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超低温液化码头装卸臂

2021-04-08 07:20:12

超低温液化码头装卸臂

  技术领域

  本发明涉及港口码头流体装卸设备技术领域,特别是一种液体化工码头专用的超低温流体装卸臂。

  背景技术

  随着国内液化天然气市场的迅猛发展,各大港口的LNG接收站的应用越来越广泛,液化天然气船舶的运输量也随之迅速扩大,液化天然气船船靠泊码头后,需要由装卸臂连接船与码头的管线,从而实现从船到码头的LNG的传输。

  现有的常温装卸臂通常只能运输常温介质,在输送低温介质时会造成低温收缩和材质变形,从而会导致支撑箱和外臂支撑件在转动过程中,由于内臂管和外臂管收缩而卡死。

  发明内容

  本发明的目的在于针对以上现有技术的不足,提供一种超低温液化码头装卸臂,达到能够输送低温和超低温液体化工产品的目的。

  本发明所提供的一种超低温液化码头装卸臂,包括立柱、转轴箱、支撑箱、工艺管线、三维接头、绳轮系统和液压驱动机构;所述立柱通过旋转接头与转轴箱联结,转轴箱与支撑箱转动联结,支撑箱的上端与外臂支撑件的上端转动联结;所述工艺管线包括主管线、外臂管和内臂管;所述绳轮系统包括上绳轮、下绳轮和钢丝绳,支撑箱的上端与上绳轮转动联结,下端与下绳轮转动联结,上绳轮与下绳轮通过钢丝绳连接,下绳轮与配重机构联结;所述液压驱动机构包括内臂驱动机构、外臂驱动机构和水平旋转驱动机构,立柱上端安装有内臂驱动机构和水平旋转驱动机构,支撑箱下部安装外臂驱动机构;

  其特征在于:立柱的空腔内设有主管线,主管线与立柱空腔的内壁联结,主管线的上端通过低温旋转接头与内臂管转动联结,外臂管上端与内臂管上端通过低温旋转接头转动联结,外臂管的下端与三维接头连接,三维接头的外端通过紧急脱离装置与快速接头连接;所述外臂管的下半部分的外臂与外臂支撑件的下端转动联结;所述快速接头包括包括主体管道、回转机构和卡接机构,所述主体管道的两端分别与法兰盘联结,主体管道上分别安装有回转机构和卡接机构;所述的回转机构包括固定环、回转环和液压缸;液压缸的活塞杆的一端与固定环铰接,液压缸的缸体的一端与回转环铰接;所述卡接机构包括内卡爪和外卡爪,内卡爪和外卡爪的下端与主体管道的外臂同轴铰接,内卡爪位于外卡爪的内端,外卡爪的内端与芯轴的外端固定联结,芯轴的内端与内卡爪的外端铰接,芯轴套接有弹簧座,芯轴的外侧套有压缩弹簧,压缩弹簧的一端与内卡爪联结,另一端与弹簧座联结;所述回转环上设有多个叉型接头,叉型接头与外卡爪位置交错布置,连接杆的下端通过关节轴承与叉型接头联结,上端通过关节轴承与外卡爪联结。

  上述外臂管和内臂管的上下两端分别设有垂直分布的连接管,主管线的上端通过低温旋转接头与90°弯型接头的下端转动联结,90°弯型接头的上端通过低温旋转接头与内臂管下端的连接管转动联结,下端与另一弯型接头连接,弯型接头的一端位于立柱的开口位置,外臂管上端的连接管穿过转动套筒与内臂管上端的连接管通过低温旋转接头转动联结。

  上述主管线通过管线固定装置与立柱空腔的内壁联结。

  上述管线固定装置包括固定环和连接板,立柱的空腔的内壁上设有多个呈圆周形均匀分布的耳板,固定环的外臂管通过连接板与耳板固定联结,固定环套在主管线的外侧。

  上述低温旋转接头的出气口位置处设置有甲烷气体浓度监测传感器和乙烷气体浓度监测传感器,甲烷气体浓度监测传感器和乙烷气体浓度监测传感器通过电路与报警器连接。

  上述外臂管和外臂支撑件之间通过连接架联结,连接架包括上底座和下底座,上底座和下底座上分别设有多个通孔,上底座与外臂管固定联结,下底座与外臂支撑件固定联结,螺栓穿过上底座和下底座的通孔与螺母螺纹配合,将上底座和下底座固定,上底座和下底座的通孔直径大于螺栓的直径。

  与现有技术相比较,本发明具有以下突出的有益效果:

  本装置的外臂上端与内臂的上端转动联结,下端与外臂支撑转动联结,内臂的下端穿过支撑箱和立柱转动联结处的通孔并与之转动联结,从而使外臂、内臂、外臂支撑和支撑箱形成一个四边形,当外臂和内臂遇冷收缩时,外臂能够绕与外臂支撑转动联结处转动,内臂能够绕支撑箱和立柱转动联结处转动联结,能够避免由于外臂和内臂遇冷收缩,使外臂支撑与支撑箱卡死,无法相互转动。

  本装置的快速接头包括内卡爪和外卡爪,外卡爪与内卡爪之间通过压缩弹簧联结,压缩弹簧产生的力始终垂直作用于内卡爪的外臂上,从而能够使内卡爪能够产生足够的压紧力。

  附图说明

  图1是本发明的展开状态的结构图。

  图2是本发明的收缩状态的主视图。

  图3是本发明的收缩状态的侧视图。

  图4是图3中A部分的局部放大图。

  图5是图3中B部分的局部放大图。

  图6是本发明中快速接头部分的结构示意图。

  图7是本发明中快速接头部分的上视图。

  图8是图6中C部分的局部放大图。

  具体实施方式

  下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

  如图1~3所示,本发明包括立柱14、转轴箱8、支撑箱3、工艺管线、三维接头9、绳轮系统和液压驱动机构。

  所述立柱14和支撑箱3上分别设有一上下贯通的空腔,立柱14通过旋转接头与转轴箱8联结,转轴箱8与支撑箱3转动联结,立柱14的下半部分设有一开口与空腔相通,支撑箱3的上端与外臂支撑件21的上端转动联结,其转动联结方式为:支撑箱3的上端设有一转动套筒,外臂支撑件21的上端设有一通孔,转动套筒与外臂支撑件21的通孔通过轴承配合。

  所述工艺管线包括主管线23、外臂管22和内臂管4,外臂管22和内臂管4的上下两端分别设有垂直分布的连接管,立柱14的空腔内设有主管线23,主管线23通过管线固定装置19与立柱23空腔的内壁联结,主管线23的上端通过低温旋转接头与90°弯型接头的下端转动联结,90°弯型接头的上端通过低温旋转接头与内臂管4下端的连接管转动联结,下端与另一弯型接头连接,弯型接头的一端位于立柱23的开口位置,内臂管4的下端通过管线固定装置19与转轴箱8的箱壁联结,外臂管22上端的连接管穿过转动套筒与内臂管4上端的连接管通过低温旋转接头转动联结,外臂管22的下端与三维接头9连接,三维接头9的外端通过紧急脱离装置与快速接头20连接。所述外臂管22的下半部分的外臂与外臂支撑件21的下端转动联结,其转动联结方式为:外臂支撑件21的下端设有一通孔,转动座设有一转动轴,转动轴与外臂支撑上的通孔通过轴承配合,转动座上设有一通孔,转动座套在外臂管22的外侧。

  如图6~8所示,所述快速接头20包括主体管道201、回转机构和卡接机构。

  所述主体管道201的两端分别与法兰盘203固定联结,两法兰盘203的端面上分别设有环形凹槽,环形滑槽内安装有环形密封圈,主体管道201上分别安装有回转机构和卡接机构。

  所述主体管道201的位于卡接机构一端的法兰盘203的外侧设有多个呈圆周形均匀分布的导向板202,导向板202的内端设有倾斜面,导向板202能够对运输船的歧管法兰进行对中定位。

  所述的回转机构包括固定环205、回转环206和液压缸211,固定环205与回转环206转动联结,其转动联结方式为:固定环205的下端通过螺栓与滑动环207固定联结,滑动环207的外圈壁上设有环形凹槽,回转环206的内圈壁上同样设有环形凹槽,滑动环207和回转环206的环形凹槽的横截面呈半圆形,滑动环207的环形凹槽与回转环206的环形凹槽相对应设置,回转环206套在滑动环207的外侧,两环形凹槽形成一环形空腔,环形空腔内设有多个滚珠208,当回转环206绕滑动环207转动时,滚珠208能够减少回转环206与滑动环207之间的摩擦力,使回转环206能够更加容易的绕滑动环207转动。

  所述固定环205与回转环206之间也可以通过轴承配合联结。

  所述滑动环207外壁的下端设有下限位环210,回转环206内圈的上端设有上限位环209,下限位环210位于回转环206的下端,上限位环209位于滑动环207的上端,从而对回转环206的轴向方向上进行定位。

  所述固定环205与回转环206上分别设有支耳,液压缸211的活塞杆的一端与固定环205上的支耳铰接,液压缸211的缸体的一端与回转环206上的支耳铰接。

  所述卡接机构包括内卡爪214和外卡爪213,主体管道201上设有多个呈圆周形均匀排列的耳板204,内卡爪214和外卡爪213的下端与耳板204同轴铰接,内卡爪214位于外卡爪213的内端,外卡爪213的内端与芯轴215的外端固定联结,芯轴215的内端与内卡爪214的外端铰接,芯轴215套接有弹簧座216,芯轴215的外侧套有压缩弹簧217,压缩弹簧217的一端与内卡爪214联结,另一端与弹簧座216联结。

  所述回转环206上设有多个呈圆周形均匀分布的叉型接头212,叉型接头212的数量与外卡爪213的数量相同,叉型接头212与外卡爪213位置交错布置,连接杆219的下端通过关节轴承218与叉型接头212联结,上端通过关节轴承218与外卡爪213联结。

  所述立柱14下端安装有氮气吹扫装置16、旋转接头吹扫装置17和电液系统15。所述氮气吹扫装置16、旋转接头吹扫装置17和电液系统15为现有技术,其具体结构不再赘述。

  所述旋转接头吹扫装置17通过管路分别与低温旋转接头的进气口和出气口联结。低温旋转接头的出气口位置处设置有甲烷气体浓度监测传感器和乙烷气体浓度监测传感器,甲烷气体浓度监测传感器和乙烷气体浓度监测传感器通过电路与报警器连接,所述电路为现有技术,其具体结构不再赘述。通过甲烷气体浓度监测传感器和乙烷气体浓度监测传感器能够检测甲烷气体或乙烷气体是否泄漏进入到低温旋转接头的空腔内。

  所述绳轮系统包括上绳轮1、下绳轮24和钢丝绳6,支撑箱3的上端与上绳轮1转动联结,下端与下绳轮24转动联结,上绳轮1与下绳轮24通过钢丝绳6连接,下绳轮与配重机构25联结。

  所述液压驱动机构包括内臂驱动机构7、外臂驱动机构12和水平旋转机构10,立柱14上端安装有内臂驱动机构7和水平旋转驱动机构10,内臂驱动机构7驱动支撑箱3绕其与转动箱8转动连接处转动,水平旋转机构10驱动转动箱8绕立柱14转动,支撑箱3下部安装外臂驱动机构12,外臂驱动机构12驱动外臂支撑件21绕其与支撑箱3转动联结处转动。

  如图4所示,所述管线固定装置19包括固定环19-3和连接板19-2,立柱14的空腔的内壁上设有多个呈圆周形均匀分布的耳板19-1,固定环19-3的外臂管22通过连接板19-2与耳板19-1固定联结,固定环19-3套在主管线23的外侧。

  所述支撑箱3与外臂支撑件21转动连接处的旋转轴线和外臂管22上端与内臂管4上端转动联结处的旋转轴线属于同一轴线,内臂管4与主管线23转动联结处的旋转轴线和支撑箱3与转轴箱8转动联结的旋转轴线属于同一轴线,当外臂管22和内臂管4遇冷收缩时,外臂管22能够绕与外臂支撑件21转动联结处转动,内臂管4能够绕与主管线23转动联结处转动,从而使外臂管22与内臂管4转动联结处向下移动,使外臂管22、内臂管4、外臂支撑件21和支撑箱3形成一个四边形,能够避免由于外臂管22和内臂管4遇冷收缩,使外臂支撑件21与支撑箱3卡死,无法相互转动。

  如图5所示,所述外臂管22和外臂支撑件21之间通过连接架18联结,连接架18包括上底座18-1和下底座18-2,上底座18-1和下底座18-2上分别设有多个呈圆周形均匀分布的通孔,上底座18-1与外臂管22固定联结,下底座18-2与外臂支撑件21固定联结,螺栓穿过上底座18-1和下底座18-2的通孔与螺母螺纹配合,将上底座18-1和下底座18-2固定,上底座18-1和下底座18-2的通孔直径大于螺栓的直径,当外臂管22遇冷收缩时,上底座18-1和下底座18-2能够略微错位。

  需要说明的是,本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述,对于本领域的技术人员来说,在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

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