CN214619013U - 一种气压主动锁定型加氢枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气压主动锁定型加氢枪，包括枪体、枪座和握把，枪体内设置有加氢机构和泄压机构，加氢机构通过加气管道与泄压机构中的泄放管道连接，加氢机构与车辆端连接，枪体加氢口内设置有吹除机构，枪体内还设置有双重机械锁紧结构和气压主动锁紧机构。气压主动锁紧机构包括轴套一、锁杆、复位弹簧二、密封圈，锁杆一端设置有挡位凸台，锁杆另一端与轴套一上设置的凹槽活动配合，锁杆外侧套设有复位弹簧二，复位弹簧二的两端分别抵靠在挡位凸台和轴套一内侧。本实用新型提供的气压主动锁定型加氢枪，不仅避免了蹦枪的危险，而且去除了冰块，避免了冰块对车辆接口内部密封件一的损伤。

Description

一种气压主动锁定型加氢枪

技术领域

本实用新型涉及新能源氢燃料电池车技术领域，尤其涉及一种气压主动锁定型加氢枪。

背景技术

新能源产业是当今社会发展的趋势，在能源问题日益凸显和政府的大力支持下，氢能技术产业得到快速的发展，随之带动氢燃料电池动力系统及整车的关键技术突破，氢燃料电池车逐渐进入市场，特别是在发达城市越来越多的市民接受并使用氢燃料电池汽车。加氢枪是一个重要环节的核心设备，用于将生产的氢能加注到氢燃料电池汽车中。为实现氢能快速安全的加入到氢燃料汽车中，氢气的加注压力标准逐步提升，国外已研制出25MPa、35MPa以及70MPa加氢枪，国内已研制出35MPa加氢枪。

目前加氢机的应用上，大多加氢枪与车辆连接后只是采用机械方式进行锁紧，但这个锁紧力的上限是一个固定值，对于压力不断增加的情况，可能会有脱出的危险，且当发生无法预防人为外力或误操作的情况下，仍有可能产生蹦枪的风险，存在极大的安全隐患；此外，氢气加注时一般将氢气冷却至-10°C或-40°C，低温的氢气会对加氢口及枪体进行冷却，当加氢结束后，加氢口从车辆端移出暴露在空气中，枪体的温度远远低于周围环境的温度，加氢口内壁会迅速冷凝结冰，如再进行给下一辆车加氢时，冰块在高速流动的氢气推动下会划伤车辆接口内部密封件一，导致加氢泄露的安全隐患。

因此，为解决市场现有产品中的问题，本实用新型提出了一种气压主动锁定型加氢枪，可很好的解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气压主动锁定型加氢枪，解决了如何避免加氢过程中安全隐患大的技术难题，不仅避免了蹦枪的危险，而且去除了冰块，避免了冰块对车辆接口内部密封件一的损伤。

一种气压主动锁定型加氢枪，包括枪体、枪座和握把，所述枪体内设置有加氢机构和泄压机构，所述加氢机构通过加气管道与所述泄压机构中的泄放管道连接，所述加氢机构与车辆端连接，所述枪体加氢口内设置有吹除机构，所述枪体内还设置有用于固定所述加氢机构的双重机械锁紧结构和气压主动锁紧机构，所述泄压机构与所述握把上设置的扳机连接。

所述气压主动锁紧机构包括轴套一、锁杆、复位弹簧二、密封圈，所述锁杆一端设置有挡位凸台，所述锁杆另一端与所述轴套一上设置的凹槽活动配合，所述锁杆外侧套设有复位弹簧二，所述复位弹簧二的两端分别抵靠在所述挡位凸台和轴套一内侧。

所述吹除机构包括吹除气道、喷气回路及喷气机构，所述加氢机构包括加氢阀芯，所述吹除气道与所述加氢阀芯连接。

所述吹除气道具有两条，所述吹除气道与加氢通道呈平行状态，所述吹除气道与阀芯连接处呈L型通孔，所述L型通孔与所述加氢阀芯之间设有密封件二，所述加氢阀芯与所述加氢通道或者所述吹除气道活动连接。

喷气回路及时吹除加氢后加氢口内部的冷凝水及结冰，防止损伤管路，或影响加气设备的再次使用，解决了传统加氢枪使用效率低的问题。

进一步的，加氢机内部设有单独的吹除动力与空气干燥系统，将空气进行干燥并提供吹气动力，加氢机内部的吹除系统吹气管与加氢枪尾部的吹除气道连接，加氢口内部设有吹除机构，通过吹除气道对加氢阀芯内壁喷吹干燥空气或氮气，将加氢结束后加氢口暴露空气中瞬时在内部形成冷凝结冰吹除干净。

枪内设有两条吹除气道，加氢阀芯通道后侧设有气孔，加氢时阀芯后移与加气通道接通，加氢结束后阀芯前移与吹除气道接通，对其内部冷凝水进行吹除。

所述双重机械锁紧结构包括轴套二、靠近所述轴套二内壁设置的卡爪、分别设置在所述卡爪两端的紧固弹簧一和紧固弹簧二，所述轴套二内设置有衬套，所述卡爪一端的凸台嵌入在所述衬套上；

所述轴套二的外端连接有轴套一，所述衬套外侧通过若干复位弹簧一连接在所述轴套二的内壁上，所述衬套中心穿设有阀芯，所述阀芯和所述衬套之间还设置有密封件二。

双重机械锁紧机构是卡爪凸台嵌入车端加氢口凹槽后，轴套二对卡爪径向锁住，扳机按下锁住轴套二。

在未加气的状态下，紧固弹簧一和紧固弹簧二均处于放松状态，对卡爪起限位作用，加气时，压缩紧固弹簧产生压力，推动保护套向前移动，将卡爪向中间挤压直到极限位置可完成机械锁紧。

轴套一和轴套二连接，气压主动锁紧机构的锁芯锁住轴套一，使其轴向不能滑动。

轴套上设有与锁杆配合的凹槽，轴套可在加氢管轴向方向进行滑动，锁杆上设有挡位凸台，挡位凸台前端设有复位弹簧，未加气的状态下，复位弹簧一处于预压缩状态，锁杆处于复位状态；在进气端接通的情况下，气道内存在高压气体，气体压力直接作用于气腔的内壁，进而作用气腔内部垂直加氢口方向的锁杆底部，高压气体推动锁杆前移进入轴套凹槽，固定轴套使其轴向方向固定，此时弹簧处在进一步压缩的状态；进一步的，当加氢结束枪内高压泄放后，作用在锁杆底部的压力消除，复位弹簧一进行回弹；锁杆在复位弹簧一作用下复位，从轴套凹槽脱出，压力主动锁紧系统解除，轴套可进行轴向运动。

所述泄压机构包括泄压阀芯、设置在所述泄压阀芯外壁的密封件一、套设在所述泄压阀芯外侧的复位弹簧三，复位弹簧三的两端分别抵靠在固定件一和固定件二上，所述泄压阀芯内设有T型通孔，所述T型通孔与泄放回路联通，所述泄放回路与加氢站内低压储气罐连接，所述泄压阀芯外端与扳机连接。

该设计加氢枪内的遗留高压气体能够通过排气管路进入站内低压储气罐内，能够有效地对枪体腔内的遗留高压气体进行泄压排放；

加氢前加氢枪接口与车辆端连接，连接后按下扳机，扳机先推动轴套进行机械锁紧，扳机推动泄压阀芯前移，泄压阀芯内设有T型通孔，泄压阀芯外壁被密封件二密封，泄压阀芯前移然后关闭泄放回路；进一步的，加氢结束后扳机复原，泄压阀芯在复位弹簧二作用下复位，泄压阀芯内T型通孔与泄放回路联通，高压气体通过泄压回路泄放至加氢站内低压储气罐内；

进一步的，高压气体泄放后枪内气压处于常压状态，扳机进一步复位，将推动轴套后移，机械锁紧功能解除，此时，加氢枪可安全从车辆端接口移出，加氢结束。

本实用新型达成以下显著效果：

（1）通过设置双重机械锁紧结构和气压主动锁紧机构，利用卡爪和锁杆的共同作用，保证了锁紧机构及内部高压泄放机构的的可靠性；

（2）设置有吹除机构，通过吹除气道对加氢阀芯内壁喷吹干燥空气或氮气，将加氢结束后加氢口暴露空气中瞬时在内部形成冷凝结冰吹除干净，避免了冰块在高速流动的氢气推动下会划伤车辆接口内部密封件一的问题，避免了加氢泄露的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型实施例中加氢枪的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中加氢枪的剖视图。

图3为本实用新型实施例中气压主动锁紧机构的结构图。

图4为本实用新型实施例中加氢枪的外部结构图。

其中，附图标记为：11、保护套；12、枪体；13、加氢口；21、紧固弹簧一；22、卡爪；23、紧固弹簧二；24、衬套；25、轴套一；26、轴套二；27、复位弹簧一；32、凹槽；33、锁杆；34、密封圈；35、复位弹簧二；41、阀芯；42、加氢通道；43、阀芯弹簧；44、主气道；50、泄压通道；51、泄压机构；52、扳机；53、固定件一；54、复位弹簧三；55、泄压阀芯；56、密封件一；57、固定件二；61、密封件二；62、气道；63、衬套气道；64、吹除气道。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

加氢机构由阀芯41，阀芯弹簧43及密封结构组成，阀芯呈中空管状结构，阀芯尾部设有气道，阀芯后端设有阀芯弹簧43，加氢前所述阀芯弹簧呈复位状态，阀芯尾部气道与加氢枪的吹除气道64联通，吹除气道与衬套气道63连接，密封件二61上设置有气道62，阀芯与主气道44呈关闭状态；加氢时阀芯41头部与车端加氢口连接，连接时车端加氢口顶住阀芯41后移，阀芯41后移压缩阀芯弹簧43，阀芯41后移其尾部气道与主气道44联通，加氢枪吹除气道64关闭，当加氢结束后，阀芯41从车端加氢口移除，阀芯弹簧43复原，阀芯41在阀芯弹簧43作用下前移，与加氢主气道关闭，又与吹除气道64联通。

在未加气的状态下，紧固弹簧一21处于放松状态，紧固弹簧二23对卡爪22起限位作用；在加气时，加氢口13插入车端接口，将卡爪22向四周顶开。紧固弹簧一21的作用，卡爪22存在一个径向的收紧力，使得加氢口13插入一定距离后卡爪22上的凸起嵌入加气口上的凹槽32；加氢口13插入完成后，轴套一25在复位弹簧的作用下向前移动，通过其前端的斜面接触将卡爪22向中间挤压，对车辆端接口锁紧，防止加氢枪从加氢口13脱出。

如图1所示，进一步的，采用双重机械锁紧结构和气压主动锁紧机构设计，这个锁紧力的上限是一个固定值，对于压力不断增加的情况，可能会有脱出的危险；

双重机械锁紧结构包括轴套二26、靠近轴套二26内壁设置的卡爪22、分别设置在卡爪22两端的紧固弹簧一21和紧固弹簧二23，轴套二26内设置有衬套24，衬套24还与卡爪22连接，轴套二26的外端连接有轴套一25，衬套24通过若干复位弹簧一27连接在轴套的内壁上，所述衬套24中心穿过有阀芯41，所述阀芯的内端设置有阀芯弹簧43。

气压主动锁紧机构由锁杆33、密封圈34、复位弹簧二35组成，对应锁杆33位置的轴套一25上设有与锁杆33配合的轴套一25凹槽32，轴套一25可在加氢管轴向方向进行滑动，锁杆33上设有挡位凸台，挡位凸台前端设有复位弹簧二35，未加气的状态下，复位弹簧二35处于预压缩状态，锁杆33处于复位状态；

在进气端接通的情况下，气道28内存在高压气体，气体压力直接作用于气腔的内壁，进而作用气腔内部垂直加氢口13方向的锁杆33底部，高压气体推动锁杆33前移进入轴套一25凹槽32，固定轴套一25使其轴向方向固定，此时复位弹簧二35处在进一步压缩的状态。

进一步的，当加氢结束枪内高压泄放后，作用在锁杆33底部的压力消除，复位弹簧二35进行回弹；锁杆33在复位弹簧二35作用下复位，从轴套一25凹槽32脱出，压力主动锁紧系统解除，轴套一25可进行轴向运动，带动轴套二26运动，锁紧装置解除。

如图1、图3所示，进一步的，枪体12设有泄压机构51，泄压机构51包括泄压阀芯55、密封在泄压阀芯55外壁的密封件一56、套设在泄压阀芯55外侧的复位弹簧三54，复位弹簧三54两端分别抵靠在固定件一53和固定件二57上，泄压阀芯55内设有T型通孔，T型通孔与泄放回路联通，泄放回路与加氢站内低压储气罐连接，泄压阀芯55外端与扳机52连接。

加氢前加氢枪接口与车辆端连接，连接后按下扳机52，扳机52先推动轴套进行机械锁紧，然后扳机52推动泄压阀芯55前移，泄压阀芯内设有T型通孔，泄压阀芯外壁被密封件一密封，泄压阀芯前移然后关闭泄放回路；进一步的，加氢结束后扳机52复原，泄压阀芯55在复位弹簧三43作用下复位，泄压阀芯内T型通孔与泄放回路联通，高压气体通过泄压回路泄放至加氢站内低压储气罐内。

进一步的，高压气体泄放后，枪内气压处于常压状态，扳机52进一步复位将推动轴套一25后移，轴套一25与轴套二26固定连接，轴套二26后移，内平面与卡爪22头部限位平面脱离，卡爪22可经行径向运动，机械锁紧功能解除，此时加氢枪可安全从车辆端接口移出，加氢结束。

如图2所示，进一步的，加氢口13内部设有吹除机构，枪身内设两条吹除气道64，对应衬套24位置设有两条吹除气道64，两条吹除气道64呈平行状，左右对称分布在加气通道两侧，吹除气道64呈L型通孔，L型短通孔与阀芯气道28之间设有密封件一，密封件一上设有气道28，加氢时阀芯后移与加气通道接通，加氢结束后阀芯前移与吹除气道接通，干燥空气或氮气通过吹除气道对加氢阀芯内壁喷吹干燥空气或氮气，将加氢结束后加氢口13暴露空气中瞬时在内部形成冷凝结冰吹除干净。

注：加氢枪的外部结构示意图如图4所示。

以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种气压主动锁定型加氢枪，包括枪体、枪座和握把，其特征在于，所述枪体内设置有加氢机构和泄压机构，所述加氢机构通过加气管道与所述泄压机构中的泄放管道连接，所述加氢机构与车辆端连接，所述枪体加氢口内设置有吹除机构，所述枪体内还设置有用于固定所述加氢机构的双重机械锁紧结构和气压主动锁紧机构，所述泄压机构与所述握把上设置的扳机连接。

2.据权利要求1所述的气压主动锁定型加氢枪，其特征在于，所述气压主动锁紧机构包括轴套一、锁杆、复位弹簧二、密封圈，所述锁杆一端设置有挡位凸台，所述锁杆另一端与所述轴套一上设置的凹槽活动配合，所述锁杆外侧套设有复位弹簧二，所述复位弹簧二的两端分别抵靠在所述挡位凸台和轴套一内侧。

3.根据权利要求2所述的气压主动锁定型加氢枪，其特征在于，所述吹除机构包括吹除气道、喷气回路及喷气机构，所述加氢机构包括加氢阀芯，所述吹除气道与所述加氢阀芯连接。

4.根据权利要求3所述的气压主动锁定型加氢枪，其特征在于，所述吹除气道具有两条，所述吹除气道与加氢通道呈平行状态，所述吹除气道与阀芯连接处呈L型通孔，所述L型通孔与所述加氢阀芯之间设有密封件二，所述加氢阀芯与所述加氢通道或者所述吹除气道活动连接。

5.根据权利要求4所述的气压主动锁定型加氢枪，其特征在于，所述双重机械锁紧结构包括轴套二、靠近所述轴套二内壁设置的卡爪、分别设置在所述卡爪两端的紧固弹簧一和紧固弹簧二，所述轴套二内设置有衬套，所述卡爪一端的凸台嵌入在所述衬套上；

所述轴套二的外端连接有轴套一，所述衬套外侧通过若干复位弹簧一连接在所述轴套二的内壁上，所述衬套中心穿设有阀芯，所述阀芯和所述衬套之间还设置有密封件二。

6.根据权利要求5所述的气压主动锁定型加氢枪，其特征在于，所述泄压机构包括泄压阀芯、设置在所述泄压阀芯外壁的密封件一、套设在所述泄压阀芯外侧的复位弹簧三，复位弹簧三的两端分别抵靠在固定件一和固定件二上，所述泄压阀芯内设有T型通孔，所述T型通孔与泄放回路联通，所述泄放回路与加氢站内低压储气罐连接，所述泄压阀芯外端与扳机连接。

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