本發(fā)明屬于海上專用溢油回收船配套設備領域，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：

隨著海上石油運輸?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)，不僅會污染海洋生態(tài)環(huán)境，更會給世界生態(tài)環(huán)境帶來嚴重的危害，影響整個人類的可持續(xù)發(fā)展。因此，及時回收海面溢油關系到海洋環(huán)境乃至整個人類的發(fā)展。

目前，大型內(nèi)置式刷帶式收油船均采用將收油設備集于船艙內(nèi)部，收油過程中，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)部進行溢油回收。然而，目前用于布放圍油欄的支撐臂可伸縮長度較短，很大程度是因為不能實現(xiàn)油氣路的長距離伸縮，導致圍油欄在海面上形成的圍油區(qū)域有限，嚴重影響了收油船的收油效率。

因此，針對上述缺點與不足，提供一種結(jié)構緊湊、操作方便、可實現(xiàn)油氣路一體化伸縮的支撐臂，是該領域技術人員應著手解決的問題之一。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種油氣路一體化伸縮的支撐臂裝置，其通過對其關鍵組件如支撐臂組件、傳動組件、油路組件和氣路組件的結(jié)構及其具體設置方式的研究和設計，可有效增加支撐臂工作時的長度，并可實現(xiàn)油氣路連同支撐臂一起伸縮，以對圍油欄進行充氣并對捕獲裝置進行供油，可擴寬圍油面積，提高收油效率。

為實現(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，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；

所述傳動組件包括絲桿螺母、絲桿、動力源和導向套管，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，另一端與所述動力源相連，所述導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，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向套管上，并且其前后兩端分別與所述絲桿螺母和導向套管的后端相連；

所述氣路組件為可伸縮結(jié)構，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。

作為進一步優(yōu)選的，所述伸縮臂的前端設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，其通過上、下兩側(cè)的螺栓緊扣于所述伸縮臂的前端。

作為進一步優(yōu)選的，所述不銹鋼管分為進油管和出油管，所述進油管和出油管通過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多個螺釘固定，所述雙聯(lián)彈簧管通過直通式卡套管接頭和油管過渡接頭一與所述進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彈簧管固定壓圈與絲桿螺母和導向套管后端的法蘭固定連接，所述進油管和出油管的另一端通過油管過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現(xiàn)供油。

作為進一步優(yōu)選的，所述小氣管的后端通過氣管接頭固定在所述支撐臂底座上，所述大氣管通過氣管卡箍固定在氣管固定板上，該氣管固定板通過多個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，其前端通過氣管過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，以實現(xiàn)工作過程中對圍油欄的充氣和吸氣。

作為進一步優(yōu)選的，所述絲桿螺母為十字形，所述導向套管為圓形鋼管，其圓周方向均勻分布有4個與所述十字形的絲桿螺母配合的長形槽，其尺寸優(yōu)選為Φ110×5mm。

作為進一步優(yōu)選的，所述支撐臂底座設有方形凸臺，所述固定臂為方形鋼管，其尺寸優(yōu)選設定為250×250×10mm，其嵌套在所述支撐臂底座的方形凸臺上，并通過螺栓與支撐臂底座相連。

作為進一步優(yōu)選的，所述伸縮臂為方形鋼管，其后端部位通過四個方向上的沉頭螺釘與所述絲桿螺母相連，其尺寸優(yōu)選設定為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)選被設定為中徑Φ125mm，初始長度為1m，有限圈數(shù)為55圈，伸長后螺距為60mm，且優(yōu)選采用PU聚氨酯制成。

作為進一步優(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。

作為進一步優(yōu)選的，所述絲桿螺母上設有與所述固定臂內(nèi)表面接觸的滾輪，以減少伸縮臂移動時的摩擦力。

總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，主要具備以下的技術優(yōu)點：

1.本發(fā)明的支撐臂為可伸縮結(jié)構，通過后端液壓馬達驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，從而帶動伸縮臂與絲桿螺母一起沿導向管方向移動，可顯著增加支撐臂工作時的長度，工作狀態(tài)可伸長至12m，擴寬了收油船工作時圍油欄的圍油面積，提高了收油效率，同時非工作狀態(tài)時的存儲長度并未增加，具有操作簡單、收油高效、存儲方便等優(yōu)點。

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)進行自由伸縮，實現(xiàn)了整體伸縮一體化，可實現(xiàn)伸縮供油、輸氣等功能，工作高效實用。

3.本發(fā)明的裝置可伸縮內(nèi)部設計合理，結(jié)構緊湊，加入了滾輪結(jié)構，減小了伸縮過程中的摩擦，滿足力學性能要求，整體結(jié)構采用多管套合，有很高的強度，可以抵抗四級海況，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。

附圖說明

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

圖2是本發(fā)明實施例提供的油路組件結(jié)構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的氣路組件結(jié)構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的導向套管與絲桿螺母的裝配圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實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)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，本發(fā)明實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，用于作為傳動組件、油路組件13和氣路組件14的安裝部件，傳動組件用于實現(xiàn)支撐臂組件、油路組件13和氣路組件14的伸縮運動，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現(xiàn)供油，氣路組件14用于實現(xiàn)工作過程中對捕獲裝置圍油欄的充、吸氣。通過上述各個部件的相互配合，使得油氣路也可隨伸縮臂前后移動，可實現(xiàn)伸縮供油、輸氣等功能，工作高效實用。

下面將對各個部件逐一進行更為具體的說明。

如圖1所示，支撐臂組件為可伸縮結(jié)構，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，在此不贅述)，該可拆卸彈性套筒法蘭15為焊接件，其通過上、下兩側(cè)的螺栓緊扣于伸縮臂的前端。

進一步的，支撐臂底座4上設有方形凸臺，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，該尺寸符合強度核算要求，及外觀符合國家標準要求，其嵌套在支撐臂底座4的方形凸臺上，并通過螺栓與支撐臂底座相連。伸縮臂12為方形鋼管，其后端部位通過四個方向上的內(nèi)六角沉頭螺釘與絲桿螺母11相連，其尺寸優(yōu)選設定為200mm×200mm×10mm，該尺寸符合強度核算要求、外觀符合國家標準要求及兩者配合間隙符合設計要求，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，傳動組件包括絲桿螺母11、絲桿3、動力源和導向套管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，另一端與動力源相連，動力源具體為液壓馬達1，導向套管6包裹于絲桿3的外部，與絲桿套合在一起，并通過底部方型法蘭、加強筋與支撐臂底座4連接在一起。

具體的，如圖4所示，導向套管6為圓形鋼管，其圓周方向均勻分布有4個與十字形的絲桿螺母11形狀配合的長形槽(長形槽開設的方向與圓形鋼管的軸線平行)，四個長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套裝在導向套管6內(nèi)部，兩者之間存在間隙，且絲桿螺母11通過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)構與導向套管6的長形槽相互配合，并可沿長形槽前后移動，導向套管6的尺寸優(yōu)選為Φ110mm×5mm，該尺寸不僅符合強度核算要求、外觀符合國家標準要求且兩者配合間隙符合設計要求。絲桿螺母11上設有與固定臂5內(nèi)表面接觸的滾輪10，以減少伸縮臂移動時的摩擦力。

進一步的，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通過聯(lián)軸器與液壓馬達1相連，液壓馬達1驅(qū)動絲桿3轉(zhuǎn)動，從而帶動絲桿螺母11與伸縮臂12一起在導向套管6的長形槽內(nèi)前后移動。

如圖2所示，油路組件13整體為可伸縮結(jié)構，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)構主要通過雙聯(lián)彈簧管8實現(xiàn)。其中，不銹鋼管包括進油管13-3和出油管13-4，進油管13-3和出油管13-4通過油管卡箍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通過多個螺釘固定；雙聯(lián)彈簧管8套裝在導向套管6上，其通過直通式卡套管接頭13-1和油管過渡接頭一13-2與進油管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彈簧管固定壓圈7、9與絲桿螺母11以及導向套管6后端的法蘭固定連接，以此形成可伸縮結(jié)構，支撐臂組件伸縮時，伸縮臂12帶動絲桿螺母11上固定的彈簧管固定壓圈9前后移動；液壓油由支撐臂底座4的進油孔進入雙聯(lián)彈簧管的進油管道流入進油管13-3，進油管13-3的另一端以及出油管13-4的另一端通過油管過渡接頭二13-8和直角卡套式接頭13-7將液壓油引至捕獲裝置中以實現(xiàn)供油。

進一步的，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，其尺寸優(yōu)選被設定為中徑Φ125mm，初始長度為1m，有限圈數(shù)為55圈，伸長后螺距為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，其前半部分為大氣管，后半部分為小氣管，其可伸縮結(jié)構主要通過大氣管14-5與小氣管14-1相互嵌套實現(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))通過氣管接頭固定在支撐臂底座4上，大氣管14-5通過氣管卡箍14-3固定在氣管固定板14-4上，該氣管固定板14-4通過多個螺釘與伸縮臂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))通過氣管過渡接頭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，以實現(xiàn)工作過程中對圍油欄的充氣和吸氣，支撐臂組件伸縮時，伸縮臂12帶動大氣管14-5沿小氣管14-1外表面前后移動。

本發(fā)明的支撐臂裝置工作時，在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動下移出船舷甲板，伸出船舷外，液壓馬達1驅(qū)動絲桿3轉(zhuǎn)動，從而帶動伸縮臂12與絲桿螺母11一起在導向管6十字槽內(nèi)前后移動，絲桿螺母11上的滾輪10與固定臂5內(nèi)表面接觸，可以減少移動過程中的摩擦力，支撐臂內(nèi)部設有的可伸縮氣路14給圍油欄氣室腔充氣，支撐臂內(nèi)部設有的可伸縮油路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，以此實現(xiàn)溢油的捕捉回收。

通過上述構思，可以顯著增加支撐臂工作時的長度，擴寬收油船工作時圍油欄的圍油面積，具有操作簡單、收油高效、存儲方便等優(yōu)點；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)進行自由伸縮，實現(xiàn)了支撐臂整體伸縮一體化，滿足了整體機構的要求。

此外，該可伸縮油氣路一體化裝置內(nèi)部設計合理，結(jié)構緊湊，加入了滾輪結(jié)構，減小了伸縮過程中的摩擦，滿足力學性能要求，整體結(jié)構采用多管套合，有很高的強度，可以抵抗四級海況，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。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。