CN204281292U - 直动式液动快速连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直动式液动快速连接装置，它包括介质管道，介质管道的一端设置有可与加注端设备相连的连接法兰，介质管道的另一端设置有可与受注端设备的受注法兰相连的对接法兰，还包括沿对接法兰周向均匀设置的若干套液动夹紧装置；液动夹紧装置包括夹紧机构，控制夹紧机构动作的液压阀组；夹紧机构包括卡爪，卡爪可与受注法兰的外侧端面挤压配合、和驱动卡爪动作的液压缸、以及对卡爪动作进行导向的导向架；导向架固定在对接法兰上；卡爪与导向架滑动连接；液压缸中部铰接在导向架上，液压阀组与液压缸连接，控制液压缸动作。本实用新型可实现管线之间自动快速连接，具有操作简便、管线连接和脱离安全快捷的特点。

Description

直动式液动快速连接装置

技术领域

本实用新型涉及管道连接装置，特别是涉及一种低温流体装卸臂用直动式液动快速连接装置，主要用于陆用装卸臂或船用装卸臂与槽船之间管线的快速连接与脱离，实现流体产品的储存与转运。

背景技术

快速连接装置是一种包括夹紧机构和制动系统的机械装置，主要用于码头、港口、移动趸船装卸臂输送流体介质时，为槽船集管与装卸臂法兰之间提供机械连接和流体密封，所述装卸臂尤其用于流体产品，如石油化工产品(液化天然气等)。流体装卸臂与槽船之间的管线通常采用标准法兰作为通用接口，因此其连接也通常采用法兰连接、螺栓紧固的方式。这种连接方式连接和拆卸费工费时，劳动强度大，特别是在需要反复拆卸的情况下，其缺点尤为明显。

现有技术中的手动快速对接方式，主要由操作人员利用扳杆等专用工具旋紧法兰盘上的楔块或拧紧锁紧螺母及卡爪来完成两法兰之间的连接。这种方式需配备专用工具，且操作也相对费工费时；针对通径较大的装卸臂，需配置5～10个楔块或卡爪，人工手动操作更加不便；管线内残留的有毒介质会对操作人员造成伤害，当遇到低温介质时(如液化气、液氨等)，还会有结冰、挥发的影响，人工操作极其不便。

现有技术中的液动快速对接方式，如液压缸通过连杆系统驱动式液压快速连接装置，或由液压马达通过齿轮箱带动螺杆螺母型装置来驱动杆系统上的卡爪实现两法兰之间的连接的液压快速连接装置。这种类型的连接方式，虽然实现了自动化，但都具有相对复杂的机械构造并因此而相对较贵，重量较重，且不方便维护；在这种类型的连接方式中，由所述杆系统传递的力取决于所述集管法兰在夹持部位的厚度，因此会出现因对所述法兰上不同位置处的厚度变化适应能力不足而出现夹持作用不足或者过大；另外当传输超低温介质时，鲜有液动快速连接装置考虑长时间对接过程中低温对液压系统的影响。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种利于实现管线之间自动快速连接、操作简便、管线连接和脱离安全快捷的直动式液动快速连接装置。

为达到上述目的，本实用新型所设计的直动式液动快速连接装置，它包括介质管道，所述介质管道的一端设置有可与加注端设备相连的连接法兰，所述介质管道的另一端设置有可与受注端设备的受注法兰相连的对接法兰，其特殊之处在于：

它还包括沿对接法兰周向均匀设置的若干套液动夹紧装置；

所述液动夹紧装置包括夹紧机构，控制夹紧机构动作的液压阀组；所述夹紧机构包括卡爪，所述卡爪可与受注法兰的外侧端面挤压配合、和驱动卡爪动作的液压缸、以及对卡爪动作进行导向的导向架；所述导向架固定在对接法兰上；所述卡爪与所述导向架滑动连接；所述液压缸中部铰接在所述导向架上，所述液压阀组与所述液压缸连接，控制液压缸动作。

进一步地，所述导向架上设有引导槽；导向销轴一端穿过所述引导槽从所述卡爪侧壁伸入并与所述卡爪固定。这样，增加卡爪与导向架的连接可靠性。

更进一步地，所述导向销轴与所述引导槽之间设有导向衬套，所述导向销轴与所述导向架之间设有隔热垫圈。这样，在传输超低温介质时，防止低温通过导向架传递至液压缸，进而传递至液压缸内的油液。

更进一步地，所述引导槽包括平行所述介质管道轴线的直线部；一端与所述直线部连接，另一端逐渐向外延伸的斜线部。这样，卡爪在导向槽的导向下向外张开便于受注法兰的放置和连接。

进一步地，所述导向架上设有与所述对接法兰圆周相匹配的圆弧面，以及与设在对接法兰上的螺纹定位孔匹配的定位孔。这样，通过圆弧面和定位孔便于导向架的定位。

进一步地，所述导向架内侧壁上设有引导面。这样，在连接过程中将受注法兰引导至对接法兰，并利于受注法兰找正对中。

进一步地，所述导向架的端部设有加强筋。这样，可以抵抗对接过程中可能的撞击。

进一步地，所述液压缸与所述导向架的铰接处设有耳轴隔热套。这样，通过耳轴隔热套避免液压缸和导向架的直接接触，如此，在传输超低温介质时，防止低温通过液压缸的耳轴传递至液压缸内的油液。

进一步地，所述卡爪设有可拆卸的隔热块，所述隔热块位于所述卡爪所述对接法兰之间。这样，在传输超低温介质时，防止低温通过卡爪传递至液压缸的活塞杆，进而传递至液压缸内的油液。

更进一步地，所述隔热块上设有凸面，所述隔热块通过所述凸面与所述对接法兰接触。

进一步地，所述对接法兰与所述受注法兰接触的端面上设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈。这样，用以在连接过程中是吸纳密封。

更进一步地，所述密封槽为倒钩形，所述密封圈为与所述密封槽形状契合的唇形密封圈。这样，在解除连接过程中密封圈不至于脱落。

进一步地，所述对接法兰上还至少设有一个操作把手，所述操作把手位于两相邻的导向架之间并与导向架固定。这样，提高操作的便捷性。

进一步地，若干套所述液动夹紧装置的液压缸并联连接，通过同一液压阀组控制。这样，提高液压缸动作的同步性，进而使得各个卡爪产生同步位移。

进一步地，所述液压缸的有杆腔和无杆腔通过球阀连通。这样，在液压动力源失效时，平衡液压缸两腔的压力，以便手动打开卡爪。

进一步地，所述液压阀组包括设在连接法兰上的安装板，所述安装板上设有阀块，通过所述阀块将液压缸和油箱形成回路；所述阀块与所述安装板之间设有隔热板。这样，在传输超低温介质时，防止低温通过安装板传递至阀块内油液。

更进一步地，所述阀块上串联一液控单向阀。这样，用以保持液压缸内的压力。

更进一步地，所述阀块与所述液控单向阀之间的管路上设有蓄能器。这样，用以补偿液压缸的内泄漏。

本实用新型的有益效果是：在第对接兰周向设置至少三套液动夹紧装置，液动夹紧装置包括夹紧机构和液压阀组；夹紧机构用于将受注法兰可脱离地夹紧到对接法兰上；夹紧机构包括导向架，用于受注法兰夹紧到对接法兰时找正对中，夹紧机构还具有可沿导向架的引导槽相对于介质管道的轴向和径向位移的卡爪；各个卡爪由各个液压缸同步驱动，具有较大的轴向和径向位移，能够补偿受注法兰(槽船集管法兰)较大的厚度不均匀量。夹紧机构配置专用的液压阀组使其具有压力保持和自锁功能，可以确保在液压系统失压的情况下保持原始状态，保证连接不因压力变化和振动的影响而自行松脱；还配置手动球阀，可以再液压系统失效的情况下，手动解除连接。另外，所述卡爪与导向架、液压缸与导向架以及卡爪与受注法兰之间均设有隔热装置，用以在传输超低温介质时，防止低温传递至液压缸内油液。本实用新型可实现管线之间自动快速连接，具有操作简便、管线连接和脱离安全快捷的特点。

附图说明

图1是本实用新型直动式液动快速连接装置在工作状态的立体结构示意图；

图2是本实用新型直动式液动快速连接装置局部剖视投影视图(其中液压单元管道未示出)；

图3是本实用新型直动式液动快速连接装置部分结构件装配的结构简图；

图4是本实用新型直动式液动快速连接装置导向架的立体图；

图5是本实用新型直动式液动快速连接装置卡爪的立体图；

图6是本实用新型直动式液动快速连接装置隔热块的立体图；

图7是本实用新型直动式液动快速连接装置对接法兰的立体图；

图8是本实用新型直动式液动快速连接装置液压阀组的立体图；

图9是本实用新型直动式液动快速连接装置液压缸、阀块和液压单元之间连接关系的示意图。

图中：介质管道 1、连接法兰 2、液压阀组 3、对接法兰 4、液动夹紧装置 5、受注法兰 6、夹紧机构 7、卡爪 8、液压缸 9、导向架10、耳轴盖 11、耳轴隔热套 12、导向销轴 13、导向衬套 14、隔热垫圈 15、隔热块 16、密封圈 17、操作把手 18、阀块 19、蓄能器 20、液控单向阀 21、安装板 22、隔热板 23、第一管道 24、第二管道 25、球阀 26、三通接头 27、四通接头 28、连接管道 29、液控单元 30、节流阀 31、减压阀 32、换向阀 33、压力继电器 34、圆弧面 35、定位孔 36、耳轴孔 37、纵向孔 38、引导槽 39(其中：直线部39.1、斜线部39.2)、加强筋 40、引导面 41、螺纹定位孔 42、密封槽 43、安装孔 44、销轴孔 45、沉头盲孔 46、沟槽 47、螺纹孔 48、凸台 49、凸面 50、沉头孔 51。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，本实用新型所设计的直动式液动快速连接装置，它包括介质管道1，介质管道1的一端设置有可与加注端设备相连的连接法兰2，介质管道1的另一端设置有可与受注端设备的受注法兰6相连的对接法兰4，它还包括沿对接法兰3周向均匀设置的若干套液动夹紧装置5。

上述液动夹紧装置5包括夹紧机构7，控制夹紧机构7动作的液压阀组3；所述夹紧机构7包括卡爪8，所述卡爪8可与受注法兰6的外侧端面挤压配合、和驱动卡爪8动作的液压缸9、以及对卡爪8动作进行导向的导向架10；所述导向架10固定在对接法兰4上；所述卡爪8与所述导向架10滑动连接；所述液压缸9中部铰接在所述导向架10上，所述液压阀组3与所述液压缸9连接，控制液压缸9动作。

如图2、图4、图7所示，所述导向架10设有与所述对接法兰4外圆面相匹配的圆弧面35，以及与对接法兰4上的螺纹定位孔42匹配的定位孔36，用以导向架10在对接法兰4上的均布定位。本实施例中，先通过穿过定位孔36与螺纹定位孔42的螺钉连接定位，再将圆弧面35匹配对接法兰4外圆面后，将导向架10焊接在对接法兰4上。导向架10远端设有引导面41，用于在连接过程中将受注法兰6引导至对接法兰4，利于受注法兰6找正对中；本实施例中引导面41与水平面夹角为30°。导向架10前端面设有加强筋40，以抵抗对接过程中可能的撞击。

如图1、图2、图4和图5所示，所述卡爪8经由安装孔44穿过液压缸9的活塞杆，并被螺母压紧在活塞杆的凸台面上；卡爪8的横向设有用以容置所述导向销轴13的销轴孔45，导向销轴13穿过导向架10的引导槽39，并被穿过沉头盲孔46的螺钉固定在卡爪8上；导向销轴13与引导槽39之间设有导向衬套14和隔热垫圈15，用以在传输超低温介质时，防止低温通过液压缸9活塞杆传递至液压缸9内油液。进一步地，所述引导槽39包括平行所述介质管道1轴线的直线部39.1；一端与所述直线部39.1连接，另一端逐渐向外延伸的斜线部39.2，这样，卡爪8在导向槽39的导向下向外张开便于受注法兰6的放置和连接。

如图1、图2所示，所述液压缸9穿过导向架10的纵向孔38并与导向架10在耳轴孔37处铰接，并被耳轴盖11限制在耳轴孔37内，耳轴孔37的轴与介质管道1的轴垂直。液压缸9可绕耳轴孔37摆动，纵向孔38的大小能包络液压缸9的摆动范围而不产生干涉。耳轴孔37内衬有耳轴隔热套12，用以在传输超低温介质时防止低温通过液压缸9耳轴传递至液压缸9内油液；所述液压缸9用于使各个卡爪8产生位移。

如图1、图2及图5、图6所示，所述卡爪8上还安装有可拆卸的隔热块16；隔热块16设有凸台49，卡爪8上设有与所述凸台49配合的沟槽47，隔热块16的凸台49容置于卡爪8的沟槽47中，并通过穿过隔热块16沉头孔51和卡爪8的螺纹孔48的螺钉固连到卡爪8上；隔热块16设有与受注法兰6端面相接触的凸面50，所述隔热块16是可更换的，用以在传输超低温介质时，防止低温通过液压缸9活塞杆传递至液压缸9内油液。

如图2、图7所示，所述对接法兰4与受注法兰6相接触的端面上还设有倒钩形密封槽43，且容置有与密封槽43形状互补的唇形密封圈17，用以在连接过程中实现密封，在脱离过程中不会脱落。

如图1、图3所示，所述直动式液动快速连接装置还包括操作把手18，所述操作把手18位于对接法兰4工作面相对的端面上，且是置于每两个导向架10之间，并同时与对接法兰4和导向架10固联。在本实施例中中操作把手18的个数为两个。

如图1所示，所述夹紧机构7的液压缸9通过第一管道24、第二管道25与液压阀组3连通，同时各个液压缸9之间通过第一管道24、第二管道25并联连接，用于使各个卡爪8产生同步位移。在本实施例中，第一管道24和第二管道分别通过四通接头28与液压缸9的无杆腔和有杆腔连接，同时分配给三个液压缸9。

如图1、图2所示，所述液压缸9的有杆腔和无杆腔通过球阀连通，用于在液压动力源失效时，平衡液压缸9两腔的压力，以便手动打开卡爪8。在本实施例中，球阀2设在连接管道29上，连接管道29通过三通接头27连接在第一管道24和第二管道25的一个分支上。

如图8所示，所述液压阀组3包括阀块19，所述阀块19上还安装有蓄能器20，用以补偿液压缸9的内泄漏；和液控单向阀21，用以保持液压缸9内压力；所述阀块19安装在安装板22上，阀块19和安装板22之间设有隔热板23，用以在传输超低温介质时，防止低温通过安装板22传递至阀块19内油液；所述安装板22安装在第一法兰2上。

如图9所示，所述液压阀组3与一个液压单元30流体连通，所述液压单元30包括一个速度控制回路、一个压力控制回路、一个方向控制回路和一个压力检测装置，分别用以控制卡爪8的运动速度、夹紧力的大小、夹紧与脱离，以及对夹紧状态的监测。在本实施例中，速度控制、压力控制、方向控制分别通过节流阀31、减压阀32、换向阀33实现，压力检测装置为压力继电器34。

连接时，受注法兰6在导向架10的导向作用下，相对运动到对接法兰4的位置。换向阀33工作在左位，液压源经过液压单元30、液压阀组3，液压油进入液压缸9的有杆腔，拉动液压缸9的活塞杆动作。在导向架10和导向销轴13的作用下，卡爪8沿引导槽39，同时在对接法兰4轴向和径向向对接法兰4继续位移，使得受注法兰6与对接法兰4轴向对中，并压紧在对接法兰4上。

液压缸9的行程和引导槽39的长度匹配，在引导槽39的引导下，卡爪8具有较大的轴向和径向位移，能够补偿受注法兰6(槽船集管法兰)较大的厚度不均匀量。

在长时间的连接时，蓄能器20能够补偿液压缸9的内部泄露，使得液压缸9的有杆腔获得持续的压力，保证卡爪8足够的压紧力。

在液压系统失效时，液控单向阀21能够防止液压缸9有杆腔外部的第二管道25的油液通过换向阀33泄露，将油液封闭在有杆腔内，确保卡爪8保持原始状态，保证连接不因压力变化和振动的影响而自行松脱。

脱离时，换向阀33工作在右位，液压油源经过液压单元30、液压阀组3，同时进入液压缸9的无杆腔，推动液压缸9的活塞杆动作。在导向架10和导向销轴13的作用下，活塞杆推动卡爪8逐渐沿介质管道1的轴向和径向向外移动，并在卡爪8与受注法兰6之间产生足够的空间，从而使受注法兰6与对接法兰4脱离。

在液压系统失效时，打开手动球阀26，使得液压缸9的无杆腔和有杆腔连通，因无杆腔的面积大于有杆腔的面积，在蓄能器20的油压驱动下，液压缸9的活塞杆外伸，即可解除连接，使得受注法兰6与对接法兰4脱离。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围，本实用新型的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本实用新型权利要求基础上的改动都是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种直动式液动快速连接装置，它包括介质管道(1)，所述介质管道(1)的一端设置有可与加注端设备相连的连接法兰(2)，所述介质管道(1)的另一端设置有可与受注端设备的受注法兰(6)相连的对接法兰(4)，其特征在于：

它还包括沿对接法兰(4)周向均匀设置的若干套液动夹紧装置(5)；

所述液动夹紧装置(5)包括夹紧机构(7)，控制夹紧机构(7)动作的液压阀组(3)；所述夹紧机构(7)包括卡爪(8)，所述卡爪(8)可与受注法兰(6)的外侧端面挤压配合、和驱动卡爪(8)动作的液压缸(9)、以及对卡爪(8)动作进行导向的导向架(10)；所述导向架(10)固定在对接法兰(4)上；所述卡爪(8)与所述导向架(10)滑动连接；所述液压缸(9)中部铰接在所述导向架(10)上，所述液压阀组(3)与所述液压缸(9)连接，控制液压缸(9)动作。

2.根据权利要求1所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述导向架(10)上设有引导槽(39)；导向销轴(13)一端穿过所述引导槽(39)从所述卡爪(8)侧壁伸入并与所述卡爪(8)固定；所述导向销轴(13)与所述引导槽(39)之间设有导向衬套(14)，所述导向销轴(13)与所述导向架(10)之间设有隔热垫圈(15)。

3.根据权利要求2所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述引导槽(39)包括平行所述介质管道(1)轴线的直线部(39.1)；一端与所述直线部(39.1)连接，另一端逐渐向外延伸的斜线部(39.2)。

4.根据权利要求1所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述导向架(10)上设有与所述对接法兰(4)圆周相匹配的圆弧面(35)，以及与设在对接法兰(4)上的螺纹定位孔(42)匹配的定位孔(36)；所述导向架(10)内侧壁上设有引导面(41)；所 述导向架(10)的端部设有加强筋(40)。

5.根据权利要求1所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述液压缸(9)与所述导向架(10)的铰接处设有耳轴隔热套(12)。

6.根据权利要求1所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述卡爪(8)设有可拆卸的隔热块(16)，所述隔热块(16)位于所述卡爪(16)所述对接法兰(4)之间；所述隔热块(16)上设有凸面(50)，所述隔热块(16)通过所述凸面(50)与所述对接法兰(4)接触。

7.根据权利要求1所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述对接法兰(4)与所述受注法兰(6)接触的端面上设有密封槽(43)，所述密封槽(43)内设有密封圈(17)。

8.根据权利要求1所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：若干套所述液动夹紧装置(5)的液压缸(9)并联连接，通过同一液压阀组(3)控制。

9.根据权利要求1或8所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述液压缸(9)的有杆腔和无杆腔通过球阀(26)连通。

10.根据权利要求1或8所述的直动式液动快速连接装置，其特征在于：所述液压阀组(3)包括设在连接法兰(1)上的安装板(22)，所述安装板(22)上设有阀块(19)，通过所述阀块(19)将液压缸(9)和油箱形成回路；所述阀块(19)与所述安装板(22)之间设有隔热板；所述阀块(19)上串联一液控单向阀(21)；所述阀块(19)与所述液控单向阀(21)之间的管路上设有蓄能器(20)。