一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪的制作方法

1.本实用新型涉及加氢枪的技术领域，尤其涉及一种安全自锁快速插拔高压加氢枪。


背景技术：

2.能源问题作为当今世界最急需解决的问题。近年来，我国大力扶持新能源行业，为了让燃料电池汽车代替传统燃油汽车，加氢站及其配套加氢设备必须与燃料电池汽车协同发展。加氢枪作为加氢机上的关键零部件之一，主要用于连接加氢机与加氢口，帮助燃料电池汽车完成氢气加注操作。目前加氢站内使用加氢枪过程中存在以下方面问题：
3.首先，目加氢站用加氢枪体积大且重量高，内部复杂程度高，同时在实际加注过程中，需要操作人员使用操作手柄对加氢枪进行手动锁止，导致使用步骤复杂，且无法满足频繁拆装的使用要求，进而影响操作人员工作效率和氢气加注效率。
4.此外，由于其内部介质流道始终存在高压介质，目前加氢枪防止意外断开主要通过操作人员自锁，这种方法确实提高了产品可靠性，但是依旧无法避免由于人为误操作或外界不可抗力导致加氢枪高压状态时断开，所以在根源方面缺乏完善的自锁装置，在产品安全性方面还有待于提高。
5.此外，目前多采用卡爪式结构实现加氢枪与加氢口连接固定，这种结构将导致加氢枪整体长度增加，且卡爪在加工安装方面都不易定位且成本较高，从质检方面考虑，也无法精确测量尺寸参数更无法确定配合面是否到位，同时在实际使用过程中，也存在脱离的潜在风险。在通常加氢枪使用一段时间后，加氢枪内部易被外界固体颗粒污染，为防止降低氢气纯度，对加氢枪的维护费用极高。
6.基于上述问题，有必要提出一种更合理，更安全的加氢枪来解决目前产品存在的缺陷，满足现有客户群体的潜在需求。


技术实现要素：

7.针对上述产生的问题，本实用新型的目的在于提供一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，通过加氢枪内部的介质力，保证加氢枪在氢气加注操作过程中不会因操作人员误操作将加氢枪与加氢口断开连接。
8.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
9.一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，包括：
10.加氢枪体，所述加氢枪体包括依次连接的上阀体、下阀体和阀座，所述上阀体的上部侧壁沿径向开设有贯通的锥形孔，所述锥形孔内设有滚珠，所述下阀体的中部侧壁沿径向开设有圆孔；
11.快插接头组件，所述快插接头组件包括顶针、顶针套、顶针弹簧和顶针轴套，所述顶针套设置在所述下阀体的上端，所述顶针下端伸入所述顶针套内，所述顶针轴套套装在所述顶针上，所述顶针弹簧的一端与所述顶针轴套相抵，另一端与所述顶针套相抵；
12.套筒组件，所述套筒组件包括前端保护壳和外壳支撑弹簧，所述前端保护壳套设在所述上阀体和所述下阀体的外部，所述外壳支撑弹簧设置在所述上阀体和所述前端保护壳之间，所述滚珠的一侧与所述前端保护壳内壁相抵，所述滚珠的另一侧与所述顶针轴套的上端相抵，所述前端保护壳下侧的内壁上沿竖向等距分布有多个限位槽；
13.过滤器组件，所述过滤器组件设置在所述下阀体和所述阀座之间的腔体内，用于过滤所述加氢枪体内部流经的介质；
14.安全锁止组件，所述安全锁止组件设置在所述圆孔内，安全锁止组件包括安全锁止弹簧、安全旋紧螺母和安全锁止销，所述安全旋紧螺母螺纹连接于所述圆孔内，所述安全锁止销包括杆体和挡块，所述挡块与所述圆孔内底壁相抵，所述杆体远离所述挡块的一端沿横向贯穿所述安全旋紧螺母，所述安全锁止弹簧的一端与所述安全旋紧螺母相抵，另一端与所述挡块相抵，所述杆体插入所述限位槽内能够阻挡所述前端保护壳上下运动。
15.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述顶针的下端向外延伸形成环形卡块，所述顶针套内壁的下侧开设限位台阶，所述环形卡块设在所述限位台阶内。
16.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述顶针轴套包括顶针内轴套和顶针外轴套，所述顶针内轴套和所述顶针外轴套均套装在所述顶针上，所述顶针外轴套位于所述顶针内轴套的外侧，所述顶针弹簧包括顶针内支撑弹簧和顶针外支撑弹簧，所述顶针内支撑弹簧的一端与所述顶针内轴套相抵，另一端与所述顶针套相抵，所述顶针外支撑弹簧的一端与所述顶针外轴套相抵，另一端与所述顶针套相抵，所述顶针外轴套的上端与所述滚珠相抵。
17.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述顶针上套装有第一卡簧，所述顶针轴套的上端抵在所述第一卡簧上，所述第一卡簧用于阻挡所述顶针外轴套。
18.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述圆孔与所述下阀体的内部通道之间开设有贯通的气体通道，所述挡块抵于所述气体通道的端口上，所述安全锁止弹簧套设在所述杆体上。
19.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述过滤器组件包括过滤器支撑件、过滤器和第一垫圈，所述过滤器的上端向外弯折成翻边，所述过滤器支撑件的下端与所述阀座相抵，所述过滤器支撑件的上端与所述翻边相抵，所述第一垫圈卡设在所述翻边和所述下阀体之间。
20.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述前端保护壳包括第一保护壳和第二保护壳，所述第一保护壳的下端与所述第二保护壳的上端螺纹连接，所述第一保护壳和所述上阀体之间设置有气腔，所述上阀体的外环面上设置有抵触面，所述外壳支撑弹簧设置在所述气腔内，所述外壳支撑弹簧沿所述上阀体的外壁设置，所述外壳支撑弹簧的一端与抵触面相抵，另一端与所述第一保护壳内部相抵，所述滚珠与所述第一保护壳的内壁相抵，多个所述限位槽均设在所述第二保护壳的内壁上。
21.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述上阀体的上端侧壁上套装有第二卡簧，所述第二卡簧位于所述锥形孔的上方，所述第二卡簧用于阻挡所述第一保护壳。
22.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述第一保护壳的上端的内壁上开设有环形槽。
23.上述的一种燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪，其中，所述挡块和所述下阀体之间通过o型圈和第二垫圈密封连接。
24.本实用新型由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
25.1、本实用新型的快插接头组件实现加氢枪与加氢口快速连接和断开，有效缩短产品长度，便携性高，操作方便。
26.2、本实用新型的套筒组件可以将滚珠与加氢口锁紧，安全锁止组件通过加氢枪内的介质可以实现对套筒组件的锁紧和解锁过程，加氢枪可靠性高，保证加氢枪在氢气加注操作过程中不会因操作人员误操作将加氢枪与加氢口断开连接。
附图说明
27.图1是本实用新型的燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压加氢枪的剖视图；
28.图2是本实用新型的上阀体的剖视图。
29.图3是本实用新型的快插接头组件的剖视图。
30.图4是本实用新型的安全锁止组件和第二保护壳的剖视图。
31.图5是本实用新型的过滤器组件的剖视图。
32.附图标记：1、上阀体；11、锥形孔；12、滚珠；13、第二卡簧；2、下阀体；21、圆孔；22、气体通道；3、阀座；31、o型圈；4、快插接头组件；41、顶针；411、环形卡块；42、顶针套；421、限位台阶；422、o型圈；43、顶针弹簧；431、顶针内支撑弹簧；432、顶针外支撑弹簧；44、顶针轴套；441、顶针内轴套；442、顶针外轴套；45、第一卡簧；5、套筒组件；51、前端保护壳； 511、第一保护壳；5111、环形槽；512、第二保护壳；5121、限位槽；52、外壳支撑弹簧；6、过滤器组件；61、过滤器支撑件；62、过滤器；621、翻边； 63、第一垫圈；7、安全锁止组件；71、安全锁止弹簧；72、安全旋紧螺母；73、安全锁止销；731、杆体；732、挡块；7322、o型圈；7323、第二垫圈。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型的附图和具体实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.需要指出的是，本文提及的方位词“上”和“下”、“内”和“外”是以本实用新型的附图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本技术的保护范围不构成限制。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.第一实施例：
37.请参见图1和图2所示，示出了第一种较佳的燃料电池汽车安全自锁快速插拔高压
加氢枪，包括：加氢枪体、快插接头组件4、套筒组件5、过滤器组件 6和安全锁止组件7。
38.其中，加氢枪体包括依次连接的上阀体1、下阀体2和阀座3，上阀体1、下阀体2和阀座3内部通道依次相连通，上阀体1和下阀体2通过螺纹连接，下阀体2和阀座3通过螺纹连接，上阀体1的上部侧壁沿径向开设有贯通的锥形孔11，锥形孔11的孔径从上阀体1的外壁到内壁呈递减状态，锥形孔11内设有滚珠12，锥形孔11靠近上阀体1内壁的一端的孔径小于滚珠12的直径，能够对滚珠12进行限位，滚珠12的一小部分可以进入上阀体1内部通道，而滚珠12不会完全滚入上阀体1内部通道，下阀体2的中部侧壁沿径向开设有圆孔21，圆孔21与下阀体2内部通道相连通，下阀体2和阀座3之间通过o型圈31密封连接。
39.请参见图1和图3所示，快插接头组件4用于加氢枪与加氢口(图中未示出)快速连接和断开，方便操作人员对车辆进行加氢操作，在加氢口的外壁上设有加氢口卡槽，快插接头组件4包括顶针41、顶针套42、顶针弹簧43和顶针轴套44，顶针套42设置在下阀体2的上端，顶针套42与下阀体2之间通过 o型圈7322密封连接，顶针41下端伸入顶针套42内，顶针41下端与顶针套 42之间通过o型圈4222密封连接，顶针轴套44套装在顶针41上，顶针弹簧 43的一端与顶针轴套44相抵，另一端与顶针套42相抵，顶针轴套44上端的远离顶针41的角部为圆弧形，顶针轴套44的外侧壁与上阀体1的内壁相贴合，顶针弹簧43能够保证顶针41被加氢口下压后能够正常复位。
40.套筒组件5包括前端保护壳51和外壳支撑弹簧52，前端保护壳51套设在上阀体1和下阀体2的外部，外壳支撑弹簧52设置在上阀体1和前端保护壳51 之间，外壳支撑弹簧52的一端与前端保护壳51连接，另一端与上阀体1的外壁连接，滚珠12的一侧与前端保护壳51内壁相抵，滚珠12的另一侧与顶针轴套44的上端相抵，滚珠12被限制在顶针轴套44和前端保护壳51之间，第一保护壳511的上端的内壁上开设有环形槽5111，滚珠12在初始状态时，滚珠 12的外部突出锥形孔11的一侧能够设于环形槽5111内，外部加氢口与快插接头组件4连接时，加氢口顶入上阀体1前端，加氢口推动顶针41向下移动，顶针轴套44与顶针41同步移动，待顶针轴套44完全脱离锥形孔11时，顶针轴套44不再对滚珠12进行限位，顶针轴套44与滚珠12脱离，滚珠12的一侧落入加氢口卡槽内，将前端保护壳51向上移动，前端保护壳51内壁可以将锥形孔11包围，保证滚珠12紧紧锁死在加氢口卡槽内；将前端保护壳51向下移动后，锥形孔11靠近上阀体1外部的端口打开，顶针弹簧43向顶针轴套44施加向上的作用力，使得顶针轴套44重新与滚珠12相抵，顶针轴套44向滚珠12 施加推力，滚珠12向靠近前端保护壳51的方向滚动，并与加氢口卡槽脱离，加氢口可以从快插接头组件4内脱离。
41.请参见图1和图5所示，过滤器组件6设置在下阀体2和阀座3之间的腔体内，用于过滤加氢枪体内部流经的介质，提高介质纯度，有利于提高下游供氢系统效率。
42.请参见图1和图4所示，安全锁止组件7沿横向设置在圆孔21内，安全锁止组件7包括安全锁止弹簧71、安全旋紧螺母72和安全锁止销73，安全旋紧螺母72螺纹连接于圆孔21内，安全旋紧螺母72与圆孔21之间形成腔体，安全锁止销73包括杆体731和挡块732，挡块732设在安全旋紧螺母72与圆孔 21之间的腔体内，下阀体2内没有高压介质流动时，挡块732与圆孔21内底壁相抵，挡块732外壁上开设安装槽，安装槽内设有o型圈7322和第二垫圈7323，挡块732和下阀体2之间通过o型圈7322和第二垫圈7323密封连接，杆体731 远离挡块732的一端沿横向贯穿安全旋紧螺母72，安全锁止弹簧71的一端与安全旋紧螺母72相抵，另一端与挡块732相抵，前端保护壳51下侧的内壁上沿竖向等距分布有多个限位槽5121，杆体
731插入限位槽5121内能够阻挡前端保护壳51上下运动，当下阀体2内存在高压介质时，触发安全锁止组件7开始工作，下阀体2内部通道的高压介质推动挡块732向靠近限位槽5121的方向移动，挡块732压缩安全锁止弹簧71，使得杆体731能够穿过安全旋紧螺母72并插入其中一个限位槽5121内，避免加氢口过程中误操作导致的前端保护壳51发生移动，滚珠12不能锁死加氢口的现象。
43.进一步地，顶针41的下端向外延伸形成环形卡块411，顶针套42内壁的下侧开设限位台阶421，环形卡块411设在限位台阶421内，顶针41在顶针套42 上装配时，顶针41的上端从顶针套42的下端伸入，直至环形卡环卡设在限位台阶421内，限位台阶421起到对顶针41的限位作用，防止顶针41从顶针套 42内继续向上运动而脱离顶针套42。
44.还有，请参见图3所示，顶针轴套44包括顶针内轴套441和顶针外轴套442，顶针内轴套441和顶针外轴套442均套装在顶针41上，顶针外轴套442位于顶针内轴套441的外侧，顶针弹簧43包括顶针内支撑弹簧431和顶针外支撑弹簧 432，顶针内支撑弹簧431的一端与顶针内轴套441相抵，另一端与顶针套42 相抵，顶针外支撑弹簧432的一端与顶针外轴套442相抵，另一端与顶针套42 相抵，顶针外轴套442的上端与滚珠12相抵。
45.进一步优化上述技术方案，顶针41上套装有第一卡簧45，顶针轴套44的上端抵在第一卡簧45上，第一卡簧45用于阻挡顶针外轴套442。
46.在本实用新型实施例中，圆孔21与下阀体2的内部通道之间开设有贯通的气体通道22，挡块732抵于气体通道22的端口上，安全锁止弹簧71套设在杆体731上。
47.进一步地，请参见图5所示，过滤器组件6包括过滤器支撑件61、过滤器 62和第一垫圈63，过滤器62的上端向外弯折成翻边621，过滤器支撑件61的下端与阀座3相抵，过滤器支撑件61的上端与翻边621相抵，第一垫圈63卡设在翻边621和下阀体2之间，用于防止介质未经过滤器62直接进入加氢枪内部，降低加氢枪使用寿命。
48.进一步优化上述技术方案，请参见图1所示，前端保护壳51包括第一保护壳511和第二保护壳512，第一保护壳511的下端与第二保护壳512的上端螺纹连接，第一保护壳511的和上阀体1之间设置有气腔，上阀体1的外环面上设置有抵触面，外壳支撑弹簧52设置在气腔内，外壳支撑弹簧52沿上阀体1的外壁设置，外壳支撑弹簧52的一端与抵触面相抵，另一端与第一保护壳511内部连接，滚珠12与第一保护壳511的内壁相抵，多个限位槽5121均设在第二保护壳512的内壁上。
49.为了防止前端保护壳51脱离上阀体1，在上阀体1的上端侧壁上套装有第二卡簧13，第二卡簧13位于锥形孔11的上方，第二卡簧13用于阻挡第一保护壳511继续向上移动。
50.接下来说明本实用新型的工作原理：加氢操作时，外部加氢口从上阀体1 的前端顶入，加氢口推动顶针41向下移动，顶针轴套44压缩顶针弹簧43，顶针轴套44与滚珠12脱离，滚珠12落入加氢口卡槽内，操作人员将前端保护壳 51向上移动并抵在第二卡簧13上，保证滚珠12紧紧锁死在加氢口卡槽内，加氢口不能够发生移动，加氢枪内部通道处于开启状态，内部介质推动安全锁止销73锁紧前端保护壳51，氢气由加氢机软管经过过滤器62后进入下阀体2，随后进入顶针41内部，最终流入与加氢枪相连的加氢口，实现整个氢气加注操作；加注操作完成后，安全锁止销73在安全锁止弹簧71作用下与前端保护壳 51解锁，前端保护壳51在外壳支撑弹簧52作用下复位，顶针轴套44和顶针 41在顶针弹簧43作用下复位，顶针轴套44推动滚珠12与加氢口卡槽脱离，实现加氢口的断开连接，完成加氢枪断开连
接操作。
51.以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。