一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置的制作方法

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一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置的制造方法

本发明属于海上专用溢油回收船配套设备领域,更具体地,涉及一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置。



背景技术:

随着海上石油运输的迅速发展,船舶溢油事故明显增多。海上溢油事故的频发,不仅会污染海洋生态环境,更会给世界生态环境带来严重的危害,影响整个人类的可持续发展。因此,及时回收海面溢油关系到海洋环境乃至整个人类的发展。

目前,大型内置式刷带式收油船均采用将收油设备集于船舱内部,收油过程中,支撑臂伸至船舷甲板外部,拉出船舱内部的围油栏并使其在海面形成扇形的围油区,借助船的航行速度将油水混合物引至船舱内部进行溢油回收。然而,目前用于布放围油栏的支撑臂可伸缩长度较短,很大程度是因为不能实现油气路的长距离伸缩,导致围油栏在海面上形成的围油区域有限,严重影响了收油船的收油效率。

因此,针对上述缺点与不足,提供一种结构紧凑、操作方便、可实现油气路一体化伸缩的支撑臂,是该领域技术人员应着手解决的问题之一。



技术实现要素:

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置,其通过对其关键组件如支撑臂组件、传动组件、油路组件和气路组件的结构及其具体设置方式的研究和设计,可有效增加支撑臂工作时的长度,并可实现油气路连同支撑臂一起伸缩,以对围油栏进行充气并对捕获装置进行供油,可扩宽围油面积,提高收油效率。

为实现上述目的,本发明提出了一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置,包括支撑臂组件、传动组件、油路组件和气路组件,其中:

所述支撑臂组件为可伸缩结构,其包括固定臂和伸缩臂,所述固定臂的一端套接在所述伸缩臂上,其另一端的内部安装有支撑臂底座;

所述传动组件包括丝杆螺母、丝杆、动力源和导向套管,所述丝杆螺母固定在所述伸缩臂的内部,所述丝杆穿过所述支撑臂底座,其一端与所述丝杆螺母螺纹连接,另一端与所述动力源相连,所述导向套管包裹于所述丝杆的外部,并固定在所述支撑臂底座上;

所述油路组件为可伸缩结构,其包括彼此相连的不锈钢管和双联弹簧管,所述不锈钢管与所述伸缩臂相连,所述双联弹簧管套装在所述导向套管上,并且其前后两端分别与所述丝杆螺母和导向套管的后端相连;

所述气路组件为可伸缩结构,其包括大气管和小气管,所述大气管嵌套在所述小气管的外部,其固定在所述伸缩臂上,所述小气管固定在所述支撑臂底座上。

作为进一步优选的,所述伸缩臂的前端设置有可拆卸弹性套筒法兰,该可拆卸弹性套筒法兰用于安装支撑臂装置前端的捕获装置,其为焊接件,其通过上、下两侧的螺栓紧扣于所述伸缩臂的前端。

作为进一步优选的,所述不锈钢管分为进油管和出油管,所述进油管和出油管通过油管卡箍固定在油管固定板上,所述油管固定板与所述伸缩臂通过多个螺钉固定,所述双联弹簧管通过直通式卡套管接头和油管过渡接头一与所述进油管和出油管的一端相连,双联弹簧管的前后两端分别通过弹簧管固定压圈与丝杆螺母和导向套管后端的法兰固定连接,所述进油管和出油管的另一端通过油管过渡接头二和直角卡套式接头将液压油引至所述捕获装置中以实现供油。

作为进一步优选的,所述小气管的后端通过气管接头固定在所述支撑臂底座上,所述大气管通过气管卡箍固定在气管固定板上,该气管固定板通过多个螺钉与所述伸缩臂固定连接,所述大气管的后端焊接有组合密封件以保证大气管与小气管之间的气密性,其前端通过气管过渡接头和直角卡套式接头与捕获装置的围油栏端部的气路相连,以实现工作过程中对围油栏的充气和吸气。

作为进一步优选的,所述丝杆螺母为十字形,所述导向套管为圆形钢管,其圆周方向均匀分布有4个与所述十字形的丝杆螺母配合的长形槽,其尺寸优选为Φ110×5mm。

作为进一步优选的,所述支撑臂底座设有方形凸台,所述固定臂为方形钢管,其尺寸优选设定为250×250×10mm,其嵌套在所述支撑臂底座的方形凸台上,并通过螺栓与支撑臂底座相连。

作为进一步优选的,所述伸缩臂为方形钢管,其后端部位通过四个方向上的沉头螺钉与所述丝杆螺母相连,其尺寸优选设定为200×200×10mm,制备材料优选为6061铝合金或者2205双相不锈钢。

作为进一步优选的,所述双联弹簧管可自由伸缩,其尺寸优选被设定为中径Φ125mm,初始长度为1m,有限圈数为55圈,伸长后螺距为60mm,且优选采用PU聚氨酯制成。

作为进一步优选的,所述丝杆具体为T形丝杆,其为双头螺旋,螺距为16mm,优选采用40Cr制成,所述丝杆螺母优选采用铸造铝青铜制成。

作为进一步优选的,所述丝杆螺母上设有与所述固定臂内表面接触的滚轮,以减少伸缩臂移动时的摩擦力。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:

1.本发明的支撑臂为可伸缩结构,通过后端液压马达驱动丝杆转动,从而带动伸缩臂与丝杆螺母一起沿导向管方向移动,可显著增加支撑臂工作时的长度,工作状态可伸长至12m,扩宽了收油船工作时围油栏的围油面积,提高了收油效率,同时非工作状态时的存储长度并未增加,具有操作简单、收油高效、存储方便等优点。

2.本发明的支撑臂内部的油路采用弹簧管伸缩形式,气路采用大小管子相互嵌套的形式,可以随着支撑臂的状态进行自由伸缩,实现了整体伸缩一体化,可实现伸缩供油、输气等功能,工作高效实用。

3.本发明的装置可伸缩内部设计合理,结构紧凑,加入了滚轮结构,减小了伸缩过程中的摩擦,满足力学性能要求,整体结构采用多管套合,有很高的强度,可以抵抗四级海况,因而尤其适合配备在内置刷带式收油船上,可显著提高收油效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的油路组件结构示意图;

图3是本发明实施例提供的气路组件结构示意图;

图4是本发明实施例提供的导向套管与丝杆螺母的装配图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示,本发明实施例提供的一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置,其主要包括支撑臂组件、传动组件、油路组件13和气路组件14,其中,支撑臂组件为可伸缩结构,用于作为传动组件、油路组件13和气路组件14的安装部件,传动组件用于实现支撑臂组件、油路组件13和气路组件14的伸缩运动,油路组件13用于将液压油引至支撑臂装置前端的捕获装置以实现供油,气路组件14用于实现工作过程中对捕获装置围油栏的充、吸气。通过上述各个部件的相互配合,使得油气路也可随伸缩臂前后移动,可实现伸缩供油、输气等功能,工作高效实用。

下面将对各个部件逐一进行更为具体的说明。

如图1所示,支撑臂组件为可伸缩结构,其包括固定臂5和伸缩臂12,固定臂5的一端套接在伸缩臂12上,其另一端的内部安装有支撑臂底座4。具体的,伸缩臂12的前端(图1的左侧)设置有可拆卸弹性套筒法兰15,该可拆卸弹性套筒法兰15用于安装捕获装置(捕获装置用于捕获海面上的溢油区域,其为常规结构,在此不赘述),该可拆卸弹性套筒法兰15为焊接件,其通过上、下两侧的螺栓紧扣于伸缩臂的前端。

进一步的,支撑臂底座4上设有方形凸台,固定臂5为双相不锈钢方形钢管,其尺寸优选确定为250mm×250mm×10mm,该尺寸符合强度核算要求,及外观符合国家标准要求,其嵌套在支撑臂底座4的方形凸台上,并通过螺栓与支撑臂底座相连。伸缩臂12为方形钢管,其后端部位通过四个方向上的内六角沉头螺钉与丝杆螺母11相连,其尺寸优选设定为200mm×200mm×10mm,该尺寸符合强度核算要求、外观符合国家标准要求及两者配合间隙符合设计要求,制备材料优选为6061铝合金或者2205双相不锈钢。

如图1所示,传动组件包括丝杆螺母11、丝杆3、动力源和导向套管6,丝杆螺母11固定在伸缩臂12的内部,具体为十字形,丝杆3与丝杆衬套过盈配合,丝杆衬套固定于支撑臂底座4,丝杆3的一端与丝杆螺母11螺纹连接,另一端与动力源相连,动力源具体为液压马达1,导向套管6包裹于丝杆3的外部,与丝杆套合在一起,并通过底部方型法兰、加强筋与支撑臂底座4连接在一起。

具体的,如图4所示,导向套管6为圆形钢管,其圆周方向均匀分布有4个与十字形的丝杆螺母11形状配合的长形槽(长形槽开设的方向与圆形钢管的轴线平行),四个长形槽的整体呈十字形(即从横向看为十字形),与十字形丝杆螺母的形状相吻合,丝杆螺母11套装在导向套管6内部,两者之间存在间隙,且丝杆螺母11通过四周的螺钉与伸缩臂12固连在一起,丝杆螺母11的十字形结构与导向套管6的长形槽相互配合,并可沿长形槽前后移动,导向套管6的尺寸优选为Φ110mm×5mm,该尺寸不仅符合强度核算要求、外观符合国家标准要求且两者配合间隙符合设计要求。丝杆螺母11上设有与固定臂5内表面接触的滚轮10,以减少伸缩臂移动时的摩擦力。

进一步的,丝杆3为T形丝杆,其为双头螺旋,螺距为16mm,优选采用40Cr制成,丝杆螺母11优选采用铸造铝青铜制成。丝杆3通过联轴器与液压马达1相连,液压马达1驱动丝杆3转动,从而带动丝杆螺母11与伸缩臂12一起在导向套管6的长形槽内前后移动。

如图2所示,油路组件13整体为可伸缩结构,前半部分为不锈钢管,后半部分为双联弹簧管8,其可伸缩结构主要通过双联弹簧管8实现。其中,不锈钢管包括进油管13-3和出油管13-4,进油管13-3和出油管13-4通过油管卡箍13-5固定在油管固定板13-6上,油管固定板13-6与伸缩臂12通过多个螺钉固定;双联弹簧管8套装在导向套管6上,其通过直通式卡套管接头13-1和油管过渡接头一13-2与进油管13-3的一端以及出油管13-4的一端相连,双联弹簧管8的前后两端分别通过弹簧管固定压圈7、9与丝杆螺母11以及导向套管6后端的法兰固定连接,以此形成可伸缩结构,支撑臂组件伸缩时,伸缩臂12带动丝杆螺母11上固定的弹簧管固定压圈9前后移动;液压油由支撑臂底座4的进油孔进入双联弹簧管的进油管道流入进油管13-3,进油管13-3的另一端以及出油管13-4的另一端通过油管过渡接头二13-8和直角卡套式接头13-7将液压油引至捕获装置中以实现供油。

进一步的,双联弹簧管8可自由伸缩,为两根管子粘连在一起形成的弹簧结构,其尺寸优选被设定为中径Φ125mm,初始长度为1m,有限圈数为55圈,伸长后螺距为60mm,且优选采用PU聚氨酯制成。

如图3所示,气路组件14整体为可伸缩结构,其前半部分为大气管,后半部分为小气管,其可伸缩结构主要通过大气管14-5与小气管14-1相互嵌套实现。具体的,大气管14-5嵌套在小气管14-1的外部,小气管14-1的后端(图3的右侧)通过气管接头固定在支撑臂底座4上,大气管14-5通过气管卡箍14-3固定在气管固定板14-4上,该气管固定板14-4通过多个螺钉与伸缩臂12固定连接,大气管14-5的后端(图3的右侧)焊接有组合密封件14-2,以保证大气管14-5与小气管14-1之间的气密性,其前端(图3的左侧)通过气管过渡接头14-6和直角卡套式接头14-7与捕获装置中的围油栏的气路相连,以实现工作过程中对围油栏的充气和吸气,支撑臂组件伸缩时,伸缩臂12带动大气管14-5沿小气管14-1外表面前后移动。

本发明的支撑臂装置工作时,在液压系统的驱动下移出船舷甲板,伸出船舷外,液压马达1驱动丝杆3转动,从而带动伸缩臂12与丝杆螺母11一起在导向管6十字槽内前后移动,丝杆螺母11上的滚轮10与固定臂5内表面接触,可以减少移动过程中的摩擦力,支撑臂内部设有的可伸缩气路14给围油栏气室腔充气,支撑臂内部设有的可伸缩油路13给支撑臂前端可拆卸弹性套筒法兰15连接的捕获装置供油,以此实现溢油的捕捉回收。

通过上述构思,可以显著增加支撑臂工作时的长度,扩宽收油船工作时围油栏的围油面积,具有操作简单、收油高效、存储方便等优点;尤其是,支撑臂内部的油路采用弹簧管伸缩形式,气路采用大小管子相互嵌套的形式,可以随着支撑臂的状态进行自由伸缩,实现了支撑臂整体伸缩一体化,满足了整体机构的要求。

此外,该可伸缩油气路一体化装置内部设计合理,结构紧凑,加入了滚轮结构,减小了伸缩过程中的摩擦,满足力学性能要求,整体结构采用多管套合,有很高的强度,可以抵抗四级海况,尤其适合配备在内置刷带式收油船上,显著提高收油效率。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

再多了解一些
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