CN108793046A - 悬臂升降式自动对位装车鹤管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于火车顶部装油设备（鹤管）对位的自动化装置，特别是悬臂升降式自动对位装车鹤管，立柱固定在栈桥上，立柱下部安装有绕丝轮，绕丝轮上绕有钢丝绳，钢丝绳穿过立柱上部的定滑轮与立柱套管连接，驱动转轴通过第一螺栓与套管连接，驱动转轴上部安装有涡轮蜗杆机构，水平伸缩外套内安装有水平伸缩内套，水平伸缩内套安装有齿条，水平伸缩内套端部通过第二螺栓与垂管连接，垂管上部通过两组第二旋转接头与鹤管主管连接，垂管通过第三螺栓与随动密封帽连接，随动密封帽通过气相软管连接气相管，在垂管上固装红外传感器和位移传感器。本发明实现鹤管降低工人劳动强度，提高工作效率，减少有毒有害气体对人身的危害。
Description
技术领域
本发明涉及用于火车顶部装油设备（鹤管）对位的自动化装置，该设备可以广泛应用于罐车顶部装油设备的自动化，适用于铁路用液体罐车顶部装油设备的自动化改造，特别是悬臂升降式自动对位装车鹤管。
背景技术
普通悬臂式装车鹤管主要包括：立柱、内臂、弹簧钢平衡系统、外臂、垂管、潜油泵。普通式悬臂装油鹤管采用手动操作，人工牵引垂管放置到罐车内，工作原理：通过内臂、外臂的旋转来展开鹤管；通过外臂的俯仰来升降垂管；弹簧钢平衡系统用来平衡外臂、垂管的力矩，以确保人工能够操作； 但普通悬臂式鹤管存的一些问题：1、劳动强度大。装车过程中操作人员需要逐一牵拽鹤管，将垂管放入罐车，且火车栈桥通常在200米左右，每次对车至少10节以上车厢，操作人员牵拽鹤管往返于罐车和栈桥上需要耗费很大的体力。2、工作效率低。在人工逐台对位过程中每次插入鹤管、提升鹤管、确认鹤管到位都需要较长的时间，浪费人力。3、鹤管无锁紧机构的需用绳子将垂管固定，防止垂管在平衡杠作用下抬起。鹤管有锁紧机构的需人工拧紧锁紧机构。装车完成后需人工解开绳索或松开锁紧机构，人工牵引鹤管至零位。鹤管回到零位后需人工进行固定防止鹤管任意摆动。操作程序复杂，效率低。4、危害员工身体健康。由于顶部装油鹤管采用敞口式装车，遇到有毒、有害、易挥发的介质无法避免操作人员与挥发气体进距离接触，危害操作人员身体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种悬臂升降式自动对位装车鹤管，代替传统的手动悬臂装油鹤管，实现鹤管从对位到装车的自动化操作，降低工人劳动强度，提高工作效率，减少有毒有害气体对人身的危害。
本发明的目的是这样实现的：一种悬臂升降式自动对位装车鹤管，包括内臂、外臂、弹簧缸平衡系统、气相管，气相接口向上，液相接口向下，两接口通过第一旋转接头实现自身的转动，立柱固定在栈桥上，立柱套管通过安装的第一轮组在立柱上下升降滑动，立柱下部安装有绕丝轮，绕丝轮上绕有钢丝绳，钢丝绳穿过立柱上部的定滑轮与立柱套管连接，绕丝轮转动收放钢丝绳，钢丝绳拉动立柱套管实现立柱套管的升降，驱动转轴通过第一螺栓与套管连接，驱动转轴与水平伸缩外套焊接为一体，驱动转轴上部安装有涡轮蜗杆机构，通过伺服电机驱动涡轮蜗杆机构连接的转轴实现转轴的转动，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能可使驱动转轴在任意位置锁止，水平伸缩外套内安装有水平伸缩内套，水平伸缩内套安装有齿条，水平伸缩内套通过齿轮齿条机构实现水平伸缩，水平伸缩内套通过安装在水平伸缩外套的第二轮组实现导向滑动，水平伸缩内套端部通过第二螺栓与垂管连接，垂管上部通过两组第二旋转接头与鹤管主管连接，垂管通过第三螺栓与随动密封帽连接，随动密封帽通过气相软管连接气相管，在垂管上固装红外传感器和位移传感器。
本发明的工作应用简要说明：鹤管启动后，通过绕丝轮机构提升水平伸缩外套、伸缩内套、垂管、随动密封帽所连接的组件，垂管上升到最高高度，驱动转轴上部安装的涡轮蜗杆机构驱动水平伸缩外套水平转动，伸缩内套在齿轮、齿条机构的驱动下伸出，直至垂管上安装的红外传感器到轨道中心位置时启动红外传感器扫面罐口，水瓶伸缩臂水平转动与伸缩联动使红外传感器感应点始终与轨道中心线重合扫描。红外传感器扫描到罐口后收缩水瓶伸缩臂使垂管位于罐口中心，下降水平伸缩臂直至密封帽盖紧罐口，位移传感器感应到信号后停止下降；随动密封帽通过气相软管将油气导入气相管。对位完成，启动装油作业。整个对位过程只需按下启动按钮，即可实现鹤管自动动作寻找罐口、下降密闭罐口，装油完成后鹤管收回等动作，从而实现自动化装车全程无需人工操作。
本发明的技术特点：采用防爆伺服电机驱动旋转接头、伸缩机构及升降机构，从而实现精确控制整个鹤管的运转代替人工操作；采用激光传感器扫描来实现鹤管的自动寻找灌口；鹤管结构采用水平伸缩、升降或旋转带动鹤管内外臂展开、收拢的新型结构形式，该种鹤管结构能够有效的保证鹤管整体刚度和强度，解决传统鹤管存在的缺陷；通过三轴联动实现鹤管进、出罐口动作。
本发明的有益效果是：实现鹤管从对位到装车的自动化操作，降低工人劳动强度，提高工作效率，减少有毒有害气体对人身的危害。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的俯视结构示意图。
具体实施方式
一种悬臂升降式自动对位装车鹤管，如图1所示，包括内臂10、外臂11、弹簧缸平衡系统12、气相管13，气相接口向上，液相接口向下，两接口通过第一旋转接头实现自身的转动，立柱1固定在栈桥上，立柱1套管通过安装的第一轮组在立柱1上下升降滑动，立柱1下部安装有绕丝轮，绕丝轮上绕有钢丝绳，钢丝绳穿过立柱1上部的定滑轮与立柱套管2连接，绕丝轮转动收放钢丝绳，钢丝绳拉动立柱套管2实现立柱套管2的升降，驱动转轴3通过第一螺栓与套管连接，驱动转轴3与水平伸缩外套4焊接为一体，驱动转轴3上部安装有涡轮蜗杆机构，通过伺服电机驱动涡轮蜗杆机构连接的转轴实现转轴的转动，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能可使驱动转轴3在任意位置锁止，水平伸缩外套4内安装有水平伸缩内套5，水平伸缩内套5安装有齿条，水平伸缩内套5通过齿轮齿条机构实现水平伸缩，水平伸缩内套5通过安装在水平伸缩外套4的第二轮组实现导向滑动，水平伸缩内套5端部通过第二螺栓与垂管7连接，垂管7上部通过两组第二旋转接头与鹤管主管6连接，垂管7通过第三螺栓与随动密封帽8连接，随动密封帽8通过气相软管9连接气相管13，在垂管7上固装红外传感器和位移传感器。
本发明的展开采用一种水平伸缩臂带动鹤管内外臂展开、收拢的机构来实现，水平伸缩臂支撑整个鹤管结构，从而保证这个鹤管的强度和刚度。垂管、密封帽升、降通过立柱内的绕丝轮机构收、放钢丝绳，钢丝绳通过顶部定滑轮牵引立柱套管连接的水瓶伸缩臂实现垂管、密封帽的升、降动作。
本发明采用防爆伺服电机驱动涡轮蜗杆机构实现水平伸缩臂的左右旋转，采用防爆伺服电机驱动齿轮、齿条机构实现水瓶伸缩臂的伸缩动作，采用防爆伺服电机驱动绕丝轮机构实现水平伸缩臂的升降，从而实现精确控制整个鹤管的运转代替人工操作。本发明采用两轴联动，确定激光传感器在轨道中心线上扫描来实现鹤管的自动寻找灌口。
立柱、立柱套管均为方管结构，立柱上焊接有导向条用于立柱套管升降导向。立柱套管上安装有导向轮组用于立柱套管升将滚动导向。
绕丝轮通过伺服电机连接行星减速机驱动绕丝轮转动。绕丝轮上盘绕钢丝绳，钢丝绳绕过立柱顶部的定滑轮组与立柱外套连接从而实现水平伸缩臂的升降。绕丝轮机构安装于立柱下部的立柱腔体内，拆卸方便，钢丝绳在立柱内布设。
水平伸缩臂由水平伸缩外套、伸缩内套组成均为矩形管结构，水平伸缩臂伸缩通过伺服电机连接行星减速机驱动齿轮齿条机构实现。
鹤管内外臂与普通鹤管内外比结构相同，紧急状态下，鹤管主管可与水平伸缩臂脱离切换为普通鹤管结构继续应急使用。
鹤管主管与垂管通过旋转接头连接。
垂管连接有随动密封帽，可在罐口偏斜一定角度的情况下可靠的密封。可根据管体的沉降及时感应随动沉降。
Claims (1)
1.一种悬臂升降式自动对位装车鹤管，包括内臂、外臂、弹簧缸平衡系统、气相管，气相接口向上，液相接口向下，两接口通过第一旋转接头实现自身的转动，在其特征在于：立柱固定在栈桥上，立柱套管通过安装的第一轮组在立柱上下升降滑动，立柱下部安装有绕丝轮，绕丝轮上绕有钢丝绳，钢丝绳穿过立柱上部的定滑轮与立柱套管连接，绕丝轮转动收放钢丝绳，钢丝绳拉动立柱套管实现立柱套管的升降，驱动转轴通过第一螺栓与套管连接，驱动转轴与水平伸缩外套焊接为一体，驱动转轴上部安装有涡轮蜗杆机构，通过伺服电机驱动涡轮蜗杆机构连接的转轴实现转轴的转动，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能可使驱动转轴在任意位置锁止，水平伸缩外套内安装有水平伸缩内套，水平伸缩内套安装有齿条，水平伸缩内套通过齿轮齿条机构实现水平伸缩，水平伸缩内套通过安装在水平伸缩外套的第二轮组实现导向滑动，水平伸缩内套端部通过第二螺栓与垂管连接,垂管上部通过两组第二旋转接头与鹤管主管连接，垂管通过第三螺栓与随动密封帽连接，随动密封帽通过气相软管连接气相管，在垂管上固装红外传感器和位移传感器。
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