CN113356160A - 沉船液货快速回收装置及其回收方法 - Google Patents

沉船液货快速回收装置及其回收方法 Download PDF

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CN113356160A CN202110757095.1A CN202110757095A CN113356160A CN 113356160 A CN113356160 A CN 113356160A CN 202110757095 A CN202110757095 A CN 202110757095A CN 113356160 A CN113356160 A CN 113356160A
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纪玉龙
刘洋
应坤星
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Dalian Maritime University
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Abstract

本发明提供一种沉船液货快速回收装置及其回收方法,装置包括由沉船液货快速回收阀和对接快速接头组成的脱离装置,沉船液货快速回收阀置于液货船液货舱位置,对接快速接头两端分别与沉船液货快速回收阀和救援船液货回收管道连通,对接快速接头与水下机械手臂相连,通过水下机械手臂来操作对接快速接头和沉船液货快速回收阀的快速对接和脱离;对接时,接通液货舱与救援船液货回收管道,实现沉船液货的快速回收;沉船液货快速回收阀和对接快速接头内各设复位弹簧,在深海工作中遇到不明恶劣情况时,对接快速接头在水下机械手臂作用下自动快速脱离沉船液货快速回收阀,脱离后,沉船液货快速回收阀和对接快速接头在自身复位弹簧作用下,自主形成密封。

Description

沉船液货快速回收装置及其回收方法
技术领域
本发明涉及船舶设计技术领域,具体而言,尤其涉及一种沉船液货快速回收装置及其回收方法。
背景技术
现如今,海上交通运输业正在不断地发展,伴随着的是船舶给环境带来的问题也越来越严重。中国是目前世界海运需求总量最大的国家,50%以上的国内贸易运输和90%以上的对外贸易运输任务通过海洋运输完成,由于气候变化异常,极端自然灾害频发,再加上人为因素,导致发生重特大海上事故和重大溢油污染风险的概率大大增加。油类污染对海洋环境造成的危害较为突出严重,另外由于船舶碰撞、搁浅、触礁等事故引起的海洋污染占海洋油类污染总量的47%。
液货中包括多种种类的货物如(原油、化学液态试品及其他液态货物等),以沉船中的存油回收为例:
对于沉船存油的快速回收,传统的处理方法是分为三个步骤,使用的装备主要是水下开孔机和水下抽油机。首先环境调查和油舱定位,环境调查好以及油舱定位完成后,其次水下钻孔,最后进行水下抽油。目前这些常规步骤都是借助潜水员水下作业去完成,由于这些步骤仅是依靠潜水员水下作业,就形成了很大的局限性。在通常情况下,潜水员的作业深度是在60米以内,这就说明超过60米的水下深度下,潜水员就较难在下水进行水下作业了。其次,一些沉船的周围环境都较复杂,这就很难保障潜水员在水下作业的安全。而且水面指挥工作和水下作业的潜水员的互相协调工作会存有很大的不便。
因此,对于沉船液货的快速回收,设计一种沉船液货快速回收装置势在必行。
发明内容
根据上述提出的现有沉船液货的回收方式仅依靠潜水员水下作业,具有很大的局限性,同时很难保障潜水员在水下作业的安全,对于水面指挥工作和水下作业的潜水员的互相协调工作造成很大的不便的技术问题,而提供一种沉船液货快速回收装置及其回收方法。本发明主要利用阀门与快速接头相结合的方法,实现脱离装置中沉船液货快速回收阀与对接快速接头两者的快速对接及脱离,脱离后,沉船液货快速回收阀和对接快速接头在自身的复位弹簧的作用下快速复位并密封,防止液货再次泄露。通过这种方式来实现对发生事故沉入海底的船舶中存留的液货进行快速回收。
本发明采用的技术手段如下:
一种沉船液货快速回收装置,包括:由沉船液货快速回收阀和对接快速接头组成的脱离装置,沉船液货快速回收阀设置在液货船相应液货舱位置,对接快速接头的两端分别与沉船液货快速回收阀和救援船液货回收管道相连通,对接快速接头与水下机械手臂相连,通过水下机械手臂来操作对接快速接头和沉船液货快速回收阀的快速对接和脱离;对接时,接通液货舱与救援船液货回收管道,实现沉船液货的快速回收;
沉船液货快速回收阀和对接快速接头内各设有复位弹簧,在深海工作中遇到不明恶劣情况时,对接快速接头在水下机械手臂的作用下自动快速脱离沉船液货快速回收阀,脱离之后,沉船液货快速回收阀和对接快速接头在自身复位弹簧的作用下,自主形成密封,减小回收沉船液货的过程中的二次泄露所带来的对海洋环境的污染危险性以及污染范围和程度。
进一步地,所述沉船液货快速回收阀包括阀体、与阀体外侧相连的保持架、安装在保持架上的定位夹紧机构以及置于保持架端部的导向机构,导向机构为对接快速接头的快速准确导入提供精确导向作用,定位夹紧机构用于将导入的对接快速接头夹紧;
阀体的内部具有第一腔室,保持架的内部具有第二腔室,第一腔室与第二腔室相连通,对接快速接头导入第二腔室中;阀体上部安装有阀门端盖,阀门端盖固定连接有位于第一腔室内的第一复位弹簧,第一复位弹簧具有复位功能;阀体与保持架相连通的位置设有阀门阀瓣,阀门阀瓣的本体位于第二腔室内,第一复位弹簧与阀门阀瓣相连接,阀门阀瓣与导入的对接快速接头端部接触连接,在对接快速接头的对接推动或脱离接触以及第一复位弹簧的作用下,阀门阀瓣在第二腔室和第一腔室中进行往复移动;初始状态下,第一复位弹簧处于压缩状态;
阀门阀瓣为圆柱形状,在其圆柱面上开设有三个第一槽口,用于液货的流通。
进一步地,所述定位夹紧机构由多个滚珠、具有一定倾斜角度的活套、具有复位功能的夹紧弹簧和保护壳套组成,保护壳套套设在保持架的外壁,活套和夹紧弹簧置于保护壳套与保持架间形成的密闭腔中,夹紧弹簧的一端固定在保护壳套的内壁,另一端与活套的一侧固定连接,活套的另一侧为斜面结构,斜面结构在其圆周方向上安装多个滚珠,滚珠贯穿入保持架内;初始状态下,夹紧弹簧处于压缩状态;常态时保护壳套密封面和保持架密封面贴合,形成第一密封结构,使海水不能渗入密闭腔内。
进一步地,所述阀门阀瓣的密封面和阀体的密封面接触时,形成第二密封结构,有效隔离阀门内部液货和阀门外部海水;其中,阀门阀瓣上与第一复位弹簧连接的端部置于第一腔室内,该端部设有延长边,延长边与阀体的内壁接触,对阀门阀瓣的移动进行限位的同时进行密封;
所述保持架左侧靠近阀门阀瓣的内壁位置上开设有O型密封圈槽,O型密封圈槽内安装有若干O型密封圈,使密封更加完全。
进一步地,所述导向机构为喇叭口状结构,其与保持架的连接处设有一段圆弧,保证对接快速接头的精确导向,当对接快速接头靠近沉船液货快速回收阀时,对接快速接头被逐渐导入;沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣依靠第一复位弹簧实现复位密封,第一复位弹簧被放入阀门端盖的导筒内,导筒起到弹簧移动导向作用。
进一步地,所述对接快速接头包括接头本体、具有往复移动功能的伸缩顶管、具有复位功能的第二复位弹簧和弹簧支撑板,接头本体内部具有第三腔室,弹簧支撑板固定在接头本体内壁且位于第三腔室中,第二复位弹簧的一端固定在弹簧支撑板的导筒内,导筒起到弹簧移动导向作用,第二复位弹簧的另一端与伸缩顶管的一端固定连接,伸缩顶管的另一端伸出接头本体,在对接快速接头导入沉船液货快速回收阀内时,伸缩顶管的另一端与阀门阀瓣接触,并被相互顶开,第一复位弹簧和第二复位弹簧逐渐被压缩,第一腔室、第二腔室和第三腔室相连通,沉船液货快速回收阀中的液态货品流入对接快速接头,沉船液货舱中液态货品被逐步导出;对接快速接头脱离后,在第一复位弹簧和第二复位弹簧的复位作用下,沉船液货快速回收阀和对接快速接头恢复至初始状态并分别自主形成密封;
伸缩顶管为圆柱形状,在其圆柱面上开设有三个第二槽口;弹簧支撑板上开设有三个圆弧槽口。
进一步地,所述接头本体的内壁设有圆周斜坡壁面,伸缩顶管的外壁设有圆周凸起,圆周凸起与圆周斜坡壁面的接触连接对伸缩顶管的移动进行限位,同时进行密封,形成第三密封结构。
进一步地,所述接头本体的外壁开设有与定位夹紧机构配合连接的圆周凹槽,对接快速接头导入沉船液货快速回收阀后,定位夹紧机构的滚珠卡进凹槽内,实现对对接快速接头的定位夹紧;当液货回收作业结束时,依靠水下机械手臂的拉力克服夹紧弹簧以及滚珠的夹紧力,取出对接快速接头,即对接快速接头脱离后,滚珠在夹紧弹簧的复位作用下,恢复至初始状态。
进一步地,所述沉船液货快速回收阀和对接快速接头的材质均采用耐腐蚀材料双相2205不锈钢,双相2205不锈钢为奥氏体和铁素体共存且金相之间比例约各占一半的不锈钢,也叫复相不锈钢。
本发明还提供了一种沉船液货快速回收装置的回收方法,包括如下步骤:
步骤一、在沉船液货快速回收前,沉船液货快速回收阀在内部的液货以及第一复位弹簧的作用力下形成绝对密封,对接快速接头在第二复位弹簧的作用下同样形成绝对密封;沉船液货快速回收工作开始进行时,对接快速接头在借助水下机械手臂的作用下将对接快速接头携带到沉船液货快速回收阀的导向机构附近,由于导向机构是具有一定弧形的导向,不需要通过水下机械手臂携带对接快速接头精确的送入沉船液货快速回收阀中,只需要将对接快速接头携带到沉船液货快速回收阀导向机构的附近,顺着弧线的方向,一直携带着对接快速接头导接入沉船液货快速回收阀中即可,在导向机构的作用下,对接快速接头在各个方向均可与沉船液货快速回收阀对接成功,则该过程中不需要注意对接快速接头的方向的改变;
步骤二、对接快速接头在水下机械手臂的协助作用下与沉船液货快速回收阀对接成功后,沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣以及对接快速接头的伸缩顶管在两者的互相作用力下各自被顶开,沉船液货快速回收阀与对接快速接头作为一个整体,形成一个密闭通道;此时沉船液货快速回收阀以及对接快速接头的复位弹簧均处于压缩状态,定位夹紧机构中的保护壳套内的滚珠在自身的夹紧弹簧的复位作用下,始终保持在保持架的滚珠定位凹槽中,分布一定角度的滚珠在对接快速接头的一圈凹槽中卡住,形成夹紧;对接快速接头在进行沉船液货快速回收作业时,在横向的方向上不会随意脱离;
步骤三、对接成功后,液货从沉船液货快速回收阀的左部直管道中输送,流经阀门阀瓣,经阀门阀瓣的三个第一槽口流经到圆柱中心轴线,同时流进对接快速接头的伸缩顶管中,液货流入伸缩顶管沿着其三个第二槽口进入到对接快速接头的内部,从对接快速接头内部导入到弹簧支撑板,经过弹簧支撑板上的三个圆弧槽口流入到连接在对接快速接头的软管上,最终液货回收到安全船只上;
步骤四、在液货快速回收作业过程中遇到不明险情时,借助水下机械手臂,使对接快速接头自动脱离沉船液货快速回收阀主体;两者在自身复位弹簧的作用下迅速形成二次密封,防止液货再次泄露,形成对海洋坏境的二次污染;
步骤五、液货快速回收作业结束后,对接快速接头在水下机械手臂的协助作用下,脱离沉船液货快速回收阀,沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣在第一复位弹簧的作用下快速形成密封,对接快速接头在伸缩顶管中的第二复位弹簧以及管道内部的液货也同时快速形成密封;定位夹紧机构中的夹紧弹簧在水下机械手臂携带对接快速接头脱离的过程中,受到横向的作用力,夹紧弹簧被压缩,滚珠沿着保持架上的滚珠定位凹槽的壁面上向上移动,直到对接快速接头上的凹槽脱离滚珠的束缚力之后,滚珠在保护壳套中的夹紧弹簧的复位作用下,沿着保持架上的滚珠定位凹槽重新落入凹槽中。
较现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明提供的沉船液货快速回收装置及其回收方法,采用阀门与快速接头对接方式,实现沉船液货快速回收阀与对接快速接头的快速对接及脱离,保障沉船液货回收工作更加方便、快速、安全的在海上进行,大大增加救援船的机动性和沉船液货快速回收的工作的安全性。沉船液货快速回收阀及其对接快速接头的使用改进了先在船体上开孔,然后由人工操作将回收软管插入其中处理沉船内部液货的传统方法。
2、本发明提供的沉船液货快速回收装置及其回收方法,在深海工作时,遇到不明恶劣情况,自动脱离使沉船液货快速回收阀和对接快速接头在自身复位弹簧的作用下,可以分别自主形成密封,从而减小回收沉船液货的过程中的二次泄露所带来的对海洋环境的污染危险性以及污染范围和程度。
3、本发明提供的沉船液货快速回收装置及其回收方法,其沉船液货快速回收方法减小了回收沉船液货的人力成本,更有力的保障了海面上用以救援船舶的安全和在较深深处的沉船液货的快速回收的水下作业,同时借助水下机械手臂来操作对接快速接头和沉船液货快速回收阀的对接和脱离,减少人员下到海底深处作业的安全,为更好的实现快速有效的将沉船原油回收处理奠定了基础。
4、本发明提供的沉船液货快速回收装置及其回收方法,其沉船液货快速回收方法中所涉及的沉船液货快速回收阀高压密封性好、使用寿命长、操作机动性强、可靠性高。随着国家船用高压阀门技术国产化的实施与发展,作为船内液态货品输出系统的关键设备,对于满足沉船液货的应急需求,维护海洋环境,研发沉船液货快速回收阀门具有重大意义。
综上,应用本发明的技术方案能够解决现有沉船液货的回收方式仅依靠潜水员水下作业,具有很大的局限性,同时很难保障潜水员在水下作业的安全,对于水面指挥工作和水下作业的潜水员的互相协调工作造成很大的不便的问题。
基于上述理由本发明可在沉船事故中,对残留于沉船液货舱中的液货进行快速回收等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所涉及的沉船液货快速回收阀及对接快速接头三维结构示意装配图。
图2为本发明所涉及的沉船液货快速回收阀及对接快速接头三维结构示意装配剖面图。
图3为本发明所涉及的沉船液货快速回收阀三维装配图。
图4为本发明所涉及的沉船液货快速回收阀三维装配剖面图。
图5为本发明所涉及的沉船液货快速回收阀示意图。
图6为图5中A-A处的剖面图。
图7为本发明所涉及的对接快速接头三维装配图。
图8为本发明所涉及的对接快速接头三维装配剖面图。
图9为本发明所涉及的对接快速接头示意图。
图10为图9中B-B处的剖面图。
图中:1、阀体;2、阀门阀瓣;3、保持架;4、滚珠;5、导向机构;6、活套;7、夹紧弹簧;8、保护壳套;9、O型密封圈槽;10、第一复位弹簧;11、阀门端盖;12、伸缩顶管;13、接头本体;14、第二复位弹簧;15、弹簧支撑板。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
对于沉船液货的快速回收,本发明借鉴快速接头的技术,同时与阀门相结合,设计一种沉船液货快速回收装置,包括:由沉船液货快速回收阀和对接快速接头组成的脱离装置,沉船液货快速回收阀设置在液货船相应液货舱位置,对接快速接头的两端分别与沉船液货快速回收阀和救援船液货回收管道相连通,对接快速接头与水下机械手臂相连,通过水下机械手臂来操作对接快速接头和沉船液货快速回收阀的快速对接和脱离;对接时,接通液货舱与救援船液货回收管道,实现沉船液货的快速回收;沉船液货快速回收阀和对接快速接头内各设有复位弹簧,在深海工作中遇到不明恶劣情况时,对接快速接头在水下机械手臂的作用下自动快速脱离沉船液货快速回收阀,脱离之后,沉船液货快速回收阀和对接快速接头在自身复位弹簧的作用下,自主形成密封,减小回收沉船液货的过程中的二次泄露所带来的对海洋环境的污染危险性以及污染范围和程度。
本实施方式中,在处理沉船内部液态货品如(存油、液态化学品及其他液态货品等)排出时,在液货船相应液货舱位置预先装备一种沉船液货快速回收阀,在发生沉船事故后,由水下机械手臂引导与其对接快速接头进行对接,接通液货舱与救援船液货回收管道,进而实现沉船液货的快速回收。在压强高、能见度低的水下环境中依靠机械手臂,对接快速接头精确到达预置阀门(沉船液货快速回收阀)位置并准确实现对接,从而保证了液货回收作业的顺利进行。当回收作业结束时,依靠机械手臂的拉力克服定位夹紧机构弹簧夹紧力,取出对接快速接头。该阀门高压密封性好、使用寿命长、输油机动性强、可靠性高。采用阀门与快速接头的对接结合方式,实现了快速对接和脱离。沉船液货快速回收阀及对接快速接头的使用改进了先在船体上开孔,然后由人工操作将输送软管插入其中处理沉船内部液货的传统方法。
实施例1
如图1-10所示,一种沉船液货快速回收装置,包括:由沉船液货快速回收阀和对接快速接头组成的脱离装置,沉船液货快速回收阀安装固定在液货船相应液货舱位置,通过船舱内部管路系统与液货舱连接,在压强高、能见度低的水下环境中依靠水下机械手臂的有效配合,尽快排出液货舱内部液态货物。对接快速接头的两端分别与沉船液货快速回收阀和救援船液货回收管道相连通(救援船液货回收管道为现有技术,图中未画出),对接快速接头与水下机械手臂相连(水下机械手臂采用现有结构,图中未画出),通过水下机械手臂来操作对接快速接头和沉船液货快速回收阀的快速对接和脱离;对接时,接通液货舱与救援船液货回收管道,实现沉船液货的快速回收;沉船液货快速回收阀和对接快速接头内各设有复位弹簧,在深海工作中遇到不明恶劣情况时,对接快速接头在水下机械手臂的作用下自动快速脱离沉船液货快速回收阀,脱离之后,沉船液货快速回收阀和对接快速接头在自身复位弹簧的作用下,自主形成密封,减小回收沉船液货的过程中的二次泄露所带来的对海洋环境的污染危险性以及污染范围和程度。具体地,沉船液货快速回收阀与对接快速接头(图1和图2)借助水下机械手臂对接成功后,一旦在回收作业过程中遇到不明危险情况(如水下的重大波浪、船舶的巨大摇晃等),对接快速接头在水下机械手臂的作用下自动快速脱离沉船液货快速回收阀,脱离之后,沉船液货快速回收阀及对接快速接头在其自身复位弹簧的作用下,各自的阀瓣迅速复位与相应的阀座及接头的密封座形成自身密封,密封形成后不会再次形成二次泄露,对海洋环境再次造成污染。
在本实施方式中,所述沉船液货快速回收阀包括阀体1、与阀体1外侧相连的保持架3、安装在保持架3上的定位夹紧机构以及置于保持架3端部的导向机构5,导向机构5为对接快速接头的快速准确导入提供精确导向作用,定位夹紧机构用于将导入的对接快速接头夹紧;阀体1的内部具有第一腔室,保持架3的内部具有第二腔室,第一腔室与第二腔室相连通,对接快速接头导入第二腔室中;阀体1上部安装有阀门端盖11,阀门端盖11固定连接有位于第一腔室内的第一复位弹簧10,第一复位弹簧10具有复位功能;阀体1与保持架3相连通的位置设有阀门阀瓣2,阀门阀瓣2的本体位于第二腔室内,第一复位弹簧10与阀门阀瓣2相连接,阀门阀瓣2与导入的对接快速接头端部接触连接,在对接快速接头的对接推动或脱离接触以及第一复位弹簧10的作用下,阀门阀瓣2在第二腔室和第一腔室中进行往复移动;初始状态下,第一复位弹簧10处于压缩状态。阀门阀瓣2为圆柱形状,在其圆柱面上开设有三个第一槽口,用于液货的流通。
在本实施方式中,所述定位夹紧机构由多个滚珠4、具有一定倾斜角度的活套6、具有复位功能的夹紧弹簧7和保护壳套8组成,保护壳套8套设在保持架3的外壁,活套6和夹紧弹簧7置于保护壳套8与保持架3间形成的密闭腔中,夹紧弹簧7的一端固定在保护壳套8的内壁,另一端与活套6的一侧固定连接,活套6的另一侧为斜面结构,斜面结构在其圆周方向上安装多个滚珠4,滚珠4贯穿入保持架3内;初始状态下,夹紧弹簧7处于压缩状态;常态时保护壳套8密封面和保持架3密封面贴合,形成第一密封结构,使海水不能渗入密闭腔内。
在本实施方式中,所述阀门阀瓣2的密封面和阀体1的密封面接触时,形成第二密封结构,有效隔离阀门内部液货和阀门外部海水;其中,阀门阀瓣2上与第一复位弹簧10连接的端部置于第一腔室内,该端部设有延长边,延长边与阀体1的内壁接触,对阀门阀瓣2的移动进行限位的同时进行密封;所述保持架3左侧靠近阀门阀瓣2的内壁位置上开设有O型密封圈槽9,O型密封圈槽9内安装有若干O型密封圈,使密封更加完全。本实施方式中,设有三道O型密封圈。
在本实施方式中,所述导向机构5为喇叭口状结构,其与保持架3的连接处设有一段圆弧,保证了对接快速接头的精确导向,当对接快速接头靠近沉船液货快速回收阀时,对接快速接头被逐渐导入;沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣2依靠第一复位弹簧10实现复位密封,第一复位弹簧10被放入阀门端盖11的导筒内,导筒起到弹簧移动导向作用。对接快速接头脱离后,沉船液货快速回收阀在自身的第一复位弹簧10的作用下实现自身密封,防止抽取的液货二次泄露,对海洋环境造成污染。
在本实施方式中,所述对接快速接头包括接头本体13、具有往复移动功能的伸缩顶管12、具有复位功能的第二复位弹簧14和弹簧支撑板15,接头本体13内部具有第三腔室,弹簧支撑板15固定在接头本体13内壁且位于第三腔室中,第二复位弹簧14的一端固定在弹簧支撑板15上,第二复位弹簧14的另一端与伸缩顶管12的一端固定连接,伸缩顶管12的另一端伸出接头本体13,在对接快速接头导入沉船液货快速回收阀内时,伸缩顶管12的另一端与阀门阀瓣2接触,并被相互顶开,第一复位弹簧10和第二复位弹簧14逐渐被压缩,第一腔室、第二腔室和第三腔室相连通,沉船液货快速回收阀中的液态货品流入对接快速接头,沉船液货舱中液态货品被逐步导出;具体过程为,借助水下机械手臂携带对接快速接头到阀门所在预置位置,将对接快速接头与阀门精确对接,当对接快速接头与阀门接触时,阀门阀瓣2和对接快速接头的伸缩顶管12被相互顶开,阀门中的液态货品流入对接快速接头,沉船液货舱中液态货品被逐步导出。对接快速接头脱离后,在第一复位弹簧10和第二复位弹簧14的复位作用下,沉船液货快速回收阀和对接快速接头恢复至初始状态并分别自主形成密封。对接快速接头由接头本体和伸缩顶管依靠可压缩的第二复位弹簧14实现复位,该弹簧被放入弹簧支撑板15的导筒内,该导筒起到弹簧移动导向作用。伸缩顶管12为圆柱形状,在其圆柱面上开设有三个第二槽口;弹簧支撑板15上开设有三个圆弧槽口,均用于输送液货。
在本实施方式中,所述接头本体13的内壁设有圆周斜坡壁面,伸缩顶管12的外壁设有圆周凸起,圆周凸起与圆周斜坡壁面的接触连接对伸缩顶管12的移动进行限位,同时进行密封,形成第三密封结构。
在本实施方式中,所述接头本体13的外壁开设有与定位夹紧机构配合连接的圆周凹槽,对接快速接头导入沉船液货快速回收阀后,阀门和对接快速接头各自被完全打开时,定位夹紧机构的滚珠4卡进凹槽内,实现对对接快速接头的定位夹紧,从而保证了液货回收工作的顺利进行;当液货回收作业结束时,依靠水下机械手臂的拉力克服夹紧弹簧7以及滚珠4的夹紧力,取出对接快速接头(即对接快速接头脱离后,滚珠4在夹紧弹簧7的复位作用下,恢复至初始状态)。
在本实施方式中,所述沉船液货快速回收阀和对接快速接头的材质均采用耐腐蚀材料双相2205不锈钢,双相2205不锈钢为奥氏体和铁素体共存且金相之间比例约各占一半的不锈钢,也叫复相不锈钢。双相不锈钢综合了铁素体和奥氏体不锈钢的优点,具有超塑性、高韧性、高强度等特点,在抗腐蚀方面,特别是介质环境比较恶劣(如海水,氯离子含量较高)的条件下,双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及疲劳腐蚀性能明显优于奥氏体及铁素体单相不锈钢,保证了沉船液货快速回收阀及对接快速接头在使用过程中的长时间使用。
实施例2
在实施例1的基础上,本发明还提供了一种沉船液货快速回收装置的回收方法,包括如下步骤:
步骤一、在沉船液货快速回收前,沉船液货快速回收阀在内部的液货以及第一复位弹簧10的作用力下形成绝对密封,对接快速接头在第二复位弹簧14的作用下同样形成绝对密封;沉船液货快速回收工作开始进行时,对接快速接头在借助水下机械手臂的作用下将对接快速接头携带到沉船液货快速回收阀的导向机构5附近,由于导向机构5是具有一定弧形的导向,不需要通过水下机械手臂携带对接快速接头精确的送入沉船液货快速回收阀中,只需要将对接快速接头携带到沉船液货快速回收阀导向机构5的附近,顺着弧线的方向,一直携带着对接快速接头导接入沉船液货快速回收阀中即可,在导向机构5的作用下,对接快速接头在各个方向均可与沉船液货快速回收阀对接成功,则该过程中不需要注意对接快速接头的方向的改变;
步骤二、对接快速接头在水下机械手臂的协助作用下与沉船液货快速回收阀对接成功后,沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣2以及对接快速接头的伸缩顶管12在两者的互相作用力下各自被顶开,沉船液货快速回收阀与对接快速接头作为一个整体,形成一个密闭通道;此时沉船液货快速回收阀以及对接快速接头的复位弹簧均处于压缩状态,定位夹紧机构中的保护壳套8内的滚珠4在自身的夹紧弹簧7的复位作用下,始终保持在保持架3的滚珠定位凹槽中,分布一定角度的滚珠4在对接快速接头的一圈凹槽中卡住,这样就形成夹紧;对接快速接头在进行沉船液货快速回收作业时,在横向的方向上不会随意脱离;
步骤三、对接成功后,液货从沉船液货快速回收阀的左部直管道中输送,流经阀门阀瓣2,阀瓣是圆柱形状,液货经阀门阀瓣2的三个第一槽口流经到圆柱中心轴线,同时也流进对接快速接头的伸缩顶管12中,伸缩顶管12与阀门阀瓣2类似,同样是圆柱形状,液货流入伸缩顶管12沿着其三个第二槽口进入到对接快速接头的内部,从对接快速接头内部导入到弹簧支撑板15,弹簧支撑板15上有三个圆弧槽口,液货从对接快速接头的内部经过弹簧支撑板15上的三个圆弧槽口流入到连接在对接快速接头的软管上,最终液货回收到安全船只上;
步骤四、在液货快速回收作业过程中遇到不明险情时,借助水下机械手臂,使对接快速接头自动脱离沉船液货快速回收阀主体;两者在自身复位弹簧的作用下迅速形成二次密封,防止液货再次泄露,形成对海洋坏境的二次污染;
步骤五、液货快速回收作业结束后,对接快速接头在水下机械手臂的协助作用下,脱离沉船液货快速回收阀,沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣2在第一复位弹簧10的作用下快速形成密封,对接快速接头在伸缩顶管12中的第二复位弹簧14以及管道内部的液货也同时快速形成密封;定位夹紧机构中的夹紧弹簧7在水下机械手臂携带对接快速接头脱离的过程中,受到横向的作用力,夹紧弹簧7被压缩,滚珠4沿着保持架3上的滚珠定位凹槽的壁面上向上移动,直到对接快速接头上的凹槽脱离滚珠4的束缚力之后,滚珠4在保护壳套8中的夹紧弹簧7的复位作用下,沿着保持架3上的滚珠定位凹槽重新落入凹槽中。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种沉船液货快速回收装置,其特征在于,包括:由沉船液货快速回收阀和对接快速接头组成的脱离装置,沉船液货快速回收阀设置在液货船相应液货舱位置,对接快速接头的两端分别与沉船液货快速回收阀和救援船液货回收管道相连通,对接快速接头与水下机械手臂相连,通过水下机械手臂来操作对接快速接头和沉船液货快速回收阀的快速对接和脱离;对接时,接通液货舱与救援船液货回收管道,实现沉船液货的快速回收;
沉船液货快速回收阀和对接快速接头内各设有复位弹簧,在深海工作中遇到不明恶劣情况时,对接快速接头在水下机械手臂的作用下自动快速脱离沉船液货快速回收阀,脱离之后,沉船液货快速回收阀和对接快速接头在自身复位弹簧的作用下,自主形成密封,减小回收沉船液货的过程中的二次泄露所带来的对海洋环境的污染危险性以及污染范围和程度。
2.根据权利要求1所述的沉船液货快速回收装置,其特征在于,所述沉船液货快速回收阀包括阀体(1)、与阀体(1)外侧相连的保持架(3)、安装在保持架(3)上的定位夹紧机构以及置于保持架(3)端部的导向机构(5),导向机构(5)为对接快速接头的快速准确导入提供精确导向作用,定位夹紧机构用于将导入的对接快速接头夹紧;
阀体(1)的内部具有第一腔室,保持架(3)的内部具有第二腔室,第一腔室与第二腔室相连通,对接快速接头导入第二腔室中;阀体(1)上部安装有阀门端盖(11),阀门端盖(11)固定连接有位于第一腔室内的第一复位弹簧(10),第一复位弹簧(10)具有复位功能;阀体(1)与保持架(3)相连通的位置设有阀门阀瓣(2),阀门阀瓣(2)的本体位于第二腔室内,第一复位弹簧(10)与阀门阀瓣(2)相连接,阀门阀瓣(2)与导入的对接快速接头端部接触连接,在对接快速接头的对接推动或脱离接触以及第一复位弹簧(10)的作用下,阀门阀瓣(2)在第二腔室和第一腔室中进行往复移动;初始状态下,第一复位弹簧(10)处于压缩状态;
阀门阀瓣(2)为圆柱形状,在其圆柱面上开设有三个第一槽口,用于液货的流通。
3.根据权利要求2所述的沉船液货快速回收装置,其特征在于,所述定位夹紧机构由多个滚珠(4)、具有一定倾斜角度的活套(6)、具有复位功能的夹紧弹簧(7)和保护壳套(8)组成,保护壳套(8)套设在保持架(3)的外壁,活套(6)和夹紧弹簧(7)置于保护壳套(8)与保持架(3)间形成的密闭腔中,夹紧弹簧(7)的一端固定在保护壳套(8)的内壁,另一端与活套(6)的一侧固定连接,活套(6)的另一侧为斜面结构,斜面结构在其圆周方向上安装多个滚珠(4),滚珠(4)贯穿入保持架(3)内;初始状态下,夹紧弹簧(7)处于压缩状态;常态时保护壳套(8)密封面和保持架(3)密封面贴合,形成第一密封结构,使海水不能渗入密闭腔内。
4.根据权利要求2所述的沉船液货快速回收装置,其特征在于,所述阀门阀瓣(2)的密封面和阀体(1)的密封面接触时,形成第二密封结构,有效隔离阀门内部液货和阀门外部海水;其中,阀门阀瓣(2)上与第一复位弹簧(10)连接的端部置于第一腔室内,该端部设有延长边,延长边与阀体(1)的内壁接触,对阀门阀瓣(2)的移动进行限位的同时进行密封;
所述保持架(3)左侧靠近阀门阀瓣(2)的内壁位置上开设有O型密封圈槽(9),O型密封圈槽(9)内安装有若干O型密封圈,使密封更加完全。
5.根据权利要求2所述的沉船液货快速回收装置,其特征在于,所述导向机构(5)为喇叭口状结构,其与保持架(3)的连接处设有一段圆弧,保证对接快速接头的精确导向,当对接快速接头靠近沉船液货快速回收阀时,对接快速接头被逐渐导入;沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣(2)依靠第一复位弹簧(10)实现复位密封,第一复位弹簧(10)被放入阀门端盖(11)的导筒内,导筒起到弹簧移动导向作用。
6.根据权利要求2所述的沉船液货快速回收装置,其特征在于,所述对接快速接头包括接头本体(13)、具有往复移动功能的伸缩顶管(12)、具有复位功能的第二复位弹簧(14)和弹簧支撑板(15),接头本体(13)内部具有第三腔室,弹簧支撑板(15)固定在接头本体(13)内壁且位于第三腔室中,第二复位弹簧(14)的一端固定在弹簧支撑板(15)的导筒内,导筒起到弹簧移动导向作用,第二复位弹簧(14)的另一端与伸缩顶管(12)的一端固定连接,伸缩顶管(12)的另一端伸出接头本体(13),在对接快速接头导入沉船液货快速回收阀内时,伸缩顶管(12)的另一端与阀门阀瓣(2)接触,并被相互顶开,第一复位弹簧(10)和第二复位弹簧(14)逐渐被压缩,第一腔室、第二腔室和第三腔室相连通,沉船液货快速回收阀中的液态货品流入对接快速接头,沉船液货舱中液态货品被逐步导出;
伸缩顶管(12)为圆柱形状,在其圆柱面上开设有三个第二槽口;弹簧支撑板(15)上开设有三个圆弧槽口。
7.根据权利要求6所述的沉船液货快速回收装置,其特征在于,所述接头本体(13)的内壁设有圆周斜坡壁面,伸缩顶管(12)的外壁设有圆周凸起,圆周凸起与圆周斜坡壁面的接触连接对伸缩顶管(12)的移动进行限位,同时进行密封,形成第三密封结构。
8.根据权利要求6或7所述的沉船液货快速回收装置,其特征在于,所述接头本体(13)的外壁开设有与定位夹紧机构配合连接的圆周凹槽,对接快速接头导入沉船液货快速回收阀后,定位夹紧机构的滚珠(4)卡进凹槽内,实现对对接快速接头的定位夹紧;当液货回收作业结束时,依靠水下机械手臂的拉力克服夹紧弹簧(7)以及滚珠(4)的夹紧力,取出对接快速接头。
9.一种如权利要求1-8任意一项权利要求所述的沉船液货快速回收装置的回收方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、在沉船液货快速回收前,沉船液货快速回收阀在内部的液货以及第一复位弹簧(10)的作用力下形成绝对密封,对接快速接头在第二复位弹簧(14)的作用下同样形成绝对密封;沉船液货快速回收工作开始进行时,对接快速接头在借助水下机械手臂的作用下将对接快速接头携带到沉船液货快速回收阀的导向机构(5)附近,由于导向机构(5)是具有一定弧形的导向,不需要通过水下机械手臂携带对接快速接头精确的送入沉船液货快速回收阀中,只需要将对接快速接头携带到沉船液货快速回收阀导向机构(5)的附近,顺着弧线的方向,一直携带着对接快速接头导接入沉船液货快速回收阀中即可,在导向机构(5)的作用下,对接快速接头在各个方向均可与沉船液货快速回收阀对接成功,则该过程中不需要注意对接快速接头的方向的改变;
步骤二、对接快速接头在水下机械手臂的协助作用下与沉船液货快速回收阀对接成功后,沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣(2)以及对接快速接头的伸缩顶管(12)在两者的互相作用力下各自被顶开,沉船液货快速回收阀与对接快速接头作为一个整体,形成一个密闭通道;此时沉船液货快速回收阀以及对接快速接头的复位弹簧均处于压缩状态,定位夹紧机构中的保护壳套(8)内的滚珠(4)在自身的夹紧弹簧(7)的复位作用下,始终保持在保持架(3)的滚珠定位凹槽中,分布一定角度的滚珠(4)在对接快速接头的一圈凹槽中卡住,形成夹紧;对接快速接头在进行沉船液货快速回收作业时,在横向的方向上不会随意脱离;
步骤三、对接成功后,液货从沉船液货快速回收阀的左部直管道中输送,流经阀门阀瓣(2),经阀门阀瓣(2)的三个第一槽口流经到圆柱中心轴线,同时流进对接快速接头的伸缩顶管(12)中,液货流入伸缩顶管(12)沿着其三个第二槽口进入到对接快速接头的内部,从对接快速接头内部导入到弹簧支撑板(15),经过弹簧支撑板(15)上的三个圆弧槽口流入到连接在对接快速接头的软管上,最终液货回收到安全船只上;
步骤四、在液货快速回收作业过程中遇到不明险情时,借助水下机械手臂,使对接快速接头自动脱离沉船液货快速回收阀主体;两者在自身复位弹簧的作用下迅速形成二次密封,防止液货再次泄露,形成对海洋坏境的二次污染;
步骤五、液货快速回收作业结束后,对接快速接头在水下机械手臂的协助作用下,脱离沉船液货快速回收阀,沉船液货快速回收阀的阀门阀瓣(2)在第一复位弹簧(10)的作用下快速形成密封,对接快速接头在伸缩顶管(12)中的第二复位弹簧(14)以及管道内部的液货也同时快速形成密封;定位夹紧机构中的夹紧弹簧(7)在水下机械手臂携带对接快速接头脱离的过程中,受到横向的作用力,夹紧弹簧(7)被压缩,滚珠(4)沿着保持架(3)上的滚珠定位凹槽的壁面上向上移动,直到对接快速接头上的凹槽脱离滚珠(4)的束缚力之后,滚珠(4)在保护壳套(8)中的夹紧弹簧(7)的复位作用下,沿着保持架(3)上的滚珠定位凹槽重新落入凹槽中。
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