一種船舶自動加油裝置的設計

吳海春

（渤海船舶職業(yè)學院，遼寧 興城 125105）

引言

加油船是保證水上船舶加油補給的加油供油平臺，為水上船舶的持續(xù)工作提供了有力的保證。目前，現(xiàn)有的水上加油船舶的加油裝置主要由油箱、油泵和輸油管路等構成。在進行加油的時候，由于輸油管路長度較長并且重量比較大，因此，需要用幾個人或者加油吊將輸油管搬運到受油船舶上進行加油，耗費了較多的人力和物力，并且人工搬運容易發(fā)生危險和事故。另外，由于船舶在加油的時候停泊在水上，當外面有風浪或者受到碰撞的時候，船體會發(fā)生搖晃，這樣會對油管產生拉扯，嚴重時會造成管道斷裂，引發(fā)事故[1]。因此，設計一種能夠解決現(xiàn)有問題的船舶加油裝置是十分必要的。

1 功能設計

為了解決船舶水上加油過程中存在的問題，設計了一種自動加油裝置，且對其功能做出如下設計：加油過程中，當船舶發(fā)生搖晃時能夠自動調整加油管的松緊，避免加油管因受力過大而斷裂；結構簡單，操作方便，油管拉動較省力；加油裝置不使用時，能夠將油管封堵，防止管中殘油流出。

2 結構設計

船舶自動加油裝置由固定座1、進口導向輪組2、出口導向輪組3、張緊組件4、油管5以及限位結構6等組成，如圖1所示。

圖1 船舶自動加油裝置結構圖

2.1 進、出口導向輪組結構設計

進口導向輪組和出口導向輪組分別安裝于固定座的兩端，二者各含有兩個滾輪，沿滾輪的周向設有環(huán)形限位槽，使兩個滾輪之間形成供油管通過的通道，為了防止油管從滾輪構成的通道中出來，在進、出口導向輪組上各設有一個固定壓條，固定壓條的一端與兩個滾輪中的一者轉動連接，另一端與兩個滾輪中的另一者通過螺栓連接。滾輪在工作時可以自由轉動，既能減小對油管的磨損，也能使拉動油管更加省力。

2.2 張緊組件結構設計

張緊組件安裝于進口導向輪組和出口導向輪組之間的固定座上，由轉動座、扭簧、兩個張緊輪和控制塊等組成。轉動座與固定座轉動連接，由“Z”字形轉動板、轉軸和安裝孔等組成，“Z”字形轉動板固定安裝在轉軸上，與轉軸同步旋轉；轉軸3上設置有凹槽4、彈簧6和轉動片5，如下頁圖2所示，轉動片位于凹槽的槽口處，與轉軸轉動連接，其轉動軸線與轉軸的軸線平行，彈簧安裝于凹槽的槽底與轉動片之間，在彈簧彈力的作用下令轉動片具有朝向逆時針轉動的趨勢；固定座上設置有轉軸的安裝孔，安裝孔的側壁上設置有用來與轉動片配合的楔形槽2，當轉軸沿逆時針方向轉動時，楔形槽會克服彈簧的彈力將轉動片壓入凹槽內，從而令轉軸可以順利的沿逆時針方向轉動，而當轉軸有沿順時針方向轉動的趨勢時，轉動片在彈簧彈力的作用下離開凹槽范圍，卡入該楔形槽內，從而令轉軸無法沿順時針方向轉動。兩個張緊輪分別安裝于“Z”字形轉動板的兩側，張緊輪設置有限位槽，該限位槽沿張緊輪的周向呈環(huán)形，油管可以卡入該限位槽內，這樣可以更好的對油管進行張緊，避免在張緊的過程中油管從張緊輪上脫落。扭簧安裝于固定座和轉動座之間，使轉動座具有朝逆時針方向轉動的趨勢，當轉動座在扭簧的作用下帶動兩個張緊輪沿逆時針方向轉動時，會令油管繞制于兩個張緊輪，從而實現(xiàn)油管的張緊，油管的張緊程度可以根據(jù)扭簧的彈力來進行控制，扭簧的彈力越大，油管張緊越厲害，而扭簧彈力越小，則油管會相對更加松弛?？刂茐K與轉動座滑動連接，拉線的一端與控制塊連接，另一端與轉動片朝向凹槽的一側連接，通過控制塊和拉線實現(xiàn)對轉動片的控制，當正向滑動控制塊時，更多的拉線進入凹槽內，此時拉線不對轉動片形成拉力，轉動片在彈簧的作用下卡入該楔形槽內，使轉動座無法沿順時針方向轉動，只能沿逆時針方向轉動；當反向滑動控制塊時，通過拉線拉動轉動片，令轉動片回到凹槽內，此時轉動座既能沿順時針方向轉動，也能沿逆時針向轉動[2-3]。

圖2 轉軸結構圖

2.3 油管設計

油管從進口導向輪組上的通道進入，然后繞制于張緊組件，再從出口導向輪組的通道伸出，在伸出端安裝有接頭。

2.4 限位結構設計

限位結構安裝于出口導向輪組和接頭之間的固定座上，由限位塊1、緩沖墊、轉動塊2和端蓋3等組成，如圖3所示。限位塊安裝于固定座上，設置有供油管5穿過的通孔，通孔的直徑小于接頭4的直徑，從而對接頭形成限位，避免接頭與出口導向輪組接觸碰撞。緩沖墊安裝于限位塊朝向接頭的一側，以形成緩沖，避免接頭與限位塊之間產生強烈的撞擊，從而對接頭進行保護。轉動塊與限位塊轉動連接，轉動塊的轉動軸線與通孔的軸線垂直。端蓋與轉動塊螺紋連接，端蓋上設置有內螺紋，接頭上設置有與內螺紋相配合的外螺紋。在完成船舶加油后，接頭可以靠在限位結構上，避免接頭與出口導向輪組中的滾輪接觸造成磕碰。

圖3 限位結構圖

3 使用方式

在船舶自動加油裝置未投入使用時，加油管接頭靠在限位結構上，此時，端蓋與轉動塊、接頭處于螺紋緊固狀態(tài)，對油管接頭形成固定和封堵。當需要對船舶進行加油時，旋松端蓋，使端蓋和接頭分開，解除對油管接頭的固定和封堵，然后拉動接頭，令油管與受油船舶的加油管路連通。在拉動油管的過程中，若張緊組件為自由轉動狀態(tài)，轉動座在油管的拉力作用下會朝向順時針方向轉動，而當扭簧收縮至一定程度后又會帶動轉動座沿逆時針方向轉動，這樣會使轉動座來回轉動，導致油管受力不均，形成一拉一扯的阻滯感，不利于接頭與受油船舶對接，所以，需要沿正向滑動轉動座的控制塊，使轉動座無法沿順時針轉動，以便油管拉出時更加順利。當接好油管后，操作控制塊向反向滑動，讓轉動座可以自由轉動，此時，若船舶受到風浪或碰撞等影響發(fā)生搖擺時，油管能在張緊組件的作用下自動調節(jié)，防止油管被拉的過緊或過松，當油管變松時，張緊組件會在扭簧的作用下，控制轉動座沿逆時針方向轉動，兩個張緊輪分別抵接到油管的不同位置，在轉動座繼續(xù)轉動的過程中會令油管彎折，從而使油管被張緊；當油管拉緊時，隨著拉力逐漸增大，將克服扭簧的作用力，使轉動座沿順時針方向旋轉，避免油管受力過大，從而對油管形成保護。加油結束后，將接頭與受油船舶斷開，收回油管，當接頭與限位塊抵接時，轉動轉動塊使其與接頭垂直，此時，端蓋恰好與接頭抵接，擰動端蓋，端蓋在轉動塊上移動，同時，端蓋與接頭也形成螺紋連接，從而對接頭形成固定和封堵，既能避免油流出造成浪費，也能避免造成環(huán)境污染。

4 結語

設計的船舶自動加油裝置結構簡單，操作方便，在將油管接頭與受油船舶連接好后，利用張緊組件可以將油管張緊，在加油的過程中，船舶遇到風浪或撞擊引起船身搖晃時，油管受到拉扯，此時張緊組件工作，可以令油管來回伸縮，以保證油管可以在始終張緊的情況下不會受到過大的拉力，實現(xiàn)油管張力的自動調節(jié)，從而保護油管不會斷裂，增加了油管使用的安全性。進、出口導向輪組的設計可以使油管拉動起來更加省力，同時，限位結構的設置可以避免接頭與出口導向輪組接觸或者碰撞，從而對出口導向輪組和接頭形成保護。