CN103350838A - 一种螺旋滑槽式的柔性水罐锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性水罐锁紧装置，属于石油、天然气压裂增产装备技术领域。所述锁紧装置包括可折叠中空支架，所述可折叠中空支架包括至少两个框架和连杆组，所述连杆组包括铰接在一起的两根连杆，所述两根连杆分别铰接在相邻的两个所述框架上，所述连杆的另一端为滑动端，所述连杆滑动端滑动地设置在相邻的所述框架上，至少在其中一个所述框架上设有滑槽，所述滑槽设在所述框架内部，所述连杆滑动端设置在所述滑槽内，所述框架上安装有限位装置，所述限位装置能限定所述连杆滑动端的位置，所述限位装置延伸至柔性水罐边缘。本发明的限位装置能够在水罐端部操作，实现连杆的锁紧与解锁，解决了水罐中间锁紧位置没有操作空间的问题。

Description

一种螺旋滑槽式的柔性水罐锁紧装置

技术领域

本发明主要涉及一种柔性水罐锁紧装置，用于石油、天然气压裂增产施工，属于石油、天然气压裂增产装备的制造技术领域。

背景技术

在压裂施工过程中，需要用到多达上千方的压裂用水，所需传统水罐数量多，占地面积大， 使用柔性水罐可以大幅度减少水罐数量，从而减小占地面积。

本申请人早期的实用新型专利——中国专利说明书CN 202609381 U公布了一种液体容器、液体容器装置及液体容器组件，本实用新型主要涉及一种液体容器，包括可折叠的中空支架和设置于支架内用于盛装液体的软体囊，还涉及一种液体容器装置，有多个液体容器横向排列而成，且在横向方向上并列多个框架一体成型，还涉及一种液体液体容器组件，包括至少两个液体容器装置和用于将至少两个液体容器装置固定在一起的连接件。

使用上述柔性水罐可以大幅度减少水罐数量，从而减小占地面积。柔性水罐通过多层剪叉式连杆组滑槽机构来改变罐体高度，既能减小运输高度，又能增大盛水时工作高度。柔性水罐盛水时，连杆组立起，需要一种装置顶住连杆组下端，实现连杆组的锁紧。由于柔性水罐均成对使用，两罐并排紧挨布置，两罐内侧中部就不具备叉杆锁紧的操作空间。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的柔性水罐内侧中部不具备连杆组锁紧的操作空间的问题，合理利用柔性水罐已有结构，设计了一种可以在远端操作的限位装置来实现两罐内侧中部连杆组的锁紧。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种柔性水罐锁紧装置，包括可折叠的中空支架3，所述中控支架3包括至少两层框架31，所述各框架31之间设有连杆组32，所述连杆组32包括铰接在一起的两根连杆，所述两根连杆分别铰接在相邻的两个所述框架31上，所述连杆的另一端为滑动端，所述连杆滑动端可滑动地设置在相邻的所述框架31上，至少在其中一个所述框架31上设有滑槽3101，所述滑槽3101设置在所述框架31内部，所述连杆滑动端滑动的设置在所述滑槽3101内，所述框架31上设置有限制所述连杆滑动端滑动的限位装置1，所述限位装置1上设有推动装置，所述推动装置能控制所述限位装置1的限位部件滑动地进入和离开所述滑槽3101，所述推动装置延伸至柔性水罐边缘。采用所述推动装置延伸至柔性水罐边缘这种结构，可以通过在远端操作限位装置1来实现柔性水罐内侧中部连杆组32的锁紧与解锁，解决了水罐中间部位的锁紧没有操作空间的问题。

所述限位部件为锁片101，所述锁片101是配合所述滑槽3101设计的，所述推动装置能控制所述锁片101滑动地进入和离开所述滑槽3101，从而限制所述连杆滑动端的滑动，实现水罐连杆组32滑动端的锁紧与解锁。

所述推动装置包括连杆102、第一箱体103、同步连杆104、第二箱体105、销子106、推杆107、旋转头108、螺母109、丝杆110和手柄111；

所述第一箱体103和所述第二箱体105上均设有的第一滑槽1052、1032和第二滑槽1053、1033，所述第一滑槽1052、1032竖直地设置在所述箱体103、105的远离水罐边缘的一端的箱体顶端，所述第二滑槽1053、1033水平地设置在所述箱体103、105的底端；所述销子106包括第一销子1061和第二销子1062，所述第一销子1061滑动地设在所述第一滑槽1052和1032上，所述第二销子1062滑动地设在所述第二滑槽1053、1033上。采用上述结构的滑槽和销子是为了在推动装置启动时，保证装置的动力沿预定的方向传递、不会发生偏移，从而保证推动装置的操作效果。

所述第一箱体103中，所述连杆102的一端通过所述第一销子1061铰接有所述锁片101，另一端通过所述第二销子1062铰接有所述同步连杆104；所述第二箱体105中，所述连杆102的一端通过所述第一销子1061铰接有所述锁片101，另一端通过所述第二销子1062铰接有所述同步连杆104和所述推杆107，即所述同步连杆104一端铰接在所述第一箱体103中的所述第二销子1062上，另一端铰接在所述第二箱体105中的所述第二销子1062上。

采用所述第二箱体105中，所述连杆102的一端通过所述第一销子1061铰接有所述锁片101，另一端通过所述第二销子1062铰接有所述推杆107这种结构的目的在于，当所述推杆107在水平方向上有左右移动时，会带动所述连杆102的下端（即连杆102与所述推杆107铰接的一端），有与所述推杆107相同的运动，由于所述第一箱体105上的所述第一滑槽1052、所述第二滑槽1053和所述连杆102的配合使用，所述连杆102的另一端（即连杆102的上端）会在所述第一滑槽1052内的沿竖直方向有相应的上下移动，进而带动与所述连杆102铰接的锁片101在竖直方向的上下移动，通过上述结构的装置控制所述锁片101滑动地进入和离开所述箱体105的上平面，并同时伴随有离开和进入所述滑槽3101内的锁紧位置，实现所述连杆组32滑动端的锁紧与解锁。

采用同步连杆104一端铰接在所述第一箱体103中的所述第二销子1062上，另一端铰接在所述第二箱体105中的所述第二销子1062上这种结构的优点在于，当所述第二箱体105中的所述第二销子1062在水平方向上有移动时，由于同步连杆104的推动作用，所述第一箱体103中的所述第二销子1062会在所述第二滑槽1033（即水平滑槽）内有相应的水平方向上的移动。进而带动所述第一箱体103中所述连杆102的另一端在竖直方向上的上下移动，进而带动所述锁片101在竖直方向上的上下移动。通过同步连杆104，同步控制了设置在所述第一箱体103中的所述锁片101滑动地进入和离开所述滑槽3101，同步实现另一处所述连杆组32滑动端的锁紧与解锁。

所述推杆107固定在所述旋转头108上，所述旋转头108安装在所述丝杆110上。采用这样的结构的优点在于，由于所述丝杆110在操作的过程中，既有轴向的运动，又有自身旋转运动，当运动传递到所述推杆107时，由于旋转头108的作用，所述丝杆110的自身旋转运动就无法传递到所述推杆107上了，即所述推杆107只有所述丝杆110轴向的运动（即水平方向的运动），而没有自转运动了。

所述丝杆110穿过所述螺母109，通过螺纹旋合在所述螺母109上，所述螺母109安装在所述第二箱体105上，所述丝杆110的另一端安装有所述手柄111。采用这样的结构的目的在于，由于所述丝杆110与所述螺母109的螺纹旋合，可以很轻松的通过转动与其连接的所述手柄111，来实现所述丝杆110在水平方向上的左右移动，进而带动所述第二销子1062在水平方向上的左右移动，进一步就实现了所述锁片101滑动地进入和离开所述框架31上的所述滑槽3101的锁紧位置，实现对连杆滑动端的锁紧与解锁，是实现限位装置1锁紧与解锁的动力来源。

所述限位装置1包括多个或零个所述第一箱体103和一个所述第二箱体105，所述各箱体安装在同一层所述框架31上，所述各箱体是通过所述同步连杆104铰接在所述箱体上的所述第二销子1062连接起来的。

所述锁片101上铰接有一对平行的所述第一销子1061，所述一对平行的第一销子1061的两端均设置在所述第一滑槽1032、1052上，所述连杆102与所述锁片101通过下面的一个所述第一销子1061铰接，所述锁片101的长度小于所述第一滑槽1032、1052的长度。采用这样的结构的优势是为了保证所述锁片101在竖直方向上的运行轨迹，不偏移，不会整体脱离所述箱体103、105，保证整个装置的实用性。

所述螺母109上设有支座1091，所述螺母109通过所述支座1091安装在所述第二箱体105上。

所述旋转头108上设有支座1081，所述推杆107通过所述支座1081安装在所述旋转头108上。

所述丝杆110、所述旋转头108、所述推杆107和所述同步连杆104安装在同一水平直线上，所述第二销子1062、所述第二滑槽1053、1033、所述丝杆110、所述推杆107和所述同步连杆104在同一水平面内；所述丝杆110与所述第二销子1062相互垂直，与所述第二滑槽1053、1033相互平行。采用这样的结构，同样是为了保证整个推动装置在动力传递过程中力的传递方向沿着设定的方向传递，保证整个装置的实用性。

所述同步连杆104包括正丝杆1042和反丝杆1045，所述正丝杆1042铰接在所述第一箱体103上的所述第二销子1062上，所述反丝杆1045铰接在所述第二箱体105上的所述第二销子1062上，所述正丝杆1042和所述反丝杆1045借助一个外接螺母，通过螺纹衔接。采用这样的结构的优势是，通过同步连杆104，可以在一处操作手柄111实现两处或者多处连杆102、锁片101的联动，从而实现两处或者多处连杆滑动端的锁紧与解锁。进一步的，在实际过程中由于安装误差，不易实现两处或者多处连杆102、锁片101的完全同步，这时，可以旋动螺母，在保证同步连杆104不转动情况下进行长度调整，进而实现两处或者多处连杆102、锁片101的同步。

所述丝杆110上的外螺纹在所述丝杆110轴向上的长度不小于所述第二滑槽1053、1033的长度，所述第二滑槽1053和所述第二滑槽1033的长度相等。采用这样的结构其目的在于，在操作过程中，保证所述锁片101能够完全地进入和离开所属箱体103、105上表面，并同时伴随离开或进入所述滑槽3101内的锁紧位置。防止出现由于锁片101伸出所述箱体103、105不到位，无法进入所述滑槽3101的锁紧位置，而无法实现水罐的锁紧这一问题的出现，保证装置的锁紧与解锁的功能。

在同一层所述框架31上的所述限位装置1为两组，并且对称设置。

所述限位装置1安装在所述最底层的所述框架31上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的柔性水罐锁紧装置，能够在水罐端部操作实现连杆组滑动端的锁紧与解锁，解决了水罐中间锁紧没有操作空间的问题；同时，将锁紧与解锁过程中锁片的上下移动转变为手柄的顺时针与逆时针转动，操作轻松方便。

附图说明

图1是本发明应用的设备载体（单水罐轴测图（工作状态））；

图2是本发明应用的设备载体（单水罐主视图（工作状态））；

图3是本发明应用的设备载体（单水罐主视图（运输状态））；

图4是本发明轴测图（锁紧状态下的限位装置1）；

图5是本发明零部件（锁片101）；

图6是本发明零部件（同步连杆104）；

图7是本发明零部件（左箱体103）；

图8是本发明零部件（右箱体105）；

图9是本发明零部件（连杆102）；

图10是本发明零部件（推杆107）；

图11是本发明零部件（旋转头108）；

图12是本发明零部件（螺母109）；

图13是本发明零部件（丝杆110）；

 图14 本发明零部件（图2的局部图A（连杆及滑槽3101））。

具体实施方式

如图1所示，柔性水罐锁紧装置有A、a、B、b、C、c、D、d共8处，由于水罐一般成对使用，即其中A、B、C、D四处为外侧I锁紧装置，可以很方便地通过一根顶杆即可实现锁紧，a、b、c、d四处为内侧II连杆组锁紧装置，内侧没有操作空间，只能通过在水罐端部进行操作。a、d两处由于靠近水罐端部，亦可通过一根顶杆方便地实现锁紧，b、c两处与水罐端部距离太远，无法直接锁紧。只能借助于一个装置(连杆组锁紧装置)在水罐端部实现锁紧与解锁。

一种柔性水罐锁紧装置的具体操作过程包括锁紧和解锁两个过程，下面针对本发明的具体实施方式进行描述。

实施例1

本发明的具体实施例，如图1至图3所示，一种柔性水罐锁紧装置，包括可折叠的中控支架3（即水罐罐架）和限位装置1，所述可折叠中控支架3与现有技术中的可折叠中控支架3相同，所述可折叠中控支架3包括多层（可以是3至6层，也可以是2层或更多层，框架的层数可以根据实际需要设计）框架31，所述各框架31之间设有连杆组32，所述连杆组32包括铰接在一起的两根连杆，所述两根连杆分别铰接在相邻的两个所述框架31上，所述连杆的另一端为滑动端，所述连杆滑动端可滑动地设置在相邻所述框架31上，所述限位装置1能够限制连杆组32滑动端的滑动。

图2、图4和图14所示，本发明的锁紧装置改进在于，至少在其中一个所述框架31上设有滑槽3101，所述滑槽3101设置在所述框架31内部，所述连杆滑动端滑动的设置在所述滑槽3101内（图14是滑槽3101与连杆组32滑动端连接关系的示意图），所述框架31上设置有限制所述连杆滑动端滑动的限位装置1（如图2、图4所示），所述限位装置1包括推动装置和限位部件，所述推动装置1能控制所述限位部件滑动地进入和离开所述滑槽3101，所述推动装置延伸至柔性水罐边缘。

所述限位部件为锁片101（如图5所示）。所述推动装置能控制所述锁片101滑动地进入和离开所述滑槽3101，进而控制所述连杆滑动端滑动，实现水罐连杆组32的锁紧与解锁。图2是本发明应用的设备载体的主视图（工作状态的单水罐）；图4是单独的锁紧状态下的限位装置1的结构示意图。

如图4所示，所述推动装置包括连杆102、第一箱体103、同步连杆104、第二箱体105、销子106、推杆107、旋转头108、螺母109、丝杆110和手柄111。图6到图13是所述推动装置的部分零部件图。

所述第一箱体103和所述第二箱体105上均设有的第一滑槽1052、1032和第二滑槽1053、1033，所述第一滑槽1052、1032竖直地设置在所述箱体103、105的远离水罐边缘的一端的箱体顶端，所述第二滑槽1053、1033水平地设置在所述箱体103、105的底端（如图7、图8所示），所述销子106包括第一销子1061和第二销子1062，所述第一销子1061滑动地设置在所述第一滑槽1052、1032上，所述第二销子1062滑动地设置在所述第二滑槽1053、1033上，所述第一销子1061和所述第二销子1062的两端分别滑动地设在所述箱体103、105上的所述第一滑槽1032、1052和第二滑槽1033、1053内。所述同步连杆104包括正丝杆1042和反丝杆1045，所述正丝杆1042铰接在所述第一箱体103上的所述第二销子1062上，所述反丝杆1045铰接在所述第二箱体105上的所述第二销子1062上，所述正丝杆1042和所述反丝杆1045借助一个外接螺母，通过螺纹衔接。（如图6所示），

所述第一箱体103中，所述连杆102的一端通过所述第一销子1061铰接有所述锁片101，另一端通过所述第二销子1062铰接有所述同步连杆104，所述第二箱体105中，所述连杆102的一端通过所述第一销子1061铰接上有所述锁片101，另一端通过所述第二销子1062铰接有所述同步连杆104和所述推杆107，所述推杆107安装在所述旋转头108上，所述旋转头108安装在所述丝杆110上，所述丝杆110穿过所述螺母109通过螺纹旋合在所述螺母109上。所述螺母109安装在所述第二箱体105上，所述丝杆110的另一端设有所述手柄111。图4是单独的锁紧状态下的限位装置1结构示意图。

在同一层所述框架31上的所述限位装置1设为两组，并且对称设置，安装在最底层的所述框架31上，图2为锁紧状态下的水罐（工作状态），图4为单独的限位装置1在锁紧置状态的结构示意图。

所述限位装置可以通过在水罐端部（远端）顺时针和逆时针转动手柄111来实现水罐底层连杆组32的锁紧与解锁。

具体地：

锁紧过程：如图2当油缸2将罐架3顶升到位后，油缸2继续顶升少许使底层连杆组32下端部滑过锁紧位置。之后油缸2保压，顺时针缓缓转动水罐右端部的手柄111，与手柄111连接成一体的丝杆110在螺母109内转动，由于螺母109固定安装在右箱体105上??（如图4），螺母109上攻有与丝杆110配套的梯形螺纹。这样，丝杆110的运动为螺旋运动，既有轴向向左的移动又有绕轴线的转动。通过与推杆107连接的旋转头108，丝杆110的旋转运动无法传递到推杆107上，即推杆107的运动为轴向向左移动（水平向左方向的移动）。由于所述连杆102的一端与所述推杆107通过所述第二销子1062铰接，所述推杆107的水平向左运动必然带动所述连杆102的一端相应的水平向左运动，借助于连杆102以及右箱体105上的第一滑槽1052和第二滑槽1053，连杆102的一端（即与所述推杆107铰接的一端）的水平向左运动，将带动其另一端（即与所述锁片101铰接的一端）沿竖直方向向上的运动。所述连杆102竖直运动的一端上通过所述第一销子1061铰接着所述锁片101，这样就带动锁片101的在竖直方向向上的运动，即锁片101伸出右箱体105上平面，进入框架31上的滑槽3101的锁紧位置。之后放下油缸2，水罐底层连杆组32下端部即与锁片101的主侧板1011接触并卡紧实现锁紧。图2为锁紧状态下的水罐（水罐处于工作状态），图3为单独的限位装置1在锁紧置状态下的示意图。

解锁过程：与上述锁紧过程相反，油缸2继续顶升少许并保压。逆时针缓缓转动手柄111，通过丝杆110、推杆107、连杆102的运动传递，锁片101慢慢向下运动，并离开滑槽3101的锁紧位置，进入第二箱体105上平面之下。之后放下油缸2，水罐底层连杆组32下端部即与锁片101的主侧板1011脱离开实现解锁。

说明：通过同步连杆104，可以在一处操作手柄111实现两处或者多处连杆102、锁片101的联动，从而实现两处或者多处锁紧与解锁。即，通过同步连杆104，可以实现第一箱体103与第二箱体105对相应位置的连杆组的同步锁紧与解锁。实际过程中由于安装误差，不易实现两处或者多处连杆102、锁片101的完全同步。这时，可以旋动正反丝杆1044间的螺母，在保证同步连杆104不转动情况下进行长度调整，进而实现两处或者多处连杆102、锁片101的同步。

本发明不局限于上述实施例中描述的结构。本发明还可以适用于其他类似结构的压裂柔性水罐。如压裂柔性水罐的框架呈三边形或多边形，本发明同样适用。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺杆滑槽式的柔性水罐锁紧装置，包括可折叠的中空支架（3），所述中空支架（3）包括至少两层框架（31），所述各框架（31）之间设有连杆组（32），所述连杆组（32）包括铰接在一起的两根连杆，所述两根连杆分别铰接在相邻的两个所述框架（31）上，所述连杆的另一端为滑动端，所述连杆滑动端滑动地设置在相邻的所述框架（31）上，其特征在于：至少在其中一个所述框架（31）上设有滑槽（3101），所述滑槽（3101）设置在所述框架（31）内部，所述连杆滑动端滑动的设置在所述滑槽（3101）内，所述框架（31）上设置有限制所述连杆滑动端滑动的限位装置（1），所述限位装置（1）包括限位部件，所述限位装置（1）上设有推动装置，所述推动装置能控制所述限位装置（1）的限位部件滑动地进入和离开所述滑槽（3101），所述推动装置延伸至柔性水罐边缘。

2.如权利要求1所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：

所述限位部件为锁片（101）；

所述推动装置包括连杆（102）、第一箱体（103）、同步连杆（104）、第二箱体（105）、销子（106）、推杆（107）、旋转头（108）、螺母（109）、丝杆（110）和手柄（111）；

所述第一箱体（103）和所述第二箱体（105）上均设有第一滑槽（1052、1032）和第二滑槽（1053、1033），所述第一滑槽（1052、1032）竖直地设置在所述箱体（103、105）的远离水罐边缘的一端的箱体顶端，所述第二滑槽（1053、1033）水平地设置在所述箱体（103、105）的底端；

所述销子（106）包括第一销子（1061）和第二销子（1062），所述第一销子（1061）滑动地设置在所述第一滑槽（1052、1032）上，所述第二销子（1062）滑动地设置在所述第二滑槽（1053、1033）上；

所述第一箱体（103）中，所述连杆（102）的一端通过所述第一销子（1061）铰接有所述锁片（101），另一端通过所述第二销子（1062）铰接有所述同步连杆（104）；

所述第二箱体（105）中，所述连杆（102）的一端通过所述第一销子（1061）铰接有所述锁片（101），另一端通过所述第二销子（1062）铰接有所述同步连杆（104）和所述推杆（107）；

所述推杆（107）安装在所述旋转头（108）上；

所述旋转头（108）安装在所述丝杆（110）上；

所述丝杆（110）穿过所述螺母（109），通过螺纹旋合在所述螺母（109）上；

所述螺母（109）安装在所述第二箱体（105）上；

所述丝杆（110）的另一端设置有所述手柄（111）。

3.如权利要求2所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：所述限位装置（1）包括多个或零个所述第一箱体（103）和一个所述第二箱体（105），所述各箱体安装在同一层所述框架（31）上，所述同步连杆（104）的两端铰接有所述各箱体上的所述第二销子（1062）。

4.如权利要求3所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：所述锁片（101）上铰接有一对平行的所述第一销子（1061），所述一对平行的第一销子1061的两端均设置在所述第一滑槽（1032、1052）上，所述连杆（102）与所述锁片（101）通过下面的一个所述第一销子（1061）铰接。

5.如权利要求3所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：所述螺母（109）上设有支座（1091），所述螺母（109）通过所述支座（1091）安装在所述第二箱体（105）上；所述旋转头（108）上设有支座（1081），所述推杆（107）通过所述支座（1081）安装在所述旋转头（108）上。

6.如权利要求3所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：所述丝杆（110）、所述旋转头（108）、所述推杆（107）和所述同步连杆（104）安装在同一水平直线上，所述第二销子（1062）、所述第二滑槽（1053、1033）、所述丝杆（110）、所述推杆（107）和所述同步连杆（104）在同一水平面内；所述丝杆（110）与所述第二销子（1062）相互垂直，且与所述第二滑槽（1053、1033）相互平行安装。

7.如权利要求3所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：所述同步连杆（104）包括正丝杆（1042）和反丝杆（1045），所述正丝杆（1042）铰接在所述第一箱体（103）上的所述第二销子（1062）上，所述反丝杆（1045）铰接在所述第二箱体（105）上的所述第二销子（1062）上，所述正丝杆（1042）和所述反丝杆（1045）借助一个外接螺母，通过螺纹衔接。

8.如权利要求3所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：所述丝杆（110）上的外螺纹在所述丝杆（110）轴向上的长度不小于所述第二滑槽（1053、1033）的长度，所述第二滑槽（1053）和所述第二滑槽（1033）的长度相等。

9.如权利要求3所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：在同一层所述框架（31）上的所述限位装置（1）为两组，并且对称设置。

10.如权利要求3所述的柔性水罐锁紧装置，其特征在于：所述限位装置（1）安装在所述最底层的所述框架（31）上。

Images