CN106195630B - 一种智能加注枪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低温或超低温应用技术领域，尤其是一种智能加注枪及其配套系统，包括加注枪体、LNG系统、加注管路、控制器、及排放管路，加注枪体通过加注管路连通LNG系统，加注管路或加注枪体上设置有用于检测加注管路是否泄漏的检测器，加注管路通过泄压电磁阀连通排放管路，检测器及泄压电磁阀与控制器电连接。该结构能够通过检测器与控制器、电磁阀三者的配合使LNG或其它低温介质加注智能化，能够有效的实现泄漏的检测和泄压，从而防止残留在加注管路和加注枪体中LNG或其它低温介质或其它低温介质泄漏造成人员伤害。

Description

一种智能加注枪
技术领域
本发明涉及低温或超低温应用技术领域，尤其是一种智能加注枪。
背景技术
加注枪的主体结构为加注枪体。加注枪体通过车载加注口与车载钢瓶进行连接，用以控制加注的介质向车载钢瓶的流动。当加注枪体连接时，加注枪体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；当加注枪体与加注口脱离开时，加注枪体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。在加注枪体与加注口脱开前，二者阀芯之间的余压通过加注口的泄压孔排泄掉。由于加注枪体是超低温介质输送，易结冰，同时又是加注装置中人工操作最频繁的装置，所以也是最易出现故障的设备之一，使加注枪体操作更方便、更智能化对于提高效率，改善工人的劳动强度、更好地适应客户的需求都有非常重要的意义。
现有加注枪存在如下缺陷：
1、由于加注枪体加注完成后，必须是在枪已经取下才能确定加注枪体是否存在泄漏且必须由人工进行判断，导致使用过程的泄漏无法控制，且没有相应的应对措施，由于超低温介质喷出，造成人员被冻伤等安全隐患。
2、加注枪体如果在泄漏的情况下被拔出，易危害人员安全。
3、加注枪无法自动进行吹扫，浪费人力物力。
4、现在的加液枪加注是依靠人工进行插枪、拔枪的操作，人员劳动强度大，市场上出现的部份气动加液枪只有通气（插枪）和断气（拔枪）两个动作，没有安全保护措施或者当仪表风失压时易形成误动作，且同时会存在上述第1条存在的安全问题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种智能加注枪，解决上述技术问题，当加注枪体退回到自由状态时，可以对加注枪体的泄漏状态进行检测，使枪体处于锁定状态，然后由加液机系统的电磁阀启动自动执行排气过程，待管路的低温介质排泄完后才解锁，从而最大限度保证操作的安全性。能够依靠伺服电机带动内枪管使加注枪体自动从加注状态退回到自由状态，降低了人员的劳动强度。外枪管内部开设有连接吹扫氮气的气源接口，在外枪管的前端，靠近加注口位置设置有吹扫口。这样可以在加注前强制执行吹扫动作，否则加液枪无法执行后续操作，从而保持加注口的清洁，保证密封效果及防止结霜及结冰现象的产生。
本发明采用的技术方案如下：
本发明公开了一种智能加注枪，包括加注枪体、及控制器，加注枪体上设有检测器，加注枪体通过泄压电磁阀连通排放管路；泄压电磁阀及检测器分别与控制器电连接；当检测器检测到加注枪体泄漏时，控制器控制泄压电磁阀打开。该结构能够通过检测器与控制器、电磁阀三者的配合使LNG或其它低温介质加注系统智能化，能够有效的实现泄漏的检测和泄压，从而防止残留在加注管路和加注枪体中LNG或其它低温介质液体泄漏造成人员伤害。
进一步，加注枪体包括外枪管及内枪管，内枪管位于外枪管内并可沿外枪管滑动，外枪管及内枪管的接口与被加注装置的接口配合。该结构的加注枪体，能够内外枪管相互配合，能够保证外枪管连接后再对内枪管进行连接，从而保证可靠连接。
进一步，外枪管与被加注装置连接后、内枪管与被加注装置连接前，在内枪管及外枪管的接口处配合形成检测腔，检测器设于外枪管上并检测该检测腔内的压力变化。在外枪管已连接到被加注装置，内枪管未连接到被加注装置上时，内枪管与外枪管之间形成检测腔，检测器能够方便的检测该检测腔内的气压变化。
进一步，在加注枪体上设置有锁定装置，该锁定装置与控制器电连接并用于锁定外枪管与被加注装置的连接状态。该结构的锁定装置能够将加注枪体的外枪管锁定为与被加注装置的连接状态，从而防止泄漏状态下的加注枪体被拔出。
进一步，锁定装置包括用于控制内枪管与外枪管的相对滑动伺服电机、及设于外枪管上的卡爪机构，内枪管相对与外枪管滑动可带动卡爪机构锁定或解锁加注枪体与被加注装置的连接状态。该结构的结构简单，具有联动性，降低简化加注枪体结构。通过伺服电机在是实现加注枪体的自动连通的情况下，能够有效的还能够锁定内枪管与外枪管的相对位置。
进一步，外枪管的侧壁内设有吹气孔，吹气孔与氮气供应系统相连，吹气孔的出口位于加注枪体的接口处并用于吹扫加注枪体的接口，氮气供应系统由控制器控制。这样可以在加注前强制执行吹扫动作，否则加液枪无法执行后续操作，从而保持加注口的清洁，保证密封效果及防止结霜及结冰现象的产生。
进一步，内枪管内设有与其密封配合的阀芯，阀芯由被加注装置推动并相对于内枪管后移，从而使加注枪体与被加注装置连通。该结构的阀芯能够保证密封，防止加注枪体内LNG或其它低温介质的泄漏。
进一步，其配套系统，包括LNG系统及加注管路，加注枪体通过加注管路连通LNG系统，检测器检测加注管路或加注枪体是否泄漏，并使控制器控制泄压电磁阀开闭。
进一步，加注枪体的拔出方法，包括以下步骤：
步骤1：关闭LNG系统，并断开内枪管与被加注装置的连通关系，锁定外枪管与被加注装置的连接关系；
步骤2：检测器检测加注枪体接口处内枪管与外枪管之间的压力变化，当压力变化达到设定值时，打开泄压电磁阀至在加气枪中压力低于设定值，然后关闭泄压电磁阀并解锁外枪管与被加注装置的连接关系。
通过压力变化判断是否泄漏LNG或其它低温介质，防止超低温介质喷出，造成人员被冻伤等安全隐患。
进一步，其加注步骤如下：
吹扫：手动将加注枪体的外枪管连接到被加注装置上，并锁定外枪管与被加注装置的连接，然后利用氮气对加注枪体的接口吹扫；
加注：内枪管相对于外枪管滑动，使被加注装置与内枪管配合连通，然后打开LNG系统；
检测：加注完成后，关闭LNG系统，控制内枪管相对于外枪管滑动并脱离被加注装置，外枪管与被加注装置的连接保持锁定，检测器检测加注枪体接口处的压力变化；
泄压：当加注枪体接口处的压力变化达到设定值时，控制器控制泄压电磁阀打开至加注枪体中压力低于设定值，然后解锁外枪管与被加注装置的连接状态。
该加注方法，能够快速单人完成吹扫，加注过程，并保证吹扫加注过程的安全性。
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、加注枪体插枪、拔枪的动作依靠伺服电机驱动自动实现，人员只需将加注枪体放置到加注口即可，从而方便操作，大大减轻了人员的劳动强度。
2、由于采用伺服电机实现自动控制，同时设置了压力传感器对加注过程及其内密封的状态进行检测，有明显泄漏则进行锁定无法取枪，从而完全保证取枪过程中的安全性。
3、自动吹扫机构可以保证在加注前强制对加注口及枪体密封位置进行吹扫，减少结冰现象及延长密封件的使用寿命。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是智能加注枪的结构图；
图2是智能加注枪的控制部份工艺流程图。
附图标记：1-控制器，2-排放管路，3-LNG系统，4-泄压电磁阀，5-加注管路， 6-加注枪体，61-外枪管，62-内枪管，63-卡爪机构，64-伺服电机，65-压力传感器，66-吹气孔，7-被加注装置，71-接口座，72-接口阀。
具体实施方式
本发明公开了一种智能加注枪及其配套系统，包括加注枪体、LNG系统、检测泄压系统、锁定系统及吹扫系统；
主体部份包括LNG系统3、加注管路5、控制器1及加注枪体6，加注枪体6通过加注管路5连通LNG系统3，LNG或其它低温介质依次通过加注管路5、及加注枪体6加注到被加注装置中。
加注枪体6包括外枪管61、内枪管62、外密封组件、及内密封组件，内枪管62位于外枪管61内并可沿外枪管61滑动，外枪管61及内枪管62的接口配合于被加注装置的接口。内枪管62内设有与其密封配合的阀芯，阀芯由被加注装置推动并相对于内枪管62后移，从而使加注枪体6与被加注装置连通。外密封组件装设于内枪管62外部一端；用于与加注口的密封，在内枪管62的管壁内设有内密封组件，用于取枪后的密封，保证介质不会从枪体泄漏。
在加注枪体6上设置有锁定装置，锁定装置包括伺服电机64和设于外枪管61上的卡爪机构63，内枪管62相对与外枪管61滑动可控制卡爪机构63锁定或解锁加注枪体6与被加注装置的连接状态。伺服电机64用于控制内枪管62与外枪管61的相对滑动。该锁定装置与控制器1电连接并用于锁定加注枪体6与被加注装置的连接状态。内枪管62与伺服电机64相连接的导杆机构配合在一起，通过伺服电机64的动作控制内枪管62与外枪管61的相对运动，保证插枪和拔枪的顺利进行。
检测泄压系统包括泄压电磁阀4、排放管路2、和检测器，检测器一般采用压力传感器，检测器安装在加注枪体6上，检测器设置在加注管路5或加注枪体6上并用于检测加注管路5是否泄漏，检测器一般位于外枪管61的接口处，加注管路5通过泄压电磁阀4连通排放管路2，检测器及泄压电磁阀4与控制器1电连接。内枪管62相对于外枪管61滑动时，内枪管62及外枪管61的接口配合可形成检测腔，控制器1通过检测器检测该检测腔内的压力变化以控制泄压电磁阀4。
吹扫系统包括设于外枪管61的侧壁内设有吹气孔66、及与吹气孔66相连的氮气供应系统，吹气孔66的出口位于加注枪体6的接口处并用于吹扫加注枪体6接口，氮气供应系统可与控制器1电连接。
本发明在使用时，首先将加注枪体6连接到被加注装置上，外枪管61与被加注装置的接口座71对接，完成后，伺服电机64控制内枪管62前进，内枪管62推动卡爪机构63卡接口座71，氮气供应系统向加注枪体6的吹气孔66通入氮气，利用氮气对内枪管62与接口座71之间的空间进行吹扫，吹扫完成后，伺服电机64继续推动内枪管62前进，并顶开接口阀72，同时接口阀72也顶开内枪管62中部的阀芯，使加注枪体6与被加注装置连通，然后，打开LNG系统3进行加注，加注完成后，关闭LNG系统3，伺服电机64控制内枪管62后退，接口阀72和阀芯在弹簧作用下重新密封，且保持卡爪机构63抓紧接口座71，检测器检测内枪管62与接口座71之间的空间是否有气压波动，从而判断是否泄漏，判断为泄漏时，控制器1控制泄压电磁阀4打开，在2-3s内，加注管路5和加注枪体6中的LNG或其它低温介质在气化产生的压力和自身压力下，进入到排放管路2中，排放完成后，关闭泄压电磁阀4，然后伺服电机64继续控制内枪管62后退，直至卡爪机构63在脱离接口座71，使加注枪体6能够从接口座71处被拔出。
实施例2：
基于实施例1的智能加注枪及其配套系统，其加注枪体6的拔出方法，包括以下步骤：
步骤1：关闭LNG系统，并断开内枪管与被加注装置的连通关系，锁定外枪管与被加注装置的连接关系；
步骤2：检测器检测加注枪体接口处内枪管与外枪管之间的压力变化，当压力变化达到设定值时，打开泄压电磁阀至在加气枪中压力低于设定值，然后关闭泄压电磁阀并解锁外枪管与被加注装置的连接关系。
实施例3
基于实施例1的智能加注枪及其配套系统，其LNG或其它低温介质加注步骤如下：
吹扫：手动将加注枪体的外枪管连接到被加注装置上，并锁定外枪管与被加注装置的连接，然后利用氮气对加注枪体的接口吹扫；
加注：内枪管相对于外枪管滑动，使被加注装置与内枪管配合连通，然后打开LNG系统；
检测：加注完成后，关闭LNG系统，控制内枪管相对于外枪管滑动并脱离被加注装置，外枪管与被加注装置的连接保持锁定，检测器检测加注枪体接口处的压力变化；
泄压：当加注枪体接口处的压力变化达到设定值时，控制器控制泄压电磁阀打开至加注枪体中压力低于设定值，然后解锁外枪管与被加注装置的连接状态。

Claims (7)

1.一种智能加注枪，其特征在于，包括加注枪体（6）及控制器，加注枪体（6）上设有检测器，加注枪体（6）通过泄压电磁阀（4）连通排放管路（2）；泄压电磁阀（4）及检测器分别与控制器电连接；当检测器检测到加注枪体（6）泄漏时，控制器控制泄压电磁阀打开；
加注枪体（6）包括外枪管（61）、及内枪管（62），内枪管（62）位于外枪管（61）内并可沿外枪管（61）滑动，外枪管（61）及内枪管（62）的接口与被加注装置的接口配合；
外枪管（61）与被加注装置连接后，内枪管（62）与被加注装置连接前，在内枪管（62）及外枪管（61）的接口处配合形成检测腔，检测器设于外枪管（61）上并检测该检测腔内的压力变化；
在加注枪体（6）上设置有锁定装置，该锁定装置与控制器（1）电连接并用于锁定外枪管（61）与被加注装置的连接状态。
2.如权利要求1所述的智能加注枪，其特征在于，锁定装置包括用于控制内枪管（62）与外枪管（61）的相对滑动伺服电机（64）、及设于外枪管（61）上的卡爪机构（63），内枪管（62）相对与外枪管（61）滑动可带动卡爪机构（63）锁定或解锁加注枪体（6）与被加注装置的连接状态。
3.如权利要求1所述的智能加注枪，其特征在于，外枪管（61）的侧壁内设有吹气孔（66），吹气孔（66）与氮气供应系统相连，吹气孔（66）的出口位于加注枪体（6）的接口处并用于吹扫加注枪体（6）的接口，氮气供应系统由控制器（1）控制。
4.如权利要求1所述的智能加注枪，其特征在于，内枪管（62）内设有与其密封配合的阀芯，阀芯由被加注装置推动并相对于内枪管（62）后移，从而使加注枪体（6）与被加注装置连通。
5.如权利要求1-4任一项所述的智能加注枪，其特征在于，其配套系统，包括LNG系统（3）及加注管路（5），加注枪体（6）通过加注管路（5）连通LNG系统（3），检测器检测加注管路（5）或加注枪体（6）是否泄漏的，并使控制器（1）控制泄压电磁阀（4）开闭。
6.如权利要求5所述的智能加注枪，其特征在于，加注枪体的拔出方法，包括以下步骤：
步骤1：关闭LNG系统（3），并断开内枪管（62）与被加注装置的连通关系，锁定外枪管（61）与被加注装置的连接关系；
步骤2：检测器检测加注枪体（6）接口处内枪管（62）与外枪管（61）之间的压力变化，当压力变化达到设定值时，打开泄压电磁阀（4）至在加气枪中压力低于设定值，然后关闭泄压电磁阀（4）并解锁外枪管（61）与被加注装置的连接关系。
7.如权利要求6所述的智能加注枪，其特征在于，其加注步骤如下：
吹扫：手动将加注枪体（6）的外枪管（61）连接到被加注装置上，并锁定外枪管（61）与被加注装置的连接，然后利用氮气对加注枪体（6）的接口吹扫；
加注：内枪管（62）相对于外枪管（61）滑动，使被加注装置与内枪管（62）配合连通，然后打开LNG系统（3）；
检测：加注完成后，关闭LNG系统（3），控制内枪管（62）相对于外枪管（61）滑动并脱离被加注装置，外枪管（61）与被加注装置的连接保持锁定，检测器检测加注枪体接口处的压力变化；
泄压：当加注枪体接口处的压力变化达到设定值时，控制器（1）控制泄压电磁阀（4）打开至加注枪体中压力低于设定值，然后解锁外枪管（61）与被加注装置的连接状态。
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