CN104295891A - 气瓶用充气、供气接头及使用该装置的高压气瓶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气瓶用充气、供气接头及使用该装置的高压气瓶，气瓶用充气、供气接头包括充气密封装置和开瓶供气装置，充气密封装置包括第一转接块，第一转接块上具有充气通道，充气通道具有充气进气端，充气通道中具有锥孔段，充气密封装置还包括用于与锥孔段密封配合以封堵充气通道的钢球，开瓶供气装置包括第二转接块，第二转接块上设有经所述充气通道与气瓶内腔连通的供气通道，供气通道具有供气出气端，所述开瓶供气装置还包括用于将钢球推离密封位以使得充气通道导通的顶推机构。本发明所提供的充气、供气接头的集成化程度高，可以在气瓶的同一端完成相应的充气、供气操作，适用范围广。

Description

气瓶用充气、供气接头及使用该装置的高压气瓶

技术领域

    本发明涉及一种气瓶用充气、供气接头及使用该装置的高压气瓶。 

背景技术

目前，随着科学技术的不断发展，对压力容器的种类需求越来越多样化，特别是具有优异的长贮性能（气体泄漏量不大于0.02克/月、有效贮存期10年以上）及可靠的开瓶方式的压力容器越来越受到关注。 

但由于密封结构及开瓶输出原理的限制，常用的高压气瓶的充气通道和供气通道通常分布在气瓶的两端封头处，如授权公告号为CN203363648U的中国实用新型专利所公开的气瓶，气瓶的一端设有充气通道、另一端对应设有供气通道，在充气通道中对应设有充气阀芯，在供气通道中对应设置有供气阀芯。在需要对气瓶进行充气时，顶开充气阀芯，充气通道打开，由外部气源对气瓶进行充气。而在需要气瓶向外供气时，顶开供气阀芯，供气通道打开，由气瓶向外界负载供气。 

但由于上述充气通道和供气通道分别设置在气瓶的两端，集成度低、占用空间大，不适用于仅能在同一端对气瓶进行充气、供气操作的特殊场所。 

发明内容

本发明提供一种集成化高、适用于在同一端对气瓶进行充气、供气操作场所的气瓶用充气、供气接头；同时，本发明还提供一种使用上述充气、供气接头的高压气瓶。 

本发明所提供的气瓶用充气、供气接头的技术方案是：气瓶用充气、供气接头，包括用于可拆装配在一起的充气密封装置和开瓶供气装置，充气密封装置包括用于设置在气瓶瓶体上的第一转接块，第一转接块上具有用于与气瓶内腔连通的充气通道，充气通道具有充气进气端，充气通道中具有沿着远离所述充气进气端的方向孔径尺寸逐渐变大的锥孔段，充气密封装置还包括用于在密封位与所述锥孔段的内孔壁密封配合以封堵充气通道的钢球，开瓶供气装置包括用于与所述第一转接块可拆密封装配的第二转接块，第二转接块上设有用于经所述充气通道与气瓶内腔连通的供气通道，供气通道具有供气出气端，所述开瓶供气装置还包括用于将钢球推离密封位以使得充气通道导通的顶推机构。 

所述的顶推机构包括滑动装配在所述第一转接块中的顶杆及用于向顶杆施加迫使顶杆朝向钢球移动以使得顶杆将钢球推离密封位的驱动机构；所述的充气密封装置还包括用于固设在充气通道的充气进气端处以封堵充气通道的密封块，密封块位于所述驱动机构和所述顶杆之间，所述驱动机构的动力输出部为滑动装配在所述第二转接块中的撞针，密封块具有沿撞针滑动方向延伸的导气孔，导气孔中设有用于隔断导气孔的密封膜片，密封膜片和导气孔的内孔壁过渡连接处设有用于在撞针撞击密封膜片时切断密封膜片以导通所述充气通道的切断压痕。 

所述的密封膜片的靠近所述顶杆的一侧设有用于供被切断后的密封膜片移动以导通导气孔的锥孔段。 

所述的充气通道沿前后方向延伸，所述充气通道的前端为所述的充气进气端，在充气通道中由前向后依次装配有所述密封块、压紧套及密封套，所述锥孔段设置在所述密封套的内孔中，密封套和充气通道之间设有径向密封圈，所述压紧套螺旋装配在所述充气通道中，压紧套的后端与所述密封套的前端挡止限位配合，所述顶杆滑动装配在所述压紧套的内孔中，且在顶杆上设有供高压气体输出的T字型气路。 

所述的第二转接块上设置用于安装所述驱动机构的安装孔，驱动机构包括固定密封装配在所述安装孔中的电起爆器和所述的撞针，撞针滑动密封装配在所述第二转接块的安装孔中。 

所述的充气通道中于钢球的背离所述锥孔段的一侧固设有用于防止钢球落入瓶体深处的防护罩，防护罩上对应开设有通气孔。 

本发明所提供的使用上述充气、供气接头的高压气瓶的技术方案是：高压气瓶，包括瓶体和气瓶用充气、供气接头，所述的充气、供气接头包括用于可拆装配在一起的充气密封装置和开瓶供气装置，充气密封装置包括设置在瓶体上的第一转接块，第一转接块上具有与瓶体内腔连通的充气通道，充气通道具有充气进气端，充气通道中具有沿着远离所述充气进气端的方向孔径尺寸逐渐变大的锥孔段，充气密封装置还包括用于在密封位与所述锥孔段的内孔壁密封配合以封堵充气通道的钢球，开瓶供气装置包括用于与所述第一转接块可拆密封装配的第二转接块，第二转接块上设有用于经所述充气通道与瓶体内腔连通的供气通道，供气通道具有供气出气端，所述开瓶供气装置还包括用于将钢球推离密封位以使得充气通道导通的顶推机构。 

所述的顶推机构包括滑动装配在所述第一转接块中的顶杆及用于向顶杆施加迫使顶杆朝向钢球移动以使得顶杆将钢球推离密封位的驱动机构，所述充气密封装置还包括用于固设在充气通道的充气进气端处以封堵充气通道的密封块，密封块位于所述驱动机构和所述顶杆之间，所述驱动机构的动力输出部为滑动装配在所述第二转接块中的撞针，密封块具有沿撞针滑动方向延伸的导气孔，导气孔中设有用于隔断导气孔的密封膜片，密封膜片和导气孔的内孔壁过渡连接处设有用于在撞针撞击密封膜片时切断密封膜片以导通所述充气通道的切断压痕。 

所述的充气通道沿前后方向延伸，所述充气通道的前端为所述的充气进气端，在充气通道中由前向后依次装配有所述密封块、压紧套及密封套，所述锥孔段设置在所述密封套的内孔中，密封套和充气通道之间设有径向密封圈，所述压紧套螺旋装配在所述充气通道中，压紧套的后端与所述密封套的前端挡止限位配合，所述顶杆滑动装配在所述压紧套的内孔中，且在顶杆上设有供高压气体输出的T字型气路。 

所述的充气通道中于钢球的背离所述锥孔段的一侧固设有用于防止钢球落入瓶体深处的防护罩，防护罩上对应开设有通气孔。 

本发明的有益效果是：本发明所提供的气瓶用充气、供气接头在应用在高压气瓶上，在进行充气操作时，第一转接块设置在瓶体上，第二转接块与第一转接块分离，使外界充气气源与第一转接块上的充气通道的充气进气端对接，由外界充气气源向充气通道输入高压气体，高压气体会冲开钢球，充气通道导通，高压气体进入瓶身内腔中，在充气完成后，将气瓶倒置，钢球在自身重力作用下进入锥孔段的密封位以封堵充气通道，充气通道断开，将外界充气气源从充气通道的充气进气端拿开，钢球受到瓶体内腔中高压气体的作用与锥孔段的内孔壁密封配合，完成充气操作。而在需要进行开瓶供气操作时，将第二转接块密封装配在第一转接块上，并由顶推机构将钢球推力密封位以使得充气通道导通，这样，供气通道经充气通道与瓶体内腔连通，瓶体内腔中的高压气体经充气通道、供气通道进入外界负载中，完成开瓶供气操作。本发明所提供的充气、供气接头的集成化程度高，可以在气瓶的同一端完成相应的充气、供气操作，适用范围广。 

进一步的，除了利用钢球自身的重力及气瓶内外的压差，通过钢球和锥孔段的密封配合实现对充气通道的密封封堵，还在充气通道中固设有密封块以实现对充气通道的长时间密封，可有效提高气瓶的长贮性能。而利用撞针来顶推切断导气孔中的密封膜片，密封膜片和导气孔孔壁过渡连接处的切断压痕形成薄弱点容易被切断，这样撞针顶推密封膜片进而将钢球推离密封位的机械开瓶方式实现开瓶供气操作，整个开瓶操作步骤操作简单可靠。 

进一步的，充气通道中由前向后依次设置密封块、压紧套及密封套，旋装在充气通道中的压紧套将密封套压紧装配在充气通道中，这样可以提高整个充气、供气接头的装配效率。 

进一步的，在充气通道中设置防护罩以防止钢球落入气瓶深处，这样在充气完成后，只需要稍微倒置即可使钢球在重力作用下回到密封位实现对充气通道的封堵。 

附图说明

图1是本发明所提供的高压气瓶的一种实施例的结构示意图（钢球处于密封位）； 

图2是图1中充气密封装置的结构示意图（钢球处于密封位）；

图3是图1中开瓶供气接头的结构示意图；

图4是图1中密封块处的部分结构示意图；

图5是图1中高于气瓶处于供气状态时的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种高压气瓶的实施例，该实施例中的高压气瓶包括瓶体9和气瓶用充气、供气接头，该充气、供气接头包括用于可拆装配在一起的充气密封装置和开瓶供气装置，充气密封装置包括集成设置在瓶体9上的第一转接块20，第一转接块20上具有与瓶体内腔连通的充气通道100，充气通道100沿前后方向延伸，充气通道100的前端具有充气进气端，充气通道由前向后依次装配有压紧套13及密封套15，压紧套13的后端与所述密封套15的前端挡止限位配合，密封套15和充气通道100之间设有径向密封圈7，密封套15具有沿着远离所述充气进气端的方向孔径尺寸逐渐变大的锥孔段150，此处沿着远离所述充气进气端的方向为由前向后延伸的方向，充气密封装置还包括钢球8，钢球8在充气完成时将移动至密封位与所述锥孔段150的内孔壁密封配合以封堵充气通道100。另外，在充气通道100中于钢球8的背离所述锥孔段150的一侧固设有用于防止钢球落入瓶体深处的防护罩16，防护罩16由密封套15压紧固定在充气通道100中，在防护罩16上对应开设有通气孔。 

本实施例中，开瓶供气装置包括用于与所述第一转接块20可拆密封装配的第二转接块30，第一转接块20和第二转接块30通过螺纹可拆装配，且在第一转接块20和第二转接块30两者之间设有径向密封圈14。在第二转接块30上设有供气通道200，该供气通道200可通过所述充气通道100与瓶体内腔连通，供气通道200具有供气出气端，本实施例中，供气通道200的供气出气端设置在供气接头5的端部，在供气通道200中设有用于对经供气通道200输出的高压气体进行过滤的滤网6。 

本实施例中的开瓶供气装置还包括用于将钢球8推离密封位以使得充气通道100导通的顶推机构，顶推机构包括滑动装配在所述第一转接块20中的顶杆12及用于向顶杆12施加迫使顶杆12朝向钢球8移动以使得顶杆12将钢球8推离密封位的驱动机构，顶杆12滑动装配在所述压紧套13的内孔中，在顶杆12上设有供高压气体输出的T字型气路。在需要进行开瓶操作时，由驱动机构向顶杆12施加作用力，顶杆12将钢球8推离密封位，然后将气瓶中的高压气体排出。 

本实施例中，为了提高气瓶的长久贮存性能，充气密封装置还包括用于固设在充气通道100的充气进气端处以封堵充气通道的密封块11，密封块11螺旋装入充气通道100中，且在旋装后将密封块11焊接固定在充气通道，密封块11位于所述驱动机构和所述顶杆12之间，所述驱动机构的动力输出部为滑动装配在所述第二转接块30中的撞针4，撞针4的朝向所述顶杆12的一端具有用于刺破密封块11以顶推顶杆12的针尖，密封块11具有沿前后方向延伸的导气孔113，导气孔113中设有用于隔断导气孔的密封膜片110，密封膜片110和导气孔113的内孔壁过渡连接处设有切断压痕111，由于切换压痕111的作用使得密封膜片110和导气孔113的连接强度被削弱，在撞针4朝向顶杆12移动时，撞针4的针尖将顶压密封膜片110进而将密封膜片110切断以实现导气孔的正常导通，另外，为提高通气效果，防止密封膜片对导气孔造成二次堵塞，在所述密封膜片的靠近所述顶杆的一侧设置由前向后径向尺寸逐渐变大的锥孔段112。 

在第二转接块30上设置用于安装所述驱动机构的安装孔，驱动机构包括固定密封装配在所述安装孔中的电起爆器1和所述的撞针4，撞针4滑动密封装配在所述第二转接块30的安装孔中，在电起爆器1和第二转接块30的安装孔之间设有第一密封圈2，在撞针4和第二转接块30的安装孔之间设有沿撞针滑动方向间隔分布的第二密封圈10。 

在需要进行充气操作时，先不安装密封块11、顶杆12，将专用充气工装旋装入第一转接块20的充气通道100的充气进气端中，使外界充气气源向充气通道100输入高压气体，高压气体会冲开钢球8，充气通道100导通，高压气体进入瓶身内腔中，在充气完成后，将气瓶9倒置，钢球8在自身重力作用下进入锥孔段150的密封位以封堵充气通道100，充气通道100断开，将外界充气气源从充气通道100的充气进气端拿开，钢球8受到瓶体内腔中高压气体的作用与锥孔段150的内孔壁密封配合，实现对高压气体的密封，将充气工装旋出充气通道，完成充气操作。然后将密封块11旋装入充气通道中，并将密封块11和第一转接块20焊接为一体，实现对高压气体的永久性密封。 

在需要进行开瓶供气操作时，将第二转接块30密封装配在第一转接块20上，电起爆器1点火，产生的高压推动撞针4向后移动，顶推密封块11的导气孔中的密封膜片110，密封膜片110在切断压痕111处断裂后带着顶杆12一同向后移动，顶杆12将钢球8推离密封位以使得充气通道100导通，这样，供气通道200经充气通道100与瓶体内腔连通，瓶体内腔中的高压气体经充气通道、供气通道进入外界负载中，完成开瓶供气操作。 

上述实施例中，第一转接块直接集成在瓶体上，在其他实施例中，第一转接块也可以与瓶体分体设置，然后将瓶体密封固设在瓶体上，只要保证充气通道与瓶体内腔对应连通即可。 

上述实施例中，在密封块的导气孔中设置有密封膜片，通过撞针顶推切断密封膜片来实现充气通道的导通，在其他实施例中，也可以仅设置较薄的密封膜片，由撞针的针尖将密封膜片刺破，进而使得充气通道导通。 

上述实施例中，采用密封块的密封膜片实现对瓶体中高压气体的长久密封，在其他实施例中，也可以省去密封块，仅采用钢球实现对高压气体的密封。 

上述实施例中，顶推机构采用撞针刺破密封块后再顶推顶杆以将钢球推离密封位的方式实现开瓶供气，在其他实施例中，如果不设置密封块的话，顶推机构也可以仅设置顶杆以将钢球推离密封位。 

上述实施例中，第一转接块和第二转接块通过螺纹旋装在一起，在其他实施例中，也可以将两者通过销轴可拆的装配在一起，在销轴装配时，可采用端面密封的方式实现两转接块之间的密封。 

本发明还提供一种气瓶用充气、供气接头的实施例，该实施例中的充气、供气接头与上述高压气瓶实施例中的充气、供气接头的结构相同，在此不再赘述。 

Claims (10)

1.气瓶用充气、供气接头，其特征在于：包括用于可拆装配在一起的充气密封装置和开瓶供气装置，充气密封装置包括用于设置在气瓶瓶体上的第一转接块，第一转接块上具有用于与气瓶内腔连通的充气通道，充气通道具有充气进气端，充气通道中具有沿着远离所述充气进气端的方向孔径尺寸逐渐变大的锥孔段，充气密封装置还包括用于在密封位与所述锥孔段的内孔壁密封配合以封堵充气通道的钢球，开瓶供气装置包括用于与所述第一转接块可拆密封装配的第二转接块，第二转接块上设有用于经所述充气通道与气瓶内腔连通的供气通道，供气通道具有供气出气端，所述开瓶供气装置还包括用于将钢球推离密封位以使得充气通道导通的顶推机构。

2.根据权利要求1所述的气瓶用充气、供气接头，其特征在于：所述的顶推机构包括滑动装配在所述第一转接块中的顶杆及用于向顶杆施加迫使顶杆朝向钢球移动以使得顶杆将钢球推离密封位的驱动机构；所述的充气密封装置还包括用于固设在充气通道的充气进气端处以封堵充气通道的密封块，密封块位于所述驱动机构和所述顶杆之间，所述驱动机构的动力输出部为滑动装配在所述第二转接块中的撞针，密封块具有沿撞针滑动方向延伸的导气孔，导气孔中设有用于隔断导气孔的密封膜片，密封膜片和导气孔的内孔壁过渡连接处设有用于在撞针撞击密封膜片时切断密封膜片以导通所述充气通道的切断压痕。

3.根据权利要求2所述的气瓶用充气、供气接头，其特征在于：所述的密封膜片的靠近所述顶杆的一侧设有用于供被切断后的密封膜片移动以导通导气孔的锥孔段。

4.根据权利要求2所述的气瓶用充气、供气接头，其特征在于：所述的充气通道沿前后方向延伸，所述充气通道的前端为所述的充气进气端，在充气通道中由前向后依次装配有所述密封块、压紧套及密封套，所述锥孔段设置在所述密封套的内孔中，密封套和充气通道之间设有径向密封圈，所述压紧套螺旋装配在所述充气通道中，压紧套的后端与所述密封套的前端挡止限位配合，所述顶杆滑动装配在所述压紧套的内孔中，且在顶杆上设有供高压气体输出的T字型气路。

5.根据权利要求2所述的气瓶用充气、供气接头，其特征在于：所述的第二转接块上设置用于安装所述驱动机构的安装孔，驱动机构包括固定密封装配在所述安装孔中的电起爆器和所述的撞针，撞针滑动密封装配在所述第二转接块的安装孔中。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的气瓶用充气、供气接头，其特征在于：所述的充气通道中于钢球的背离所述锥孔段的一侧固设有用于防止钢球落入瓶体深处的防护罩，防护罩上对应开设有通气孔。

7.高压气瓶，包括瓶体和气瓶用充气、供气接头，其特征在于：所述的充气、供气接头包括用于可拆装配在一起的充气密封装置和开瓶供气装置，充气密封装置包括设置在瓶体上的第一转接块，第一转接块上具有与瓶体内腔连通的充气通道，充气通道具有充气进气端，充气通道中具有沿着远离所述充气进气端的方向孔径尺寸逐渐变大的锥孔段，充气密封装置还包括用于在密封位与所述锥孔段的内孔壁密封配合以封堵充气通道的钢球，开瓶供气装置包括用于与所述第一转接块可拆密封装配的第二转接块，第二转接块上设有用于经所述充气通道与瓶体内腔连通的供气通道，供气通道具有供气出气端，所述开瓶供气装置还包括用于将钢球推离密封位以使得充气通道导通的顶推机构。

8.根据权利要求7所述的高压气瓶，其特征在于：所述的顶推机构包括滑动装配在所述第一转接块中的顶杆及用于向顶杆施加迫使顶杆朝向钢球移动以使得顶杆将钢球推离密封位的驱动机构，所述充气密封装置还包括用于固设在充气通道的充气进气端处以封堵充气通道的密封块，密封块位于所述驱动机构和所述顶杆之间，所述驱动机构的动力输出部为滑动装配在所述第二转接块中的撞针，密封块具有沿撞针滑动方向延伸的导气孔，导气孔中设有用于隔断导气孔的密封膜片，密封膜片和导气孔的内孔壁过渡连接处设有用于在撞针撞击密封膜片时切断密封膜片以导通所述充气通道的切断压痕。

9.根据权利要求8所述的高压气瓶，其特征在于：所述的充气通道沿前后方向延伸，所述充气通道的前端为所述的充气进气端，在充气通道中由前向后依次装配有所述密封块、压紧套及密封套，所述锥孔段设置在所述密封套的内孔中，密封套和充气通道之间设有径向密封圈，所述压紧套螺旋装配在所述充气通道中，压紧套的后端与所述密封套的前端挡止限位配合，所述顶杆滑动装配在所述压紧套的内孔中，且在顶杆上设有供高压气体输出的T字型气路。

10.根据权利要求7或8或9所述的高压气瓶，其特征在于：所述的充气通道中于钢球的背离所述锥孔段的一侧固设有用于防止钢球落入瓶体深处的防护罩，防护罩上对应开设有通气孔。