CN104175279A - 卡箍式手动快速管道连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卡箍式手动快速管道连接装置，包括介质导管、上半圆卡箍和下半圆卡箍；介质导管两端分别设有连接法兰和对接法兰；上半圆卡箍和下半圆卡箍一端铰接；另一端通过卡箍压紧机构打开或抱合。在对接法兰径向铰接上下两瓣半圆卡箍，卡箍压紧机构通过旋转轴块铰接在下半圆卡箍上，操纵卡箍压紧机构，使杠杆凸轮压紧在上半圆卡箍上，实现对接法兰与受注法兰间的快速可靠对接；通过调整拉杆上的锁紧螺母可以适应受注法兰一定的尺寸偏差。本发明用于需要反复装卸对接的工况，具有结构简单，重量轻，操作方便快捷，连接可靠性强，工作效率高等优点。

Description

卡箍式手动快速管道连接装置

技术领域

本发明涉及管道连接装置，特别是涉及一种实现加注端设备与受注端设备之间流体输送管线法兰快速连接的卡箍式手动快速管道连接装置；比如：储罐工艺管道与汽车槽车之间的连接、流体装卸臂与槽船之间的连接、输送石油化工产品的小型船用流体装卸臂与小型船舶之间管线连接。

背景技术

流体装卸臂可用于陆上运输(包括火车运输和汽车运输)和水上运输(包括海洋运输和江河运输)，海洋和江河运输用装卸臂又称为船用装卸臂。流体装卸臂与槽船之间的管线通常都采用标准法兰作为通用接口，因此其连接也通常采用法兰连接、螺栓紧固的方式。这种连接方式连接和拆卸费工费时，劳动强度大，特别是在需要反复拆卸的情况下，其缺点尤为明显。

另外，随着国内石油化工产品，特别是液压天然气(LNG)接收站、装卸站以及车船加注站的建设，由沿海向内陆江河快速发展，各种燃气渔船、货船、商旅船等小型船舶出现在内陆江河的航道上，其吨位往往不大，又迫切需要燃气燃料的快速加注，甚至不定点加注。因此出现了安装在移动趸船上，结构相对简单的小型船用流体装卸臂，但是又需要一种实现这种装卸臂与小型船舶连接的连接器，同时又要求这种连接器结构简单、操作轻便。

装卸臂接头法兰与槽船集管法兰的对接，主要有手动、液动两种类型。现有技术中的液动对接方式，由液压缸通过连杆系统驱动卡爪，或通过导向机构直接驱动卡爪，或由液压马达通过齿轮箱带动螺杆螺母系统来驱动卡爪实现两法兰之间的连接；这种类型的连接方式，虽然实现了自动化，但都必须配置一套电液控制系统，根据对接法兰的大小配置1～5个(大多数为3～5个)液压缸或液压马达，具有相对复杂的结构，价格较贵，重量较重，可靠性降低且不方便维护。

现有技术中的手动对接方式，主要由操作人员利用扳杆等专用工具旋紧法兰盘上的楔块或拧紧锁紧螺母及连接爪，来完成两法兰之间的连接；这种方式与液动对接方式相同，都需根据连接法兰的大小配置3～5个标准楔块或连接爪(卡爪)，此外还需配备专用工具，且操作也相对费工费时，对接效率较低。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、重量轻、操作方便快捷，并且连接可靠性强、工作效率高的卡箍式手动快速管道连接装置。

为达到上述目的，本发明所设计的卡箍式手动快速管道连接装置，它包括介质管道，所述介质管道的一端设置有可与加注端设备相连的连接法兰，所述介质管道的另一端设置有可与受注端设备的受注法兰相连的对接法兰，其特殊之处在于：

它还包括相互配合的上半圆卡箍和下半圆卡箍、卡箍压紧机构、以及卡箍旋轴支架；

所述卡箍旋轴支架固定在介质管道的外壁中部，所述卡箍旋轴支架上设置有与介质管道轴心线平行的卡箍旋转销轴；

所述上半圆卡箍和下半圆卡箍围绕对接法兰的外周布置，所述上半圆卡箍的一端凸耳和下半圆卡箍的一端凸耳通过卡箍旋转销轴铰接相连，从而使其可相对于对接法兰和受注法兰打开或抱合；

所述卡箍压紧机构具有拉杆，所述拉杆的一端设置有旋转轴块，所述旋转轴块与下半圆卡箍的另一端凸耳铰接相连；所述拉杆的另一端设置有可转动的杠杆凸轮，所述杠杆凸轮的工作面在锁紧状态下与上半圆卡箍的另一端凸耳抵接压紧配合，从而使上半圆卡箍和下半圆卡箍的内侧面产生作用于对接法兰和受注法兰端面的挤压力，实现对接法兰和受注法兰之间的快速夹紧连接。

进一步地，所述上半圆卡箍的内侧面设置有上U形凹槽，所述下半圆卡箍的内侧面设置下U形凹槽，所述上U形凹槽和下U形凹槽的两侧边从底部至开口逐渐向外倾斜，形成与对接法兰和受注法兰端面相贴合挤压配合的工作面。

进一步地，所述上半圆卡箍的一端凸耳上设置有榫头、扇形限位凸台和第一销轴孔；所述下半圆卡箍的一端凸耳上设置有第一矩形缺口、扇形限位凹槽和第二销轴孔；所述榫头与第一矩形缺口嵌置配合，所述卡箍旋转销轴穿过第一销轴孔和第二销轴孔将上半圆卡箍和下半圆卡箍铰接在一起，所述扇形限位凸台与扇形限位凹槽相匹配，用来限制上半圆卡箍和下半圆卡箍的旋转开合角度。

更进一步地，所述卡箍旋转销轴上设置有限制上半圆卡箍和下半圆卡箍轴向移动位置的限位套。

更进一步地，所述上半圆卡箍的另一端凸耳上设置有阶梯形凹槽和第二矩形缺口，所述阶梯形凹槽中嵌置有承压块；所述下半圆卡箍的另一端凸耳上设置有圆形缺口和第三矩形缺口，所述圆形缺口上通过螺钉安装有压盖；所述卡箍压紧机构旋转轴块铰接安装在圆形缺口与压盖构成的通孔中，所述卡箍压紧机构的杠杆凸轮的工作面在锁紧状态下与承压块抵接压紧配合。承压块为方便更换的易损部件，可延长上半圆卡箍的使用寿命。

更进一步地，所述承压块的内侧凸台面通过螺钉与阶梯形凹槽固定相连，所述承压块的外侧设置有弧形凹坑；所述杠杆凸轮的工作面在锁紧状态下与承压块的弧形凹坑抵接压紧配合。这样，可使杠杆凸轮的工作面与承压块的弧形凹坑结合更加稳定，提高卡箍压紧机构的可靠性。

更进一步地，所述旋转轴块两端设置有耳轴，所述旋转轴块中间开设有螺栓孔；所述拉杆的一端设置有螺纹段，所述拉杆的另一端设置有与上半圆卡箍的另一端凸耳相配合的限位板，所述限位板上设置有第三销轴孔；所述杠杆凸轮具有叉形板状凸轮，所述叉形板状凸轮的前端形成有第四矩形缺口，所述第四矩形缺口两侧设置有第四销轴孔，所述叉形板状凸轮的后端设置有操作把手；

所述旋转轴块的两端耳轴铰接安装在所述圆形缺口与压盖构成的通孔中，所述旋转轴块的螺栓孔与拉杆的螺纹段配合，且拉杆的螺纹段上设置有与旋转轴块抵接配合的锁紧螺母，从而限制旋转轴块在拉杆上的轴向位移；所述拉杆的限位板位于第四矩形缺口内，并通过穿过第三销轴孔和第四销轴孔的连接销与杠杆凸轮铰接相连。

再进一步地，所述上半圆卡箍的外壁上设置有一对提拉手柄，所述杠杆凸轮的操作把手在锁紧状态下位于一对提拉手柄之间。

再进一步地，所述对接法兰的端面上设置有环形密封凹槽，所述环形密封凹槽内设置有与受注法兰端面相配合的端面密封圈。这样，可以确保对接法兰与受注法兰连接的密封效果。

再进一步地，它还包括保护盖板，所述保护盖板的内侧端面可与对接法兰紧贴相连，所述保护盖板的外侧端面设置有盖板把手，其可在非工作状态替代受注法兰与对接法兰夹紧配合，从而保护对接法兰不受损坏。

本发明的有益效果是：在对接法兰径向铰接上下两瓣半圆卡箍，卡箍压紧机构通过旋转轴块铰接在下半圆卡箍上，操纵卡箍压紧机构，使杠杆凸轮压紧在上半圆卡箍上，实现对接法兰与受注法兰间的快速可靠对接；通过调整拉杆上的锁紧螺母可以适应受注法兰一定的尺寸偏差。本发明用于需要反复装卸对接的工况，具有结构简单，重量轻，操作方便快捷，连接可靠性强，工作效率高等优点。

附图说明

图1是本发明卡箍式手动快速管道连接装置在非工作状态的立体结构示意图；

图2是本发明卡箍式手动快速管道连接装置在锁紧状态的立体结构示意图；

图3是本发明卡箍式手动快速管道连接装置在锁紧状态的剖视结构示意图；

图4是本发明卡箍式手动快速管道连接装置在打开状态的立体结构示意图；

图5是图1中上半圆卡箍的立体结构示意图；

图6是图1中下半圆卡箍的立体结构示意图；

图7是图1中卡箍压紧机构的立体结构示意图。

图中：介质管道1、连接法兰2、对接法兰3、保护盖板4、上半圆卡箍5、下半圆卡箍6、卡箍压紧机构7、卡箍旋轴支架8、限位套9、端面密封圈10、卡箍旋转销轴11、盖板把手12、承压块13、提拉手柄14、压盖15、拉杆16、杠杆凸轮17、旋转轴块18、连接销19、受注法兰20、环形密封凹槽21、透气孔22、榫头23、扇形限位凸台24、第一销轴孔25、阶梯形凹槽26、第二矩形缺口27、上U形凹槽28、第一矩形缺口29、扇形限位凹槽30、第二销轴孔31、圆形缺口32、第三矩形缺口33、下U形凹槽34、内侧凸台面35、弧形凹坑36、第三销轴孔37、限位板38、第四矩形缺口39、第四销轴孔40、叉形板状凸轮41、耳轴42、螺栓孔43、操作把手44、锁紧螺母45。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1至7所示，本发明所设计的卡箍式手动快速管道连接装置，它包括介质管道1，所述介质管道1的一端设置有可与加注端设备相连的连接法兰2，所述介质管道1的另一端设置有可与受注端设备的受注法兰20相连的对接法兰3，它还包括相互配合的上半圆卡箍5和下半圆卡箍6、卡箍压紧机构7、以及卡箍旋轴支架8。

所述卡箍旋轴支架8焊接固定在介质管道1的外壁中部，所述卡箍旋轴支架8上设置有与介质管道1轴心线平行的卡箍旋转销轴11。

所述上半圆卡箍5和下半圆卡箍6围绕对接法兰3的外周布置，所述上半圆卡箍5的一端凸耳和下半圆卡箍6的一端凸耳通过卡箍旋转销轴11铰接相连，从而使其可相对于对接法兰3和受注法兰20打开或抱合。

所述卡箍压紧机构7具有拉杆16，所述拉杆16的一端设置有旋转轴块18，所述旋转轴块18与下半圆卡箍6的另一端凸耳铰接相连；所述拉杆16的另一端设置有可转动的杠杆凸轮17，所述杠杆凸轮17的工作面在锁紧状态下与上半圆卡箍5的另一端凸耳抵接压紧配合，从而使上半圆卡箍5和下半圆卡箍6的内侧面产生作用于对接法兰3和受注法兰20端面的挤压力，实现对接法兰3和受注法兰20之间的快速夹紧连接。

再如图3所示，所述上半圆卡箍5的内侧面设置有上U形凹槽28，所述下半圆卡箍6的内侧面设置下U形凹槽34，所述上U形凹槽28和下U形凹槽34的两侧边从底部至开口逐渐向外倾斜，形成与对接法兰3和受注法兰20端面相贴合挤压配合的工作面。

再如图2、5、6所示，所述上半圆卡箍5的一端凸耳上设置有榫头23、扇形限位凸台24和第一销轴孔25；所述下半圆卡箍6的一端凸耳上设置有第一矩形缺口29、扇形限位凹槽30和第二销轴孔31；所述榫头23与第一矩形缺口29嵌置配合，所述卡箍旋转销轴11穿过第一销轴孔25和第二销轴孔31将上半圆卡箍5和下半圆卡箍6铰接在一起，所述扇形限位凸台24与扇形限位凹槽30相匹配，用来限制上半圆卡箍5和下半圆卡箍6的旋转开合角度。

所述上半圆卡箍5的另一端凸耳上设置有阶梯形凹槽26和第二矩形缺口27，所述阶梯形凹槽26中嵌置有承压块13；所述下半圆卡箍6的另一端凸耳上设置有圆形缺口32和第三矩形缺口33，所述圆形缺口32上通过螺钉安装有压盖15；所述卡箍压紧机构7的旋转轴块18铰接安装在圆形缺口32与压盖15构成的通孔中，所述卡箍压紧机构7的杠杆凸轮17的工作面在锁紧状态下与承压块13抵接压紧配合。

再如图3和图4所示，所述卡箍旋转销轴11上设置有限制上半圆卡箍5和下半圆卡箍6轴向移动位置的限位套9。

再如图4所示，所述承压块13的内侧凸台面35通过螺钉与阶梯形凹槽26固定相连，所述承压块13的外侧设置有弧形凹坑36；所述杠杆凸轮17的工作面在锁紧状态下与承压块13的弧形凹坑36抵接压紧配合。

再如图4和图7所示，所述旋转轴块18两端设置有耳轴42，所述旋转轴块18中间开设有螺栓孔43；所述拉杆16的一端设置有螺纹段，所述拉杆16的另一端设置有与上半圆卡箍5的另一端凸耳相配合的限位板38，所述限位板38上设置有第三销轴孔37；所述杠杆凸轮17具有叉形板状凸轮41，所述叉形板状凸轮41的前端形成有第四矩形缺口39，所述第四矩形缺口39两侧设置有第四销轴孔40，所述叉形板状凸轮41的后端设置有操作把手44；

所述旋转轴块18的两端耳轴42铰接安装在所述圆形缺口32与压盖15构成的通孔中，所述旋转轴块18的螺栓孔43与拉杆16的螺纹段配合，且拉杆16的螺纹段上设置有与旋转轴块18抵接配合的锁紧螺母45，从而限制旋转轴块18在拉杆16上的轴向位移；所述拉杆16的限位板38位于第四矩形缺口39内，并通过穿过第三销轴孔37和第四销轴孔40的连接销19与杠杆凸轮17铰接相连。

再如图2所示，所述上半圆卡箍5的外壁上设置有一对提拉手柄14，所述杠杆凸轮17的操作把手44在锁紧状态下位于一对提拉手柄14之间。

再如图3所示，所述对接法兰3的端面上设置有环形密封凹槽21，所述环形密封凹槽21内设置有与受注法兰20端面相配合的端面密封圈10。

再如图1所示，本连接装置还包括保护盖板4，所述保护盖板4的内侧端面可与对接法兰3紧贴相连，所述保护盖板4的外侧端面设置有盖板把手12，其可在非工作状态替代受注法兰20与对接法兰3夹紧配合，所述保护盖板4的中心设置有透气孔22，从而保护对接法兰3不受损坏。

本发明的工作过程如下：对接法兰3与受注法兰20连接时，首先打开卡箍压紧机构7，取下保护盖板4，由于上半圆卡箍5的扇形限位凸台24与下半圆卡箍6的扇形限位凹槽30之间互相限位，下半圆卡箍6和卡箍压紧机构7不至于出现大范围、甚至危险的摆动。通过提拉手柄14，使上半圆卡箍5、下半圆卡箍6与对接法兰3分离，将对接法兰3与受注法兰20对正，使两法兰面贴近至允许的连接范围(上半圆卡箍5、下半圆卡箍6的上U形凹槽28、下U型凹槽34之间可以包络的范围)。闭合上半圆卡箍5、下半圆卡箍6，使对接法兰3和受注法兰20容置在上U形凹槽28、下U型凹槽34之间并贴紧。操作杠杆凸轮17的操作把手44，使旋转轴块18、连接销19这两个铰接关节点产生旋转，使叉形板状凸轮41压在承压块13的弧形凹坑36中。进一步旋转杠杆凸轮17，使上U形凹槽28、下U型凹槽34两侧斜面对法兰端面产生压紧力，当叉形板状凸轮41最高点与弧形凹坑36最低点重合时，产生的压紧力最大。杠杆凸轮17继续转过3～5°的角度，使叉形板状凸轮41处在自锁状态，同时杠杆凸轮17到达其最大行程位置。通过调整拉杆16上的锁紧螺母45，来调节旋转轴块18轴线与第三销轴孔37轴线之间的距离，可以适应受注法兰20一定的尺寸偏差。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种卡箍式手动快速管道连接装置，它包括介质管道(1)，所述介质管道(1)的一端设置有可与加注端设备相连的连接法兰(2)，所述介质管道(1)的另一端设置有可与受注端设备的受注法兰(20)相连的对接法兰(3)，其特征在于：

它还包括相互配合的上半圆卡箍(5)和下半圆卡箍(6)、卡箍压紧机构(7)、以及卡箍旋轴支架(8)；

所述卡箍旋轴支架(8)固定在介质管道(1)的外壁中部，所述卡箍旋轴支架(8)上设置有与介质管道(1)轴心线平行的卡箍旋转销轴(11)；

所述上半圆卡箍(5)和下半圆卡箍(6)围绕对接法兰(3)的外周布置，所述上半圆卡箍(5)的一端凸耳和下半圆卡箍(6)的一端凸耳通过卡箍旋转销轴(11)铰接相连，从而使其可相对于对接法兰(3)和受注法兰(20)打开或抱合；

所述卡箍压紧机构(7)具有拉杆(16)，所述拉杆(16)的一端设置有旋转轴块(18)，所述旋转轴块(18)与下半圆卡箍(6)的另一端凸耳铰接相连；所述拉杆(16)的另一端设置有可转动的杠杆凸轮(17)，所述杠杆凸轮(17)的工作面在锁紧状态下与上半圆卡箍(5)的另一端凸耳抵接压紧配合，从而使上半圆卡箍(5)和下半圆卡箍(6)的内侧面产生作用于对接法兰(3)和受注法兰(20)端面的挤压力，实现对接法兰(3)和受注法兰(20)之间的快速夹紧连接。

2.根据权利要求1所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述上半圆卡箍(5)的内侧面设置有上U形凹槽(28)，所述下半圆卡箍(6)的内侧面设置下U形凹槽(34)，所述上U形凹槽(28)和下U形凹槽(34)的两侧边从底部至开口逐渐向外倾斜，形成与对接法兰(3)和受注法兰(20)端面相贴合挤压配合的工作面。

3.根据权利要求1或2所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述上半圆卡箍(5)的一端凸耳上设置有榫头(23)、扇形限位凸台(24)和第一销轴孔(25)；所述下半圆卡箍(6)的一端凸耳上设置有第一矩形缺口(29)、扇形限位凹槽(30)和第二销轴孔(31)；所述榫头(23)与第一矩形缺口(29)嵌置配合，所述卡箍旋转销轴(11)穿过第一销轴孔(25)和第二销轴孔(31)将上半圆卡箍(5)和下半圆卡箍(6)铰接在一起，所述扇形限位凸台(24)与扇形限位凹槽(30)相匹配，用来限制上半圆卡箍(5)和下半圆卡箍(6)的旋转开合角度。

4.根据权利要求3所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述卡箍旋转销轴(11)上设置有限制上半圆卡箍(5)和下半圆卡箍(6)轴向移动位置的限位套(9)。

5.根据权利要求1或2所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述上半圆卡箍(5)的另一端凸耳上设置有阶梯形凹槽(26)和第二矩形缺口(27)，所述阶梯形凹槽(26)中嵌置有承压块(13)；所述下半圆卡箍(6)的另一端凸耳上设置有圆形缺口(32)和第三矩形缺口(33)，所述圆形缺口(32)上通过螺钉安装有压盖(15)；所述卡箍压紧机构(7)的旋转轴块(18)铰接安装在圆形缺口(32)与压盖(15)构成的通孔中，所述卡箍压紧机构(7)的杠杆凸轮(17)的工作面在锁紧状态下与承压块(13)抵接压紧配合。

6.根据权利要求5所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述承压块(13)的内侧凸台面(35)通过螺钉与阶梯形凹槽(26)固定相连，所述承压块(13)的外侧设置有弧形凹坑(36)；所述杠杆凸轮(17)的工作面在锁紧状态下与承压块(13)的弧形凹坑(36)抵接压紧配合。

7.根据权利要求5所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述旋转轴块(18)两端设置有耳轴(42)，所述旋转轴块(18)中间开设有螺栓孔(43)；所述拉杆(16)的一端设置有螺纹段，所述拉杆(16)的另一端设置有与上半圆卡箍(5)的另一端凸耳相配合的限位板(38)，所述限位板(38)上设置有第三销轴孔(37)；所述杠杆凸轮(17)具有叉形板状凸轮(41)，所述叉形板状凸轮(41)的前端形成有第四矩形缺口(39)，所述第四矩形缺口(39)两侧设置有第四销轴孔(40)，所述叉形板状凸轮(41)的后端设置有操作把手(44)；

所述旋转轴块(18)的两端耳轴(42)铰接安装在所述圆形缺口(32)与压盖(15)构成的通孔中，所述旋转轴块(18)的螺栓孔(43)与拉杆(16)的螺纹段配合，且拉杆(16)的螺纹段上设置有与旋转轴块(18)抵接配合的锁紧螺母(45)，从而限制旋转轴块(18)在拉杆(16)上的轴向位移；所述拉杆(16)的限位板(38)位于第四矩形缺口(39)内，并通过穿过第三销轴孔(37)和第四销轴孔(40)的连接销(19)与杠杆凸轮(17)铰接相连。

8.根据权利要求7所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述上半圆卡箍(5)的外壁上设置有一对提拉手柄(14)，所述杠杆凸轮(17)的操作把手(44)在锁紧状态下位于一对提拉手柄(14)之间。

9.根据权利要求1或2所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：所述对接法兰(3)的端面上设置有环形密封凹槽(21)，所述环形密封凹槽(21)内设置有与受注法兰(20)端面相配合的端面密封圈(10)。

10.根据权利要求1或2所述的卡箍式手动快速管道连接装置，其特征在于：它还包括保护盖板(4)，所述保护盖板(4)的内侧端面可与对接法兰(3)紧贴相连，所述保护盖板(4)的外侧端面设置有盖板把手(12)，其可在非工作状态替代受注法兰(20)与对接法兰(3)夹紧配合，从而保护对接法兰(3)不受损坏。