CN103899915B - Lng船用装卸臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可保持旋转接头内部干燥且拆装方便的LNG船用装卸臂，包括依次相连的立柱、过流管道、耳轴箱、外支承箱、内臂、外臂和拉断阀，过流管道和内臂之间、内臂和外臂之间、外臂和拉断阀之间分别通过旋转接头相连，连接内臂和外臂的旋转接头位于内支承箱和外支承箱的铰接处内，所述旋转接头包括左法兰、右法兰、内圈和外圈，左法兰连接内圈形成左旋转部件，右法兰连接外圈形成右旋转部件，左旋转部件与右旋转部件可相对旋转，左法兰右侧、内圈外侧及外圈左侧之间形成有空隙，空隙处安装有氮气密封圈。其优点是：采用上述旋转接头后，保证了本发明的正常工作，一旦需要维修，可以在线进行，从而提高工作效率。

Description

LNG船用装卸臂

技术领域

本发明涉及到一种LNG船用装卸臂。

背景技术

低温鹤管是国内近些年才发展的工业产品，主要用于石化行业低温流体的装卸。其技术核心部件为旋转接头，目前国内市场上的主流产品其主要结构组成为左法兰、右法兰、内圈、外圈以及密封件。旋转接头结构的合理性和设计尺寸的优良决定着旋转接头的密封性及操作性能。以下详细介绍现有旋转接头的技术关键点：

现有旋转接头旋转结构分两部分，左法兰和内圈为一体，右法兰和外圈为一体。这两部分相对旋转，依靠其配合面之间的密封圈保证密封。由于氮气密封圈布置在内圈与外圈之间，造成两个问题：

①安装、拆卸十分麻烦。因为内、外圈之间需要装配布满一周的钢球。因此，安装时需要专用工具，压紧并旋转内、外圈，才能安装钢球；拆卸时，无法在现场更换，需要拆下整个鹤管部件，运回车间，再用专用工具先拆卸钢球。

②氮气密封圈部位容易结冰，无法转动旋转接头。由于氮气密封圈是布置在内、外圈之间，因此此位置就有一个放置密封圈的槽，当鹤管传输低温介质时，此位置就容易积水并结冰。

③由内圈、外圈及钢球形成的轴承装配后由于氮气密封圈的弹力作用，使得轴承旋转摩擦力增大，旋转不灵活。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可保持旋转接头内部干燥且拆装方便的LNG船用装卸臂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种LNG船用装卸臂，包括依次相连的立柱、设置在立柱内的过流管道、设置在立柱上的耳轴箱、铰接在耳轴箱上的内支承箱、与内支承箱端部铰接的外支承箱、内臂、外臂和拉断阀，过流管道和内臂之间、内臂和外臂之间、外臂和拉断阀之间分别通过旋转接头相连，连接内臂和外臂的旋转接头位于内支承箱和外支承箱的铰接处内，所述旋转接头包括左法兰、右法兰、内圈和外圈，左法兰连接内圈形成左旋转部件，右法兰连接外圈形成右旋转部件，左旋转部件与右旋转部件可相对旋转，左法兰右侧、内圈外侧及外圈左侧之间形成有空隙，空隙处安装有氮气密封圈，氮气密封圈左端面与左法兰密封接触，氮气密封圈右端面与外圈密封接触。

所述内支承箱包括中部铰接在耳轴箱上的支承板，支承板的一端设置有配重块，另一端连接有两根相互平行的内支撑管，两内支撑管的另一端相连且连接处铰接一个转盘，外支承箱包括两根相互平行的外支撑管，两外支撑管的一端分别固定在转盘上，另一端弯曲后相连且与外臂固定。

所述支承板上设置有定位板，定位板上开设有定位孔，立柱上设置有固定板，固定板上设置有导向孔，固定板上设置有T形插销，插销的下端穿过导向孔，插销的上端与定位孔相配合，插销的竖直段上套设在有弹簧，弹簧的一端与插销的水平段相抵，另一端与固定板的上表面相抵，立柱的下端铰接有手柄，手柄与插销的位于固定板下方的下端之间通过链条或连杆相连。

所述左法兰右端面处具有台阶，氮气密封圈左端面与台阶的底面密封接触，位于台阶底面外侧的围挡阻挡在氮气密封圈外侧。

所述内圈右侧与右法兰左端面设置的主动密封圈沟槽之间安装有主动密封圈，右法兰左端面设置的主动密封圈沟槽具有用于阻挡主动密封圈滑动的止口。

所述左法兰右侧与内圈左端面设置的左端面密封圈沟槽之间安装有左端面密封圈；右法兰左侧与外圈右端面设置的右端面密封圈沟槽之间安装有右端面密封圈；内圈左端面与左法兰右端面设置的主静密封圈沟槽之间安装有主静密封圈，右法兰左侧与内圈右端面设置的次级密封圈沟槽之间安装有次级密封圈。

所述内圈、外圈之间具有布满一周的钢球，钢球直径为9.525±0.1mm。

所述左法兰处设置有氮气进口或氮气出口，左法兰、内圈、外圈与右法兰中分别设置有左氮气通道、内氮气通道、外氮气通道和右氮气通道，其中内氮气通道含有一个以旋转接头中轴线为中心的环形腔体，氮气进口、左氮气通道、内氮气通道、空隙、外氮气通道、右氮气通道和氮气出口依次相通，或者氮气出口、左氮气通道、内氮气通道、空隙、外氮气通道、右氮气通道和氮气进口依次相通，右法兰设置有相对应的氮气出口或氮气进口，氮气进口与氮气出口轴向设置，环形腔体在内圈轴向上的长度L满足80%M≥L≥70%M，M为内圈在轴向上的长度，环形腔体的在轴向上的两端与内圈轴向上的两端间距相等。

还包括PLC控制***和分别设置在内臂和外臂上的传感器。

本发明的有益效果是：采用上述新型的旋转接头后，保证了本发明的正常工作，一旦需要维修，可以在线进行维修，从而提高工作效率。

附图说明

图1是本发明LNG船用装卸臂的主视图；

图2是图1中旋转接头的结构图；

图3是图1的右视图；

图4是图3的局部放大图；

图5是图4中K向视图。

图中：1、右法兰，2、主动密封圈，3、空隙4、次级密封圈，5、外圈，6、钢球，7、内圈，8、左端面密封圈，9、氮气密封圈，10、左法兰，11、卡套接头，13、主静密封圈，16、右端面密封圈，17、立柱，18、过流管道，19、耳轴箱，20、内支承箱，21、外支承箱，22、内臂，23、外臂，24、拉断阀，25、旋转接头，26、支承板，27、下转盘，28、内支撑管，29、上转盘，30、绳索，31、外支撑管，32、定位板，33、固定板，34、插销，35、弹簧，36、手柄，37、链条，38、氮气进口，39、氮气出口，40、左氮气通道，41、内氮气通道，42、外氮气通道，43、右氮气通道，44、环形腔体，45、配重块。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

如图1、图3和图4所示，本发明所述的LNG船用装卸臂，包括依次相连的立柱17、设置在立柱17内的过流管道18、设置在立柱17上的耳轴箱19、铰接在耳轴箱19上的内支承箱20、与内支承箱20端部铰接的外支承箱21、内臂22、外臂23和拉断阀24，过流管道18和内臂22之间、内臂22和外臂23之间、外臂23和拉断阀24之间分别通过旋转接头25相连，连接内臂22和外臂23的旋转接头25位于内支承箱20和外支承箱21的铰接处内。如图2所示，所述旋转接头25包括左法兰10、右法兰1、内圈7和外圈5，左法兰10连接内圈7形成左旋转部件，右法兰1连接外圈5形成右旋转部件，左旋转部件与右旋转部件可相对旋转，左法兰10右侧、内圈7外侧及外圈5左侧之间形成有空隙3，空隙3处安装有氮气密封圈9，氮气密封圈9左端面与左法兰10密封接触，氮气密封圈9右端面与外圈5密封接触。内圈7、外圈5之间具有布满一周的钢球6，钢球6直径为9.525±0.1mm。将钢球6大小设置为9.525±0.1mm，使转动更平稳，更可靠。还包括PLC控制***和分别设置在内臂22和外臂23上的传感器。这样可以实时监控内臂22和外臂23的位置，当本发明装卸臂出现问题时，可以第一时间了解设备现场具体状态，可以立刻做出相应措施，解决设备厂商资源的不合理分配及工作效率低下的问题。

氮气密封圈9布置在左法兰10与内圈7、外圈5之间，因此更换时不需要拆卸内圈7、外圈5，只需把左法兰10松开即可进行更换氮气密封圈9，实现现场拆卸更换，不需整体拆卸，解决了氮气密封圈9安装、拆卸不便的问题。同时，由于这个结构使得拆卸轴承时，内圈7、外圈5不受氮气密封圈9弹力影响，氮气密封圈9对旋转摩擦力影响很小，避免了由于氮气密封的作用而加大旋转摩擦阻力，解决了旋转摩擦力较大、旋转不灵活的问题，同时也使得内圈7、外圈5装配维修更加方便。

左法兰10右端面处具有台阶，氮气密封圈9左端面与台阶的底面密封接触，位于台阶底面外侧的围挡阻挡在氮气密封圈9外侧。

本发明在左法兰10处增加一台阶，因此保护了氮气密封圈9，避免此处结冰。氮气密封圈9处不容易存水，从而使得在雨季装车不会结冰，也永远不会存在内圈7、外圈5冻结现象。

内圈7右侧与右法兰1左端面设置的主动密封圈沟槽之间安装有主动密封圈2，右法兰1左端面设置的主动密封圈沟槽具有用于阻挡主动密封圈2滑动的止口。

在主动密封圈2沟槽处增加了一个止口，成为一个半开放式沟槽，防止在泄漏的LNG膨胀后把主动密封圈2推到流道内，从而使密封失效。

如图2所示，所述左法兰10处设置有氮气进口38，右法兰1设置有相对应的氮气出口39，当然在实际生产的时候，氮气进口38和氮气出口39的位置可以互换，本发明采用前一种设置方式。左法兰10、内圈7、外圈5与右法兰1中分别设置有左氮气通道40、内氮气通道41、外氮气通道42和右氮气通道43，其中内氮气通道41含有一个以旋转接头中轴线为中心的环形腔体44，氮气进口38、左氮气通道40、内氮气通道41、空隙3、外氮气通道42、右氮气通道43和氮气出口39依次相通，在实际生产的时候也可以氮气出口39、左氮气通道40、内氮气通道41、空隙3、外氮气通道42、右氮气通道43和氮气进口38依次相通，氮气进口38与氮气出口39轴向设置，氮气进口38与氮气出口39处均安装有卡套接头11。环形腔体44在内圈7轴向上的长度L满足80%M≥L≥70%M，M为内圈7在轴向上的长度，环形腔体44的在轴向上的两端与内圈7轴向上的两端间距分别相等。由于设置了环形腔体44，内圈7内壁的温度和外壁的温度就会相差很大，即内圈7内的低温的能量被环形腔体44隔离同时又被环形腔体44内的氮气带走，从而大大降低内圈7内的低温能量传递到外壁上，这样内圈7和外圈5外壁之间的温差不大，这样就能防止因内圈7和外圈5之间温差大而产生的收缩不均匀夹住钢球6带来的内圈7和外圈5卡死的现象。

本发明修改了氮气吹扫路线，氮气进口38与氮气出口39轴向设置，因此管线布置更贴近LNG管线，使得氮气管线始终处于内侧，不容易被碰撞，避免操作时被破坏。图2中所示箭头方向为氮气吹扫流向，此流向亦可倒流。

左法兰10右侧与内圈7左端面设置的左端面密封圈沟槽之间安装有左端面密封圈8，右法兰1左侧与外圈5右端面设置的右端面密封圈沟槽之间安装有右端面密封圈16，内圈7左端面与左法兰10右端面设置的主静密封圈沟槽之间安装有主静密封圈13，右法兰1左侧与内圈7右端面设置的次级密封圈沟槽之间安装有次级密封圈4。本发明中的旋转接头旋转更灵活，密封性能更佳，维修保养更方便。

所述内支承箱20包括中部铰接在耳轴箱19上的支承板26，支承板26的下端铰接有下转盘27，下转盘27上设置有配重块45，支承板26上端连接有两根相互平行的内支撑管28，两内支撑管28的另一端相连且连接处铰接一个上转盘29，上转盘29和下转盘27之间通过绳索30相连；外支承箱21包括两根相互平行的外支撑管31，两外支撑管31的一端分别固定在上转盘29上，另一端弯曲后相连且与外臂23固定。由于本发明是安装在码头上的，因此经常会有强风吹向本发明，设置了外支撑管和内支撑管后，由于两外支撑管和两内支撑管之间均有较大空隙，这样就能减小强风对本发明的作用力，从而大大降低本发明被吹倒的可能性。

如图4和图5所示，所述支承板26上设置有定位板32，定位板32上开设有定位孔，立柱17上设置有固定板33，固定板33上设置有导向孔，固定板33上设置有T形插销34，插销34的下端穿过导向孔，插销34的上端与定位孔相配合，插销34的竖直段上套设在有弹簧35，弹簧35的一端与插销34的水平段相抵，另一端与固定板33的上表面相抵，立柱17的下端铰接有手柄36，手柄36与插销34的位于固定板33下方的下端之间通过链条37或连杆相连如图所示。设置插销34之后，在不使用本发明的时候，先向下按手柄36，手柄36通过链条37将插销34下拉，然后将定位板32移动至固定板33上方，松开手柄36后，插销34在弹簧35的作用下复位，此时插销34上端刚好***定位板32上的定位孔中，从而使得定位板32不动，即固定住内臂22不会摆动，防止强风吹动内臂22，使得内臂22摆动，从而导致本发明整体晃动。

Claims (2)

1.LNG船用装卸臂，包括依次相连的立柱、设置在立柱内的过流管道、设置在立柱上的耳轴箱、铰接在耳轴箱上的内支承箱、与内支承箱端部铰接的外支承箱、内臂、外臂和拉断阀，过流管道和内臂之间、内臂和外臂之间、外臂和拉断阀之间分别通过旋转接头相连，连接内臂和外臂的旋转接头位于内支承箱和外支承箱的铰接处内，其特征在于：所述旋转接头包括左法兰、右法兰、内圈和外圈，左法兰连接内圈形成左旋转部件，右法兰连接外圈形成右旋转部件，左旋转部件与右旋转部件可相对旋转，左法兰右侧、内圈外侧及外圈左侧之间形成有空隙，空隙处安装有氮气密封圈，氮气密封圈左端面与左法兰密封接触，氮气密封圈右端面与外圈密封接触，所述内支承箱包括中部铰接在耳轴箱上的支承板，支承板的一端设置有配重块，另一端连接有两根相互平行的内支撑管，两内支撑管的另一端相连且连接处铰接一个转盘，外支承箱包括两根相互平行的外支撑管，两外支撑管的一端分别固定在转盘上，另一端弯曲后相连且与外臂固定，所述支承板上设置有定位板，定位板上开设有定位孔，立柱上设置有固定板，固定板上设置有导向孔，固定板上设置有T形插销，插销的下端穿过导向孔，插销的上端与定位孔相配合，插销的竖直段上套设有弹簧，弹簧的一端与插销的水平段相抵，另一端与固定板的上表面相抵，立柱的下端铰接有手柄，手柄与插销的位于固定板下方的下端之间通过链条或连杆相连；所述左法兰右端面处具有台阶，氮气密封圈左端面与台阶的底面密封接触，位于台阶底面外侧的围挡阻挡在氮气密封圈外侧，所述内圈右侧与右法兰左端面设置的主动密封圈沟槽之间安装有主动密封圈，右法兰左端面设置的主动密封圈沟槽具有用于阻挡主动密封圈滑动的止口，所述左法兰右侧与内圈左端面设置的左端面密封圈沟槽之间安装有左端面密封圈，右法兰左侧与外圈右端面设置的右端面密封圈沟槽之间安装有右端面密封圈，内圈左端面与左法兰右端面设置的主静密封圈沟槽之间安装有主静密封圈，右法兰左侧与内圈右端面设置的次级密封圈沟槽之间安装有次级密封圈，所述内圈、外圈之间具有布满一周的钢球，钢球直径为9.525±0.1mm，所述左法兰处设置有氮气进口或氮气出口，左法兰、内圈、外圈与右法兰中分别设置有左氮气通道、内氮气通道、外氮气通道和右氮气通道，其中内氮气通道含有一个以旋转接头中轴线为中心的环形腔体，氮气进口、左氮气通道、内氮气通道、空隙、外氮气通道、右氮气通道和氮气出口依次相通，或者氮气出口、左氮气通道、内氮气通道、空隙、外氮气通道、右氮气通道和氮气进口依次相通，右法兰设置有相对应的氮气出口或氮气进口，氮气进口与氮气出口轴向设置，环形腔体在内圈轴向上的长度L满足80％M≥L≥70％M，M为内圈在轴向上的长度，环形腔体的在轴向上的两端与内圈轴向上的两端间距相等。

2.根据权利要求1所述的LNG船用装卸臂，其特征在于：还包括PLC控制***和分别设置在内臂和外臂上的传感器。