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一种水下软管安全脱离装置

2020-11-18 09:31:18

一种水下软管安全脱离装置

  技术领域

  本实用新型涉及水下机械技术领域,尤其涉及一种水下软管安全脱离装置。

  背景技术

  在深海采矿、河道清淤及河底砂石开采等的水下作业中,通常都会涉及到水下软管输送作业;但在水下较为复杂的环境中,有时会有一些无法预见的紧急情况,需要将水面支持系统与水下装备紧急脱离,保证水面支持系统安全,此时如果软管输送管道无法及时脱离,将致使水面支持系统被破坏,严重时还会造成人员伤亡和巨额财产损失。

  目前,水下软管作业过程中,出现异常情况时,操作人员直接通过破坏输送软管进行分离,操作难度大,风险高;而陆地环境用的软管分离装置多为手动分离方式,例如公告号为CN202228831U的专利提出的汽车助力转向泵试验快换接头,包括钢球、圆卡簧、弹簧;用锁母将快换接头体和外连接头连接在一起并锁紧,锁母左端套装在外连接头外圆周面上,内端面卡装在外连接头的台肩上,锁母右端螺纹连接快换接头体,快换接头体内孔套装在外连接头的右端上,快换接头体内孔中外连接头右端头外侧装有密封垫,快换接头体右端外圆周上套装弹簧,弹簧外面套装快换套,弹簧左端卡装在快换接头体的台肩上,右端卡装在快换套的内端面上,快换套的右端面用圆卡簧限位,圆卡簧装在快换接头体外圆的环槽内,快换接头体上对应弹簧处对称的圆孔中分别装有钢球,钢球露出的外缘活动连接弹簧,钢球露出的内缘透置在快换接头体的里孔中,此技术采用弹簧限制钢球的径向移动,以卡住进油管,但无法实现在水下进行自动分离的功能。

  另外水下分离装置需要在断电环境下保持连接功能,在需要分离时能够实现自动分离。

  因此,亟需一种水下软管安全脱离装置来解决现有的技术问题。

  实用新型内容

  针对上述现有技术的不足,本实用新型的目的是提供一种水下软管安全脱离装置,能够在水下实现输送软管动力分离,并且在断电情况下,保持可靠连接,在需要分离时能够实现分离。

  本实用新型是通过以下技术方案予以实现的。

  一种水下软管安全脱离装置,包括母接头和一端套装在所述母接头中心孔内的公接头,以及设置在所述母接头外部的卡接装置;所述母接头外部设置有直线驱动装置,其执行机构与所述卡接装置连接,以驱动所述卡接装置实现公接头和母接头的卡接或分离。

  进一步的,所述卡接装置包括套装在所述母接头外部且紧贴所述母接头外壁的滑环和若干个设置在所述母接头外壁上沿圆周方向设置的若干个台阶孔内的钢球;所述公接头的外表面沿圆周方向设置有与钢球直径尺寸一致的第一凹槽;所述钢球落入第一凹槽内;所述滑环的内壁压住钢球,使其固定在公接头的第一凹槽内。

  更进一步的,所述滑环的内壁沿圆周方向设置有第二凹槽,滑环向上运动,钢球在径向方向可落入第二凹槽内。

  进一步的,所述公接头的外壁上设置有台阶面,滑环向上运动,其上端面与公接头的台阶面相抵,将公接头顶出母接头的中心孔。

  进一步的,所述滑环的外壁上设置有第一支座;所述直线驱动装置的执行机构与所述第一支座铰接。

  更进一步的,所述滑环外壁上设置有第一台阶,所述母接头的外壁上设置有第二台阶;在第一台阶与第二台阶之间设置有压缩弹性件。

  进一步的,所述直线驱动装置包括油缸、耳环和第二支座;所述第二支座设置在母接头的外壁上;所述油缸的缸底耳环与所述第二支座铰接;所述油缸的活塞杆端部通过螺纹连接固定安装有耳环;所述耳环与所述第一支座铰接。

  更进一步的,所述油缸的进油和回油由电磁换向阀控制,在油缸与电磁换向阀之间的油路上设置有第一液压锁,并在油缸的控制油路上设置有与第一液压锁并联的第二液压锁;所述第二液压锁的两个油路分别与手动泵和油箱连接。

  进一步的,所述卡接装置包括若干个沿母接头的外壁周向设置的摆臂;所述摆臂的中间位置与所述母接头上的第四台阶铰接。

  更进一步的,所述摆臂的上端设置有勾爪,所述勾爪勾住所述公接头上的第三台阶的上表面;所述摆臂下端向外90度折弯,其端部与所述直线驱动装置的运动终端铰接;在第三台阶和第四台阶之间设置有压缩弹性件。

  与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:

  1)本实用新型采用卡接方式将公接头和母接头可靠连接,并采用直线驱动单元驱动卡接装置实现在水下公接头和母接头自动脱离的功能,防止异常情况时,发生重大安全事故;

  2)本实用新型在油液控制回路上设置液压锁,有效保证液压系统无动力时,公接头与母接头稳定可靠卡接;

  3)本实用新型在油液控制回路上设置安装有液压锁的并联控制回路,在系统失电的情况下,利用手动泵加压开启并联回路上的液压锁,以实现公接头与母接头的分离。

  附图说明

  图1为本实用新型实施例1的结构原理图;

  图2为本实用新型实施例1的油路控制图;

  图3为本实用新型实施例2的结构原理图;

  图4为本实用新型实施例2的油路控制图。

  图中:1、公接头;2、滑环;3、第一支座;4、耳环;5、油缸;6、第二支座;7、母接头;8、钢球;9、密封件;10、压缩弹性件;11、台阶面;12、直线驱动装置;13、第一液压锁;14、电磁换向阀;15、第一台阶;16、第二台阶;17、摆臂;18、第三台阶;19、第四台阶;20、手动泵;21、第二液压锁。

  具体实施方式

  以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本实用新型所保护的范围。

  下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

  实施例1

  如图1至图2所示,一种水下软管安全脱离装置,包括公接头1、滑环2、第一支座3、耳环4、油缸5、第二支座6、母接头7、钢球8、密封件9、压缩弹性件10和直线驱动装置12;

  公接头1和母接头7为空心圆柱体;

  公接头1的一端为法兰结构,与软管的法兰连接;

  公接头1靠近法兰安装面的一侧外壁上设置有台阶面11;

  公接头1的另一端套装在所述母接头7的中心孔内;

  母接头7的另一端为法兰结构,与作业设备的法兰接口连接;

  软管内的物料通过公接头1和母接头7的中心孔进入作业设备。

  为防止发生泄露,在所述母接头7的内壁设置有密封件9,所述密封件9与公接头1的外壁紧贴,防止物料进入公接头1与母接头7之间的缝隙导致卡死和压力损失。

  为保证公接头1与母接头7可靠卡接并方便脱离,本实施例采用钢球卡接的形式将公接头1和母接头7可靠卡接。

  在所述母接头7的外壁上沿圆周方向设置有若干个台阶孔,台阶孔内设置有钢球8,由于台阶孔的作用,钢球8不会从母接头7内部脱出;

  公接头1的外表面沿圆周方向设置有与钢球8直径尺寸一致的第一凹槽;

  当公接头1套装在母接头7内时,所述钢球8落入第一凹槽内,使公接头1与母接头7连接在一起;

  为保证钢球8不会从第一凹槽内脱出,在所述母接头7的外部套装有滑环2,所述滑环2的内壁紧贴所述母接头7的外壁;

  所述滑环2的内壁压住钢球8,使其固定在公接头1的第一凹槽内,使公接头1与母接头7可靠卡接。

  为了实现公接头1与母接头7自动脱开,所述母接头7外壁两侧对称设置有两套直线驱动装置;所述直线驱动装置的执行机构与所述滑环2连接,推动滑环2向上滑动;

  所述滑环2的内壁沿圆周方向设置有第二凹槽,当滑环2向上运动时,钢球8在径向方向可落入第二凹槽内,解除卡接;滑环2继续向上运动时,其上端面与公接头1的台阶面11相抵,将公接头1顶出母接头7的中心孔,实现公接头1与母接头7自动脱离。

  所述直线驱动装置包括油缸5、耳环4和第二支座6;

  所述第二支座6设置在母接头7的外壁上;

  所述油缸5的缸底耳环与所述第二支座6铰接;

  所述油缸5的活塞杆端部通过螺纹连接固定安装有耳环4;

  所述第一支座3固定安装在所述滑环2的外壁上;

  所述耳环4与所述第一支座3铰接;

  油缸5通过耳环4及第一支座3驱动所述滑环2滑动。

  油缸5的进油和回油由电磁换向阀14控制,同时在油缸5与电磁换向阀14之间的油路上设置有第一液压锁13;

  当电磁换向阀14处于中位时,油缸5在第一液压锁13的作用下活塞杆处于静止状态,此时油缸5保证滑环2静止不动;因此在失电状态下,依然可以稳定卡接公接头1和母接头7。

  当电磁换向阀14处于左位时,此时电磁换向阀14的P口与第一液压锁13的A口连通,油缸5的无杆腔进油,同时控制油路打开第一液压锁13的B1-B油路,油缸5的有杆腔泄油,此时油缸5的活塞杆伸出,驱动滑环2向上滑动,钢球8在滑环2的作用下落入第二凹槽,使公接头1与母接头7脱开。

  当电磁换向阀14处于右位时,此时电磁换向阀14的P口与第一液压锁13的B口连通,压力油通过第一液压锁13向油缸5的有杆腔进油,同时控制油路打开第一液压锁13的A1-A路泄油,此时油缸5的活塞杆缩回,驱动滑环2回位,将钢球8挤入公接头1的第一凹槽内,使公接头1与母接头7可靠卡接。

  所述滑环2外壁上设置有第一台阶15,所述母接头7的外壁上设置有第二台阶16;在第一台阶15与第二台阶16之间设置有压缩弹性件10;

  公接头1与母接头7卡接时,所述压缩弹性件10处于压缩状态。

  为了在失电状态下能够使公接头1脱离母接头7,在油缸5的控制油路上设置并联油路,在并联油路上设置有第二液压锁21;

  第二液压锁21的C口与手动泵20连接,D口与油箱相通;

  第二液压锁21的C1口与油缸5的无杆腔相连,有杆腔油液经第二液压锁21的D1口流回油箱;

  当液压系统出现失电情况时,液压系统无压力油输出,第一液压锁13无法打开,此时通过人工或者ROV水下机器人操作手动泵20,打开第二液压锁21,经第二液压锁21向油缸5的无杆腔供油,有杆腔内的油经第二液压锁21泄油回油箱,油缸5的活塞杆伸出,推动滑环2顶出公接头1,使公接头1与母接头7脱开,压缩弹性件10起辅助推送的作用。

  实施例2

  如图3至图4所示,本实施例采用卡爪将公接头1和母接头7可靠卡接。

  具体的,一种水下软管安全脱离装置,包括公接头1、母接头7、密封件9、压缩弹性件10、摆臂17和直线驱动装置12;

  所述公接头1的外壁设置有第三台阶18;

  所述母接头7与法兰相对的一端设置有第四台阶19;

  若干个摆臂17沿母接头7的外壁周向设置;

  所述摆臂17为L形平板,其中间位置与所述第四台阶19铰接;

  所述摆臂17的上端设置有勾爪,所述勾爪勾住所述第三台阶18的上表面;

  所述摆臂17下端向外90度折弯,其端部与所述直线驱动装置12的运动终端铰接;

  所述直线驱动装置12的尾端与母接头7的外壁固定连接;

  在第三台阶18和第四台阶19之间设置有压缩弹性件10;所述压缩弹性件10套设在所述公接头1的外侧。

  当直线驱动装置12上的油缸5的活塞杆伸出时,所述摆臂17上端向内转动,所述勾爪勾住所述第三台阶18的上表面,公接头1和母接头7卡接;

  当直线驱动装置12上的油缸5的活塞杆缩回时,所述摆臂17上端向外转动,所述勾爪脱离所述第三台阶18的上表面;所述压缩弹性件10将所述公接头1推出所述母接头7,公接头1与母接头7实现自动脱离。

  由于本实施例中,活塞杆推出时公接头1与母接头7卡紧,与实施例1相反,所以在油路控制上,与实施例1不同之处在于:

  第二液压锁21的C1口与油缸5的有杆腔相连,无杆腔油液经第二液压锁21的D1口流回油箱。

  当系统出现失电情况时,液压系统无压力,无法打开第一液压锁13,此时通过人工或者ROV水下机器人操作手动泵20,打开第二液压锁21,从第二液压锁21的C口向油缸5的有杆腔供油,经第二液压锁21的D1口泄油回油箱,油缸5的活塞杆缩回,驱动卡爪17上端向外转动,使卡爪17与第三台阶18的上表面脱开,压缩弹性件10将公接头1推出母接头7。

  最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型实施例技术方案。

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