CN108975237A - 一种球罐内部检验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球罐内部检验装置，其特征在于，包括罐体上人孔、下人孔上分别设置的第一法兰、第二法兰，所述第一法兰、第二法兰上分别开设第一安装通孔、第二安装通孔与中空的固定杆的上下端固连；所述第一法兰上方设有第一中空旋转平台，所述第二法兰下方设有第二旋转平台，所述第一中空旋转平台、第二旋转平台分别通过第一驱动装置、第二驱动装置驱动同步转动，所述固定杆上设有可沿固定杆上下滑动、以固定杆为中心轴转动的工作平台组件。本发明结构简单，自动化程度高，安全性高，稳定性好，通过可旋转、升降的机械装置在球罐内部运输检验人员及检验设备，减少了检验时间，提高工作效率，也可缩短企业停产时间，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及球罐检验设备，具体地指一种球罐内部检验装置。
背景技术
我国石油化工行业规模雄厚，拥有大量的球形储罐，常见的球罐体积有2000m3、2500m3、3000m3等，常用来存储大量的易燃易爆以及有毒有害介质，一旦泄露或者爆破，后果不堪设想。检验检测机构一般在制定大型球罐的检验方案时，都会开罐进入球罐内部检验，检验项目一般有宏观检验、测厚、超声检测、磁粉检测、TOFD检测、射线检测等手段。由于球罐体积之庞大，焊缝之多，为了近距离靠近球罐内部焊缝实施检验检测，现行做法是在球罐内部搭设脚手架。由于球罐上开设的人孔直径一般只有600mm，因此在球罐内部搭设脚手架时需要工人将一根一根钢管以及金属板子通过人孔搬运至球罐内部，然后再在球罐内部实施人工搭设，待检验检测工作完成后，一一拆卸金属板子和钢管，再通过人孔将搬出。此过程工序较为繁琐，需要耗费大量的人力和时间，以2000m3球罐为例，脚手架搭设完成以及拆卸完成，全过程大概需要7天，极大的降低了工作效率。
现有技术中开发出了无需在球罐内部搭设脚手架的装置：
公开号为CN106320682的中国发明专利公开了一种球罐检验用辅助装置和检验方法，通过球罐的上人孔安装立柱，立柱通过旋转电机驱动转动，工作吊篮位于球罐内部连接于立柱上，工作吊篮与立柱间通过穿过滑轮组的缆绳连接，立柱转动带动工作吊篮水平转动，提升电机转动使缆绳带动工作吊篮上下运动。该专利具有以下缺陷：球罐体积巨大，立柱至少有30米高，驱动立柱旋转需要的扭矩极大，一般电机难以满足；立柱下端靠支架支撑于球罐内壁，球罐内壁材质光滑，支架固定困难，况且每次检验均需支架固定后拆卸，对球冠内壁造成损伤。
公开号为CN206590845的中国实用新型专利公开了一种球罐内部检验平台，球罐中心设置中心连杆，球罐内部设有与中心连杆连接的伸缩机构，伸缩机构带动下方的操作平台上下运动，减速旋转装置驱动中心连杆转动带动操作平台水平转动。该专利具有以下缺陷：球罐体积巨大，立柱至少有30米高，驱动立柱旋转需要的扭矩极大，一般电机难以满足；立柱下端悬空，转动时难以保证立柱沿球罐的竖直中心线转动，造成操作平台发生倾斜。
因此，需要开发出一种对球罐内壁无损伤、驱动操作平台转动所需的扭矩小、操作平台转动平稳的球罐内部检验装置。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种对球罐内壁无损伤、驱动操作平台转动所需的扭矩小、操作平台转动平稳的球罐内部检验装置。
本发明的技术方案为：一种球罐内部检验装置，其特征在于，
包括罐体的上人孔、下人孔上分别设置的第一法兰、第二法兰，所述第一法兰、所述第二法兰上分别开设第一安装通孔、第二安装通孔与中空的固定杆的上下端固连；
所述第一法兰上方设有第一中空旋转平台，所述第二法兰下方设有第二旋转平台，所述第一中空旋转平台、所述第二旋转平台分别通过第一驱动装置、第二驱动装置驱动同步转动；
所述固定杆上设置有工作平台组件，所述工作平台组件可沿所述固定杆上下滑动以及能以固定杆为转轴转动，所述第一中空旋转平台、所述第二旋转平台间设有滑轮组件，所述滑轮组件联动工作平台组件同步转动，所述滑轮组件与所述第二旋转平台上的第三驱动装置连接，所述第三驱动装置可驱动所述工作平台组件可沿所述固定杆升降。本方案通过第一中空旋转平台、第二旋转平台同步转动带动工作平台组件水平转动，固定杆不动，因此驱动装置只需驱动第一中空旋转平台、第二旋转平台水平转动，与现有技术中驱动中心杆相比需要的扭矩大大减小；第一中空旋转平台、第二旋转平台均设置于罐体外，固定杆仅与上下人孔上的法兰连接，拆装方便且对罐体内表面无损伤；滑轮组件与第一中空旋转平台、第二旋转平台连接，使工作平台组件稳定同步转动。
优选的，所述第一中空旋转平台包括具有中心通孔的凸台型底座，所述中心通孔孔径大于第一安装通孔，所述底座上设有轴承且与轴承内圈固定连接，所述轴承上方设有第一旋转板与轴承外圈固定连接，所述轴承外圈设有第一齿轮与设置于所述罐体上的第一驱动装置的输出端配合。本方案中轴承、第一旋转板套设于凸台型底座上，轴承转动则带动上端的第一旋转板转动，轴承与第一驱动装置的输出端齿轮配合，本方案有利于第一旋转板在第一驱动装置的驱动下平稳转动。
进一步的，所述滑轮组件包括：
第一滑轮，周向均布于所述第一旋转板上，所述第一滑轮在所述第一旋转板上的投影位于所述中心通孔内；
第二滑轮，设置于所述第二旋转平台上，并与各所述第一滑轮相对应；
所述第一滑轮与所述第二滑轮通过缆绳连接，各所述缆绳与第三驱动装置连接。
本方案中缆绳通过第一滑轮、第二滑轮将工作平台组件与第三驱动装置连接，既可使第一滑轮、第二滑轮同步转动时带动工作平台组件转动，又可在第三驱动装置的驱动下使工作平台组件进行上下升降。
更进一步的，所述缆绳一端与所述工作平台组件连接，另一端穿过所述第一法兰、所述中心通孔缠绕于所述第一滑轮，所述缆绳轴向穿过所述固定杆的内部，缠绕于所述第二滑轮，并与所述第三驱动装置输出端连接。本方案中缆绳一端与工作平台组件连接后，另一端穿过第一法兰、中心通孔后缠绕过第一滑轮，再从固定杆的内部轴向穿过后继续缠绕第二滑轮至与第三驱动装置输出端连接，缆绳通过在第一滑轮、第二滑轮上滑动带动工作平台组件平稳上下升降。
更进一步的，所述第一法兰上周向间隔设有多个弧形转动槽，所述弧形转动槽与缆绳对应，所述缆绳从所述转动槽穿过。本方案中，各转动槽与固定杆的竖直中心轴(球罐的竖直中心线)形成的圆心角即缆绳可转动的角度范围，因此各转动槽间的连接部分越窄，缆绳转动范围越大。
优选的，所述工作平台组件包括套设于所述固定杆上的轴套以及周向设置于轴套上的多个水平伸缩装置，多个所述水平伸缩装置连接成环向整体，所述水平伸缩装置外端设有检修平台。本方案采用多个水平伸缩装置拼接，有利于减小体积进入罐体。
进一步的，所述水平伸缩装置包括壳体，所述壳体包括连接形成腔体的上端面、下端面、内端面、外端面、第一拼接面和第二拼接面，所述内端面与所述轴套形状对应且所述外端面与所述内端面径向对应，所述第一拼接面和所述第二拼接面分别位于所述内端面两侧与所述外端面连接，所述壳体内设有液压部件以及与液压部件连接且穿过所述外端面的伸缩杆，所述检修平台设置于所述伸缩杆外端。本方案中各水平伸缩装置中均设有液压部件，避免了同一液压部件驱动所有的伸缩杆造成了载荷太大，难以负载。
更进一步的，所述第一拼接面上设有凸起，所述第二拼接面上设有凹槽，相邻所述水平伸缩装置间通过所述第一拼接面、所述第二拼接面贴合使所述凸起进入所述凹槽配合，多个所述水平伸缩装置首尾连接形成环向整体。本方案使相邻水平伸缩装置间直接拼接直至形成环向整体，避免了相邻水平伸缩装置间设置结构复杂的连接件。
更进一步的，多个所述水平伸缩装置连接成环向整体的上下端分别设有上盖、下盖，所述上盖、所述下盖分别与各所述水平伸缩装置的所述壳体连接，所述上盖上周向间隔设有与各所述水平伸缩装置对应的安装环。上盖、下盖将多个水平伸缩装置连成的环向整体上下端加固成整体。
进一步的，所述第一驱动装置包括设置于球罐上的第一电机，所述第一电机的输出端设有用于与所述第一齿轮啮合的第二齿轮；
所述第二驱动装置包括位于地面上相连接的凸轮分割器和第二电机，所述第二旋转平台与所述凸轮分割器的输出轴连接。
本发明的有益效果为：
1.通过第一中空旋转平台、第二旋转平台同步转动带动工作平台组件水平转动，固定杆不动，因此驱动装置只需驱动第一中空旋转平台、第二旋转平台水平转动，与现有技术中驱动中心杆相比需要的扭矩大大减小。
2.第一中空旋转平台、第二旋转平台均设置于罐体外，固定杆仅与上下人孔上的法兰连接，拆装方便，对罐体内表面无损伤，无需在球罐内壁安装辅助连接装置；滑轮组件与第一中空旋转平台、第二旋转平台连接，缆绳从固定杆中穿过，使工作平台组件稳定同步转动。
3.结构简单，自动化程度高，安全性高，稳定性好，通过可旋转、升降的机械装置在球罐内部运输检验人员及检验设备，减少了检验时间，提高工作效率，也可缩短企业停产时间，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为图1中第一中空旋转平台处局部放大图
图3为第一法兰结构示意图
图4为图1中第二旋转平台处局部放大图
图5为第二旋转平台的平面布置图
图6为水平伸缩装置壳体结构示意图
图7为相邻水平伸缩装置拼接示意图
图8为上盖结构示意图
图9为多个水平伸缩装置拼接成环形整体结构示意图
图10为检修平台结构示意图
其中：1-罐体 2-上人孔 3-下人孔 4-第一法兰 5-第二法兰 6-固定杆 7-第一中空旋转平台 8-第二旋转平台 9-工作平台组件 10-滑轮组件 11-第一驱动装置 12-第二驱动装置 13-第三驱动装置 14-轴套 15-水平伸缩装置 16-检修平台 17-壳体 18-伸缩杆 19-上盖 20-下盖 21-安装环 4.1-第一安装通孔 5.1-第二安装通孔 4.2-转动槽7.1-底座 7.2-轴承 7.3-第一旋转板 7.4-中心通孔 7.5-第一齿轮 7.6-安装座 10.1-第一滑轮 10.2-第二滑轮 10.3-缆绳 17.1-上端面 17.2-下端面 17.3-内端面 17.4-外端面 17.5-第一拼接面 17.6-第二拼接面 17.7-凸起 17.8-凹槽 17.9-连接板。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1-5所示，本发明提供的球罐内部检验装置，包括罐体1的上人孔2、下人孔3上分别设置的第一法兰4、第二法兰5，第一法兰4、第二法兰5上分别开设第一安装通孔4.1、第二安装通孔5.1，第一安装通孔4.1、第二安装通孔5.1分别与中空的固定杆6的上下端固连；第一法兰4上方设有第一中空旋转平台7，第二法兰5下方设有第二旋转平台8，第一中空旋转平台7、第二旋转平台8分别通过第一驱动装置11、第二驱动装置12驱动同步转动，第一中空旋转平台7、第二旋转平台8以固定杆6的中心轴为转轴同步转动。本方案中，第一安装通孔4.1、第二安装通孔5.1、固定杆6均与罐体1的竖直中心线同轴。
固定杆6上设有可沿固定杆6上下滑动、以固定杆6为转轴转动的工作平台组件9，第一中空旋转平台7、第二旋转平台8间设有联动工作平台组件9同步转动的滑轮组件10，滑轮组件10与第二旋转平台8上的第三驱动装置13连接，第三驱动装置13可驱动工作平台组件9可沿固定杆6升降。
第一中空旋转平台7包括具有中心通孔7.4的凸台型底座7.1，底座7.1同轴固连于第一法兰4上，中心通孔7.4孔径大于第一安装通孔4.1且与罐体1的竖直中心线同轴，底座7.1上设有轴承7.2，轴承7.2内圈与底座7.1固连，轴承7.2上方设有与轴承7.2外圈固定连接的第一旋转板7.3，第一旋转板7.3为与中心通孔7.4同轴的环形，内径为不与轴承7.2内圈发生干涉即可(轴承7.2内圈高于外圈时第一旋转板7.3套于内圈上，轴承7.2外圈高于内圈时直接套于底座7.1上)，轴承7.2为现有的交叉滚子轴承，轴承7.2外圈设有第一齿轮7.5。第一驱动装置11包括设置于罐体1上的第一电机11.2，第一电机11.2的输出端穿过底座7.1并在端部设有第二齿轮11.1，第二齿轮11.1与第一齿轮7.5啮合，第一电机11.2启动后会带动轴承7.2外圈转动，第一旋转板7.3同步转动。
滑轮组件10包括设置于第一旋转板7.3上周向均布的第一滑轮10.1，第一旋转板7.3上周向均布设置安装座7.6，第一滑轮10.1设置于安装座7.6上临近中心通孔7.4的一侧，第一滑轮10.1在第一旋转板7.3上的投影位于中心通孔7.4内，滑轮组件10还包括第二旋转平台8上设置的与各第一滑轮对应的第二滑轮10.2以及连接各第一滑轮10.1、第二滑轮10.2的缆绳10.3。各缆绳10.3与第三驱动装置13连接，第三驱动装置13为第二旋转平台8上周向均布的多个升降电机，每个缆绳10.3对应一个升降电机，升降电机位于第二滑轮10.2外侧。
本方案中第一滑轮10.1、第二滑轮10.2分别与固定杆6上下端开口处对应。第二旋转平台8为中心处设有凸台的圆盘，第二滑轮10.2位于凸台上，第三驱动装置13位于凸台外侧的圆盘上，第二驱动装置12包括位于地面上相连接的凸轮分割器12.1和第二电机12.2，第二旋转平台8在凸轮分割器12.1上方与凸轮分割器12.1的输出轴连接。
缆绳10.3一端与工作平台组件9连接后，另一端穿过第一法兰4、中心通孔7.4后缠绕过第一滑轮10.1，再从固定杆6的内部轴向穿过继续缠绕第二滑轮10.2至与对应的升降电机连接。第一法兰4上周向间隔设有多个与缆绳10.3对应的弧形转动槽4.2，缆绳10.3另一端向上从转动槽4.2穿过。各转动槽4.2与固定杆6的竖直中心轴(球罐的竖直中心线)形成的圆心角即缆绳可转动的角度范围，因此各转动槽间的连接部分越窄，缆绳转动范围越大。缆绳10.3位于固定杆6内部临近内壁处，轴向穿过不与固定杆6接触，各缆绳10.3同步转动时互不干涉。
工作平台组件9包括套设于固定杆6上的轴套14以及周向设置于轴套上的多个水平伸缩装置15，多个水平伸缩装置15连接成环向整体，水平伸缩装置15外端设有检修平台16。水平伸缩装置15包括壳体17，如图6-9所示，壳体17包括连接形成腔体的上端面17.1、下端面17.2、内端面17.3、外端面17.4、第一拼接面17.5和第二拼接面17.6，内端面17.3为与轴套14对应的弧形且外端面17.4与内端面17.3径向对应，第一拼接面17.5和第二拼接面17.6分别位于内端面17.3两侧，与外端面17.4的两侧对应连接，壳体17内设有液压部件以及与液压部件连接且穿过外端面17.4的伸缩杆18，检修平台16设置于伸缩杆18伸出外端面17.4的一端(外端)。本方案中伸缩杆18为两根平行的多级伸缩杆。
第一拼接面17.5上设有凸起17.7，第二拼接面17.6上设有凹槽17.8，相邻水平伸缩装置15间通过第一拼接面17.5、第二拼接面17.6贴合使凸起17.7进入凹槽17.8配合，多个水平伸缩装置15首尾连接形成环向整体。相邻水平伸缩装置15在外端面17.4临近处形成倒角平面，倒角平面上设置连接板17.9将相邻水平伸缩装置15连接固定。多个水平伸缩装置15连接成环向整体的上下端分别设有上盖19、下盖20，上盖19、下盖20分别与各水平伸缩装置15的壳体17螺栓连接，上盖19上周向间隔设有与各水平伸缩装置15对应的安装环21。各安装环21用于连接缆绳10.3。
如图10所示，检修平台16包括底部的支撑板16.1，支撑板16.1上的一侧面为安装面16.2，另外三侧面为围栏16.3，安装面16.2与伸缩杆18外端连接。
本实施例中：第一滑轮10.1在第一旋转板7.3上周向均匀间隔设置四个，对应的第二滑轮10.2、缆绳10.3、升降电机、水平伸缩装置15、安装环21、检修平台16均为四个。采用四个对称设置的升降电机同步对工作平台组件9进行牵引，保证了工作平台组件9的升降的稳定性，也减小了轴套14与固定杆6之间的磨损。
本发明的工作原理为：
检验工作人员进入检修平台16内，启动水平伸缩装置15内的液压部件(如液压油缸)使伸缩杆18伸长，到达罐体1内壁，
启动所有升降电机转动，缆绳10.3联动工作平台组件9升降调整检修平台16的竖直位置，再启动第一电机11.2、第二电机12.2使第一旋转板7.3、第二旋转平台8同步转动，利用工作平台组件9同步转动调整检修平台16的水平位置，直至所有检测点检测完毕。
Claims (10)
1.一种球罐内部检验装置，其特征在于，包括罐体(1)的上人孔(2)、下人孔(3)上分别设置的第一法兰(4)、第二法兰(5)，所述第一法兰(4)、所述第二法兰(5)上分别开设第一安装通孔(4.1)、第二安装通孔(5.1)与中空的固定杆(6)的上下端固连；
所述第一法兰(4)上方设有第一中空旋转平台(7)，所述第二法兰(5)下方设有第二旋转平台(8)，所述第一中空旋转平台(7)、所述第二旋转平台(8)分别通过第一驱动装置(11)、第二驱动装置(12)驱动同步转动；
所述固定杆(6)上设置有工作平台组件(9)，所述工作平台组件(9)可沿所述固定杆(6)上下滑动以及能以固定杆(6)为转轴转动，所述第一中空旋转平台(7)、所述第二旋转平台(8)间设有滑轮组件(10)，所述滑轮组件(10)联动工作平台组件(9)同步转动，所述滑轮组件(10)与所述第二旋转平台(8)上的第三驱动装置(13)连接，所述第三驱动装置(13)可驱动所述工作平台组件(9)沿所述固定杆(6)升降。
2.如权利要求1所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述第一中空旋转平台(7)包括具有中心通孔(7.4)的凸台型底座(7.1)，所述中心通孔(7.4)孔径大于第一安装通孔(4.1)，所述底座(7.1)上设有轴承(7.2)且与轴承(7.2)内圈固定连接，所述轴承(7.2)上方设有第一旋转板(7.3)与轴承(7.2)外圈固定连接，所述轴承(7.2)外圈设有第一齿轮(7.5)与设置于所述罐体(1)上的第一驱动装置(11)的输出端配合。
3.如权利要求2所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述滑轮组件(10)包括：
第一滑轮(10.1)，周向均布于所述第一旋转板(7.3)上，所述第一滑轮(10.1)在所述第一旋转板(7.3)上的投影位于所述中心通孔(7.4)内；
第二滑轮(10.2)，设置于所述第二旋转平台(8)上，并与各所述第一滑轮(10.1)相对应；
所述第一滑轮(10.1)与所述第二滑轮(10.2)通过缆绳(10.3)连接，各所述缆绳(10.3)与第三驱动装置(13)连接。
4.如权利要求3所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述缆绳(10.3)一端与所述工作平台组件(9)连接，另一端穿过所述第一法兰(4)、所述中心通孔(7.4)缠绕于所述第一滑轮(10.1)，所述缆绳(10.3)轴向穿过所述固定杆(6)的内部，缠绕于所述第二滑轮(10.2)，并与所述第三驱动装置(13)输出端连接。
5.如权利要求4所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述第一法兰(4)上周向间隔设有多个弧形转动槽(4.2)，所述弧形转动槽(4.2)与缆绳(10.3)对应，所述缆绳(10.3)从所述转动槽(4.2)穿过。
6.如权利要求1所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述工作平台组件(9)包括套设于所述固定杆(6)上的轴套(14)以及周向设置于轴套上的多个水平伸缩装置(15)，多个所述水平伸缩装置(15)连接成环向整体，所述水平伸缩装置(15)外端设有检修平台(16)。
7.如权利要求6所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述水平伸缩装置(15)包括壳体(17)，所述壳体(17)包括连接形成腔体的上端面(17.1)、下端面(17.2)、内端面(17.3)、外端面(17.4)、第一拼接面(17.5)和第二拼接面(17.6)，所述内端面(17.3)与所述轴套(14)形状对应且所述外端面(17.4)与所述内端面(17.3)径向对应，所述第一拼接面(17.5)和所述第二拼接面(17.6)分别位于所述内端面(17.3)两侧与所述外端面(17.4)连接，所述壳体(17)内设有液压部件以及与液压部件连接且穿过所述外端面(17.4)的伸缩杆(18)，所述检修平台(16)设置于所述伸缩杆(18)外端。
8.如权利要求7所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述第一拼接面(17.5)上设有凸起(17.7)，所述第二拼接面(17.6)上设有凹槽(17.8)，相邻所述水平伸缩装置(15)间通过所述第一拼接面(17.5)、所述第二拼接面(17.6)贴合使所述凸起(17.7)进入所述凹槽(17.8)配合，多个所述水平伸缩装置(15)首尾连接形成环向整体。
9.如权利要求7所述的球罐内部检验装置，其特征在于，多个所述水平伸缩装置(15)连接成环向整体的上下端分别设有上盖(19)、下盖(20)，所述上盖(19)、所述下盖(20)分别与各所述水平伸缩装置(15)的所述壳体(17)连接，所述上盖(19)上周向间隔设有与各所述水平伸缩装置(15)对应的安装环(21)。
10.如权利要求2所述的球罐内部检验装置，其特征在于，所述第一驱动装置(11)包括设置于球罐上的第一电机(11.2)，所述第一电机(11.2)的输出端设有用于与所述第一齿轮(7.5)啮合的第二齿轮(11.1)；
所述第二驱动装置(12)包括位于地面上相连接的凸轮分割器(12.1)和第二电机(12.2)，所述第二旋转平台(8)与所述凸轮分割器(12.1)的输出轴连接。
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