专利名称：人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及储油罐清洗设备技术领域，具体涉及一种人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪。
背景技术：
储油罐使用一段时间后，原油中的杂质就会沉积在罐底和罐壁上，使储油罐有效容量减少，影响储油罐的效率 ，因此石油储罐需要定期进行检查维修和清除罐内淤渣。以往我国主要的清洗方法为人工清洗，而人工清罐存在着劳动强度大，施工周期长、安全性差、原油回收率低、污染环境等问题。随着我国大型石油储罐的大量建设和对环境保护问题的日益重视，人工清罐已不符合环境和发展的客观要求，近年来，我国已经出台有关文件，要求储油罐进行机械清洗。目前的针对大型浮顶式储油罐的机械清洗系统主要为在罐顶安装喷枪。该种喷枪的喷头在绕喷枪的轴线连续旋转时进行一定角度范围内的摆动，达到清洗油罐的目的，而对于小型固定顶式或其它不适于在油罐顶部安装喷枪，以及罐顶没有足够的安装孔无法达到良好的清洗效果的情况下，需要在罐侧的人孔安装喷枪，进行清洗油罐的底部。在这种安装方式下，要想达到良好的清洗效果，喷头不能连续旋转，只能在纵向和横向两个方向一定范围内来回摆动，所以已有的喷枪不能满足人孔安装条件下的清洗要求。在此背景下需要开发一种喷头可以在纵向和横向两个方向独立控制旋转角度的喷枪。本发明正是应这种需求而开发的完全满足适用于人孔安装条件下进行储油罐清洗的气动旋转喷枪。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，操作方便，能对储油罐底部大面积清洗的人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，包括齿轮箱部件及与齿轮箱部件连接的枪体部件组成，其特征在于所述的齿轮箱部件包括壳体、设于壳体内的传动系统、与传动系统连接的气动系统，所述的枪体部件包括枪管，所述的枪管一端与传动系统连接，枪管另一端连接有喷头，所述的枪管体上还设有进水法兰和安装法兰。所述的气动系统包括横向转动马达旋转控制系统和纵向转动马达旋转控制系统；所述的横向转动马达旋转控制系统由驱动回路和控制回路两部分组成，所述的驱动回路由进气阀、速度调节阀、转向切换阀、横向转动马达及管路附件组成，速度调节阀用来调节横向转动马达的速度，转向切换阀通过先导阀对控制气路的切换完成对横向转动马达旋转方向的切换；所述的纵向转动马达旋转控制系统由驱动回路和控制回路两部分组成，所述的驱动回路由进气阀、速度调节阀、转向切换阀、纵向转动马达及管路附件组成，速度调节阀用来调节纵向转动马达的速度，转向切换阀通过先导阀对控制气路的切换完成对纵向转动马达旋转方向的切换；所述的控制回路由三个三通、一个模式切换阀、三个先导阀及管路附件组成，所述的模式切换阀与其中一个先导阀串接成一路后与另一先导阀并联后接到转向切换阀的一个控制口，第三个先导阀接到转向切换阀的另一个控制口，在安装时与模式切换阀在同一支路的先导阀居于另外两个先导阀的中间，这样，如果模式切换阀处于开启状态时，喷头将在该支路的先导阀与另一支路先导阀确定的角度(设置为90° )范围内来回摆动；如果模式切换阀处于关闭状态时，喷头将在除该支路的先导阀外的另外两个先导阀确定的角度(设置为180° )范围内来回摆动，或者将模式切换阀由开启状态(如此时喷头摆动角度范围为O 90° )切换到关闭状态，等喷头旋转到90 180°角度范围内时，再将模式切换 阀置于开启状态，则喷头由一个90°范围内摆动转换到另一个90°范围内摆动；所述的传动系统包括横向转动马达、纵向转动马达、内轴、外轴,所述的横向转动马达的输出端连接有减速机，所述减速机的输出端连接有一级配对齿轮，所述的一级配对齿轮啮合有二级配对齿轮，所述二级配对齿轮驱动外轴旋转，外轴带动喷头横向摆动，所述二级配对齿轮通过两个转换齿轮将旋转运动传递给外切换齿轮，外切换齿轮的转速与喷头横向摆动的速度相同，所述的外切换齿轮上安装有触块，当触块随外切换齿轮旋转到一定角度碰到气动系统中的先导阀时，气路进行切换，则横向转动马达换向，则喷头向相反的方向摆动，而外切换齿轮反向旋转，触块碰到另一个换向阀时，喷头的摆动方向再次切换，这样就实现了喷头在一定角度范围内来回横向摆动的功能，而摆动的角度由两个换向阀安装的角度决定；所述的纵向转动马达的输出端连接有减速机，所述减速机的输出端连接有一级配对齿轮，所述的一级配对齿轮啮合有二级配对齿轮，所述二级配对齿轮驱动内轴旋转，内轴带动喷头纵向摆动，内轴的旋转运动通过齿轮传递给内切换齿轮，内切换齿轮的转速与喷头纵向摆动速度相同，内切换齿轮上安装有触块，当触块随内切换齿轮旋转到一定角度碰到气动系统中的先导阀时，气路进行切换，则纵向转动马达换向，则喷头向相反的方向摆动，而内切换齿轮反向旋转到触块碰到另一个换向阀时，喷头的摆动方向再次切换，这样就实现了喷头在一定角度范围内来回纵向摆动的功能，而摆动的角度由两个换向阀安装的角度决定。本发明的有益效果是本发明通过设定两台马达的工作方式，可以形成由环形清洗轨迹和线形清洗轨迹所覆盖的较大的清洗区域占储油罐底部面积的约2/3，则在储油罐侧面相对的两个人孔分别安装两只喷枪就可以清洗到整个底部的范围。
图I为本发明结构示意图；图2为本发明传动系统结构示意图；图3为本发明气动系统原理图；图4为本发明环形清洗轨迹示意图；图5为本发明线形清洗轨迹示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图I所示，人孔安装清 洗储油罐的气动旋转喷枪，包括齿轮箱部件I及与齿轮箱部件I连接的枪体部件2组成，齿轮箱部件I包括壳体10、设于壳体内的传动系统、与传动系统连接的气动系统，枪体部件2包括枪管20，枪管20 —端与传动系统连接，枪管20另一端连接有喷头21，枪管20上还设有进水法兰23和安装法兰22，通过安装法兰22将枪管20安装于储油罐的人孔上，如图3所示，气动系统包括横向转动马达旋转控制系统和纵向转动马达旋转控制系统；横向转动马达旋转控制系统和纵向转动马达旋转控制系统都是由驱动回路和控制回路两部分组成，驱动回路由进气阀40、速度调节阀41、转向切换阀42、马达及管路附件组成，速度调节阀41用来调节马达的速度，转向切换阀42通过先导阀45对控制气路的切换完成对马达旋转方向的切换；控制回路由三个三通43、一个模式切换阀44、三个先导阀45及管路附件组成，模式切换阀44与其中一个先导阀串接成一路后与另一先导阀并联后接到转向切换阀42的一个控制口，第三个先导阀接到转向切换阀42的另一个控制口，在安装时与模式切换阀44在同一支路的先导阀居于另外两个先导阀的中间，这样，如果模式切换阀44处于开启状态时，喷头将在该支路的先导阀与另一支路先导阀确定的角度(设置为90° )范围内来回摆动；如果模式切换阀44处于关闭状态时，喷头将在除该支路的先导阀外的另外两个先导阀确定的角度(设置为180° )范围内来回摆动，或者将模式切换阀44由开启状态(如此时喷头摆动角度范围为O 90° )切换到关闭状态，等喷头旋转到90 180°角度范围内时，再将模式切换阀44置于开启状态，则喷头由一个90°范围内摆动转换到另一个90°范围内摆动；如图2所示，传动系统包括横向转动马达30、纵向转动马达30'、内轴33'、外轴33，横向转动马达30的输出端连接有减速机31，减速机31的输出端连接有一级配对齿轮32，一级配对齿轮32啮合有二级配对齿轮32'，二级配对齿轮32'驱动外轴33旋转，外轴33带动喷头横向摆动，二级配对齿轮32'通过两个转换齿轮将旋转运动传递给外切换齿轮34，外切换齿轮34的转速与喷头横向摆动的速度相同，外切换齿轮34上安装有触块35，当触块35随外切换齿轮34旋转到一定角度碰到气动系统中的先导阀时，气路进行切换，则横向转动马达30换向，则喷头向相反的方向摆动，而外切换齿轮34反向旋转，触块35碰到另一个换向阀时，喷头的摆动方向再次切换，这样就实现了喷头在一定角度范围内来回横向摆动的功能，而摆动的角度由两个换向阀安装的角度决定；如图2所示，纵向转动马达30'的输出端连接有减速机31'，减速机31'的输出端连接有一级配对齿轮32''，一级配对齿轮32''啮合有二级配对齿轮32'''，二级配对齿轮32'''驱动内轴33'旋转，内轴33'带动喷头纵向摆动，内轴33'的旋转运动通过齿轮传递给内切换齿轮34'，内切换齿轮34'的转速与喷头纵向摆动速度相同，内切换齿轮34'上安装有触块35'，当触块35'随内切换齿轮34'旋转到一定角度碰到气动系统中的先导阀时，气路进行切换，则纵向转动马达30'换向，则喷头向相反的方向摆动，而内切换齿轮34'反向旋转到触块35'碰到另一个换向阀时，喷头的摆动方向再次切换，这样就实现了喷头在一定角度范围内来回纵向摆动的功能，而摆动的角度由两个换向阀安装的角度决定。
为了控制喷头旋转的角度范围，本发明采用两套独立的气动控制系统，分别控制两个气动马达的旋转，内切换齿轮和外切换齿轮上固定有触块，触块在齿轮旋转过程中触动先导阀，因为先导阀连接在转向切换阀的控制回路中，所以触块碰触先导阀时，可以切换内轴和外轴的旋转方向，因为内切换齿轮与喷头的纵向摆动是同步的，所以设置三个先导阀的分布角度，就可以控制喷头纵向摆动角度；而外切换齿轮与喷头横向摆动角度是同步的，设置三个先导阀的分布角度，就可以控制喷头纵向摆动角度。为了方便详细说明，以Iitl表示马达的转速，以Ii1表示喷头摆动速度，以I代表驱动喷头横向摆动的马达及横向摆动的喷头，以II代表驱动喷头纵向摆动的马达及纵向摆动的喷头。I.环形清洗轨迹(I)当= ng时,Ii1i : 4rs丨:其清洗储油罐底部的轨迹如图4所示的轨迹a。 (2)当4 : 0.5r|时，nl - Znf其清洗储油罐底部的轨迹如附图4所示的轨迹b0(3)当4 = 0.25η!/时，ni = η|嗔清洗储油罐底部的轨迹如附图4所示的轨迹
Co(4)当g 0.125n^,nl = O.Snj1其清洗储油罐底部的轨迹如附图4所示的轨迹d。由以上采用四种不同运行方式时，形成的射流清洗轨迹，可知，当驱动喷头横向摆动的马达转速从与驱动喷头纵向摆动的转速相同逐渐减小时，清洗的轨迹从能够清洗到罐壁附近的不规则的曲线一直向内发展为接近圆形的曲线。连续地使喷枪在该范围内运行，则可以清洗到图示轨迹组成的环形面域。2.线形清洗轨迹上述环形清洗轨迹是由两台马达同时旋转时形成的，如果马达II驱动喷头纵向旋转到一定角度后不再运行，使喷头在纵向保持角度不变，由马达I驱动喷头横向摆动，清洗一定时间后，启动马达II使喷头达到一定角度后保持不变，再由马达I驱动喷头横向摆动，反复清洗，则在每一个固定纵向的角度时，清洗轨迹近似为一条直线，如附图5所示轨迹e。那么当喷头纵向角度从O断续变化到90°时，清洗轨迹将形成一组横向的直线段。由以上对喷枪清洗轨迹的分析可知，通过设定两台马达的工作方式，可以形成由环形清洗轨迹和线形清洗轨迹所覆盖的较大的清洗区域占储油罐底部面积的约2/3，则在储油罐侧面相对的两个人孔分别安装两只喷枪就可以清洗到整个底部的范围。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，包括齿轮箱部件及与齿轮箱部件连接的枪体部件组成，其特征在于所述的齿轮箱部件包括壳体、设于壳体内的传动系统、与传动系统连接的气动系统，所述的枪体部件包括枪管，所述的枪管一端与传动系统连接，枪管另一端连接有喷头，所述的枪管体上还设有进水法兰和安装法兰。
2.根据权利要求I所述的人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，其特征在于所述的气动系统包括横向转动马达旋转控制系统和纵向转动马达旋转控制系统。
3.根据权利要求2所述的人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，其特征在于所述的横向转动马达旋转控制系统由驱动回路和控制回路两部分组成，所述的驱动回路由进气阀、速度调节阀、转向切换阀、横向转动马达及管路附件组成，速度调节阀用来调节横向转动马达的速度，转向切换阀通过先导阀对控制气路的切换完成对横向转动马达旋转方向的切换。
4.根据权利要求2所述的人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，其特征在于所述的纵向转动马达旋转控制系统由驱动回路和控制回路两部分组成，所述的驱动回路由进气阀、速度调节阀、转向切换阀、纵向转动马达及管路附件组成，速度调节阀用来调节纵向转动马达的速度，转向切换阀通过先导阀对控制气路的切换完成对纵向转动马达旋转方向的切换。
5.根据权利要求3或4所述的人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，其特征在于所述的控制回路由三个三通、一个模式切换阀、三个先导阀及管路附件组成，所述的模式切换阀与其中一个先导阀串接成一路后与另一先导阀并联后接到转向切换阀的一个控制口，第三个先导阀接到转向切换阀的另一个控制口。
6.根据权利要求I所述的人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，其特征在于所述的传动系统包括横向转动马达、纵向转动马达、内轴、外轴，所述的横向转动马达的输出端连接有减速机，所述减速机的输出端连接有一级配对齿轮，所述的一级配对齿轮啮合有二级配对齿轮，所述二级配对齿轮驱动外轴旋转，外轴带动喷头横向摆动，所述二级配对齿轮通过两个转换齿轮将旋转运动传递给外切换齿轮，外切换齿轮的转速与喷头横向摆动的速度相同，所述的外切换齿轮上安装有触块。
7.根据权利要求6所述的人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，其特征在于所述的纵向转动马达的输出端连接有减速机，所述减速机的输出端连接有一级配对齿轮，所述的一级配对齿轮啮合有二级配对齿轮，所述二级配对齿轮驱动内轴旋转，内轴带动喷头纵向摆动，内轴的旋转运动通过齿轮传递给内切换齿轮，内切换齿轮的转速与喷头纵向摆动速度相同，内切换齿轮上安装有触块。
全文摘要
人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪，涉及储油罐清洗设备技术领域，包括齿轮箱部件及与齿轮箱部件连接的枪体部件组成，其特征在于所述的齿轮箱部件包括壳体、设于壳体内的传动系统、与传动系统连接的气动系统，所述的枪体部件包括枪管，所述的枪管一端与传动系统连接，枪管另一端连接有喷头，所述的枪管体上还设有进水法兰和安装法兰。本发明通过设定两台马达的工作方式，可以形成由环形清洗轨迹和线形清洗轨迹所覆盖的较大的清洗区域占储油罐底部面积的约2/3，则在储油罐侧面相对的两个人孔分别安装两只喷枪就可以清洗到整个底部的范围。
文档编号B08B9/093GK102615075SQ201210021850
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月29日 优先权日2012年1月29日
发明者任启乐, 巴胜富, 庞雷, 王永强, 苏吉鑫, 薛胜雄, 陈正文, 韩彩虹, 鲁飞 申请人:合肥通用机械研究院