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CN111664350A - 一种单管加氢枪及其充装释压系统 - Google Patents

一种单管加氢枪及其充装释压系统 Download PDF

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CN111664350A
CN111664350A CN202010624541.7A CN202010624541A CN111664350A CN 111664350 A CN111664350 A CN 111664350A CN 202010624541 A CN202010624541 A CN 202010624541A CN 111664350 A CN111664350 A CN 111664350A
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CN
China
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hydrogenation
hydrogenation gun
pressure
gun
pipeline
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CN202010624541.7A
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张昀
李洋
向奇林
张晓林
杜恒
张兴亮
万刚
杨秘
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Original Assignee
Eup Energy Technology Co ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种单管加氢枪的充装释压系统，加氢枪头、加氢枪柄、加氢管道、车辆红外通讯模块、开关阀、排空阀、通讯电缆、压力传感器和处理器；所述加氢枪头设置在加氢枪柄上，所述加氢管道设置在加氢枪头和加氢枪柄中，所述开关阀设置在加氢管路上，沿气流前进方向上依次设置开关阀和排空管路，所述排空管线在开关阀后侧分叉设置，所述排空阀设置在排空管线上，所述压力传感器设置在排空管路中，所述开关阀和排空阀均与处理器电连接，所述车载红外通讯模板设置在加氢枪头的端部位置；本发明中设置有排空阀，在充装完成后将充装管道内部的高压气体释放，防止高压气体对操作员造成伤害的同时，减小由于高压对加氢枪的插拔力度。

Description

一种单管加氢枪及其充装释压系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车氢气注入领域，尤其是一种单管加氢枪的充装释压系统。
背景技术
由于对环保的高度重视，世界上已经开发了很多清洁能源，氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。
21世纪，我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划，并且目前我国已在氢能领域取得了多方面的进展，在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国家之一，如今有很多国家都已经建立了加氢站，加氢机作为核心计量设备占有举足轻重的地位，而加氢机控制系统又是加氢机的核心，怎么保证加氢机快速安全加注至关重要。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述问题，提供一种单管加氢枪的充装释压系统，解决了现有技术中加氢枪无法安全高效的进行加注，且加氢枪结构复杂，体积较大，使用不便的问题。
本方案是这样进行实现的：
一种单管加氢枪的充装释压系统：加氢枪头、加氢枪柄、加氢管道、车辆红外通讯模块、开关阀、排空阀、通讯电缆、压力传感器和处理器；所述加氢枪头设置在加氢枪柄上，所述加氢管道设置在加氢枪头和加氢枪柄中，所述开关阀设置在加氢管路上，沿气流前进方向上依次设置开关阀和排空管路，所述排空管线在开关阀后侧分叉设置，所述排空阀设置在排空管线上，所述压力传感器设置在排空管路中，所述开关阀和排空阀均与处理器电连接，所述车载红外通讯模板设置在加氢枪头的端部位置。
作为优选的，所述处理器、通讯电缆连接均设置在柄头部的内部位置，所述处理器分别与车辆红外通讯模块和通讯电缆连接。
作为优选的，所述车辆红外通讯模块包括流量检测器、压力检测器和温度检测器，所述流量检测器、压力检测器和温度检测器均与处理器电连接，所述流量检测器用于检测充入车载瓶的流量、所述压力检测器用于检测车载瓶内的压力，所述温度检测器用于检测车载瓶内的温度数据。
作为优选的，加氢枪头包括保护套、弹性自锁组件和气压自锁组件；所述保护套环形套设在加氢枪的外侧，所述弹性自锁组件设置在加氢枪的端部位置，所述气压自锁组件设置在加氢1的中部位置。
作为优选的，所述弹性自锁组件包括卡爪、紧箍弹簧和压缩弹簧；所述卡爪沿加氢枪气路管道的环形面上设置为多个，卡爪沿气路管道环形设置，所述紧箍弹簧环形套设设置在卡爪上，紧箍弹簧对多个卡爪进行初步限位固定；
作为优选的，所述保护套与加氢枪之间设置有膨胀腔，所述膨胀腔内加氢枪的外环面上设置有第一抵触面，所述压缩弹簧设置膨胀腔中，压缩弹簧沿加氢枪的外壁设置，压缩弹簧一端与第一抵触面接触，另一端面与保护套内部接触。
作为优选的，所述卡爪包括前端部、后端部、第一卡槽、第二卡槽、第一凸起和第二凸起，所述第一卡槽和第一凸起对立设置在后端部上，所述第二卡槽和第二凸起设置在对立前端部上，所述第一卡槽和第二卡槽设置在卡爪的外侧面上，第一凸起和第二凸起设置在卡爪的内侧面上；所述第一卡槽和第二卡槽分别与不同紧箍弹簧进行配合作用，使多个卡爪形成的卡爪组前端和后端端面均能进行初步限位和固定，所述加氢枪内部设置有与第一凸起相匹配的凹槽，第一凸起设置在凹槽中。
作为优选的，所述第二凸起的形状与加氢枪座的内凹环面相匹配设置，第二凸起包括第一斜面、水平面和第二斜面，第一斜面、水平面和第二斜面依次连接形成凸面结构；所述第一卡槽上设置第二抵触面，所述第二抵触面为斜面，第二抵触面与保护套的端部接触，保护套内部收到压缩弹簧的挤压，外部收到第二抵触面的挤压，使保护套在加氢枪上相对固定。
作为优选的，所述气压自锁组件包括密封件、衬套、进气孔、阀芯和主弹簧；所述密封件设置于膨胀腔中，所述密封件设置在保护套与加氢枪外壳相接触部，保证膨胀腔内的密闭性，所述主弹簧和阀芯设置在加氢枪气路管上，所述阀芯活动设置在加氢枪内，所述衬套设置在主弹簧和阀芯的接触端上，所述进气管设置在膨胀腔和衬套之间的位置。
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、本发明中采用一键启停加氢充分利用利用加氢过程控制逻辑原理，解决了实时操控加氢枪，启停加氢。从而使得加氢枪更合理、便捷、安全、可靠，大大提高了操作效率。
2、本发明中设置有排空阀，在充装完成后将充装管道内部的高压气体释放，防止高压气体对操作员造成伤害的同时，减小由于高压对加氢枪的插拔力度。
3、本发明采用弹性自锁组件和气压自锁组件的双层保证，极大的增加加注时候的安全性，并且整个插枪过程非常便捷，无需其它动作，大大提高了操作效率。
附图说明
图1是本发明整体的侧视结构示意图；
图2是本发明整体的主视结构示意图；
图3是本发明实施例2中加氢枪头的结构示意图；
图4是本发明实施例2中整体的卡爪的结构示意图；
图5是本发明实施例2中整体的侧视结构示意图；
图6是本发明实施例2中另一个状态时侧视结构示意图；
图中标记：1、加氢枪头；101、加氢枪柄；102、加氢管道；103、通讯电缆；104、处理器；2、保护套；31、卡爪；32、紧箍弹簧；33、压缩弹簧；34、膨胀腔；35、第一抵触面；311、前端部；312、后端部；313、第一卡槽；314、第二卡槽；315、第一凸起；316、第二凸起；317、第一斜面；318、水平面； 319、第二斜面；41、密封件；42、衬套；43、进气孔；44、阀芯；45、主弹簧； 5、车辆红外检测组件；6、加氢枪座；61、第二抵触面。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。
实施例1
如图1～2所示，一种单管加氢枪的充装释压系统，包括加氢枪头1、加氢枪柄101、加氢管道102、车辆红外检测组件5、开关阀(未画出)、排空阀(未画出)、通讯电缆103、压力传感器和处理器104；所述加氢枪头1设置在加氢枪柄101上，所述加氢管道102设置在加氢枪头1和加氢枪柄101中，且设置为一根管道，通过一个管道实现对于氢气的注入和排空释压，相对于现有技术中设置的2根管道而言，本方案中单管道可以使结构更加简化，体积更小；
所述开关阀设置在加氢管路上，沿气流前进方向上依次设置有开关阀和排空管路(未画出)，所述排空管线在开关阀后侧分叉设置，所述排空阀设置在排空管线上，所述压力传感器设置在排空管路中，开关阀控制整个管线的通断情况，所述开关阀和排空阀均与处理器104电连接，压力传感器用于检测管道内压力，当压力释放到安全值时，提示可卸载加注枪。
排空阀控制排空管路的开闭；当需要对汽车进行加注时，处理器104控制排空阀关闭、控制开关阀开启，使整个管路连通，为汽车进行注入，当注入完成后，处理器104控制开关阀关闭，排空阀开启，对加氢枪头1进行排空泄压，将充装管道内部的高压气体释放，防止高压气体对操作员造成伤害的同时，减小由于高压对加氢枪的插拔力度。
所述车辆红外检测组件5设置在加氢枪头1的端部位置，加氢枪与新能源车进行接触充装时，车载红外通讯模检测车体内的车载瓶的各类数据；所述处理器104分别与车辆红外通讯组件和通讯电缆103连接；
所述处理器104、通讯电缆103连接均设置在柄头部的内部位置，所述处理器104分别与车辆红外通讯组件和通讯电缆103连接；所述车辆红外通讯组件包括流量检测器、压力检测器和温度检测器，所述流量检测器、压力检测器和温度检测器均与处理器104电连接，所述流量检测器用于检测充入车载瓶的流量、所述压力检测器用于检测车载瓶内的压力，所述温度检测器用于检测车载瓶内的温度数据，防止车载瓶出现过充、过压、超温等现象，提升充装时的安全性。
实施例2
如图3～6所示，本实施例与实施例类似，其不同之处在于所述加氢枪头包括保护套2、弹性自锁组件和气压自锁组件；所述保护套2环形套设在加氢枪1的外侧，所述弹性自锁组件设置在加氢枪1的端部位置，所述气压自锁组件设置在加氢枪1的中部位置，所述弹性自锁组件配合保护套2实现对于加氢枪1和加氢底座的弹性自锁，实现第一层机械结构自锁，所述气压自锁组件配合保护套2实现对于加氢枪1和加氢底座的气压自锁，实现第二层气压自锁，通过双层自锁使氢气加注过程中更加安全高效，而且使整个插枪过程非常便捷，无需其它动作，大大提高了操作效率。
所述弹性自锁组件包括卡爪31、紧箍弹簧32和压缩弹簧33；所述卡爪31 沿加氢枪1气路管道的环形面上设置为多个，在本实施例中所述卡爪31设置为 4个，4个卡爪31沿气路管道环形设置，所述紧箍弹簧32环形套设设置在卡爪 31上，紧箍弹簧32对多个卡爪31进行初步限位固定；
所述保护套2与加氢枪1之间设置有膨胀腔34，所述膨胀腔34内加氢枪1 的外环面上设置有第一抵触面35，所述压缩弹簧33设置膨胀腔34中，压缩弹簧33沿加氢枪1的外壁设置，压缩弹簧33一端与第一抵触面35接触，另一端面与保护套2内部接触，当保护套2向后滑动时，压缩弹簧33受力压缩，当外力释放时，压缩弹簧33带动滑动套沿加氢枪1的长度方向进行复位。
所述卡爪31包括前端部311、后端部312、第一卡槽313、第二卡槽314、第一凸起315和第二凸起316，所述第一卡槽313和第一凸起315对立设置在后端部312上，所述第二卡槽314和第二凸起316设置在对立前端部311上，所述第一卡槽313和第二卡槽314设置在卡爪31的外侧面上，第一凸起315和第二凸起316设置在卡爪31的内侧面上；所述第一卡槽313和第二卡槽314分别与不同紧箍弹簧32进行配合作用，使多个卡爪31形成的卡爪31组前端和后端端面均能进行初步限位和固定，所述加氢枪1内部设置有与第一凸起315相匹配的凹槽，第一凸起315设置在凹槽中；
所述第二凸起316的形状与加氢枪座6的内凹环面相匹配设置，第二凸起316 包括第一斜面317、水平面318和第二斜面319，第一斜面317、水平面318和第二斜面319依次连接形成凸面结构；所述第一卡槽313上设置第二抵触面61，所述第二抵触面61为斜面，第二抵触面61与保护套2的端部接触，保护套2 内部收到压缩弹簧33的挤压，外部收到第二抵触面61的挤压，使保护套2在加氢枪1上相对固定。
在使用时，卡爪31组形成的卡爪31组前端部311的对准插加氢枪座6，使加氢枪座6端部与卡爪31第一斜面317贴合，挤开卡爪31组，此时第二抵触面61对保护套2的端部进行抵触，随着加氢枪座6的插入，第二抵触面61受力使保护套2向内滑动，此时压缩弹簧33被压缩；当卡爪31的第二凸起316 与加氢枪座6的凹槽相贴合时时，卡爪31复位，此时压缩弹簧33推动保护壳进行复位，进行第一次锁定；在无外力拉动保护套2时，压缩弹簧33持续处于压缩状态，卡爪31组就无法张开，加氢枪1无法从加氢枪座6拔出。
通过上述结构，使整个插枪过程非常便捷，无需其它动作，大大提高了操作效率，并且还形成自锁结构，提升插枪的安全性。
所述气压自锁组件包括密封件41、衬套42、进气孔43、阀芯44和主弹簧 45；所述密封件41设置于膨胀腔34中，所述密封件41设置在保护套2与加氢枪1外壳相接触部，保证膨胀腔34内的密闭性，所述主弹簧45和阀芯44设置在加氢枪1气路管上，所述阀芯44活动设置在加氢枪1内，所述衬套42设置在主弹簧45和阀芯44的接触端上，所述进气管设置在膨胀腔34和衬套42之间的位置。
在将加氢枪座6压入到卡爪31组中时，加氢枪座6会推动阀芯44向内移动，使阀芯44与主弹簧45接触，阀芯44中的气孔与主管路导通，使管路初步形成通路，加氢枪1中的气体开始充入，由于在加氢枪座6后侧的管路中通常会设置有单向阀，防止气体逆流，单向阀的会存在会使加氢枪座6后端管路会一定的阻力，所以气体会优先向其他空腔流动；
由于衬套42中设置有进气孔43，所以气体会在主管路接通时，优先充入到膨胀腔34中，使膨胀腔34膨胀，此时，气压推动保护套2沿加氢枪1的外壁径向滑动，使保护套2的端部与第二抵触面61接触，此时，外力无法拉动保护套2，卡爪31组此时无法张开，就形成了气动安全自锁，当内部压力越来越高，膨胀腔34把保护套2抵触的更加紧固，此时压力越高，气压自锁的越安全。
保证了加氢过程中安全操作，外力无法影响加氢枪1中卡爪31组的自锁状态。当加氢完成时，通过加氢机控制逻辑联动，排放加氢枪1内部气体，顺带排放膨胀腔34体内部气体，外部用手拉动保护套2，此时保护套2端面与第二抵触面61脱离抵触状态，只需要拉拔加氢枪1，轻轻拉动，就可以使卡爪31斜面贴合加氢枪座6斜面，张开脱离凹槽，由于加氢枪座6的脱离，主弹簧45进行复位，主弹簧45作用于阀芯44封闭加氢枪1，然后再松开保护套2，保护套 2的端部与第二抵触面61接触，迫使使卡爪31复位，加气枪拔枪完毕，整个过程操作非常方便，确保加氢过程的安全操作。
所述卡爪31组的端部设置有车辆红外检测组件5，所述车辆红外检测组件5 套设在卡爪31组的端部位置，对卡爪31组的端部有一定程度的限位，方便装配，所述车辆红外通讯模块包括流量检测器、压力检测器和温度检测器，所述流量检测器用于检测充入车载瓶的流量、所述压力检测器用于检测车载瓶内的压力，所述温度检测器用于检测车载瓶内的温度数据，防止车载瓶出现过充、过压、超温等现象，提升充装时的安全性。
所述阀芯44和加氢枪1之间的设置有密封组件，所述密封组件分别设置在阀芯44与加氢枪1之间的接触面上，保证阀芯44导通的时候，整体的气密性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：加氢枪头、加氢枪柄、加氢管道、车辆红外通讯模块、开关阀、排空阀、通讯电缆、压力传感器和处理器；所述加氢枪头设置在加氢枪柄上，所述加氢管道设置在加氢枪头和加氢枪柄中，所述开关阀设置在加氢管路上，沿气流前进方向上依次设置开关阀和排空管路，所述排空管线在开关阀后侧分叉设置，所述排空阀设置在排空管线上，所述压力传感器设置在排空管路中，所述开关阀和排空阀均与处理器电连接，所述车载红外通讯模板设置在加氢枪头的端部位置。
2.如权利要求1所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：所述处理器、通讯电缆连接均设置在柄头部的内部位置，所述处理器分别与车辆红外通讯模块和通讯电缆连接。
3.如权利要求1或2所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：所述车辆红外通讯模块包括流量检测器、压力检测器和温度检测器，所述流量检测器、压力检测器和温度检测器均与处理器电连接，所述流量检测器用于检测充入车载瓶的流量、所述压力检测器用于检测车载瓶内的压力，所述温度检测器用于检测车载瓶内的温度数据。
4.如权利要求3所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：加氢枪头包括保护套、弹性自锁组件和气压自锁组件；所述保护套环形套设在加氢枪的外侧，所述弹性自锁组件设置在加氢枪的端部位置，所述气压自锁组件设置在加氢1的中部位置。
5.如权利要求4所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：所述弹性自锁组件包括卡爪、紧箍弹簧和压缩弹簧；所述卡爪沿加氢枪气路管道的环形面上设置为多个，卡爪沿气路管道环形设置，所述紧箍弹簧环形套设设置在卡爪上，紧箍弹簧对多个卡爪进行初步限位固定。
6.如权利要求5所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：所述保护套与加氢枪之间设置有膨胀腔，所述膨胀腔内加氢枪的外环面上设置有第一抵触面，所述压缩弹簧设置膨胀腔中，压缩弹簧沿加氢枪的外壁设置，压缩弹簧一端与第一抵触面接触，另一端面与保护套内部接触。
7.如权利要求4所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：所述卡爪包括前端部、后端部、第一卡槽、第二卡槽、第一凸起和第二凸起，所述第一卡槽和第一凸起对立设置在后端部上，所述第二卡槽和第二凸起设置在对立前端部上，所述第一卡槽和第二卡槽设置在卡爪的外侧面上，第一凸起和第二凸起设置在卡爪的内侧面上；所述第一卡槽和第二卡槽分别与不同紧箍弹簧进行配合作用，使多个卡爪形成的卡爪组前端和后端端面均能进行初步限位和固定，所述加氢枪内部设置有与第一凸起相匹配的凹槽，第一凸起设置在凹槽中。
8.如权利要求7所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：所述第二凸起的形状与加氢枪座的内凹环面相匹配设置，第二凸起包括第一斜面、水平面和第二斜面，第一斜面、水平面和第二斜面依次连接形成凸面结构；所述第一卡槽上设置第二抵触面，所述第二抵触面为斜面，第二抵触面与保护套的端部接触，保护套内部收到压缩弹簧的挤压，外部收到第二抵触面的挤压，使保护套在加氢枪上相对固定。
9.如权利要求4所述的一种单管加氢枪的充装释压系统，其特征在于：所述气压自锁组件包括密封件、衬套、进气孔、阀芯和主弹簧；所述密封件设置于膨胀腔中，所述密封件设置在保护套与加氢枪外壳相接触部，保证膨胀腔内的密闭性，所述主弹簧和阀芯设置在加氢枪气路管上，所述阀芯活动设置在加氢枪内，所述衬套设置在主弹簧和阀芯的接触端上，所述进气管设置在膨胀腔和衬套之间的位置。
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