吴海春
（渤海船舶职业学院，辽宁 兴城 125105）
加油船是保证水上船舶加油补给的加油供油平台，为水上船舶的持续工作提供了有力的保证。目前，现有的水上加油船舶的加油装置主要由油箱、油泵和输油管路等构成。在进行加油的时候，由于输油管路长度较长并且重量比较大，因此，需要用几个人或者加油吊将输油管搬运到受油船舶上进行加油，耗费了较多的人力和物力，并且人工搬运容易发生危险和事故。另外，由于船舶在加油的时候停泊在水上，当外面有风浪或者受到碰撞的时候，船体会发生摇晃，这样会对油管产生拉扯，严重时会造成管道断裂，引发事故[1]。因此，设计一种能够解决现有问题的船舶加油装置是十分必要的。
为了解决船舶水上加油过程中存在的问题，设计了一种自动加油装置，且对其功能做出如下设计：加油过程中，当船舶发生摇晃时能够自动调整加油管的松紧，避免加油管因受力过大而断裂；
结构简单，操作方便，油管拉动较省力；
加油装置不使用时，能够将油管封堵，防止管中残油流出。
船舶自动加油装置由固定座1、进口导向轮组2、出口导向轮组3、张紧组件4、油管5以及限位结构6等组成，如图1所示。
图1 船舶自动加油装置结构图
2.1 进、出口导向轮组结构设计
进口导向轮组和出口导向轮组分别安装于固定座的两端，二者各含有两个滚轮，沿滚轮的周向设有环形限位槽，使两个滚轮之间形成供油管通过的通道，为了防止油管从滚轮构成的通道中出来，在进、出口导向轮组上各设有一个固定压条，固定压条的一端与两个滚轮中的一者转动连接，另一端与两个滚轮中的另一者通过螺栓连接。滚轮在工作时可以自由转动，既能减小对油管的磨损，也能使拉动油管更加省力。
2.2 张紧组件结构设计
张紧组件安装于进口导向轮组和出口导向轮组之间的固定座上，由转动座、扭簧、两个张紧轮和控制块等组成。转动座与固定座转动连接，由“Z”字形转动板、转轴和安装孔等组成，“Z”字形转动板固定安装在转轴上，与转轴同步旋转；
转轴3上设置有凹槽4、弹簧6和转动片5，如下页图2所示，转动片位于凹槽的槽口处，与转轴转动连接，其转动轴线与转轴的轴线平行，弹簧安装于凹槽的槽底与转动片之间，在弹簧弹力的作用下令转动片具有朝向逆时针转动的趋势；
固定座上设置有转轴的安装孔，安装孔的侧壁上设置有用来与转动片配合的楔形槽2，当转轴沿逆时针方向转动时，楔形槽会克服弹簧的弹力将转动片压入凹槽内，从而令转轴可以顺利的沿逆时针方向转动，而当转轴有沿顺时针方向转动的趋势时，转动片在弹簧弹力的作用下离开凹槽范围，卡入该楔形槽内，从而令转轴无法沿顺时针方向转动。两个张紧轮分别安装于“Z”字形转动板的两侧，张紧轮设置有限位槽，该限位槽沿张紧轮的周向呈环形，油管可以卡入该限位槽内，这样可以更好的对油管进行张紧，避免在张紧的过程中油管从张紧轮上脱落。扭簧安装于固定座和转动座之间，使转动座具有朝逆时针方向转动的趋势，当转动座在扭簧的作用下带动两个张紧轮沿逆时针方向转动时，会令油管绕制于两个张紧轮，从而实现油管的张紧，油管的张紧程度可以根据扭簧的弹力来进行控制，扭簧的弹力越大，油管张紧越厉害，而扭簧弹力越小，则油管会相对更加松弛。控制块与转动座滑动连接，拉线的一端与控制块连接，另一端与转动片朝向凹槽的一侧连接，通过控制块和拉线实现对转动片的控制，当正向滑动控制块时，更多的拉线进入凹槽内，此时拉线不对转动片形成拉力，转动片在弹簧的作用下卡入该楔形槽内，使转动座无法沿顺时针方向转动，只能沿逆时针方向转动；
当反向滑动控制块时，通过拉线拉动转动片，令转动片回到凹槽内，此时转动座既能沿顺时针方向转动，也能沿逆时针向转动[2-3]。
图2 转轴结构图
2.3 油管设计
油管从进口导向轮组上的通道进入，然后绕制于张紧组件，再从出口导向轮组的通道伸出，在伸出端安装有接头。
2.4 限位结构设计
限位结构安装于出口导向轮组和接头之间的固定座上，由限位块1、缓冲垫、转动块2和端盖3等组成，如图3所示。限位块安装于固定座上，设置有供油管5穿过的通孔，通孔的直径小于接头4的直径，从而对接头形成限位，避免接头与出口导向轮组接触碰撞。缓冲垫安装于限位块朝向接头的一侧，以形成缓冲，避免接头与限位块之间产生强烈的撞击，从而对接头进行保护。转动块与限位块转动连接，转动块的转动轴线与通孔的轴线垂直。端盖与转动块螺纹连接，端盖上设置有内螺纹，接头上设置有与内螺纹相配合的外螺纹。在完成船舶加油后，接头可以靠在限位结构上，避免接头与出口导向轮组中的滚轮接触造成磕碰。
图3 限位结构图
在船舶自动加油装置未投入使用时，加油管接头靠在限位结构上，此时，端盖与转动块、接头处于螺纹紧固状态，对油管接头形成固定和封堵。当需要对船舶进行加油时，旋松端盖，使端盖和接头分开，解除对油管接头的固定和封堵，然后拉动接头，令油管与受油船舶的加油管路连通。在拉动油管的过程中，若张紧组件为自由转动状态，转动座在油管的拉力作用下会朝向顺时针方向转动，而当扭簧收缩至一定程度后又会带动转动座沿逆时针方向转动，这样会使转动座来回转动，导致油管受力不均，形成一拉一扯的阻滞感，不利于接头与受油船舶对接，所以，需要沿正向滑动转动座的控制块，使转动座无法沿顺时针转动，以便油管拉出时更加顺利。当接好油管后，操作控制块向反向滑动，让转动座可以自由转动，此时，若船舶受到风浪或碰撞等影响发生摇摆时，油管能在张紧组件的作用下自动调节，防止油管被拉的过紧或过松，当油管变松时，张紧组件会在扭簧的作用下，控制转动座沿逆时针方向转动，两个张紧轮分别抵接到油管的不同位置，在转动座继续转动的过程中会令油管弯折，从而使油管被张紧；
当油管拉紧时，随着拉力逐渐增大，将克服扭簧的作用力，使转动座沿顺时针方向旋转，避免油管受力过大，从而对油管形成保护。加油结束后，将接头与受油船舶断开，收回油管，当接头与限位块抵接时，转动转动块使其与接头垂直，此时，端盖恰好与接头抵接，拧动端盖，端盖在转动块上移动，同时，端盖与接头也形成螺纹连接，从而对接头形成固定和封堵，既能避免油流出造成浪费，也能避免造成环境污染。
设计的船舶自动加油装置结构简单，操作方便，在将油管接头与受油船舶连接好后，利用张紧组件可以将油管张紧，在加油的过程中，船舶遇到风浪或撞击引起船身摇晃时，油管受到拉扯，此时张紧组件工作，可以令油管来回伸缩，以保证油管可以在始终张紧的情况下不会受到过大的拉力，实现油管张力的自动调节，从而保护油管不会断裂，增加了油管使用的安全性。进、出口导向轮组的设计可以使油管拉动起来更加省力，同时，限位结构的设置可以避免接头与出口导向轮组接触或者碰撞，从而对出口导向轮组和接头形成保护。
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