CN107282492B - 低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法 - Google Patents

低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法,其中装置包括安装座(8),其两端分别安装有旋转轴(4)和动力装置,旋转轴上固设有托架(3),旋转轴和托架上铺设有气囊(2),旋转轴上开设有进气孔(41)和第一、二出气孔(42、43),进气孔与第一、二出气孔相连通,第一、二出气孔分别与气囊、外界相连通;其中方法包括以下步骤:旋转轴伸入低温加注系统内腔,供气口通气气囊膨胀;驱动旋转轴;塑料丝将霜、冰擦落,压缩空气对霜、冰进行吹除;调整供气压力直至完成擦除。其目的是为了提供一种低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法,具有擦除效率高、效果好、通用性强、自动化程度高、使用安全等优点。

Description

低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法
技术领域
本发明涉及自动化低温加注领域,特别是涉及一种低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法。
背景技术
在航天、航空、LNG等领域中,低温加注系统广泛应用于将低温介质(液氢、液氧、液态天然气等)加注至运载火箭各芯级贮箱、汽车LNG气瓶等容器中。在低温加注过程,加注系统中的加注器、连接器、活门等设备在低温介质作用下温度快速降低,并由于空气中的水分在外壁出现结霜、结冰现象。在低温加注完成各设备脱落后,设备的内腔外露在空气中,同样迅速出现结霜、结冰现象。为确保低温加注系统安全,以及二次对接低温介质加注、泄出等流程正常执行,需对低温加注系统外壁、内腔表面的霜、冰等多余物进行擦除。目前,通常采用人工多次擦除方式对霜、冰进行擦除,效率低、劳动强度大、现场操作危险系数高、容易引发爆炸等安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法,具有擦除效率高、效果好、通用性强、自动化程度高、使用安全等优点。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,包括安装座,所述安装座的一端安装有旋转轴,安装座的另一端安装有动力装置,所述动力装置驱动旋转轴转动,所述旋转轴上固定设有托架,所述旋转轴的外侧面以及托架上铺设有气囊,所述旋转轴在安装座一端开设有进气孔,旋转轴的另一端开设有第一出气孔和第二出气孔,所述进气孔通过旋转轴内部的气体通道与第一出气孔和第二出气孔相连通,所述第一出气孔与气囊相连通,所述第二出气孔与外界相连通。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述旋转轴在开设进气孔一端套装有旋转接头,所述旋转接头固定在所述安装座上,所述旋转接头上开设有供气口,所述旋转接头内部设有气腔,所述供气口与所述气腔相连通,所述旋转轴的进气孔位于所述气腔内,所述旋转接头与旋转轴之间设有密封圈。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述托架设有多个,多个托架沿旋转轴的周向均匀布置,每个托架呈L形,所述气囊铺设在托架的内侧面上。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述旋转轴上设有沿轴向布置的凹槽,所述气囊铺设在所述凹槽内,所述第一出气孔开设在所述凹槽内,所述第二出气孔开设在凹槽外的旋转轴上。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述凹槽设有多个,多个凹槽沿旋转轴的周向均匀布置。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述安装座的一端通过轴承安装有所述旋转轴。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述动力装置为气动马达,所述气动马达通过联轴器与所述旋转轴连接。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述气囊的外表面设有擦除用塑料丝。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述气囊通过粘接的方式铺设在旋转轴和托架上。
本发明中的利用上述装置的低温加注系统气囊自适应式自动擦除方法,包括以下步骤:
(1)将低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置通过安装座与自动化设备连接;
(2)将旋转轴与低温加注系统自动对中并伸入其内腔,气囊处于收缩状态;
(3)给旋转接头供气口通气,供气压力范围为0.05MPa~0.6MPa,压缩空气经过旋转接头气腔、旋转轴上的进气孔和旋转轴内的气体通道,分别流动至与气囊相连通的第一出气孔和与外界相连通的第二出气孔,气囊由初始收缩状态迅速膨胀,气囊外表面自动适应低温加注系统结构轮廓;
(4)气动马达供气口通气,供气压力范围为0.05MPa~0.6MPa,气动马达通过联轴器驱动旋转轴旋转,旋转速度范围为30r/min~60r/min;
(5)擦除过程中,通过气囊外表面上的塑料丝将低温加注系统表面的霜、冰擦落,同时通过旋转轴上第二出气孔流出的压缩空气对霜、冰进行吹除;
(6)擦除1min~3min后,根据擦除效果调整旋转接头及气动马达的供气压力,直至完成低温加注系统表面霜、冰擦除;
(7)气动马达停止工作,旋转接头供气口停止供气,气囊收缩,低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置反向退出,完成对低温加注系统表面霜、冰的擦除。
本发明低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法,气囊充气膨胀后自动适应低温加注系统结构轮廓,通过旋转作用,实现对低温加注系统表面霜、冰的擦除;同时,通过旋转轴第二出气孔流出的压缩空气作用,同步对低温加注系统表面以及气囊旋转擦落的霜、冰进行吹除,具有擦除效率高、效果好、通用性强、自动化程度高、使用安全等优点。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置(气囊未膨胀)的结构示意图;
图2为本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置(气囊未膨胀)的主视剖视图;
图3为本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置(气囊膨胀)的结构示意图;
图4为本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置(气囊膨胀)的主视剖视图;
图5为本发明中的旋转轴的结构示意图;
图6为本发明中的气囊外表面塑料丝的侧视图;
图7为本发明中的气囊外表面塑料丝的立体图。
具体实施方式
如图1所示,并结合图2所示,本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,包括安装座8,所述安装座8的一端安装有旋转轴4,安装座8的另一端安装有动力装置,所述动力装置驱动旋转轴4转动,所述旋转轴4上固定设有托架3,所述旋转轴4的外侧面以及托架3上铺设有气囊2,所述旋转轴4在安装座8一端开设有进气孔41,旋转轴4的另一端开设有第一出气孔42和第二出气孔43,所述进气孔41通过旋转轴4内部的气体通道与第一出气孔42和第二出气孔43相连通,所述第一出气孔42与气囊2相连通,所述第二出气孔43与外界相连通。
所述安装座8为长方体框架式结构,包括两个相对设置的侧板,两个侧板之间通过四根连接杆固连,在本实施例中,两个侧板以及四根连接杆为一体式结构。其中一个侧板上安装有所述动力装置,另一个侧板上安装有旋转轴4。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述旋转轴4在开设进气孔41一端套装有旋转接头9,所述旋转接头9固定在所述安装座8上,所述旋转接头9上开设有供气口12,所述旋转接头9内部设有气腔,所述供气口12与所述气腔相连通,所述旋转轴4的进气孔41位于所述气腔内,所述旋转接头9与旋转轴4之间设有密封圈。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述托架3设有多个,多个托架3沿旋转轴4的周向均匀布置,每个托架3呈L形,所述气囊2铺设在托架3的内侧面上。
在本实施例中,所述托架3设为5个,每个托架3均通过螺栓固定在旋转轴4上,托架3为L形,即托架3先沿旋转轴4的径向延伸,之后再沿旋转轴4的轴向延伸(背向安装座8),从而形成所述L形。
如图5所示,本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述旋转轴4上设有沿轴向布置的凹槽,所述气囊2铺设在所述凹槽内,所述第一出气孔42开设在所述凹槽内,所述第二出气孔43开设在凹槽外的旋转轴4上。所述凹槽设有多个,多个凹槽沿旋转轴4的周向均匀布置。在本实施例中,所述凹槽设有5个,与托架3的数量相同。气囊2采用高弹性橡胶作为本体材料,与凹槽的数量相对应,所述气囊2也在旋转轴4的圆周方向均布5组。凹槽与托架3的位置一一对应,每组气囊2分别铺设在位置相对应的凹槽与托架3处。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述安装座8的一端通过轴承6安装有所述旋转轴4。轴承6的具体安装方式为现有技术,如图2所示,与轴承6相配合使用的还有端盖5和螺母7,所述端盖5套装在旋转轴4上且通过螺栓固定在安装座8外侧;所述螺母7旋在旋转轴4上并且与轴承6的内圈相贴紧。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述动力装置为气动马达11,所述气动马达11通过联轴器10与所述旋转轴4连接,气动马达11上设有气动马达供气口13,用于给气动马达11供气。
如图6所示,并结合图7所示,本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述气囊2的外表面21设有擦除用塑料丝211。当然,除了塑料丝211,还可以采用其他材质的丝状物,只要能够达到擦除的效果即可。
本发明中的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其中所述气囊2通过粘接的方式铺设在旋转轴4和托架3上。
本发明中的利用上述装置的低温加注系统气囊自适应式自动擦除方法,包括以下步骤:
(1)将低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置通过安装座8与自动化设备(图中未示出)连接;
(2)将旋转轴4与低温加注系统1自动对中并伸入其内腔,气囊2处于收缩状态;
(3)给旋转接头9供气口12通气,供气压力范围为0.05MPa~0.6MPa,压缩空气经过旋转接头9气腔、旋转轴4上的进气孔41和旋转轴内的气体通道,分别流动至与气囊2相连通的第一出气孔42和与外界相连通的第二出气孔43,气囊2由初始收缩状态迅速膨胀,气囊2外表面自动适应低温加注系统1结构轮廓,如图3、4所示;
(4)气动马达供气口13通气,供气压力范围为0.05MPa~0.6MPa,气动马达11通过联轴器10驱动旋转轴4旋转,旋转速度范围为30r/min~60r/min;
(5)擦除过程中,通过气囊2外表面21上的塑料丝211将低温加注系统1表面的霜、冰擦落,同时通过旋转轴4上第二出气孔43流出的压缩空气对霜、冰进行吹除;
(6)擦除1min~3min后,根据擦除效果调整旋转接头9及气动马达11的供气压力,直至完成低温加注系统1表面霜、冰擦除;
(7)气动马达11停止工作,旋转接头9供气口12停止供气,气囊2收缩,低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置反向退出,完成对低温加注系统1表面霜、冰的擦除。
本发明低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置及方法,气囊充气膨胀后自动适应低温加注系统结构轮廓,通过旋转作用,实现对低温加注系统表面霜、冰的擦除;同时,通过旋转轴第二出气孔流出的压缩空气作用,同步对低温加注系统表面以及气囊旋转擦落的霜、冰进行吹除,具有擦除效率高、效果好、通用性强、自动化程度高、使用安全等优点。
本发明还能够通过调整气囊、气动马达供气压力,改变气囊与低温加注系统间的作用力、吹除速度以及气囊的旋转速度,实现对低温加注系统擦除效率、效果的调整。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其特征在于:包括安装座(8),所述安装座的一端安装有旋转轴(4),安装座的另一端安装有动力装置,所述动力装置驱动旋转轴转动,所述旋转轴上固定设有托架(3),所述旋转轴的外侧面以及托架上铺设有气囊(2),所述旋转轴在安装座一端开设有进气孔(41),旋转轴的另一端开设有第一出气孔(42)和第二出气孔(43),所述进气孔通过旋转轴内部的气体通道与第一出气孔和第二出气孔相连通,所述第一出气孔与气囊相连通,所述第二出气孔与外界相连通;所述旋转轴(4)在开设进气孔(41)一端套装有旋转接头(9),所述旋转接头固定在所述安装座(8)上,所述旋转接头上开设有供气口(12),所述旋转接头内部设有气腔,所述供气口与所述气腔相连通,所述旋转轴的进气孔位于所述气腔内,所述旋转接头与旋转轴之间设有密封圈;所述托架(3)设有多个,多个托架沿旋转轴(4)的周向均匀布置,每个托架呈L形,所述气囊(2)铺设在托架的内侧面上;所述旋转轴(4)上设有沿轴向布置的凹槽,所述气囊(2)铺设在所述凹槽内,所述第一出气孔(42)开设在所述凹槽内,所述第二出气孔(43)开设在凹槽外的旋转轴上。
2.根据权利要求1所述的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其特征在于:所述凹槽设有多个,多个凹槽沿旋转轴(4)的周向均匀布置。
3.根据权利要求2所述的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其特征在于:所述安装座(8)的一端通过轴承(6)安装有所述旋转轴(4)。
4.根据权利要求3所述的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其特征在于:所述动力装置为气动马达(11),所述气动马达通过联轴器(10)与所述旋转轴(4)连接。
5.根据权利要求4所述的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其特征在于:所述气囊(2)的外表面(21)设有擦除用塑料丝(211)。
6.根据权利要求5所述的低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置,其特征在于:所述气囊(2)通过粘接的方式铺设在旋转轴(4)和托架(3)上。
7.一种利用权利要求1~6任一项所述装置的低温加注系统气囊自适应式自动擦除方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置通过安装座与自动化设备连接;
(2)将旋转轴与低温加注系统自动对中并伸入其内腔,气囊处于收缩状态;
(3)给旋转接头供气口通气,供气压力范围为0.05MPa~0.6MPa,压缩空气经过旋转接头气腔、旋转轴上的进气孔和旋转轴内的气体通道,分别流动至与气囊相连通的第一出气孔和与外界相连通的第二出气孔,气囊由初始收缩状态迅速膨胀,气囊外表面自动适应低温加注系统结构轮廓;
(4)气动马达供气口通气,供气压力范围为0.05MPa~0.6MPa,气动马达通过联轴器驱动旋转轴旋转,旋转速度范围为30r/min~60r/min;
(5)擦除过程中,通过气囊外表面上的塑料丝将低温加注系统表面的霜、冰擦落,同时通过旋转轴上第二出气孔流出的压缩空气对霜、冰进行吹除;
(6)擦除1min~3min后,根据擦除效果调整旋转接头及气动马达的供气压力,直至完成低温加注系统表面霜、冰擦除;
(7)气动马达停止工作,旋转接头供气口停止供气,气囊收缩,低温加注系统气囊自适应式自动擦除装置反向退出,完成对低温加注系统表面霜、冰的擦除。
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