CN107401676A - Lng喷嘴安全锁定机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LNG喷嘴安全锁定机构。本发明涉及用于将LNG喷嘴连接至LNG车辆储罐插口的联接器，以及它们与用于加燃料的LNG车辆储罐的连接装置。本发明包括一种双连接系统，其通过结合两种不同锁定机构：一个是具有锁定手柄的所谓“夹头型”锁定机构，以及两个阀式插口以及具有旋转手柄的阀式喷嘴机构，向被锁定到位于车辆储罐上的LNG插口的LNG喷嘴锁定机构提供额外安全。

Description

LNG喷嘴安全锁定机构

技术领域

本发明涉及一种用于将LNG喷嘴连至LNG车辆储罐插口的联接器，以及涉及它们与用于燃料的LNG车辆储罐的连接装置。

背景技术

存在常见联接器，用于从LNG站或者移动加燃料车辆至LNG车辆储罐的LNG传递。它们都依靠止回阀，止回阀在理想情形下能够将流动暂停，但是，如果来自储罐的压力在断开时太高的话止回阀会发生故障。如果车辆储罐具有的压力相比于输送用储罐太高，那么公知联接器系统允许一些排气。两种公知联接器还依靠表面抛光并且形成准确度以及高纯度连接表面以用较小力连接。而且，喷嘴每天能够用于多个车辆，要求的精细装配和抛光会变差而导致困难。该情形因喷嘴和容器的低温而加剧，零下196度，这使得金属易碎而受到磨耗。喷嘴和容器的连接部分的所有部件由硬化不锈钢制成，用于最大化地防止磨损及破坏。但是，这是延迟破坏而不是防止破坏。泄漏连接以及不适配喷嘴的LNG蒸汽(甲烷)损失是安全和环境问题。

第一常见联接器是“J.C.Carter类型夹头系统”，其锁定整个联接器并且其锥形夹头被向下推动过容器，并且利用向下移动以及来自一对锁定双剪刀手柄的压力而紧固。为了长期稳定性，需要的压力以及来自刮料的潜在损失是两个问题。

其他公知联接器系统也申请了专利，即专利号US6945477。这是所谓的“Kodiak系统”，其包括阀式插口以及阀式喷嘴。插口的外环中的辊沿着喷嘴被接收在螺旋形通道中。在喷嘴与插口完全断开之前，每个通道中的凹口或者棘爪提供了排气流体。喷嘴具有旋转手柄组件以锁定在联接器中。

对于该专利申请的其余部分，锁定手柄指的是喷嘴设计的下拉手柄，下拉手柄锁定夹头，旋转手柄指的是如下手柄：其旋转以将阀式插口锁定至阀式喷嘴。

现有技术在大多数应用中是满意的。但是，LNG联接器设备提出了挑战：

-一个挑战是材料极冷，零下196度。泄漏材料或者气流倒行出车辆储罐会对操作员造成损伤。这已经导致实践中使用操作员不喜欢的过量的个人保护装备。此外，除了允许低温的手套，操作员需要佩戴下至膝部的长围裙，在膝部有具有清楚固体护罩的钢盔。

-第二个挑战是，甲烷是一种非常强列的温室气体，温室气体的影响是一氧化碳影响的19倍或更多。从环境来看，燃料操作的泄漏是不能接受的。

以下列出涉及该发明的其他专利：Harry H.Hammond,Thomas D.Karcher提交于1974年10月22日的美国专利US3842614A；Ojars Maldus提交于1982年9月7日的美国专利US4347870A；Glen B Bryski,Martine E,Gordon,Patrick K.Griffin John J.Holzinger提交于1994年7月4日的美国专利US5429155A；Todd Lambert,Keith J.Anderson提交于2005年9月20日的美国专利US6945477B2；Joseph R.Marbon,Steven D.Erickson提交于2006年9月26日的美国专利US7111641B2；Todd Lambert,Shwan Davis Ellis,MarioAlejandro提交于2008年12月30日的美国专利US7469718B2；Thomas Curtis,BrookSamuel,Douglas,Chambers提交于2011年1月13日的美国专利申请US20060026969；以及Ervin Weh,Wolfgang Web的美国专利申请US20110005639。

参考引证专利US3842614，描述了一种联接器布置，其不具有夹头，使用球型锁定机构。球型设备的目的是在用于冰形成的球之间留下开口，使得冰能够易于破碎而无需加热联接器。该布置是陈旧的，但是却是首批LNG专利之一。没有将当前发明的两个元件与单独联接锁定器以及夹头锁定机构结合。

参考引证专利US4347870，教导了一种快拆雌联接器与杆操作阀。杆将操作联接器内部的凸轮，其将拉动雌联接器的阀组件并且将柱塞推入雌联接器的阀。在当前技术的反面中，雌联接器是主要设备。不与本发明的锁定机构结合。

参考引证专利US5429155，雄和雌端部均具有提升阀，提升阀结合并且在外部密封在密封连接件的雄端部上。再次，对联锁件与夹头锁定机构未结合。

参考引证专利US6945477，其仅具有一个连接用“Kodiak类型”机构，而不具有夹头型连接机构。

参考引证专利US7111641，描述了具有两个连接机构的快速连接系统，但是在该专利中两个连接机构都是环式连接器，没有一个是夹头型连接器。此外，该专利不用于低温连接器。

关于引证专利US7469718，该专利是对套筒的修改，防止结冰。其允许雌联接器对来自储罐的甲烷气体进行气体吹扫以防止结冰。尽管其在联接器本身中有双环，但是其不充当双紧固设备，而是创建用于气体吹扫的腔室。

关于引证专利申请US20060026969，其涉及LNG喷嘴上的绝缘靴以防止冰集聚。该靴构造在标准夹头型连接喷嘴上，并且其不提供诸如该报告中检索的设备中的第二锁定设备。

关于引证专利申请US20110005639，其是标准Parker Hannifin或JC Carter喷嘴的变型，其中，手杆(该申请使用一个杆而不是两个)被锁定至恰当位置并且在打开之前需要被释放。该系统使用一个夹头型连接设备，而不是此处描述的双连接设备。

发明内容

正如之前提到和讨论的，通常存在将LNG喷嘴锁入车辆储罐上的LNG插口中的两种不同方法：

-一个方法是快拆喷嘴，类似于JC Carter的50GPM喷嘴，型号#的50E701型号、1、2和3。该喷嘴使用夹头，当向下推动手柄时该夹头锁定在连接器上。

-用于LNG传递的第二类型连接设备被其制造商称为“Kodiak设备”，其是这样一种联接器设备，其中，联接器的连接至燃料源的一个端部拧入车辆储罐上的联接器插口中，当联接器设备锁定在适当位置时阀自动打开。

本发明限定在第一方面1中。其特征在于，其包括双连接系统以向用于锁定到车辆储罐上的LNG插口中的LNG喷嘴锁定机构提供额外安全性。

更尤其，本发明结合两个不同的锁定机构：一个是具有锁定手柄的所谓“夹头型”锁定机构，以及两个阀式插口以及具有旋转手柄的阀式喷嘴机构。

这能够通过使用阀式插口来实现，其具有类似于专利US6945477B2中描述的特征，其具有的旋转手柄足够小以当锁定手柄被向下推动从而将夹头锁定在适当位置时装配在锁定手柄下方。当锁定时锁定手柄的位置可能需要调节，因此它们不接触最终位置的旋转手柄。

该操作需要将阀式喷嘴段插入阀式插口，同时这两个部分利用旋转手柄锁定在一起。然后用于夹头的锁定手柄将被朝着车辆储罐向下推动并且被锁定。因此存在处于适当位置的两种锁定，为了安全以及为了显著地最小化会对环境有害的甲烷释放。

本发明是一种更安全的燃料喷嘴，其在适当地打开喷嘴之前利用四分之一转式设备拧入现有插口中。

正如之前提到的，燃料喷嘴包括“破冰”型喷嘴，还包括四分之一转式卡口，装配成在被打开之前靠着插口拉动喷嘴，从而确保在其打开之前使“破冰”型喷嘴紧密地座靠插口。

也就是说，本发明的更安全的燃料喷嘴包括不同的后续操作步骤(在连接和断开步骤中)：

-在连接步骤，第一步骤包括，操作员将更安全的燃料喷嘴的四分之一转式设备拧入现有插口，因而装配成在被打开之前拉动喷嘴以抵靠插口，从而确保“破冰”型喷嘴在插口被打开之前紧密地座靠插口。

-一旦实现拧入的第一操作，然后操作员关闭杆以打开喷嘴。

-同样地，在断开步骤中，第一操作包括操作员打开杆以适当地打开喷嘴。

-一旦实现打开杆的第一操作，然后操作员拧开更安全的燃料喷嘴的四分之一转式设备以移开燃料喷嘴。

可选地，保护元件能够设置成装配得靠近四分之一转式卡口的内后表面，适于有利地防止气体达到操作员的脸。该保护元件包括具有柱干椎体形表面的部分，这实现前述的功能性。

本发明具有的主要优势是提供一种正锁定件以接合喷嘴，防止当脱开喷嘴时通常遇到的反冲。

结果，该系统提供了抵抗不期望的LNG排放的更高安全性。

完全清楚的是，两个改进特征：“四分之一转式卡口”以及“杆开口”在之前的喷嘴中并未成功地结合，这提供了组合喷嘴的安全特征。

下文解释了本发明的不同元件彼此相互作用以实现本发明的方式：“破冰”喷嘴在其适当安置之前不能够接合-因此不打开。安全程度增强至这样的点：加燃料时需要的个人保护装置较少。

两个主要元件：“四分之一转式卡口”以及“杆开口”能够优选利用铝或塑料或塑料纤维或不锈钢或铜制造。不过，能够使用其他材料，诸如用于重量更轻的部件，但是寿命周期测试是适当的。

另一方面，人工手柄能够替换成等同的致动气缸以打开以及关闭喷嘴。

附图说明

在附图中：

图1示出LNG车辆储罐插口的图片；

图2示出已知LNG喷嘴的图片，其被用两个锁定手柄激活的夹头(所谓的“夹头型”锁定机构)锁定在适当位置；

图3示出LNG阀式插口的图片；

图4示出专利6945477的LNG阀插口的附图；

图5示出已知阀式LNG喷嘴的图片；

图6示出专利6945477的阀式LNG喷嘴的图；

图7示出处于解锁位置的本发明的LNG喷嘴安全锁定机构的可行实施例的立体图；

图8示出图7示出的本发明的LNG喷嘴锁定机构的该实施例的第一侧视图，其中LNG软管和容器也包括在分解图中；

图9示出先前图8中示出的本发明的LNG喷嘴锁定机构的该实施例的第二侧视图；

图10示出图7示出的本发明的LNG喷嘴锁定机构的该实施例的正视图；

图11示出本发明的四分之一转式卡口的不同视图；以及

图12示出图7示出的本发明的LNG喷嘴锁定机构的该实施例的立体分解图。

具体实施方式

如先前提到的，图2示出由利用两个锁定手柄激活的夹头(所谓的“夹头型”锁定机构)锁定在适当位置的现有LNG喷嘴的图片。该类型喷嘴旨在使用在无排气(顶部填充)LNG燃料系统中。该喷嘴的关键特征是位于喷嘴内流动路径中的独立关闭阀。操作员通过利用全程被拉回的手柄将喷嘴推动到插口上而将喷嘴匹配至插口。通过向前推动两个手柄，实现将喷嘴锁定至插口并且打开内阀，能够开始加燃料。当加燃料完成时，操作员将手柄返回至排气位置并且等待剩余LNG的完全排气。然后，通过全程拉回两个手柄能够使喷嘴解锁和脱离匹配。

如先前描述的，本发明的LNG喷嘴安全锁定机构10的优选实施例示出在图7至图11。

在图7至图11的这些附图中示出了锁定手柄11的可行实施例，其呈现双剪刀形状，具有手柄11a、11b和相应的反向手柄16。操作员用他的每个手致动推动每个手柄以向前推动两个手柄接合以及开始加燃料操作，还为了将手柄返回以脱开以及停止加燃料。

手柄11a、11b连接至中央元件18，相应的反向手柄16连接至上元件17。

LNG喷嘴安全锁定机构10的中央外主体12具有柱形形状，其优选沿螺旋形方向具有若干开口22。见图12，内主体24布置在内部部分中，内主体24依靠人工手柄11a、11b以及还在弹性元件23的帮助下相对于保持不动的外主体12轴向地移动。

中央外主体12在后部处结束，形成连接部分15，连接部分15适于连接常规的软管19。

四分之一转式卡口13连接在中央外主体12的对置端部，即在前部。

正如在附图中能够认识到的，可选的保护元件14设置成装配得靠近四分之一转式卡口13的内后表面，其适于防止气体到达处于作业位置的操作员的脸。该保护元件包括具有象鼻锥形表面的部分。其优选具有两个不同部分：第一象鼻锥形部分和第二柱形部分，见图8和图12。第二柱形部分适于连接至中央外主体12的一个端部。

正如尤其在图11和图12能够清楚地看见的，本发明的四分之一转式卡口13包括横向槽25，以便操作员以四分之一转动喷嘴锁定机构10。这些横向槽25优选是盲槽，为了当操作已经结束完整的四分之一转时实现最终位置。作为具体的非限制例子，提供了与插口接合的三个不同的相同狭槽。这三个相同狭槽沿着周边均匀地分布。

正如能够见于图12的，四分之一转式卡口13具有柱形主体，其构造为两个不同部分：第一柱形部分在外表面中设置有盲横向槽，第二柱形部分具有的直径小于第一部分的直径。第二部分适于连接至中央外主体12的一个端部。

优选地，横向槽包括不同的方向：第一前横向部分、另一纵向部分、另一横向部分以及纵向盲端部，见图8。该有利方向有助于四分之一转式卡口抵靠插口20而正确接合。该现有插口20具有对应装置以进入这些盲横向槽25。例如，它们能够是突出装置。

在使用保护元件14的情形下，四分之一转式卡口13的第二部分连接至保护元件14，见图8。

本发明并不限于公开的实施例，而是能够在以下权利要求的范围内变化及修改。

Claims (6)

1.一种用于锁定到位于车辆储罐上的LNG插口中的LNG喷嘴安全锁定机构，其特征在于，所述LNG喷嘴安全锁定机构包括双连接系统以向LNG喷嘴锁定机构提供额外安全性，包括：

-“破冰”型喷嘴，该喷嘴具有夹头，并且

-在前端部处包括四分之一转式卡口，该四分之一转式卡口具有带横向盲槽的部分，所述横向盲槽允许在借助杆件打开所述插口之前所述四分之一转式卡口拉动所述喷嘴而抵靠所述插口；

从而确保所述“破冰”型喷嘴在所述插口被打开之前紧密地座靠所述插口，还防止当脱开所述喷嘴时通常遇到的反冲。

2.根据权利要求1所述的LNG喷嘴安全锁定机构，其特征在于，用于激活所述夹头的所述杆件包括两个锁定手柄。

3.根据权利要求1或2所述的LNG喷嘴安全锁定机构，其特征在于，一保护元件设置成靠着所述四分之一转式卡口的内表面装配，所述保护元件适于防止气体达到操作员。

4.根据权利要求3所述的LNG喷嘴安全锁定机构，其特征在于，所述保护元件包括具有象鼻锥形表面的部分。

5.根据权利要求1所述的LNG喷嘴安全锁定机构，其特征在于，所述四分之一转式卡口的横向盲槽沿着所述四分之一转式卡口部分的周边均匀地分布。

6.根据先前权利要求1至5中任一项所述的LNG喷嘴安全锁定机构，其特征在于，利用从如下材料中选择的材料制造每个部件：铝，和/或塑料，和/或塑料纤维。