CN105221879A - 船用加注站快速接头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用加注站快速接头，包括通过公头法兰与加气罐相连的公头及通过母头法兰与船体相连的母头；由于母头上合理的设计了供公头滚子滑动的螺旋槽，不仅有利于省力，还可以保证操作的速度且实现自锁的功能；公头把手通过致断螺栓与公头端盖相连，当发生船体漂移等情况时，致断螺栓被拉断，公头和母头会紧急脱离，不会造成加注软管的断裂，造成损失；公头法兰通过角接触轴承与公头壳体内腔的后部相连接，进而可以防止管道在旋转的过程中扭转；整个快速接头结构简单、紧凑、密封性好，每次加注断开时残液量非常非常小，同时也适合在低温环境下使用。

Description

船用加注站快速接头
技术领域
本发明属于液化天然气相关零部件领域，具体涉及一种船用加注站快速接头。
背景技术
船用加注站快速接头是一种不需要工具就能实验管路连通和断开的接头，其目的在于实现加注时连接和断开的便利性和实用性。
为提高液化天然气(LNG)的加注速度，避免加注场合发生意外情况(船体漂移等)时的紧急脱离，现有的加注枪通常采用大口径加注枪来提高加注速度，并且用增加一套紧急脱离装置的方法来实现紧急脱离。这样不仅导致了整个装置的加注部分结构臃肿、复杂、沉重，而且由于没有较好的省力结构，容易导致实验公头和母头通断，所需要的操作力也较大。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种操作方便、省力且具有紧急脱离功能的船用加注站快速接头。
为实现上述目的，本发明所设计的船用加注站快速接头，包括通过公头法兰与加气罐相连的公头及通过母头法兰与船体相连的母头；所述公头包括公头壳体、套在公头法兰上的壳体端盖、安装在所述公头壳体内腔前端部的公头阀芯、安装在所述公头壳体内腔中部的弹簧座、设置在所述弹簧座与所述公头阀芯之间的公头复位弹簧及安装在所述公头壳体前端的公头端盖；所述母头包括母头壳体、设置在所述母头壳体内腔中前部的母头阀芯及衬在所述母头阀芯与所述母头法兰之间的母头复位弹簧，所述公头壳体外周缘前端部套有公头把手，所述公头端盖与所述公头把手通过致断螺栓固定连接，所述公头端盖的外周缘嵌有滚子；所述母头壳体外周缘的前端部开有供所述滚子滑动的螺旋槽，所述螺旋槽由前往后依次包括第一段直线槽、与所述第一段直线槽圆滑过渡的第二段直线槽及与所述第二直线槽圆滑过渡的第三段直线槽，所述第一段直线槽的导程角为锐角，所述第二直线槽的导程角大于所述第一段直线槽的导程角，所述第三段直线槽的导程角为所述第一段直线槽导程角反向行程的锐角。
进一步地，所述第一段直线槽的导程角为8°～15°，所述第二段直线槽的导程角为所述第一段直线槽导程角的3～6倍，所述第三段直线槽的导程角为-15°～-30°。
进一步地，所述滚子为三个且沿圆周均匀分布在所述公头端盖上，所述母头壳体上的螺旋槽为三个，且与三个滚子依次对应设置。
进一步地，所述致断螺栓为多个且均匀分布。
进一步地，所述公头把手包括固定在所述公头壳体外周缘的隔热手套及与固定在所述隔热手套上的把手本体。
进一步地，所述公头法兰通过角接触轴承与所述公头壳体内腔的后部相连接。
进一步地，所述公头法兰与所述公头壳体之间衬有一旋转式低温动密封圈，所述公头端盖与所述公头壳体之间衬有静密封圈和第一公头挡圈。
进一步地，所述公头壳体与所述壳体端盖之间衬有密封垫片，所述公头壳体与所述公头阀芯之间衬有公头低温密封圈和第二公头挡圈。
进一步地，所述母头法兰与所述母头壳体之间衬有一低温密封垫。
进一步地，所述母头阀芯与所述母头壳体之间衬有母头挡圈和母头低温密封圈。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：由于母头上合理地设计了供公头滚子滑动的螺旋槽，不仅有利于省力，还可以保证操作的速度且实现自锁的功能；公头把手通过致断螺栓与公头端盖相连，当发生船体漂移等情况时，致断螺栓被拉断，公头和母头会紧急脱离，不会造成加注软管的断裂，造成损失；公头法兰通过角接触轴承与公头壳体内腔的后部相连接，进而可以防止管道在旋转的过程中扭转；整个快速接头结构简单、紧凑、密封性好，每次加注断开时残液量非常非常小，同时也适合在低温环境下使用。
附图说明
图1为本发明船用加注站快速接头的安装结构示意图；
图2为图1中公头的剖视示意图；
图3为图1中母头的剖视示意图。
图中各部件标号如下：公头壳体1、隔热手套2、把手本体3、公头法兰4、公头端盖5、致断螺栓6、公头阀芯7、母头壳体8、母头法兰9、旋转式低温动密封圈10、壳体端盖11、密封垫片12、角接触轴承13、弹簧座14、公头复位弹簧15、静密封圈16、第一公头挡圈17、公头低温密封圈18、第二公头挡圈19、母头挡圈20、低温密封垫21、母头复位弹簧22、母头阀芯23、母头低温密封圈24、螺旋槽25、第一段直线槽26、第二段直线槽27、第三段直线槽28、滚子29。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示的船用加注站快速接头，包括通过公头法兰4与加气罐相连的公头及通过母头法兰9与船体相连的母头。其中，公头法兰4通过角接触轴承13与公头壳体1内腔的后部相连接，公头法兰4与公头壳体1之间衬有一旋转式低温动密封圈10，防止泄露。因为公头法兰4和公头壳体1之间有一个转动副，由于采用的是角接触轴承13，所以在公头壳体1旋转推进的过程中，公头法兰4不会随着公头一起旋转，进而可以防止管道扭转，另外，本实施例中角接触轴承13采用两个。母头法兰9和母头壳体8直接通过螺栓连接，母头法兰9与母头壳体8之间衬有一低温密封垫21，防止泄露。
如图2所示，公头包括公头壳体1、套在公法兰母4上的壳体端盖11、、安装在公头壳体1内腔前端部的公头阀芯7、安装在公头壳体1内腔中部的弹簧座14、设置在弹簧座14与公头阀芯7之间的公头复位弹簧15及安装在公头壳体1前端的公头端盖5，其中，公头端盖5与公头壳体1之间衬有防止泄露的静密封圈16和第一公头挡圈17，公头壳体1与壳体端盖11之间衬有防止泄露的密封垫片12，公头壳体1与公头阀芯7之间衬有防止泄露的公头低温密封圈18和第二公头挡圈19。公头壳体1外周缘前端部套有公头把手，公头端盖5与公头把手通过致断螺栓6固定连接，另外，公头端盖5的外周缘嵌有滚子29。本实施例中采用三个滚子29且均匀分布在公头端盖5上，致断螺栓6也为多个且均匀分布，这样使得旋转过程中受力均匀。而本实施例中的公头把手包括固定在公头壳体1外周缘的隔热手套2及与固定在隔热手套2上的把手本体3，使得公头把手受低温液体的影响比较小、且便于操作。
如图3所示，母头包括母头壳体8、设置在母头壳体8内腔中前部的母头阀芯23及衬在母头阀芯23与母头法兰9之间的母头复位弹簧22，这时，母头法兰9还担负着起到弹簧支撑架的作用，对母头复位弹簧22进行限位，其中，母头阀芯23与母头壳体1之间衬有防止泄露的母头挡圈20和母头低温密封圈24。结合图1所示，母头壳体1外周缘的前端部开有螺旋槽25，作为滚子29滑动的轨道，实现引导公头前进，以及使滚子29实现自锁。另外，母头壳体8上的螺旋槽25为三个，与三个滚子29依次对应设置。
本实施例中的螺旋槽25由前往后依次包括第一段直线槽26、与第一段直线槽26圆滑过渡的第二段直线槽27及与第二直线槽27圆滑过渡的第三段直线槽28。第一段直线槽26的导程角为锐角，其可以大大的减少操作力，由于快速接头需要实现带压接驳，两端阀门开启的瞬间需要同时克服复位弹簧的弹力和液体压力，使得瞬时力非常大，因此，第一段直线槽26的导程角较小，实现省力设计。导程角越小，虽然可以增加省力效果，但是公头直线前进的速度比较慢，因此，第一段直线槽26的导程角为8°～15°(优选为8°)；在单向阀开启一点，此时单向阀之间对顶的压力就会大大减小，第二段直线槽27的导程角为第一段直线槽27导程角的3～6倍，优选为45°，可以保证前进速度；第三段直线槽28的导程角为第一段直线槽28导程角反向行程的锐角，主要起自锁作用，因此，第三段直线槽28的导程角为-15°～-30°(优选为-30°)。
上述中所有密封圈或者密封垫都采用的是低温密封圈或低温密封垫，使得本发明的快速接头能在低温环境下工作。
具体工作工程为：第一步，握紧公头把手，滚子29对准螺旋槽25向前推进；第二步，推进过程中公头外壳1和母头外壳8实现了密封；第三步，进行旋转，使得滚子29进入第一段直线槽26，两边对顶阀初步开启，公头和母头的阀腔形成通路；第四步，继续旋转公头把手，滚子29进入第二段直线槽27，两边对顶阀快速开启，开始大流速加注；第五步，继续旋转公头把手，滚子29进入第三段直线槽28，公头和母头实现自锁。
公头和母头断开操作方法，与接通过程相反。反向旋转，然后分离即可。
紧急脱离原理：当快速接头正在进行传输时，公头上的滚子29处在第三段直线槽28内，处于自锁状态。如果此时发生意外(火灾、船体漂移等)，船会离开加气站。由于公头把手通过致断螺栓6与公头端盖5相连，当发生船体漂移等情况时，致断螺栓6被拉断，公头的主体部分和母头分离，只有公头端盖5和滚子29仍旧卡在母头螺旋槽25上。分离后，公头和母头的单向阀失去了对顶力，会在复位弹簧的作用下回位密封，防止泄露。

Claims (10)

1.一种船用加注站快速接头，包括通过公头法兰(4)与加气罐相连的公头及通过母头法兰(9)与船体相连的母头；所述公头包括公头壳体(1)、套在公头法兰(4)上的壳体端盖(11)、安装在所述公头壳体(1)内腔前端部的公头阀芯(7)、安装在所述公头壳体(1)内腔中部的弹簧座(14)、设置在所述弹簧座(14)与所述公头阀芯(7)之间的公头复位弹簧(15)及安装在所述公头壳体(1)前端的公头端盖(5)；所述母头包括母头壳体(8)、设置在所述母头壳体(8)内腔中前部的母头阀芯(23)及衬在所述母头阀芯(23)与所述母头法兰(9)之间的母头复位弹簧(22)，其特征在于：所述公头壳体(1)外周缘前端部套有公头把手，所述公头端盖(5)与所述公头把手通过致断螺栓(6)固定连接，所述公头端盖(5)的外周缘嵌有滚子(29)；所述母头壳体(8)外周缘的前端部开有供所述滚子(29)滑动的螺旋槽(25)，所述螺旋槽(25)由前往后依次包括第一段直线槽(26)、与所述第一段直线槽(26)圆滑过渡的第二段直线槽(27)及与所述第二直线槽(27)圆滑过渡的第三段直线槽(28)，所述第一段直线槽(26)的导程角为锐角，所述第二直线槽(27)的导程角大于所述第一段直线槽(26)的导程角，所述第三段直线槽(28)的导程角为所述第一段直线槽(26)导程角反向行程的锐角。
2.根据权利要求1所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述第一段直线槽(26)的导程角为8°～15°，所述第二段直线槽(27)的导程角为所述第一段直线槽(26)导程角的3～6倍，所述第三段直线槽(28)的导程角为-15°～-30°。
3.根据权利要求1所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述滚子(29)为三个且沿圆周均匀分布在所述公头端盖(5)上，所述母头壳体(8)上的螺旋槽(25)为三个，且与三个滚子(29)依次对应设置。
4.根据权利要求1或2或3所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述致断螺栓(5)为多个且均匀分布。
5.根据权利要求1或2或3所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述公头把手包括固定在所述公头壳体(1)外周缘的隔热手套(2)及与固定在所述隔热手套(2)上的把手本体(3)。
6.根据权利要求1或2或3所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述公头法兰(4)通过角接触轴承(13)与所述公头壳体(1)内腔的后部相连接。
7.根据权利要求1或2或3所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述公头法兰(4)与所述公头壳体(1)之间衬有一旋转式低温动密封圈(10)，所述公头端盖(5)与所述公头壳体(1)之间衬有静密封圈(16)和第一公头挡圈(17)。
8.根据权利要求1或2或3所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述公头壳体(1)与所述壳体端盖(11)之间衬有密封垫片(12)，所述公头壳体(1)与所述公头阀芯(7)之间衬有公头低温密封圈(18)和第二公头挡圈(19)。
9.根据权利要求1或2或3所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述母头法兰(9)与所述母头壳体(8)之间衬有一低温密封垫(21)。
10.根据权利要求1或2或3所述的船用加注站快速接头，其特征在于：所述母头阀芯(23)与所述母头壳体(8)之间衬有母头挡圈(20)和母头低温密封圈(24)。
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