CN111573613A - 一种适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，包括连接管道，连接管道一端设置有连接法兰，另一端设置有与密封法兰盘相连的对接法兰，还包括用于运输船法兰对接的多个导向机构和多个压紧机构；多个导向机构和多个压紧机构均匀布置在对接法兰的一周；压紧机构包括压块、螺杆、限位结构、安装座、驱动装置、传动机构；安装座固定在对接法兰上；驱动装置、传动机构均与安装座相连；驱动装置通过传动机构与螺杆相连，螺杆固定于安装座上；螺杆上设有压块，限位机构固定在安装座上，将压块相对螺杆的旋转运动转化为直线运动，实现压块对运输船法兰与对接法兰的压紧；本发明可实现装卸臂对接的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于液压快速接头领域，特别是一种适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头。
背景技术
装卸臂(Loading Arm)是实现运输船和接收站之间流体介质输送的连接装置，是接收站的核心设备之一。装卸臂接头法兰和运输船集管法兰之间的连接与分离是通过装卸臂上的QCDC(Quick Connect/Disconnect Coupler)液压快速接头来实现的。
当前，装卸臂与运输船的对接主要依靠人工操作来实现的，而装卸臂自身重量大、管道长而导致结构刚性欠佳，其采用的液压缸和钢丝绳驱动方式难以精准完成指定动作，更为重要的是运输船受海风、海浪等的影响，对接时也存在一定的浮动。这造成了人工对接难度很大，并且若操作不当易破坏密封面，甚至造成人员伤亡。因此，自动对接技术应运而生，而适用于装卸臂自动对接的QCDC液压快速接头就显得尤为重要。
中国专利CN207418292U公开了一种装卸臂用智能快速连接装置，该装置采用在对接口设置定位销的方式进行对接的定位，对接精度要求极高，容易造成对接浮动造成密封面的破坏；且该装置的压紧机构采用驱动油缸带动“＜”形的压紧机构旋转来压紧对接接口和槽船接口，当液压系统出现问题时，压紧机构无法实现自锁，可靠性不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，以实现装卸臂的自动对接，提高对接的可靠性。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，包括连接管道，所述连接管道一端设置有可与装卸臂相连的连接法兰，连接管道的另一端设置有与密封法兰盘相连的对接法兰，所述密封法兰盘用于与运输船法兰相连，还包括用于运输船法兰对接的多个导向机构和多个压紧机构；
所述多个导向机构和多个压紧机构均匀布置在对接法兰的一周；多个导向机构从对接法兰侧向外构成扩张口型，用于运输船法兰对接的导向；
所述压紧机构包括压块、螺杆、限位结构、安装座、驱动装置、传动机构、；所述安装座沿对接法兰周向均匀固定在对接法兰上；所述驱动装置、传动机构均与安装座相连；所述驱动装置通过传动机构与螺杆相连，所述螺杆通过轴承支撑在安装座上，且述螺杆轴向平行于连接管道轴向；所述螺杆上设有压块，所述限位机构固定在安装座上，用于限制压块旋转，将压块相对螺杆的旋转运动转化为直线运动，实现压块对运输船法兰与对接法兰的压紧；所述压块＝与螺杆＝之间设有弹性限位机构，所述弹性限位机构用于对压块＝和螺杆＝之间进行弹性限位，使得压块可随螺杆一起转动，当压块受限制时，弹性限位机构解除弹性限位，压块可相对螺杆转动。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)本发明的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，采用液压马达驱动和螺杆压紧方式代替手动操作，当两法兰完成对中后，可以通过驱动总成实现一键式快速同步对接，提高对接操作的安全性及对接效率，防止因运输船浮动造成设备损坏；同时液压系统失效时，可有效防止装卸臂接头法兰与集管法兰意外分离，具有很好的自锁功能。
(2)压块与螺杆之间设有弹性限位机构，弹性限位机构用于对压块和螺杆之间进行弹性限位，使得压块可随螺杆一起转动(无法相对转动)，当压块受限制时，弹性限位机构解除弹性限位，压块可相对螺杆转动，将旋转运行转化为直线运动。
(3)本发明的快速接头，配有导向机构，当进行自动对接时，装卸臂接头法兰与集管法兰中心偏移量小，可以通过导向机构进行指引导向完成两法兰对中操作，具有较好的位置误差补偿能力。
附图说明
图1为实施例中适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头的总体结构示意图。
图2为含有5个压紧机构和5个导向机构的接头俯视图。
图3为压块与螺杆的连接示意图。
图4为图3中A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1、图2，本发明的一种适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，包括连接管道2，用于运输船法兰对接的多个导向机构8和多个压紧机构17；所述连接管道一端设置有可与装卸臂相连的连接法兰1，连接管道2的另一端设置有与密封法兰盘4相连的对接法兰3，所述密封法兰盘4用于与运输船法兰(未示出)相连，所述多个导向机构8和多个压紧机构17均匀布置在对接法兰3的一周；多个导向机构8从对接法兰3侧向外构成扩张口型，用于运输船法兰对接的导向；多个导向机构8向外呈扩张口型，扩大了对接法兰3与运输船法兰的自动对接兼容半径，可兼容一定范围的自动对接误差；向内逐渐收敛，保障了对接法兰3与运输船法兰的对中度。
所述压紧机构17包括压块11、螺杆12、限位柱13、安装座14、驱动装置15、传动机构16；所述安装座14沿对接法兰3周向均匀固定在对接法兰3上；所述驱动装置15、传动机构16均与安装座14相连；所述驱动装置15通过传动机构16与螺杆12相连，所述螺杆12通过轴承支撑在安装座14上，且所述螺杆12轴向平行于连接管道2轴向；所述螺杆12上设有压块11，所述限位机构13固定在安装座14上，用于限制压块11的旋转，将压块11相对螺杆12的螺纹旋转运动转化为直线运动，实现压块11对运输船法兰与对接法兰3的压紧。通过压块11与螺杆12螺纹间的转动实现压块11的升降与自锁。优选的，所述导向机构8和压紧机构17的数量均≥3，且依次间隔布置。结合图3、图4，所述压块11与螺杆12之间设有弹性限位机构，所述弹性限位机构用于对压块11和螺杆12之间进行弹性限位，使得压块11可随螺杆12一起转动(无法相对转动)，当压块11受限制时，弹性限位机构解除弹性限位，压块11可相对螺杆12转动。
作为一种实施方式，所述弹性限位机构包括固定销12-1、弹簧12-2、滚珠12-3；所述压块11与螺纹套19固连，通过螺纹套19与螺杆12螺纹连接；所述螺杆12外圆上等间隔设有多个凹槽12-4；凹槽12-4长度方向平行于螺杆12轴向；所述螺纹套19上等间隔设有多个弹性限位机构；所述固定销12-1固定在螺纹套19内，所述滚珠12-3与凹槽12-4接触，所述弹簧12-2设置在滚珠12-3与固定销12-1之间；当压块11处于自由状态(未与限位机构13接触)，在弹簧12-2设置作用力下，滚珠12-3与凹槽12-4接触紧密接触，螺杆12转动时，滚珠12-3对螺纹套19与螺杆12之间起限位作用，压块11随螺杆12一同旋转，不会与螺杆12产生相对位移。当压块11受限制时(与限位机构13接触)，螺杆12转动时，滚珠12-3从凹槽12-4中滚出，压缩弹簧12-2后，再滚入下一个凹槽12-4，滚珠12-3不间断的压缩弹簧12-2并落入一个凹槽12-4，使得对螺纹套19与螺杆12之间的限位作用解除，压块11可相对螺杆12转动，将旋转运动变为压块11的升降运动。
进一步的实施方式中，所述导向机构8包括安装座5、导向杆6；所述安装座5沿对接法兰周向均匀固定在对接法兰3上；所述导向杆6固定在安装座5上，所述导向杆6靠近对接法兰3的内侧设有切口，使得多个导向杆6围城的一周内侧向外呈扩张口型，使得装卸臂接头法兰3与运输船集管法兰中心偏移量小于2cm，可以通过导向机构进行指引导向完成两法兰对中操作，具有较好的位置误差补偿能力。
作为对上述实施方式的进一步改进，所述对接法兰3端面还设有密封圈9，所述导向机构8还包括防撞块7，所述防撞块7设置于所述导向杆6顶端，用于防止意外冲击损坏对接法兰3上的密封圈9。
优选的实施方式，所述防撞块7通过沉头螺钉固定在导向杆6顶端，便于拆卸安装。所述防撞块7采用弹性橡胶。
进一步的实施方式中，所述驱动装置15采用液压马达，所述传动机构16包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮；所述液压马达转动轴与主动齿轮相连；所述从动齿轮与螺杆12相连。驱动装置15采用液压马达，将非电力驱动源输出为所需转动扭矩，并通过齿轮传动机构16的齿轮组与所述螺杆12相连，实现扭矩的传递，可实现装卸臂的一键式液压快速对接。
进一步的实施方式中，所述对接法兰3上连接有盲法兰10，用于对接法兰3非对接时的密封。
作为一种实施方式，所述限位结构13采用限位柱。
当装卸系统进行自动对接时，船舶法兰可沿着导向杆6逐渐与密封法兰盘4贴合；当两法兰贴合后，启动驱动装置15，通过传动机构16内的齿轮进行扭矩传递，使螺杆12上压块11旋转至限位柱，限位柱限制压块11的转动，螺纹运动组件12的继续转动将压块组件11旋转运动变为直线运动，将压块11压紧运输船法兰，实现两法兰的压紧与自锁。反之，控制驱动装置15反转，压块11反向旋转并与限位柱接触，此时压块11位于对接法兰3端面外侧，压块11松开实现两法兰的分离。
Claims (10)
1.一种适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，包括连接管道(2)，所述连接管道一端设置有可与装卸臂相连的连接法兰(1)，连接管道(2)的另一端设置有与密封法兰盘(4)相连的对接法兰(3)，所述密封法兰盘(4)用于与运输船法兰相连，其特征在于：还包括用于运输船法兰对接的多个导向机构(8)和多个压紧机构(17)；
所述多个导向机构(8)和多个压紧机构(17)均匀布置在对接法兰(3)的一周；多个导向机构(8)从对接法兰(3)侧向外构成扩张口型，用于运输船法兰对接的导向；
所述压紧机构(17)包括压块(11)、螺杆(12)、限位结构(13)、安装座(14)、驱动装置(15)、传动机构(16)；所述安装座(14)沿对接法兰(3)周向均匀固定在对接法兰(3)上；所述驱动装置(15)、传动机构(16)均与安装座(14)相连；所述驱动装置(15)通过传动机构(16)与螺杆(12)相连，所述螺杆(12)通过轴承支撑在安装座(14)上，且所述螺杆(12)轴向平行于连接管道(2)轴向；所述螺杆(12)上设有压块(11)，所述限位机构(13)固定在安装座(14)上，用于限制压块(11)的旋转，将压块(11)相对螺杆(12)的旋转运动转化为直线运动，实现压块(11)对运输船法兰与对接法兰(3)的压紧；所述压块(11)与螺杆(12)之间设有弹性限位机构，所述弹性限位机构用于对压块(11)和螺杆(12)之间进行弹性限位，使得压块(11)可随螺杆(12)一起转动，当压块(11)受限制时，弹性限位机构解除弹性限位，压块(11)可相对螺杆(12)转动。
2.根据权利要求1所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，其特征在于：所述弹性限位机构包括固定销(12-1)、弹簧(12-2)、滚珠(12-3)；所述压块(11)与螺纹套(19)固连，通过螺纹套(19)与螺杆(12)螺纹连接；所述螺杆(12)外圆上等间隔设有多个凹槽(12-4)；凹槽(12-4)长度方向平行于螺杆(12)轴向；所述螺纹套(19)上等间隔设有多个弹性限位机构；所述固定销(12-1)固定在螺纹套(19)内，所述滚珠(12-3)与凹槽(12-4)接触，所述弹簧(12-2)设置在滚珠(12-3)与固定销(12-1)之间。
3.根据权利要求1所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，其特征在于：所述导向机构(8)包括安装座(5)、导向杆(6)；所述安装座(5)沿对接法兰周向均匀固定在对接法兰(3)上；所述导向杆6固定在安装座(5)上，所述导向杆6靠近对接法兰(3)的内侧设有切口，使得多个导向杆(6)围城的一周内侧呈扩张口型。
4.根据权利要求3所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，其特征在于：所述导向机构(8)还包括防撞块(7)，所述防撞块(7)设置于所述导向杆(6)顶端。
5.根据权利要求1所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，其特征在于：所述驱动装置(15)采用液压马达，所述传动机构(16)包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮；所述液压马达转动轴与主动齿轮相连；所述从动齿轮与螺杆(12)相连。
6.根据权利要求1所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，所述对接法兰(3)端面还设有密封圈(9)。
7.根据权利要求1所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，所述对接法兰(3)上连接有盲法兰(10)。
8.根据权利要求1所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，所述导向机构(8)和压紧机构(17)的数量均≥3。
9.根据权利要求4所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，其特征在于：所述防撞块(7)通过沉头螺钉固定在导向杆(6)顶端。
10.根据权利要求4所述的适用于船用装卸臂自动对接的液压快速接头，其特征在于：所述防撞块(7)为弹性橡胶。
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Application publication date: 20200825 Assignee: JARI AUTOMATION Co.,Ltd. CHINA Assignor: 716TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp. Contract record no.: X2020980007928 Denomination of invention: A hydraulic quick coupling for automatic docking of marine loading and unloading arms License type: Exclusive License Record date: 20201116 |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 222061 No.18, Shenghu Road, Lianyungang City, Jiangsu Province Applicant after: The 716th Research Institute of China Shipbuilding Corp. Address before: 222061 No.18, Shenghu Road, Lianyungang City, Jiangsu Province Applicant before: 716TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp. |