CN1097492C - 罐车高压射流清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种罐车高压射流清洗机，属于工业专用设备，用途是进行罐车内部的高压射流清洗，目的在于提高工效和洗车质量。其特征在于：清洗过程中，清洗头按设定的位置做直线运动，并且运动速度可无级调速，可根据罐车难洗程度合理选择运动速度；当采用双弧形轮布置时，可同时进行人孔两侧罐壁的清洗作业；弧形轮可折叠，降低起升高度，适用于8m以上高度的厂房。

Description

罐车高压射流清洗机

本发明涉及一种罐车高压射流清洗机，属于工业生产专用设备，罐车高压射流清洗头通过该机完成在罐车内的进退运动，进行洗车作业。

目前，较先进的罐车高压射流清洗装置的清洗头进给机构，是德国URACA公司的C型管机构；另外国内某一单位也设计了一种高压射流清洗机，结构和URACA公司的C型管机构相似。它们共同的特点是清洗头在罐内作弧形运动，清洗头距罐顶和罐底距离相差较大，这几种清洗机一般都采用定点洗车办法，即在罐车人孔每侧选二点，清洗头停在选定点进行洗车作业，结果是洗车不均匀，定点断面罐壁洗得好，远离清洗点处相对较差。

为了设计一种工效高，清洗质量好的新型高压射流清洗装置清洗头进给机构，李树于1996年1月8日提出“槽车高压射流清洗装置双弧形轮清洗头进给机构”实用新型专利申请，并于1998年3月18日授权公告。

专利ZL96200315.8尚有不足之处。如导向架绕驱动装置减速器轴摆动，减速器轴较粗；另一尚待解决的问题是专利ZL96200315.8和URACA公司的C形管机构一样，要求厂房高于9.5m。而我国现有蒸汽洗车厂房一般低于9.5m。需要加高厂房才能使用。另外ZL96200315.8的清洗头运动速度只有一个，没有选择余地。

本发明的目的在于提供一种性能更好结构更合理的新型罐车高压射流清洗机。

本发明的目的是通过如下技术方案达到的：

一种罐车高压射流清洗机，本机有固定盘，转动盘，转动盘由上、下二个圆盘组成，转动盘和固定盘之间滚珠轴承连接，用螺栓将转动盘安装在固定盘上，转动盘可在固定盘上转动，转动盘上装有支架，支架上有二条轴，一条轴上安装滑轮，另一条轴上安装导向架，弧形轮通过径向轮和侧向轮支承在导向架内，弧形轮径向外侧装有凸轮，凸轮通过弧形轮自重或弹簧力压在滑轮上，导向架上安装托架，托架和弧形轮之间装有摇杆，托架上安装有驱动装置，固定盘上装有驱动转动盘的减速器，弧形轮内装有高压水管，弧形轮下端装有清洗头，导向架上、下端装有行程开关。

所说的固定盘安装在槽车入孔上，是该机的机座。

所说的导向架铰接安装在支架的轴上，可以在转动盘的方孔中摆动，在导向架上、下部分装有径向轮和侧向轮，用来径向和侧向支承弧形轮。

所说的导向架有两套，相对固定盘圆心对称布置，此时省去转动盘，洗车时两套弧形轮同时伸向罐车两侧，可提高工效一倍。

所说的弧形轮，其径向外侧有凸轮，在清洗过程中，凸轮和弧形轮一同转动时，支承在滑轮上的凸轮带动导向架绕支架轴摆动，控制清洗头沿罐内选定的位置做直线运动，使罐车内壁各部位获得均匀清洗，清洗头的运动速度可无级调速，清洗头运动轨迹是直线。此直线可以设定在罐车中心线；也可以设在罐车中心线下方，因为罐车底部一般比上部难洗；还可以让此直线是一条斜线，伸向罐两端时下斜，可利于两端下部的清洗。

所说的弧形轮，其轮缘断面为槽形，其轮缘外圆上装有凸轮，其轮缘内圆周上可装链轮，也可装齿轮，还可装摩擦轮。所以，弧形轮可以和驱动装置的输出轮分别组成链传动，齿轮传动或摩擦传动。

所说的弧形轮，是钢管弯成的弧形管，其外圆周上装有凸轮，伸入到导向架中，由可绕弧形轮圆心转动的摇杆带动，而摇杆则可由液压油缸或气缸驱动，也可由钢丝绳拉动，还可由电动推杆驱动。

所说的弧形轮，是上、下两段组成，二段用销轴铰接，可以相对转动。当弧形轮向上转动并使销轴移出导向架时，上段弧在自重作用下向下转动而折叠，从而降低起升高度，相应对厂房高度要求降低。

所说的滑轮是一个圆盘，可在支架上转动，根据总体布置需要，滑轮可装在转动盘上面，也可以装在转动盘下面。

所说的滑轮是一个桃形凸轮，其桃形凸轮外廓升程可以控制清洗头做直线运动，它的转速和弧形轮转速成定比转动，弧形轮完成一个下行程，桃形凸轮转一周，弧形轮完成一个上行程，桃形凸轮反转一周。这个桃形凸轮取代了弧形轮上的凸轮。

所说的驱动装置是液压油缸，摇杆和托架互为一个四杆机构的二个临边，各杆相互铰接，液压油缸为四边形的对角线，液压油缸活塞的伸、缩带动摇杆转动，从而驱动弧形轮转动。另外，液压油缸也可以不放在四杆机构的对角线位置，而是放在托架上，直接推动摇杆。由于液压缸活塞的伸缩速度可以无级调节，所以弧形轮的转动速度也可以无级调速，从而使清洗头的进退速度可以在较大范围内合理选择，无级调速。

所说的驱动装置是压缩空气驱动的气缸，安装位置同液压油缸。

所说的驱动装置，是电动推杆，推杆伸缩驱动摇杆，电动推杆安装位置与液压油缸位置相同。

所说的驱动装置是钢丝绳，由电机、无级变速器、蜗杆蜗轮减速器驱动钢丝绳，拉动弧形轮上、下转动。

所说的驱动装置，当其输出轮为链轮或齿轮或摩擦轮时，此时驱动装置和弧形轮可组成链传动或齿轮传动、或摩擦传动。此时驱动装置为无级变速器和蜗轮蜗杆组成的二级传动；另外驱动装置也可以是摆线针轮行星减速器；也可以是行星轮系减速器；还可以是谐波减速器。

本发明，和国内外同类产品即置于罐车入孔上的清洗机相比较，主要特征是清洗头在罐内做直线运动，并且进退速度为无级调速，从而可以获得较高工效和较好的清洗质量；另一个特征是比同类产品起升高度低，适用于目前蒸汽洗车的厂房。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是高压射流清洗机的第一个实施例的主视图。

图2是高压射流清洗机的第二个实施例的主视图。

图3是高压射流清洗机的第三个实施例的主视图。

图4是高压射流清洗机的第四个实施例的主视图。

图5是高压射流清洗机的第五个实施例的主视图。

图6是高压射流清洗机的清洗头做直线运动原理图。

图1：1.固定盘2.转动盘3.支架4.滑轮5.导向架6.驱动装置—液压油缸7.侧向轮8.径向轮9.行程开关10.弧形轮11.凸轮12.减速器13.摇杆14.托架15高压水管16.清洗头

图1所示实施例中，固定盘1是机座，固定盘1上安装有转动盘2，转动盘2由上、下二个圆盘组成，和固定盘1以滚珠轴承相连，上、下两个盘用螺栓拉紧，转动盘2由减速器12驱动，可以在固定盘1上转动。转动盘2上装有支架3，支架3上装有二条轴，其中一条轴上装滑轮4，另一条轴上装导向架5，导向架5上装有托架14，托架14上安装弧形轮的驱动装置6，导向架5上安装四个径向轮7和四个侧向轮8，弧形轮10装在导向架5中并支承在这几个径向轮7和侧向轮8上，弧形轮10径向外圆周上装有凸轮11，导向架5上、下端有行程开关9，托架14和弧形轮10之间装有摇杆13，在摇杆13和托架14之间装有一个四杆机构，四杆机构对角线位置装有液压油缸或气缸，在这个实施例中，弧形轮10的驱动装置6就是这个液压油缸或气缸。弧形轮10内装有高压水管15，弧形轮10下端装有高压射流清洗头16。

当液压油缸活塞伸出时，四杆机构对角线拉长，带动摇杆11转动，弧形轮10跟着向下转动。在自重或弹簧力作用下，凸轮11压在滑轮4上，凸轮外廓曲线控制并带动导向架5绕支架3上的轴摆动，使清洗头16做直线运动。液压油缸6活塞缩回，带动弧形轮10上行。

液压油缸活塞的伸缩速度可无级调速，从而使弧形轮10带动的清洗头的进退速度实现了无级调速，操作人员可根据罐车难洗程度，合理选择清洗头在直线上的移动速度。

当厂房较低，需要降低罐车高压射流清洗机起升高度时，可以在弧形轮10接近上止点时，有一个下倾摆动，由凸轮11控制，摆动量由导向架5在转动盘2方孔中活动范围的大小决定。

图2：1.固定盘2.转动盘3.支架4.滑轮5.导向架6.驱动装置—电动推杆7.侧向轮8.径向轮9.行程开关10.弧行轮11.凸轮12.减速器13.摇杆14.托架15.高压水管16.清洗头

图2所示实施例中，结构和第一实施例基本相同，不同之处是液压油缸或电动推杆一端铰接在托架14上，另一端直接铰接在摇杆13上。通过油缸活塞或电动推杆的丝杆的伸缩驱动摇杆13摆动，带动弧形轮10和清洗头16运动。

图3：1.固定盘2.转动盘3.支架4.滑轮5.导向架6.驱动装置—钢丝绳7.侧向轮8.径向轮9.行程开关10.弧形轮11.凸轮12.减速器13.摇杆14.托架15.高压水管16.清洗头

图3所示实施例中，结构和第一实施例大部分相同，不同之处在于驱动装置6是钢丝绳，由钢丝绳牵动摇杆13摆动。钢丝绳由电机、无级变速器、蜗轮蜗杆减速器来驱动。清洗头移动速度可无级调速。

图4：1.固定盘2.转动盘3.支架4.滑轮5.导向架6.驱动装置7.侧向轮8.径向轮9.行程开关10.弧形轮11.凸轮12.减速14.托架15.高压水管16.清洗头19.扶持板

图4所示实施例中，无摇杆13，弧形轮10分上、下二段，二段之间销轴连接，可相对折叠一定角度，结构设计只允许两段弧向弧圆心方向折叠，而不允许向外展开，外展时，两段弧保持一个完整的连贯的整体圆弧。

弧形轮10上行，当上、下段连接销轴移出导向架5后，上段失去了约束，在自重作用下向内折落，从而降低了起升高度，上段弧形的长短可根据厂房高度来选择。

弧形轮10下行，当下段弧形移出导向架5，在自重和清洗头重力作用下向外张开，但结构设计使二段弧端面接触，无法张开，保持弧形的完整性。

弧形轮10的断面是槽形，其径向圆周内侧可装链轮，也可以装齿轮，还可以装摩擦轮。弧形轮10的驱动装置6装在托架14上，驱动装置6由电机、无级变速器、蜗轮蜗杆减速器组成。驱动装置6的减速器的输出轮可以是链轮，也可以是齿轮，还可以是摩擦轮。这样，驱动装置6和弧形轮10分别可以组成链传动或齿轮传动或摩擦轮传动。驱动装置6的减速器还可有多种选择，如行星轮系、谐波减速器、摆线针轮减速器、齿轮减速器等。

导向架5上端内侧有一个扶持板19，当上段弧向内折落时，落到扶持板19上，扶持板19扶着上段弧平稳降落。扶持板19可以用弹簧钢板制做。

如图4所示，在固定盘1上可安装二套导向架5和二套弧形轮10组成双弧形轮，第二套弧形轮在图中以点划线表示。

如果弧形轮10不分段，而是一条，这又形成了一种实施例，性能和前三种实施例相同。

图5：1.固定盘2.转动盘3.支架5.导向架6.驱动装置

7.侧向轮8.径向轮9.行程开关10.弧形轮12.减速器

14.托架15.高压水管16.清洗头17.小轴承18.桃形凸

轮19扶持板

图5所示实施例中，无凸轮11，而将第一个实施例中的滑轮4改为桃形凸轮18，增加小轴承17，小轴承17装在导向架5上，小轴承17和桃形凸轮18保持接触。在此，小轴承17成为滑轮。

弧形轮10的驱动装置同时也带动桃形凸轮18转动，弧形轮10的转速和桃形凸轮18的转速成定比传动。当弧形轮10完成一个下行程时，桃形凸轮18转一周；当弧形轮10完成一个上行程时，桃形凸轮18反转一周。

清洗头16的直线运动是由桃形凸轮18控制的，桃形凸轮18的轮廓是这样形成的：当代表清洗头的点在选定位置的直线上移动时，导向架5上的小轴承17的外圆周在和弧形轮10成定比传动的桃形凸轮18圆周上刻下的外包络线即桃形凸轮18的工作轮廓。桃形凸轮18的升程等于小轴承17圆心到桃形凸轮18圆心的距离减去小轴承17的半径之后再减去桃形凸轮18基圆的半径所得的差值。考虑弧形轮10和清洗头16自重，桃形凸轮18的轮廓应修正。

图6所示实施例中，将前几种实施例中转动盘2及驱动转动盘2的减速器12去掉，在固定盘1上中心对称布置两套导向架5和两套弧形轮10以及相配套设施，则构成双弧形轮清洗机，两套弧形轮10在清洗作业中同时对罐口两侧罐壁进行清洗，工效提高一倍。

图7是清洗头做直线运动的原理图。设清洗头喷咀回转中心为P点，P点的运动轨迹视为清洗头的运动轨迹，弧形轮10和导向架5圆心O同心，当导向架5和弧形轮10绕支架3轴心o′点摆动时，圆心O点的运动轨迹是以o′点为圆心，以R为半径的圆弧

假设弧形轮10向下转动同时和导向架5一同绕支架3的轴心o′，点摆动，使P点达到直线上的A点，此时圆心O处在

上的a点，设P点在A点时，凸轮11的升程为ha，则：

           ha＝L-R-r

           L-a点到滑轮4轴心o的距离

           R-弧形轮10外圆周的半径

           r-滑轮4的半径

a点到滑轮4轴心o″的距离L减去弧形轮10的外圆周半径R，再减去滑轮4的半径r之差就是P点在A点位置时凸轮的升程。依此类推，可以求出P点在直线上B、C、D......各位置时凸轮11的升程，这些升程留在弧形轮外圆周上形成了凸轮11；当弧形轮10和凸轮11依着滑轮4转动时，凸轮11的外廓曲线将控制P点(清洗头)在设定位置的直线上运动，如果考虑弧形轮10和清洗头16的自重变形，可对凸轮曲线相应修正。

操作方法：

将罐车高压射流清洗机放置在罐车入孔上，螺栓固定。据罐车种类即清洗难度来选择高压水的压力和确定清洗时间的长短，对化工和油品罐车而言，水压一般在10Mpa～70Mpa，清洗作业时间一般在10～50分钟。清洗作业时，保证排水工作恰当配合，即时将射入罐的高压水排除，罐底水面宽度控制在200mm以下为宜。存水太多将影响底部的清洗质量。

洗车作业开始，弧形轮下降，当清洗头离开罐口0.6m左右，清洗头开始直线运行，达到最远点稍停即开始返程运行，当弧形轮升至高点，一个往返行程完毕；转动盘转180度，清洗入孔另一侧罐壁。如采用双弧形轮，则同时对罐车入孔二侧清洗，不需要回转180度。

清洗作业完毕，先停高压水泵，将弧形轮回位，松开螺栓，将罐车高压射流清洗机从罐中提出，将弧形轮固定，防止下落。

本发明有多种实施例，可满足多种洗罐需求。

本发明和国内外同类产品相比较，其主要特征是清洗头在罐内做直线运动，并且为无级调速，在洗车作业中，清洗头移动速度可调，从而可以得到满意的洗车质量和洗车速度；另一个特征，对于厂房高于8m的洗罐站，可以选择弧形轮可折叠的高压射流清洗机，原厂房仍可使用，不必拆除重建。还有一个特征，罐车高压射流清洗机可以采用双弧形轮结构，二个清洗头同时清洗罐车入孔两侧罐壁，工效提高一倍。

Claims (9)

1.一种罐车高压射流清洗机，有固定盘、弧形轮、凸轮、导向架、滑轮、行程开关、高压水管、清洗头，其特征在于：有一个固定盘[1]，转动盘[2]有二个圆盘，一个在固定盘[1]上方，另一个在固定盘[1]下方，和固定盘[1]滚珠轴承连接，上下转动盘[2]由螺栓安装在固定盘[1]上，导向架[5]铰接安装在支架[3]的轴上，弧形轮[10]通过径向轮[8]和侧向轮[7]支承在导向架[5]内，弧形轮[10]径向外侧装有凸轮[11]，凸轮[11]通过弧形轮自重或弹簧力压在滑轮[4]上，滑轮[4]安装在支架[3]的轴上，导向架[5]上、下端装有行程开关[9]，导向架[5]上安装托架[14]，托架[14]和弧形轮[10]之间装有摇杆[13]，托架[14]上安装驱动装置[6]，固定盘[1]上安装转动盘[2]的减速器[12]，弧形轮[10]内装有高压水管[15]，弧形轮[10]下端装有清洗头[16]。

2.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于导向架[5]有二套，相对固定盘[1]圆心对称布置。

3.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于托架[14]上安装的驱动装置[6]是液压油缸或气缸。

4.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于托架[14]上安装的驱动装置[6]是钢丝绳，钢丝绳由电机、减速器驱动。

5.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于托架[14]上安装的驱动装置[6]是电动推杆。

6.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于托架[14]上安装的驱动装置[6]是一个减速器，其输出轮可以是链轮或齿轮或摩擦轮。

7.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于弧形轮[10]的轮缘断面为槽形，其轮缘的内圆周可以是链轮或齿轮或摩擦轮。

8.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于弧形轮[10]是二段或几段组成，各段之间铰接。

9.按权利要求书1中所说的一种罐车高压射流清洗机，其特征在于导向架[5]上有一个小轴承[17]，小轴承[17]支承在桃形凸轮[18]上。桃形凸轮[18]安装在支架[3]上。

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