CN110005942B - 防冰冻低温流体装卸臂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于低温流体装卸设备领域，具体涉及防冰冻低温流体装卸臂。技术方案如下：包括立柱架、气相臂和液相臂，气相臂及液相臂均通过防冰冻低温流体旋转接头和回转臂轴承架并排连接在立柱架上，气相臂及液相臂的回转臂与回转摆动臂之间、回转摆动臂与连接臂之间均通过防冰冻低温流旋转接头依次连接；防冰冻低温流体旋转接头包括端面密封连接法兰、外套、旋转密封定位法兰、旋转管轴、密封盘和向心轴承，所述端面密封连接法兰、外套、旋转密封定位法兰、旋转管轴、密封盘与其之间的外套端面密封、管轴旋转密封、旋转管轴端面密封、圆环密封圈、端面内旋转密封、端面外旋转密封构成密封腔，向心轴承设置在密封腔内。本发明解决了装卸臂用氮气吹扫和转动阻力大、寿命短的问题。
Description
技术领域
本发明属于低温流体装卸设备领域，具体涉及一种防冰冻低温流体装卸臂。
背景技术
目前，在液氮、液氧、液化天然气等低温流体设备领域应用的装卸臂上的旋转接头采用钢球滚道结构，并且该部位与外界通过零件之间的缝隙连通。
为了防止空气中的水蒸气通过其上的缝隙进入到里面，在钢球滚道部位产生冰冻而导致无法转动，旋转接头均带有氮气吹扫系统，在低温流体通过装卸臂期间，必须用氮气不断的对旋转接头内部的钢球滚道部位进行吹扫，使空气不能进入到旋转接头的内部，需要配备氮气供给设备及管路，在没有氮气源的场合不能使用，不仅增加设备的投资成本，还浪费了氮气；低温旋转接头内部具有氮气通道，使得旋转接头结构复杂，容易出现故障，且不便于拆装维修。
由于低温流体装卸臂包含多个低温旋转接头，每个旋转接头都需要氮气吹扫，所有的旋转接头需要用管路连接起来组成旋转接头氮气吹扫系统，这样就对拉断阀安装位置就有了限制，不能将拉断阀安装在有氮气吹扫管路的部位，否则一旦发生误动作，低温拉断阀拉不开，或低温拉断阀被拉断后还有旋转接头氮气吹扫系统管路连着，拉断阀没有起到应起到拉断管路的作用，将流体运输车辆、流体装卸臂拉坏，造成流体外泄，产生火灾、爆炸、环境污染等安全事故，所以拉断阀只能安装在最末端的臂管上，增加了末端臂的重量，使得操作费力；
低温旋转接头采用钢球滚道结构，转动阻力大，操作费力，而且使用寿命短，拆装维修困难。目前还没有低温流体旋转接头免氮气吹扫、采用轴承结构的防冰冻低温流体装卸臂。
发明内容
本发明提供一种防冰冻低温流体装卸臂，不需氮气吹扫不发生冰冻，可应用在无氮气源的场合，转动阻力小、操作灵活、使用寿命长、维修拆装方便。
本发明的技术方案如下：
防冰冻低温流体装卸臂，包括立柱架、气相臂和液相臂，气相臂及液相臂均通过防冰冻低温流体旋转接头和回转臂轴承架并排连接在立柱架上，气相臂及液相臂均包括回转臂、回转摆动臂、连接臂、防冰冻低温流体旋转接头、直角弯头、低温拉断阀和弹簧平衡器，所述回转臂与回转摆动臂之间、回转摆动臂与连接臂之间均通过防冰冻低温流旋转接头依次连接；防冰冻低温流体旋转接头包括端面密封连接法兰、外套、旋转密封定位法兰、旋转管轴、密封盘和向心轴承，端面密封连接法兰、旋转密封定位法兰分别可拆装连接在所述外套的上下两端；密封盘可拆装连接在旋转管轴的上端；旋转管轴与所述外套之间设置向心轴承，所述端面密封连接法兰、外套、旋转密封定位法兰、旋转管轴、密封盘与其之间的外套端面密封、管轴旋转密封、旋转管轴端面密封、圆环密封圈、端面内旋转密封、端面外旋转密封构成密封腔，所述向心轴承设置在所述密封腔内。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，所述旋转管轴中段的环状凹槽中同轴设置半圆卡环，半圆卡环外面套装半圆卡环定位套，端面密封连接法兰与向心轴承外圈之间设置轴承定位套，且轴承定位套镶嵌在外套内孔中；半圆卡环与旋转密封定位法兰之间设置推力轴承，所述推力轴承的轴圈套在旋转管轴上，其上端面限位于半圆卡环的下端面，所述推力轴承的座圈镶嵌在所述旋转密封定位法兰的上端面的凹槽中。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，所述向心轴承数量至少为一组，向心轴承设置在所述外套与旋转管轴之间，使得所述外套与旋转管轴构成滚动连接；位于上部的向心轴承的内圈上端面限位于所述密封盘的下端面，位于下部的向心轴承的内圈下端面限位于半圆卡环的上端面，位于上部的向心轴承的外圈上端面限位于轴承定位套的下端面。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，所述密封盘的上端面设置环形槽，所述环形槽中设置端面内旋转密封挡圈；所述端面密封连接法兰与所述密封盘之间设置端面内旋转密封和/或端面外旋转密封，端面内旋转密封嵌在端面内旋转密封挡圈的内孔中，端面外旋转密封嵌在轴承定位套的内孔中；所述旋转管轴与旋转密封定位法兰之间，同轴套装在旋转管轴上至少一道管轴旋转密封；旋转密封定位法兰的上下两端面凹槽中设置管轴旋转密封压圈；旋转密封定位法兰下端的环形槽中设置防尘圈架法兰，所述防尘圈架法兰的内孔设置管轴防尘圈；端面密封连接法兰、密封盘和旋转管轴均设有互相连通的流体通道中心孔，在端面密封连接法兰的上端部和旋转管轴下端部分别设有焊接接口；端面密封连接法兰的下端面及所述密封盘上端面在靠近其中心孔部位分别设有与其本身中心孔同轴的阶梯孔，圆环密封圈镶嵌在所述阶梯孔中；所述外套上端与端面密封连接法兰之间、外套下端与旋转密封定位法兰之间分别设有外套端面密封；端面密封连接法兰、旋转密封定位法兰分别用紧固件三及紧固件二连接在所述外套的两端；防尘圈架法兰用紧固件一连接在旋转密封定位法兰下端面上。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，所述防冰冻低温流体旋转接头中，盘头管轴中段的环状凹槽中同轴设置半圆卡环，半圆卡环外面套装半圆卡环定位套，端面密封连接法兰与向心轴承外圈之间设置轴承定位套，且轴承定位套镶嵌在壳体内孔中；半圆卡环与壳体底部之间设置推力轴承，所述推力轴承的轴圈套在盘头管轴上，所述推力轴承的上端面限位于半圆卡环的下端面，所述推力轴承的座圈镶嵌在所述壳体底部，所述推力轴承设置在所述密封腔内；所述向心轴承数量至少为一组，向心轴承设置在所述壳体与盘头管轴之间，使得所述壳体与盘头管轴构成滚动连接；位于上部的向心轴承的内圈上端面限位于盘头管轴的盘头的下端面，位于下部的向心轴承的内圈下端面限位于半圆卡环的上端面，位于上部的向心轴承的外圈上端面限位于轴承定位套的下端面；盘头管轴的上端面设置环形槽，所述环形槽中设置端面旋转密封挡圈；所述端面密封连接法兰与盘头管轴之间设置端面内旋转密封和/或端面外旋转密封，端面内旋转密封嵌在端面旋转密封挡圈的内孔中，端面外旋转密封嵌在轴承定位套的内孔中；所述盘头管轴与壳体之间，同轴套装在盘头管轴上至少一道管轴旋转密封；壳体的底部凹槽中设置管轴旋转密封压圈；壳体下端的环形槽中设置防尘圈架法兰，所述防尘圈架法兰的内孔设置管轴防尘圈；端面密封连接法兰和盘头管轴均设有互相连通的流体通道中心孔，在端面密封连接法兰的上端部和盘头管轴下端部分别设有焊接接口；端面密封连接法兰的下端面及盘头管轴上端面在靠近其中心孔部位分别设有与其本身中心孔同轴的阶梯孔，圆环密封圈镶嵌在所述阶梯孔中；所述壳体上端与端面密封连接法兰之间设有壳体端面密封；端面密封连接法兰用紧固件二连接在所述壳体的上端；防尘圈架法兰用紧固件一连接在壳体下端面上。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，其中所述防冰冻低温流体旋转接头还包括旋转密封定位法兰，半圆卡环与旋转密封定位法兰之间设置推力轴承，所述推力轴承的座圈镶嵌在所述旋转密封定位法兰的上端面的凹槽中；所述盘头管轴与旋转密封定位法兰之间，同轴套装在盘头管轴上至少一道管轴旋转密封；旋转密封定位法兰的上下两端面凹槽中设置盘头管轴旋转密封压圈；旋转密封定位法兰下端的环形槽中设置防尘圈架法兰，所述防尘圈架法兰的内孔设置管轴防尘圈；所述外套下端与旋转密封定位法兰之间设有外套端面密封；旋转密封定位法兰用紧固件三连接在所述外套的下端。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，其中所述防冰冻低温流体旋转接头还包括密封盘，所述密封盘可拆装连接在旋转管轴的上端；位于上部的向心轴承的内圈上端面限位于所述密封盘的下端面，所述密封盘的上端面设置环形槽，所述环形槽中设置端面内旋转密封挡圈；所述端面密封连接法兰与所述密封盘之间设置端面内旋转密封和/或端面外旋转密封，端面内旋转密封嵌在端面内旋转密封挡圈的内孔中，端面外旋转密封嵌在轴承定位套的内孔中；端面密封连接法兰、所述密封盘和旋转管轴均设有互相连通的流体通道中心孔，端面密封连接法兰的下端面及所述密封盘上端面在靠近其中心孔部位分别设有与其本身中心孔同轴的阶梯孔，圆环密封圈镶嵌在所述阶梯孔中。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，所述气相臂及液相臂均包括五个防冰冻低温流体旋转接头和七个直角弯头；所述回转臂、回转摆动臂、连接臂均为水平设置，所述回转臂末端与防冰冻低温流体旋转接头二上端接口通过直角弯头二连接，防冰冻低温流体旋转接头二与防冰冻低温流体旋转接头三通过直角弯头三连接，防冰冻低温流体旋转接头三的另一端与回转摆动臂的首端通过直角弯头四连接，防冰冻低温流体旋转接头二、防冰冻低温流体旋转接头四均为铅锤设置，防冰冻低温流体旋转接头三、防冰冻低温流体旋转接头五均为水平设置；气相臂的回转摆动臂末端与防冰冻低温流体旋转接头四上端接口通过直角弯头五连接，形成下翻结构气相臂；液相臂的回转摆动臂末端与防冰冻低温流体旋转接头四下端接口通过直角弯头五连接，形成上翻结构液相臂；气相臂的防冰冻低温流体旋转接头四的下端与防冰冻低温流体旋转接头五通过直角弯头六连接；液相臂的防冰冻低温流体旋转接头四的上端与防冰冻低温流体旋转接头五通过直角弯头六连接；防冰冻低温流体旋转接头五的另一端与连接臂的首端通过直角弯头七连接，连接臂的末端设置环松套法兰。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，所述回转臂包括立轴、三通、防冰冻低温流体旋转接头、回转臂管和加强筋板，立轴、三通、回转臂管和加强筋板组成三角形稳定结构，加强筋板在回转臂管的上面形成上位结构。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，其中低温拉断阀分别设置在气相臂和液相臂的回转摆动臂或连接臂上。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，立柱架上设置气液相臂收拢固定装置，所述气液相臂收拢固定装置包括气液相臂固定装置基板、气相臂定位柱和液相臂定位柱，气相臂定位柱和液相臂定位柱上下并排设置在气液相臂固定装置基板上；在装卸臂收拢后将所述环松套法兰分别安放到气相臂定位柱和液相臂定位柱上。
进一步地，所述的防冰冻低温流体装卸臂，立柱架与所述回转臂之间设置臂锁机构，所述臂锁机构包括固定锁座、锁销和动锁片，固定锁座设置在立柱架上，动锁片设置在回转臂立轴上，锁销设置在固定锁座上并穿过动锁片的锁孔。
本发明的有益效果为：采用本发明的防冰冻低温流体装卸臂，无氮气吹扫系统不发生冰冻，可应用在无氮气源的场合，节省了氮气及其供给设备、管路系统。采用轴承结构代替钢球管道结构，转动阻力小、操作灵活、使用寿命长、维修拆装方便；设置气液相臂收拢固定装置和锁固机构，使装卸臂不工作时保持收拢状态安全、整齐。
附图说明
图1为防冰冻低温流体旋转接头结构图；
图2为防冰冻低温流体装卸臂实施例一主视图；
图3为防冰冻低温流体装卸臂实施例一俯视图；
图4为立柱架结构图；
图5为气相臂实施例一主视图；
图6为气相臂实施例一俯视图；
图7为液相臂实施例一主视图；
图8为液相臂实施例一俯视图；
图9为防冰冻低温流体装卸臂实施例二主视图；
图10为防冰冻低温流体装卸臂实施例二俯视图；
图11为气相臂实施例二主视图；
图12为气相臂实施例二俯视图；
图13为液相臂实施例二主视图；
图14为液相臂实施例二俯视图。
具体实施方式
实施例1
如图1-8所示，防冰冻低温流体装卸臂，包括立柱架1、气相臂2和液相臂3，气相臂2、液相臂3均通过防冰冻低温流体旋转接头一251和回转臂轴承架214并排连接在立柱架1上，气相臂2、液相臂3分别包括回转臂21、回转摆动臂22、连接臂23、防冰冻低温流体旋转接头一～五251～255、直角弯头一～七241～247、低温拉断阀27、弹簧平衡器26，气相臂2、液相臂3的回转臂21与回转摆动臂22之间、回转摆动臂22与连接臂23之间均通过防冰冻低温流体旋转接头二～五252～255和直角弯头二～七242～247依次连接。
防冰冻低温流体旋转接头一～五251～255，分别包括端面密封连接法兰2512、外套2505、旋转密封定位法兰2503、旋转管轴2501、密封盘2508、向心轴承2507和推力轴承2506，端面密封连接法兰2512、旋转密封定位法兰2503分别可拆装连接在外套2505的上下两端；密封盘2508可拆装连接在旋转管轴2501的上端；旋转管轴2501与外套2505之间设置向心轴承2506，端面密封连接法兰2512、外套2505、旋转密封定位法兰2503、旋转管轴201、密封盘2508与其之间的外套端面密封2504、管轴旋转密封2502、旋转管轴端面密封2509、端面旋转密封2510构成密封腔，所有轴承均设置在密封腔内，避免带有水蒸气的空气与滚动体接触从而防止冰冻。
气相臂2和液相臂3的回转臂21、回转摆动臂22、连接臂23均为水平设置，防冰冻低温流体旋转接头二2502、防冰冻低温流体旋转接头四2504均为铅锤设置，防冰冻低温流体旋转接头三2503、防冰冻低温流体旋转接头五2505均为水平设置。
气相臂2、液相臂3的回转臂21末端与防冰冻低温流体旋转接头二2502上端接口通过直角弯头二242连接，防冰冻低温流体旋转接头二252与防冰冻低温流体旋转接头三253通过直角弯头三243连接；防冰冻低温流体旋转接头三253的另一端与回转摆动臂22的首端通过直角弯头四244连接。
气相臂2的回转摆动臂22末端与防冰冻低温流体旋转接头四354上端接口通过直角弯头五连接245，形成下翻结构气相臂2；
液相臂3的回转摆动臂22末端与防冰冻低温流体旋转接头四254下端接口通过直角弯头五245连接，形成上翻结构液相臂3。
气相臂2的防冰冻低温流体旋转接头四254的下端与防冰冻低温流体旋转接头五255通过直角弯头六246连接；液相臂3的防冰冻低温流体旋转接头四254的上端与防冰冻低温流体旋转接头五255通过直角弯头六246连接；防冰冻低温流体旋转接头五255的另一端与连接臂23的首端通过直角弯头七247连接，连接臂23的末端设置环松套法兰231。
气相臂2、液相臂3的回转臂21分别包括立轴212、三通211、防冰冻低温流体旋转接头一251、回转臂管215和加强筋板216，立轴212、三通211、回转臂管215和加强筋板216组成三角形稳定结构，加强筋板216在回转臂管215的上面形成上位结构。
低温拉断阀27可以分别设置在气相臂2和液相臂3的回转摆动臂22上，也可以设置在连接臂23上，由于装卸臂没有低温旋转接头的氮气吹扫管路，在误动作低温拉断阀拉断时没有氮气管路的影响，所有低温拉断阀可以设置在回转摆动臂上。
立柱架1上设置气液相臂收拢固定装置13，包括气液相臂固定装置基板131、气相臂定位柱132和液相臂定位柱133，气相臂定位柱132和液相臂定位柱133上下并排设置在气液相臂固定装置基板131上，在装卸臂收拢后将连接臂23末端的环松套法兰231分别安放到气相臂定位柱132和液相臂定位柱133上，使装卸臂不工作时保持收拢状态安全、整齐。
立柱架1与气相臂2、液相臂3的回转臂21之间分别设置臂锁机构4，臂锁机构4包括固定锁座11、锁销12、动锁片213，固定锁座11设置在立柱架1上，动锁片213设置在回转臂21的立轴212上，锁销12设置在固定锁座11上，并可穿过动锁片212的锁孔，在臂锁机构4处于锁固状态时，回转臂21固定在收拢状态不能转动，使装卸臂安全、整齐。
实施例2
如图9-14所示，与实施例1的区别是：低温拉断阀27设置在连接臂23上，其余相同。
说明：
1、防冰冻低温流体旋转接头一～五251～255结构相同；2、直角弯头一～七241～247结构相同；
为了叙述方便将上述零部件用不同的名称标号标出。
Claims (7)
1.防冰冻低温流体装卸臂，其特征在于，包括立柱架、气相臂和液相臂，气相臂及液相臂均通过防冰冻低温流体旋转接头和回转臂轴承架并排连接在立柱架上，气相臂及液相臂均包括回转臂、回转摆动臂、连接臂、防冰冻低温流体旋转接头、直角弯头、低温拉断阀和弹簧平衡器，所述回转臂与回转摆动臂之间、回转摆动臂与连接臂之间均通过防冰冻低温流旋转接头依次连接； 防冰冻低温流体旋转接头包括端面密封连接法兰、外套、旋转密封定位法兰、旋转管轴、密封盘和向心轴承，端面密封连接法兰、旋转密封定位法兰分别可拆装连接在所述外套的上下两端；密封盘可拆装连接在旋转管轴的上端；旋转管轴与所述外套之间设置向心轴承，所述端面密封连接法兰、外套、旋转密封定位法兰、旋转管轴、密封盘与其之间的外套端面密封、管轴旋转密封、旋转管轴端面密封、圆环密封圈、端面内旋转密封、端面外旋转密封构成密封腔，所述向心轴承设置在所述密封腔内，所述密封盘的上端面设置环形槽，所述环形槽中设置端面内旋转密封挡圈；所述端面密封连接法兰与所述密封盘之间设置端面内旋转密封和/或端面外旋转密封，端面内旋转密封嵌在端面内旋转密封挡圈的内孔中，端面外旋转密封嵌在轴承定位套的内孔中；所述旋转管轴与旋转密封定位法兰之间，同轴套装在旋转管轴上至少一道管轴旋转密封；旋转密封定位法兰的上下两端面凹槽中设置管轴旋转密封压圈；旋转密封定位法兰下端的环形槽中设置防尘圈架法兰，所述防尘圈架法兰的内孔设置管轴防尘圈；端面密封连接法兰、密封盘和旋转管轴均设有互相连通的流体通道中心孔，在端面密封连接法兰的上端部和旋转管轴下端部分别设有焊接接口；端面密封连接法兰的下端面及所述密封盘上端面在靠近其中心孔部位分别设有与其本身中心孔同轴的阶梯孔，圆环密封圈镶嵌在所述阶梯孔中；所述外套上端与端面密封连接法兰之间、外套下端与旋转密封定位法兰之间分别设有外套端面密封；端面密封连接法兰、旋转密封定位法兰分别用紧固件三及紧固件二连接在所述外套的两端；防尘圈架法兰用紧固件一连接在旋转密封定位法兰下端面上，立柱架与所述回转臂之间设置臂锁机构，所述臂锁机构包括固定锁座、锁销和动锁片，固定锁座设置在立柱架上，动锁片设置在回转臂立轴上，锁销设置在固定锁座上并穿过动锁片的锁孔。
2.根据权利要求1所述的防冰冻低温流体装卸臂，其特征在于，所述旋转管轴中段的环状凹槽中同轴设置半圆卡环，半圆卡环外面套装半圆卡环定位套，端面密封连接法兰与向心轴承外圈之间设置轴承定位套，且轴承定位套镶嵌在外套内孔中；半圆卡环与旋转密封定位法兰之间设置推力轴承，所述推力轴承的轴圈套在旋转管轴上，其上端面限位于半圆卡环的下端面，所述推力轴承的座圈镶嵌在所述旋转密封定位法兰的上端面的凹槽中。
3.根据权利要求2所述的防冰冻低温流体装卸臂，其特征在于，所述向心轴承数量至少为一组，向心轴承设置在所述外套与旋转管轴之间，使得所述外套与旋转管轴构成滚动连接；位于上部的向心轴承的内圈上端面限位于所述密封盘的下端面，位于下部的向心轴承的内圈下端面限位于半圆卡环的上端面，位于上部的向心轴承的外圈上端面限位于轴承定位套的下端面。
4.根据权利要求1所述的防冰冻低温流体装卸臂，其特征在于，所述气相臂及液相臂均包括五个防冰冻低温流体旋转接头和七个直角弯头；所述回转臂、回转摆动臂、连接臂均为水平设置，所述回转臂末端与防冰冻低温流体旋转接头二上端接口通过直角弯头二连接，防冰冻低温流体旋转接头二与防冰冻低温流体旋转接头三通过直角弯头三连接，防冰冻低温流体旋转接头三的另一端与回转摆动臂的首端通过直角弯头四连接，防冰冻低温流体旋转接头二、防冰冻低温流体旋转接头四均为铅锤设置，防冰冻低温流体旋转接头三、防冰冻低温流体旋转接头五均为水平设置；气相臂的回转摆动臂末端与防冰冻低温流体旋转接头四上端接口通过直角弯头五连接，形成下翻结构气相臂；液相臂的回转摆动臂末端与防冰冻低温流体旋转接头四下端接口通过直角弯头五连接，形成上翻结构液相臂；气相臂的防冰冻低温流体旋转接头四的下端与防冰冻低温流体旋转接头五通过直角弯头六连接；液相臂的防冰冻低温流体旋转接头四的上端与防冰冻低温流体旋转接头五通过直角弯头六连接；防冰冻低温流体旋转接头五的另一端与连接臂的首端通过直角弯头七连接，连接臂的末端设置环松套法兰。
5.根据权利要求1所述的防冰冻低温流体装卸臂，其特征在于，所述回转臂包括立轴、三通、防冰冻低温流体旋转接头、回转臂管和加强筋板，立轴、三通、回转臂管和加强筋板组成三角形稳定结构，加强筋板在回转臂管的上面形成上位结构。
6.根据权利要求1所述的防冰冻低温流体装卸臂，其特征在于，低温拉断阀分别设置在气相臂和液相臂的回转摆动臂或连接臂上。
7.根据权利要求4所述的防冰冻低温流体装卸臂，其特征在于，立柱架上设置气液相臂收拢固定装置，所述气液相臂收拢固定装置包括气液相臂固定装置基板、气相臂定位柱和液相臂定位柱，气相臂定位柱和液相臂定位柱上下并排设置在气液相臂固定装置基板上；在装卸臂收拢后将所述环松套法兰分别安放到气相臂定位柱和液相臂定位柱上。
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