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低温流体装卸臂用紧急脱离装置.pdf

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低温 流体 装卸 紧急 脱离 装置
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摘要
申请专利号:

CN201510678871.3

申请日:

2015.10.19

公开号:

CN105221932A

公开日:

2016.01.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F17C 13/00申请日:20151019|||公开
IPC分类号: F17C13/00; F17C13/08 主分类号: F17C13/00
申请人: 武汉三江航天远方科技有限公司
发明人: 余峰; 肖天成; 李庆军; 赵坤
地址: 430040 湖北省武汉市东西湖区五环大道31号
优先权:
专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人: 胡镇西;张继巍
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510678871.3

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.12.26|||2016.02.03|||2016.01.06

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明公开了一种低温流体装卸臂用紧急脱离装置,采用自封阀上阀体的上阀芯和自封阀下阀体的下阀芯对顶设置,当夹箍组件分离后,对自封阀上阀体、自封阀下阀体的夹紧力消失,紧急脱离装置在自封阀下阀体重力作用下开始脱离,脱离过程中,阀芯在复位弹簧和流体介质的工作作用下将阀口逐渐封闭,能够有效保证分离后的密封性能,其结构紧凑、重量轻;采用夹箍组件固定自封阀上阀体和自封阀下阀体的结构,能够保证驱动力较小、驱动行程短;推块上集成三个斜面,能够保证分离的逻辑正确、动作可靠;通过减轻紧急脱离装置的整个重量,以及在阀体设置工艺螺纹孔等措施,减小紧急脱离装置脱离后自恢复的工作量。

权利要求书

权利要求书
1.  一种低温流体装卸臂用紧急脱离装置,包括自封阀上阀体(1)、自封阀下阀体(2)、将所述自封阀上阀体(1)和所述自封阀下阀体(2)对合夹紧的夹箍组件及驱动所述夹箍组件分离的液压缸(5),其特征在于:所述自封阀上阀体(1)内设置有上阀芯、所述自封阀下阀体(2)内设置有下阀芯,所述上阀芯的头部和所述下阀芯的头部对顶设置;所述自封阀上阀体(1)口部装有压紧所述自封阀上阀体(1)的上压紧螺母(14),所述上压紧螺母(14)与所述上阀芯之间套有上复位弹簧(7);所述自封阀下阀体(2)口部装有压紧所述自封阀下阀体(2)的下压紧螺母(24),所述下压紧螺母(24)与所述下阀芯之间套有下复位弹簧(15);
所述上阀芯包括上阀芯体(8)和上阀芯头(9),所述上阀芯体(8)和所述上阀芯头(9)之间衬有上密封圈(13);所述自封阀上阀体(1)结合处内壁沿圆周设置有上阀体贴合面(16),所述上密封圈(13)外周缘正对着所述上阀体贴合面(16)、且与所述上阀体贴合面(16)配合;
所述下阀芯包括下阀芯体(12)和下阀芯头(10),所述下阀芯体(12)和所述下阀芯头(10)之间衬有下密封圈(23);所述自封阀下阀体(2)结合处内壁沿圆周设置有下阀体贴合面,所述下密封圈(26)外周缘正对着所述下阀体贴合面、且与所述下阀体贴合面配合;
所述夹箍组件包括第一夹箍(3)、与所述第一夹箍(3)转动连接的第二夹箍(4)、摆杆(20)及推块(6),所述第一夹箍(3)的一端通过转轴与所述摆杆(20)的一端相连,所述摆杆(20)的另一端设置在所述第二夹箍(4)的一端限位槽(30)内,所述推块(6)的下端插入到所述摆杆(20)与所述第一夹箍(3)限位孔(31)围合形成的通孔内且上下滑动、且所述推块(6)的正面与所述摆杆(20)的推动面相贴合;所述液压缸(5)的活塞杆(5.1)正对着所述推块(6)的上端面。

2.  根据权利要求1所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述上阀芯体(8)的头部外周缘设置有与所述上阀体贴合面(16)相配合的上凸面(17),所述下阀芯体(12)的头部外周缘设置有与所述下阀体贴合面相配合的下凸面(22)。

3.  根据权利要求1或2所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述推块(6)的背面开有导向槽(33),所述限位孔(31)内壁上设置有与所述导向槽(33)相配合的螺钉(32)使所述推块(6)挂在所述第一夹箍(3)上;所述推块(6)背面向外延伸有限位挡板(35),所述限位孔(31)的内壁设置有与所述限位挡板(35)相配合的凸块(34);所述推块(6)的正面由下而上包括第一斜面(6.3)、第二斜面(6.2)和垂直面(6.1);所述推块(6)的侧面设置有凸块,所述凸块的侧面为推动所述第二夹箍(4)分离的第三斜面(6.4)。

4.  根据权利要求1或2所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述自封阀下阀体(2)结合处向外延伸有轴(30),所述轴(30)与所述自封阀上阀体(1)结合处的轴孔相配合,且所述自封阀上阀体(1)的轴孔长度大于所述上阀芯和所述下阀芯封闭的行程之和。

5.  根据权利要求1或2所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述自封阀上阀体(1)的结合处设置有上法兰(27),所述自封阀下阀体(2)的结合处设置有下法兰(28),所述上法兰(27)和所述下法兰(28)之间衬有径向密封圈(11),所述上法兰(27)和所述下法兰(28)对应设置有若干工艺螺纹孔(19)。

6.  根据权利要求5所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述上法兰(27)内壁开有上半销孔,所述下法兰(28)内壁开有与所述上半销孔对应的下半销孔,所述上半销孔和所述下半销孔内插入有防转销(18)。

7.  根据权利要求5所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述上法兰(27)的下表面设有第四斜面(27.1),所述 下法兰(28)的上表面设有第五斜面(28.1),所述第一夹箍(3)和第二夹箍(4)内壁设置有与第四斜面(27.1)和第五斜面(28.1)配合的第六斜面和第七斜面。

8.  根据权利要求1或2所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述上密封圈(13)和所述下密封圈(23)均为聚四氟乙烯密封圈。

9.  根据权利要求1或2所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述上压紧螺母(14)的外径大于上标准法兰(21)的内径,所述下压紧螺母(24)的外径大于下标准法兰(25)的内径。

10.  根据权利要求1或2所述的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,其特征在于:所述径向密封圈(11)采用弹簧蓄能复合密封圈。

说明书

说明书低温流体装卸臂用紧急脱离装置
技术领域
本发明涉及船用低温流体输送设备零部件,具体涉及一种低温流体装卸臂用紧急脱离装置。
背景技术
低温流体装卸臂可用于陆上运输(包括火车运输和汽车运输)和水上运输(包括海洋运输和江河运输),海洋和江河运输用低温装卸臂又称为船用低温装卸臂。低温流体装卸臂在工作期间,一旦出现紧急状况(如低温液体泄漏、火灾或者装卸臂受力变形角度太大等),为保证输出端(加注站等)和受注端(船舶、汽车等)的安全,需要在最短的太阳城集团内完成分离,同时分离后自动完成两端的密封。而一般的螺纹连接无法满足快速分离要求,在这种情况下,需要在低温装卸臂上安装紧急脱离装置。
目前市面上的紧急脱离装置主要有两种结构形式,一种为双球阀结构,该方案虽然结构可靠性高、球阀的液阻小,但密封性能由球阀的性能决定,目前的低温球阀质量无法保证,同时所需推动输出力较大、行程较长、结构复杂及重量较大;另一种结构为双板阀结构,该方案结构简单、输出力较小、行程较短,但脱离后阀芯与阀体的密封难以保证。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足,提供一种驱动力小、能够自动分离、且分离后能够保证可靠密封的低温流体装卸臂用紧急脱离装置。
为实现上述目的,本发明所设计的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,包括自封阀上阀体、自封阀下阀体、将所述自封阀上阀体和所述自封阀下阀体对合夹紧的夹箍组件及驱动所述夹箍组件分离的 液压缸,所述自封阀上阀体内设置有上阀芯、所述自封阀下阀体内设置有下阀芯,所述上阀芯的头部和所述下阀芯的头部对顶设置;所述自封阀上阀体口部装有压紧所述自封阀上阀体的上压紧螺母,所述上压紧螺母与所述上阀芯之间套有上复位弹簧;所述自封阀下阀体口部装有压紧所述自封阀下阀体的下压紧螺母,所述下压紧螺母与所述下阀芯之间套有下复位弹簧。
所述上阀芯包括上阀芯体和上阀芯头,所述上阀芯体和所述上阀芯头之间衬有上密封圈;所述上阀体结合处内壁沿圆周设置有上阀体贴合面,所述上密封圈外周缘正对着所述上阀体贴合面、且与所述上阀体贴合面配合。
所述下阀芯包括下阀芯体和下阀芯头,所述下阀芯体和所述下阀芯头之间衬有下密封圈;所述下阀体结合处内壁沿圆周设置有下阀体贴合面,所述下密封圈外周缘正对着所述下阀体贴合面、且与所述下阀体贴合面配合。
所述夹箍组件包括第一夹箍、与所述第一夹箍转动连接的第二夹箍、摆杆及推块,所述第一夹箍的一端通过转轴与所述摆杆的一端相连,所述摆杆的另一端设置在所述第二夹箍的一端限位槽内,所述推块的下端插入到所述摆杆与所述第一夹箍限位孔围合形成的通孔内且上下滑动、且所述推块的正面与所述摆杆的推动面相贴合;所述液压缸的活塞杆正对着所述推块的上端面。
进一步地,所述上阀芯体的头部外周缘设置有与所述上阀体贴合面相配合的上凸面,所述下阀芯体的头部外周缘设置有与所述下阀体贴合面相配合的下凸面。当发生火灾等意外等情况,将密封圈破坏时,由设于阀芯体上的凸面压紧于阀体贴合面上实现密封。
进一步地,所述推块的背面开有导向槽,所述限位孔内壁上设置有与所述导向槽相配合的螺钉使所述推块挂在所述第一夹箍上;所述推块背面向外延伸有限位挡板,所述限位孔的内壁设置有与所述限位挡板相配合的凸块;所述推块的正面由下而上包括第一斜面、第二斜面和垂直面;所述推块的侧面设置有凸块,所述凸块的侧面 为推动所述第二夹箍分离的第三斜面。
进一步地,所述自封阀下阀体结合处向外延伸有轴,所述轴与所述自封阀上阀体结合处的轴孔相配合,使得自封阀上阀体和自封阀下阀体结合处采用轴孔配合,且所述自封阀上阀体的轴孔长度大于所述上阀芯和所述下阀芯封闭的行程之和。
进一步地,所述自封阀上阀体的结合处设置有上法兰,所述自封阀下阀体的结合处设置有下法兰,所述上法兰和所述下法兰之间衬有径向密封圈实现径向密封,所述上法兰和所述下法兰对应设置有若干工艺螺纹孔,用于辅助自封阀上阀体和自封阀下阀体的对接装配。
进一步地,所述上法兰内壁开有上半销孔,所述下法兰内壁开有与所述上半销孔对应的下半销孔,所述上半销孔和所述下半销孔内插入有防转销,一方面,防转销用于防止自封阀上阀体与自封阀下阀体的相对转动,另一方面,用于辅助自封阀上阀体和自封阀下阀体装配时的定位。
进一步地,所述上法兰的上表面设有第四斜面,所述下法兰的下表面设有第五斜面,所述第一夹箍和第二夹箍内壁设置有与第四斜面和第五斜面配合的第六斜面和第七斜面,便于自封阀上阀体和自封阀下阀体之间的连接,并进一步使驱动力变小。
进一步地,所述上密封圈和所述下密封圈均为聚四氟乙烯密封圈。
进一步地,所述上压紧螺母的外径大于上标准法兰的内径,依靠于自封阀上阀体连接的上标准法兰实现上压紧螺母的防松,所述下压紧螺母的外径大于下标准法兰的内径,依靠于自封阀下阀体连接的下标准法兰实现下压紧螺母的防松。
进一步地,所述径向密封圈采用弹簧蓄能复合密封圈。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:采用自封阀上阀体的上阀芯和自封阀下阀体的下阀芯对顶设置,当夹箍组件分离后,对自封阀上阀体、自封阀下阀体的夹紧力消失,紧急脱离装置在自封 阀下阀体重力作用下开始脱离,脱离过程中,阀芯在复位弹簧和流体介质的工作作用下将阀口逐渐封闭,能够有效保证分离后的密封性能,其结构紧凑、重量轻;采用夹箍组件固定自封阀上阀体和自封阀下阀体的结构,能够保证驱动力较小、驱动行程短;推块上集成三个斜面,能够保证分离的逻辑正确、动作可靠;通过减轻紧急脱离装置的整个重量,以及在阀体设置工艺螺纹孔等措施,减小紧急脱离装置脱离后自恢复的工作量。
附图说明
图1为本发明低温流体装卸臂用紧急脱离装置的立体剖面结构示意图;
图2为本发明低温流体装卸臂用紧急脱离装置的工作状态示意图;
图3为本发明低温流体装卸臂用紧急脱离装置的脱离状态示意图;
图4为图1中推块与第一夹箍的装配立体结构示意图;
图5为图4的部分主视剖视结构示意图。
图中各部件标号如下:自封阀上阀体1、自封阀下阀体2、第一夹箍3、第二夹箍4、液压缸5(其中:活塞杆5.1)、推块6(其中:垂直面6.1、第一斜面6.3、第二斜面6.2、第三斜面6.4)、上复位弹簧7、上阀芯体8、上阀芯头9、下阀芯头10、径向密封圈11、下阀芯体12、上密封圈13、上压紧螺母14、下复位弹簧15、上阀体贴合面16、上凸面17、防转销18、工艺螺纹孔19、摆杆20、上标准法兰21、下凸面22、下密封圈23、下压紧螺母24、下标准法兰25、垫片26、上法兰27(其中:第六斜面27.1)、下法兰28(其中:第七斜面28.1)、轴29、限位槽30、限位孔31、螺钉32、导向槽33、凸块34、限位挡板35。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
结合图1、图2所示的低温流体装卸臂用紧急脱离装置,包括自 封阀上阀体1、设置在自封阀上阀体1内的上阀芯、自封阀下阀体2、设置在自封阀下阀体2内的下阀芯、将自封阀上阀体1和自封阀下阀体2对合夹紧的夹箍组件及驱动夹箍组件分离的液压缸5。
夹箍组件包括第一夹箍3、与第一夹箍3转动连接的第二夹箍4、摆杆20及推块6,第一夹箍3的一端通过转轴与摆杆20的一端相连,摆杆20的另一端设置在第二夹箍4的一端限位槽30(即矩形槽)内;结合图4、图5所示,推块6的下端插入到摆杆20与第一夹箍3限位孔31围合形成的通孔内,推块6的背面开有导向槽33,限位孔31内壁上设置有与导向槽33相配合的螺钉32,使得推块6挂在第一夹箍3上且能够上下滑动,并且推块6背面向外延伸有限位挡板35,限位孔31的内壁设置有与限位挡板35相配合的凸块34,当夹箍组件打开后,避免推块6向外翻转掉落;另外,推块6的正面与摆杆20的推动面相贴合;液压缸5的活塞杆5.1正对着推块6的上端面,使得液压缸5提供紧急脱离装置的分离动力。自封阀上阀体1和自封阀下阀体2由第一夹箍3和第二夹箍4提供夹紧力夹紧,而第一夹箍3和第二夹箍4通过摆杆20提供加持力。本实施例中的推块6的正面由下而上包括第一斜面6.3、第二斜面6.2和垂直面6.4;推块6的侧面设置有凸块,凸块的侧面为推动第二夹箍4分离的第三斜面6.4。
上阀芯包括上阀芯体8和通过螺钉与上阀芯体8相连的上阀芯头9,上阀芯体8和上阀芯头9之间衬有上密封圈13,下阀芯包括下阀芯体12和通过螺钉与下阀芯体12相连的下阀芯头10,下阀芯体12和下阀芯头10之间衬有下密封圈23,且上阀芯头9和下阀芯头10对顶设置。本实施例中上密封圈13和下密封圈23均为聚四氟乙烯密封圈。自封阀上阀体1口部装有压紧自封阀上阀体1的上压紧螺母14,上压紧螺母14与上阀芯之间套有上复位弹簧7;自封阀下阀体2口部装有压紧自封阀下阀体2的下压紧螺母24,下压紧螺母24与下阀芯之间套有下复位弹簧15。自封阀下阀体2结合处向外延伸有轴29,轴29与自封阀上阀体1结合处的轴孔相配合,使得自 封阀上阀体1和自封阀下阀体2结合处采用轴孔配合。自封阀上阀体1的轴孔长度大于上阀芯和下阀芯封闭的行程之和。另外,自封阀上阀体1的结合处设置有上法兰27,自封阀下阀体2的结合处设置有下法兰28,上法兰27和下法兰28之间衬有径向密封圈实现径向密封11,本实施例中径向密封圈11采用弹簧蓄能复合密封圈。
本实施例中上压紧螺母14的外径大于上标准法兰21的内径,依靠自封阀上阀体1连接的上标准法21兰实现上压紧螺母14的防松。同理,下压紧螺母24的外径大于下标准法兰25的内径,依靠自封阀下阀体2连接的下标准法兰25实现下压紧螺母24的防松。
自封阀上阀体1结合处内壁沿圆周设置有上阀体贴合面16,上密封圈13外周缘正对着上阀体贴合面16、且与上阀体贴合面16配合;自封阀下阀体2结合处内壁沿圆周设置有下阀体贴合面(图中未示出),下密封圈23外周缘正对着下阀体贴合面、且与下阀体贴合面配合。同时,上阀芯体8的头部外周缘设置有与上阀体贴合面16相配合的上凸面17,下阀芯体12的头部外周缘设置有与下阀体贴合面相配合的下凸面22。
上法兰27和下法兰28对应设置有若干工艺螺纹孔19,用于辅助自封阀上阀体1和自封阀下阀体2的对接装配。上法兰28内壁开有上半销孔,下法兰28内壁开有与上半销孔对应的下半销孔,防转销18插入到上半销孔和下半销孔内,一方面,防转销18用于防止自封阀上阀体1与自封阀下阀体2的相对转动,另一方面,用于辅助自封阀上阀体1和自封阀下阀体2装配时的定位。上法兰27的上表面设有第四斜面27.1,下法兰28的下表面设有第五斜面28.1,第一夹箍3和第二夹箍4内壁设置有与第四斜面和第五斜面配合的第六斜面和第七斜面,便于自封阀上阀体和自封阀下阀体之间的连接,并进一步使驱动力变小。
正常工作时,夹箍组件将自封阀上阀体1和自封阀下阀体2通过设在上法兰27和下法兰28上的斜面夹紧,在夹紧位置,上阀芯头9和下阀芯头10对顶,压缩上复位弹簧7和下复位弹簧15,并将 阀口打开,形成流体通道。
接收到紧急脱离信号后,如图3所示,液压缸5的活塞杆5.1推动推块6,推块6向下运动,第一斜面6.3挤压摆杆20向外小幅运动,垫片26与第二夹箍4之间的静摩擦力转换为动摩擦力,运动一段距离后,第二斜面6.2开始挤压摆杆20向外大幅运动,直至摆杆20脱离第二夹箍4端部的限位槽30(即矩形槽),第一夹箍3和第二夹箍4之间的约束力解除,推块继续向下运动时设于推块6侧面的第三斜面6.4开始接触第二夹箍4,在第一夹箍3和第二夹箍4之间形成分离力使两夹箍张开,夹箍组件被打开,第一夹箍3和第二夹箍4实现脱离。夹箍组件分离后,对自封阀上阀体1、自封阀下阀体2的夹紧力消失,紧急脱离装置在自封阀下阀体2重力作用下开始脱离,脱离过程中,阀芯在复位弹簧和流体介质的工作作用下将阀口逐渐封闭。
分离后的密封过程为:上阀芯与自封阀上阀体1之间的密封在上复位弹簧7的作用下,通过安装于上阀芯上的上密封圈13外周缘压紧于上阀体贴合面16上实现,下阀芯与自封阀下阀体2之间的密封在下复位弹簧15的作用下,通过安装于下阀芯上的下密封圈23外周缘压紧于下阀体贴合面上实现。需要注意的是本装置采用顺序关断设计,即上阀芯先封闭,下阀芯后封闭,上阀芯和下阀芯都完全封闭后径向密封圈失效,可最大限度的减少脱离时流体介质的外泄。
当发生火灾等意外紧急情况时,分离后的密封过程为:将聚四氟乙烯密封圈破坏时,上阀芯的封闭由设于上阀芯体8头部外周缘设置的上凸面17压紧于上阀体贴合面16上实现密封,下阀芯的封闭由设于下阀芯体12头部外周缘设置的下凸面22压紧于下阀体贴合面上实现密封。
在紧急脱离装置分离后,通过上法兰27和下法兰28上的工艺螺纹孔19,进行辅助自封阀的对接装配。自封阀对接时需要克服上复位弹簧7和下复位弹簧15压缩产生的弹簧力,通过螺钉连接工艺 螺纹孔19,克服弹簧力并将阀芯压缩至夹紧状态,之后合拢第一夹箍3和第二夹箍4,并用摆杆20将第一夹箍3和第二夹箍4固定,安装完毕后拆卸工艺螺钉。

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