一种火车罐口机械锁紧双密封装车鹤管的制作方法

本发明涉及一种装车鹤管，具体地说是一种火车罐口机械锁紧双密封装车鹤管。

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。它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，具有很高的安全性，灵活性及寿命长等特点。通常的鹤管包括有液相臂管、液相垂管、密封盖等部件组成。液相臂管连接有液相入口法兰管，用于连接油罐等储存设备，液相垂管用于插入油罐输出液体，输出时密封盖放在罐口上封闭罐口。这种配置油气不能全部回收，是一种有其名无其实的排设，根本不能满足环保的要求，环保部2019648号文件《关于加强重污染天气应对夯实应急减排措施的指导意见》中第86页中明确规定《火车装车采用机械锁紧双密封鹤管顶部浸没式装载》，根据这一要求，火车罐口装车鹤管需要双密封机械锁紧，要求有二层密封面，在油品、苯等有害化工物质装车过程产生有害气体全部密封在罐车中，通过液相垂管外部的气相垂管排出并收集。装车过程中槽车罐口的密封依靠垂管下端的密封盖双层密封面来实现，因此，密封盖密封性能的好坏直接影响鹤管的密封效果和装车过程中的安全性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种密封性能好的火车罐口机械锁紧双密封装车鹤管。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种火车罐口机械锁紧双密封装车鹤管，包括通过液相外臂旋转接头连接的液相内臂管和液相外臂管，以及通过气相外臂旋转接头连接的气相内臂管和气相外臂硬管，液相外臂旋转接头和气相外臂旋转接头的旋转轴线重合，所述的液相外臂管与液相垂管连接，气相外臂硬管与液相垂管外套设的气相垂管连接，气相垂管下端设有用于封闭罐口的密封盖，所述的密封盖包括一个可覆盖在罐口的环形盖板和一个固定在盖板下端面中心的内扣爪连接筒，所述的内扣爪连接筒外围设有可深入罐口内部的气囊支架，在气囊支架的外圆周上设有与罐口内壁配合的气囊密封体，盖板下端面的周边设有与罐口上端口配合的内扣锁紧密封体；所述内扣爪连接筒的外圆周分布有与其外壁铰接的内扣爪，所述内扣爪连接筒与气囊支架之间间隔设置，设置在盖板的上方的气缸的活塞杆穿过该间隔空间与内扣爪的中部转动连接；所述内扣爪的长度大于内扣爪连接筒与罐口内壁之间的距离，使内扣爪经活塞杆带动抬起后能够由下向上抓持罐口内壁。

所述的活塞杆通过内扣爪连板与内扣爪的中部转动连接。

经内扣爪连接筒与气囊支架之间的间隔空间向下穿设有延伸至罐口内的高液位检测探头。

所述的液相垂管和气相垂管均为伸缩套管结构，其中气相垂管套接的气相下伸管与内扣爪连接筒和盖板固定连接。

所述的液相垂管套接有可向下伸出的液相外下伸管，液相外下伸管通过从液相垂管中穿过的链条与液相垂管顶端设置的气动提升机构连接。

所述的液相垂管的上端设有液相垂管上连板，液相垂管上连板上设有供链条穿过的通孔，液相垂管上连板下端设有与通孔对接并沿液相垂管向下延伸的降压管。

所述液相内臂管的入口端通过液相旋转接头与竖向设置的液相入口法兰管连接，在所述的液相内臂管内穿设有一根残液吸管，残液吸管的入口端设置在液相入口法兰管内，并与液相入口法兰管的内腔连通；残液吸管穿过液相内臂管和液相外臂管延伸至液相垂管下部，并且残液吸管出口端的水平位置高度低于其入口端高度。

所述残液吸管的出口端水平位置高度高于液相垂管下部的出口端管口。

进一步地，所述的气相外臂硬管和气相内臂管均为刚性管道，气相内臂管和气相外臂硬管形成的流通通道朝向气相垂管方向呈下降趋势，在所述液相外臂旋转接头旋转轴线的延伸线上设有旋转中心与该延伸线重合的气相外臂旋转接头，所述的气相外臂硬管通过气相外臂旋转接头与气相内臂管连通。所述的气相内臂管和气相外臂硬管均包括水平设置或朝气相垂管方向向下倾斜设置的直管段。

在液相内臂管或液相外臂管上套设有一个能够与其外壁之间形成封闭空间的夹套，所述气相外臂旋转接头设置在夹套上并与夹套内部空间连通，所述的气相外臂硬管通过气相外臂旋转接头和夹套的内部空间与气相内臂管连通。

所述的夹套嵌套设置在液相内臂管外部，气相内臂管与夹套固定连接并连通，气相外臂硬管与夹套上设置的气相外臂旋转接头连接。

所述的液相内臂管包括水平部分以及与液相外臂旋转接头连接的竖直部分，所述夹套设置在该竖直部分的外部或者设置在该水平部分的外部。

所述的气相内臂管与夹套上部固定连接，气相外臂旋转接头设置在夹套下方。

所述的气相外臂旋转接头包括嵌套在一起的两个接管，两个接管之间设置有转动密封件。

所述的气相内臂管还通过气相旋转接头与固定在立柱上的气相出口管连接。

所述的液相内臂管通过液相旋转接头与固定在立柱上的液相入口管连接，气相旋转接头和液相旋转接头同旋转轴线设置。

本发明的有益效果一是：本发明密封盖实现双道密封，第一道罐口内腔气囊密封，第二道密封是罐口上面机械内扣锁紧密封，使油气泄漏率为零。采用与罐口内壁配合的气囊密封体形成的径向密封以及在内扣爪向下牵拉下与罐口上端口配合的内扣锁紧密封体形成的轴向密封组成双重密封体系。在该双重密封体系中，用于形成轴向密封的内扣爪向下的牵拉作用能够使密封盖保持贴合罐口而不倾斜，进一步保证用于形成径向密封的气囊密封体与罐口内壁良好贴合，可实现对槽车罐口的良好稳定密封。

本发明在解决所述问题的基础上，有益效果二是：气相内臂管和气相外臂硬管均采用刚性管道，气相内臂管和气相外臂硬管之间，以及液相内臂管和液相外臂管之间的旋转接头的旋转轴线共轴设置，确保了气相管路和液相管路各自改变旋转角度时不会相互干涉。气相内臂管、气相外臂硬管以及两者之间的刚性连接方式不会在通道中部形成下垂的u形段，从而避免了积存冷凝液的问题。

进一步利用设置在液相内臂管或液相外臂管上的夹套解决了液相通路和气相通路走向上的交叉问题。该结构方式与两路管道在相交位置处采用弯管绕行的方式相比更容易确定管道位置，以确保液相外臂旋转接头和气相外臂旋转接头共轴设置。而且夹套与管道嵌套固定安装的方式比两条独立的管道结构稳定性更强，因而将液相外臂旋转接头和气相外臂旋转接头分别设置在嵌套在一起的管道和夹套上结构稳定性更高，无需担心由于管道外部固定支架的变形等原因导致管道移位而影响液相外臂旋转接头和气相外臂旋转接头的同轴性，确保两条通路旋转结构的稳定性。

本发明的有益效果三是：在液相臂管和液相垂管内穿设有一根残液吸管，装卸时鹤管和残液吸管共同输送液体，在装卸完毕且输出阀关闭后，残液吸管可形成虹吸效应将鹤管内留存的液体吸出。此结构可在装卸完毕后自动实现鹤管留存液体排出，无需人工或电子系统控制。增加的残液吸管基本不影响鹤管原有结构，并且增加的成本非常低，适于推广使用。

附图说明

图1是本发明鹤管的结构示意图。

图2是本发明密封盖的结构示意图。

图3是发明中残夜吸管的设置方式示意图。

图4是本发明中降压管的设置方式示意图。

图5是链条与液相外下伸管的连接方式示意图。

图中标记：1、立柱，2、液相入口法兰，3、残夜吸管，4、液相旋转接头，5、内臂气动传动机构，6、液相三通，7、气液隔板，8、气相三通，9、气相旋转接头，10、气相出口法兰，11、气相内臂管，12、液相内臂管，13、夹套，14、液相外臂旋转接头，15、外臂气动传动机构，16、气相外臂旋转接头，17、气相外臂硬管，18、液相外臂管，19、液相垂管，20、液相垂管上连板，21、气动提升机构，22、降压管密封环、23、降压管，24、链条弧形桶，25、链条，26、通孔，27、气相垂管，28、气相下伸管，29、液相外下伸管，30、液相中下伸管，31、液相内下伸管，32、内扣锁紧密封体，33、气囊密封体，34、高液位检测探头，35、罐口，36、盖板，37、气囊支架，38、活塞杆，39、气缸，40、内扣爪连板，41、内扣爪，42、内扣爪连接筒，43、导向保护环，44、液相入口法兰管，45、凸台，46、压紧板，47、连接件。

具体实施方式

以下结合附图具体说明本发明的实施方式。

如图1所示，本发明的罐口双密封装车鹤管包括通过液相外臂旋转接头14连接的液相内臂管12和液相外臂管18，以及通过气相外臂旋转接头16连接的气相内臂管11和气相外臂硬管17。液相外臂旋转接头14和气相外臂旋转接头16的旋转轴线重合，使液相外臂管18和气相外臂硬管17能够在外臂气动传动机构15带动下同步转动以使用罐车位置。所述的液相外臂管18与液相垂管19连接，气相外臂硬管17与液相垂管外套设的气相垂管27连接。液相垂管19用于向罐车内输出液体物料，气相垂管27用于收集装车过程中形成的气体，并将气体经气相外臂硬管17和气相内臂管11输出收集。

在气相垂管27下端设有用于封闭罐口的密封盖，以防止气体向外界泄漏。如图2所示，所述的密封盖包括一个可覆盖在罐车罐口35的环形盖板36和一个固定在盖板下端面中心的内扣爪连接筒42，内扣爪连接筒42与气相垂管27对接连通。所述的内扣爪连接筒42外围设有可深入罐口内部的气囊支架37，在气囊支架37的外圆周上设有与罐口内壁配合的气囊密封体33。气囊密封体33充气膨胀后可从径向对罐口进行密封。其充气口位置根据需要设置，例如设置在盖板36上方。

盖板36下端面的周边设有与罐口上端口配合的内扣锁紧密封体32，所述内扣爪连接筒42的外圆周分布有与其外壁铰接的内扣爪41，内扣爪41可由气缸39的活塞杆38带动绕其铰接点转动。在图2所示实施例中，气缸39设置在盖板36的上方，内扣爪连接筒42与气囊支架37之间间隔设置，气缸39的活塞杆38穿过该间隔空间与内扣爪41的中部转动连接，例如通过内扣爪连板40。所述内扣爪41的长度大于内扣爪连接筒42与罐口内壁之间的距离，在活塞杆38带动内扣爪41绕其铰接点转动而抬起时，内扣爪41能够由下向上抓持罐口内壁。在内扣爪41由下向上对罐口内壁施加抓持力的同时，其反作用力经内扣爪连接筒42作用在盖板36，使内扣锁紧密封体32紧密压合在罐口上沿，从轴向上对罐口施加密封。

如图1所示，经内扣爪连接筒42与气囊支架37之间的间隔空间向下穿设有延伸至罐口内的高液位检测探头34，用于对罐内液位进行检测。

所述的气相垂管27可采用伸缩套管结构，例如气相垂管27套接一个可向下伸出的气相下伸管31，两者之间滑动密封配合。气相下伸管31与内扣爪连接筒42和盖板36固定连接。

所示的液相垂管19同样可采用伸缩套管结构，例如在液相垂管19外套接一个液相外下伸管29，在装车时液相外下伸管29可向下伸出插入罐口内。液相垂管19也可以采用多层嵌套的多级套管，例如图5所示，在液相外下伸管29与液相垂管19还嵌套有液相中下伸管30和液相内下伸管31。

如图1、4和5所示，液相外下伸管29通过从液相垂管19中穿过的链条25与液相垂管19顶端设置的气动提升机构21连接。其连接方式可采用杆件形式或具有流通孔的板的形式的连接件47。通过链条25牵引控制液相外下伸管29下伸或向上收回。所述的液相垂管19的上端设有液相垂管上连板20，液相垂管上连板20将液相垂管19上端口封闭，液相垂管上连板20上设有供链条25穿过的通孔26。为了防止输送的液体从该通孔处向上溢出，液相垂管上连板20下端设有与通孔26对接并沿液相垂管19向下延伸的降压管23。所述的降压管23从液相垂管上连板20延伸至液相垂管19下部，通过降压管使液体进入通孔的孔口位置从液相垂管上连板20的下端面下移至液相垂管19下部。孔口处的液体压力也由液相垂管上连板20处的液体压力改变为液相垂管19下部的压力，因此，液体外溢的压力显著降低，而且，液体要从通孔外溢必须经过降压管，其溢出路径显著增加，能有效的避免液体外溢，从而确保鹤管的密封性。

如图4所示，降压管23可悬挂设置在液相垂管上连板20上，在降压管23上端口的外壁上设有一圈凸台45，降压管23的上端穿设在通孔26内，凸台45由于直径大于通孔而悬挂在液相垂管上连板20的通孔处。降压管23上端口的凸台45下端面与液相垂管上连板20之间设有降压管密封环22。为了保持降压管23的连接结构稳定及密封性，可以在液相垂管上连板20上方设置压紧板46，气动提升机构21是经压紧板46固定在液相垂管上连板20上方。降压管23上端口的凸台夹在液相垂管上连板20与压紧板46之间，压紧板与液相垂管上连板通过螺栓固定连接，通过压紧板46将降压管23上端口的凸台压紧固定。

如图3所示，所述液相内臂管12的入口端通过液相旋转接头4与竖向设置的液相入口法兰管44连接，在所述的液相内臂管12内穿设有一根残液吸管3，残液吸管3的入口端设置在液相入口法兰管44内，并与液相入口法兰管的内腔连通；残液吸管3穿过液相内臂管12和液相外臂管18延伸至液相垂管19下部，并且残液吸管3出口端的水平位置高度低于其入口端高度。在装车时，液体抽入液相入口法兰管44和液相内臂管12的同时，也会被抽入残液吸管3内。此时，由鹤管和其内部的残夜吸管共同输送液体。而在装车完成关闭液相入口法兰管44入口端的阀门后，残液吸管3可通过虹吸作用将液相入口法兰管44内留存的液体全部抽出，防止鹤管内留存液体导致泄露或液体凝结阻塞鹤管。所述残液吸管3的出口端水平位置高度高于液相垂管19下部的出口端管口。

如图1所示，在液相内臂管12上套设有一个能够与其外壁之间形成封闭空间的夹套13，气相外臂旋转接头16设置在夹套13上并与夹套内部空间连通，所述的气相外臂硬管17通过气相外臂旋转接头16和夹套13的内部空间与气相内臂管11连通。在这种结构中，所述的气相外臂硬管和气相内臂管均为刚性管道，气相内臂管和气相外臂硬管形成的流通通道朝向气相垂管方向呈下降趋势，气相内臂管和气相外臂硬管均包括水平设置或朝气相垂管方向向下倾斜设置的直管段，能够避免采用软管时中部下垂形成u形段而积存凝结液。夹套解决了液相通路和气相通路走向上的交叉问题。该结构方式与两路管道在相交位置处采用弯管绕行的方式相比更容易确定管道位置，以确保液相外臂旋转接头14和气相外臂旋转接头16共轴设置。而且夹套与管道嵌套固定安装的方式比两条独立的管道结构稳定性更强，因而将液相外臂旋转接头14和气相外臂旋转接头16分别设置在嵌套在一起的管道和夹套上结构稳定性更高，无需担心由于管道外部固定支架的变形等原因导致管道移位而影响液相外臂旋转接头14和气相外臂旋转接头16的同轴性，确保两条通路旋转结构的稳定性。

所述的液相内臂管12包括水平部分以及与液相外臂旋转接头14连接的竖直部分，所述夹套13优选设置在该竖直部分的外部。由于液相外臂旋转接头14连接在液相内臂管12的竖直部分上，气相外臂旋转接头16设置在夹套13下端，便于对液相外臂旋转接头14和气相外臂旋转接头16定位使其保持同心，例如可将一段管道同心固定在液相内臂管12竖直部分外侧，上端封闭，气相外臂旋转接头16同心设置在该管道下端口即可。并且，这种结构中，气相内臂管11与夹套13的连接结构也相对简单，如图1所示，气相内臂管11可水平延伸后直接与夹套连接，不需要弯头。

夹套13也可以设置在液相外臂管18外部，此时，气相内臂管11与夹套13上设置的气相外臂旋转接头16连接，气相外臂硬管17则与夹套13固定连接，并通过夹套13的内部空间和气相外臂旋转接头16与气相内臂管11连通。

所述的气相外臂旋转接头包括嵌套在一起的两个接管，两个接管之间设置有转动密封件。所述的气相内臂管还通过气相旋转接头与固定在立柱上的气相出口管连接。所述的液相内臂管通过液相旋转接头与固定在立柱上的液相入口管连接，气相旋转接头和液相旋转接头同旋转轴线设置。