CN109268676B - 拉断保护型低温干式快速接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拉断保护型低温干式快速接头，该接头包括母接头和公接头，所述母接头包括母头阀体，所述母头阀体具有圆形端和锥形端；所述母头阀体的圆形端设置有母头阀芯底座，所述母头阀芯底座的中部穿设有可轴向滑动的母头阀芯；公接头包括第一公阀座和第二公阀座，第一公阀座和第二公阀座的接触面处通过致断螺栓连接，第一公阀座和第二公阀座的内腔设置有可沿两者内壁滑动的滑套；第一公阀座的外壁上设置有用于供滚轮组件嵌入滑动的螺旋导槽以使得第一公阀座可嵌入环形滑腔与其滑动配合。本发明对母接头和公接头内部结构进行了优化，可实现安全、快速的连接与分离，并能在过载时迅速分离成自密封的两部分，保护软管和其他加注设备。

Description

拉断保护型低温干式快速接头

技术领域

本发明涉及快速接头，具体地指一种拉断保护型低温干式快速接头。

背景技术

LNG作为燃料在船舶上的使用越来越广泛，要求LNG的加注和传输速度更快。小口径的加注枪已不能满足要求，而大口径加注枪操作费力，通常需要增加驱动装置，使得结构复杂。现有的加注接头密封性效果差，当阀体断开后，管路中的气体易从阀体中泄漏出来，造成设备和人员的安全，安全性能低，而且在加注过程中船体漂移可能会使加注系统受力过载，造成加注软管和其他设备被破坏。

近几年来随着技术的大力发展，干式接头的运用越来越广泛，现有的干式接头包括公接头和母接头，两者通过逆时针螺旋转动相互分离，在接头两端互相分开之前，其中的密封阀门保持关闭。然而现有干式接头的母接头和公接头的内部结构复杂，母接头和公接头在临界分离状态时的两者之间的空腔较大，接头在分离时存在泄漏现象；而且在流体装卸过程中如遇到过载牵扯力时，两端可能出现卡滞而不能迅速分离，使得管道及周边连接装置遭受破坏。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种拉断保护型低温干式快速接头，该接头结构紧凑、操作安全简单且能够具有紧急脱离功能。

为实现上述目的，本发明所设计的一种拉断保护型低温干式快速接头，包括母接头和公接头，所述母接头包括母头阀体，所述母头阀体具有圆形端和锥形端；所述母头阀体的圆形端设置有母头阀芯底座，所述母头阀芯底座的中部穿设有可轴向滑动的母头阀芯；所述母头阀芯靠近母头阀芯底座的一端上套设有弹簧座，另一端设置有可与母头阀体的锥形端的锥面密封配合的母密封头，所述母头阀芯上位于弹簧座与母密封头之间套设有母头复位弹簧；所述母头阀体的外壁上套设有手轮支座，所述手轮支座朝向锥形端的一侧内壁与母头阀体的外壁之间设置有环形滑腔，所述环形滑腔的端部沿其周向设置有若干个滚轮组件，所述手轮支座的外周设置有与其固定连接的母头手轮；

所述公接头包括第一公阀座和第二公阀座，所述第一公阀座和第二公阀座的接触面处通过致断螺栓连接，所述第一公阀座和第二公阀座的内腔设置有可沿两者内壁滑动的滑套；

所述第一公阀座的外壁上设置有用于供滚轮组件嵌入滑动的螺旋导槽以使得第一公阀座可嵌入环形滑腔与其滑动配合；所述第二公阀座的远离第一公阀座的一端内腔设置有公头阀芯底座，所述公头阀芯底座上设置有公头阀芯，所述公头阀芯的一端与公头阀芯底座的中部固定连接，所述公头阀芯的另一端设置有可与滑套密封连接的公密封头，所述公头阀芯上位于滑套与公头阀芯底座之间套设有公头复位弹簧。

进一步地，所述母头阀体的外壁与手轮支座的内壁之间设置有若干个可实现两者相对转动的钢球，所述手轮支座上设置有若干个贯穿其内外壁用于置入钢球的安装孔，所述安装孔内设置有用于安装钢球的钢球座，所述安装孔上穿设有用于压紧钢球座的螺钉，所述螺钉与钢球座之间设置有垫片。

进一步地，所述母头阀体的外壁与手轮支座的内壁之间设置有两个防护圈，两个所述防护圈分别位于钢球的两侧。

进一步地，所述母头阀体的圆形端设置有用于与加注软管法兰连接的母头法兰；所述母头阀芯底座与母头阀体之间通过母头阀芯压紧环固定连接。

进一步地，所述滚轮组件包括滚轮轴、紧固件以及滚轮，所述滚轮轴具有轴头和轴杆，所述滚轮轴的轴杆垂直贯穿手轮支座的内外壁且轴头与手轮支座的内壁抵接，所述轴杆通过紧固件与手轮支座的外壁固定连接，所述滚轮套设在轴头的外圈。

进一步地，所述母头阀体的锥形端外壁设置有用于与第一公阀座内壁密封连接的母头弹簧密封圈。

进一步地，所述滑套的中心孔处设置有锥形腔，所述公密封头可置入锥形腔内与其锥面密封配合。

进一步地，所述滑套的外壁与第二公阀座的内壁之间设置有公头弹簧密封圈。

再进一步地，所述第二公阀座具有公头阀芯底座的一端设置有用于与受注接管法兰连接的公头法兰；所述公头阀芯底座与第二公阀座之间通过公头阀芯压紧环固定连接。

更进一步地，所述第一公阀座和第二公阀座的接触面处设置有弹簧密封圈。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

其一，本发明对母接头和公接头的内部结构进行了优化，使母接头和公接头在临界分离状态的空腔更小，接头在分离时基本无泄漏；对拉断保护的功能进行了优化，使接头内部阀体的分离面和致断螺栓的断面在同一平面，确保在致断螺栓被拉断后，两端迅速分离而不会卡滞。

其二，本发明的母头阀体的外壁与手轮支座的内壁之间设置有若干个可实现两者相对转动的钢球，不仅结构更加简单、紧凑，而且钢球相当于轴承，可实现母头阀体与手轮支座之间灵活转动，防止连接和分离过程中加注软管因承受扭矩而被破坏。

其三，本发明的第一公阀座的外壁上设置有用于供滚轮组件嵌入滑动的螺旋导槽以使得第一公阀座可嵌入环形滑腔与其滑动配合，通过母接头上的滚轮配合公接头外表面有螺旋导槽，可实现公接头和母接头快速、安全的连接与分离。

其四，本发明的拉断保护型低温干式快速接头兼具低温干式快速接头与低温拉断阀的功能，简化了加注系统结构，可实现安全、快速的连接与分离，并能在过载时迅速分离成自密封的两部分，保护软管和其他加注设备。

附图说明

图1为一种拉断保护型低温干式快速接头的立体结构示意图；

图2为图1中母接头的剖视结构示意图；

图3为图1中公接头的剖视结构示意图；

图4为图1中母接头和公接头连接状态时的剖视结构示意图；

图5为图1中母接头和公接头临界分离状态时的剖视结构示意图；

图中，母接头1(母头阀体1.1、圆形端1.11、锥形端1.12、母头阀芯底座1.2、母头阀芯1.3、弹簧座1.4、母密封头1.5、母头复位弹簧1.6、手轮支座1.7、安装孔1.71、环形滑腔1.8、滚轮组件1.9、滚轮轴1.91、轴头1.911、轴杆1.912、紧固件1.92、滚轮1.93、母头手轮1.10)、公接头2(第一公阀座2.1、第二公阀座2.2、致断螺栓2.3、滑套2.4、锥形腔2.41、螺旋导槽2.5、公头阀芯底座2.6、公头阀芯2.7、公密封头2.8、公头复位弹簧2.9)、钢球3、钢球座4、螺钉5、垫片6、防护圈7、母头法兰8、母头阀芯压紧环9、母头弹簧密封圈10、公头弹簧密封圈11、公头法兰12、公头阀芯压紧环13、弹簧密封圈14。

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所示的一种拉断保护型低温干式快速接头，包括母接头1和公接头2，母接头1包括母头阀体1.1，母头阀体1.1具有圆形端1.11和锥形端1.12；母头阀体1.1的圆形端1.11设置有母头阀芯底座1.2，母头阀芯底座1.2的中部穿设有可轴向滑动的母头阀芯1.3；母头阀芯1.3靠近母头阀芯底座1.2的一端上套设有弹簧座1.4，另一端设置有可与母头阀体1.1的锥形端1.12的锥面密封配合的母密封头1.5，母头阀芯1.3上位于弹簧座1.4与母密封头1.5之间套设有母头复位弹簧1.6。母密封头1.5设计有圆弧形密封面，通过母头复位弹簧1.6的弹力以及母头阀体内部压力与母头阀体1.1的内孔锥面配合压紧可实现母头的自密封。母头阀体1.1的外壁上套设有手轮支座1.7，手轮支座1.7朝向锥形端1.12的一侧内壁与母头阀体1.1的外壁之间设置有环形滑腔1.8，环形滑腔1.8的端部沿其周向设置有若干个滚轮组件1.9，手轮支座1.7的外周设置有与其固定连接的母头手轮1.10。

如图2所示，母头阀体1.1的外壁与手轮支座1.7的内壁之间设置有若干个可实现两者相对转动的钢球3，手轮支座1.7上设置有若干个贯穿其内外壁用于置入钢球3的安装孔1.71，安装孔1.71内设置有用于安装钢球3的钢球座4，安装孔1.71上穿设有用于压紧钢球座4的螺钉5，螺钉5与钢球座4之间设置有垫片6。母头阀体1.1的外壁与手轮支座1.7的内壁之间设置有两个防护圈7，两个防护圈7分别位于钢球3的两侧。母头阀体1.1与手轮支座1.7采用间隙配合，单边间隙0.4mm，母头阀体1.1外壁和手轮支座1.7内壁之间设计有用于安装钢球3的钢球滚道，母头阀体1.1通过

钢球支撑手轮支座1.7。钢球座4的底部为圆弧面与手柄支座1.7配合，以保证

滚道的精度和连续性。此外，母头阀体1.1与手轮支座1.7之间的钢球3相当于轴承，可实现母头阀体1.1与手轮支座1.7之间灵活转动，防止连接和分离过程中加注软管因承受扭矩而被破坏。母头阀体1.1的外壁与手轮支座1.7的内壁之间设置有两个防护圈7，可避免灰尘、水等进入钢球滚道，防止钢球受损。

手轮支座1.7上设置有若干个贯穿其内外壁用于置入钢球3的安装孔1.71，方便钢球的拆装，其中钢球座4与手轮支座1.7配合，可保钢球滚道的精度和连续性，通过螺钉5压紧垫片6和钢球座4可确保安装孔的密封。母头阀体1.1的圆形端1.11设置有用于与加注软管法兰连接的母头法兰8，加注软管法兰为标准突面法兰(HG/T20592)；母头阀芯底座1.2与母头阀体1.1之间通过母头阀芯压紧环9固定连接。通过母头阀芯压紧环9固定在母头阀体1.1上的母头阀芯底座1.2可支撑和引导母头阀芯1.3沿轴向运动。滚轮组件1.9包括滚轮轴1.91、紧固件1.92以及滚轮1.93，滚轮轴1.91具有轴头1.911和轴杆1.912，滚轮轴1.91的轴杆1.912垂直贯穿手轮支座1.7的内外壁且轴头1.911与手轮支座1.7的内壁抵接，轴杆1.912通过紧固件1.92与手轮支座1.7的外壁固定连接，滚轮1.93套设在轴头1.911的外圈。

如图3所示，公接头2包括第一公阀座2.1和第二公阀座2.2，第一公阀座2.1和第二公阀座2.2的接触面处通过3个均布的致断螺栓2.3连接。致断螺栓的削弱槽直径根据软管的抗拉强度设计，取3.5mm～4mm。第一公阀座2.1和第二公阀座2.2的接触面处设置有弹簧密封圈14，弹簧密封圈14的密封补偿性能较好，致断螺栓的预紧力基本不受压力影响。第一公阀座2.1和第二公阀座2.2的内腔设置有可沿两者内壁滑动的滑套2.4；第一公阀座2.1的外壁上设置有用于供滚轮组件1.9嵌入滑动的螺旋导槽2.5以使得第一公阀座2.1可嵌入环形滑腔1.8与其滑动配合。螺旋导槽2.5包括依次连接的第一段直线槽、第二段直线槽以及第三段直线槽，第一段直线槽导程角为5°，第二段直线槽导程角为30°，第三段直线槽导程角为-35°。第二公阀座2.2的远离第一公阀座2.1的一端内腔设置有公头阀芯底座2.6，公头阀芯底座2.6上设置有公头阀芯2.7，公头阀芯2.7的一端与公头阀芯底座2.6的中部固定连接，公头阀芯2.7的另一端设置有可与滑套2.4密封连接的公密封头2.8，公头阀芯2.7上位于滑套2.4与公头阀芯底座2.6之间套设有公头复位弹簧2.9。

母头阀体1.1的锥形端1.12外壁设置有用于与第一公阀座2.1内壁密封连接的母头弹簧密封圈10。滑套2.4的中心孔处设置有锥形腔2.41，公密封头2.8可置入锥形腔2.41内与其锥面密封配合。滑套2.4的外壁与第二公阀座2.2的内壁之间设置有公头弹簧密封圈11。第二公阀座2.2具有公头阀芯底座2.6的一端设置有用于与受注接管法兰连接的公头法兰12；公头阀芯底座2.6与第二公阀座2.2之间通过公头阀芯压紧环13固定连接。

本发明的工作原理：双手持母头手轮1.10母头手轮1.10，使母头的三组均布滚轮组件1.9正对第一公阀座的螺旋导槽2.5的开口，将母接头1插入公接头2，通过挡圈、弹性挡圈安装在母头阀体1.1上的母头弹簧密封圈10与第一公阀座2.1内孔面配合可实现母接头1和公接头2的密封，此时母接头1和公接头2内部阀门还未开启。顺时针旋转母头手轮1.10，此时母头阀体1.1推动公头内部的滑套2.4压缩公头复位弹簧2.9向后移动，公头内部阀门开启，同时固定的公头阀芯2.7推动母头阀芯1.3压缩母头复位弹簧1.6向后移动，公头内部阀门开启，母接头1和公接头2实现连接，如图4所示。

在连接状态，双手持母头手轮1.10逆时针旋转，此时母头阀体1.1后退，滑套2.4的锥面在公头复位弹簧2.9的作用下与公头阀芯2.7的圆弧密封面压紧实现公头自密封；同时，母头阀芯1.3在母头复位弹簧1.6的作用下与母头阀体1.1锥面压紧实现母头的自密封。如图5所示，分离过程中母接头1和公接头2实现自密封的状态为临界分离状态，此时母头阀体1上的母头弹簧密封圈10确保母接头1和公接头2之间一直密封良好；继续逆时针旋转并拔出母头，可实现公头、母头的分离，如图2、图3所示。

在连接状态，加注系统意外过载，作为系统中最薄弱的结构，致断螺栓2.3会被拉断，被母头端手轮支座1.7上的滚轮组件1.9挂住的第一公阀座2.1与母接头1一起脱离。在此过程中，母头阀芯1.3的圆弧密封面在母头复位弹簧1.6和母头内部压力的作用下压紧母头阀体1.1的锥面，实现母头端的自密封；公头内滑套2.4的锥面在公头复位弹簧2.9和公接头2内部压力作用下压紧公头阀芯2.7的圆弧密封面，实现公头端的自密封。

以上仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种拉断保护型低温干式快速接头，包括母接头(1)和公接头(2)，其特征在于：所述母接头(1)包括母头阀体(1.1)，所述母头阀体(1.1)具有圆形端(1.11)和锥形端(1.12)；所述母头阀体(1.1)的圆形端(1.11)设置有母头阀芯底座(1.2)，所述母头阀芯底座(1.2)的中部穿设有可轴向滑动的母头阀芯(1.3)；所述母头阀芯(1.3)靠近母头阀芯底座(1.2)的一端上套设有弹簧座(1.4)，另一端设置有可与母头阀体(1.1)的锥形端(1.12)的锥面密封配合的母密封头(1.5)，所述母头阀芯(1.3)上位于弹簧座(1.4)与母密封头(1.5)之间套设有母头复位弹簧(1.6)；所述母头阀体(1.1)的外壁上套设有手轮支座(1.7)，所述手轮支座(1.7)朝向锥形端(1.12)的一侧内壁与母头阀体(1.1)的外壁之间设置有环形滑腔(1.8)，所述环形滑腔(1.8)的端部沿其周向设置有若干个滚轮组件(1.9)，所述手轮支座(1.7)的外周设置有与其固定连接的母头手轮(1.10)；

所述公接头(2)包括第一公阀座(2.1)和第二公阀座(2.2)，所述第一公阀座(2.1)和第二公阀座(2.2)的接触面处通过致断螺栓(2.3)连接，所述第一公阀座(2.1)和第二公阀座(2.2)的内腔设置有可沿两者内壁滑动的滑套(2.4)；

所述第一公阀座(2.1)的外壁上设置有用于供滚轮组件(1.9)嵌入滑动的螺旋导槽(2.5)以使得第一公阀座(2.1)可嵌入环形滑腔(1.8)与其滑动配合；所述第二公阀座(2.2)的远离第一公阀座(2.1)的一端内腔设置有公头阀芯底座(2.6)，所述公头阀芯底座(2.6)上设置有公头阀芯(2.7)，所述公头阀芯(2.7)的一端与公头阀芯底座(2.6)的中部固定连接，所述公头阀芯(2.7)的另一端设置有可与滑套(2.4)密封连接的公密封头(2.8)，所述公头阀芯(2.7)上位于滑套(2.4)与公头阀芯底座(2.6)之间套设有公头复位弹簧(2.9)；

所述母头阀体(1.1)的外壁与手轮支座(1.7)的内壁之间设置有若干个可实现两者相对转动的钢球(3)，所述手轮支座(1.7)上设置有若干个贯穿其内外壁用于置入钢球(3)的安装孔(1.71)，所述安装孔(1.71)内设置有用于安装钢球(3)的钢球座(4)，所述安装孔(1.71)上穿设有用于压紧钢球座(4)的螺钉(5)，所述螺钉(5)与钢球座(4)之间设置有垫片(6)；所述母头阀体(1.1)的外壁与手轮支座(1.7)的内壁之间设置有两个防护圈(7)，两个所述防护圈(7)分别位于钢球(3)的两侧；

所述滚轮组件(1.9)包括滚轮轴(1.91)、紧固件(1.92)以及滚轮(1.93)，所述滚轮轴(1.91)具有轴头(1.911)和轴杆(1.912)，所述滚轮轴(1.91)的轴杆(1.912)垂直贯穿手轮支座(1.7)的内外壁且轴头(1.911)与手轮支座(1.7)的内壁抵接，所述轴杆(1.912)通过紧固件(1.92)与手轮支座(1.7)的外壁固定连接，所述滚轮(1.93)套设在轴头(1.911)的外圈。

2.根据权利要求1所述的拉断保护型低温干式快速接头，其特征在于：所述母头阀体(1.1)的圆形端(1.11)设置有用于与加注软管法兰连接的母头法兰(8)；所述母头阀芯底座(1.2)与母头阀体(1.1)之间通过母头阀芯压紧环(9)固定连接。

3.根据权利要求1所述的拉断保护型低温干式快速接头，其特征在于：所述母头阀体(1.1)的锥形端(1.12)外壁设置有用于与第一公阀座(2.1)内壁密封连接的母头弹簧密封圈(10)。

4.根据权利要求1或2或3所述的拉断保护型低温干式快速接头，其特征在于：所述滑套(2.4)的中心孔处设置有锥形腔(2.41)，所述公密封头(2.8)可置入锥形腔(2.41)内与其锥面密封配合。

5.根据权利要求1或2或3所述的拉断保护型低温干式快速接头，其特征在于：所述滑套(2.4)的外壁与第二公阀座(2.2)的内壁之间设置有公头弹簧密封圈(11)。

6.根据权利要求1或2或3所述的拉断保护型低温干式快速接头，其特征在于：所述第二公阀座(2.2)具有公头阀芯底座(2.6)的一端设置有用于与受注接管法兰连接的公头法兰(12)；所述公头阀芯底座(2.6)与第二公阀座(2.2)之间通过公头阀芯压紧环(13)固定连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的拉断保护型低温干式快速接头，其特征在于：所述第一公阀座(2.1)和第二公阀座(2.2)的接触面处设置有弹簧密封圈(14)。

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