悬臂式自动对位卸油鹤管的制作方法

本实用新型涉及火车罐车液体装卸设备，尤其涉及悬臂式自动对位卸油鹤管。

背景技术：

普通悬臂式卸油鹤管主要包括立柱、内臂、弹簧钢平衡系统、外臂、垂管、潜油泵。普通式悬臂卸油鹤管采用手动操作，人工牵引垂管将潜油泵放置到罐车内液体底部，其工作原理为：通过内臂、外臂的旋转展开鹤管；通过外臂的俯仰来升降垂管；弹簧钢平衡系统用来平衡外臂、垂管、潜油泵所产生的力矩，以确保人工能够操作；潜油泵用来卸油。普通悬臂式鹤管存的一些问题：1、劳动强度大。装车过程中操作人员需要逐一牵拽鹤管，将垂管放入罐车，且火车栈桥通常在200米左右，每次对车至少10节以上车厢，操作人员牵拽鹤管往返于罐车和栈桥上需要耗费很大的体力。2、工作效率低。在人工逐台对位过程中每次插入鹤管、提升鹤管、确认鹤管到位都需要较长的时间，浪费人力。3、危害员工身体健康。由于顶部卸油鹤管采用敞口式卸车，遇到有毒、有害、易挥发的介质无法避免操作人员与挥发气体进距离接触，危害操作人员身体健康。4、工作环境艰苦。尤其是北方的极寒天气及南方的高温天气均不适合采用人工装卸车作业。5、工作危险性大。装卸车人员牵拽鹤管装卸车作业上下罐车是与雨雪大风天气易出现跌落、滑落的安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种悬臂式自动对位卸油鹤管，为了克服现有的装卸车鹤管出现的劳动强度大、效率低、安全事故多等缺点；本实用新型可实现一键自动化装卸车、可实现密闭装车作业；本实用新型可适应多种长度规格的列车，以及不同停车位置导致罐口与罐装点位不对应的情况。

本实用新型的目的是这样实现的：一种悬臂式自动对位卸油鹤管，立柱竖直固定在栈桥上，在立柱上固装竖立的第一连接管，第一水平旋转驱动机构配合安装在第一连接管上，在第一水平旋转驱动机构上安装着第二连接管，第一连接管的上端管口与第二连接管的下端管口通过第一接口固定密封连通，第二连接管受第一水平旋转驱动机构驱动而在水平方向上围绕在自身长度方向上的铅垂轴线水平自转，铰接管组由两节或两节以上的两端管口同朝向设置的第三连接管以依次铰接密封连通的方式构成，铰接管组中的任何相邻两第三连接管均通过第一旋转接头以围绕其共同铰接点所在的垂直于相应的相邻两第三连接管长度方向的轴线公转的方式动密封连通，水平设置的水平伸缩臂的后端固定在第二连接管上，第二连接管的上端管口与铰接管组中的最后一节第三连接管的后端管口通过第二旋转接头以围绕其共同铰接点所在的垂直于第二连接管与最后一节第三连接管的轴线相对彼此自转的方式动密封连通，水平伸缩臂的前端悬空固装并支承垂直竖立的第四连接管，水平伸缩驱动机构安装在水平伸缩臂上，水平伸缩臂由水平伸缩驱动机构驱动而沿水平方向伸长或缩短，第四连接管的下端管口封闭且安装有激光传感器，铰接管组中的最前一节第三连接管的前端管口固定竖立第四连接管并经第四连接管的中部管壁连通第四连接管，第二水平旋转驱动机构配合安装在第四连接管朝竖直方向向上开设的上端管口上，在第二水平旋转驱动机构上安装着水平转动管，水平转动管呈弧线段形，水平转动管朝竖直方向向下开设的下端管口与第四连接管朝竖直方向向上开设的上端管口以通过第三旋转接头围绕水平转动管与第四连接管的共同活动连接点所在的铅垂轴线相对彼此自转的方式动密封连通，水平转动管受第二水平旋转驱动机构驱动而在水平方向上围绕水平转动管与第四连接管的共同活动连接点所在的铅垂轴线水平公转，垂直旋转驱动机构配合安装在水平转动管朝水平方向开设的上端管口上，在垂直旋转驱动机构上安装着第一垂直转动管，第一垂直转动管从下到上依次由下弧线段形连接管、竖立的直线段形连接管、上弧线段形连接管以依次固定连通的方式构成，下弧线段形连接管朝水平方向开设的下端管口与水平转动管朝水平方向开设的上端管口相对且与水平转动管的上端管口通过第四旋转接头以围绕其共同铰接点所在的水平轴线自转的方式动密封连通，上弧线段形连接管的上端管口与下弧线段形连接管的下端管口同朝向设置，第一垂直转动管受垂直旋转驱动机构驱动而在竖直方向上围绕下弧线段形连接管与水平转动管共同铰接点所在的水平轴线公转，上弧线段形连接管朝水平方向开设的上端管口与第二垂直转动管朝水平方向开设的上端管口相对且与第二垂直转动管的上端管口通过第五旋转接头以围绕其共同活动连接点所在的水平轴线公转的方式动密封连通，第二垂直转动管呈弧线段形，第二垂直转动管朝竖直方向向下开设的下端管口与垂直竖立的悬吊管朝竖直方向向上开设的上端管口通过第二接口固定密封连通，悬吊管朝竖直方向向下开设的下端管口固定吊接潜液泵并与潜液泵的出液口固定密封连通，悬吊管与第四连接管相互平行设置。

本实用新型的技术特点：它对应与轨道、行走小车、小车行走电机组、平衡系统、回气软管、密封帽、液相接口、链轮组件相配合使用；转动管与安装有本实用新型的行走小车的联动将密封帽压紧在火车罐口上；垂管旋转驱动机构驱动垂管（悬吊管）升降，使悬吊管能深入罐车底部或从罐车中抽出。

本实用新型输送液体介质的管线由液相管和旋转接头组成，其具有的立式桁架、小车能实现装卸臂与罐车罐口的自动对位。由于垂管可采用整体式非伸缩垂管（用于卸车）或伸缩式垂管（用于装车）；因此，本实用新型对于液体的装车与卸载均可适用，通过链轮同步机构的控制可精确的控制垂管的状态，以实现精准的进罐动作。本实用新型设有随动可被压紧在火车罐口上的密封帽，可实现罐车的密封装卸车作业，旋转关节由伺服电机驱动实现动作自动化，信号采集通过各类传感器反馈实现一键自动化对位装卸车。

在本实用新型的结构中，其具有的立式桁架、轨道结构可承受较大重力力矩且加装驱动电机后，自身结构变形较小，很适合沿轨道自动扫描寻址，从而实现一键自动对位装卸车作业，通过在垂管下端加装随动密封帽后可实现密封作业，避免了对环境的污染，通过加装链轮同步机构可精确控制悬吊管的状态，以实现精准的进罐装卸。

本实用新型在轨道上安装小车，液相管线连接在小车上，通过小车的移动实现激光传感器的罐口自动扫描定位，通过小车前后运动及第一垂直转动管转动的联动实现垂管垂直下降伸入罐车，通过链轮同步机构精确控制垂管的状态，实现精准的进罐装卸作业，通过红外激光传感器采集对位信号，通过行程传感器采集密封帽盖盖到位信号，通过控制程序协调以上动作实现一键对位。

本实用新型的有益效果是：可实现一键自动化装卸车、可实现密闭装车作业，通过激光扫描技术实现装卸车自动化，实现密闭装卸车。

附图说明

图1为本实用新型的外部主视结构示意图。

具体实施方式

一种悬臂式自动对位卸油鹤管，如图1所示，立柱1竖直固定在栈桥上，在立柱1上固装竖立的第一连接管21，第一水平旋转驱动机构6配合安装在第一连接管21上，在第一水平旋转驱动机构6上安装着第二连接管3，第一连接管21的上端管口与第二连接管3的下端管口通过第一接口5固定密封连通，第二连接管3受第一水平旋转驱动机构6驱动而在水平方向上围绕在自身长度方向上的铅垂轴线水平自转，铰接管组由两节或两节以上的两端管口同朝向设置的第三连接管15以依次铰接密封连通的方式构成，铰接管组中的任何相邻两第三连接管15均通过第一旋转接头16以围绕其共同铰接点所在的垂直于相应的相邻两第三连接管15长度方向的轴线公转的方式动密封连通，水平设置的水平伸缩臂4的后端固定在第二连接管3上，第二连接管3的上端管口与铰接管组中的最后一节第三连接管15的后端管口通过第二旋转接头2以围绕其共同铰接点所在的垂直于第二连接管3与最后一节第三连接管15的轴线相对彼此自转的方式动密封连通，水平伸缩臂4的前端悬空固装并支承垂直竖立的第四连接管14，水平伸缩驱动机构7安装在水平伸缩臂4上，水平伸缩臂4由水平伸缩驱动机构7驱动而沿水平方向伸长或缩短，第四连接管14的下端管口封闭且安装有激光传感器，铰接管组中的最前一节第三连接管15的前端管口固定竖立第四连接管14并经第四连接管14的中部管壁连通第四连接管14，第二水平旋转驱动机构8配合安装在第四连接管14朝竖直方向向上开设的上端管口上，在第二水平旋转驱动机构8上安装着水平转动管11，水平转动管11呈弧线段形，水平转动管11朝竖直方向向下开设的下端管口与第四连接管14朝竖直方向向上开设的上端管口以通过第三旋转接头围绕水平转动管11与第四连接管14的共同活动连接点所在的铅垂轴线相对彼此自转的方式动密封连通，水平转动管11受第二水平旋转驱动机构8驱动而在水平方向上围绕水平转动管11与第四连接管14的共同活动连接点所在的铅垂轴线水平公转，垂直旋转驱动机构9配合安装在水平转动管11朝水平方向开设的上端管口上，在垂直旋转驱动机构9上安装着第一垂直转动管，第一垂直转动管从下到上依次由下弧线段形连接管17、竖立的直线段形连接管18、上弧线段形连接管10以依次固定连通的方式构成，下弧线段形连接管17朝水平方向开设的下端管口与水平转动管11朝水平方向开设的上端管口相对且与水平转动管11的上端管口通过第四旋转接头以围绕其共同铰接点所在的水平轴线自转的方式动密封连通，上弧线段形连接管10的上端管口与下弧线段形连接管17的下端管口同朝向设置，第一垂直转动管受垂直旋转驱动机构9驱动而在竖直方向上围绕下弧线段形连接管17与水平转动管11共同铰接点所在的水平轴线公转，上弧线段形连接管10朝水平方向开设的上端管口与第二垂直转动管19朝水平方向开设的上端管口相对且与第二垂直转动管19的上端管口通过第五旋转接头以围绕其共同活动连接点所在的水平轴线公转的方式动密封连通，第二垂直转动管19呈弧线段形，第二垂直转动管19朝竖直方向向下开设的下端管口与垂直竖立的悬吊管12朝竖直方向向上开设的上端管口通过第二接口20固定密封连通，悬吊管12朝竖直方向向下开设的下端管口固定吊接潜液泵13并与潜液泵13的出液口固定密封连通，悬吊管12与第四连接管14相互平行设置。

立式桁架为由矩形管焊接而成的梯形立放式轨道。

密封帽包括三层结构：下层为用于密封罐口的密封层，中间层为包括弹簧和橡胶密封环而用于在能在倾斜状态下通过弹簧及橡胶密封环的调节密封罐口的调节层，上层为用于连接密封帽与垂管连接管的连接层。

转臂10、中间连接管9、外臂8、垂管连接管5、垂管分别通过四个旋转接头13连接在一起组成液相管线。液相管线通过液相接口14与液相固定管路连接；通过潜液泵卸载火车罐内的液体或通过垂管直接装载液体于火车罐内；通过外臂8与行走小车2的联动将密封帽6压紧在火车罐口；通过行走小车2的往复运动扫描管体计算罐口位置，实现自动对位；通过外臂8的左右摆动及行走小车2的运动实现一定的包络范围需求；通过垂管升降电机组11驱动垂管升降使垂管能深入罐车底部或从罐车中抽出；通过链轮组件15控制垂管的状态，实现精准的进出罐。

本实用新型在行走小车2上安装小车行走电机组12，通过电机实现行走小车2的往复运动，通过垂管升降电机组实现垂管升降，通过密封帽组件实现密闭装车，通过链轮组件15控制垂管的状态，实现精准的进出罐，通过行程传感器采集密封帽6盖盖到位信号，通过控制程序协调以上动作实现一键对位，通过行走小车2的往复运动带动激光传感器扫描管体，计算罐口位置，实现自动对位。立式桁架为矩形管焊接的梯型立放式轨道。行走小车2连接的四套轮组通过相啮合的齿轮、齿条在轨道上移动。密封帽6具有三层结构：下层为密封层，用于密封罐口；中间层为调节层，包括弹簧和橡胶密封环，用于在倾斜状态下通过弹簧及橡胶密封环的调节密封罐口；上层为连接层，用于连接密封帽6与垂管连接管5。外臂8、垂管连接管5为双层结构：内层输送液相介质，外层输送气相回气。垂管连接管5与中间连接管9件设置一套同步链轮组件15，可确保外臂8摆动过程中垂管始终垂直于罐口。

本实用新型是一种通过立式轨道、小车的运动及外臂的旋转摆动实现装卸臂与罐车罐口一定范围的对接操作的火车液体装卸臂，通过转臂、外臂、垂管等组成装卸管线，通过配比可以多向调节的密封帽实现密闭装卸作业。