本發(fā)明屬于海上專用溢油回收船配套設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種油氣路一體化伸縮的支撐臂裝置。

背景技術(shù)：

隨著海上石油運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，船舶溢油事故明顯增多。海上溢油事故的頻發(fā)，不僅會(huì)污染海洋生態(tài)環(huán)境，更會(huì)給世界生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害，影響整個(gè)人類的可持續(xù)發(fā)展。因此，及時(shí)回收海面溢油關(guān)系到海洋環(huán)境乃至整個(gè)人類的發(fā)展。

目前，大型內(nèi)置式刷帶式收油船均采用將收油設(shè)備集于船艙內(nèi)部，收油過(guò)程中，支撐臂伸至船舷甲板外部，拉出船艙內(nèi)部的圍油欄并使其在海面形成扇形的圍油區(qū)，借助船的航行速度將油水混合物引至船艙內(nèi)部進(jìn)行溢油回收。然而，目前用于布放圍油欄的支撐臂可伸縮長(zhǎng)度較短，很大程度是因?yàn)椴荒軐?shí)現(xiàn)油氣路的長(zhǎng)距離伸縮，導(dǎo)致圍油欄在海面上形成的圍油區(qū)域有限，嚴(yán)重影響了收油船的收油效率。

因此，針對(duì)上述缺點(diǎn)與不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、可實(shí)現(xiàn)油氣路一體化伸縮的支撐臂，是該領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)著手解決的問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種油氣路一體化伸縮的支撐臂裝置，其通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵組件如支撐臂組件、傳動(dòng)組件、油路組件和氣路組件的結(jié)構(gòu)及其具體設(shè)置方式的研究和設(shè)計(jì)，可有效增加支撐臂工作時(shí)的長(zhǎng)度，并可實(shí)現(xiàn)油氣路連同支撐臂一起伸縮，以對(duì)圍油欄進(jìn)行充氣并對(duì)捕獲裝置進(jìn)行供油，可擴(kuò)寬圍油面積，提高收油效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種油氣路一體化伸縮的支撐臂裝置，包括支撐臂組件、傳動(dòng)組件、油路組件和氣路組件，其中：

所述支撐臂組件為可伸縮結(jié)構(gòu)，其包括固定臂和伸縮臂，所述固定臂的一端套接在所述伸縮臂上，其另一端的內(nèi)部安裝有支撐臂底座；

所述傳動(dòng)組件包括絲桿螺母、絲桿、動(dòng)力源和導(dǎo)向套管，所述絲桿螺母固定在所述伸縮臂的內(nèi)部，所述絲桿穿過(guò)所述支撐臂底座，其一端與所述絲桿螺母螺紋連接，另一端與所述動(dòng)力源相連，所述導(dǎo)向套管包裹于所述絲桿的外部，并固定在所述支撐臂底座上；

所述油路組件為可伸縮結(jié)構(gòu)，其包括彼此相連的不銹鋼管和雙聯(lián)彈簧管，所述不銹鋼管與所述伸縮臂相連，所述雙聯(lián)彈簧管套裝在所述導(dǎo)向套管上，并且其前后兩端分別與所述絲桿螺母和導(dǎo)向套管的后端相連；

所述氣路組件為可伸縮結(jié)構(gòu)，其包括大氣管和小氣管，所述大氣管嵌套在所述小氣管的外部，其固定在所述伸縮臂上，所述小氣管固定在所述支撐臂底座上。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述伸縮臂的前端設(shè)置有可拆卸彈性套筒法蘭，該可拆卸彈性套筒法蘭用于安裝支撐臂裝置前端的捕獲裝置，其為焊接件，其通過(guò)上、下兩側(cè)的螺栓緊扣于所述伸縮臂的前端。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述不銹鋼管分為進(jìn)油管和出油管，所述進(jìn)油管和出油管通過(guò)油管卡箍固定在油管固定板上，所述油管固定板與所述伸縮臂通過(guò)多個(gè)螺釘固定，所述雙聯(lián)彈簧管通過(guò)直通式卡套管接頭和油管過(guò)渡接頭一與所述進(jìn)油管和出油管的一端相連，雙聯(lián)彈簧管的前后兩端分別通過(guò)彈簧管固定壓圈與絲桿螺母和導(dǎo)向套管后端的法蘭固定連接，所述進(jìn)油管和出油管的另一端通過(guò)油管過(guò)渡接頭二和直角卡套式接頭將液壓油引至所述捕獲裝置中以實(shí)現(xiàn)供油。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述小氣管的后端通過(guò)氣管接頭固定在所述支撐臂底座上，所述大氣管通過(guò)氣管卡箍固定在氣管固定板上，該氣管固定板通過(guò)多個(gè)螺釘與所述伸縮臂固定連接，所述大氣管的后端焊接有組合密封件以保證大氣管與小氣管之間的氣密性，其前端通過(guò)氣管過(guò)渡接頭和直角卡套式接頭與捕獲裝置的圍油欄端部的氣路相連，以實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程中對(duì)圍油欄的充氣和吸氣。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述絲桿螺母為十字形，所述導(dǎo)向套管為圓形鋼管，其圓周方向均勻分布有4個(gè)與所述十字形的絲桿螺母配合的長(zhǎng)形槽，其尺寸優(yōu)選為Φ110×5mm。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述支撐臂底座設(shè)有方形凸臺(tái)，所述固定臂為方形鋼管，其尺寸優(yōu)選設(shè)定為250×250×10mm，其嵌套在所述支撐臂底座的方形凸臺(tái)上，并通過(guò)螺栓與支撐臂底座相連。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述伸縮臂為方形鋼管，其后端部位通過(guò)四個(gè)方向上的沉頭螺釘與所述絲桿螺母相連，其尺寸優(yōu)選設(shè)定為200×200×10mm，制備材料優(yōu)選為6061鋁合金或者2205雙相不銹鋼。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述雙聯(lián)彈簧管可自由伸縮，其尺寸優(yōu)選被設(shè)定為中徑Φ125mm，初始長(zhǎng)度為1m，有限圈數(shù)為55圈，伸長(zhǎng)后螺距為60mm，且優(yōu)選采用PU聚氨酯制成。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述絲桿具體為T形絲桿，其為雙頭螺旋，螺距為16mm，優(yōu)選采用40Cr制成，所述絲桿螺母優(yōu)選采用鑄造鋁青銅制成。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述絲桿螺母上設(shè)有與所述固定臂內(nèi)表面接觸的滾輪，以減少伸縮臂移動(dòng)時(shí)的摩擦力。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的支撐臂為可伸縮結(jié)構(gòu)，通過(guò)后端液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)伸縮臂與絲桿螺母一起沿導(dǎo)向管方向移動(dòng)，可顯著增加支撐臂工作時(shí)的長(zhǎng)度，工作狀態(tài)可伸長(zhǎng)至12m，擴(kuò)寬了收油船工作時(shí)圍油欄的圍油面積，提高了收油效率，同時(shí)非工作狀態(tài)時(shí)的存儲(chǔ)長(zhǎng)度并未增加，具有操作簡(jiǎn)單、收油高效、存儲(chǔ)方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.本發(fā)明的支撐臂內(nèi)部的油路采用彈簧管伸縮形式，氣路采用大小管子相互嵌套的形式，可以隨著支撐臂的狀態(tài)進(jìn)行自由伸縮，實(shí)現(xiàn)了整體伸縮一體化，可實(shí)現(xiàn)伸縮供油、輸氣等功能，工作高效實(shí)用。

3.本發(fā)明的裝置可伸縮內(nèi)部設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，加入了滾輪結(jié)構(gòu)，減小了伸縮過(guò)程中的摩擦，滿足力學(xué)性能要求，整體結(jié)構(gòu)采用多管套合，有很高的強(qiáng)度，可以抵抗四級(jí)海況，因而尤其適合配備在內(nèi)置刷帶式收油船上，可顯著提高收油效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種油氣路一體化伸縮的支撐臂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的油路組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的氣路組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的導(dǎo)向套管與絲桿螺母的裝配圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種油氣路一體化伸縮的支撐臂裝置，其主要包括支撐臂組件、傳動(dòng)組件、油路組件13和氣路組件14，其中，支撐臂組件為可伸縮結(jié)構(gòu)，用于作為傳動(dòng)組件、油路組件13和氣路組件14的安裝部件，傳動(dòng)組件用于實(shí)現(xiàn)支撐臂組件、油路組件13和氣路組件14的伸縮運(yùn)動(dòng)，油路組件13用于將液壓油引至支撐臂裝置前端的捕獲裝置以實(shí)現(xiàn)供油，氣路組件14用于實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程中對(duì)捕獲裝置圍油欄的充、吸氣。通過(guò)上述各個(gè)部件的相互配合，使得油氣路也可隨伸縮臂前后移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)伸縮供油、輸氣等功能，工作高效實(shí)用。

下面將對(duì)各個(gè)部件逐一進(jìn)行更為具體的說(shuō)明。

如圖1所示，支撐臂組件為可伸縮結(jié)構(gòu)，其包括固定臂5和伸縮臂12，固定臂5的一端套接在伸縮臂12上，其另一端的內(nèi)部安裝有支撐臂底座4。具體的，伸縮臂12的前端(圖1的左側(cè))設(shè)置有可拆卸彈性套筒法蘭15，該可拆卸彈性套筒法蘭15用于安裝捕獲裝置(捕獲裝置用于捕獲海面上的溢油區(qū)域，其為常規(guī)結(jié)構(gòu)，在此不贅述)，該可拆卸彈性套筒法蘭15為焊接件，其通過(guò)上、下兩側(cè)的螺栓緊扣于伸縮臂的前端。

進(jìn)一步的，支撐臂底座4上設(shè)有方形凸臺(tái)，固定臂5為雙相不銹鋼方形鋼管，其尺寸優(yōu)選確定為250mm×250mm×10mm，該尺寸符合強(qiáng)度核算要求，及外觀符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，其嵌套在支撐臂底座4的方形凸臺(tái)上，并通過(guò)螺栓與支撐臂底座相連。伸縮臂12為方形鋼管，其后端部位通過(guò)四個(gè)方向上的內(nèi)六角沉頭螺釘與絲桿螺母11相連，其尺寸優(yōu)選設(shè)定為200mm×200mm×10mm，該尺寸符合強(qiáng)度核算要求、外觀符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求及兩者配合間隙符合設(shè)計(jì)要求，制備材料優(yōu)選為6061鋁合金或者2205雙相不銹鋼。

如圖1所示，傳動(dòng)組件包括絲桿螺母11、絲桿3、動(dòng)力源和導(dǎo)向套管6，絲桿螺母11固定在伸縮臂12的內(nèi)部，具體為十字形，絲桿3與絲桿襯套過(guò)盈配合，絲桿襯套固定于支撐臂底座4，絲桿3的一端與絲桿螺母11螺紋連接，另一端與動(dòng)力源相連，動(dòng)力源具體為液壓馬達(dá)1，導(dǎo)向套管6包裹于絲桿3的外部，與絲桿套合在一起，并通過(guò)底部方型法蘭、加強(qiáng)筋與支撐臂底座4連接在一起。

具體的，如圖4所示，導(dǎo)向套管6為圓形鋼管，其圓周方向均勻分布有4個(gè)與十字形的絲桿螺母11形狀配合的長(zhǎng)形槽(長(zhǎng)形槽開設(shè)的方向與圓形鋼管的軸線平行)，四個(gè)長(zhǎng)形槽的整體呈十字形(即從橫向看為十字形)，與十字形絲桿螺母的形狀相吻合，絲桿螺母11套裝在導(dǎo)向套管6內(nèi)部，兩者之間存在間隙，且絲桿螺母11通過(guò)四周的螺釘與伸縮臂12固連在一起，絲桿螺母11的十字形結(jié)構(gòu)與導(dǎo)向套管6的長(zhǎng)形槽相互配合，并可沿長(zhǎng)形槽前后移動(dòng)，導(dǎo)向套管6的尺寸優(yōu)選為Φ110mm×5mm，該尺寸不僅符合強(qiáng)度核算要求、外觀符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求且兩者配合間隙符合設(shè)計(jì)要求。絲桿螺母11上設(shè)有與固定臂5內(nèi)表面接觸的滾輪10，以減少伸縮臂移動(dòng)時(shí)的摩擦力。

進(jìn)一步的，絲桿3為T形絲桿，其為雙頭螺旋，螺距為16mm，優(yōu)選采用40Cr制成，絲桿螺母11優(yōu)選采用鑄造鋁青銅制成。絲桿3通過(guò)聯(lián)軸器與液壓馬達(dá)1相連，液壓馬達(dá)1驅(qū)動(dòng)絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲桿螺母11與伸縮臂12一起在導(dǎo)向套管6的長(zhǎng)形槽內(nèi)前后移動(dòng)。

如圖2所示，油路組件13整體為可伸縮結(jié)構(gòu)，前半部分為不銹鋼管，后半部分為雙聯(lián)彈簧管8，其可伸縮結(jié)構(gòu)主要通過(guò)雙聯(lián)彈簧管8實(shí)現(xiàn)。其中，不銹鋼管包括進(jìn)油管13-3和出油管13-4，進(jìn)油管13-3和出油管13-4通過(guò)油管卡箍13-5固定在油管固定板13-6上，油管固定板13-6與伸縮臂12通過(guò)多個(gè)螺釘固定；雙聯(lián)彈簧管8套裝在導(dǎo)向套管6上，其通過(guò)直通式卡套管接頭13-1和油管過(guò)渡接頭一13-2與進(jìn)油管13-3的一端以及出油管13-4的一端相連，雙聯(lián)彈簧管8的前后兩端分別通過(guò)彈簧管固定壓圈7、9與絲桿螺母11以及導(dǎo)向套管6后端的法蘭固定連接，以此形成可伸縮結(jié)構(gòu)，支撐臂組件伸縮時(shí)，伸縮臂12帶動(dòng)絲桿螺母11上固定的彈簧管固定壓圈9前后移動(dòng)；液壓油由支撐臂底座4的進(jìn)油孔進(jìn)入雙聯(lián)彈簧管的進(jìn)油管道流入進(jìn)油管13-3，進(jìn)油管13-3的另一端以及出油管13-4的另一端通過(guò)油管過(guò)渡接頭二13-8和直角卡套式接頭13-7將液壓油引至捕獲裝置中以實(shí)現(xiàn)供油。

進(jìn)一步的，雙聯(lián)彈簧管8可自由伸縮，為兩根管子粘連在一起形成的彈簧結(jié)構(gòu)，其尺寸優(yōu)選被設(shè)定為中徑Φ125mm，初始長(zhǎng)度為1m，有限圈數(shù)為55圈，伸長(zhǎng)后螺距為60mm，且優(yōu)選采用PU聚氨酯制成。

如圖3所示，氣路組件14整體為可伸縮結(jié)構(gòu)，其前半部分為大氣管，后半部分為小氣管，其可伸縮結(jié)構(gòu)主要通過(guò)大氣管14-5與小氣管14-1相互嵌套實(shí)現(xiàn)。具體的，大氣管14-5嵌套在小氣管14-1的外部，小氣管14-1的后端(圖3的右側(cè))通過(guò)氣管接頭固定在支撐臂底座4上，大氣管14-5通過(guò)氣管卡箍14-3固定在氣管固定板14-4上，該氣管固定板14-4通過(guò)多個(gè)螺釘與伸縮臂12固定連接，大氣管14-5的后端(圖3的右側(cè))焊接有組合密封件14-2，以保證大氣管14-5與小氣管14-1之間的氣密性，其前端(圖3的左側(cè))通過(guò)氣管過(guò)渡接頭14-6和直角卡套式接頭14-7與捕獲裝置中的圍油欄的氣路相連，以實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程中對(duì)圍油欄的充氣和吸氣，支撐臂組件伸縮時(shí)，伸縮臂12帶動(dòng)大氣管14-5沿小氣管14-1外表面前后移動(dòng)。

本發(fā)明的支撐臂裝置工作時(shí)，在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下移出船舷甲板，伸出船舷外，液壓馬達(dá)1驅(qū)動(dòng)絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)伸縮臂12與絲桿螺母11一起在導(dǎo)向管6十字槽內(nèi)前后移動(dòng)，絲桿螺母11上的滾輪10與固定臂5內(nèi)表面接觸，可以減少移動(dòng)過(guò)程中的摩擦力，支撐臂內(nèi)部設(shè)有的可伸縮氣路14給圍油欄氣室腔充氣，支撐臂內(nèi)部設(shè)有的可伸縮油路13給支撐臂前端可拆卸彈性套筒法蘭15連接的捕獲裝置供油，以此實(shí)現(xiàn)溢油的捕捉回收。

通過(guò)上述構(gòu)思，可以顯著增加支撐臂工作時(shí)的長(zhǎng)度，擴(kuò)寬收油船工作時(shí)圍油欄的圍油面積，具有操作簡(jiǎn)單、收油高效、存儲(chǔ)方便等優(yōu)點(diǎn)；尤其是，支撐臂內(nèi)部的油路采用彈簧管伸縮形式，氣路采用大小管子相互嵌套的形式，可以隨著支撐臂的狀態(tài)進(jìn)行自由伸縮，實(shí)現(xiàn)了支撐臂整體伸縮一體化，滿足了整體機(jī)構(gòu)的要求。

此外，該可伸縮油氣路一體化裝置內(nèi)部設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，加入了滾輪結(jié)構(gòu)，減小了伸縮過(guò)程中的摩擦，滿足力學(xué)性能要求，整體結(jié)構(gòu)采用多管套合，有很高的強(qiáng)度，可以抵抗四級(jí)海況，尤其適合配備在內(nèi)置刷帶式收油船上，顯著提高收油效率。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。