一种高压气体充装阀及其气体致裂器制造技术

本发明专利技术公开了一种高压气体充装阀，包括充气座体、通孔、阀腔、充气嘴、充气阀、挡环和第一密封圈，充气座体上端部中间位置设有充气嘴，充气嘴下方设有通孔，通孔下方设有阀腔，阀腔下方设有挡环，阀腔内设有充气阀和第一密封圈；充气阀的一端为充气顶针，另一端为充气阀芯；第一密封圈套在充气顶针上，充气孔从充气顶针的顶部贯穿到底部与阀腔连通。一种气体致裂器，包括膨胀管和充气点火头。本发明专利技术充装阀具有结构简单，结构组成部件容易加工，制造成本低，不漏气；气体致裂器具有结构简单，结构组成部件容易加工，制造成本低，不漏气，运输安全，无哑炮隐患，膨胀力大。

【技术实现步骤摘要】
一种高压气体充装阀及其气体致裂器
本专利技术属于气体充气阀
，尤其涉及一种高压气体充装阀及其气体致裂器。
技术介绍
现有技术中单向阀通常应用在低压充气，高压充气通常是采用的是旋拧锁气阀锁气和充气，存在充气速度慢。也有美国进口的高压充气阀，结构复杂，制造工艺要求高，价格昂贵，由于价格高应用领域受到限制。如致裂装置充装过程要洗管（需要多道工序），需要人为旋拧螺杆进行锁气，即便采用公告号为CN205858345U公开的单向阀进行充入液态二氧化碳，由于需要灌装至10-150MPa的压强，充装时密封圈经常被冲掉或冲破；采用球阀芯密封处因工艺和光洁度要求极高，造成加工成本极高，导致生产次品率高达80%以上。高压气体充装密封一直是气体密封领域的技术瓶颈，尤其是能低成本解决充装密封。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有结构简单、制造成本低的高压气体充装阀及其气体致裂器。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种高压气体充装阀，包括充气座体、通孔、阀腔、充气嘴、充气阀、挡环和第一密封圈，充气座体上端部中间位置设有充气嘴，充气嘴下方设有通孔，通孔下方设有阀腔，阀腔下方设有挡环，阀腔内设有充气阀和第一密封圈；充气阀的一端为充气顶针，另一端为充气阀芯；第一密封圈套在充气顶针上，充气孔从充气顶针的顶部贯穿到底部与阀腔连通。一种气体致裂器，包括膨胀管，膨胀管一端密封，另一端设有充气点火头，密封端与充气点火头之间构成储能腔；其特征在于：所述充气点火头包括充气座体、通孔、阀腔、点火腔、充气嘴、充气阀、绝缘层、电热丝、挡环和第一密封圈，充气座体上端部中间位置设有充气嘴，充气嘴下方设有通孔，通孔下方设有阀腔，阀腔下方设有点火腔，阀腔内设有充气阀和第一密封圈，点火腔内设有挡环；充气阀的一端为充气顶针，另一端为充气阀芯；充气顶针上设有绝缘层，第一密封圈套在充气顶针上，充气孔从充气顶针的顶部贯穿到底部与阀腔连通；充气阀芯连接电热丝一端，电热丝另一端连接充气座体或挡环，连接挡环时充气座体与挡环电气连接；所述充气阀芯的直径大于等于1.15倍充气顶针的直径。优选，所述充气阀的一端为充气顶针，另一端为导电针，中部为充气阀芯时，导电针连接电热丝一端，电热丝另一端连接充气座体或挡环。优选，所述点火腔内壁上设有内螺纹，挡环外壁上设有与内螺纹匹配的外螺纹。优选，所述充气阀的材料强度大于等于储能腔的储气压力。优选，所述充气阀采用不锈钢材质。一种级联式气体致裂器，其特征是：在所述密封端上设有级联口，在级联口上设置级联头。优选，所述级联头包括第三密封圈、级联螺丝、正极接头、负极接头、正极导线和第一绝缘层，第三密封圈设置在级联口底部，第三密封圈下方设有级联螺丝，级联螺丝中心部设有正极接头和负极接头，正极接头和负极接头之间设有第一绝缘层，负极接头与级联螺丝电气连接，正极接头连接正极导线一端，正极导线另一端连接导电针。本专利技术所述的气体致裂器，是在储能腔内充装氧化剂和还原剂构成气体致裂器。优选，所述氧化剂和还原剂为二氧化碳和镁或铝或钛或钾任意一种混合。更优选，所述氧化剂超临界氧和还原剂木屑、纸屑、棉丝废纸、稻草、炭黑、草、碳粉或锯木灰中的至少一种混合。上述还原剂对超临界氧有极强的吸附性，与超临界氧反应后，反应物为二氧化碳、水汽和少量氧气，具有无毒害气体污染的效果，同时上述还原剂容易获取，成本极低。所述还原剂为纤维质材料。纤维质材料包括木屑、纸屑、棉丝。采用该类还原剂，燃烧后，反应物为二氧化碳和水汽，具有无毒害气体污染的效果。优选，所述还原剂为还原性单质。还原性单质包括碳粉、铝粉、镁粉、铁粉或硅粉。优选，所述还原剂为动物毛质。该种材料具有较强的吸附性。优选，所述还原剂为糖类物质。所述糖类物质包括葡萄糖、蔗糖或淀粉。优选，所述还原剂为醇类物质。所述醇类物质包括乙醇、丙醇或丁醇。优选，所述还原剂为烃类物质。所述烃类物质包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、或丙炔。优选，所述储能腔内还填充有催化剂，所述催化剂为四氧化三铁、三氧化二铁、二氧化锰、氧化铬、氧化铜、氧化锌、氧化镍、硫酸锰、硫酸铬或活性碳的至少一种。优选，所述储能腔内还填充有升温剂，所述升温剂为铝粉或镁粉中的一种或两种混合。优选，所述还原剂为粉末状、颗粒状、条丝状或压制成块状。本专利技术所述气体致裂器的生产和使用过程是：先将充气点火头通过流水线作业方式组装好，然后将充气点火头旋进瓶颈刚性密封或通过密封圈密封，储能腔内充装还原剂（如碳粉或炭黑）；在开采现场通过充气枪顶开充气阀，氧化剂（如超临界氧）通过充气孔充入到储能腔内，储能腔内的氧化剂（如超临界氧）均匀吸附在还原剂（如碳粉或炭黑）上，充装过程中电热丝被氧化剂（如超临界氧）和还原剂（如碳粉或炭黑）均匀附集，充气顶针接电源正极，充气座体或膨胀管外壁接电源负极，给电热丝通电使储能腔内的反应料瞬间膨胀冲破膨胀管做功。现有技术气体致裂器的做功原理是液态二氧化碳吸收点火器（活化器）释放出来的热量，使液态二氧化碳变成高压膨胀气体冲破膨胀管的约束致裂做功。本专利技术气体致裂器的做功原理是：氧化剂与还原剂发生化学反应，产生高压膨胀气体冲破膨胀管的约束致裂做功。本专利技术采用的还原剂是粉末状、颗粒状或条丝状固态，或是乙醇、葡萄糖等液态，均存在巨大的表面积和吸附作用，通过充入10-150MPa高压氧化剂（超临界氧），氧化剂（超临界氧）均匀吸附在还原剂（碳粉或炭黑）上，吸附后的氧化剂（超临界氧）与还原剂（碳粉或炭黑）发生化学反应产生高压膨胀气体。较现有技术中液态二氧化碳吸热产生高压膨胀气体，化学反应产生的高压膨胀气体比吸热产生的高压膨胀气体膨胀力大至少一倍。本专利技术充气阀上有充气顶针、充气阀芯和导电针，通过在充气阀上设置充气孔，充气顶针、充气孔和密封圈的配合，实现了充气、密封和导电的功能，实现充气和点火的目的，充气阀采用压铸或金属粉末注射成形工艺技术烧结，简化了充气和点火两种复杂的结构方式，故本专利技术具有结构简单，直接降低了生产成本。同时采用超临界氧和碳粉或炭黑比采用高氯酸钾、高锰酸钾和铝粉的混合物成本低。如充气阀上没有充气孔，在充装氧化剂时，氧化剂从通孔缝隙处和充气阀与阀腔之间的缝隙处充入到储能腔，充装完成后储能腔内的高压冲击充气阀和密封圈，高压气体从充气阀与阀腔之间的缝隙通过后冲击密封圈，致使密封圈被冲击破损或者变形，导致密封圈与充气阀不能有效密封；本申请通过在充气阀上设置充气孔，充装完成后储能腔内的高压从充气阀与阀腔之间的缝隙冲击到充气孔位置，通过充气孔的泄压使密封圈的压力减小，故密封圈不会被冲击变形或冲破；因充气阀芯的截面积大，储能腔内的高压集中在充气阀芯上，加上充气孔的泄压作用，松开充气枪的瞬间密封圈被充气阀芯压住，实现密封的目的，故充气孔除了在充装氧化剂过程中起到充装孔的作用，在结束充装时还起到给密封圈泄压的作用。本专利技术气体致裂器的组成主要是膨胀管和充气点火头，充气和点火合二为一的共用方式简化了充气和点火结构；点火由充气阀和充气座体接入电源，无需将引线接入膨胀管内，故省去了对引线进行高压密封处理的结构，故充气点火头能做得很小，克服了现有技术体积大和重量重的不足。如现有技术充气头安装。气体致裂器在运输过程中，储能腔内只有还原剂，无氧化剂，因此运输过程中产生的静电或高温不会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压气体充装阀，包括充气座体（201）、通孔（202）、阀腔（203）、充气嘴（4）、充气阀（5）、挡环（10）和第一密封圈（11），充气座体（201）上端部中间位置设有充气嘴（4），充气嘴（4）下方设有通孔（202），通孔（202）下方设有阀腔（203），阀腔（203）下方设有挡环（10），阀腔（203）内设有充气阀（5）和第一密封圈（11）；充气阀（5）的一端为充气顶针（501），另一端为充气阀芯（502）；第一密封圈（11）套在充气顶针（501）上，充气孔（3）从充气顶针（501）的顶部贯穿到底部与阀腔（203）连通。

【技术特征摘要】
1.一种高压气体充装阀，包括充气座体（201）、通孔（202）、阀腔（203）、充气嘴（4）、充气阀（5）、挡环（10）和第一密封圈（11），充气座体（201）上端部中间位置设有充气嘴（4），充气嘴（4）下方设有通孔（202），通孔（202）下方设有阀腔（203），阀腔（203）下方设有挡环（10），阀腔（203）内设有充气阀（5）和第一密封圈（11）；充气阀（5）的一端为充气顶针（501），另一端为充气阀芯（502）；第一密封圈（11）套在充气顶针（501）上，充气孔（3）从充气顶针（501）的顶部贯穿到底部与阀腔（203）连通。2.根据权利要求1所述的高压气体充装阀，其特征在于：所述充气阀（5）的材料强度大于等于储能腔的储气压力。3.一种气体致裂器，包括膨胀管（1）和充气点火头（2），其特征在于：所述膨胀管（1）一端密封，另一端设有充气点火头（2），密封端与充气点火头（2）之间构成储能腔（13）；所述充气点火头（2）包括充气座体（201）、通孔（202）、阀腔（203）、点火腔（204）、充气嘴（4）、充气阀（5）、绝缘层（6）、电热丝（8）、挡环（10）和第一密封圈（11），充气座体（201）上端部中间位置设有充气嘴（4），充气嘴（4）下方设有通孔（202），通孔（202）下方设有阀腔（203），阀腔（203）下方设有点火腔（204），阀腔（203）内设有充气阀（5）和第一密封圈（11），点火腔（204）内设有挡环（10）；充气阀（5）的一端为充气顶针（501），另一端为充气阀芯（502）；充气顶针（501）上设有绝缘层（6），第一密封圈（11）套在充气顶针（501）上，充气孔（3）从充气顶针（50...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭远军，
申请(专利权)人：郭远军，
类型：发明
国别省市：湖南,43