CN105645344A - 一种真空防冻加注枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低温或超低温应用技术领域，特别是涉及液化天然气的加注器，具体为一种真空防冻加注枪，包括外套管、内套管、及单向阀芯组件；外套管可相对滑动的套设于内套管外，单向阀芯组件密封装设于内套管一端；在内套管的管壁内设有真空层。由于上述机构，其真空层能够减少低温的传导，从而减缓和降低加注过程中手柄机构、定位圈及卡爪活动机构的结霜及结冰可能，从而最大限度保证操作的灵活性，由于取消了拉杆等活动连接部件，无需对拉杆进行尺寸调整，主体结构通过设计和结构保证，尺寸更稳定，避免了泄压不充分导致加注枪意外退出等安全隐患；同时在内套管与外套管之间增加轴套定位，定位精度更高，保证了使用过程中手柄结构无松动、摆动等现象，使操作更稳定、方便。

Description

一种真空防冻加注枪

技术领域

本发明涉及低温或超低温应用技术领域，特别是涉及液化天然气的加注枪。

背景技术

加注枪是加注系统的核心零部件之一，它是实现加液机与车载加注口及钢瓶进行可靠连接的载体，用以控制加注的介质向车载钢瓶的流动。当加注枪连接时，加注枪的单向阀芯与加注口的单向阀芯相互顶开，形成介质通路，介质可以实现顺利流通；当加注枪与加注口脱离开时，加注枪及加注口的单向阀芯分别依靠介质压力及弹簧力的作用自动复位进行密封确保不产生泄漏。在加注枪与加注口脱开前，二者阀芯之间的余压通过加注口的泄压孔排泄掉。加注枪是加注装置中人工操作最频繁，最易出现故障的设备之一。

现有加注枪存在如下缺陷：

1、由于加注介质的超低温，介质温度长期保持在－150℃～－170℃，超低温通过内套管会向外扩散，它通过内套管直接传导到外套管及相应的卡爪机构、定位圈等，导致卡爪机构和定位圈的移动部件极易结霜，结的霜化掉之后变成水，再次加注时遇低温结成冰，从而使加注枪被冻住，使插、拔取的时候非常困难，影响工作的效率及操作的灵活性。

2、由于定位圈是通过拉杆与连接板及内套管连接在一起的，拉杆是活动可调节的，从而生产时每次都要进行尺寸调整，在使用过程中拉杆螺母可能会产生松动，导致加注枪体的尺寸变化，影响加注枪与加注口的泄压位置变化，产生泄压不充分，加注枪意外退出等安全隐患。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种真空防冻加注枪，在内套管中设置有真空层，从而减少其低温向外部活动机构的传导，从而减缓和降低结冰的可能，防止主体结构被冻住从而最大限度的改善操作灵活性；取消了拉杆等活动连接部件，无需对拉杆进行尺寸调整，主体结构通过设计和结构保证，尺寸更稳定，避免了泄压不充分导致加注枪意外退出等安全隐患；同时在内套管与外套管之间增加轴套定位，定位精度更高，保证了使用过程中结构无松动、摆动等现象，使操作更稳定、方便。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种真空防冻加注枪，包括外套管、内套管、及单向阀芯组件；外套管可相对滑动的套设于内套管外，单向阀芯组件密封装设于内套管一端；在内套管的管壁内设有真空层。由于上述机构，其真空层能够减少低温的传导，从而减缓和降低加注过程中手柄机构、定位圈及卡爪活动机构的结霜及结冰可能，从而最大限度保证操作的灵活性。

内套管的管壁包括第一管壁和第二管壁，第二管壁套设第一管壁上，第二管壁套的边沿与第一管壁密封连接，并在第二管壁与第一管壁之间形成真空层，该真空层的厚度为5-10mm。上述结构，将内套管的管壁分为两部分，这两部分构成真空层，两部分组合使用，能够简化结构，有利于对真空层厚度均匀精确控制，便于内套管的制造，降低内套管的生产成本。真空层的厚度为5-10mm充分考虑加注枪隔绝温度和加注枪大小，不影响加注枪的总体尺寸、强度及使用并保证隔冷的效果。

所述外套管的后端通过手柄机构与内套管相连，外套管与内套管之间设有主弹簧；手柄机构用于控制内套管与外套管的相对滑动，主弹簧用于内套管与外套管相对滑动的复位。上述手柄机构能够有效的保证内套管和外套管之间的相对滑动，防止内套管和外套管之间发生干涉，将支撑板与外套管通过结构合并在一起，减少了配合间隙产生的可能，使结构更简单，维护更方便。

两手柄机构对称设置在所述外套管的后端，手柄机构包括手柄连杆、手柄套、手柄轴、连接臂、及连接板，手柄连杆的一端转动连接手柄轴、另一端转动连接外套管，手柄套套设在手柄轴上，内套管上设有连接板，连接臂的两端分别与手柄连杆和连接板转动连接；手柄机构用于控制内套管与外套管的相对滑动。

上述结构，取消了拉杆等活动连接部件，无需进行尺寸调整，主体结构通过设计和结构保证，尺寸更稳定，避免了尺寸变化使泄压不充分导致加注枪意外退出等安全隐患；同时在内套管与外套管之间增加轴套定位，定位精度更高，保证了使用过程中结构无松动、摆动等现象，使操作更稳定、方便。

加注枪前端设置有卡爪机构和定位机构；该定位机构随内套管相对于外套管滑动时，定位机构与卡爪机构通过斜面配合以打开或闭合该卡爪机构。其斜面配合的方式能够在运行过程中避免内套管与外套管相对滑动过程产生干涉。

卡爪机构包括卡爪、卡爪销、复位弹簧、卡爪铜套、及卡爪挡圈；卡爪前部设有爪头、中部设有销孔、及后部设有弹簧座；卡爪铜套置于销孔中，卡爪销置于卡爪铜套中，卡爪销连接到外套管上，卡爪挡圈同轴设于卡爪铜套端部，复位弹簧抵于弹簧座和外套管之间。

卡爪机构包括卡爪，在卡爪上设有卡爪前斜壁；所述定位机构包括定位圈、限位圈、及限位块，定位圈的前端设有与卡爪前斜壁配合的定位圈斜壁、后端连接有大于其外径的限位圈，限位圈通过螺钉连接限位块；限位块穿过设于外套管上的长条形孔与内套管卡接；内套管带动定位机构相对于外套管滑动时，定位圈斜壁推动卡爪前斜壁使卡爪打开，或者定位圈斜壁远离卡爪前斜壁使卡爪闭合。

单向阀芯机构包括单向阀芯组件、阀芯弹簧、弹簧座、限位导管及孔用弹性挡圈；单向阀芯组件设置在内套管的前端并与内套管的斜面密封配合，阀芯弹簧连接到单向阀芯的后端提供轴向弹力。上述单向阀芯组件能够有效的控制LNG液或者其他冷液的加注，能控制设备的正常操作，保证单向阀组件能够实现快速通断，弹簧能够减少单向阀芯对内套管的冲击，提高密封性，有效的保证设备的安全使用。

外套管采用一体成型的整体结构，无需进行尺寸调整，尺寸和结构完全由设计保证，在使用过程中结构不易出现松动等现象，避免了结构尺寸的变化使加注体泄压位置的变化导致泄压不充分造成加注枪意外退出发生安全隐患。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的加注枪，在内套管的外部设有真空层，可有效改善加注过程中手柄机构、定位圈及卡爪活动机构的结霜及结冰可能，防止主体结构被冻住从而最大限度保证操作的灵活性。

2、本发明的加注枪，将支撑板与外套管通过结构合并在一起，减少了配合间隙产生的可能，使结构更简单，维护更方便。

3、本发明的加注枪，取消了拉杆等活动连接部件，无需进行尺寸调整，主体结构通过设计和结构保证，尺寸更稳定，避免了尺寸变化使泄压不充分导致加注枪意外退出等安全隐患；同时在内套管与外套管之间增加轴套定位，定位精度更高，保证了使用过程中结构无松动、摆动等现象，使操作更稳定、方便。

附图说明

图1是本发明的加注枪的结构示意图；

图2是内套管真空部份结构示意图。

图3是加注枪整体外部示意图；

图4是加注枪整体内部结构示意图；

图5是图4中Ⅰ部分合上状态时的定位圈与卡爪配合示意图；

图6是图4中Ⅰ部分收回状态时的定位圈与卡爪配合示意图；

图7是图1的左视图；

图中标记：1-外套管，2-卡爪，3-定位圈，4-卡爪销，7-复位弹簧，8-限位圈，9-限位块，10-内六角螺钉，11-连接环，12-内套管，13-弹簧限位圈，14-主弹簧，15-轴套，16-垫块，17-主长销，18-连接臂，19-连接板，20-主短销，21-垫圈，22-手柄连杆，23-手柄套，25-手柄轴，26-接头，27-密封环，28-孔用挡圈，29-限位导管，30-弹簧座，31-定位弹簧，32-阀芯弹簧，33-单心阀芯，34-弹簧蓄能密封圈，35-铜挡圈，36-轴用挡圈，37-主销铜套，38-销套，39-内六角螺钉，40-卡爪机构，41-手柄机构，42-环形凹槽，43-长条通孔，44-定位圈斜壁，45-卡爪前斜壁，46-卡爪后斜壁，47-真空层，48-圆弧槽。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

具体实施例：

如图1-7所示，本发明的一种真空防冻加注枪，包括外套管1、内套管12、及单向阀芯组件；外套管1可相对滑动的套设于内套管12外，单向阀芯组件密封装设于内套管12一端；在内套管12的管壁内设有真空层47。内套管12的管壁包括第一管壁和第二管壁，第二管壁套设第一管壁上，第二管壁套的边沿与第一管壁密封连接，并在第二管壁与第一管壁之间形成真空层47，该真空层47的厚度为5-10mm。

外套管1的后端通过手柄机构41与内套管12相连，外套管(1)与内套管12之间设有主弹簧14；手柄机构41用于控制内套管12与外套管1的相对滑动，主弹簧14用于内套管12与外套管1相对滑动的复位。

如图1至图2所示，在外套管1的后端上设有两个对称布置的手柄机构41，手柄机构41包括手柄连杆22、手柄套23、手柄轴24、及连接臂18，手柄连杆22的一端转动连接手柄轴24、另一端转动连接外套管；手柄套23套设在手柄轴24上，连接板19固定连接在内套管12上，连接臂18的两端分别与手柄连杆22和连接板19转动连接，手柄连杆22通过主长销17铆接于外套管1上，主长销17上连接有连接臂18，连接臂18通过铆接的主短销20连接于连接板19上再作用于内套管12上；手柄机构用于控制内套管12与外套管1的相对滑动。内套管12通过主短销20与连接板19固定在一起，连接板19通过在内套管12外壁上套设的主弹簧14、弹簧限位圈13和轴套15抵于外套管1内侧的台阶上，在内套管12的前端设有环形凹槽，两手柄机构通过转动同时作用于连接板19，再通过主弹簧14的伸缩来控制定位圈3与外套管1的卡爪机构的配合，使卡爪2打开或合拢，从而与加注口进行连接以运行加注过程。

加注枪前端设置有卡爪机构和定位机构；该定位机构随内套管1相对于外套管12滑动时，定位机构与卡爪机构通过斜面配合以打开或闭合该卡爪机构。

如图1、图5至图6所示，三个卡爪机构为均布于外套管1圆周方向上，卡爪机构包括卡爪2、卡爪销4、复位弹簧7、卡爪铜套、及卡爪挡圈；卡爪前部设有爪头、中部设有销孔及后部设有弹簧座；卡爪铜套置于销孔中，卡爪销4置于卡爪铜套中，卡爪销连接到外套管12上，卡爪挡圈同轴设于卡爪铜套端部，复位弹簧7抵于弹簧座和外套管12之间，所述卡爪2通过卡爪销4连接于外套管1上可相对转动，。

如图5至图6所示，卡爪机构包括卡爪2，在卡爪2上设有卡爪前斜壁45；定位机构包括定位圈3、限位圈8、及限位块9，定位圈3通过内六角螺钉10与限位圈8、连接环11及限位块9连接在一起，限位圈8设置有用于限制限位块9的凹槽，以限制其在圆周方向的转动；定位圈3与外套管1的前端设置的卡爪机构40相配合，定位圈3的前端设有与卡爪前斜壁45配合的定位圈斜壁44、后端连接有大于其外径的限位圈8，限位圈8通过螺钉连接限位块9；限位块9穿过设于外套管12上的长条形孔43与内套管12上的环形凹槽卡接，长条孔43可供限位块9前后移动；内套管12带动定位机构相对于外套管1滑动时，定位圈斜壁44推动卡爪前斜壁45使卡爪打开，或者定位圈斜壁44远离卡爪前斜壁45使卡爪2闭合。

如图1所示，单向阀芯机构组件包括单向阀芯组件33、阀芯弹簧32、弹簧座30、限位导管29及孔用弹性挡圈28，单向阀芯组件设置在内套管的前端并与内套管的斜面密封配合，阀芯弹簧32连接到单向阀芯33的后端提供轴向弹力。当单向阀芯33尖部受力时，弹簧压缩，单向阀芯33向内打开，介质即可顺利流通。同时依靠孔用挡圈28的限制，确保相应零部件不会被压出。

如图1所述，本发明的加注枪，所述内套管12的后端外圆弧面设有弹簧限位圈13及轴套15配合（配合直径为φ51mm），所述轴套15采用耐磨性高的非金属材料，作用于主弹簧14上，并与外套管1进行配合（配合直径为φ68mm），以改善其滑动配合性能和定位精度；所述内套管12后端通过铆接的主短销20与连接板19连接在一起，在内套管12的后端上连接有接头26，该接头26与内套管12之间设置有铜密封环27，通过螺纹连接密封紧固。

其中本发明中手柄机构41的主长销17和主短销20，在装配过程中采用工装或压力机将其压入铆接。手柄机构41通过铆接与外套管1连接在一起，由于无需对加注枪尺寸进行调整，故手柄机构采用铆接固定方式，也可避免零部件的松动及掉落。

本发明的内套管设置有真空层，可有效减少内套管内部的超低温介质的低温向外部活动机构的传导，从而减缓和降低结冰的可能，从而最大限度的改善操作灵活性。

本发明的加注枪，将支撑板与外套管通过结构合并在一起，减少了配合间隙产生的可能，使结构更简单，维护更方便。同时外套管等铝合金零部件采用硬质阳极氧化处理，提高其抗冲击性能和耐磨性。

本发明的加注枪，取消了拉杆等活动连接部件，无需进行尺寸调整，主体结构通过设计和结构保证，尺寸更稳定，避免了尺寸变化使泄压不充分导致加注枪意外退出等安全隐患；同时在内套管与外套管之间增加轴套定位，定位精度更高，保证了使用过程中结构无松动、摆动等现象，使操作更稳定、方便。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种真空防冻加注枪，其特征在于，包括外套管（1）、内套管（12）、及单向阀芯组件；外套管(1)可相对滑动的套设于内套管（12）外，单向阀芯组件密封装设于内套管（12）一端；在内套管（12）的管壁内设有真空层（47）。

2.如权利要求1所述的真空防冻加注枪，其特征在于，所述内套管（12）的管壁包括第一管壁和第二管壁，第二管壁套设第一管壁上，第二管壁套的边沿与第一管壁密封连接，并在第二管壁与第一管壁之间形成真空层（47），该真空层（47）的厚度为5-10mm。

3.如权利要求1所述的真空防冻加注枪，其特征在于，所述外套管（1）的后端通过手柄机构（41）与内套管（12）相连，外套管(1)与内套管（12）之间设有主弹簧（14）；手柄机构（41）用于控制内套管（12）与外套管（1）的相对滑动，主弹簧（14）用于内套管（12）与外套管（1）相对滑动的复位。

4.如权利要求3所述的真空防冻加注枪，其特征在于，两手柄机构对称设置在所述外套管（1）的后端，手柄机构包括手柄连杆（22）、手柄套（23）、手柄轴（24）、及连接臂（18），手柄连杆（22）的一端转动连接手柄轴（24）、另一端转动连接外套管，手柄套（23）套设在手柄轴（24）上，内套管（12）上设有连接板（19），连接臂（18）的两端分别与手柄连杆（22）和连接板（19）转动连接；手柄机构用于控制内套管（12）与外套管（1）的相对滑动。

5.如权利要求1所述的真空防冻加注枪，其特征在于，加注枪前端设置有卡爪机构和定位机构；该定位机构随内套管（12）相对于外套管（1）滑动时，定位机构与卡爪机构通过斜面配合以打开或闭合该卡爪机构。

6.如权利要求5所述的真空防冻加注枪，其特征在于，所述卡爪机构包括卡爪（2）、卡爪销（4）、复位弹簧（7）、卡爪铜套、及卡爪挡圈；卡爪前部设有爪头、中部设有销孔、及后部设有弹簧座；卡爪铜套置于销孔中，卡爪销（4）置于卡爪铜套中，卡爪销连接到外套管（1）上，卡爪挡圈同轴设于卡爪铜套端部，复位弹簧（7）抵于弹簧座和外套管（1）之间。

7.如权利要求5所述的真空防冻加注枪，其特征在于，所述卡爪机构包括卡爪（2），在卡爪（2）上设有卡爪前斜壁（45）；所述定位机构包括定位圈（3）、限位圈（8）、及限位块（9），定位圈（3）的前端设有与卡爪前斜壁（45）配合的定位圈斜壁（44）、后端连接有大于其外径的限位圈（8），限位圈（8）通过螺钉连接限位块（9）；限位块（9）穿过设于外套管（1）上的长条形孔（43）与内套管（12）卡接；内套管（12）带动定位机构相对于外套管（1）滑动时，定位圈斜壁（44）推动卡爪前斜壁（45）使卡爪打开，或者定位圈斜壁（44）远离卡爪前斜壁（45）使卡爪（2）闭合。

8.如权利要求5所述的真空防冻加注枪，其特征在于，所述单向阀芯机构包括单向阀芯组件（33）、弹簧（32）、弹簧座（30）、限位导管（29）及孔用弹性挡圈（28），单向阀芯组件设置在内套管的前端与内套管的斜面密封配合，阀芯弹簧（32）连接到单向阀芯（33）的后端提供轴向弹力。

9.如权利要求1-8任一项所述的真空防冻加注枪，其特征在于，外套管采用一体成型的整体结构。