船用裝卸臂電液快速連接器的應用

韓會林，鄭 普，張圣康，孫蘭萍

連云港遠洋流體裝卸設備有限公司，江蘇連云港 222062

隨著對船用裝卸臂的自動化水平和安全性能的要求越來越高，原有的手動快速接頭已無法滿足使用需求。筆者公司為此開發了一種可以快速連接和脫離的電液快速連接器。

傳統的快速連接器為手動快速接頭，安裝在裝卸臂的前端法蘭上；有兩種結構方式：楔塊式（如圖一）和聯接爪式（如圖二），根據法蘭口徑和壓力等級的不同，標準的手快快速接頭配置3 ～8 個標準楔塊或聯接爪；連接時，首先使裝卸臂接頭法蘭與貨輪歧管法蘭貼近至允許連接范圍，對于楔塊式人工通過專用工具轉動楔塊使其坡面跟進壓緊兩片連接法蘭達到密封連接以傳輸各種液體和氣體介質；而聯接爪式要先轉動聯接爪至法蘭正方向然后旋動聯接爪后面的鎖緊螺母使兩片連接法蘭貼緊達到密封連接；當裝卸物料完成后，進行裝卸臂與貨輪脫離時，需要反向重復上述動作。人工操作不但勞動強度大，而且管線內殘留的化工介質會對工作人員造成人身傷害。當遇到低溫介質時(液化氣、液氨等)，人工操作也極為不方便。

筆者公司在國外同類產品的基礎上研發改進出新型的電液快速連接器，它安裝在輸油臂前端，使裝卸臂在移動到槽船歧管法蘭附近時可以快速實現連接的一種裝置，它的主要優點是：1）快速自動連接和分離；2）不同的船舶法蘭連接時不用使用變徑管，可以直連；3）采用遙控電液控制，大大減少勞動強度，和遠離危險環境；4）電液失效的情況下能夠手動脫離。新型的電液快速連接器的使用使碼頭作業更加快速、安全、可靠。

1 該電液快速連接器的結構

該裝置結構如圖三所示，主要組成如下：

1）壓緊機構：該機構由關節軸承2、特制芯軸3、壓縮彈簧4 組成。該機構是鎖緊的主要動力源；

2）回轉機構：該機構由回轉環5、固定環6、油缸8、油缸支座9 組成。該機構通過油缸伸縮推動回轉環相對固定環旋轉，從而推動壓緊機構；

3）管線主體：管線主體是由上連接法蘭7、管道、下對接法蘭、加強環、導向板、卡轉支座組成。它是產品的主體結構；

4）卡爪：卡爪是連接法蘭的壓緊執行機構，通過卡爪將槽船管線法蘭卡緊；

5）液壓控制元件：該元件作為裝卸臂液壓控制系統的一部分，具有獨立的液壓回路。可以給予電液快速連接器的連接和脫離動作提供穩定可靠地動力；

6）電氣控制元件。該控制元件集成在裝卸臂的控制系統之中是實現快速連接器連接與脫離動作的指揮系統，可以遠程或遙控操作。

2 該電液快速連接器的工作原理

電液快速連接器在電氣液壓系統的控制下，通過主控制面板按鈕或遙控器操作，首先打開卡爪至卡爪打開限位位置，取下盲法蘭，操作裝卸臂使連接器沿導向板與槽船管線法蘭對中靠近，直至兩篇法蘭間的間隙小于5mm。啟動卡緊動作，油缸桿拉動回轉環旋轉，推動壓緊機構的末端行走，從而使卡爪繞銷軸轉向船端法蘭非密封面，通過壓縮彈簧釋放的壓力縮小兩片連接法蘭的距離和使密封圈產生密封變形，當壓緊機構的末端行走到壓緊限位位置時，壓緊動作完成。此時壓緊機構處于機械自鎖角（即壓緊機構與卡爪側平面形成反向3°以上的夾角），壓縮彈簧所釋放的壓力，通過卡爪傳遞至法蘭面上的壓力不小于法蘭在裝卸臂工作狀態下可能的外力對連接法蘭處所產生的破壞載荷的總和。

當物料裝卸工作完成后，首先進行裝卸臂管線的排空吹掃工作，在確保管線內無介質，無壓力的情況下操作裝卸臂的復位工作，啟動卡爪打開按鈕，油缸反方向推動回轉環旋轉，拉動壓緊機構回初始位置，釋放彈簧，進而帶動卡爪旋轉，使卡爪打開并回到開啟位置。此時裝卸臂的快速連接器與槽船分離，操作裝卸臂回到鎖緊位置。

當因故障斷電時，液壓系統無法工作，為使裝卸臂與槽船分離，筆者公司研制了手動打開裝置，通過人工將卡爪打開。如圖四所示：將該裝置安裝在電液快速連接器的油缸支座上，用扳手旋動螺旋桿3，螺旋桿旋轉帶動旋轉套2 往外移動帶動油缸支耳移動，從而打開卡爪，實現分離。

3 技術參數

基本參數

公稱壓力（MPa） -0.06 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3工作溫度（℃） -50～200基本通徑（DN）150 200 250 300 350 400 500包絡范圍（DN）100 150 100 200 150 250 200 300 250 350 300 400主體材料 碳鋼 304 316密封材料 橡膠 PTFE

4 結論與展望

基于國內石化行業的快速發展的需求，裝卸臂具有比較廣闊的發展前景，與其配套的電液快速連接器也將得到廣泛的應用。但與國外的同類設備相比較還有一定差距，需要在今后的設計生產中不斷的改進。

[1]裝卸臂的設計和結構規范[D].3版.石油公司國際海洋論壇（OCIMF），1999.