一种安全型气动分段控制的LNG加液枪的制作方法

本发明涉及液化天然气加注装置领域，特别是涉及一种安全型气动分段控制的lng加液枪。

背景技术：

现有技术中，lng气动加液枪多为直流式的，lng低温介质通道是穿过执行气缸的中心轴线，控制气体分布在lng低温介质通道周围的气缸中，受枪体导热结构和枪体材料绝热能力的限制，极低温度的lng介质会带走枪体和气缸内压缩空气及环境空气中的热量，气缸内压缩空气及环境空气中所含水分遇冷会析出，变成冷凝水，如果加液枪长时间连续作业，析出的冷凝水会逐步凝结成冰，导致枪体上的可运动结构被冰冻而无法动作，从而使得lng气动加液枪无法长时间连续地进行lng加注作业。此外，在现有技术中的lng加液枪多数不具备拔枪泄压时段的锁枪保护功能，在加液口或加液枪有故障导致阀芯关闭不完全的情况下，在加液软管内或者加液口与低温气瓶之间的lng液体随着残液一起排出，在加液枪脱离加液口时残留低温液态lng瞬时气化产生的喷气压力可能会对操作人员造成伤害。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种安全型气动分段控制的lng加液枪，采用加液通道与驱动气缸组件分离的设计方式，使驱动气缸组件不受lng介质的低温影响，能保证lng加液枪长时间连续加注作业不冻结；采用气动分段控制阀控制驱动气缸的行程位置，能够分步实现锁枪、加液、退枪、安全拔枪的动作，保证操作人员的安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种安全型气动分段控制的lng加液枪，包括：枪头、枪体、活动设于枪体内的加液阀体、锁紧套管以及与加液阀体的后端相连并用于驱动加液阀体在枪体内移动的驱动气缸组件，所述加液阀体中空形成加液通道，所述加液通道的出口位于加液阀体前端，所述加液通道的出口处设有阀芯组件，所述加液通道的侧面设置有进液接口并与加液通道连通。

在本发明一个较佳实施例中，所述枪头通过6颗阀体定心支撑螺钉与枪体紧固连接，所述加液阀体前端的外圆面设置在阀体定心支撑螺钉形成的定心支撑结构中，所述加液阀体与枪体通过阀体定心支撑螺钉构成点状接触。

在本发明一个较佳实施例中，所述加液阀体左端连接设有阀口，所述阀口和加液阀体之间设有密封圈，所述阀口在加液通道出口处设有密封锥面与加液阀体的密封面形成密封。

在本发明一个较佳实施例中，所述加液阀体内设有台阶，所述加液通道内设置有阀瓣弹簧，所述阀瓣弹簧右端与台阶接触，所述阀瓣弹簧左端与阀瓣组件接触，所述阀瓣组件的密封面与设于加液通道出口处的阀口上的密封锥面形成密封。

在本发明一个较佳实施例中，所述枪头设置有沿着圆周方向均匀分布的若干个锥孔，在每个锥孔中设置有锁紧钢珠，所述锁紧钢珠在锥孔内沿着枪头的径向浮动，所述锁紧钢珠的浮动范围由锁紧套管限制，所述锁紧套管通过锁套传动螺钉与加液阀体紧固连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述加液阀体通过传动阻热套、传动阻热盘、隔热套、隔热垫圈、半月传动环及螺钉销与驱动气缸组件中的活塞杆紧固连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述驱动气缸组件包括执行气缸和气动分段控制阀组件，所述执行气缸包括活塞杆、气缸座、气缸盖、浮动活塞和推杆活塞，所述气动分段控制阀组件包括分段控制阀体、控制阀杆、档位盖板、定位波珠螺丝和控制阀手柄。

在本发明一个较佳实施例中，所述气缸盖设在气缸座上形成空腔，所述空腔内从右向左设置有浮动活塞和推杆活塞，所述活塞杆的右端与推杆活塞对应固定，左端通过隔热组件与加液阀体后端相连，所述推杆活塞与气缸座之间设有复位弹簧，所述浮动活塞和推杆活塞将空腔分隔为浮动腔体、右腔体和左腔体三个腔体，所述分段控制阀体装配于所述执行气缸的外壳上，所述执行气缸和分段控制阀体的装配面上均设有三个通气孔且一一对应，所述执行气缸的三个通气孔分别与三个腔体连通，所述分段控制阀体的三个通气孔在控制阀杆的控制下可分别与控制气体或大气连通，所述气缸座通过4颗紧定螺钉与枪体紧固连接，所述气缸座与气缸盖配合处设置有台阶面，所述台阶面用于限定浮动活塞向左移动的范围，所述浮动活塞和推杆活塞的右侧设有导向外圆柱面，所述浮动活塞和气缸盖的左侧设有导向内圆柱面，所述浮动活塞和推杆活塞相邻的导向外圆柱面和导向内圆柱面对应配合，所述浮动活塞和推杆活塞的右侧的导向外圆柱面都设有气流通道，所述浮动活塞和推杆活塞的右端面设有支撑点。

在本发明一个较佳实施例中，所述控制阀杆设置于所述分段控制阀体内，所述控制阀手柄设置在所述控制阀杆的右端，所述控制阀杆的右端设置有环槽，所述控制阀手柄与档位螺钉紧固连接，通过档位螺钉卡入所述环槽将控制阀手柄沿轴向定位连接在控制阀杆的右端，同时控制阀手柄沿控制阀杆的轴线自由转动，所述档位盖板设置于所述分段控制阀体右端并与分段控制阀体紧固连接，所述档位盖板上设置有档位滑槽，所述档位螺钉滑动设置于档位滑槽中，所述控制阀杆在控制阀手柄的带动下相对于所述分段控制阀体作往复活塞运动。

在本发明一个较佳实施例中，所述控制阀杆上设有三个定位环槽圆弧面，所述档位盖板上设有定位波珠螺丝，所述定位波珠螺丝和档位盖板紧固连接，所述定位波珠螺丝下端的钢珠压紧在控制阀杆的定位环槽圆弧面上。

本发明的有益效果是：本发明指出的一种安全型气动分段控制的lng加液枪，采用加液通道与驱动气缸组件分离的设计方式，使驱动气缸组件不受lng介质的低温影响，能保证lng加液枪长时间连续加注作业不冻结；采用气动分段控制阀控制驱动气缸的行程位置，能够分步实现锁枪、加液、退枪、安全拔枪的动作，保证操作人员的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的立体图；

图2是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的剖视图；

图3是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪又一较佳实施例的剖视图；

图4是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的通气孔的位置分布剖视图；

图5是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的加液阀体及阀芯组件的剖视图；

图6是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的传动阻热套的立体图；

图7是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的传动阻热盘的立体图；

图8是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的推杆活塞的立体图；

图9是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的浮动活塞的立体图；

图10是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的档位盖板的立体图；

图11是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的空载状态（插枪与拔枪状态）的剖视图；

图12是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的锁枪泄压状态（加液完成阀口泄压状态）的剖视图；

图13是本发明一种安全型气动分段控制的lng加液枪一较佳实施例的加注状态的剖视图。

具体实施方式

下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1结合图2-图10所示，本发明实施例包括：

一种安全型气动分段控制的lng加液枪，包括：枪头1、枪体2、活动设于枪体2内的加液阀体3、锁紧套管4以及与加液阀体的后端相连并用于驱动加液阀体3在枪体2内移动的驱动气缸组件，所述枪头通过6颗阀体定心支撑螺钉5与枪体2紧固连接，所述加液阀体3中空形成加液通道x1，所述加液通道x1的出口位于加液阀体3前端，所述加液通道x1的出口处设有阀芯组件x2，所述加液通道x1的侧面设置有进液接口x3并与加液通道x1连通。

所述加液阀体3前端的外圆面设置在阀体定心支撑螺钉5形成的定心支撑结构中，所述加液阀体3与枪体2通过阀体定心支撑螺钉5构成点状接触，小的接触面积能有效减小热传导，降低枪体2的结霜速度，保证lng加液枪长时间连续作业不冻结。

所述加液阀体3左端连接设有阀口6，所述阀口6和加液阀体3之间设有密封圈7，所述阀口6在加液通道x1出口处设有密封锥面x10与加液阀体3的密封面形成密封。

所述加液阀体3内设有台阶x9，所述加液通道x1内设置有阀瓣弹簧8，所述阀瓣弹簧8右端与台阶x9接触，所述阀瓣弹簧8左端与阀瓣组件9接触，所述阀瓣组件9的密封面与设于加液通道x1出口处的阀口6上的密封锥面x11形成密封。

所述枪头1设置有沿着圆周方向均匀分布的若干个锥孔10，在每个锥孔10中设置有锁紧钢珠11，所述锁紧钢珠11在锥孔10内沿着枪头1的径向浮动，所述锁紧钢珠10的浮动范围由锁紧套管4限制，所述锁紧套管4通过锁套传动螺钉36与加液阀体3紧固连接，当加液阀体3在驱动气缸组件的驱动下左右移动时，锁紧套管4也产生同步的运动，进而收紧锁紧钢珠10的向内运动，使加液枪锁紧在加液口上，或释放锁紧钢珠10向外运动的空间，使加液枪能够从加液口上分离。

所述加液阀体3通过传动阻热套12、传动阻热盘13、隔热套14、隔热垫圈15、半月传动环16及螺钉销17与驱动气缸组件中的活塞杆18紧固连接。

所述驱动气缸组件包括执行气缸和气动分段控制阀组件，所述执行气缸包括活塞杆18、气缸座19、气缸盖20、浮动活塞21和推杆活塞22，所述气动分段控制阀组件包括分段控制阀体23、控制阀杆24、档位盖板25、定位波珠螺丝26和控制阀手柄27。

所述气缸盖20设在气缸座19上形成空腔，所述空腔内从右向左设置有浮动活塞21和推杆活塞22，所述活塞杆18的右端与推杆活塞22对应固定，左端通过隔热组件与加液阀体3后端相连，所述推杆活塞22与气缸座19之间设有复位弹簧28，所述浮动活塞21和推杆活塞22将空腔分隔为浮动腔体x4、右腔体x5和左腔体x6三个腔体，所述分段控制阀体23装配于所述执行气缸的外壳上，所述执行气缸和分段控制阀体23的装配面上均设有三个通气孔29且一一对应，所述执行气缸的三个通气孔29分别与三个腔体连通，所述分段控制阀体23的三个通气孔29在控制阀杆24的控制下可分别与控制气体或大气连通，气动分段控制阀组件用于切换浮动腔体x4、右腔体x5和左腔体x6内气压的高低，从而实现浮动活塞21和推杆活塞22的规则移动。所述气缸座19通过4颗紧定螺钉30与枪体2紧固连接，所述气缸座19与气缸盖20配合处设置有台阶面x7，所述台阶面x7用于限定浮动活塞21向左移动的范围，所述浮动活塞21和推杆活塞22的右侧设有导向外圆柱面，所述浮动活塞21和气缸盖22的左侧设有导向内圆柱面，所述浮动活塞21和推杆活塞22相邻的导向外圆柱面和导向内圆柱面对应配合，能有效保证活塞移动时的平稳性。所述浮动活塞21和推杆活塞22的右侧的导向外圆柱面都设有气流通道x8，所述浮动活塞21和推杆活塞22的右端面设有支撑点31，能保证执行气缸在工作时形成有效的压力腔。

所述控制阀杆24设置于所述分段控制阀体23内，所述控制阀手柄27设置在所述控制阀杆24的右端，所述控制阀杆24的右端设置有环槽32，所述控制阀手柄27与档位螺钉33紧固连接，通过档位螺钉33卡入所述环槽32将控制阀手柄27沿轴向定位连接在控制阀杆24的右端，同时控制阀手柄27沿控制阀杆24的轴线自由转动，所述档位盖板25设置于所述分段控制阀体23右端并与分段控制阀体23紧固连接，所述档位盖板25上设置有档位滑槽34，所述档位螺钉33滑动设置于档位滑槽34中，所述控制阀杆24在控制阀手柄27的带动下相对于所述分段控制阀体23作往复活塞运动，由此控制浮动腔体x4、右腔体x5和左腔体x6与控制气体和大气的连通状态，从而切换浮动腔体x4、右腔体x5和左腔体x6的腔内的气压,实现浮动活塞21和推杆活塞22的规则移动，进而完成锁枪、加液、退枪、安全拔枪等动作。

所述控制阀杆24上设有三个定位环槽圆弧面35，所述档位盖板25上设有定位波珠螺丝26，所述定位波珠螺丝26和档位盖板25紧固连接，所述定位波珠螺丝26下端的钢珠压紧在控制阀杆24的定位环槽圆弧面35上，防止控制阀杆24在分段控制阀体23内随机串动，保证控制阀杆24处在正确的工作位置。

如图11-图13所示，工作原理和过程为：

一、使加液枪进入空载状态，拉动控制阀手柄带动控制阀杆运动，使档位螺钉处于档位盖板上档位滑槽的最右端位置，使控制气体进入气缸左腔体，而浮动腔体、右腔体与大气连通，浮动活塞和推杆活塞在控制气体和复位弹簧的作用下处于气缸最右端位置，加液阀体和锁紧套管处于最右位置，锁紧钢珠可在枪头锥孔内自由浮动，此时，可将加液枪自由地插到加液口上或从加液口上拔下。

二、使加液枪进入锁枪状态，推动控制阀手柄带动控制阀杆运动，使档位螺钉处于档位盖板上档位滑槽的中间位置，使控制气体进入气缸浮动腔体，而左腔体、右腔体与大气连通，浮动活塞在控制气体的作用下运动到其行程的最左端位置，浮动活塞推动推杆活塞压缩复位弹簧，同时带动加液阀体和锁紧套管向左运动一段距离，锁紧钢珠在锁紧套管的作用下向枪头锥孔内运动，使锁紧钢珠卡在加液口卡槽上，将枪头锁紧在加液口上，此时，加液枪不能从加液口上拔下。

三、使加液枪进入加注状态，旋转并推动控制阀手柄带动控制阀杆运动，使档位螺钉处于档位盖板上档位滑槽的最左位置，使控制气体进入气缸右腔体，而左腔体与大气连通，浮动腔体进入密闭保压状态，浮动活塞维持左位不动，推杆活塞在控制气体的作用下运动到其行程的最左端位置，推动推杆活塞带动加液阀体和锁紧套管向左运动到最左端位置，锁紧钢珠在锁紧套管的作用下保持在枪头锥孔内的锁紧状态位置，维持枪头锁紧在加液口上，使加液枪不能从加液口上脱落，同时加液阀体的阀芯顶开加液口的阀芯建立加注通道，进行加液。

四、使加液枪进入锁枪泄压状态，加注完成后，拉动控制阀手柄带动控制阀杆运动，使档位螺钉处于档位盖板上档位滑槽的中间位置，使控制气体再次与气缸浮动腔体连通，而左腔体、右腔体与大气连通，浮动活塞在控制气体的作用下保持在其行程的最左端位置，同时推杆活塞在复位弹簧的作用下带动加液阀体和锁紧套管向右运动至推杆活塞与浮动活塞接触，锁紧钢珠在锁紧套管的作用下保持在枪头锥孔内的锁紧状态位置，将枪头锁紧在加液口上，加液枪不能从加液口上拔下。此时，加液阀体的阀芯和加液口的阀芯均处天关闭状态，加液枪与加液口之间的lng残液气化排出，加液枪处于锁枪泄压状态。

五、使加液枪进入安全拔枪状态，待加液枪与加液口之间的lng残液排净后，旋转并拉动控制阀手柄带动控制阀杆运动，使档位螺钉处于档位盖板上档位滑槽的最右端位置，使控制气体进入气缸左腔体，而浮动腔体、右腔体与大气连通，浮动活塞和推杆活塞在控制气体和复位弹簧的作用下处于气缸最右端位置，加液阀体和锁紧套管处于最右位置，锁紧套管释放锁紧钢珠，使锁紧钢珠可在枪头锥孔内自由浮动，可脱离加液口卡槽。此时，可将加液枪从加液口上拔下，lng液体加注结束，加液枪回到空载状态。

综上所述，本发明指出的一种安全型气动分段控制的lng加液枪，采用加液通道与驱动气缸组件分离的设计方式，使驱动气缸组件不受lng介质的低温影响，能保证lng加液枪长时间连续加注作业不冻结；采用气动分段控制阀控制驱动气缸的行程位置，能够分步实现锁枪、加液、退枪、安全拔枪的动作，保证操作人员的安全。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。