CN113389282A - 一种同步顶升系统及顶升方法 - Google Patents

Abstract

大型储罐现有的顶升工艺安全性、可靠性较差，自动化程度低，部件多安装繁琐，运行操作规程繁杂，容易引发重大安全或质量事故。本发明提供一种同步顶升系统，包括：控制系统、监测系统、顶升系统；控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作，并存储检测系统传来的监测数据。本发明的顶升系统部件能快速组装拆卸，系统自动化程度高。提升系统同步精确，能达到精度2mm同步升降、运行平稳安全可靠，能在任意位置停止。全程数据自动监测、存储，历史数据可以调阅、分析、演示。本发明对顶升装置的改进使得油缸的行程远小于提升高度，解决了由于油缸行程太长，活塞杆容易变形的缺陷。能够在不增加油缸的行程和油缸的顶升力的情况下，提升高度提高一倍或更多。

Description

一种同步顶升系统及顶升方法

技术领域

本发明涉及大型容器安装技术领域，特别涉及栓接储罐/拼装罐安装时的同步顶升系统。

背景技术

目前大型储罐广泛采用的倒装安装工艺。安装一层顶升到位，然后安装下一层，继续顶升，直至安装完成。倒装安装工艺无需大型起吊设备，比传统的顺装工艺简单快捷。但是现有的顶升工艺安全性、可靠性较差，自动化程度低，部件多安装繁琐，运行操作规程繁杂，容易引发重大安全或质量事故。同时顶升时很难达到同步要求，罐体容易发生倾斜，给施工带来很大困难。

而且同步顶升精确量控制不足，经常需要反复调整严重影响施工速度和质量。而且顶升时罐内形成了相对密闭的空间导致施工环境差，劳动强度大，尤其是风机突然发生故障或因停电而中断运行时，影响人员健康更容易引发重大事故。

针对上述缺陷，特提出本发明的同步顶升系统，该系统自动化控制高，部件少能快速组装，精准同步顶升，能在任意位置停止，有效改善施工强度、速度和现场环境。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明一方面提供一种同步顶升系统，包括：控制系统、监测系统、顶升系统；控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作，并存储检测系统传来的监测数据；监测系统监测将检测的信号实时传输给控制系统；顶升系统包括一个泵站、与泵站相连的至少三套顶升装置，优选3-24套顶升装置。因为本发明的顶升系统各部件可以快速组装，可以根据现场需要灵活选用合适数量的顶升装置，现场快速布置，适应各种尺寸的顶升安装作业。采用一台液压泵站作为液压动力源，为站内油缸的顶升回缩动作，提供动力源。顶升力大，能够适应超大罐体安装，提升能力远远大于市场上机械传动的提升机。

进一步的，控制系统为工业级控制计算机及同步控制软件平台，控制系统实时监测并存储顶升系统运行状态，监测出现异常数据时及时判定故障点位、故障类型，进行报警警示并输出故障点位和故障类型数据，保证施工安全。

进一步的，控制系统还具有历史数据调用、分析以及历史回放演示功能。一方面可以为企业运行、培训等提供技术支持，另一方面也便于工程施工质量监督。

进一步的，监测系统包括位子站、位移传感器、压力传感器，子站与控制系统电连接或信号连接，压力传感器集成在子站内实时监测顶升系统负载，并将监测到的数据传输给控制系统实时存储。部件尽量集成，方便快速组装拆卸，也方便运输。负载和位移超载双报警功能，同时预防安全事故的发生。

进一步的，顶升装置包括顶升杆、转换销轴、液压缸、底座和加强连杆；液压缸固设于所述底座上，加强连杆固定连接底座与液压缸；顶升杆与液压缸滑动连接，转换销轴处于第一工作状态时顶升杆与液压缸能相对滑动，处于第二工作状态时锁死顶升杆与液压缸此时二者不能相对滑动。这种结构，油缸的行程远小于提升高度，解决了由于油缸行程太长，活塞杆容易变形的缺陷。

进一步的，顶升杆为套接的两节或多节，优选为2-3节，所述转换销轴为一个、两个或多个，优选1-2个，转换销轴数量与所述顶升杆个数相适应。能够在不增加油缸的行程和油缸的顶升力的情况下，提升高度提高一倍或更多。

进一步的，液压缸配置有单向阀，可有效锁定负载，能在任意位置停止。顶升系统的液压管路中设置有回油背压阀能有效控制下降速度，防止下降超速发生危险。

进一步的，工业级控制计算机具有触摸屏和关键操作物理按键，同步控制软件平台通过PLC可编程控制器进行同步控制，控制系统还具有紧急手动控制功能。

另一方面，本发明提供一种顶升方法，包括如下步骤：

第一步，根据现场情况确定的顶升装置套数设置顶升装置，将顶升装置与泵站通过液压管路连接，将各位移传感器安装于监测点并与子站信号连接，将泵站与子站信号连接，然后将子站与控制系统通讯连接；

第二步，控制系统开机自检并检测所有连接设备状态；

第三步，设置运行参数，控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作，并存储检测系统传来的监测数据；

第五步，运行中监测出现异常数据时及时判定故障点位、故障类型，进行报警警示并输出故障点位和故障类型数据。

进一步的，在前述第三步和第五步之间还包括第四步，预顶升步骤，施加预紧力消除钢墩柱弹性变型量，使各顶升点处在同一初始起升点上：

以及还可以包括第六步，通过操作控制系统进行历史数据调用、分析以及历史回放演示。

与现有技术相比本发明的有益效果为：部件能快速组装拆卸，运输方便、安装施工方便快捷。系统自动化程度高有效提升施工速度和质量，提升施工环境。提升系统同步精确，能达到精度2mm同步升降、运行平稳安全可靠，能在任意位置停止、施工快速、环境对工人友好。全程数据自动监测、存储，历史数据可以调阅、分析、演示。为企业施工水平、培训提供技术支持，也为工程施工监督提供便利。而且，本发明对顶升装置的改进使得油缸的行程远小于提升高度，解决了由于油缸行程太长，活塞杆容易变形的缺陷。能够在不增加油缸的行程和油缸的顶升力的情况下，提升高度提高一倍或更多。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的顶升装置原始状态的示意图；

图2是本发明的顶升装置提升运行状态的示意图；

图3是本发明的顶升装置提升另一运行状态的示意图；

图4是本发明的顶升系统连接示意图

附图中标记：1、顶升杆；2、转换销轴；3、液压缸；4、加强连杆；5、底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

实施例一，参见图4，本发明提供的同步顶升系统，包括控制系统、监测系统、顶升系统；顶升作业时，一个泵站为3套顶升装置提供液压动力，控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作。

施工现场操作时，第一步，将3套顶升装置8布置于施工现场，然后通过液压管道将顶升装置8与液压泵站7连接。再将3套位移传感器安装于顶升装置8相应的位置后电连接或者信号连接子站6，子站6内置的液压传感器与泵站7信号连接。子站6与控制系统通讯连接。

第二步，控制系统开机自检并检测所有连接设备状态；

第三步，设置运行参数，控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作，并存储检测系统传来的监测数据。其中顶升装置如图1所示，顶升装置8包括底座5、固设于底座5上的液压缸3，三个加强连杆4固定连接底座5与液压缸3加强支撑。顶升杆1为两节同轴套设在液压缸3上与之滑动连接，转换销轴2具有两种工作状态，处于第一工作状态时顶升杆1与液压缸3能相对滑动，处于第二工作状态时锁死顶升杆1与液压缸3此时二者不能相对滑动。如图2所示，顶升作业时第一转换销轴处于第二工作状态锁死，液压缸3推动顶升杆的一节提升(此时第二转换销轴处于第一工作状态)，当液压缸行程达到最大时，第一转换销轴转换至第一工作状态，液压缸回缩至初始位置，此时已经升起的顶升杆不会回缩，在原为保持对顶升件的稳定支撑。然后第一第二转换销轴变换为第二工作状态锁死，液压缸再次顶升，同步推动顶升杆的另一节提升(原提升的一节顶升杆也随之继续提升)，参见图3，直至将顶升杆的另一节顶升至最高。显然的，实际运行顶升中，根据现场需要控制顶升高度，而不必须将套接的顶升杆各节顶升至最大位置，而且，在顶升过程中适应施工需要顶升杆能在任意位置停止并保持。

第四步，运行中监测出现异常数据时及时判定故障点位、故障类型，进行报警警示并输出故障点位和故障类型数据。

实施例二，大部分与实施例一相同，不同之处在于对于较大的顶升件，根据需要选用多套顶升装置8，比如选用20套、24套或者20-24套。合理确定布置点位，尽量均匀布置于施工现场。可以理解的是，顶升装置套数的选择，并布局限于这里的描述。比如选用6套顶升装置或者选用30套顶升装置也是可以的，根据实际需求灵活选择，选择的基本原则是匹配顶升件的尺寸、重量和一定的安全余量，同时兼顾效率效益。并且第三步，设置运行参数，后还包括预顶升步骤，施加预紧力消除顶升件和顶升装置间弹性变型量，同时将各顶升点调整处在同一水平的初始起升点上。然后控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作。

实施例三，与实施例二基本相同，不同之处在于，根据现场需要顶升高度，选用顶升装置。比如，现场顶升高度较低，在顶升装置液压缸两倍行程以内，使用一节顶升杆一个销轴的顶升装置。现场顶升高度较超过液压缸两倍行程的，使用两节顶升杆两个转换销轴的顶升装置，或者使用两节以上顶升杆两个以上转换销轴的顶升装置，可理解的是，转换销轴个数与套接顶升杆个数相匹配。而且，通常不会使用超过三节顶升杆的顶升装置。首先，本发明改进的顶升装置顶升高程足够大，且液压缸、顶升杆强度足够，一般不会发生超过3倍顶升高程的情形。其次本发明设置套接顶升杆的目的是现有的顶升装置为增加顶升高度设计的活塞杆容易变形，如果顶升杆不合适增加与其思想相反。

实施例四，在实施例一至三的基础上。控制系统还具有紧急手动控制功能。

实施例五，在前述实施例的基础上，控制系统还具有历史数据调用、分析以及历史回放演示功能。既可以为企业运行、培训等提供技术支持，提高业务水平，提升自动化程度。也能方便工程施工质量监督、施工质量溯源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种同步顶升系统，其特征在于所述系统包括：控制系统、监测系统、顶升系统；

所述控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作，并存储检测系统传来的监测数据；

所述监测系统监测将检测的信号实时传输给控制系统；

所述顶升系统包括一个泵站、与泵站相连的至少三套顶升装置。

2.如权利要求1所述的同步顶升系统，所述控制系统为工业级控制计算机及同步控制软件平台，所述控制系统实时监测并存储顶升系统运行状态，监测出现异常数据时及时判定故障点位、故障类型，进行报警警示并输出故障点位和故障类型数据。

3.如权利要求2所述的同步顶升系统，所述控制系统还具有历史数据调用、分析以及历史回放演示功能。

4.如权利要求2所述的同步顶升系统，所述监测系统包括位子站、位移传感器、压力传感器，所述子站与控制系统电连接或信号连接，所述压力传感器集成在子站内实时监测顶升系统负载，并将监测到的数据传输给控制系统实时存储。

5.如权利要求4所述的同步顶升系统，所述顶升装置包括顶升杆、转换销轴、液压缸、底座和加强连杆；

所述液压缸固设于所述底座上，所述加强连杆固定连接所述底座与所述液压缸；

所述顶升杆与所述液压缸滑动连接，所述转换销轴处于第一工作状态时所述顶升杆与所述液压缸能相对滑动，处于第二工作状态时锁死所述顶升杆与所述液压缸此时二者不能相对滑动。

6.如权利要求5所述的同步顶升系统，所述顶升杆为套接的两节或多节，所述转换销轴为一个、两个或多个，所述转换销轴数量与所述顶升杆个数相适应。

7.如权利要求6所述的同步顶升系统，所述液压缸配置有单向阀，所述顶升系统的液压管路中设置有回油背压阀。

8.如权利要求2所述的同步顶升系统，所述工业级控制计算机具有触摸屏和关键操作物理按键，所述同步控制软件平台通过PLC可编程控制器进行同步控制，所述控制系统还具有紧急手动控制功能。

9.如权利要求1-8任一所述的同步顶升系统的顶升方法，包括如下步骤：

第一步，根据现场情况确定的顶升装置套数设置顶升装置，将顶升装置与泵站通过液压管路连接，将各位移传感器安装于监测点并与子站信号连接，将泵站与子站信号连接，然后将子站与控制系统通讯连接；

第二步，控制系统开机自检并检测所有连接设备状态；

第三步，设置运行参数，控制系统根据运行指令和/或监测系统获取的数据控制顶升系统同步工作，并存储检测系统传来的监测数据；

第四步，运行中监测出现异常数据时及时判定故障点位、故障类型，进行报警警示并输出故障点位和故障类型数据。

10.如权利要求9所述的顶升方法，其特征在于：

在前述第三步中，同步顶升之前还包括预顶升步骤，使各顶升点处在同一初始起升点上；

在前述第四步之后还包括第五步，通过操作控制系统进行历史数据调用、分析以及历史回放演示。

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