全自动流体装车鹤管及其应用的制作方法

本发明涉及流体输送设备领域，特别是涉及一种全自动流体装车鹤管及其应用。

背景技术：

鹤管是石化行业流体装卸过程中的专用设备，又称流体装卸臂。鹤管采用旋转接头与刚性管道及弯头连接起来，以实现火车、汽车槽车与栈桥储运管线之间传输液体介质的活动设备，以取代老式的软管连接，具有很高的安全性，灵活性及寿命长等特点。鹤管主要由固定、回转、操作、平衡等机构和油管组成。

常温状态下，硫为固体，高于119℃呈液态。在135～145℃液硫粘度最低，最适宜输送，在160℃以上的温度区间，液硫粘度大，不宜输送。目前，市场上的液硫装车鹤管都含有形式多样的伴热结构，但总体伴热效果不佳或者存在局部伴热，这也导致液硫在经装车鹤管时出现降温，以至于粘度加大或变为固态阻塞管道，严重时鹤管本体活动旋转部件固化停滞无法工作，最终影响液硫装车。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种伴热均匀、实现自动控制、调节精准、安全可靠、操作简便的全自动流体装车鹤管及其应用。

本发明全自动流体装车鹤管，包括输送鹤管和套设在所述输送鹤管上的伴热套管，所述伴热套管上连通有蒸汽软管，所述输送鹤管包括依次相连的内臂、外臂和垂臂，所述外臂和所述内臂之间连接有弯头组件；所述内臂上连接有第一驱动件和第一传动架，所述第一驱动件连接所述第一传动架，所述第一传动架上连接有第二驱动件，所述第二驱动件上连接有角度调整架，所述角度调整架连接在所述弯头组件上，所述角度调整架上连接有平衡驱动件和调节驱动件，所述平衡驱动件和所述调节驱动件均连接在所述外臂上；所述内臂、所述弯头组件上均连接有套管式旋转接头。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述套管式旋转接头包括第一套管式旋转接头、第二套管式旋转接头和第三套管式旋转接头，所述第一驱动件连接所述内臂上的所述第一套管式旋转接头，所述第一驱动件推动所述内臂水平转动；所述弯头组件与所述外臂之间连接所述第三套管式旋转接头，所述平衡驱动件和所述调节驱动件对所述外臂的高度升降进行调节；所述内臂与所述弯头组件之间连接连接有所述第二套管式旋转接头，所述第二驱动件推动所述弯头组件水平转动。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述套管式旋转接头包括接头内管、套设在所述接头内管上的外接套筒，所述外接套筒两端分别连接有第一接头法兰和第二接头法兰。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述外接套筒包括连接套筒和旋转套筒，所述连接套筒与所述旋转套筒转动连接，所述连接套筒固定连接第二接头法兰，所述旋转套筒固定连接第一接头法兰。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述平衡驱动件和所述调节驱动件均设为动力气缸且连接在控制箱上，所述动力气缸上配设有控制阀，所述控制阀连接在所述控制箱内。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述垂臂上配设有溢流探杆，所述溢流探杆连接在静电溢流警报器上。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述静电溢流警报器上设有静电夹，所述静电夹夹持在槽车上。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述鹤管立柱上连接有静电导锁。

本发明全自动流体装车鹤管，其中所述伴热套管的两端分别设有蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽进口连接在蒸汽加热系统上，所述蒸汽出口也连接在蒸汽加热系统上，形成循环蒸汽。

本发明全自动流体装车鹤管的应用，其中所述全自动流体装车鹤管用于液硫输送，液硫在所述输送鹤管内传送，所述伴热套管内通入过热蒸汽，使液硫的温度保持在135℃～145℃。

本发明全自动流体装车鹤管及其应用与现有技术不同之处在于：本发明全自动流体装车鹤管，包括输送鹤管和套设在输送鹤管上的伴热套管，伴热套管上连通有蒸汽软管，蒸汽软管向伴热套管内通入蒸汽，蒸汽与输送鹤管内的流体换热，保证流体的流动稳定性，伴热套管为流体提供高温环境、承受蒸汽的压力，因此，伴热套管和输送鹤管均具有耐高温高压的特性，适用于高温高压流体环境；输送鹤管包括依次相连的内臂、外臂和垂臂，内臂和外臂之间连接有弯头组件，内臂、内臂与弯头组件连接处、外臂与弯头组件连接处、外臂与垂臂连接处均设有套管式旋转接头，套管式旋转接头在第一驱动件、第二驱动件、平衡驱动件以及调节驱动件的驱动作用下，带动内臂、外臂和垂臂相对转动，调节管线的布局，还能自动调节垂臂进入槽车，可以远程控制第一驱动件、第二驱动件、平衡驱动件和调节驱动件，实现流体的自动输送。

本发明全自动流体装车鹤管的应用，用于液硫输送，液硫在输送鹤管内传送，伴热套管内通入过热蒸汽，使液硫的温度保持在135℃～145℃，传输过程中液硫粘度小，流动顺畅，不会发生堵塞问题。

下面结合附图对本发明的全自动流体装车鹤管及其应用作进一步说明。

附图说明

图1为本发明全自动流体装车鹤管的结构示意图；

图2为本发明全自动流体装车鹤管的套管式旋转接头的剖视结构示意图；

图3为本发明全自动流体装车鹤管的局部结构示意图。

附图标注：1、鹤管立柱；2、控制箱；3、静电溢流警报器；4、第一驱动件；5、静电导索；6、液相入口法兰；7、蒸汽出口法兰；8、蒸汽入口法兰；9、蒸汽软管；10、内臂；11、角度调整架；12、弯头组件；13、平衡驱动件；14、调节驱动件；15、外臂；16、自动排空阀；17、垂臂组件；18、垂臂；19、排水阀；20、溢流探杆；21、第二驱动件；22、第一接头法兰；23、限位块；24、连接法兰；25、旋转套筒；26、接头内管；27、连接套筒；28、第二接头法兰；29、第一套管式旋转接头；30、第一传动架；32、第二套管式旋转接头；33、输送鹤管；34、伴热套管；35、转动架。

具体实施方式

如图1所示，本发明全自动流体装车鹤管，包括输送鹤管33和套设在输送鹤管33上的伴热套管34，伴热套管34上连通有蒸汽软管9，输送鹤管33连接在鹤管立柱1上，鹤管立柱1支撑输送鹤管33，伴热套管34套设在输送鹤管33上，伴热套管34与输送鹤管33之间的空间输送蒸汽，蒸汽为输送鹤管33提供热量，使输送鹤管33内的流体稳定传输，蒸汽软管9为伴热套管34输送传热蒸汽。

输送鹤管33包括依次相连的内臂10、外臂15和垂臂18，外臂15和内臂10之间连接有弯头组件12，外臂15与垂臂18之间连接有垂臂组件17；内臂10远离外臂15的一端连接有液相入口法兰6和蒸汽出口法兰7，蒸汽软管9上连接有蒸汽入口法兰8，蒸汽软管9连接在垂臂组件17上。蒸汽沿蒸汽软管9依次流过垂臂18、外臂15和内臂10，沿内臂10流出；液相流体沿液相入口法兰6依次流过内臂10、外臂15和垂臂18，加热蒸汽与液相流体形成逆流换热，提高换热效率；垂臂18伸入槽车，将液相流体传送到槽车内，方便流体输送，减少流体输送过程中的污染和泄漏。

内臂10上连接有第一驱动件4和第一传动架30，第一驱动件4连接第一传动架30，第一驱动件4一端固定在鹤管立柱1上，另一端连接第一传动架30，第一传动架30连接在内臂10上；第一传动架30上固定连接有第二驱动件21，第二驱动件21上连接有角度调整架11，角度调整架11连接在弯头组件12上，角度调整架11上连接平衡驱动件13和调节驱动件14，平衡驱动件13和调节驱动件14均固定连接在外臂15上。外臂15上固定连接有支撑架，支撑架上连接有销轴，平衡驱动件13和调节驱动件14均通过销轴固定连接在外臂15上。

第一驱动件4、第二驱动件21、平衡驱动件13和调节驱动件14均设为动力气缸且连接在控制箱2上，动力气缸上配设有控制阀，控制阀连接在控制箱2内。第一驱动件4、第二驱动件21、平衡驱动件13和调节驱动件14还可以设为液压缸，动力气缸或液压缸驱动输送鹤管33的内臂10、外臂15和垂臂18的位置的结构调节，调节液态输送管路的传送路线，操作灵活、轻巧，维护简单。

由于槽车的高度不同，外臂15需上下摆动调整垂管18，使垂管18插入槽车内，加之重量因素，需要平衡，输送鹤管33上连接有套管式旋转接头，套管式旋转接头调节内臂10、外臂15、垂臂18相对转动，进而调节管线的布局，还能自动调节垂臂18进入槽车。

内臂10上、内臂10与弯头组件12的连接处、外臂15与弯头组件12的连接处、外臂15与垂臂18的连接处均设有套管式旋转接头，套管式旋转接头包括第一套管式旋转接头29和第二套管式旋转接头32和第三套管式旋转接头。内臂10上连接有第一套管式旋转接头29，第一驱动件4连接第一套管式旋转接头29，第一驱动件4推动内臂10水平转动。

结合图1和图3所示，弯头组件12设为l型弯管，弯头组件12包括相互连通的竖直管和水平管，竖直管和水平管上分别连接有第二套管式旋转接头32和第三套管式旋转接头；水平管与外臂15的连接处连接第三套管式旋转接头，角度调整架11连接在第三套管式旋转接头，平衡驱动件13和调节驱动件14连接在角度调整架11上，平衡驱动件13和调节驱动件14对外臂15高度升降进行调节。竖直管与内臂10的连接处连接第二套管式旋转接头32，第二驱动件21上连接有转动架35，转动架35一端转动连接在第一传动架30上、另一端固定连接在角度调整架11上，第二驱动件21驱动转动架35转动，转动架35随第二套管式旋转接头32转动，即转动架35带动弯头组件12相对于内臂10水平转动。弯头组件12两端连接的第二套管式旋转接头32和第三套管式旋转接头，实现了外臂15的水平和竖直转动。

外臂15和垂臂18之间连接有第四套管式旋转接头，能手动调节垂臂18的位置。

结合图1、图2所示，管式旋转接头包括接头内管26、套设在接头内管26上的外接套筒，接头内管26与外接套筒之间设有限位块23，限位块23对接头内管26与外接套筒之间的距离进行限定，方便定位套管式旋转接头的接头内管26与外接套筒之间的间隙。外接套筒两端分别连接有第一接头法兰22和第二接头法兰28，外接套筒包括连接套筒27和旋转套筒25，连接套筒27与旋转套筒25转动连接，连接套筒27固定连接第二接头法兰28，旋转套筒25上固定连接有连接法兰24，连接法兰24固定连接第一接头法兰22，连接套筒27和旋转套筒25分别与套管式旋转接头两端的管线固定连接，连接在旋转套筒25上的管线能相对于连接在连接套筒27上的管线转动，进而调节管线的位置关系。

输送鹤管33与伴热套管34的各组件之间活动构件连接采用的是套管式旋转接头的结构，所有的套管式旋转接头均与输送鹤管33、伴热套管34同一个旋转中心，并且加工过程对同轴度和平行度要求较低，易于保证制造质量。套管式旋转接头采用聚四氟乙烯复合材料，结合机械密封技术来满足密封要求，可保证在-40℃—200℃范围内不泄漏。接头内管26及与流体相接触的部件均采用不锈钢材料，可削弱流体对管壁的腐蚀，保证使用寿命长久。旋转套筒25采用合金钢材质，用精密数控机床加工，旋转套筒25与连接套筒27之间设有双滚道支承结构，转动灵活、可靠。双滚道支承结构：旋转套筒25与连接套筒27的接触面上均开设半球形的滚槽，滚槽内安装滚珠，滚珠带动旋转接头相对于连接套筒27转动；旋转套筒25上还设有贯通旋转套筒25壁厚的固定孔，固定孔与滚槽连通，固定孔内连接有孔堵。

套管式旋转接头的承载力大，转动灵活，与管线连接处设有密封圈，密封圈采用ptfe增强聚四氟乙烯材料，密封面抛光处理，密封性能优越、可靠，具有较强的耐磨、耐腐蚀性，使用寿命长等优点。并且，同一型号的套管式旋转接头的密封圈规格相同，可以互换。

垂臂18上配设有溢流探杆20，溢流探杆20连接在静电溢流警报器3上，溢流探杆20检测流体的液位，当槽车内的流体液位达到设定值时，静电溢流警报器3进行警报提醒。静电溢流警报器3上设有静电夹，静电夹夹持在槽车上，流体在管内流动过程中，管臂上会产生静电，静电夹将静电导出，保证安全装卸车辆。鹤管立柱1上还连接有静电导索5，将设备上产生的静电导出，防止静电摩擦产生的火花引起流体爆燃，进一步保证设备的安全稳定性。

伴热套管34的两端分别设有蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽进口连接在蒸汽加热系统上，蒸汽出口也连接在蒸汽加热系统上，形成循环蒸汽，蒸汽循环利用，充分利用蒸汽的余热，节约能源。伴热套管34上连接有温度传感器和压力传感器，温度传感器监测伴热套管34内的温度，监测伴热套管34内的温度，进而监控输送鹤管33的温度，保证流体在最佳输送状态进行输送，防止管路堵塞；压力传感器测量伴热套管34内的压力，防止管内压力过高或过低影响传输效果，也保证管路安全，防止管路内压力过高而爆裂伤人。

伴热套管34上连接有自动排空阀16，伴热套管34填充蒸汽前，打开自动排空阀16，排出管内的空气；蒸汽软管9上连接有排水阀19，蒸汽换热过程中，部分蒸汽发生冷凝，凝结为液体，液体从排水阀19排出。

伴热套管34内的蒸汽温度和热量较高，为保证操作人员安全，伴热套管34外侧套设有保温层，以防止烫伤。伴热套管34为输送鹤管33内的流体提供高温环境、承受蒸汽的压力，因此，伴热套管34和输送鹤管33均具有耐高温高压的特性，适用于高温高压流体环境。

本发明全自动流体装车鹤管是具体工作流程：槽车停车就位，将静电溢流警报器3上的静电夹与槽车连接，打开蒸汽软管9的阀门，待温度传感器显示伴热蒸汽为最佳温度时，再打开控制箱2上的仪表，通过控制箱2上的操控阀分别依次控制第一驱动件4、第二驱动件21、平衡驱动件13和调节驱动件14进行驱动调节，以实现内臂10水平旋转、外臂15水平旋转及升降动作，将垂臂18插入槽车罐口内，打开流体控制阀，开始装车；当槽车内部流体装满一定高度后，液面接触到溢流探杆20，静电溢流警报器3报警，关闭流体控制阀，再操作控制箱2，驱动输送鹤管33复位，关闭仪表、关闭蒸汽软管9上的阀门、断开静电夹与槽车的连接，流体装车完毕。该过程充分完善了全程装车的蒸汽伴热效果，同时工作人员可远距离操作控制箱2上的操控阀，调节输送鹤管33与槽车的相对位置，安全可靠，轻巧便捷。

本发明全自动流体装车鹤管的应用，全自动流体装车鹤管用于液硫输送，液硫在输送鹤管33内传送，伴热套管34内通入过热蒸汽，使液硫的温度保持在135℃～145℃，输送过程重复上述步骤。液硫的输送过程，伴热套管34内蒸汽温度恒定，输送鹤管33不会发生堵塞，提高了设备的安全性和稳定性。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。