱和水蒸气，使阀板在密闭高压环境下存放预设时间。一般地，使阀板在高压容器中的密闭高压环境下存放1小时，即等效于在常规燃料电池系统的空气子系统中运行360小时。该阀板耐久测试方法能够大幅提高阀板的耐久测试效率，完成阀板鼓包时长的高效测试，从而得以迅速完成阀板耐久测试，并大幅降低相关的测试费用，优化阀板乃至燃料电池系统的整体成本。
87.另外，本发明所提供的应用了上述阀板的蝶阀，其阀板的结构较为稳定可靠，使用寿命较长，不易发生组件结构分离或鼓包现象。
88.以上对本发明所提供的阀板、应用了该阀板的蝶阀、用于该阀板的阀板加工工艺和阀板耐久测试方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。