CN108152021A - 一种旋转接头测试装置及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转接头测试装置及测试系统，属于船用机械领域。该测试装置包括底座、支撑平台、波浪模拟组件、旋转驱动组件和限位结构，支撑平台呈环形板状，波浪模拟组件包括多个液压缸，旋转驱动组件包括回转支承、驱动齿轮和动力机构，回转支承包括固定环和活动环，动力机构设置在支撑平台上，驱动齿轮设置在动力机构上，驱动齿轮与活动环上的齿啮合，可以控制多个液压缸伸缩，通过改变多个液压缸的伸缩顺序和伸缩的长度关系可以模拟出海浪的起伏，测试时可以将旋转接头同轴安装到活动环上，使旋转接头的旋转部分与活动环连接，从而可以通过动力机构带动驱动齿轮转动，以使得待测试的旋转接头的旋转部分和静止部分相对转动。

Description

一种旋转接头测试装置及测试系统

技术领域

本发明涉及船用机械领域，特别涉及一种旋转接头测试装置及测试系统。

背景技术

单点系泊系统作为海上中转终端，可以供大型船舶系泊和装卸原油。单点系泊系统通常由一个浮筒、设置在浮筒上的旋转接头和水下软管组成，旋转接头的一端与水下软管连接。浮筒漂浮在海面上，油轮通过漂浮软管与旋转接头的另一端连接，从而可以将油轮上的原油通过水下软管送入海底管线，再输到岸上的原油储罐中。

旋转接头是单点系泊系统的重要结构。旋转接头主要包括静止部分和转动部分，静止部分和转动部分对接，且可以相对自由转动，漂浮软管与静止部分连通，水下软管与转动部分连通，从而使水下软管可以相对漂浮软管转动。

由于旋转接头长期漂浮在海洋上，工作环境恶劣，因此对旋转接头的可靠性要求较高，为了提高旋转接头的可靠性，需要对旋转接头进行测试，目前对旋转接头的测试难以模拟出旋转接头的真实工作环境，导致测试准确性较低。

发明内容

为了解决对旋转接头的测试难以模拟出旋转接头的真实工作环境，导致测试准确性较低的问题，本发明实施例提供了一种旋转接头测试装置及测试系统。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种旋转接头测试装置，所述测试装置包括底座、支撑平台、波浪模拟组件、旋转驱动组件和限位结构，所述支撑平台呈环形板状，所述波浪模拟组件包括多个液压缸，所述多个液压缸沿所述支撑平台的周向间隔布置，所述多个液压缸的一端均铰接在所述底座上，所述多个液压缸的另一端均铰接在所述支撑平台上，所述旋转驱动组件包括回转支承、驱动齿轮和动力机构，所述回转支承包括固定环和活动环，所述固定环同轴固定在所述支撑平台上，所述活动环转动设置在所述固定环上，且所述活动环与所述固定环同轴布置，所述活动环的内径小于所述固定环的内径和所述支撑平台的内径，所述活动环的外径大于所述固定环的外径，所述活动环的外周壁上周向间隔布置有齿，所述动力机构设置在所述支撑平台上，所述驱动齿轮设置在所述动力机构上，所述驱动齿轮与所述活动环上的齿啮合，所述动力机构用于带动所述驱动齿轮转动，所述限位结构用于使待测试的旋转接头的静止部分与所述支撑平台相对静止。

可选地，所述限位结构包括限位臂和限位挡块，所述限位臂的一端用于与待测试的旋转接头的静止部分连接，所述限位挡块固定设置在所述支撑平台上，所述限位挡块上设置有用于对所述限位挡块的另一端限位的限位孔。

可选地，每个所述液压缸的一端与所述活动环的转动轴线的距离大于所述液压缸的另一端与所述活动环的转动轴线的距离。

可选地，所述旋转驱动组件包括两个所述驱动齿轮和两个所述动力机构，所述驱动齿轮与所述动力机构一一对应设置，两个所述驱动齿轮和两个所述动力机构均关于所述活动环的转动轴线对称布置。

另一方面，本发明实施例还提供了一种旋转接头测试系统，所述测试系统包括循环池、水泵、进水管、排水管和测试装置，所述测试装置用于安装待测试的旋转接头，所述测试装置为前述的任一种测试装置，所述水泵的进水口与所述循环池连通，所述水泵的出水口连接有进水管，所述进水管用于与所述待测试的旋转接头的进水口连通，所述排水管的一端与所述循环池连通，所述排水管的另一端用于与所述待测试的旋转接头的出水口连通。

可选地，所述排水管包括过渡段和延长段，所述过渡段与所述延长段通过旋转管接头连通，所述延长段与所述循环池连通，所述过渡段用于与所述待测试的旋转接头的出水口连通。

可选地，所述测试系统还包括牵引绞车，所述牵引绞车的牵引绳用于与所述待测试的旋转接头的静止部分连接。

可选地，所述进水管上还设置有压力表。

可选地，所述进水管上还设置有流量计。

可选地，所述进水管的用于与所述待测试的旋转接头连接的一端设置有流量调节阀。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在底座和支撑平台之间设置波浪模拟组件，由于波浪模拟组件包括多个液压缸，多个液压缸的两端分别与支撑平台和底座连接，从而可以控制多个液压缸伸缩，通过改变多个液压缸的伸缩顺序和伸缩的长度关系可以模拟出海浪的起伏，通过在支撑平台上设置旋转驱动组件，其中，旋转驱动组件包括回转支承、驱动齿轮和动力机构，回转支承包括活动环和固定环，活动环和固定环均与支撑平台同轴设置，测试时可以将旋转接头同轴安装到活动环上，使旋转接头的旋转部分与活动环连接，并通过限位结构使旋转接头的静止部分与支撑平台保持相对静止，从而可以通过动力机构带动驱动齿轮转动，由驱动齿轮带动活动环转动，以使得待测试的旋转接头的旋转部分和静止部分相对转动，模拟出旋转接头的转动，在测试时可以向旋转接头注入水，同时由多个液压缸模拟出海浪的起伏，从而真实模拟出旋转接头的实际工作情况，提高测试的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的一种旋转接头测试装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种旋转接头测试装置的局部结构示意图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明实施例提供的一种旋转接头测试装置的局部结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种旋转接头测试系统的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种旋转接头测试系统的局部示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种旋转接头测试装置的结构示意图。如图1所示，该测试装置包括底座10、支撑平台20、波浪模拟组件、旋转驱动组件和限位结构。

支撑平台呈环形板状，波浪模拟组件包括多个液压缸30。多个液压缸30沿支撑平台20的周向间隔布置，多个液压缸30的一端均铰接在底座10上，多个液压缸30的另一端均铰接在支撑平台20上。

图1中所示的液压缸30的数量仅为举例，在其他实施例中还可以设置更多的液压缸30。

图2是本发明实施例提供的一种旋转接头测试装置的局部结构示意图，如图2所示，旋转驱动组件包括回转支承40、驱动齿轮50和动力机构60。

回转支承40包括固定环41和活动环42。固定环41同轴固定在支撑平台20上，活动环42转动设置在固定环41上，且活动环42与固定环41同轴布置，活动环42的内径小于固定环41的内径和支撑平台20的内径，活动环42的外径大于固定环41的外径，活动环42的外周壁上周向间隔布置有齿421。

动力机构60设置在支撑平台20上，驱动齿轮50设置在动力机构60上，驱动齿轮50与活动环42上的齿421啮合，动力机构60用于带动驱动齿轮50转动，限位结构用于使待测试的旋转接头的静止部分与支撑平台20相对静止。

通过在底座和支撑平台之间设置波浪模拟组件，由于波浪模拟组件包括多个液压缸，多个液压缸的两端分别与支撑平台和底座连接，从而可以控制多个液压缸伸缩，通过改变多个液压缸的伸缩顺序和伸缩的长度关系可以模拟出海浪的起伏，通过在支撑平台上设置旋转驱动组件，其中，旋转驱动组件包括回转支承、驱动齿轮和动力机构，回转支承包括活动环和固定环，活动环和固定环均与支撑平台同轴设置，测试时可以将旋转接头同轴安装到活动环上，使旋转接头的旋转部分与活动环连接，并通过限位结构使旋转接头的静止部分与支撑平台保持相对静止，从而可以通过动力机构带动驱动齿轮转动，由驱动齿轮带动活动环转动，以使得待测试的旋转接头的旋转部分和静止部分相对转动，模拟出旋转接头的转动，在测试时可以向旋转接头注入水，同时由多个液压缸模拟出海浪的起伏，从而真实模拟出旋转接头的实际工作情况，提高测试的准确性。

如图2所示，活动环42的一侧设置有环形槽42a，环形槽42a与活动环42同轴，固定环41通过环形槽42a与活动环42活动连接，这样可以使活动环42的转动更加稳定。

实现时，活动环42与固定环41之间还可以设置滚珠43，以降低摩擦力。

优选地，每个液压缸30的一端与活动环42的转动轴线的距离大于液压缸30的另一端与活动环42的转动轴线的距离，这样可以避免在试验过程中旋转接头的旋转部分与液压缸30发生干涉。

图3是图1的俯视图，如图3所示，旋转驱动组件可以包括两个驱动齿轮50和两个动力机构60，驱动齿轮50与动力机构60一一对应设置，两个驱动齿轮50和两个动力机构60均关于活动环42的转动轴线对称布置。设置两个驱动齿轮50和两个动力机构60不仅可以增大动力，同时由于两个驱动齿轮50关于活动环42的转动轴线对称布置，两个动力机构60也关于活动环42的转动轴线对称布置，这样可以使支撑平台20上的重量分布更加平衡。

容易想到的是，在其他实施例中还可以设置三个或三个以上的驱动齿轮50，动力机构60与驱动齿轮50，多个驱动齿轮50沿活动环42的周向等角度间隔布置，多个驱动齿轮50也沿活动环42的周向等角度间隔布置。

可选地，动力机构60可以包括马达61和减速器62，马达61的转轴与减速器62的输入轴同轴连接，减速器62的输出轴与驱动齿轮50同轴连接，其中，马达61可以是液压马达，也可以是电动马达。

图4是本发明实施例提供的一种旋转接头测试装置的局部结构示意图，结合图1和图4，限位结构可以包括限位臂71和限位挡块72，限位臂71的一端用于与待测试的旋转接头的静止部分1b连接，限位挡块72固定设置在支撑平台20上，限位挡块72上设置有用于对限位挡块72的另一端限位的限位孔72a，在试验时，可以将旋转接头的旋转部分1a与活动环42固定连接，将限位臂71的一端连接在旋转接头的静止部分1b的外壁上，并使限位臂71的另一端穿过限位孔72a，从而可以使旋转接头的静止部分1b无法发生转动。限位臂71与旋转接头的连接可以借助旋转接头的静止部分1b上已有的螺纹孔。

进一步地，限位臂71的位于限位孔72a的一端上还可以连接有万向接头(未示出)，在进行试验时，万向接头的一端与限位臂71连接，万向接头的另一端可以连接一牵引绞车，这样在试验时可以通过牵引绞车对旋转接头的静止部分进行加载，模拟出旋转接头工作时候受到的系泊缆绳的拉力。

图5是本发明实施例提供的一种旋转接头测试系统的示意图，如图5所示，该测试系统包括循环池401、水泵402、进水管405、排水管409和测试装置403，测试装置403用于安装待测试的旋转接头，测试装置403为图1的测试装置，水泵402的进水口与循环池401连通，水泵402的出水口连接有进水管405，进水管405用于与待测试的旋转接头的进水口连通，排水管409的一端与循环池401连通，排水管409的另一端用于与待测试的旋转接头的出水口连通。

通过在底座和支撑平台之间设置波浪模拟组件，由于波浪模拟组件包括多个液压缸，多个液压缸的两端分别与支撑平台和底座连接，从而可以控制多个液压缸伸缩，通过改变多个液压缸的伸缩顺序和伸缩的长度关系可以模拟出海浪的起伏，通过在支撑平台上设置旋转驱动组件，其中，旋转驱动组件包括回转支承、驱动齿轮和动力机构，回转支承包括活动环和固定环，活动环和固定环均与支撑平台同轴设置，测试时可以将旋转接头同轴安装到活动环上，使旋转接头的旋转部分与活动环连接，并通过限位结构使旋转接头的静止部分与支撑平台保持相对静止，从而可以通过动力机构带动驱动齿轮转动，由驱动齿轮带动活动环转动，以使得待测试的旋转接头的旋转部分和静止部分相对转动，模拟出旋转接头的转动，在测试时可以向旋转接头注入水，同时由多个液压缸模拟出海浪的起伏，从而真实模拟出旋转接头的实际工作情况，提高测试的准确性。

实现时，所选用的水泵402在工作时候的出口压力应不小于旋转接头的额定压力，流量不小于旋转接头的额定流量，以提高测试的准确性，旋转接头的额定流量是旋转接头正常工作时的流量，在该流量下所对应的压力为旋转接头的额定压力，在测试时使水泵402的出口压力不小于旋转接头的额定压力，流量不小于旋转接头的额定流量，这样可以确保旋转接头能够在额定流量和额定压力情况下正常工作，有利于提高测试的准确性。

具体地，进水管405上可以设置有压力表404，通过设置压力表404以对进水管405内的压力进行检测，以确保水泵402的出口压力不小于旋转接头的额定压力，提高测试的准确性。

此外，进水管405上还可以设置有流量计406，以确保水泵402的流量不小于旋转接头的额定流量。

进一步地，进水管405的用于与待测试的旋转接头连接的一端还设置有流量调节阀407，通过调节流量调节阀407可以对进水管405内的压力和流量进行调节，以使压力和流量满足测试的需要。

优选地，循环池401的蓄水量不小于旋转接头在额定流量下持续工作7分钟所通过的总水量，以确保测试过程中有足够的水，保证测试的正常进行。

图6是本发明实施例提供的一种旋转接头测试系统的局部示意图，如图6所示，排水管409可以包括过渡段4091和延长段4092，过渡段4091与延长段4092通过旋转管接头4093连通，延长段4092与循环池401连通，过渡段4091用于与待测试的旋转接头的出水口连通。这样可以防止在测试过程中排水管409发生扭曲。

实现时，过渡段4091可以是硬质管，过渡段4091与旋转接头的出水口连接后，过渡段4091与延长段4092连接的一端与旋转接头的转动轴线重合，这样可以方便过渡段4091的旋转，避免排水管409扭曲。

优选地，测试系统还可以包括牵引绞车408，牵引绞车408的牵引绳用于与待测试的旋转接头的静止部分连接。在测试时，将牵引绞车的牵引绳连接到旋转接头的静止部分上，通过牵引绞车408拉动旋转接头，从而模拟出旋转接头实际工作时受到的系泊缆绳的拉力作用。

以图1所示的旋转接头测试装置为例，在进行试验时，可以将牵引绞车的牵引绳连接到限位臂上，这样在试验时可以通过牵引绞车对旋转接头的静止部分进行加载，模拟出旋转接头工作时候受到的系泊缆绳的拉力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转接头测试装置，其特征在于，所述测试装置包括底座(10)、支撑平台(20)、波浪模拟组件、旋转驱动组件和限位结构，所述支撑平台呈环形板状，所述波浪模拟组件包括多个液压缸(30)，所述多个液压缸(30)沿所述支撑平台(20)的周向间隔布置，所述多个液压缸(30)的一端均铰接在所述底座(10)上，所述多个液压缸(30)的另一端均铰接在所述支撑平台(20)上，所述旋转驱动组件包括回转支承(40)、驱动齿轮(50)和动力机构(60)，所述回转支承(40)包括固定环(41)和活动环(42)，所述固定环(41)同轴固定在所述支撑平台(20)上，所述活动环(42)转动设置在所述固定环(41)上，且所述活动环(42)与所述固定环(41)同轴布置，所述活动环(42)的内径小于所述固定环(41)的内径和所述支撑平台(20)的内径，所述活动环(42)的外径大于所述固定环(41)的外径，所述活动环(42)的外周壁上周向间隔布置有齿(421)，所述动力机构(60)设置在所述支撑平台(20)上，所述驱动齿轮(50)设置在所述动力机构(60)上，所述驱动齿轮(50)与所述活动环(42)上的齿(421)啮合，所述动力机构(60)用于带动所述驱动齿轮(50)转动，所述限位结构用于使待测试的旋转接头的静止部分与所述支撑平台(20)相对静止。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述限位结构包括限位臂(71)和限位挡块(72)，所述限位臂(71)的一端用于与待测试的旋转接头的静止部分连接，所述限位挡块(72)固定设置在所述支撑平台(20)上，所述限位挡块(72)上设置有用于对所述限位挡块(72)的另一端限位的限位孔(72a)。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，每个所述液压缸(30)的一端与所述活动环(42)的转动轴线的距离大于所述液压缸(30)的另一端与所述活动环(42)的转动轴线的距离。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述旋转驱动组件包括两个所述驱动齿轮(50)和两个所述动力机构(60)，所述驱动齿轮(50)与所述动力机构(60)一一对应设置，两个所述驱动齿轮(50)和两个所述动力机构(60)均关于所述活动环(42)的转动轴线对称布置。

5.一种旋转接头测试系统，其特征在于，所述测试系统包括循环池(401)、水泵(402)、进水管(405)、排水管(409)和测试装置(403)，所述测试装置(403)用于安装待测试的旋转接头，所述测试装置(403)为权利要求1～4任一项所述的测试装置，所述水泵(402)的进水口与所述循环池(401)连通，所述水泵(402)的出水口连接有进水管(405)，所述进水管(405)用于与所述待测试的旋转接头的进水口连通，所述排水管(409)的一端与所述循环池(401)连通，所述排水管(409)的另一端用于与所述待测试的旋转接头的出水口连通。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述排水管(409)包括过渡段(4091)和延长段(4092)，所述过渡段(4091)与所述延长段(4092)通过旋转管接头(4093)连通，所述延长段(4092)与所述循环池(401)连通，所述过渡段(4091)用于与所述待测试的旋转接头的出水口连通。

7.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括牵引绞车(408)，所述牵引绞车(408)的牵引绳用于与所述待测试的旋转接头的静止部分连接。

8.根据权利要求5～7任一项所述的测试系统，其特征在于，所述进水管(405)上还设置有压力表(404)。

9.根据权利要求5～7任一项所述的测试系统，其特征在于，所述进水管(405)上还设置有流量计(406)。

10.根据权利要求5～7任一项所述的测试系统，其特征在于，所述进水管(405)的用于与所述待测试的旋转接头连接的一端设置有流量调节阀(407)。