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一种与加氢母座配套的快速充氢枪

阅读：1028发布：2020-09-27

专利汇可以提供一种与加氢母座配套的快速充氢枪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种与加氢母座配套的快速充氢枪，涉及智能自动充放气装置领域，包括充氢枪和加氢母座，充氢枪的枪头包括环形接头、电磁铁、环状铁芯；环形接头上设有密封层；环状铁芯的弧面上设有槽，槽内另设有电磁铁，该电磁铁套在直杆上，直杆上套有弹簧；直杆一端设有铁质卡扣；充氢枪的腔体内设有气管、检测控制单元、电磁阀、恒压阀、过滤器、压力传感器、密封层；加氢母座包括铁质的底座和腔体；底座中设有气道，气道与腔体连通，气道内设有压力进气阀；腔体内设有密封层、卡槽和压力传感器；卡槽恰好能够使卡扣插入；本实用新型采用特定接头结构、模块化设计、电磁检测控制技术，提升了充氢装置的可靠性和安全性，使充气高效、快速和简洁。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种与加氢母座配套的快速充氢枪专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种与加氢母座配套的快速充氢枪，其特征在于，包括：充氢枪和加氢母座，所述充氢枪与所述加氢母座相配合；所述充氢枪由壳体和5腔体组成；所述充氢枪壳体上设有开关、显示屏和按键；所述充氢枪的枪头包括环形接头、一级电磁铁、环状铁芯、二级电磁铁；
所述环形接头位于所述充氢枪枪头的最前端，所述一级电磁铁镶嵌于所述环形接头内，所述一级电磁铁上设有线圈；所述环形接头远离枪头的环形面上设有第一密10封层；所述环状铁芯与所述环形接头相邻，且所述环状铁芯的环状面与所述环形接头的环形面相连接；
所述环状铁芯的弧面上沿圆周方向设有槽，所述槽内设有二级电磁铁，所述二级电磁铁上设有线圈；所述二级电磁铁套在直杆上，所述直杆上套有弹簧；所述直杆远离所述二级电磁铁的一端设有铁质卡扣；所述充氢枪的腔体内设有气管、检测控制单元、电磁阀、恒压阀、过滤器、第一压力传感器、第二密封层；所述第一压力传感器远离所述环形接头且与所述环状铁芯的弧面相邻；所述第二密封层位于所述腔体与所述环状铁芯的环状面之间；所述检测控制单元与所述开关、所述显示屏、所述按键、所述电磁阀、所述恒压阀、所述过滤器、所述一级电磁铁和所述二级电磁铁之间电连接；所述加氢母座包括铁质的底座和腔体；所述底座中设有气道，所述气道与所述腔体连通，所述气道内靠近所述腔体的方向处设有压力进气阀；所述腔体内设有第三密封层、卡槽、第二压力传感器和第四密封层；所述第三密封层位于所述加氢母座腔体口处；所述卡槽与所述二级电磁铁上的所述卡扣相配合且恰好能够使所述卡扣插入；所述第二压力传感器、所述第四密封层位于所述腔体与所述气道的连接处。
2.根据权利要求1所述的一种与加氢母座配套的快速充氢枪，其特征在于，所述槽为四个且均匀设置于所述环状铁芯的弧面上。
3.根据权利要求2所述的一种与加氢母座配套的快速充氢枪，其特征在于，所述检测控制单元为MCU单片机检测控制单元。
4.根据权利要求3所述的一种与加氢母座配套的快速充氢枪，其特征在于，所述过滤器为装有钯元素的过滤器。
5.根据权利要求4所述的一种与加氢母座配套的快速充氢枪，其特征在于，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器为薄膜环状。
6.根据权利要求5所述的一种与加氢母座配套的快速充氢枪，其特征在于，所述环形接头为不锈钢材质。

说明书全文

一种与加氢母座配套的快速充氢枪

技术领域

[0001] 本实用新型涉及智能自动充放气装置领域，具体而言，涉及一种与加氢母座配套的快速充氢枪。

背景技术

[0002] 开发新能源是现代政府所倡导的事业，同时也是建设可持续发展社会的必要途径，而氢能是一种来自于自然的一种清洁能源，可循环再利用，被广泛应用在各个领域中。新能源氢燃料电池汽车是氢能被有效应用的一个领域，氢燃料电池作为汽车能源具有很大的优势，例如，绿色环保无污染、能源可再生等，是现代绿色汽车的主要发展方向，进而也推动了氢能汽车行业的发展。但目前市面上常见加氢站或移动冲氢装置较少，且在冲氢时存在较大隐患，如漏气，氢气不纯，充气繁琐等。这时就需要一种高速快捷安全的充气装置，解决以上问题。
实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种与加氢母座配套的快速充氢枪，采用特定加氢接头结构，先进的模块化设计理念、单片机检测控制单元化电路以及电磁控制技术，高速快捷安全地对氢能汽车进行充气。有效的解决了氢气在充气过程中易出现的压力不均，漏气，充气繁琐的问题。

[0004] 本实用新型的实施例是这样实现的：

[0005] 本实用新型实施例的一方面，提供一种与加氢母座配套的快速充氢枪，包括：充氢枪和加氢母座，所述充氢枪与所述加氢母座相配合；所述充氢枪由壳体和腔体组成；所述充氢枪壳体上设有开关、显示屏和按键；所述充氢枪的枪头包括环形接头、一级电磁铁、环状铁芯、二级电磁铁；所述环形接头位于所述充氢枪枪头的最前端，所述一级电磁铁镶嵌于所述环形接头内，所述一级电磁铁上设有线圈；所述环形接头远离枪头的环形面上设有第一密封层；所述环状铁芯与所述环形接头相邻，且所述环状铁芯的环状面与所述环形接头的环形面相连接；所述环状铁芯的弧面上沿圆周方向设有槽，所述槽内设有二级电磁铁，所述二级电磁铁上设有线圈；所述二级电磁铁套在直杆上，所述直杆上套有弹簧；所述直杆远离所述二级电磁铁的一端设有铁质卡扣；所述充氢枪的腔体内设有气管、检测控制单元、电磁阀、恒压阀、过滤器、第一压力传感器、第二密封层；所述第一压力传感器远离所述环形接头且与所述环状铁芯的弧面相邻；所述第二密封层位于所述内腔与所述环状铁芯的环状面之间；所述MCU单片机与所述开关、所述显示屏、所述按键、所述电磁阀、所述恒压阀、所述过滤器、所述一级电磁铁和所述二级电磁铁之间电连接；所述加氢母座包括铁质的底座和腔体；所述底座中设有气道，所述气道与所述腔体连通，所述气道内靠近所述腔体的方向处设有压力进气阀；所述腔体内设有第三密封层、卡槽、第二压力传感器和第四密封层；所述第三密封层位于所述加氢母座腔体口处；所述卡槽与所述第二磁铁上的所述卡扣相配合且恰好能够使所述卡扣插入；所述第二压力传感器、所述第四密封层位于所述腔体与所述气道的连接处。

[0006] 进一步地，所述槽为四个且均匀设置于所述环状铁芯的弧面上。

[0007] 进一步地，所述检测控制单元为MCU单片机检测控制单元。

[0008] 进一步地，所述过滤器为装有钯元素的过滤器。

[0009] 进一步地，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器为薄膜环状。

[0010] 进一步地，所述环形接头为不锈钢材质。

[0011] 进一步地，所述铁质卡扣为三角梯形。

[0012] 进一步地，所述开关位于所述充氢枪手柄内侧的壳体上。

[0013] 进一步地，所述充氢枪枪身处的壳体上设有显示屏。

[0014] 进一步地，所述显示屏位于所述充氢枪枪身背部的壳体上。

[0015] 进一步地，所述按键位于所述充氢枪枪身背部的壳体上。

[0016] 本实用新型实施例的有益效果包括：

[0017] 本实用新型提供的一种与加氢母座配套的快速充氢枪采用特定加氢接头结构，先进的模块化设计理念、单片机检测控制单元化电路以及电磁控制技术，大大提升了充氢装置的可靠性和安全性，并且充气更加高效、快速和简洁。附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

[0019] 图1为本实用新型一种与加氢母座配套的快速充氢枪一实施例的结构剖面示意图；

[0020] 图2为图1中充氢枪枪头处的正视图；

[0021] 图3为氢能源汽车加氢母座的一实施例的结构示意图；

[0022] 图4为本实用新型一实施例的工作过程示意图。

[0023] 图标：1-充氢枪；2-壳体；201-开关；202-显示屏；203-按键；3-一级线圈；300-一级电磁铁；301-第一密封层；302-环形不锈钢接头；4-二级线圈；400-二级环状铁芯；401-三角梯形卡扣；402-二级电磁铁；403-弹簧；404-直杆；405-金属槽；5-腔体；501-气管；5011-出气口；502-MCU单片机检测控制单元；503-电磁阀；504-恒压阀；505-过滤器；506-第一压力传感器；507-第二密封层；6-氢能源汽车加氢母座；601-母座加氢腔；602-第三密封层；603-三角梯形卡槽；604-第二压力传感器；605-第四密封层；606-压力进气阀；607-气道；608-铁质底座。

具体实施方式

[0024] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0025] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

[0026] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0027] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0028] 此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0029] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

[0030] 第一实施例

[0031] 请参照图1至图4，本实施例提供一种与加氢母座配套的快速充氢枪，包括充氢枪1和加氢母座6。所述充氢枪1整体采用枪式结构，充氢枪的外观采用现代人们熟悉的加油枪式形状，从而方便人们的使用以及舒适度，充气接口采用二级电磁控制技术，形状为圆环形。所述充氢枪1包括壳体2、环形不锈钢接头3、一级电磁铁300、二级环状铁芯4和腔体5。所述壳体2上设有开关201、显示屏202和按键203，所述开关201位于所述充氢枪1的枪身内侧，所述显示屏202和按键203均位于所述充氢枪1的枪身外侧；所述壳体2采用高强度抗静电塑料，在提升整体强度的同时，又能防止产生静电火花；所述充气枪1的主体部分采用不锈钢材料制成，耐腐蚀且机械强度好。所述环形不锈钢接头3、所述一级电磁铁300和所述二级环装铁芯4均位于充氢枪1的枪头处，所述环形不锈钢接头3位于所述枪头的最前端；所述一级电磁铁300采用不锈钢内嵌电磁铁法镶在环形不锈钢接头3中；所述一级电磁铁300上缠绕着一级线圈302，为了减小线圈体积，线圈驱动采用低压脉冲驱动方式，在保证磁密度的同时又不会导致线圈过热；所述二级环状铁芯4的环状面与所述环形不锈钢接头3的环形面通过螺栓相连接，所述二级环状铁芯4采用整块不锈钢车削制成，所述二级环状铁芯4的弧面上沿圆周方向均匀设有四个金属槽405，每个所述金属槽405内均设有一个二级电磁铁402，所述每个二级电磁铁402上均缠绕着一个二级线圈400；所述每个二级电磁铁402均套在一根直杆404上，所述直杆上套有弹簧403，所述每根直杆404的其中一个端头均连接一个三角梯形卡扣401，所述三角梯形卡扣401为突出可收缩的三角梯形铁，当二级电磁铁402通电带磁后，所述三角梯形卡扣401受到吸引，压缩弹簧并向二级电磁铁处收缩。所述腔体5内设有气管501、MCU单片机检测控制单元502、电磁阀503、恒压阀504、过滤器505、第一压力传感器506和第二密封层507；所述MCU单片机检测控制单元502通过依次与氢气源头、所述开关
201、所述显示屏202、所述按键203、所述电磁阀503、所述恒压阀504、所述过滤器505、所述一级电磁铁300和所述二级电磁铁402电连接来控制上述各部分的工作状态。所述加氢母座
6设于氢能源汽车上，包括母座加氢腔601和铁质底座608；所述底座608中设有气道，所述气道与所述母座加氢腔601连通；所述气道608内靠近所述母座加氢腔601处设有压力进气阀
606,；所述母座加氢腔601内设有第三密封层602、三角梯形卡槽603、第二压力传感器604、第四密封层605；所述第三密封层602位于所述母座加氢腔601的端口处；所述三角梯形卡槽
603与所述二级电磁铁402上的所述三角梯形卡扣401相配合且恰好能够使所述三角梯形卡扣401插入；所述第二传感器604与所述第四密封层605位于所述腔体与所述气道的连接处；
其中所述第三密封层602和所述第四密封层605用于防止所述充氢枪1将氢气输入所述母座气道607的过程中氢气泄漏。所述三角梯形卡槽603用于将所述三角梯形卡扣401卡入到所述槽内；上述充氢枪1内的第一压力传感器506和第二压力传感器604为薄膜状，用来检测气体压力状态并将信号传输到MCU单片机检测控制单元502，以确定氢气未泄漏。

[0032] 综上所述，本实用新型中的所述与加氢母座配套的快速充氢枪具体工作过程如下：

[0033] 本产品主要采用自动控制技术和单片机控制技术即所述MCU单片机检测控制单元502对所述开关201、所述显示屏202、所述按键203、所述电磁阀503、所述恒压阀504、所述过滤器505、所述一级电磁铁300和所述二级电磁铁402进行自动控制。首先将所述充气枪1伸入至所述母座加氢腔601内，按下充氢枪1上的所述开关201，所述二级电磁铁402带电后，所述三角梯形卡扣401受到来自二级电磁铁402的磁性吸引后压缩弹簧并向所述二级电磁铁
402处收缩。所述一级电磁铁300启动，紧紧吸住所述加氢母座6底部的所述铁质底座608，所述MCU单片机检测控制单元502收到信号并控制所述二级电磁铁402失电，所述二级电磁铁
402处的所述三角梯形卡扣401失去磁性弹出并卡入所述母座加氢腔601内的所述三角梯形卡槽603中，这时所述充氢枪与所述加氢母座6快速完成对接。其中所述三角梯形卡扣401通电受磁后自动回缩、断电后自动弹出。此时，所述第一压力传感器506和第二压力传感器604检测到来自所述压力进气阀606的压力信号并确定无误后，传至所述MCU单片机检测控制单元502，所述MCU单片机检测控制单元502控制所述电磁阀503打开，高压气体经过所述恒压阀504降压稳压后，经过所述过滤器505提纯，通过所述出气口5011、所述压力进气阀606和气道607最终进入汽车储气罐。当充氢量达到显示屏202限定的容量后充气过程完成，所述电磁阀503关闭，防止氢气流出。之后，MCU单片机检测控制单元502控制所述二级电磁铁卡扣401再一次向所述二级电磁铁402处收缩；MCU单片机检测控制单元502控制所述一级电磁铁失电后，将所述充氢枪1从母座加氢腔601内取出。所述MCU单片机检测控制单元502指示将气管501内剩余的氢气回收以防氢气泄露，这时充气结束。在整个工作过程中，所述第一密封层301、所述第二密封层507、所述第三密封层602和所述第四密封层605是橡胶制成的密封垫，起到防止漏气的作用。接口处的第一压力传感器506和第二压力传感器604为薄膜式压力传感器，主要用来检测充氢枪1与加氢母座之间有没有对接牢固以及防止突发高压爆炸的情况发生。

[0034]

[0035] 上述过滤器505可采用一段装有钯元素的过滤罐对气体进行过滤和提纯；所述电磁阀503可采用市面上技术比较成熟的低压驱动高压电磁阀如ZCGB-30Pa电磁阀，该电磁阀具有较低的启动电压且体积小巧；所述用于降低压力的恒压阀504可采用市面上比较成熟的一体恒压阀如G5/8-RH(F)恒压阀，从而进一步保证整个系统出气体的稳定性；所述MCU单片机检测控制单元502可采用市面上比较成熟的stm32系列单片机为核心，如STM32f103zet6(CMU)；所述第一压力传感器506和所述第二压力传感器604可采用TI公司传感器为辅助，在缩小传感器体积的同时，又保证传感器数据的精确度。所述显示屏202的显示部分可为一块0.96寸的OLEDY液晶屏，主要显示计量，计价，温度，湿度，等参数，且具有加油量查询，自动跳枪，自计价，气满自动跳枪，误差调整，等功能，所述开关201上设有四个按键可进行实时调整。

[0036] 所述快速充氢枪1的部分特征如下：

[0037] 外形：小型枪式形

[0038] 防爆等级：Ⅱ类

[0039] 控制电压:DC12—24V

[0040] 工作压力：1-30MPA

[0041] 适用介质：气体

[0042] 模块重量：1.3KG

[0043] 出气口：6分

[0044] 模块尺寸：320*150*140mm

[0045] 工作温度：-40℃--+85℃

[0046] 随着化石能源的枯竭，新能源汽车必定成为未来的发展趋势，尤其是氢燃料电池汽车行业，国内目前发展态势大好，且国家大力支持，资本市场广阔，随着新能源汽车技术日趋成熟，移动充氢装置和加氢站的普及，本实用新型提供的所述与加氢母座配套的快速充氢枪市场前景不可估量。

[0047] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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