一种顶针式输送通道、卡爪式阀体结构及加氢枪的制作方法

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种顶针式输送通道、卡爪式阀体结构及加氢枪。

背景技术：

在氢能汽车加氢过程中或结束后，若未将加氢枪拔出就意外启动汽车，会拉断加氢软管或拽倒加氢机，引起氢气外泄事故。拉断阀能在加氢过程中，受异常拉力时断开上下阀体，并关闭气流通道，防止氢气外泄。现有的加氢枪与拉断阀为两个单独的部件，在加氢机上占用了较大的空间。拉断阀需固定在加氢机上，由加氢软管与加氢枪连接。在加氢枪受异常拉力时，拉断阀所受拉力没有完全沿轴向，导致拉断阀体需要更大的拉力。在拉断阀被拉断后，地面上的软管和拉断阀阀体会被汽车拖拽前行，有误伤风险。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种顶针式输送通道、卡爪式阀体结构及加氢枪，将现有技术的拉断阀集成至加氢枪中，安全性更高。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种顶针式输送通道，包括：

一顶针，具有腔体，且呈一端开口一端封闭状，其表面设有与腔体连通的进料孔，腔体与进料孔形成第一通道；

一压盖和顶针套筒，沿轴向相对设置在顶针的两侧，压盖与顶针之间呈相对固定，顶针套筒滑动套设于顶针外部；

一钢球座，压盖与顶针套筒均设于钢球座内部，且压盖可相对于钢球座沿轴向滑动，顶针套筒相对于钢球座固定；其中：

顶针套筒具有第一内腔和第二内腔，当进料孔位于第一内腔时，第一通道位于进料孔的一端呈封闭状态，当进料孔位于第二内腔时，第一通道位于进料孔的一端呈疏通状态。

优选地，当所述进料孔位于第一内腔的内部时，第一内腔的内壁与进料孔孔口边缘接触，当进料孔位于第二内腔的内部时，第二内腔的内壁与进料孔的孔口之间沿径向具有间隙。

优选地，所述压盖与所述顶针套筒之间设有顶针弹簧，当进料孔从第一内腔运动至第二内腔过程中，顶针弹簧被压缩。

本发明提供的上述顶针式输送通道，利用顶针在顶针套筒内的移动，并配合进料孔的位置，可使得第一通道在封闭状态与疏通状态之间切换，同时，配合顶针弹簧的弹性作用，在其他外力消失之后，可恢复至初始的封闭状态。

一种卡爪式阀体结构，包括上述任一项所述的顶针式输送通道，还包括：

一上阀体和下阀体，上阀体的进料端可伸缩的设在一上阀体弹簧座内，下阀体设置在钢球座内，并位于顶针套筒的第二腔体的一端，上阀体的出料端与下阀体的进料端相接触，形成与第二腔体连通的第二通道，上阀体和下阀体内通过分别设有上阀芯和下阀芯，用于控制第二通道的通/断；

一后套筒，上阀体弹簧座设于后套筒内，并相对于后套筒固定设置；

至少三个呈中心对称的分布于上阀体和下阀体表面的卡爪，具有固定端和摆动端；其中：

对应于各个所述卡爪的摆动端均设置锁止部31和解锁部32，当摆动端位于锁止部31内时，卡爪将上阀体与下阀体锁紧；当摆动端位于解锁部32内时，卡爪可基于固定端为中心摆动，上阀体与下阀体可分离；当上阀体相对于上阀体弹簧座内向外伸出时，卡爪的摆动端从锁止部31向解锁部32运动。

优选地，所述上阀体弹簧座内设有两端分别固定在上阀体进料端与上阀体弹簧座内壁的上阀体弹簧，当上阀体相对于上阀体弹簧座向外伸出时，上阀体弹簧被拉伸。

优选地，所述锁止部31为后套筒的内壁，所述解锁部32通过在后套筒内壁向外开设的环形槽形成。

优选地，卡爪的固定端与上阀体转动连接，其摆动端内侧面通过向内凸出形成卡接部；

下阀体上向内凹陷有与卡接部相适配的卡接槽，卡接部与卡接槽靠近固定端的一侧面设置成顶端向固定端一侧倾斜的斜面。

本发明提供的上述卡爪式阀体结构，使得当上阀体或下阀体受到与后套筒相反的作用力时，上阀体连同下阀体相对于后套筒运动，上阀体呈现从弹簧座内伸出的过程，继而，卡爪的摆动端从锁止部31向解锁部32内移动，当摆动端移动至解锁部32内时，向外摆动，使得上阀体可与下阀体进行分离，避免上阀体与下阀体之间硬拉扯，具有更强的安全性。

一种加氢枪，包括上述任一项所述的卡爪式阀体结构，还包括：

后端盖，设置在上阀体后端，后端盖内设有第三通道，第三通道与第二通道连通；

前套筒，可轴向滑动的套设在钢球座外部，与钢球座之间设有平行于轴向分布的套筒弹簧；

至少三个呈中心对称分布于钢球座内的钢球，所述钢球可在钢球座上沿径向移动；其中：

前套筒的内壁前端对应于各个钢球的位置均设有退让槽，当向后推动前套筒，使得退让槽与对应钢球位于同一直径线上时，钢球可在钢球座内向退让槽一侧位移，使得钢球的内侧端位于钢球座内，用于加氢口插入前套筒；当向前推动前套筒，使得退让槽与对应的钢球在径向错位的过程中，钢球在钢球座内向钢球座中心运动，使得钢球的内侧端伸入钢球座内，用于架氢枪与加氢口固定。

本发明的加氢枪结合了上述的顶针式输送通道以及卡爪式阀体结构之后，在加氢枪未拔出就意外启动汽车后，汽车对前套筒的拉力以及加氢枪管道对后套筒的拉力，使得上阀体能够相对于后套筒呈向外伸出的状态，使得卡爪的摆动端从锁止部31向解锁部32内移动，并最终使得上阀体与下阀体分离，防止拉断；

此外，上阀体与下阀体受到的分离拉力沿轴向分布，使得上阀体与下阀体实现分离所需要承受的拉力较小，分离更加方便，提高安全性；

此外，相对于现有技术中的加氢枪和拉断阀设置成两个单独的部件，需要在加氢机上占用较大的空间，本发明将上阀体与下阀体直接集成在加氢枪中，可减少占用空间，同时降低制造成本；

此外，相对于现有技术中的加氢枪-软管-拉断阀结构，在拉断之后，地面上的软管和拉断阀阀体会被汽车拖拽前行，存在误伤风险，本发明的加氢枪在分离之后，汽车上只保留有加氢枪前端和上阀体部分，不会存在上述问题，更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明加氢枪的整体示意图。

图2为本发明加氢枪插入加氢口的示意图。

图3为本发明加氢枪将加氢口锁止时的整体示意图。

图4为本发明卡爪的摆动端移动至解锁部内的示意图。

图5为本发明卡爪的摆动端在解锁部内摆动的示意图。

图6为本发明上阀体与下阀体分离时的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6所示，本实施例一提出了一种顶针8式输送通道，包括：

一顶针8，具有腔体，且呈一端开口一端封闭状，其表面设有与腔体连通的进料孔，腔体与进料孔形成第一通道，在通道正常工作过程中，物料从进料孔进入腔体，并从腔体的开口端流出，该处的物料可以是流体、气体或其他能够通过进料孔经过第一通道的形态，在此不做限定；

一压盖5和顶针套筒9，沿轴向相对设置在顶针8的两侧，压盖5与顶针8之间呈相对固定，顶针套筒9滑动套设于顶针8外部，具体的，压盖5相对于顶针套筒9位于第一通道的下游端；

一钢球座2，压盖5与顶针套筒9均设于钢球座2内部，且压盖5可相对于钢球座2沿轴向滑动，顶针套筒9相对于钢球座2固定，顶针套筒9与钢球座2之间可螺纹连接；其中：

顶针套筒9具有第一内腔和第二内腔，当进料孔位于第一内腔时，第一通道位于进料孔的一端呈封闭状态，当进料孔位于第二内腔时，第一通道位于进料孔的一端呈疏通状态，具体的，进料孔可通过顶针8的移动在第一内腔和第二内腔之间切换。

当进料孔位于第一内腔的内部时，第一内腔的内壁与进料孔孔口边缘接触，此时，第一内腔的内壁能够将进料孔封堵，使得第一通道呈封闭状态，当进料孔位于第二内腔的内部时，第二内腔的内壁与进料孔的孔口之间沿径向具有间隙，该间隙用于物料通过，并进入第一通道内，使得第一通道呈疏通状态。

压盖5与顶针套筒9之间设有顶针8弹簧，当进料孔从第一内腔运动至第二内腔过程中，顶针8弹簧被压缩，在初始状态下，顶针8弹簧的弹性使得进料孔位于第一内腔中，即，第一通道在自然状态下呈封闭状态。

本发明的上述顶针8式输送通道，在实际使用过程中，顶针8位于开口端的端部连接在被输送物料对象的进料部位上，二者之间通常采用卡接的方式保持密封，此处为现有技术，在此不再赘述，在输送物料过程中，需要顶针8与顶针套筒9产生相对位移，使得进料孔进入第二内腔时，第一通道才开启呈疏通状态，此时，需要施加使得顶针8与顶针套筒9相对位移的作用力，而当外部作用力消失之后，顶针8弹簧在恢复过程中，能够使得顶针8相对于顶针套筒9移动，并使得进料孔返回至第一内腔中，自动实现对第一通道的封闭，具体的，顶针8弹簧包括顶针外弹簧6和顶针内弹簧19，顶针内弹簧19位于顶针外弹簧6的内腔。

结合上述实施例一，本实施例二提供了一种卡爪式阀体结构，还包括：

一上阀体15和下阀体11，上阀体15的进料端可伸缩的设在一上阀体弹簧座16内，下阀体11设置在钢球座2内，并位于顶针套筒9的第二腔体的一端，下阀体11与钢球座2之间通过螺纹连接的方式固定，上阀体15的出料端与下阀体11的进料端相接触，形成与第二腔体连通的第二通道，上阀体15和下阀体11内通过分别设有上阀芯14和下阀芯13，用于控制第二通道的通/断，上阀芯14和下阀芯13相对的一端相接触，上阀体15内设有上阀芯弹簧座28，上阀芯弹簧座28与上阀芯14之间设有上阀芯弹簧27，同理，下阀体11内设有下阀芯弹簧座12，下阀芯弹簧座12与下阀芯13之间设有下阀芯弹簧22，且上阀芯14与下阀芯13通过上阀芯弹簧27和下阀芯弹簧22提供的弹性顶在一起，并使得上阀芯弹簧27与上阀体15之间、下阀芯13与下阀体11之间具有间隙，该间隙即为第二通道；

其中，上阀体15与下阀体11均具有圆锥形的内壁面，上阀芯14与下阀芯13表面具有与上阀体15、下阀体11相适配的圆锥形表面，当上阀芯14与下阀芯13分别在上阀体弹簧17、下阀体11弹簧作用下顶在一起时，上阀芯14的圆锥表面与上阀体15的圆锥形内壁面分离，且，下阀芯13的圆锥表面与下阀体11的圆锥形内壁面分离，第二通道为开启状态，当上阀体15与下阀体11分离之后，上阀芯14和下阀芯13分别在上阀芯弹簧27和下阀芯弹簧22的作用下，使得上阀芯14表面的圆锥形表面贴紧上阀体15的圆锥形内壁面，将第二通道位于上阀体15部分关闭，同时，下阀芯13表面的圆锥形表面贴紧下阀体11的圆锥形内壁面，将第二通道位于下阀体11部分关闭，以此，结合实施例一，在上阀体15与下阀体11分离之后，在下阀体11的一侧，不仅顶针8弹簧使得顶针8位移将第一通道关闭，而且，下阀芯13会从将该部分的第二通道关闭，在上阀体15的一侧，上阀芯14将该部分的第二通道关闭，具有同时从进料端和出料端两侧同时自动关闭第二通道的功能。

一后套筒10，上阀体弹簧座16设于后套筒10内，并相对于后套筒10固定设置，上阀体弹簧座16与后套筒10之间通过螺纹连接；

至少三个呈中心对称的分布于上阀体15和下阀体11表面的卡爪26，具有固定端和摆动端；其中：

对应于各个卡爪26的摆动端均设置锁止部31和解锁部32，当摆动端位于锁止部31内时，卡爪26将上阀体15与下阀体11锁紧；当摆动端位于解锁部32内时，卡爪26可基于固定端为中心摆动，上阀体15与下阀体11可分离；当上阀体15相对于上阀体弹簧座16内向外伸出时，卡爪26的摆动端从锁止部31向解锁部32运动。

上阀体弹簧座16内设有两端分别固定在上阀体15进料端与上阀体弹簧座16内壁的上阀体弹簧17，当上阀体15相对于上阀体弹簧座16向外伸出时，上阀体弹簧17被拉伸，在上阀体15与下阀体11分离之后，上阀体15的弹簧使得上阀体15恢复至初始位置，上阀体弹簧17的弹性，为正常工作时，保持卡爪26的摆动端处于锁止部31内提供作用力，确保上阀体15与下阀体11的稳定有效工作。

卡爪26的固定端与上阀体15转动连接，其摆动端内侧面通过向内凸出形成卡接部，需要说明的是，此处的向内凸出指的是向轴心方向沿径向凸出；

下阀体11上向内凹陷有与卡接部相适配的卡接槽，需要说明的是，此处的向内凹陷指的是向轴心方向沿径向凹陷，卡接部与卡接槽靠近固定端的一侧面设置成顶端向固定端一侧倾斜的斜面，该斜面使得在卡爪26的摆动端进入解锁部32之后，具有更好的导向作用，将轴向拉力转化为卡爪26摆动的作用力，更加方便卡爪26的摆动，以提高上阀体15和下阀体11在受力后的力的传动性能，使得上阀体15和下阀体11更加容易分离，反应更加灵活，而在初始状态下，由于卡接部在锁止部31的作用下紧紧的卡入在卡接槽的内部，使得上阀体15与下阀体11之间紧密稳定的接触。

结合上述实施例一和实施例二，本实施例三提供了一种加氢枪，还包括：

后端盖30，设置在上阀体15后端，后端盖30内设有第三通道，第三通道与第二通道连通，具体的，后端盖30与上阀体15之间螺纹连接，第三通道为后端盖30的内腔；

前套筒4，可轴向滑动的套设在钢球座2外部，与钢球座2之间设有平行于轴向分布的套筒弹簧7，在一实施方式中，套筒弹簧7可呈套设于钢球座2外部；

至少三个呈中心对称分布于钢球座2内的钢球3，钢球3可在钢球座2上沿径向移动，具体的，钢球座2内对应于各个钢球3均设有钢球3槽，常规设置成钢球3的直径大于钢球座2的厚度，使得钢球3的内外两端呈从钢球座2内伸出的状态；其中：

前套筒4的内壁前端对应于各个钢球3的位置均设有退让槽，当向后推动前套筒4，使得退让槽与对应钢球3位于同一直径线上时，钢球3可在钢球座2内向退让槽一侧位移，使得钢球3的内侧端位于钢球座2内，用于加氢口插入前套筒4；当向前推动前套筒4，使得退让槽与对应的钢球3在径向错位的过程中，钢球3在钢球座2内向钢球座2中心运动，使得钢球3的内侧端伸入钢球座2内，用于架氢枪与加氢口固定；

本实施例的加氢枪在使用过程中：

向后推动前套筒4，将加氢口插入过程中，钢球3向退让槽一侧移动，待加氢口插入之后，向前推动前套筒4，前套筒4向内挤压钢球3，钢球3在钢球3槽内向内移动，将加氢口锁止，此时，即可进行加氢操作；

当汽车在未拔下加氢枪的情况下意外开走，则钢球座2收到加氢口轴向拉力，带动下阀体11、上阀体15和卡爪26一起向外移动，并压缩上阀体弹簧17，卡爪26的摆动端从锁止部31向解锁部32运动，当摆动端运动至解锁部32时，卡爪26向外摆动，使得上阀体15与下阀体11分离，同时，上阀芯14和下阀芯13分别在上阀芯弹簧27和下阀芯弹簧22的作用下，分别与上阀体15和下阀体11密封，切断气流通道，防止氢气外泄。

结合上述过程可知：

1、本发明的加氢枪结合卡爪式阀体结构之后，相当于集成了拉断保护装置，相对于现有技术而言，由原来的两个部件集成为一个部件，减少了占用空间，节约制造成本；

2、加氢枪受到异常拉力时，拉力能沿轴向作用在卡爪式阀体结构上，保证了拉断力的准确性；

3、利用钢球座2和钢球3的配合，以及前套筒4在钢球座2表面的轴向移动，能够与加氢口实现快速拔插；

4、在加氢枪分离之后，在加氢口一侧的第二通道以及第一通道均封闭，防止汽车端的氢气外泄，同时，在后端盖30一侧的第二通道被封闭，防止加氢机端的氢气外泄，具有更好的安全防护效果，尤其是，利用钢球座2、钢球3以及前套筒4对加氢口的锁止作用，加氢枪的该部分在分离之后呈现为对汽车端加氢口的密封效果。

需要说明的是，为了提高密封性能，还包括密封件一20、密封件二21、密封件三23、密封件四24、密封件五25和密封件六29，其中：密封件一20设置在顶针套筒9的第一内腔内壁上，并呈套设在顶针8外的状态，当进料孔位于第一内腔时，更好的将第一通道密封；密封件二21设置在顶针套筒9与下阀体11的连接处，用于在顶针套筒9一侧保持第二通道的密封性能；密封件三23和密封件五25分别设置在下阀芯13和上阀芯14的圆锥表面上，确保在上阀体15与下阀体11分离之后，上阀芯14和下阀芯13对各自部分第二通道的密封效果，密封件四24设置在上阀体15和下阀体11的接触部位，具体的，上阀体15和下阀体11可通过在相对的一端设置套接部和插入部，使得插入部可插入至套接部内，让上阀体15与下阀体11之间呈部分相互套接的状态，提高密封性能，同时，将密封件四24设置在插入部或套接部的轴向部分之间，例如，固定在插入部的表面，或固定在套接部内壁上；密封件六29设置在后盖与上阀体15之间。

钢球座2以及顶针8前端分别设有第一卡簧1和第二卡簧18。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。