充装枪用手阀组件及充装枪的制作方法

1.本发明涉及充装枪技术领域，更具体地说，涉及一种充装枪用手阀组件及充装枪。


背景技术：

2.随着社会发展，压力气体的应用越来越普遍，如液化气、煤气、氧气、氮气、氢气等在国民生活中发挥越来越重要的作用。压力气体一般都承装在气瓶中，以气态或者气液两相的状态存在，通过充装枪进行充装。众所周知，相当一部分压力气体具有腐蚀性，有的具有可燃性，有的具有爆炸性。传统的充装枪采用密封圈和弹性密封垫实现密封，在充装压力气体的过程中，可导致密封材料一定程度的物理化学性质的改变，导致使用寿命比较短，客户体验比较差。
3.如图1所示，现有技术中的充装枪由枪主体5、枪把手6、充装枪用手阀组件1、内枪管2、枪体3、枪头4等部件组成，充装枪用手阀组件1安装在该充装枪的后端，通过枪头4与枪主体5进行气瓶阀门的卡装，从而使得枪头4与气瓶阀门连通，充装枪用手阀组件1用于与外部气源连通，待充气体通过充装枪用手阀组件1、内枪管2、枪头4、气瓶阀门充入气瓶内，进而完成对压力气体的充装。
4.如图2所示，该充装枪用手阀组件1由扳手13、阀杆12、密封圈14、密封圈15、阀体11等组成，通过旋动扳手13，进而让阀杆12在阀体11中转动，密封圈14在阀杆12和阀体11之间起到密封作用，避免压力气体经阀杆12和阀体11之间的空隙溢出。阀杆12的下部为一偏心轴，连接顶杆7，顶杆7在内枪管2里面随着阀杆12转动而往复运动。顶杆7端头固定一密封垫71，与枪头4内部的一加工面配合，在关闭充装枪用手阀组件1的情况下，起到密封作用。在需要打开充装枪用手阀组件1时，通过转动扳手13，扳手13带动阀杆12转动，阀杆12通过偏心轴带动顶杆7和密封垫71在内枪管2内向阀杆12的方向移动，进而打开枪头4的通道，实现充装枪用手阀组件1的打开。
5.现有技术中，充装枪用手阀组件1的阀杆12和阀体11之间的缝隙通过套设在阀杆12上的密封圈14进行密封，而阀杆12和阀体11在开闭充装枪用手阀组件1时，需要密封圈14时刻处于密封状态，所以密封圈14在充装枪用手阀组件1开闭动作时，均存在和阀体11的摩擦动作，导致此处的密封效果不好，在压力气体环境下，寿命有限，基本上几个月就要换一次密封圈14。
6.此外，充装枪内使用的密封件(如密封圈14、密封圈15、密封圈21、密封垫71)都是由橡胶类弹性体加工而成，寿命较短，需要定期维护更换。
7.因此，如何提高密封的可靠性，增加密封件寿命，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充装枪用手阀组件，以提高密封的可靠性，增加密封件寿命；
9.本发明的另一目的在于提供一种充装枪。
10.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
11.一种充装枪用手阀组件，包括：
12.阀体，具有阀杆腔、出气通道和进气通道；
13.阀杆，可移动地设置于所述阀杆腔内，以切换所述出气通道和所述进气通道的通断；
14.静密封件，用于密封所述阀体和所述阀杆之间的间隙，至少包括套设于所述阀杆上的波纹管，所述波纹管的一端与所述阀杆密封连接，另一端与所述阀体密封连接。
15.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述静密封件还包括第一密封垫和按压件，所述第一密封垫通过所述按压件固定于所述阀体上，所述波纹管和所述按压件密封连接，以使得通过所述按压件和所述第一密封垫与所述阀体密封连接。
16.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述按压件包括：
17.法兰，套设于所述阀杆，且与所述波纹管密封连接，并压紧所述第一密封垫；
18.压帽，与所述阀体螺纹配合；
19.压紧件，设置于所述阀杆腔，且一端与所述压帽抵接，另一端与所述法兰抵接，以将所述法兰压紧于所述第一密封垫。
20.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述波纹管为金属波纹管，且通过焊接分别与所述阀杆和所述法兰密封连接。
21.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述阀杆腔的内壁上设置有第一限位台阶，所述第一密封垫的一侧定位于所述第一限位台阶，另一侧与所述法兰抵接。
22.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述阀杆连接有外伸于所述压帽外部的扳手，所述扳手通过扳手杆与所述阀杆连接，且所述扳手杆与所述压帽螺纹连接，通过旋动所述扳手以带动所述阀杆沿阀杆腔移动。
23.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述阀杆靠近所述出气通道的一端的端部开设有安装嵌槽，所述安装嵌槽内设置有第二密封垫，通过所述第二密封垫与所述阀体的抵接与分离，以切换所述出气通道和所述进气通道的通断。
24.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述出气通道和所述进气通道均与所述阀杆腔连通，所述第二密封垫与所述阀体的抵接与分离，以切换所述出气通道和所述进气通道之一与所述阀杆腔的通断。
25.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述出气通道的外壁形成有向所述阀杆腔内延伸的密封面，所述第二密封垫用于与所述密封面抵接与分离，以切换所述出气通道与所述阀杆腔的通断。
26.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述进气通道处开设有贯穿所述阀体的端部，且用于与内枪管连接的内螺纹孔。
27.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述内螺纹孔靠近所述进气通道的一端设置有止位台阶，所述止位台阶处设置有第三密封垫。
28.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述第一密封垫、所述第二密封垫和所述第三密封垫均为耐腐蚀耐压密封垫。
29.优选地，在上述充装枪用手阀组件中，所述第一密封垫、所述第二密封垫和所述第
三密封垫为聚四氟乙烯密封垫或尼龙密封垫。
30.一种充装枪，包括枪主体、内枪管和与所述内枪管连通的充装枪用手阀组件，所述充装枪用手阀组件为如上所述的充装枪用手阀组件。
31.优选地，在上述充装枪中，所述充装枪用手阀组件的进气通道与所述内枪管连通，所述出气通道处形成与所述枪主体相对的枪头。
32.优选地，在上述充装枪中，所述枪头外包覆有具有橡胶弹性的枪头皮碗。
33.本发明提供的充装枪用手阀组件，跟现有技术的区别在于，通过静密封件实现阀体和阀杆之间的密封。其中，波纹管分别与阀杆和阀体密封连接，利用波纹管的伸缩特性，使得在阀杆移动时，波纹管与阀杆和阀体的密封连接处，不需要产生相对位移，因此更容易提高密封的可靠性。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。
35.图1为现有技术中充装枪的结构示意图；
36.图2为现有技术中充装枪的充气总成的剖视图；
37.图3为本发明实施例提供的充装枪的结构示意图；
38.图4为本发明实施例提供的充装枪用手阀组件的剖视图；
39.图5为本发明实施例提供的充装枪用手阀组件的阀体的剖视图；
40.图6为本发明实施例提供的静密封件和阀杆配合的剖视图；
41.图7为本发明实施例提供的充装枪的剖视图。
42.其中，1为充装枪用手阀组件，2为内枪管，3为枪体，4为枪头，5为枪主体，6为枪把手，7为顶杆，11为阀体，12为阀杆，13为扳手，14为密封圈，15为密封圈，21为密封圈，71为密封垫；
43.10为充装枪用手阀组件，20为内枪管，30为枪体，40为枪把手，50为枪主体，101为扳手杆，102为扳手，103为压帽，104为压环，105为压板，106为第一密封垫，107为第二密封垫，108为法兰，109为波纹管，110为阀体，111为枪头，112为第三密封垫，113为进气通道，114为内螺纹孔，115为出气通道，116为止位台阶，117为密封面，118为阀杆腔，119为第一限位台阶，120为阀杆，121为枪头皮碗，1151为第一支通道，1152为第二支通道。
具体实施方式
44.本发明的核心在于提供一种充装枪用手阀组件，以提高密封的可靠性，增加密封件寿命。
45.本发明的另一核心在于提供一种具有上述充装枪用手阀组件的充装枪。
46.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
47.为了解决阀体和阀杆间采用动密封，带来的密封可靠性差、寿命低的问题，发明人经过巧妙的构思，克服本技术领域中，两相对运动件之间只能采用动密封这一技术难题，公开了一种通过采用静密封结构，以实现两相对运动件之间密封的技术方案，具体结构细节，请见下文具体实施方式。
48.如图4所示，本发明一实施例公开了一种充装枪用手阀组件包括阀体110、阀杆120和静密封件，静密封件用于密封阀体110和阀杆120之间的间隙，以避免高压气体由此间隙溢出。
49.请结合图5，阀体110具有阀杆腔118、出气通道115和进气通道113，阀杆腔118、出气通道115和进气通道113彼此处于连通状态，以使得压力气体可以通过进气通道113和出气通道115排出。
50.如图4所示，阀杆120可移动地设置于阀杆腔118内，以切换出气通道115和进气通道113的通断。通过阀杆120在阀杆腔118内直线移动，来切断出气通道115和进气通道113的连通状态，或者使得出气通道115和进气通道113由截断状态切换至连通状态。在本发明一具体实施例中，以图4示出的充装枪用手阀组件所处的空间位置关系为例，阀杆120沿阀杆腔118向下移动，以截断出气通道115和进气通道113的连通关系，阀杆120沿阀杆腔118向上移动，以使得出气通道115和进气通道113由截断状态切换至连通状态。
51.静密封件至少包括套设于阀杆120上的波纹管109，波纹管109的一端与阀杆120密封连接，另一端与阀体110密封连接。本领域技术人员可以理解的是，波纹管109为外壁呈波纹状的管件，由于其特殊结构，使得其在轴向上可以在外力作用下被压缩和拉伸。
52.以图4示出的充装枪用手阀组件所处的空间位置关系为例，在需要充装压力气体时，需控制阀杆120沿阀杆腔118向上运动，由于波纹管109的上部相对于阀体110固定不动，所以波纹管109的下部跟随阀杆120向上移动，而波纹管109的上部相对于阀体110固定不动，故波纹管109向上压缩，出气通道115和进气通道113由截断状态切换至连通状态，压力气体从进气通道113进来，并通过出气通道115，充入气瓶。
53.在充装压力气体完毕后，需控制阀杆120沿阀杆腔118向下运动，波纹管109的下部跟随阀杆120向下移动，而波纹管109的上部相对于阀体110固定不动，故波纹管109向下拉伸，出气通道115和进气通道113由连通状态切换至截断状态，截断压力气体的通过。
54.本发明提供的充装枪用手阀组件，跟现有技术的区别在于，通过静密封件实现阀体110和阀杆120之间的密封。其中，波纹管109分别与阀杆120和按压件密封连接，利用波纹管109的伸缩特性，使得在阀杆120移动时，波纹管109与阀杆120和于阀体110的密封连接处，不需要产生相对位移，因此更容易提高密封的可靠性。
55.在本发明一具体实施例中，静密封件还包括第一密封垫106和按压件，第一密封垫106通过按压件固定于阀体110上，波纹管109套设于阀杆120上，且分别与阀杆120和按压件密封连接，以使得波纹管109通过按压件和第一密封垫106与阀体110密封连接。本方案利用波纹管109的伸缩特性，使得在阀杆120沿阀杆腔118移动时，波纹管109可完成适应性的伸缩，从而保证波纹管109和阀杆120的密封连接关系，以及与按压件的密封连接关系，不发生变化。由于按压件和第一密封垫106是相对于阀体110固定不动的，因此第一密封垫106相对于动密封而言，密封可靠性更高，增加了密封件的使用寿命。
56.以图4示出的充装枪用手阀组件所处的空间位置关系为例，在需要充装压力气体
时，需控制阀杆120沿阀杆腔118向上运动，由于按压件相对于阀体110固定不动，所以波纹管109的下部跟随阀杆120向上移动，而波纹管109的上部相对于按压件固定不动，故波纹管109向上压缩，出气通道115和进气通道113由截断状态切换至连通状态，压力气体从进气通道113进来，并通过出气通道115，充入气瓶。
57.在充装压力气体完毕后，需控制阀杆120沿阀杆腔118向下运动，由于按压件相对于阀体110固定不动，所以波纹管109的下部跟随阀杆120向下移动，而波纹管109的上部相对于按压件固定不动，故波纹管109向下拉伸，出气通道115和进气通道113由连通状态切换至截断状态，截断压力气体的通过。
58.在本发明一具体实施例中，按压件包括法兰108、压帽103和压紧件。其中，法兰108套设于阀杆120，且与波纹管109密封连接。在波纹管109为金属波纹管时(例如不锈钢波纹管)，可将波纹管109的端部与法兰108的一侧端面焊接，也可直接在波纹管109的端部形成与波纹管109一体成型的法兰结构，只要保证二者之间相对固定，同时连接处保证密封即可。法兰108压紧第一密封垫106，以避免压力气体由法兰108和第一密封垫106之间的缝隙溢出。
59.压帽103与阀体110螺纹配合，用于通过与阀体110螺纹配合为法兰108和第一密封垫106的配合提供预紧力。由于压帽103需要设置在阀体110的端部，而法兰108位于阀杆腔118的内部，二者之间具有一定的距离，为了保证预紧力传递至法兰108，因此增加了压紧件。压紧件设置于阀杆腔118，且一端与压帽103抵接，另一端与法兰108抵接，以将法兰108压紧于第一密封垫106。
60.需要说明的是，也可将压紧件集成在压帽103上，而无需单独设置一个部件。也可将压紧件设置为两个部件：压环104和压板105，压板105设置在法兰108远离波纹管109的一侧，压环104设置在压板105和压帽103之间，压帽103的预紧力通过压环104和压板105传递至法兰108。压板105为厚度较薄、内外径差值较大的板状结构；压环104为高度较高、内外径差值较小的筒状结构。设置压板105为了保证将预紧力均匀的传递至法兰108，而压环104设置为较高的高度，是为了连接压帽103和压板105。
61.如图6所示，在本发明一具体实施例中，波纹管109为金属波纹管，且通过焊接分别与阀杆120和法兰108密封连接。金属波纹管具有良好的弹性，可以在一定范围内发生弹性变形，可以在阀体110的阀杆腔118中拉伸和收缩，并且在周向可以抵抗一定程度流体的压力，将现有技术的动密封转成了可靠易控的静密封。需要说明的是，波纹管109还可以选择一些其他材质的波纹管，只要具有一定弹性，可以实现拉伸和收缩功能均可。波纹管109与阀杆120和法兰108密封连接也可以采用粘接，或者通过与阀杆120和法兰108设计为一体式结构，均可实现彼此间的密封连接，即完成相对固定的同时，保证连接处的气密性，避免压力气体泄漏。
62.如图5所示，阀杆腔118的内壁上设置有第一限位台阶119，第一密封垫106的一侧定位于第一限位台阶119，另一侧与法兰108抵接，即第一密封垫106分别通过第一限位台阶119和法兰108实现定位，继而保证与阀体110的相对固定。
63.为了实现阀杆120沿阀杆腔118的上下移动，阀杆120连接有外伸于压帽103外部的扳手102，扳手102通过扳手杆101与阀杆120连接，且扳手杆101与压帽103螺纹连接，通过旋动所述扳手102以带动阀杆120沿阀杆腔118移动，通过转动扳手102，带动扳手杆101转动，
由于扳手杆101与压帽103螺纹连接，因此在扳手杆101转动的同时，能够完成上下移动，扳手杆101与阀杆120铰接，从而带动阀杆120沿阀杆腔118移动，以完成出气通道115和进气通道113在连通状态与截止状态之间的切换。
64.如图6所示，阀杆120靠近出气通道115的一端的端部开设有安装嵌槽，安装嵌槽内设置有第二密封垫107，通过第二密封垫107与阀体110的抵接与分离，以切换出气通道115和进气通道113的通断，此种设置方式在阀件中较为常见，本文在此不再赘述。第二密封垫107可通过粘结剂或者过盈配合的方式固定在安装嵌槽内，起到活门处的密封作用。
65.如图5所示，出气通道115和进气通道113均与阀杆腔118连通，第二密封垫107与阀体110的抵接与分离，以切换出气通道115和进气通道113之一与阀杆腔118的通断。在本实施例中，第二密封垫107与阀体110的抵接，可以切断出气通道115与阀杆腔118的连通，继而使得压力气体由进气通道113进入阀杆腔118后，无法进入出气通道115，继而无法通过出气通道115排出，实现通道的切断功能。需要说明的是，也可通过第二密封垫107与阀体110的抵接，切断进气通道113与阀杆腔118的连通，继而使得压力气体无法由进气通道113进入阀杆腔118，也就无法进入出气通道115，并通过出气通道115排出，实现通道的切断功能。
66.请继续参考图5，出气通道115的外壁形成有向阀杆腔118内延伸的密封面117，第二密封垫107用于与密封面117抵接与分离，以切换出气通道115与阀杆腔118的通断。在本实施例中，增加向阀杆腔118内延伸的密封面117，可方便第二密封垫107与阀体110的抵接，更便于实现密封。
67.出气通道115可由两个相互呈一定角度的支通道组成，两个支通道分别为第一支通道1151和第二支通道1152，在图5示出的实施例中，第一支通道1151和第二支通道1152相互垂直，以更利于加工，本领域技术人员可以知悉的是，可以根据实际需要，第一支通道1151和第二支通道1152可加工为任意角度，包括二者夹角为0
°
。第二支通道1152用于连通阀杆腔118，密封面117为第二支通道1152的外壁向阀杆腔118内延伸形成。出气通道115设计为两个相互呈一定角度的支通道，是因为阀杆腔118的轴向与第一支通道1151的轴向呈垂直状态，因此需要增加一个第二支通道1152以连接阀杆腔118的轴向与第一支通道1151，并使得第二支通道1152和阀杆腔118的轴向相平行，以利于在阀杆120沿阀杆腔118向下移动，以截断出气通道115和进气通道113的连通关系时，更易于实现第二密封垫107与密封面117密封抵接。
68.如图5进气通道113处开设有贯穿阀体110的端部，用于与内枪管20连接的内螺纹孔114。内螺纹孔114靠近进气通道113的一端设置有止位台阶116，止位台阶116处设置有第三密封垫112。压力气体通过内枪管20输入充装枪用手阀组件，并通过充装枪用手阀组件注入气瓶。
69.在本发明一具体实施例中，第一密封垫106、第二密封垫107和第三密封垫112均为耐腐蚀耐压密封垫，已解决现有技术中采用橡胶类弹性件带来的寿命短、需要定期维护更换的问题。
70.进一步地，第一密封垫106、第二密封垫107和第三密封垫112为聚四氟乙烯密封垫或尼龙密封垫。具体选择哪种材质，可根据充装介质不同进行选择，只要保证充装介质对该材料不具有腐蚀作用即可。
71.如图3和图7所示，本发明实施例还公开了一种充装枪，包括枪主体50、内枪管20和
与内枪管20连通的充装枪用手阀组件10。其中，充装枪用手阀组件10为上述实施例公开的充装枪用手阀组件，由于结构相同，本文在此不再赘述。由于本发明实施例公开的充装枪具有上述充装枪用手阀组件10，因此兼具上述充装枪用手阀组件10的所有技术效果，本文在此不再赘述。
72.进一步地，充装枪用手阀组件的进气通道113与内枪管20连通，出气通道115处形成与枪主体50相对的枪头111，以方便与气瓶阀门的连接。
73.进一步地，枪头111外可包覆有具有橡胶弹性的枪头皮碗121，以增加与气瓶阀门的密封性。
74.本发明实施例公开的充装枪通过充装枪用手阀组件10与枪主体50进行气瓶阀门的卡装，从而使得充装枪用手阀组件10与气瓶阀门连通，内枪管20用于与外部气源连通，压力气体通过内枪管20、充装枪用手阀组件10、气瓶阀门充入气瓶内，进而完成对压力气体的充装。
75.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
76.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。