CN114321486A - 一种流体装卸臂用紧急脱离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流体装卸臂用紧急脱离装置，包括上球阀、下球阀、液压驱动机构、设置在上球阀和下球阀之间的抱箍机构；所述液压驱动机构串联的驱动油缸和脱离油缸；所述驱动油缸与轭铁相连，用于带动轭铁沿安装座上下滑动；所述脱离油缸设置在轭铁上；所述上球阀、下球阀的阀杆驱动轴之间设有在上下球阀分离过程中可断开的四连杆机构；四连杆机构上设有轴套，轴套插入轭铁上水平设置的滑动槽内；所述驱动油缸通过轭铁带动四连杆机构摆动实现上下球阀的同步关闭；所述脱离油缸下端设有顶块，用于推动抱箍机构的分离。本发明可实现阀门开关与阀门脱离相分开。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体输送设备的关键部件，特别是一种超低温流体装卸设备用紧急脱离装置。
背景技术
随着石油、天然气等能源进口量的快速增长，流体裝卸臂也随之广泛用于港口码头上与船舶对接裝卸，对裝卸臂在使用过程中的安全性也越来越重视。为防止危险情况的发生,如船舶漂移正常的包络范围,导致装卸臂损坏、造成环境污染。当遇到风浪等不可预测的原因时，船舶漂移正常的包络范围，发生拉扯现象，损坏输液设备，使输送液体泄漏，造成海上污染，严重的会使液体装卸臂倒塌，造成严重事故。因此，紧急脱离装置在船用装卸臂上的应用也越来越多。
目前，传统装卸臂紧急脱离装置大多只有一个液压缸驱动，导致效率低，操作困难。而新型紧急脱离装置虽采用两个油缸分别控制紧急脱离动作，但双液压缸之间无安全互锁设计，机械结构复杂，增加了紧急脱离机构的故障点。因此设计一种结构简单，安全可靠，能实现紧急脱离功能的装置具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体装卸臂紧急脱离装置，以实现阀门开关与阀门脱离相分开，确保阀门关闭无泄漏。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种流体装卸臂用紧急脱离装置，包括上球阀、下球阀、液压驱动机构、设置在上球阀和下球阀之间的抱箍机构；
所述液压驱动机构串联的驱动油缸和脱离油缸；
所述驱动油缸与轭铁相连，用于带动轭铁沿安装座上下滑动；所述脱离油缸设置在轭铁上；
所述上球阀、下球阀的阀杆驱动轴之间设有在上下球阀分离过程中可断开的四连杆机构；四连杆机构上设有轴套，轴套插入轭铁上水平设置的滑动槽内；
所述驱动油缸通过轭铁带动四连杆机构摆动实现上下球阀的同步关闭；
所述脱离油缸下端设有顶块，用于推动抱箍机构的分离。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)液压驱动机构采取机械互锁和液压互锁关联设计，驱动油缸与脱离油缸采用机械互锁设计，防止紧急脱离装置出现误脱离现象。
(2)顶块与驱动液压油缸通过螺纹连接，当紧急脱离装置不需要真实脱离时，将顶块与驱动油缸分离，实现试验测试假脱功能。
(3)上下球阀之间设置四连杆机构，通过四连杆机构使得驱动油缸的推力力矩减小，确保阀门完全关闭，防止泄露，左推杆、右推杆与下连杆连接处采用可拆结构设计，脱离过程中四连杆机构能够顺利断开，防止与装卸臂勾连导致危险事故。
(4)两个抱箍之间设有抱箍调整组件，能够调整两个抱箍的松紧及对称连接，使得受力平衡，对抱箍实现可靠的夹紧。
附图说明
图1为紧急脱离装置整体结构示意图。
图2为紧急脱离装置后视图。
图3为紧急脱离装置俯视图。
图4为紧急脱离装置轴侧图。
图5为驱动机构连接示意图。
图6为四连杆机构结构示意图。
图7为叉头结构示意图。
图8为抱箍机构结构示意图。
图9为抱箍支座结构示意图。
图10为抱箍调整环剖视图。
图11为紧急脱离装置整侧视图。
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11，本实施例的一种流体装卸臂用紧急脱离装置，包括阀体组件1、抱箍机构2、液压驱动机构3、液压快速接头4等部分。阀体组件1包括上球阀7、下球阀6。阀体为全通径球阀，流动阻力小，方便定期吹扫检查。上、下球阀之间和阀体两端法兰对接面设有密封件，采用软密封连接，提高了密封性能。抱箍机构2按照安装在上下球阀的不同，可实现随船体分离和随装卸臂分离两种分离效果。
两球阀采用抱箍机构2对其进行锁紧，抱箍机构2安装在两球阀对接面外边缘处，所述抱箍机构2包括抱箍调整组件8，抱箍落杆9、抱箍主体10，抱箍吊环11，剪切销 18和连接螺栓等。抱箍主体10包括左抱箍33和右抱箍34，左抱箍和右抱箍一端之间设有抱箍调整组件，另一端之间设有抱箍落杆9，抱箍落杆9一端通过销轴与其中一个抱箍转动连接，另一端设置在另一个抱箍的卡槽内，卡槽开口方向向下，且抱箍落杆9 与卡槽之间设有剪切销18，使得抱箍落杆9无法从卡槽内脱落。当剪切销18断开后，抱箍落杆9落下，抱箍打开，实现脱离。
所述抱箍调整组件8包括左抱箍支座21、右抱箍支座22、抱箍安装座23、抱箍调整环24、调节螺母25；所述左抱箍支座21、右抱箍支座22通过转轴分别与左抱箍和右抱箍连接，左抱箍支座21、右抱箍支座22内侧均设有螺杆28，两个螺杆28正对且同轴布置，抱箍安装座23套接在两个螺杆之间，抱箍安装座23整体关于阀体组件中心对称，抱箍安装座23下端中间设有圆形支座，圆形支座通过定位销、螺栓安装在下球阀6 上，保证抱箍安装座23的安装精度，使得抱箍安装座23中心轴与阀体组件中心轴平行。抱箍安装座23上端为U形结构23-1，U形结构两端分别与两侧的螺杆28套接。所述抱箍调整环24两端设有螺纹孔，分别与左右两侧的螺杆28连接。抱箍调整环24位于U 形结构23-1中间，且与U形结构23-1之间设有调节螺母25，调节螺母25设置在抱箍调整环24于U形结构23-1内侧之间，通过旋转调整组件8两端的调节螺母25实现抱箍的紧固和松紧，同时使得两个抱箍的关于阀体组件中心对称。抱箍主体10上设计有多个吊环11，方便安装和拆卸检修。
液压驱动机构3实现上、下球阀门开关的同步性，保持两球阀同时打开和关闭。液压驱动机构3中采用驱动油缸12和脱离油缸30串联设计，当装卸臂进入一级报警区域时，驱动油缸12用于关闭阀门。驱动油缸12通过支座45固定在上球阀7上，所述驱动油缸12与轭铁26相连，所述支座45上沿竖向设有导向槽45-1，所述轭铁26在驱动油缸12带动下能够沿导向槽45-1上下滑动，所述轭铁26沿横向设有滑动槽26-1。
所述上球阀7、下球阀6之间设有四连杆机构5，用于同步驱动上、下球阀门的开关。所述四连杆机构5包括上连杆14、下连杆15、左推杆16、右推杆17。上连杆14 和下连杆15的中间分别安装在上、下球阀的阀杆驱动轴19上，上连杆14和下连杆15 之间转动连接有左推杆16和右推杆17，构成四边形连杆机构。上连杆14一端设有自润滑轴套20，轴套20插入滑动槽26-1内，驱动油缸12下行时，带动轭铁26下滑，轭铁 26通过轴套20带动上连杆14转动，四连杆机构5摆动，同时带动上、下球阀的阀杆驱动轴转动，实现上、下球阀的同步关闭。通过四连杆机构5使得驱动油缸的推力力矩减小，确保阀门完全关闭，防止泄露。为了使在脱离过程中四连杆机构5能够顺利断开，以防止与装卸臂勾连导致危险事故，左推杆16、右推杆17与下连杆15连接处采用可拆结构设计。其中左推杆16、右推杆17下端均设有开口槽，并通过紧固件与下连杆15 相连，当上、下球阀分离时，左推杆16、右推杆17可与下连杆15轻松分开，确保脱离的安全性。
进一步的，所述左推杆16、右推杆17结构相同，均由调整杆、杆端关节轴承、叉头组成；所述杆端关节轴承和叉头分别通过螺纹连接在调整杆的两端，通过螺纹连接可调整推杆的长度，便于四边形连杆机构的安装和调节。杆端关节轴承用于与上连杆14 相连，叉头下端设有卡扣槽，用于与下连杆15相连。
所述脱离油缸30与轭铁26相连，脱离油缸30下端设有顶块13，顶块13为下端小上端大的梯形凸台结构，脱离油缸30下行，顶块13下压抱箍落杆9并将剪切销18切断。剪切销18断开后，脱离油缸30继续运动，顶块13进一步推动左右抱箍分开。在这一阶段，上部阀门不受下部操作杆控制，左推杆16、右推杆17与下连杆15脱离，实现上下球阀的分离，实现紧急脱离功能。当进行试验测试时，抱箍不需要打开，实现真正脱离效果，此时只需要将与脱离油缸螺纹连接的顶块13旋下来即可，当紧急脱离装置不需要真实脱离时，将顶块与驱动油缸分离，实现试验测试假脱功能。
进一步，所述液压驱动机构通过液压快速接头4与液压管路相连，所述支座45上设有接近开关31，接近开关31检测到驱动油缸12行程结束信号，确定球阀完全关闭，不会发生泄露。此时液压快速接头4作用，液压管线快速脱离，防止液压管线在紧急脱离时压力和液压油泄露，防止脱离时液压管线与装卸臂缠绕事故的发生。
进一步的，所述驱动油缸与脱离油缸进行机械互锁设计，驱动油缸与脱离油缸串联连接，驱动油缸和脱离油缸位置均可运动，但驱动油缸行程未到终止点时，即上下球阀未完全关闭时，脱离油缸最大行程也不能打开抱箍，防止造成脱离事故。驱动油缸与脱离油缸采用液压互锁，采用关联设计，接近开关监测球阀完全关闭，发出信号，同时驱动油缸运动行程至最大时，液压油路打开，脱离油缸运动。
当检测到过量的偏移时，系统给出紧急脱离装置信号，激活紧急脱离过程。为了确保脱离过程的实现，本例有三种激活方式，一是由安装在卸料臂附近的开关启动，此时紧急脱离过程全部由系统自动控制。二是当系统不能自动控制紧急脱离过程时，现场采用人工控制盘按键启动脱离过程。三是当电力系统出现故障，电力失效时，采用人工直接操作液压阀启动脱离过程。本发明液压动力机构采用双液压油缸驱动设计，驱动液压油缸单独执行球阀的动作，将球阀关闭防止泄露，当驱动液压油缸行程最大时，脱离油缸方可运动激活抱箍，推动夹紧杆，剪切销断裂，打开抱箍从而实现脱离功能。
Claims (10)
1.一种流体装卸臂用紧急脱离装置，包括上球阀、下球阀、液压驱动机构、设置在上球阀和下球阀之间的抱箍机构；其特征在于，
所述液压驱动机构串联的驱动油缸和脱离油缸；
所述驱动油缸与轭铁相连，用于带动轭铁沿安装座上下滑动；所述脱离油缸设置在轭铁上；
所述上球阀、下球阀的阀杆驱动轴之间设有在上下球阀分离过程中可断开的四连杆机构；四连杆机构上设有轴套，轴套插入轭铁上水平设置的滑动槽内；
所述驱动油缸通过轭铁带动四连杆机构摆动实现上下球阀的同步关闭；
所述脱离油缸下端设有顶块，用于推动抱箍机构的分离。
2.根据权利要求1所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述四连杆机构包括上连杆、下连杆、左推杆和右推杆；
上连杆和下连杆的中间分别安装在上、下球阀的阀杆驱动轴上，上连杆和下连杆之间转动连接有左推杆和右推杆，构成四边形连杆机构；
所述上连杆一端设有自润滑轴套；所述左推杆、右推杆下端均设有开口槽，并通过紧固件与下连杆相连。
3.根据权利要求1所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述左推杆和右推杆结构相同，均由调整杆、杆端关节轴承、叉头组成；所述杆端关节轴承和叉头分别通过螺纹连接在调整杆的两端。
4.根据权利要求1所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述抱箍机构包括左抱箍和右抱箍；
所述左抱箍和右抱箍一端设有抱箍落杆；两个抱箍另一端之间设有抱箍调整组件，所述抱箍调整组件用于调整两个抱箍的松紧及对称连接；
所述抱箍落杆与其中一个抱箍转动连接，另一侧与另一个抱箍之间设有剪切销。
5.根据权利要求4所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述抱箍调整组件包括左抱箍支座、右抱箍支座、抱箍安装座、抱箍调整环、调节螺母；所述左抱箍支座、右抱箍支座通过转轴分别与左抱箍和右抱箍连接，左抱箍支座、右抱箍支座内侧均设有螺杆，两个螺杆正对且同轴布置，抱箍安装座套接在两个螺杆之间；所述抱箍安装座固定在下球阀上，且关于阀体组件中心对称，上端为U形结构，U形结构两端分别与两侧的螺杆套接；所述抱箍调整环分别与左右两侧的螺杆连接；抱箍调整环位于U形结构中间，且与U形结构之间设有调节螺母。
6.根据权利要求5所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述抱箍安装座下端中间设有圆形支座，圆形支座通过定位销、螺栓安装在下球阀上。
7.根据权利要求4所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述顶块为下端小上端大的梯形凸台结构，脱离油缸下行带动顶块下压抱箍落杆并将剪切销切断，脱离油缸继续运动，顶块进一步推动左右抱箍分开。
8.根据权利要求1所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述液压驱动机构通过液压快速接头与液压管路相连。
9.根据权利要求1所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述驱动油缸与脱离油缸进行机械互锁，驱动油缸行程未到终止点时，脱离油缸最大行程不能打开抱箍。
10.根据权利要求1所述的流体装卸臂用紧急脱离装置，其特征在于，所述顶块与脱离油缸为可拆卸连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |