一种高压加氢枪安全自锁结构

技术领域

本发明涉及高压加氢枪技术领域，具体涉及一种高压加氢枪安全自锁结构。

背景技术

伴随着石油、天然气、煤等化石能源的消耗量日益增加，其储量逐渐减少，终有一天必将枯竭，开发清洁能源替代化石能源已是世界各国争先研发的课题之一，清洁无污染的燃料电池的研发已势在必行。燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，以燃料和氧气作为原料。如果以氢作为燃料，它的燃烧产物只有水，对环境无污染，而且能循环利用，是理想的二次能源。氢在整个地球环境中储量丰富，氢能作为一种高效、环保的清洁能源，它的开发利用已成为一种趋势。氢气是世界上已知密度最小的气体，极易逃逸，在今后的很长一段时间里，氢气仍将储存在高压容器当中，在使用时也是通过加氢枪将高压气体从储氢站高压容器中转移到燃料电池储氢瓶内，在此过程中尤其需要做好安全防护工作。目前市场上在用的加氢枪是与拉断阀、加氢机串联在一起，拉断阀位于加氢枪和加氢机之间，这种连接方式在拉断阀拉断时能及时密封住加氢机和连接加氢枪的软管内高压气体。

目前所使用的加氢枪的结构包括：枪头壳体，在枪头壳体的前端螺纹连接有枪头套筒，在枪头壳体的内腔中设置枪芯壳体，在枪芯壳体的内腔中从前至后依次设置有阀座套筒、枪芯，枪芯壳体的前端设置有爪片，枪芯壳体的后端与枪身组件相螺纹连接，在阀座套筒内设置有阀座，在阀座中穿设有一根阀芯顶针，在阀芯顶针与枪芯之间设置有第一弹簧，阀芯顶针在第一弹簧的弹力作用下始终具有向前移动至与阀座套筒相接触而截断气体加注通道的趋势，在枪头壳体的后端与枪身组件之间设置有一个压环，压环活动套在枪身组件外部并通过卡簧与枪头壳体相固定连接，在压环与枪芯壳体之间设置有第二弹簧，第二弹簧使压环及枪头壳体始终具有相对枪芯壳体向后移动、使爪片松开加氢口的趋势，在压环的后端设置有一个推环，推环能与枪身组件配合推动压环及枪头壳体克服第二弹簧的弹力向前移动、使爪片夹紧加氢口。

使用时，当加氢枪枪头与燃料电池汽车上的加氢口正确连接时，推动位于枪身组件上的手柄，通过杠杆原理使得推环受到一个沿着加氢枪枪头轴线方向的力，在该力的推动下，推环、压环、枪头壳体、枪头套筒会克服第二弹簧的弹力相对枪芯壳体一起向前移动，在枪头套筒向前移动的过程中，枪头套筒内腔中的环形台阶会作用于爪片的一段斜面上，从而使爪片一起向内收拢闭合而抓紧加氢口，同时阀芯顶针会被加氢口反向推动而克服第一弹簧的弹力向后移动，使阀芯顶针脱离阀座套筒而打开气体加注通道，此时加氢枪反馈给加氢机一个正确连接加氢口的信号，由加氢机控制开始经加氢枪的气体加注通道向加氢口通入高压气体；在加氢机通过加氢枪的气体加注通道向加氢口加注高压氢气的过程中，由于第二弹簧始终处于压缩状态，其伸长的趋势使得枪头壳体与枪芯壳体具有相对运动的趋势，如在加注气体的高压状态下，枪头壳体相对枪芯壳体向后移动时，会导致爪片松开加氢口，造成加氢机与加氢口分离，从而造成严重的安全事故。由此可见，提高加氢枪自身的安全性设计同样显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能提高加氢枪使用安全性的高压加氢枪安全自锁结构。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高压加氢枪安全自锁结构，在高压加氢枪的枪芯壳体上沿周向至少设置有一个径向安装孔，所有径向安装孔通过进气通路与加氢枪内的气体加注通道相连通，在每个径向安装孔中设置有一个自锁密封组件，每个自锁密封组件能沿对应径向安装孔移动接触枪头壳体内壁、并能与对应径向安装孔相接触密封，每个自锁密封组件包括：设置于对应径向安装孔中的密封销钉，在密封销钉的外壁上设置有一圈环形定位槽，在环形定位槽中沿密封销钉轴向依次嵌套有O形密封圈与开口垫圈，所述O形密封圈位于靠近枪芯壳体轴线一侧；当加氢枪内的气体加注通道打开并向加氢口通入高压气体时，气体加注通道内的高压气体会经进气通路进入枪芯壳体上的各个径向安装孔，每个径向安装孔内的自锁密封组件在高压气体的作用下会沿对应径向安装孔向远离枪芯壳体轴线的方向运动，直至自锁密封组件中的密封销钉顶紧在枪头壳体的内壁上，从而将枪头壳体与枪芯壳体相锁紧固定以防止高压加氢枪与加氢口相脱离。

进一步地，前述的一种高压加氢枪安全自锁结构，其中：进气通路的具体结构包括：设置于枪芯上的与加氢枪的气体加注通道相连通的第一径向通孔，设置于阀座套筒与枪芯壳体之间的与各径向安装孔相连通的环形间隙，以及设置于阀座套筒上的连通第一径向通孔与环形间隙的第二径向通孔，所述第一径向通孔、第二径向通孔、以及环形间隙共同形成使气体加注通道与各径向安装孔相连通的进气通路。

进一步地，前述的一种高压加氢枪安全自锁结构，其中：在枪芯壳体上沿周向设置有三个径向安装孔，三个径向安装孔沿周向均匀分布。

进一步地，前述的一种高压加氢枪安全自锁结构，其中：在与枪身组件相螺纹连接的枪芯壳体部位设置有至少一个螺纹孔与至少一个光孔，螺纹孔与光孔均沿周向均匀分布，在每个螺纹孔中设置有一个用于将螺纹连接在一起的枪身组件与枪芯壳体相锁紧的紧定螺钉。

通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：（1）在枪体内部加注高压气体时，增加的自锁安全结构能阻碍加氢枪与加氢口分离，降低了事故发生的几率，提高了使用安全性；（2）充分利用高压气体预膨胀所产生的动力，充分利用加氢枪原有结构特征，在保证加氢枪气密性要求的前提下，提高了加氢枪工作状态下的安全性；并且在高压气体排空后会自主的解锁；（3）结构紧凑，增加的自锁安全结构并未改变加氢枪整体外形尺寸；（4）在高压气体加注过程中，高压气体经枪芯上的第一径向通孔、阀座套筒上的第二径向通孔，以及阀座套筒与枪芯壳体之间的环形间隙通入枪芯壳体上的各个径向安装孔，再作用于各个径向安装孔中的自锁密封组件，气体通道路径长且曲折，有效防止局部气压突变，进一步提高了加氢枪工作状态下的安全性。

附图说明

图1为本发明所述的一种高压加氢枪安全自锁结构的结构示意图。

图2为图1中所示的H部位的放大示意图。

图3为图1左视方向中枪头壳体、枪芯壳体及自锁密封组件的相互位置关系示意图。

图4为自锁密封组件的结构示意图。

图5为枪芯壳体的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，所述的一种高压加氢枪安全自锁结构，包括：在高压加氢枪的枪芯壳体1上沿周向至少设置有一个径向安装孔2，在本实施例中，在枪芯壳体1上沿周向设置有三个径向安装孔2，三个径向安装孔2沿周向均匀分布；所有径向安装孔2通过进气通路与加氢枪内的气体加注通道3相连通，在本实施例中，进气通路的具体结构包括：设置于枪芯9上的与加氢枪的气体加注通道3相连通的第一径向通孔10，设置于阀座套筒11与枪芯壳体1之间的与各径向安装孔2相连通的环形间隙12，以及设置于阀座套筒11上的连通第一径向通孔10与环形间隙12的第二径向通孔13，所述第一径向通孔10、第二径向通孔13、以及环形间隙12共同形成使气体加注通道3与各径向安装孔2相连通的进气通路,由于进气通路长且曲折，能有效防止局部气压突变；在每个径向安装孔2中设置有一个自锁密封组件，每个自锁密封组件能沿对应径向安装孔2移动接触枪头壳体4内壁、并能与对应径向安装孔2相接触密封，每个自锁密封组件包括：设置于对应径向安装孔2中的密封销钉5，在密封销钉5的外壁上设置有一圈环形定位槽6，在环形定位槽6中沿密封销钉5轴向依次嵌套有O形密封圈7与开口垫圈8，所述O形密封圈7位于靠近枪芯壳体1轴线一侧；当加氢枪内的气体加注通道3打开并向加氢口通入高压气体时，气体加注通道3内的高压气体会依次经第一径向通孔10、第二径向通孔13、以及环形间隙12进入枪芯壳体1上的各个径向安装孔2，每个径向安装孔2内的自锁密封组件在高压气体的作用下会沿对应径向安装孔2向远离枪芯壳体1轴线的方向运动，直至自锁密封组件中的密封销钉5顶紧在枪头壳体4的内壁上，从而将枪头壳体4与枪芯壳体1相锁紧固定，防止枪头壳体4与枪芯壳体1发生相对运动，进而防止高压加氢枪与加氢口相脱离；在本实施例中，在与枪身组件14相螺纹连接的枪芯壳体1部位设置有至少一个螺纹孔15与至少一个光孔16，螺纹孔15与光孔16呈沿周向均匀分布，在每个螺纹孔15中设置有一个用于将螺纹连接在一起的枪身组件14与枪芯壳体1相锁紧的紧定螺钉17，通过紧定螺钉能使枪身组件14与枪芯壳体1连接更牢固，提高了加氢枪的使用稳定性与安全性，光孔16用于拆解枪身组件14与枪芯壳体1螺纹连接时钩头扳手的定位柱插入；

使用时，当加氢枪枪头与燃料电池汽车上的加氢口正确连接时，推动位于枪身组件14上的手柄，通过杠杆原理使得推环18受到一个沿着加氢枪枪头轴线方向的力，在该力的推动下，推环18、压环19、枪头壳体4、枪头套筒20会克服第二弹簧21的弹力相对枪芯壳体1一起向前移动，在枪头套筒20向前移动的过程中，枪头套筒20内腔中的环形台阶会作用于爪片22的一段斜面上，从而使爪片22一起向内收拢闭合而抓紧加氢口，同时阀芯顶针23会被加氢口反向推动而克服第一弹簧24的弹力向后移动，使阀芯顶针23脱离阀座套筒11而打开气体加注通道3，此时加氢枪反馈给加氢机一个正确连接加氢口的信号，由加氢机控制开始经加氢枪的气体加注通道向加氢口通入高压气体；

当高压氢气进入加氢枪内的气体加注通道3后，气体加注通道3内的高压气体会依次经第一径向通孔10、第二径向通孔13、以及环形间隙12进入枪芯壳体1上的各个径向安装孔2，每个径向安装孔2内的自锁密封组件在高压气体的作用下会沿对应径向安装孔2向远离枪芯壳体1轴线的方向运动，直至自锁密封组件中的密封销钉5顶紧在枪头壳体4的内壁上，产生沿着自锁密封组件轴线并指向远离枪头壳体4轴线的压力，在上述的压力作用下产生沿枪头壳体4轴向的静摩擦力，该静摩擦力会阻碍枪头壳体4相对于枪芯壳体1的移动，从而使枪头壳体4与枪芯壳体1相锁紧固定，防止枪头壳体4与枪芯壳体1发生相对运动，从而阻碍爪片22张开，进而防止高压加氢枪与加氢口意外脱离。

本发明的优点是：（1）在枪体内部加注高压气体时，增加的自锁安全结构能阻碍加氢枪与加氢口分离，降低了事故发生的几率，提高了使用安全性；（2）充分利用高压气体预膨胀所产生的动力，充分利用加氢枪原有结构特征，在保证加氢枪气密性要求的前提下，提高了加氢枪工作状态下的安全性；并且在高压气体排空后会自主的解锁；（3）结构紧凑，增加的自锁安全结构并未改变加氢枪整体外形尺寸；（4）在高压气体加注过程中，高压气体经枪芯上的第一径向通孔、阀座套筒上的第二径向通孔，以及阀座套筒与枪芯壳体之间的环形间隙通入枪芯壳体上的各个径向安装孔，再作用于各个径向安装孔中的自锁密封组件，气体通道路径长且曲折，有效防止局部气压突变，进一步提高了加氢枪工作状态下的安全性。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。