海洋溢油处理船.pdf

本发明涉及海洋溢油处理设备。一种海洋溢油处理船，包括船体、设有拖板的吸头架、设置于拖板的吸油泵和驱动拖板在吸头架上移动的平移机构，平移机构包括啮合在一起的齿条和内部设有润滑机构的行走齿轮，润滑机构包括出油口、补气口、密封头、驱动密封头密封住出油口的第一弹簧、缸体和活塞，活塞将缸体分割为气腔和油腔，活塞设有朝向气腔开启的单向阀，活塞通过连杆同密封头连接在一起，出油口同油腔相连通，补气口同气腔相连通，出油口设置于行走齿轮的齿顶，密封头伸出行走齿轮的齿顶的距离大于行走齿轮与齿条之间的齿顶隙。本发明具有能够自润滑和将海洋溢油抽离水面的优点，解决了海洋溢油处理船不能够方便地将海洋溢油抽离海面的问题。

1.  一种海洋溢油处理船，包括船体，所述船体设有水上推进机构，其特征在于，还包括吸头架、换向关节和吸油泵，所述吸油泵的进口端连接有吸油嘴，所述吸油架通过所述换向关节连接于所述船体，所述吸头架滑动连接有拖板，所述吸油泵连接于所述拖板，所述拖板和吸头架之间设有驱动拖板在吸头架上平移的平移机构，所述平移机构包括设置于吸头架的齿条和设置于拖板的行走齿轮，所述行走齿轮啮合于所述齿条，所述行走齿轮内设有若干润滑机构，所述润滑机构包括出油口、补气口、密封头、驱动密封头密封住出油口的第一弹簧、缸体和滑动密封连接于缸体的活塞，所述活塞将所述缸体分割为气腔和油腔，所述活塞设有朝向气腔开启的单向阀，所述活塞通过连杆同所述密封头连接在一起，所述出油口通过油道同所述油腔相连通，所述补气口通过气道同所述气腔相连通，所述出油口设置于所述行走齿轮的齿顶，所述密封头伸出所述行走齿轮的齿顶的距离大于所述行走齿轮与齿条之间的齿顶隙。

2.  根据权利要求1所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述行走齿轮有两个，所述齿条有两根，所述两个行走齿轮一一对应地啮合于所述两根齿条，所述两个行走齿轮通过轮轴连接在一起，所述轮轴为圆形管结构，所述轮轴内可转动地穿设有圆形内杆，所述内杆的外周面设有第一摩擦层，所述轮轴的内表面设有第二摩擦层，所述内杆和轮轴通过所述第一摩擦层和第二摩擦层抵接在一起。

3.  根据权利要求2所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述内杆包括左杆和右杆，所述左杆的左端通过左吸能弹簧同所述轮轴连接在一起，所述左杆的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿，所述右杆的右端通过右吸能弹簧同所述轮轴连接在一起，所述右杆的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿，所述第一换向齿和第二换向齿啮合在一起。

4.  根据权利要求2或3所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述轮轴和内杆之间填充有摩擦剂。

5.  根据权利要求1或2或3所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述船体连接有安装座，所述换向关节包括旋转座、驱动旋转座转动的旋转油缸、一端通过底座铰轴铰接于所述安装座的底座、驱动底座相对于安装座摆动的底座摆动油缸、一端通过连接座铰轴同所述底座铰接在一起的连接座、驱动所述连接座相对于所述底座摆动的连接座摆动油缸、第一连杆和第二连杆，所述连接座的另一端通过所述旋转座同所述吸头架连接在一起，所述连接座铰轴的轴线、所述底座铰轴的轴线和所述旋转座的轴线三者两两交叉，所述第一连杆、第二连杆、安装座和底座四者构成四连杆机构。

6.  根据权利要求5所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述底座摆动油缸的一端同所述安装座铰接在一起、另一端铰接于所述第一连杆和第二连杆的铰接处。

7.  根据权利要求1或2或3所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述船体还设有支撑所述吸头架的支撑座，所支撑座为管状结构，所述支撑座内设有若干隔板，所述隔板将支撑座的内部隔离出若干沿支撑座的延伸方向分布的腔体，所述腔体内设有弹性隔膜，所述弹性隔膜将所述腔体分割为填充腔和空置腔，所述弹性隔膜为朝向所述填充腔拱起的碗形结构，所述填充腔内填充有流砂，所述填充腔中设有增阻板，所述增阻板将所述填充腔分割为第一填充腔和第二填充腔，所述增阻板设有连通第一填充腔和第二填充腔的摩擦孔，所述空置腔设有贯通所述支撑座的气孔。

8.  根据权利要求7所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述支撑座的外周面设有若干沿支撑座轴向分布的外形变引导槽，所述支撑座的内周面设有若干沿支撑座轴向分布的内形变引导槽，所述外形变导引槽和内形变导引槽都为沿支撑座的周向延伸的环形槽。

9.  根据权利要求8所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述外形变导引槽和内形变导引槽对齐。

10.  根据权利要求1或2或3所述的海洋溢油处理船，其特征在于，所述吸油嘴通过加长管连接于所述吸油泵的进口端，所述加长管的延伸方向同所述拖板的滑动方向相同；所述拖板位于拖板行程的一个端点时，所述吸油嘴伸出所述吸头架。

海洋溢油处理船
技术领域
本发明涉及海洋溢油处理设备，尤其涉及一种海洋溢油处理船。
背景技术
对海洋溢油进行处理的设备有很多，其中海洋溢油处理船即为其中的一种。在中国专利申请号为2010102205614、公开日为2010年11月17日、名称为“一种海上溢油高效处理船”的专利文献中公开了一种现有结构的海洋溢油处理船，该专利中的海洋溢油处理船包括船体、水上推进机构和投放石墨的装置。将石墨经石墨投放机构投放到海洋中去吸附溢油。
该专利中的海洋溢油处理车存在以下不足：不能够方便地将海洋溢油移离海面。
发明内容
本发明提供了一种具有自润滑功能的可以将海洋溢油抽离水面的海洋溢油处理船，解决了现有的海洋溢油处理船不能够方便地将海洋溢油抽离海面的问题。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种海洋溢油处理船，包括船体、吸头架、换向关节和吸油泵，所述船体设有水上推进机构，所述吸油泵的进口端连接有吸油嘴，所述吸油架通过所述换向关节连接于所述船体，所述吸头架滑动连接有拖板，所述吸油泵连接于所述拖板，所述拖板和吸头架之间设有驱动拖板在吸头架上平移的平移机构，所述平移机构包括设置于吸头架的齿条和设置于拖板的行走齿轮，所述行走齿轮啮合于所述齿条，所述行走齿轮内设有若干润滑机构，所述润滑机构包括出油口、补气口、密封头、驱动密封头密封住出油口的第一弹簧、缸体和滑动密封连接于缸体的活塞，所述活塞将所述缸体分割为气腔和油腔，所述活塞设有朝向气腔开启的单向阀，所述活塞通过连杆同所述密封头连接在一起，所述出油口通过油道同所述油腔相连通，所述补气口通过气道同所述气腔相连通，所述出油口设置于所述行走齿轮的齿顶，所述密封头伸出所述行走齿轮的齿顶的距离大于所述行走齿轮与齿条之间的齿顶隙。使用时通过换向关节来改变吸油嘴的方向，平移机构驱动拖板在吸头架上平移来改变吸油嘴插入油中的深度，抽油泵提供吸油嘴吸力而将海面上的油抽离海面。拖板的具体移动过程为，在油腔内装上润滑油，通过使行走齿轮在齿条上滚动来实现拖板的前后平移。齿轮转动的过程中，当转动到设有出油口的齿同齿条啮合在一起时，齿条的齿根驱动密封头缩进齿轮内，密封条内缩时使第一弹簧储能的同时还通过连杆驱动活塞朝向油腔移动而驱动油腔内润滑油经油道流向出油口而流到齿轮的齿上实现对齿轮的自动润滑；当密封头同顶针错开时，在第一弹簧的作用下密封头重新密封住出油口，密封头移动的过程驱动活塞朝向气腔移动，此时由于油腔中的油已经部分流出、故油腔内的压力小于气腔的压力，单向阀开启而使得空气补充到油腔中，使得下一次活塞挤压油腔时润滑油能够可靠地流出。
作为优选，所述行走齿轮有两个，所述齿条有两根，所述两个行走齿轮一一对应地啮合于所述两根齿条，所述两个行走齿轮通过轮轴连接在一起，所述轮轴为圆形管结构，所述轮轴内可转动地穿设有圆形内杆，所述内杆的外周面设有第一摩擦层，所述轮轴的内表面设有第二摩擦层，所述内杆和轮轴通过所述第一摩擦层和第二摩擦层抵接在一起。当左右两侧的行走齿轮收到的阻力不同而导致轮轴产生扭曲时，轮轴会相对于内杆产生转动，转动时外摩擦层和第二摩擦层产生摩擦吸能而消除扭矩力，从而起到提高轮轴的抗扭曲能力的作用。轮轴设计为管状结构，使得轮轴重量轻且抗扭曲能力好。
作为优选，所述内杆包括左杆和右杆，所述左杆的左端通过左吸能弹簧同所述轮轴连接在一起，所述左杆的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿，所述右杆的右端通过右吸能弹簧同所述轮轴连接在一起，所述右杆的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿，所述第一换向齿和第二换向齿啮合在一起。当轮轴扭曲而带动内杆也产生扭曲时，在第一换向齿和第二换向齿的作用下会驱动右杆和左杆沿周向分开，分开时会导致吸能弹簧变形而吸能。进一步通过了抗扭曲能力。
作为优选，所述轮轴和内杆之间填充有摩擦剂。使用过程中第一摩擦层和第二摩擦层产生磨损而导致摩擦吸能效果下降时摩擦剂能够填充到第一摩擦层和第二摩擦层之间而使得第一摩擦层和第二摩擦层仍旧保持良好的摩擦吸能效果，从而解决了摩擦力下降而不能够方便地调整第一摩擦层和第二摩擦层之间的抵接力而调整摩擦力的问题（现有的解决磨损而导致摩擦力下降的方法都为通过改变压力来实现的，现有的方法不能够适用于本发明结构）。
作为优选，所述船体连接有安装座，所述换向关节包括旋转座、驱动旋转座转动的旋转油缸、一端通过底座铰轴铰接于所述安装座的底座、驱动底座相对于安装座摆动的底座摆动油缸、一端通过连接座铰轴同所述底座铰接在一起的连接座、驱动所述连接座相对于所述底座摆动的连接座摆动油缸、第一连杆和第二连杆，所述连接座的另一端通过所述旋转座同所述吸头架连接在一起，所述连接座铰轴的轴线、所述底座铰轴的轴线和所述旋转座的轴线三者两两交叉，所述第一连杆、第二连杆、安装座和底座四者构成四连杆机构。吸油嘴能够三维转动，便于将吸油嘴的方向调整为吸油嘴开口方向同海面基本平行、从而能够有效降低海水随同溢油一起被吸起的几率，使得吸起的溢油的含水量低。吸头架以底座铰轴为轴转动时的转动角度大，调整吸油嘴位置时的方便性好。
作为优选，所述底座摆动油缸的一端同所述安装座铰接在一起、另一端铰接于所述第一连杆和第二连杆的铰接处。结构紧凑，制作时方便。
作为优选，所述船体还设有支撑所述吸头架的支撑座，所支撑座为管状结构，所述支撑座内设有若干隔板，所述隔板将支撑座的内部隔离出若干沿支撑座的延伸方向分布的腔体，所述腔体内设有弹性隔膜，所述弹性隔膜将所述腔体分割为填充腔和空置腔，所述弹性隔膜为朝向所述填充腔拱起的碗形结构，所述填充腔内填充有流砂，所述填充腔中设有增阻板，所述增阻板将所述填充腔分割为第一填充腔和第二填充腔，所述增阻板设有连通第一填充腔和第二填充腔的摩擦孔，所述空置腔设有贯通所述支撑座的气孔。当不进行吸油作业时，吸头架通过换向关节和支撑座同时进行支撑，能够降低换向关节的受力，尤其是能够给换向关节中的油缸进行卸载，从而能够延缓换向关节的疲劳老化。当本发明行走产生振动导致支撑座产生变形时，支撑座变形导致弹性隔膜朝向空置腔变形和复位的运动、与此同时流砂在第一填充腔和第二填充腔之间来回流动，流砂流动时彼此之间摩擦而消耗掉振动能量，流砂流过摩擦孔时同摩擦孔摩擦以及流砂之间的摩擦加剧，使得消振吸能效果更为显著。从而使得本发明行走时产生的振动不容易传递给安装座而导致吸油嘴和吸油泵损坏。
作为优选，所述支撑座的外周面设有若干沿支撑座轴向分布的外形变引导槽，所述支撑座的内周面设有若干沿支撑座轴向分布的内形变引导槽，所述外形变导引槽和内形变导引槽都为沿支撑座的周向延伸的环形槽。能够提高受到振动时支撑座驱动流砂流动时的可靠性。使得支撑座具有更好的吸振效果。
作为优选，所述外形变导引槽和内形变导引槽对齐。在保证减震效果的同时，还能够使得支撑座不容易产生折弯。
作为优选，所述吸油嘴通过加长管连接于所述吸油泵的进口端，所述加长管的延伸方向同所述拖板的滑动方向相同；所述拖板位于拖板行程的一个端点时，所述吸油嘴伸出所述吸头架。能够进一步提高吸油嘴的行程。
作为优选，所述连接座铰轴的轴线、所述底座铰轴的轴线和所述旋转座的轴线三者两两垂直。
本发明具有下述优点：能够将海洋溢油抽离海面，驱动吸油泵的行走齿轮能够进行自润滑，吸油方向能够改变且大范围地移动，能够降低吸起的油的含水量。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为图1的A处的局部放大示意图。
图3为支撑座的剖视示意图。
图4为平移机构的放大示意图。
图5为图4的C处的局部放大示意图。
图6为图4的B处的局部放大示意图.
图7为平移机构的后视示意图。
图8为轮轴的轴向剖视示意图。
图中：轮轴1、内杆11、左杆111、右杆112、外摩擦层113、第一换向齿114、第二换向齿115、内摩擦层12、左吸能弹簧13、右吸能弹簧14、、船体2、安装座21、溢油储存箱22、水上推进机构23、换向关节3、底座31、第一连杆32、第二连杆33、连接座34、底座摆动油缸35、连接座摆动油缸36、第一铰轴361、第二铰轴362、旋转座37、底座铰轴38、连接座铰轴39、吸头架4、拖板5、平移机构6、行走齿轮61、齿条62、电机63、吸油泵7、出油管71、加长管72、吸油嘴73、润滑机构8、出油口81、补气口82、密封头83、第一弹簧84、缸体85、气腔851、油腔852、活塞86、单向阀861、连杆862、油道87、气道88、减震段9、外形变引导槽91、内形变引导槽92、隔板93、腔体94、填充腔941、第一填充腔9411、第二填充腔9412、空置腔942、气孔9421、弹性隔膜95、增阻板96、摩擦孔961。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
参见图1，一种海洋溢油处理船，包括船体2、换向关节3、吸头架4、拖板5、平移机构6和吸油泵7。
船体2设有安装座21、溢油储存箱22、水上推进机构23和支撑座9。水上推进机构23为螺旋桨。
换向关节3包底座31、第一连杆32、第二连杆33、连接座34、底座摆动油缸35、连接座摆动油缸36和旋转座37。底座31的一端通过底座铰轴38同安装座2铰接在一起。第一连杆32的一端同底座31铰接在一起、另一端同第二连杆33的一端以及底座摆动油缸35的活塞杆铰接在一起。底座摆动油缸35的缸体同安装座2铰接在一起。第二连杆33的另一端同安装座2铰接在一起。第一连杆32、第二连杆33、安装座2和底座31四者构成四连杆机构。连接座34的一端通过连接座铰轴39同底座31的另一端铰接在一起。连接座34的另一端通过旋转座37同吸头架4连接在一起。连接座摆动油缸36的一端同底座31连接在一起、另一端同连接座34连接在一起。旋转座37和吸头架4之间设有驱动旋转座37旋转的旋转油缸。连接座铰轴39的轴线、底座铰轴38的轴线和旋转座37的轴线三者两两垂直。
拖板5滑动连接于吸头架4上。拖板是沿图中左右方向滑动的。
平移机构6包括行走齿轮61和齿条62。齿条62设置于吸头架4。齿条62的延伸方向同拖板5的滑道方向相同。行走齿轮61通过轮轴1连接于拖板5。行走齿轮61啮合于齿条62。
吸油泵7固定在拖板5上。吸油泵7的出口端通过出油管71同溢油储存箱12对接在一起。出油管71为软管。吸油泵7的进口端通过加长管72连接有吸油嘴73。加长管71为刚性结构。加长管71的延伸方向同齿条62的延伸方向相同。行走齿轮61位于齿条62的左端时，吸油嘴73伸出吸头架4的左端。该结构方式不但能够增加吸油嘴的行程，而且能够提高不吸油时的平稳性。
参见图2，连接座摆动油缸36同底座31是通过第一铰轴361铰接在一起的连接在一起。连接座摆动油缸36同连接座34是通过第二铰轴362铰接在一起的。
参见图3，支撑座9为上下延伸的管状结构。支撑座9的外周面设有若干外形变引导槽91。外形变引导槽91沿支撑座9轴向分布。支撑座9的内周面设有若干内形变引导槽92。内形变引导槽92沿支撑座9轴向分布。外形变引导槽91和内形变引导槽92都为沿支撑座9的周向延伸的环形槽。外形变引导槽91和内形变引导槽92对齐。支撑座9内设有4个隔板93。4个隔板93将支撑座9的内部隔离出3个腔体94。3个腔体94沿支撑座9的轴向方向分布。腔体94内设有弹性隔膜95。弹性隔膜95将腔体94分割为填充腔941和空置腔942。弹性隔膜95为朝向填充腔941拱起的碗形结构。填充腔941中设有增阻板96。增阻板96将填充腔941分割为第一填充腔9411和第二填充腔9412。增阻板96设有连通第一填充腔9411和第二填充腔9412的摩擦孔961。填充腔941内填充有流砂，流砂在图中没有画出。空置腔942设有贯通支撑座9的气孔9421。
参见图4，行走齿轮61内设有若干润滑机构8。润滑机构8的个数同行走齿轮61的齿数相等。
参见图5，润滑机构8包括出油口81、补气口82、密封头83、第一弹簧84、缸体85和活塞86。同一个润滑机构的出油口81和补气口82设置于行走齿轮61的同一个齿的齿顶611上、同一个齿的齿顶只设置一个润滑机构的出油口和补气口，即本实施例中润滑机构和行走齿轮61的齿是一一对应地设置的。密封头83和第一弹簧84设置在出油口81内，在第一弹簧84的作用下密封头83伸出齿顶611且密封住出油口。密封头伸出行走齿轮的齿顶的距离L1大于行走齿轮与齿条之间的齿顶隙L2（参见图3）。缸体85以一体结构的方式形成于行走齿轮61内，即为行走齿轮61内的腔。活塞86滑动密封连接于缸体85。活塞86将缸体85分割为气腔851和油腔852。活塞86设有朝向气腔851开启的单向阀861。活塞86通过连杆862同密封头83连接在一起。连杆862同行走齿轮61之间滑动密封连接在一起，使得出油口81同气腔851断开。出油口81通过油道87同油腔852相连通。补气口82通过气道88同气腔851相连通。油道87和气道88都是以一体结构的方式形成于行走齿轮61内，即为行走齿轮61内的孔。
参见图7，齿条62有两根。行走齿轮61有两个。两个行走齿轮61一一对应地啮合于两根齿条62。两个行走齿轮61连接在轮轴1的左右两端。拖板5上还设有驱动轮轴1转动的电机63。
参见图8，轮轴1为圆形管结构。轮轴1沿车的左右方向延伸。轮轴1内穿设有圆形的内杆11。内杆11为管状结构。轮轴1的内表面设有内摩擦层12。内杆11包括左杆111和右杆112。左杆111和右杆112的外周面都设有外摩擦层113。外摩擦层113沿内杆11的周向布满内杆11。左杆111的左端通过左吸能弹簧13同轮轴1连接在一起。左杆111的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿114。右杆112的右端通过右吸能弹簧14同轮轴1连接在一起。右杆112的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿115。第一换向齿114和第二换向齿115啮合在一起。左杆111和右杆112还都通过外摩擦层113同内摩擦层12抵接在一起而同轮轴1可转动连接在一起。轮轴1内填充有液态的摩擦剂。
当受到碰撞或两端受力不一致等原因导致轮轴1产生扭曲时，轮轴1会相对于内杆11产生相对转动，运动过程中外摩擦层113和内摩擦层12摩擦而消耗掉能量而起到阻止扭动的作用。如果轮轴1的扭矩而导致了内杆11也一起产生扭动时，此时左杆111和右杆112会在第一换向齿114和第二换向齿115的导向作用下而沿轴向分开，分开过程不但能够使得外摩擦层113同内摩擦层12产生摩擦而吸能、还能够促使左吸能弹簧13及右吸能弹簧14变形而吸能，起到吸能而防止扭转产生的作用，从而实现通过轮轴的抗碰撞扭矩能力。且右吸能弹簧14和左吸能弹簧13还能够起到修复轮轴1的作用
使用时，参见图1，通过换向关节3来改过吸头架4的方向以实现吸油嘴73的改变。通过平移机构7驱动拖板5左右移动来改变吸油嘴73插入油中的深度。吸油泵7提供吸油嘴73吸力而将海面上的海洋溢油吸到海洋溢油储存箱22中。
拖板移动和自动润滑的过程为：参见图1和图7，电机63驱动轮轴1转动，轮轴1驱动行走齿轮61转动，行走齿轮61在齿条62上行走来实现拖板5的平移。
参见图6，行走齿轮61转动的过程中，齿条62的齿槽的底面挤压密封头83向行走齿轮61内收缩，密封头83收缩而使得出油口81开启并使得第一弹簧84储能。
参见图5，密封头83收缩时还通过连杆862驱动活塞86朝向油腔852移动，油腔852内的压力上升使得单向阀861关闭且油腔852内的润滑油经油道87流向出油口81而从出油口81中流出而实现对行走齿轮61和齿条的润滑。
当齿条失去对密封头83的挤压作用时，在第一弹簧84的作用下密封头83外移而将出油口81密封住，密封头83伸出时通过连杆862驱动活塞86朝向气腔851移动，油腔852内的压力下降而气腔851内的压力上升，使得单向阀861开启，空气经补气口82、气道88和单向阀861而流箱油腔852，使得油腔852内的压力能够维持在同齿轮外部内的气压相等，以便活塞86下一次朝向油腔852移动时能够将润滑油挤压出。
参见图1，不进行吸油作业时，使吸头架4处于水平状态而搁置在支撑座9上。