一种液压同步快速接头的制作方法

本发明涉及低温流体输送领域，尤其涉及一种液压同步快速接头，具体为液体船用装卸臂与运输船歧管连接的液压同步快速接头。

背景技术：

现有运输船歧管与液体船用装卸臂连接使用的连接器，采用液压马达或液压缸驱动卡爪实现快速连接，液压马达驱动采用一爪一马达驱动形式，即单个液压马达驱动单个卡爪，连接器至少需要三个卡爪，因此至少需要三套液压马达驱动机构，液压卡爪控制通过总液压阀组将液压油分配给控制每个卡爪的小液压阀组方式，完成串联和并联两个油路转换，串联回路用于快速紧固，压紧力不足，并联回路压紧力大，该连接器的缺点是两种油路转换不及时，液压油分配不均，导致卡爪压紧力不足，卡爪不动作、不同步等问题。

液压缸驱动卡爪技术，即单个液压缸驱动所有连接卡爪，通过液压缸推动回转环旋转，带动压紧机构推动卡爪绕销轴旋转，实现卡爪夹紧工作，该连接器缺点为液压缸驱动装置试失效时，无法继续实现运输船歧管与船用装卸臂连接工作，延误接船，增加运输船停靠时间，提高成本，同时该连接器压紧机构无法进行卡爪压紧力调整，易出现卡爪压紧力不足或过大的问题。

因此，开发一种安全、高效、可靠性高的液压同步快速接头是亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

根据上述提出的技术问题，而提供一种液压同步快速接头，以解决现有运输船歧管法兰与船用装卸臂法兰连接存在的卡爪压紧力不足，卡爪不同步、不动作，安全风险大，效率低等问题。本发明采用的技术手段如下：

一种液压同步快速接头，包括：对接法兰、回转机构和多个卡爪组件以及与其数量匹配的弹簧伸缩机构，所述对接法兰包括焊接法兰和与其相连的法兰基体，所述焊接法兰的对接面与待对接机构端面相匹配，所述焊接法兰上设有多个用于连接卡爪组件的法兰支耳，各卡爪组件一端连接在所述法兰支耳上，另一端与弹簧伸缩机构相连，所述弹簧伸缩机构的另一端连接在所述回转机构上，所述回转机构设置在法兰基体外圈，其用于在动力源的作用下，带动弹簧伸缩机构伸缩或收紧，使得卡爪组件卡紧或脱离于待对接机构。

进一步地，所述回转机构由回转环体、轴承、固定环体、液压缸构成，所述固定环体固接在法兰基体上，轴承安装在回转环体与固定环体之间，所述回转环体外部均布焊接多个用于铰接各弹簧伸缩机构的支耳，所述动力源为液压缸，所述回转环体外端面上焊接有铰接液压缸活塞杆耳环的回转环体支耳连接座，所述固定环体外端面上焊接有铰接液压缸缸筒的固定环体支耳连接座，液压缸设置在所述回转环体支耳连接座和固定环体支耳连接座之间。

进一步地，每个弹簧伸缩机构均包括关节轴承、轴套、弹簧调整座、螺纹套、弹簧和芯轴，所述关节轴承为两个且分别安装在弹簧伸缩机构的两端，第一关节轴承安装在开有螺纹孔的芯轴上，第二关节轴承安装在轴套的螺纹孔内，轴套通过螺栓固定在螺纹套上，螺纹套外端面上的弹簧调整座与螺纹套采用螺纹连接，弹簧压装在芯轴的底盘和弹簧调整座之间，所述芯轴的端部伸入螺纹套中，所述弹簧调整座用于通过调节其在螺纹套上的相对位置而对弹簧的变形量进行微调。

进一步地，所述卡爪组件的旋转中心通过销轴铰接在对接法兰的法兰支耳上，卡爪组件包括卡爪和卡爪接头，卡爪组件采用可拆卸结构形式，卡爪接头螺纹轴栓接在卡爪末端的螺纹孔内，卡爪接头另一端与弹簧伸缩机构的第二关节轴承铰接，并通过锁紧螺母将弹簧伸缩机构固定在卡爪组件上。

进一步地，还包括导向对中组件，其用于对接法兰与待对接机构连接时起导向对中作用，其包括防撞块和导向板，通过螺栓将导向板布置在对接法兰上，防撞块位于导向对中组件顶部，其通过螺栓连接在导向板上。

进一步地，所述弹簧伸缩机构的数量为5～8个，卡爪组件的数量与其相同。

进一步地，还包括法兰盖组件，所其用于液压同步快速接头停止工作时，密封对接法兰外端面，其包括法兰盖、把手和螺塞，把手螺接于法兰盖上，所述法兰盖上开设安装螺塞的螺纹通孔。

进一步地，所述焊接法兰对接面上开设多个用于安装密封圈的密封槽，焊接法兰对接面上还开设有多个均布的螺栓孔。

本发明具有以下优点：

1.液压同步快速接头采用单支液压缸同步打开所有连接卡爪，可以实现lng装卸臂与运输船的可靠分离，解决了卡爪压紧不同步、不动作、压紧力不足等问题。

2.在液压同步快速接头对接法兰上设置有三级密封，提高介质输送时的密封效果，采用冗余设计，在液压驱动装置失效的情况下，可以通过螺栓手动连接在对接法兰上。

3.弹簧伸缩机构设有弹簧调整座，利用弹簧力将卡爪压紧在连接歧管法兰上，具有本质安全的技术特点。

基于上述理由本发明可在低温流体输送领域广泛推广。

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为本发明液压同步快速接头与运输船歧管法兰连接示意图。

图2是本发明实施例中液压同步快速接头结构简图。

图3是本发明实施例中液压同步快速接头截面图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明实施例中弹簧伸缩机构结构简图。

图6是本发明实施例中卡爪组件结构简图。

图7是本发明实施例中导向对中组件结构简图。

图8是本发明实施例中法兰盖组件结构简图。

图中：1液压同步快速接头、1.1回转机构、1.1.1回转环体、1.1.2轴承、1.1.3固定环体、1.1.4液压缸、1.2弹簧伸缩机构、1.2.1第二关节轴承、1.2.2轴套、1.2.3弹簧调整座、1.2.4螺纹套、1.2.5弹簧、1.2.6芯轴、1.2.7第一关节轴承、1.3锁紧螺母、1.4卡爪组件、1.4.1卡爪、1.4.2卡爪接头、1.5导向对中组件、1.5.1防撞块、1.5.2导向板、1.6法兰盖组件、1.6.1法兰盖、1.6.2把手、1.6.3螺塞、1.7对接法兰、1.7.1焊接法兰、1.7.2法兰基体、2运输船歧管法兰。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如图1所示，本实施例公开了一种液压同步快速接头，其是安装在lng装卸臂前端的关键部件，可以实现装卸臂与运输船歧管自动、快速、可靠连接。如图2所示，其包括：对接法兰1.7、回转机构1.1和多个卡爪组件1.4以及与其数量匹配的弹簧伸缩机构1.2，所述对接法兰1.7包括焊接法兰1.7.1和与其相连的法兰基体1.7.2，所述焊接法兰1.7.1的对接面与待对接机构端面相匹配，所述焊接法兰1.7.1上设有多个用于连接卡爪组件的法兰支耳，各卡爪组件1.4一端连接在所述法兰支耳上，另一端与弹簧伸缩机构1.2相连，所述弹簧伸缩机构1.2的另一端连接在所述回转机构1.1上，所述回转机构1.1设置在法兰基体外圈，其用于在动力源的作用下，带动弹簧伸缩机构1.2伸缩或收紧，使得卡爪组件1.4卡紧或脱离于待对接机构。

如图3所示，所述回转机构1.1由回转环体1.1.1、轴承1.1.2、固定环体1.1.3、液压缸1.1.4构成，所述回转环体1.1.1主体为圆环型，其上端部设有多个向外辐射状布置的支耳，其用于铰接弹簧伸缩机构1.2，如图4所示，本实施例中，所述动力源为液压缸，回转环体1.1.1外端面上焊接有铰接液压缸1.1.4活塞杆耳环的回转环支耳连接座。固定环体1.1.3由左固定环体和右固定环体组成，以便于回转机构1.1在液压同步快速接头1上安装拆卸，固定环体1.1.3上开有均布的螺栓孔，通过螺栓将回转机构1.1栓接在对接法兰1.7上，所述固定环体1.1.3外端面上焊接有铰接液压缸1.1.4缸筒的固定环体支耳连接座。液压缸1.1.4活塞杆通过销轴与回转环体1.1.1上支耳相接，液压缸1.1.4另一端铰接在右固定环体1.1.3的支耳连接座上。所述固定环体支耳连接座和回转环支耳连接座平齐，固定环体与固定环体支耳连接座之间的连接板为直板，回转环体与回转环支耳连接座之间的连接板具有一定的弧度。轴承1.1.2安装在回转环体1.1.1与固定环体1.1.3之间，材料选用改性聚四氟乙烯材料，以满足-196°～+60°环境的需要。

如图5所示，本实施例中，液压同步快速接头1应包括5～8个弹簧伸缩机构1.2，每个弹簧伸缩机构1.2由关节轴承1.2.1、轴套1.2.2、弹簧调整座1.2.3、螺纹套1.2.4、弹簧1.2.5、芯轴1.2.6等构成。两个关节轴承1.2.1分别安装在弹簧伸缩机构1.2的两端，第一关节轴承1.2.7安装在开有螺纹孔的芯轴1.2.6上，第二关节轴承1.2.1安装在轴套1.2.2的螺纹孔内，上述回转环体1.1.1与第一关节轴承1.2.7相连，轴套1.2.2通过螺栓固定在螺纹套1.2.4上，螺纹套1.2.4外端面上的弹簧调整座1.2.3与螺纹套1.2.4采用螺纹连接。弹簧1.2.5压装在芯轴1.2.6底盘和弹簧调整座1.2.3之间，芯轴1.2.6一端的阶梯型结构和螺纹套1.2.4对伸缩弹簧1.2.5具有导向的作用，弹簧1.2.5伸缩产生的变形载荷促使芯轴1.2.6在螺纹套1.2.4与轴套1.2.2组成的封闭空间内上下移动，通过调节弹簧调整座1.2.3在螺纹套1.2.4上的相对位置可以对弹簧1.2.5的变形量进行微调。

如图6所示，液压同步快速接头1相应地包括5～8卡爪组件1.4，以防止个别卡爪组件1.4失效时，剩余卡爪组件1.4能够压紧运输船歧管法兰2。卡爪组件1.4是压紧运输船歧管法兰2的执行机构，卡爪组件1.4旋转中心通过销轴铰接在对接法兰1.7的外端支耳上，由卡爪1.4.1和卡爪接头1.4.2构成，卡爪组件1.4采用可拆卸结构形式，卡爪接头1.4.2螺纹轴栓接在卡爪1.4.1末端的螺纹孔内，卡爪接头1.4.2另一端与弹簧伸缩机构1.2的关节轴承1.2.1铰接，并通过锁紧螺母1.3将弹簧伸缩机构1.2固定在卡爪组件1.4上，在其他可选的实施方式中，为了减小卡爪1.4.1的整体重量，其中心区域还纵向开设一定形状的通孔。

如图7所示，导向对中组件1.5对接法兰1.7与运输船歧管法兰2连接时起导向对中作用，本实施例中导向对中组件也为多个，各导向对中组件形成的圆环内径大于对接法兰的外径，能够提高运输船歧管法兰2对接效率和对接风险，同时不会影响对接法兰的正常对接。导向对中组件1.5由防撞块1.5.1、导向板1.5.2构成，导向板1.5.2通过螺栓将导向对中组件1.5匀布置在对接法兰1.7法兰环上，防撞块1.5.1位于导向对中组件1.5顶部，通过螺栓连接在导向板1.5.2上，防撞块1.5.1主体选用聚四氟乙烯材料，以防止运输歧管法兰2与对接法兰1.7连接时碰伤歧管法兰2，导向对中组件1.5的具体形状和规格根据实际工况而定。

如图8所示，法兰盖组件1.6用于液压同步快速接头1未工作时，密封对接法兰1.7外端面，防止外部杂质、水、湿气等侵入对接法兰1.7内部。法兰盖组件1.6由法兰盖1.6.1、把手1.6.2、螺塞1.6.3构成，由于法兰盖组件1.6设计时无需承受与装卸臂相同的设计压力，法兰盖1.6.1选用聚四氟乙烯材料，法兰盖1.6.1上开有安装螺塞1.6.3的螺纹通孔，便于安装排放阀或拆除前进行减压的压力释放口。法兰盖1.6.1上螺栓孔，通过螺母将把手1.6.2固定在法兰盖1.6.1上。

对接法兰1.7与运输船歧管法兰2连接以实现物料的输送，对接法兰2由焊接法兰1.7.1、法兰基体1.7.2焊接而成，焊接法兰1.7.1外端面上均布焊接有连接卡爪组件1.4的支耳，焊接法兰1.7.1面上开有三道用于安装密封圈的密封槽，确保物料输送时液压同步快速接头1密封可靠，焊接法兰1.7.1面上开有均布的螺栓孔，用于液压同步快速接头1出现突发情况失效时，可以通过螺栓将运输船歧管法兰2栓接在对接法兰1.7上。所述卡爪1.4.1的压紧端在压紧状态下能够和运输船歧管法兰2法兰面完全贴合，此处均布的螺栓孔需要保证和卡爪1.4.1贴合处无重叠部分。法兰基体1.7.2由无缝钢管、钢板等焊接而成，法兰基体1.7.2的焊接钢板上开有均匀螺纹孔，用于将回转机构1.1固定在对接法兰1.7上。

本实施例压紧运输船歧管法兰2分为三个工作阶段：

第一个阶段：此时，卡爪1.4.1打开至最大开合位置，取下法兰盖，液压缸1.1.4开始动作，与液压缸1.1.4缸筒支耳连接座铰接的固定环体1.1.3位置不变，液压缸1.1.4由初始伸长状态开始回缩，推动与液压缸1.1.4活塞杆耳环铰接的回转环体1.1.1旋转，其带动弹簧伸缩机构1.2一起旋转，弹簧伸缩机构1.2推动卡爪组件1.4由打开位置旋转至贴合运输船歧管法兰2上，第一阶段过程中，弹簧伸缩机构1.2长度不变，弹簧1.2.5没有产生压缩变形，卡爪组件1.4压紧力为0。

第二阶段：液压缸1.1.4继续推动回转机构1.1的回转环体1.1.1带动弹簧伸缩机构1.2旋转，弹簧伸缩机构1.2内的芯轴1.2.6开始在螺纹套1.2.4与轴套1.2.2组成的封闭空间内向上移动，弹簧1.2.5开始逐渐压缩，当弹簧伸缩机构1.2旋转至其轴线的投影与对接法兰1.7轴线重合时，通过弹簧力将卡爪组件1.4压紧运输船歧管法兰2。

第三阶段：液压缸1.1.4继续推动回转机构1.1带动弹簧伸缩机构1.2旋转，卡爪组件1.4位置始终不变，当弹簧伸缩机构1.2轴线与卡爪组件1.4轴线成3°～5°时，弹簧伸缩机构1.2处于自锁状态，回转机构1.1停止转动，液压缸1.1.4回缩至最小极限位置。

当完成介质输送、管道吹扫工作后，液压缸1.1.4动作反方向推动回转机构1.1带动弹簧伸缩机构1.2旋转，弹簧1.2.5开始逐渐伸长，芯轴1.2.6移动至由螺纹套1.2.4与轴套1.2.2组成的封闭空间的最底端，此时卡爪组件1.4位置保持不变，压紧力变为0；液压缸1.1.4继续推动回转机构1.1转动，当弹簧伸缩机构1.2拉动卡爪组件1.4旋转至最大开启位置时，液压缸1.1.4停止动作，液压缸1.1.4的伸长量最大，装卸臂带动液压同步快速接头1脱离运输船歧管法兰2，完成脱离工作。

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。