CN109721013A - 球罐程控清理与内外检验检测装置 - Google Patents

Abstract

球罐程控清理与内外检验检测装置，是一种结构简单、工作可靠、可以半自动清理球罐内壁，免去搭脚手架和爬上爬下的麻烦，大幅度地减少搬运、构建、拆除脚手架的工作量的装置。结构是：安装在球罐(2)内的主杆(4)，支杆，顶杆，撑杆(15)都是多节的，是可拆式固定连接，主杆中节与两根支杆(5)铰链连接，支杆端节(7)可安装内工作台(8)或清理小车，以便清理或检验，外工作台(18)内安装有电动起升机(19)，可顺着外钢丝绳(17)向上爬，外工作台(18)和内工作台(8)以及清理小车(23)跟随主杆(4)旋转。

Description

球罐程控清理与内外检验检测装置

技术领域：

本发明涉及一种球型容器内部的半自动清理和内外部检验、检测的装置。

背景技术：

球型容器(球罐)是一种钢制容器设备。是在石油炼制工业和石油化工中用于用于储存液态或气态物料的容器。其工作温度一般为零下50～50℃，工作压力一般在3MPa以下。球型容器与圆筒型容器相比，其用钢材较省，占地较小，基础工程简单。但球罐的制造、焊接、组装要求严格，检验工作量大，制造费用高是其缺点。

为保证生产安全，杜绝事故发生，球罐每隔3～5年必须强制检验一次，在检验之前，一般由球罐使用方对球罐内壁进行清理，去除污垢和锈斑。由于球罐直径很大(4000m³的球罐内直径近20米，相当于六层楼的高度)，内部又是光滑的圆弧面，无任何抓手和扶手，必须搭设脚手架才能够进行清理，通常的方法是从球罐下部人孔放入上千根2～2.5米长的短钢管，(下部人孔距地面约2米，长了放不进)，利用脚手架专用卡子卡成1米见方的立体网格，塞满整个球罐，等内部脚手架完成后，再由工人进行清理：去除污垢和锈斑，这项工作环境极其恶劣：残余的化学气体一般都对人体有害，加上清理工作中又不可避免地会产生粉尘且通风不良，这往往会对工人的肺部造成双重(化学和粉尘)永久性伤害。清理工作完成后，由检验部门排员带着仪器钻入球罐进行四项检测：壁厚测量、内层超声探伤、表面裂纹磁粉探伤和球罐材质成分光谱仪分析。四项检测均达标后，再由使用方将内部的脚手架拆除再在球罐外部搭起来，以便检测人员对球罐和支腿的焊缝进行检测，等所有检测全部合格后，最后再将外部脚手架全部拆除，才能正常使用。

发明内容：

本发明公开一种球罐程控清理与内外检验检测装置，目的是：把环境恶劣的球罐内壁清理工作让机器来完成，保障工人的身体健康；免去工作人员搭脚手架和爬上爬下的麻烦，缩短球罐清理和检测的时间，防止工作人员在爬上爬下时发生的跌落事故，大幅度地减少搬运、构建、拆除脚手架的工作量。

本发明的目的是这样实现的：在球罐外边的上边人孔上部内安装一个临时吊架，将本发明部件拆解为人孔可进入的零部件，由下部的人孔逐步依次放入球罐内和吊入球罐上部的平台上，在内部和上部装配起来；本发明主要由上支承架(唯一从球罐外部运上去的组件)、主杆、支杆、顶杆、撑杆、内工作台、外工作台、下支承架、驱动部分、电气控制部分等组成，上支承架中间有一个内筒作轴套，主杆的上端插入该内筒内，主杆和支杆都是多节的，用钢管制成，依靠法兰盘或其他快装方式固定连接在一起，主杆竖直安装在球罐的中心线上，主杆的上部一节侧面固定连接有定滑轮，该定滑轮中，穿有钢丝绳，此钢丝绳一端固定连接在内工作台顶部，钢丝绳另一端穿过定滑轮后向下延伸，最后固定连接在低速变频电机通过蜗轮蜗杆驱动的绞盘上，启动该低速变频电机就可控制内工作台的升降，内工作台的升降靠钢丝绳的牵引。

主杆的中心一节焊有凸耳，与组装好的支杆铰链连接，内工作台是一个长方形的筐型零件，内侧的后梁与支杆铰链连接，内工作台也是由多条块在球罐内组装而成，是工作人员站立的平台。主杆下端部安装有锥形滚子轴承，主杆的下侧部安装有经齿轮减速的低速伺服电动机，输出轴端部安装有小齿轮，该小齿轮与下支承架上部固定的大齿盘啮合，当该电机旋转时，就会驱动主杆整体旋转，带动支杆随主杆旋转，使工作台在距球罐内表面一定距离旋转，便于工作人员作业。主杆的顶部在球罐之外安装有顶杆，顶杆上铰链连接有支杆，支杆的外端部固定连接有两根钢丝绳的端部，上边一根钢丝绳另一端通过顶杆顶部的定滑轮，固定连接在顶杆侧面承担外工作台的重量，下边一根钢丝绳另一端通过安装在外工作台里的起升机，可以使外工作台升降。

清理小车是安装有四台电动机和四个抛光钢丝轮的小车，依靠气压缸顶在球罐内壁上以弥补球径的误差，并依靠有弹性的轮子来实现与球罐壁的定位，小车是垂直运动的(大多数球罐焊缝是竖向的)，小车上行依靠钢丝绳的拉动，下行靠重力和放松钢丝绳，水平移动靠清理小车缩回后主杆的旋转，垂直运动的行程靠接近开关通过PLC控制，水平移动的行程靠PLC内部编程(控制主杆旋转的电动机是无刷伺服电机)。

外工作台是整体的，依靠安装在外工作台下部的起升机与固定在撑杆端部的钢丝绳来起升，依靠主杆的旋转来绕球罐水平旋转。

本发明请求保护的技术特征是：主杆，支杆，顶杆，撑杆都是多节的，多节之间是可拆式固定连接，主杆和顶杆安装在球罐的竖直方向的中心线上，主杆中节与两根支杆根节通过销轴可拆式铰链连接，支杆根节与支杆中节可拆式固定连接，支杆中节与支杆端节可拆式固定连接，支杆端节与内工作台后梁通过销轴可拆式铰链连接，主杆上节与内筒可拆式活动连接，主杆顶节与上稳定架可拆式活动连接，主杆顶节与撑杆通过销轴可拆式铰链连接，主杆中节安装在球罐的中心，起升钢丝绳一端可拆式固定连接在内工作台后梁上方的吊鼻上，起升钢丝绳的另一端固定连接在绞盘上，内工作台后梁与内工作台通过螺栓螺母副可拆式固定连接，清理小车定位臂与内工作台后梁通过销轴可拆式铰链连接，清理小车定位臂与竖向稳定杆通过销轴可拆式铰链连接，清理小车上可拆式固定连接有抛光电动机，抛光电动机轴上固定连接有钢丝抛光轮，清理小车下面安装有纵向的轮子，外工作台上安装有电动起升器，电动起升器与外钢丝绳下端活动连接，外钢丝绳上端固定连接在撑杆的外端头，在撑杆外端头上方，固定连接有顶钢丝绳，顶钢丝绳的另一端，固定连接在定绳弧板的钢筋鼻上，顶杆顶节的顶部，活动安装有顶滑轮。

本发明的有益效果是：免去工作人员搭脚手架和爬上爬下的麻烦，大大减轻了工作人员的劳动强度，由爬架子直接跃升为坐电梯，缩短球罐清理和检测的时间，把最繁杂的体力劳动交由机器完成，保障了工人的身体健康。防止工作人员爬上爬下时发生的人员和仪器跌落的事故，保证了工作的安全，将搬运、构建、拆除这些上千根脚手架的工作量减少了93％，本来一周的工作量，现在半天即可完成，大大的缩短了检修的工期。

附图说明：

下边结合附图进行说明。

图1是本发明在球罐内外的安装位置及组成的示意图。

图2是本发明半自动清理工作的示意图。

图3是本发明上支承架的立体图。

图4是本发明主杆的最顶部的结构简图。

图5是本发明推绳器总成的结构简图。

图6是本发明的外工作台的纵向剖视图。

图7是本发明的外工作台的立体图。

图8是本发明的主杆根节的结构示意图。

图9是本发明的下支承架的结构示意图。

图10是本发明的内工作台的结构示意图。

图11是本发明的内工作台中帆布兜的结构示意图。

图12是本发明的主杆上节的结构示意图。

图13是本发明的主杆中节的结构示意图。

图14是本发明的清理小车定位臂的立体结构示意图。

图15是本发明的清理小车骨架的立体结构示意图。

图16是本发明的清理小车的主(侧面看)视图。

图17是本发明的清理小车拆去上撑架的的俯视图。

图中：1.下部人孔，2.球罐，3.球罐支腿，4.主杆，5.支杆根节，6.支杆中节，7.支杆端节，8.内工作台，9.起升钢丝绳，10.起升定滑轮，11.上支承架，12.上稳定架，13.主杆顶节，14.顶杆顶节，15.撑杆，16.推绳器总成，17.外钢丝绳，18.外工作台，19.电动起升器，20.主杆根节，21.下支承座，22.内工作台后梁，23.清理小车，24.清理小车定位臂，25.内筒，26.内筒固定板，27.内筒撑板，28.滚珠轴承，29.定绳弧板，30.顶支耳，31.顶滑轮，32.顶护板，33.顶钢丝绳，34.稳定架短腿，35.接续管，36.推绳器支耳，37.推绳器气压缸，38.推绳器气压缸推杆，39.外摆臂，40.外摆臂轮耳，41.外摆臂定滑轮，42.外摆臂定滑轮护绳板，43.外工作台上定滑轮，44.上窗框，45.外工作台后定滑轮，46.门锁，47.侧门，48.蒙皮，49.外工作台底框，50.外工作台底板，51.外工作台地板，52.中橡胶块，53.中橡胶块支撑，54.左固定弯臂，55.侧橡胶块，56.左弯臂固定卡子，57.门合页，58.外工作台前框，59.右活动臂，60.活动臂轴，61.加力杆，62.小齿轮，63.减速箱，64.主杆旋转电动机，65.电动机固定架杆，66.绞盘架座板，67.绞盘架，68.绞盘轴，69.绞盘，70.蜗轮轴，71.蜗轮蜗杆箱，72.绞盘起升电动机，73.焊盘，74.锥形滚子轴承，75.接腿，76.焊腿，77.大齿盘，78.锥形滚子轴承外圈，79.后梁下支耳，80.底框，81.前竖梁，82.侧扶手，83.前扶手，84.后竖梁，85.斜梁，86.吊鼻，87.后梁上支耳，88.后梁中支耳，89.工作台板耳，90.帆布兜，91.架杆板耳，92.架杆，93.主杆上节，94.主杆中节，95.中节支板耳，96.贯穿支筒，97.稳钉，98.伸缩杆，99.限位支耳，100.气压推杆前支耳，101.气压缸推杆，102.气压缸，103.气压缸后支耳，104.后支筒，105.小车骨架，106.小车上撑架，107.上撑架板耳，108.上撑架板耳加强板，109.弹簧座，110.轮子，111.轮架，112.轮子定位板，113.钢丝抛光轮，114.抛光电动机。

具体实施方式：

本发明包括下部人孔1，球罐2，球罐支腿3，主杆4，支杆根节5，支杆中节6，支杆端节7，内工作台8，起升钢丝绳9，起升定滑轮10，上支承架11，上稳定架12，主杆顶节13，顶杆顶节14，撑杆15，推绳器总成16，外钢丝绳17，外工作台18，电动起升器19，主杆根节20，下支承座21，内工作台后梁22，清理小车23，清理小车定位臂24，内筒25，内筒固定板26，内筒撑板27，滚珠轴承28，定绳弧板29，顶支耳30，顶滑轮31，顶护板32，顶钢丝绳33，稳定架短腿34，接续管35，推绳器支耳36，推绳器气压缸37，推绳器气压缸推杆38，外摆臂39，外摆臂轮耳40，外摆臂定滑轮41，外摆臂定滑轮护绳板42，外工作台上定滑轮43，上窗框44，外工作台后定滑轮45，门锁46，侧门47，蒙皮48，外工作台底框49，外工作台底板50，外工作台地板51，中橡胶块52，中橡胶块支撑53，左固定弯臂54，侧橡胶块55，左弯臂固定卡子56，门合页57，外工作台前框58，右活动臂59，活动臂轴60，加力杆61，小齿轮62，减速箱63，主杆旋转电动机64，电动机固定架杆65，绞盘架座板66，绞盘架67，绞盘轴68，绞盘69，蜗轮轴70，蜗轮蜗杆箱71，绞盘起升电动机72，焊盘73，锥形滚子轴承74，接腿75，焊腿76，大齿盘77，锥形滚子轴承外圈78，后梁下支耳79，底框80，前竖梁81，侧扶手82，前扶手83，后竖梁84，斜梁85，吊鼻86，后梁上支耳87，后梁中支耳88，工作台板耳89，帆布兜90，架杆板耳91，架杆92，主杆上节93，主杆中节94，中节支板耳95，贯穿支筒96，稳钉97，伸缩杆98，限位支耳99，气压推杆前支耳100，气压缸推杆101，气压缸102，气压缸后支耳103，后支筒104，小车骨架105，小车上撑架106，上撑架板耳107，上撑架板耳加强板108，弹簧座109，轮子110，轮架111，轮子定位板112，钢丝抛光轮113，抛光电动机114。

本发明在球罐2内外的安装位置及组成见图1：在地面上依靠球罐支腿3支承着球罐2，由于球罐2的下部人孔1的内径只有0.5m，而下部人孔1的下边缘距离地面只有2m，所以凡是长度大于2m，或宽度或直径大于0.5m的任何部件均无法从下部人孔1进入球罐2内，本发明必须将长度大于2m，或宽度大于0.5m的部件拆解成小于该尺寸的组件，才能放入球罐2内，再组装起来才能使用。本发明竖直安装在球罐2内部的部件是：竖向中心线处的近似相当于球罐2直径长度的主杆4，和另外两根大约相当于球罐2半径长度的支杆，以及内工作台8和下支承座16，清理工作可以暂时不用内工作台8，只是使用内工作台后梁22，两根竖向稳定杆，清理小车23，清理小车定位臂24等部件，全部是可拆的。而球罐2上部的零件，除了上支承架11之外，全部是把所有总成拆成零件，使用卷扬机通过上下两个人孔和球罐2顶部临时安装的三脚支架的定滑轮，吊到球罐2顶部去的。

主杆4是由金属管制成，每节两端均固定连接有法兰盘，依靠该法兰盘进行可拆式固定连接，主杆4是由5种规格组成：主杆顶节13、主杆上节93、主杆中节94、主杆根节73和普通的杆节(就是除了主杆顶节13、主杆上节93、主杆中节94、主杆根节73之外的其余多节)，其中普通的杆节结构最简单，就是一根金属管两端各焊上一个法兰盘即完成，主杆中节94和普通的杆节长度是相同的，但主杆中节94在两端焊有4块中节支板耳95(见图13)，中节支板耳95是由金属板制成，是两端呈圆弧状的条状直板材，两端制有圆通孔。

上支承架11的结构见图3，主要由一个内筒25和12块钢板焊接而成，条形钢板带有圆通孔的6块是内筒固定板26，竖直的呈缺角矩形的6块是内筒撑板27，内筒撑板27的焊接方向与轴线平行，6块内筒撑板27按60°均布，焊接在内筒25的外壁上，内筒固定板26与内筒撑板27则是垂直焊接以增加强度和刚度。内筒25是一个钢制圆筒形零件，内孔与主杆上节93的外壁滑动配合，使用时，内筒固定板26外端部圆通孔与球罐2的上部人孔的法兰盘固定连接。上支承架11是唯一一件必须从球罐2外部拿到球罐2顶部去的零件，其他所有零件都是通过下部人孔1和上部人孔使用卷扬机吊上去的。

主杆顶节13的结构见图4，主杆顶节13顶部焊有法兰盘和顶支耳30，顶支耳30是用两块相同的钢板制成，一头呈弧状，开有同心的两个圆通孔，另一头是矩形，焊在主杆顶节13两侧，顶支耳30的圆通孔通过销轴与撑杆15的根节铰链连接，撑杆15的结构与上述支杆5、6、7基本相同，所不同的是在最外边一节的端部，上边固定连接有顶钢丝绳33，顶钢丝绳33是一条粗钢丝绳，一端固定连接在撑杆15最外一节的端部，另一端通过顶杆顶节14的顶部的顶滑轮31，与定绳弧板29上焊的钢筋鼻固定连接。顶滑轮31的顶部可拆式固定连接有顶护板32，是为防止顶钢丝绳滑脱而设。定绳弧板29是一个瓦(指中式小瓦)状钢板，其内弧度与主杆顶节13的外径相同，中间开有圆通孔，两端焊有钢筋鼻。上钢筋鼻与顶钢丝绳33固定连接，下钢筋鼻与手摇小绞盘的细钢丝绳端钩临时连接(装配时使用)，等定绳弧板29中间的圆通孔与主杆顶节13上的径向的两个圆通孔对齐，穿入螺栓螺母付，即可将手摇小绞盘的细钢丝绳端钩从定绳弧板29的下钢筋鼻中摘开。撑杆15的最外一节的下端部，固定连接有外钢丝绳17的上端，外钢丝绳17是电动起升器19的工作钢丝绳，外钢丝绳17的另一头是自由端，不与任何装置连接。使用时，将外钢丝绳17的自由端插入电动起升器19内，通电开动电动起升器19，电动起升器19就会顺着外钢丝绳17不断起升。主杆顶节13的中部还安装有上稳定架12，上稳定架12是漏碗形钢制圆盘，中间开有大圆孔，内安装有滚珠轴承28，外下部按120°分布，焊有稳定架短腿34，稳定架短腿34由角钢制成，上开有3个圆通孔，通过螺栓螺母付，可拆式固定连接有3条接腿(未编号)，接腿的底部焊有开圆通孔的钢板，通过该钢板上的圆通孔和螺栓螺母付，可实现与球罐2上部人孔法兰盘的可拆式固定连接。

主杆顶节13的底部开有两个凸起的榫头，主杆顶节13下部内中焊有外径与主杆顶节13内径相似的接续管35，接续管35是一根壁厚与主杆顶节13相同的细管，使用时插入主杆上节93内。主杆上节93结构见图12，上端开有两个凹形的槽，下端焊有法兰盘，顶部开有径向的两个圆通孔，上部侧面焊有起升定滑轮10的滑轮架，起升定滑轮10内穿有起升钢丝绳9，起升钢丝绳9右端向下延伸，固定连接到内工作台的吊鼻86上(在图10)，起升钢丝绳9左端向下延伸，固定连接到绞盘69上(在图8)。

在主杆中节94每端的两块中节支板耳95之间，通过销轴，铰链连接有支杆根节5，为求稳定，支杆根节5端部焊有与主杆直径等长的横向管子，在支杆根节5的另一端，通过法兰盘和螺栓螺母付，固定连接有支杆中节6，支杆中节6结构与主杆4完全相同，只是尺寸小一点而已。在多节支杆中节6的最外端，通过法兰盘和螺栓螺母付，固定连接有支杆端节7，支杆端节7的结构是一端固定连接有法兰盘，另一端固定连接有铰接头，铰接头是金属制成的短圆柱形，一头与支杆端节7固定连接，另一端开有径向的圆孔，上边的支杆端节7通过销轴与后梁上支耳87铰链连接，下边的支杆端节7通过销轴与后梁下支耳79铰链连接，在支杆端节7的外边双侧，还铰链连接有两根竖向稳定杆，该竖向稳定杆是方金属管制成，中心开有一对贯通的圆通孔，两端同一方向对称地各开有一对相同的圆通孔。该竖向稳定杆是专为安装清理小车用的，在安装内工作台8时毫无用处。

推绳器总成16的结构见图5，推绳器总成16是为防止外工作台18在绕球罐2水平旋转时，与球罐支腿3发生碰撞等运动干涉而设计的。结构是：在撑杆15的最外下端，焊有两副推绳器支耳36，每副推绳器支耳36是用两块相同的钢板制成，一头呈弧状，开有同心的两个圆通孔，另一头是矩形，焊在撑杆15的下边两侧，后(图5上是右)边推绳器支耳36通过销轴，铰链连接有推绳器气压缸37的固定端，推绳器气压缸37是市售成品，该推绳器气压缸37的推杆，即推绳器气压缸推杆38，通过销轴与外摆臂39的中部焊接的支耳铰链连接，外摆臂39是一根钢管，上头与撑杆15前(图5上是左)端下边焊接的支耳铰链连接，下端固定连接有外摆臂轮耳40，外摆臂轮耳40是钢板折成的，中间夹有外摆臂定滑轮41，外摆臂定滑轮41是市售成品，外摆臂定滑轮41的滑轮槽中有外钢丝绳17，为防止外钢丝绳17从外摆臂定滑轮41的滑轮槽中脱出，还安装有钢板制成的外摆臂定滑轮护绳板42。

外工作台18的结构请看图6，图6是外工作台18的沿中心线的剖视图，外工作台18的右边一半已剖去，外工作台18是一个一米见方的，高两米的铁箱子，由铁方管焊接而成，是整体的，下半截外部有铁皮制成的蒙皮48，左侧有可以打开的侧门47，侧门47依靠门合页57，与外工作台前框58铰链连接，侧门47的后部安装有门锁46，门锁46可使用市场上流行的电动三轮车的门锁。外工作台18的底板有三层，一是最下边的外工作台底框49，是由钢方管焊接而成的篦子，二是外工作台底板50，是铁皮焊接而成，三是外工作台地板51，由木质多层板制成。在外工作台18的后下方，固定连接有电动起升器19，电动起升器19是市售成品。在外工作台18的底板的相应位置，留有外钢丝绳17下行的孔洞。外钢丝绳17是吊装外工作台18的承力绳，必须悬吊在外工作台18的近重心的位置，为此，在外工作台18顶部的两根梁之间，安装了外工作台上定滑轮43，为了使处于外工作台18近中心的外钢丝绳17进入工作台后不至于太妨碍作业，又在外工作台18的后壁上安装了外工作台后定滑轮45，这样，外钢丝绳17进入工作台后向后拐一个弯，就不太碍事了。

为使悬吊的外工作台18工作时较稳定，外工作台18在进行清理焊缝等工作时是临时固定在球罐支腿3上的，其固定机构见图7，在外工作台18的前下方，通过固定连接在外工作台18骨架中心线上的中橡胶块支撑53，固定连接有两块中橡胶块52，中橡胶块支撑53是一截短圆钢管，前面焊有弧面的正方形钢板，后边焊在外工作台18骨架中心线上，中橡胶块52和侧橡胶块55都是带有帘布的橡胶块，可使用废货车轮胎制成。左侧的侧橡胶块55通过焊在端部的弧状的正方形钢板，固定连接在左固定弯臂54的端部，左固定弯臂54是由钢管折弯制成，形状是一头呈弧状，另一头垂直弯曲90度，中间是直的，通过三个左弯臂固定卡子56，固定连接在外工作台18的下部水平中心线上。右边的侧橡胶块55用上述同样方法固定连接在右活动臂59端部，右活动臂59是一根弧形钢管，另一头固定连接在活动臂轴60的下端，活动臂轴60是一根直的钢管，通过卡子与外工作台18的前壁或右壁前端连接，但对于外工作台18是可以水平方向转动的(卡子大，有缝隙)，活动臂轴60上端，固定连接有加力杆61，加力杆61是一根直的钢管，前头与活动臂轴60上端固定连接，后端套有塑料手柄，前中部下边，铰链连接有一根槽板，槽板由钢板冲成，槽板的槽内安装有旋钮，旋钮是黑胶木压成的，中心露有螺栓的螺纹部分，旋钮通过固定连接在外工作台18侧壁上的螺母，可紧固槽板使其无法滑动。在需要固定外工作台18的位置时，工作人员只要向外推动加力杆61，中橡胶块52和侧橡胶块55就会将球罐支腿3按120度向中心抱紧，此时，只要旋紧旋钮，外工作台18就会固定不动。

上窗框44不是必须的零件，如果外工作台18上部的前后左右四面全部是镂空的，上窗框44就完全可以不用，但考虑到是高空室外作业，一旦遇到风雨无遮无拦，就应当安装玻璃(前窗向上掀，可以支起来)，上窗框44就成为必不可少，考虑到玻璃易碎，亦可用透明PC(聚碳酸酯)板代替，或用稍厚的透明聚脂薄膜亦可。

主杆根节20的结构见图8，主杆根节20的顶端焊有法兰盘，主杆根节20的底端安装有锥形滚子轴承74，锥形滚子轴承74是市售成品，在主杆根节20底端的稍上的合适位置，焊有两根固定架杆65，固定架杆65是钢板或型钢制成，在固定架杆65的外端，可拆式固定连接有主杆旋转电动机64，主杆旋转电动机64是一个伺服电机，受PLC控制，主杆旋转电动机64的输出轴接一个减速箱63，减速箱63的输出轴固定连接一个小齿轮62，小齿轮62的模数和齿宽都与大齿盘77完全相同。

在主杆根节20底端的更稍上的合适位置，焊接有焊盘73，焊盘73是钢板制成，上边钻有圆通孔，通过螺栓螺母付，实现与绞盘架座板66的可拆式固定连接，绞盘架座板66是两块半圆形或长方形金属板，上边可拆式固定连接有绞盘架67，绞盘架67和绞盘轴68、绞盘69都是市售成品，由绞盘起升电动机72驱动蜗轮蜗杆箱71内的蜗杆，蜗杆驱动与之啮合的蜗轮，蜗轮的轴即蜗轮轴70驱动绞盘69，绞盘69上绕有钢丝绳9。

下支承座21的结构见图9，下支承座面板是一个大圆柱形齿轮，即大齿盘77，大齿盘77中心钻有通孔，孔内制有台阶，上部过盈配合压入一个锥形滚子轴承外圈78，锥形滚子轴承74和锥形滚子轴承外圈78是一个锥形滚子轴承的两个部分；大齿盘77的下边按120°均布焊有3条焊腿76，焊腿76是一段角钢制成，焊腿76下边，可拆式固定连接有接腿75，接腿75也是一段角钢制成，也可以使用圆金属管制作。

内工作台的结构见图10，在支杆端节7的前端，铰链连接有工作台8，工作台8是一个长1.2m，宽0.8m，高1.65m的，由金属圆管和金属方管组装而成的可拆式框型结构，主要由前竖梁81，侧扶手82，前扶手83，后竖梁84，内工作台后梁22，斜梁85和底框80构成，这里面除了侧扶手82和前扶手83是圆金属管制作的之外，其余全是方金属管制成；它们之间的连接除了6根斜梁85之外，都是依靠自制的一种快装接头来实现的，快装接头就是比各段管子细一些的，可以塞进各段管子的小段管子，按照接头的要求，预先焊在一起，使用时插到需要连接的管子里，再在预先钻好的孔中装入螺栓螺母付加以固定连接。而斜梁85与其他梁的连接是在斜梁85的两端各焊有一段带圆通孔的条形金属板，通过该圆孔与其他梁上预先钻好的孔中装入螺栓螺母付加以固定连接。底框80与其他梁均不同，其他梁都是单根的梁，而底框80却是篦子形的两个框(工作台宽0.8m，底框80宽也是0.8m，若是整体的将无法进入球罐内，只好分成0.4m宽两个，放进去再拼装起来)，全部由方金属管焊接而成，焊成后最后再在上面铺上一层木质七合板，并用垫上小孔平垫圈用抽芯铆钉加以固定。内工作台后梁22是两根壁厚较厚、尺寸较大的金属方管，内工作台后梁22顶端钢板上焊有吊鼻86，该吊鼻86由钢筋折弯而成，与起升钢丝绳9的外端头固定连接；内工作台后梁22的上、中、下端都固定连接有后梁上支耳87，后梁中支耳88和后梁下支耳79，三副支耳都是带圆孔的金属板折弯制成，后梁上支耳87和后梁下支耳79背后都焊有整块钢板，后梁中支耳88背后焊的钢板是中间断开的两块钢板，所有钢板都焊在内工作台后梁22上，所有钢板上都钻有圆通孔，通过螺栓螺母付与其他梁可拆式固定连接。后梁上支耳87通过销轴实现与上边那根支杆端节7的铰链连接，后梁中支耳88通过销轴实现与贯穿支筒96的铰链连接(只有在清理作业时才使用)，后梁下支耳79通过销轴实现与下边那根支杆端节7的铰链连接，所有铰链连接都是可拆式。

在前扶手83和后边中间那根横向梁的下方，焊有工作台板耳89，工作台板耳89就是带圆孔的上端矩形下端半圆形的带圆通孔的金属板，通过该工作台板耳89，可拆式固定连接有帆布兜90，帆布兜90(见图11)是帆布缝制而成的上边无盖的长立方槽，上边两侧各缝入一根架杆92，架杆92就是一根焊有3个架杆板耳91的金属管，利用架杆92上的架杆板耳91与工作台板耳89的可拆式固定连接，可将帆布兜90固定在工作台8内。使用帆布兜90相对于使用栏杆优点是：轻便，可方便地折叠成直径为0.3m的圆柱体进入球罐，安全，工作人员不容易把脚伸到栏杆外而被卡住，鞋子、工具、仪器也不容易从高空坠落，不会摔坏，也免去了下去捡拾的麻烦。

清理小车定位臂24的结构见图14，清理小车定位臂24由一根粗钢管制成，后部垂直焊有后支筒104，后支筒104也是钢管制成，与支杆端节7两侧铰链连接的两根竖向稳定杆(未编号，图1、图2上有此零件，其余图上没有)的中间圆通孔通过销轴铰链连接，中部焊有贯穿支筒96，贯穿支筒96与内工作台后梁22中间的后梁中支耳88通过销轴铰链连接。清理小车定位臂24前端套入一根由钢管制成的伸缩杆98，伸缩杆98可在清理小车定位臂24内前后滑动，伸缩杆98外上部固定连接有稳钉97，稳钉97是一个圆形的钢套，依靠螺栓固定连接在伸缩杆98外表面，稳钉97可在清理小车定位臂24上边开的纵向长槽中滑动，可防止伸缩杆98在清理小车定位臂24内转动。在伸缩杆98前端，焊接有限位支耳99，限位支耳99是钢板制成的斗状结构，两侧开有同心的圆通孔，通过销轴与清理小车23上部的上撑架板耳107铰链连接。在伸缩杆98前端上部，还焊接有气压推杆前支耳100，在清理小车定位臂24的后中部，焊接有气压缸后支耳103，气压推杆前支耳100和气压缸后支耳103都是用两块相同的钢板制成，一头呈弧状，开有同心的两个圆通孔，另一头是矩形(焊接的一头)，气压推杆前支耳100通过销轴与气压缸102的尾端铰链连接，气压缸后支耳103通过销轴与气压缸推杆101铰链连接，气压缸102是市售成品。

清理小车23完整骨架的外形见图15，底部是小车骨架105，是由方钢管焊接而成，左侧焊有宽龙门架，右侧焊有窄龙门架，两龙门架与小车上撑架106两端焊接的小折板是可拆式固定连接，小车上撑架106是钢方管制成，两头靠焊住的小折板连接，中间靠焊住上撑架板耳加强板108连接，上撑架板耳加强板108就是一块折弯的长方形钢板，下部焊在小车上撑架106上，上部中心焊有上撑架板耳107，上撑架板耳107由钢板制成，上部半圆形，开有圆通孔，下部是倒“V”形，焊接在上撑架板耳加强板108上面。

在小车骨架105的四角(严格地讲是三个角，因为给最右边的钢丝抛光轮113留位置缺了一个角)，垂直安装有位置竖向可调的弹簧座109，弹簧座109是一个圆筒，内装有圆钢丝绕成的圆弹簧，弹簧的上端顶在弹簧座109的上壁上，弹簧的下端顶在轮架111上，轮架111由钢板折弯制成，中间安装有轮子110，轮子110是市售成品。轮架111的内侧面，固定连接有轮子定位板112，轮子定位板112是钢板制成，一端有圆通孔，通过销轴与小车骨架105铰链连接。安装轮子定位板112的目的是保持轮子110的行进方向不变。

安装了电动机和钢丝抛光轮的完整的清理小车23见图16和图17，图16是清理小车23的侧视图，图17是拆掉了小车上撑架106的顶视图，四个抛光电动机114两两对置，旋向相反，这样震动最小，四个市售的钢丝抛光轮113一次即可将相当于四个钢丝抛光轮113宽度的一条焊缝清理干净，比人工清理效率高的多。

使用时，先在球罐2顶部的上部人孔上安装一个带定滑轮的架子，将上支承架11之外的其他部件依次搬入球罐2内，轻的部件可递入，重的部件可吊入，而球罐2上部的全部部件都要吊上去，全部搬吊完后，可利用这个带滑轮的架子吊住主杆上节93(把钢丝绳穿入主杆上节93的径向圆通孔内，然后系起来)，一节一节地组装起来，组装到主杆中节94时，把上下两条支杆根节5装上去，之后依次装其他的主杆和支杆，再把下支承座21装配起来，放置到球罐2的中心，即下部人孔1的正上方，等安装完毕主杆根节20，即可吊起来放入下支承座21的中心，这时，球罐2顶部那个带定滑轮的架子已用不着了，可拆除，放在球罐2顶部的工作平台上备用(干完活拆除还得用到它)。球罐2顶部的人员可将上支承架11的内筒25，套在主杆上节93上，把组装好的上稳定架12，套入主杆顶节13外面，即可把主杆顶节13下面的接续管35，插入到主杆上节93内，把上边的顶杆由上而下一节一节接起来，最后把顶杆和主杆顶节13安装到一起，再把撑杆15由外而内一节一节接起来，最后把撑杆15的根节和主杆顶节之间的销轴穿上，使用手摇小绞盘把撑杆15拉成水平状，把定绳弧板29和主杆顶节13使用螺栓螺母付紧固到一起，把上稳定架12腿上的孔和内筒固定板26上的孔使用螺栓螺母付一同固定到上部人孔的法兰盘上，球罐上部安装工作即告完成。

清理小车23可在球罐2内进行安装，将内工作台后梁22与支杆顶节7之间的销轴穿上，两根竖向稳定杆与上下两根支杆端节7之间的销轴穿上，再把清理小车定位臂24与内工作台后梁22和两根竖向稳定杆之间的销轴穿上，把清理小车23顶部的上撑架板耳107插入限位支耳99中并插上销轴，再把气管、电线连接好即完成，气压缸102的A、B两口的气管与一个二位四通电磁阀相连接，而该二位四通电磁阀受控于PLC。另一个用压缩空气的地方是推绳器气压缸37，该气压缸使用一根气管连接到A口即可，B口可以直接通大气，其控制可使用一个二位三通电磁阀即可，电路由手动控制。因为用气量很少，气源可使用一台小型空压机。

安装完毕使用前，要先进行一次定位设置，首先手动控制主杆逆时针旋转，转动到极限位置(球罐2内有一根自上而下的竖向的管子，它与支杆运动干涉，所以主杆不可能转动360°，只能旋转350～355°)，让PLC记住这个位置为起点，再手动控制主杆顺时针旋转，转动到另一个极限位置，再让PLC记住这个位置为终点位置，这样PLC控制主杆只能在这个区间中运行，就不会发生支杆与竖管相碰的事故。经过这样设置之后，再手动控制主杆旋转，让清理小车23对准一条焊缝，拉起起升钢丝绳9，让清理小车23对准这条焊缝的起点，调整接近开关上限位，下降起升钢丝绳9，让清理小车23对准这条焊缝的终点，调整接近开关为下限位，再数一下球罐2是几块瓜皮形钢板制成并输入PLC，以下便可以自动运行，设备可自动将所有纵向焊缝全部清理干净。如欲清理横向焊缝，要重新设置PLC和上下两个限位的接近开关才可以逐段清理。如遇到死角，可最后把清理小车23连同清理小车定位臂24一同拆下，换两根加长销轴，把清理小车定位臂24安装到支杆侧面来解决，通过手动控制设备来完成。

清理工作完成后，可拆下清理小车23和清理小车定位臂24，换上内工作台8和帆布兜90，操作人员即可进入工作台8的帆布兜90内，若开动绞盘起升电动机72，绞盘69就开始旋转，将起升钢丝绳9绕到绞盘69上，工作台8徐徐上升；若改变绞盘起升电动机72的旋转方向，绞盘69就反向旋转，将起升钢丝绳9放开，工作台8就会徐徐下降；如果开动主杆旋转电动机64，在减速箱63的减速作用下，主杆4会非常缓慢地旋转，工作台8也随之水平移动，这样，就可以将工作台8移动或停留在球罐2内表面的任何位置来进行检验检测作业。

在球罐外作业时，可将外工作台18搬到外钢丝绳17底下，将外钢丝绳17通过外工作台上定滑轮43和外工作台后定滑轮45之后，引到并插入电动起升器19的钢丝绳入口处，接上电源，开动电动起升器19，外钢丝绳17被吸入，外工作台18开始稳稳上升，工作人员进入外工作台18内，可起升到任意位置，到位后，推动加力杆61，外工作台18就会抱在球罐支腿3，这样干起活来外工作台18非常稳定。需要上下运动时，松开旋钮，收回加力杆61，开动电动起升器19即可，如欲水平旋转，除以上动作外，还要开启推绳器总成16的二位三通电磁阀电源，使推绳器气压缸37的推绳器气压缸推杆38顶出，即可避免运动干涉。

Claims (1)

1.球罐程控清理与内外检验检测装置，包括主杆(4)，支杆，顶杆，撑杆(15)内工作台(8)，外工作台(18)上支承架(11)，下支承座(21)，其特征在于，主杆(4)，支杆，顶杆，撑杆(15)都是多节的，多节之间是可拆式固定连接，主杆(4)和顶杆安装在球罐(2)的竖直方向的中心线上，主杆中节(94)与两根支杆根节(5)通过销轴可拆式铰链连接，支杆根节(5)与支杆中节(6)可拆式固定连接，支杆中节(6)与支杆端节(7)可拆式固定连接，支杆端节(7)与内工作台后梁(22)通过销轴可拆式铰链连接，主杆上节(93)与内筒(25)可拆式活动连接，主杆顶节(13)与上稳定架(12)可拆式活动连接，主杆顶节(13)与撑杆(15)通过销轴可拆式铰链连接，主杆中节(94)安装在球罐(2)的中心，起升钢丝绳(9)一端可拆式固定连接在内工作台后梁(22)上方的吊鼻(86)上，起升钢丝绳(9)的另一端固定连接在绞盘(69)上，内工作台后梁(22)与内工作台(8)通过螺栓螺母副可拆式固定连接，清理小车定位臂(24)与内工作台后梁(22)通过销轴可拆式铰链连接，清理小车定位臂(24)与竖向稳定杆通过销轴可拆式铰链连接，清理小车(23)上可拆式固定连接有抛光电动机(114)，抛光电动机(114)轴上固定连接有钢丝抛光轮(113)，清理小车(23)下面安装有纵向的轮子(110)，外工作台(18)上安装有电动起升器(19)，电动起升器(19)与外钢丝绳(17)下端活动连接，外钢丝绳(17)上端固定连接在撑杆(15)的外端头，在撑杆(15)外端头上方，固定连接有顶钢丝绳(33)，顶钢丝绳(33)的另一端，固定连接在定绳弧板(29)的钢筋鼻上，顶杆顶节(14)的顶部，活动安装有顶滑轮(31)。