一种防结冰主动防护型LNG气动加液枪的制作方法

一种防结冰主动防护型lng气动加液枪
技术领域
1.本实用新型涉及天然气设备技术领域，尤其是一种防结冰主动防护型lng气动加液枪。


背景技术：

2.目前，lng气动加液枪分为直进式及角式气动加液枪，两种加液枪均由压缩空气推动气缸做工，来实现与气瓶加注口的连接。直进式加液枪的介质通道经过气缸；角式气动加液枪从加液枪中段进液，介质通道未经过气缸。两种加液枪都是利用缝隙过流式加注进液，lng介质通过加液枪介质通道口与气瓶加液口的缝隙流入气瓶。直进式及角式气动加液枪在防结冰技术上主要采取正空阀及改变流向法，其主要目的是保护气缸能更长时间工作。
3.现有技术中，lng气动加液枪为缝隙过流式进液，使得加注效率低，加注时间长。气缸真空技术或者是改变介质流向技术在气动加液枪中的运用都只是为了让气缸尽可能少的结冰，但为对加液枪主要执行部件作用不大，由于金属热传导的速度很快，气缸真空技术和改变介质流向技术只能起到短时间保护气缸不结冰的作用，温度会从加液枪的执行机构与气缸的连接处传导，慢慢生成冷凝气导致结冰。即便做成角式也无法解决根本问题，且加液枪的执行机构结冰也将导致无法正常连续加注。从安全角度上，现有技术无法阻止喷液事故发生，因其构造的限定，当加注完成卸掉lng加液枪时，内密封模块顶针螺丝如果松动，导致顶针脱落后，继发喷液事故，造成财产及生命危害。为了解决加液枪结冰的问题，提高加液枪的安全性，需要对现有的加液枪结构做进一步的改进。


技术实现要素：

4.为了解决lng气动加液枪主要执行部件冷凝结冰的问题，防止喷液事故保证lng加注安全，本实用新型提供了一种防结冰主动防护型lng气动加液枪，具体技术方案如下。
5.一种防结冰主动防护型lng气动加液枪，包括锁紧机构、密封机构、气缸和控制器，所述锁紧机构包括外壳套、支撑螺杆、连接杆和卡爪，所述卡爪上配置有滑轮，卡爪通过销子和卡簧安装在外壳套上，外壳套通过支撑螺杆安装在气缸主体上，所述外壳套上设置有引导槽；所述密封机构包括撞筒、阀芯顶针、阀芯和连接杆，阀芯顶针和阀芯之间固定有密封垫，阀芯顶针与撞筒的内锥面相配合；所述气缸包括气缸主体、气缸杆和气缸盖，气缸主体和气缸杆相连，气缸的端部设置有气缸盖；所述控制器包括控制器主体和控制器阀芯，控制器主体和控制器阀芯相连，控制器按钮安装在控制器阀芯的端部；所述控制器通过接入压缩空气调整气缸杆的位移。
6.优选的是，引导槽与卡爪相配合，卡爪通过栓孔安装在外壳套上。
7.优选的是，撞筒为中空圆柱体，撞筒的前端设置有多个进液孔，撞筒内还设置有内锥面。
8.还优选的是，撞筒的外径小于外壳套的内径，撞筒和外壳套的端部与气瓶的加注口相互配合。
9.还优选的是，连接杆和撞筒在部件的表面涂有二氧化硅气凝胶。
10.还优选的是，外壳套、卡爪、气缸主体、气缸杆和气缸盖表面设置超疏水涂装。
11.还优选的是，连接杆的中间法兰和气缸杆的前端法兰相连，连接杆与气缸杆内腔之间形成空气隔离腔。
12.进一步优选的是，气缸盖的侧面还设置有把手架，把手固定在把手架上。
13.进一步优选的是，连接杆的端部设置有连接螺纹，连接杆与lng气源管道相连。
14.本实用新型提供的一种防结冰主动防护型lng气动加液枪的有益效果是，加液枪采用点喷技术，提升了加注效率；该设备结构更加简单，加工难度小，制作成本低；部件表面设置二氧化硅气凝胶技术及疏水涂层，保证了加液枪连续加注工作，避免了加液枪结冰的问题，降低了维护成本；该加液枪主动防护能够保证安全生产，法兰结构的设置更有利于更换密封部件。
附图说明
15.图1是防结冰主动防护型lng气动加液枪的结构爆炸图；
16.图2是防结冰主动防护型lng气动加液枪结构示意图；
17.图3是防结冰主动防护型lng气动加液枪剖视图；
18.图4是防结冰主动防护型lng气动加液枪正视图；
19.图5是防结冰主动防护型lng气动加液枪侧视图；
20.图6是防结冰主动防护型lng气动加液的俯视图；
21.图7是防结冰主动防护型lng气动加液的上视图；
22.图8是控制器剖视原理图；
23.图中：1-外壳套，2-支撑螺杆，3-撞筒，4-阀芯顶针，5-阀芯，6-连接杆，7-卡爪，8-气缸主体，9-控制器主体，10-把手架，11-气缸杆，12-气缸盖，13-控制器阀芯，14-控制器按钮，15-把手，16-空气隔离腔，17-滑轮，18-弹簧，19-进液孔。
具体实施方式
24.结合图1至图8所示，对本实用新型提供的一种防结冰主动防护型lng气动加液枪的具体实施方式进行说明。
25.一种防结冰主动防护型lng气动加液枪，包括锁紧机构、密封机构、气缸和控制器，锁紧机构和气瓶的注气口配合，密封机构的撞筒保证输送过程中和停止输送时接口的密封性，气缸利用压缩气。
26.其中，锁紧机构包括外壳套1、支撑螺杆2、连接杆6和卡爪7，以及密封圈卡簧、销子和螺丝等，卡爪7上配置有滑轮，滑轮17随卡爪运动，卡爪7通过销子和卡簧安装在外壳套1上，外壳套1上设置有引导槽，滑轮17沿引导槽运动。外壳套1通过支撑螺杆安装在气缸主体上，支撑螺杆2的两端都设置有螺纹。通过锁紧机构可以实现开合、锁紧，方便了注气操作，保证了注气安全。外壳套1通过支撑螺杆安装在气缸主体上，连接杆的前端法兰与撞筒连接，中间法兰与气缸杆连接；加液过程中气缸向前推动，即从把手侧向外壳套一侧推动，卡爪7沿引导槽设置的路线向里锁紧，撞筒3直接接入气瓶的加注口。加液完毕后，气缸向后移动，撞筒3撤开车载气瓶加注口，卡爪7滑轮顺势沿撞筒外表面凹凸路线向外打开，移除加液
枪。
27.密封机构包括撞筒3、阀芯顶针4、阀芯5和连接杆6，以及密封垫、弹簧和螺丝，阀芯顶针和阀芯之间固定有密封垫，加强密封，阀芯顶针4与撞筒的内锥面相配合，当加液完成退枪时顶到撞筒内锥面实现密封，避免了介质外流。加液是气缸推动撞筒前移，阀芯顶针4接触车载气瓶加注口阀芯，推开阀芯5，反作用力的推动阀芯顶针后移，即向把手侧移动，此时撞筒与气瓶建立介质流通通道。
28.气缸包括气缸主体8、气缸杆11和气缸盖12，气缸主体8和气缸杆11相连并相互配合，阀芯5穿过气缸杆并与气缸杆配合，气缸的端部设置有气缸盖。控制器包括控制器主体9和控制器阀芯13，控制器主体9和控制器阀芯13相连，控制器按钮安装在控制器阀芯的端部。控制器通过接入压缩空气调整气缸杆的位移，控制器阀芯13设置在气缸体的侧面，气缸主体8的两侧设置有进气口，控制阀芯配合控制器调整进气口启闭。
29.撞筒3为中空圆柱体，撞筒3的前端设置有多个进液孔，撞筒3内还设置有内锥面，通过内锥面和阀芯顶针配合，阀芯顶针4和阀芯5相连接，阀芯后侧设置有弹簧。
30.连接杆和撞筒在部件的表面涂有二氧化硅气凝胶，加注的介质流向为通过与加注软管连接的连接杆到撞筒，两个部件是主要对外传温点，在此两部件表面涂装二氧化硅气凝胶的方式，经过试验其可隔绝原温度传导率的80％左右，是低温很难再传递到其他零部件上。外壳套、卡爪、气缸主体、气缸杆和气缸盖表面设置超疏水涂装，通过在表面进行超疏水涂装，在少量低温透过二氧化硅气凝胶涂层转移到外壳部件时，产生的周围冷凝气生成的水珠无法附着在机件表面，从而使其无法结冰。连接杆的中间法兰和气缸杆的前端法兰相连，连接杆与气缸杆内腔之间形成空气隔离腔。连接杆与气缸杆内腔不接触，产生空气隔绝系统，在二氧化硅气凝胶涂层、超疏水涂层以及空气阻隔的合力作用下，加液枪无法结冰。综合利用多点点喷进液技术、内腔二氧化硅气凝胶涂层技术、外壳超疏水涂层技术和空气阻隔技术可以解决上述加注效率低以及易结冰的问题。各个部件经过处理并相互组合相互作用，从而可以在解约成本的作用下，保证其整体的加注效率及防结冰效果，提供一种防结冰、高效率、安全性能高、能连续安全稳定工作的lng加液枪。
31.气缸盖12的侧面还设置有把手架10，把手15固定在把手架上，操作人员通过把手操作加液枪。连接杆6的端部设置有连接螺纹，连接杆6与lng气源管道相连，利用介质流通通道从lng气源储站加注到车载气瓶当中。
32.一种lng气动加液方法，利用上述的一种防结冰主动防护型lng气动加液枪，加液过程包括：连接加液枪和气瓶加注口，利用其型号对应关系可以直接对接枪口和加注口，拉动控制器按钮，按钮带动控制器阀芯在控制器主体内移动，从而控制压缩空气通过控制器阀芯的将压缩空气注入气缸底部，气缸杆受力前移，气缸杆推动连接杆、撞筒前移，卡爪沿撞筒外表面滑动后向内锁紧，保证加注过程接口安全对接，撞筒继续前移直至阀芯顶针接触加注口阀芯，打开加注口阀芯同时其在反作用力的作用下会推动阀芯顶针后移，建立介质流通通道，进行加注作业。加液枪加液通道与气瓶加注口连接处，撞筒为中空圆柱体，由撞筒的前端多孔进行点喷进液，完成加注提高了加注效率。
33.加注作业完成后，操作过程包括：推动控制器按钮，控制器阀芯在控制器主体内随之移动，控制压缩空气通过控制阀芯将压缩空气换向注入气缸，气缸杆受力后移，即向把手侧位移，连接杆和撞筒同时后移，此时关闭加注口，同时在弹簧的作用下阀芯顶针向前移
动，阀芯顶针与撞筒的内锥面配合完成密封，卡爪上的滑轮移动路径改变，卡爪打开，拆卸加液枪。
34.其中在加液过程中，气缸向前推动，卡爪滑轮沿撞筒外表面凹凸引导槽向里锁紧，撞筒接入加注口；加注作业完成后，气缸向后移动，撞筒离开气瓶加注口，卡爪滑轮沿撞筒外表面凹凸引导槽向外打开，移除加液枪。
35.当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。