專利名稱：臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種用于臥式罐體內(nèi)表面污垢及殘留物的自動(dòng)清洗裝置，特別是ー種主要用于清洗人孔小、容積大的臥式罐體內(nèi)表面的桁架式可視自動(dòng)清洗裝置。屬于エ業(yè)清洗專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，在石油、化工等行業(yè)中，經(jīng)常會(huì)用到不同形狀和容積的罐體來儲存或裝載運(yùn)輸原油、化工原料等物質(zhì)，當(dāng)去除罐體內(nèi)殘留物或更換罐體內(nèi)部所裝載的物質(zhì)時(shí)，需對罐體內(nèi)表面進(jìn)行清洗。在早期，多采用蒸煮與人工沖刷相結(jié)合的清洗方法，存在著對環(huán)境污染嚴(yán)重、損害工人健康、工作效率低、能耗大、成本高等問題。進(jìn)入上世紀(jì)80年代，利用高壓水進(jìn) 行エ業(yè)清洗的先進(jìn)技術(shù)逐漸引入中國?，F(xiàn)有利用高壓水射流技術(shù)僅限于對鐵路罐車內(nèi)表面清洗，如專利公開號為CN1200962A的“鐵路罐車內(nèi)壁高效低污染清洗方法及其設(shè)備”，提出兩種結(jié)構(gòu)的清洗機(jī)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)式和弧形桿式?？梢钥闯?，兩種結(jié)構(gòu)的清洗噴頭在向罐體內(nèi)部伸進(jìn)時(shí)所移動(dòng)的軌跡是由下至上的弧線形，這樣會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)清洗不均勻，局部會(huì)因?yàn)閲婎^距離太遠(yuǎn)而無法達(dá)到有效清洗距離，從而達(dá)不到清洗效果。如專利公開號為CN1265360A報(bào)道了一種“罐車高壓射流清洗機(jī)”，采用可折疊的弧形管式結(jié)構(gòu)，但仍然存在結(jié)構(gòu)龐大，起升高度需達(dá)8米以上等問題。如專利公開號為CN1919478A報(bào)道了一種“鐵路罐車清洗機(jī)器人”，包括清洗噴槍和機(jī)械手臂，上述報(bào)道采用多個(gè)液壓缸、伺服閥等精密的液壓元件來驅(qū)動(dòng)單孔噴槍的三維運(yùn)動(dòng)，其清洗效率偏低，控制成本高且操作繁瑣復(fù)雜。同時(shí)，單孔高壓噴槍具有較大的后坐力，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)。如專利公開號CN1284460A公開ー種“罐車高壓射流清洗裝置”，其采用叉桿組結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)噴頭送入罐內(nèi)，但缺點(diǎn)在于，叉桿組一端為固定，另一端可移動(dòng)，此種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噴頭運(yùn)動(dòng)軌跡仍然是一個(gè)弧線軌跡，導(dǎo)致罐體內(nèi)清洗不均勻，甚至漏洗。因此類清洗裝置都在罐體內(nèi)部作業(yè)，故無法對清洗裝置作業(yè)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置，它解決了現(xiàn)有清洗裝置存在的結(jié)構(gòu)龐大、清洗不均勻、清洗效率低等問題，其設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，操作方便，對整個(gè)清洗過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，清洗均勻、效果好、效率高，適用范圍廣。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置包括組裝在罐體人孔法蘭上的上連接組件、底座和組裝在上連接組件、底座之間的傳動(dòng)組件以及帶有三維旋轉(zhuǎn)噴頭的伸展桁架，其技術(shù)要點(diǎn)是所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤與罐體人孔法蘭連接，所述傳動(dòng)組件的帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動(dòng)螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，由內(nèi)、外驅(qū)動(dòng)桿和內(nèi)外支桿鉸接而成的伸展桁架的一端分別通過上、下端連接耳和連接雙支耳鉸接于上、下滑塊，伸展桁架的另一端利用短銷軸鉸接三維旋轉(zhuǎn)噴頭，傳動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)相嚙合的螺母沿傳動(dòng)螺桿的軸向向位移，帶動(dòng)上、下直線滑塊分別沿上、下直線導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)伸展桁架伸縮，三維旋轉(zhuǎn)噴頭跟隨同步往復(fù)移動(dòng)，上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部組裝有伸入罐體內(nèi)的エ業(yè)攝像頭。所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤利用電機(jī)座固定有驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)，旋轉(zhuǎn)盤通過滾珠和連接法蘭與罐體人孔法蘭連接，并以定位螺桿銷對旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)行周向定位。所述導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌平行固定于底座及旋轉(zhuǎn)盤之間，組裝在上、下直線導(dǎo)軌上的利用連接桿分別與正、反旋螺母固聯(lián)的上、下直線滑塊內(nèi)襯直線軸承。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是由于本實(shí)用新型的傳動(dòng)組件采用帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動(dòng)螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，通過傳動(dòng)螺桿可將電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)向組件的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，正、反旋螺母驅(qū)動(dòng)伸展桁架的伸縮，實(shí)現(xiàn)連接在桁架端頭的三維旋轉(zhuǎn)噴頭進(jìn)行同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)，高壓三維旋轉(zhuǎn)噴頭可形成球形射流面，對罐體 內(nèi)表面達(dá)到百分百覆蓋自動(dòng)清洗，所以其設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，操作方便。整個(gè)清洗過程可由組裝在上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部的伸入罐體內(nèi)的エ業(yè)攝像頭將視頻信息傳輸?shù)娇刂浦行?，?shí)現(xiàn)對清洗過程的可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控，清洗均勻、效果好、效率高。它解決了現(xiàn)有清洗裝置存在的結(jié)構(gòu)龐大、清洗不均勻、清洗效率低等問題。因上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤與罐體人孔法蘭連接，可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，故在清洗完罐體ー側(cè)后轉(zhuǎn)換方向使用，同時(shí)伸展桁架可根據(jù)罐體長短而增加鉸接的內(nèi)、外驅(qū)動(dòng)桿和內(nèi)外支桿的數(shù)量，以適應(yīng)各種臥式罐體內(nèi)表面清洗的需要，因此適用范圍廣。尤其是對人孔法蘭開在罐體偏心位置時(shí)，更為有效。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步描述。圖I是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的I部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I的II部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖I的III部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖I沿A — A線的放大剖視圖；圖6是圖I沿B — B線的放大剖視圖。圖中序號說明1伺服電機(jī)、2上連接組件、3傳動(dòng)螺桿、4正旋螺母、5伸展桁架、6高壓軟管、7三維旋轉(zhuǎn)噴頭、8反旋螺母、9直線滑塊、10左支撐桿、11下直線導(dǎo)軌、12底座、13エ業(yè)攝像頭、14旋轉(zhuǎn)盤、15定位螺桿銷、16連接法蘭、17電機(jī)座、18罐體人孔法蘭、19保護(hù)套、20直線軸承、21上端連接耳、22螺母套、23絲杠保護(hù)套法蘭、24連接雙支耳、25下端連接耳、26上直線導(dǎo)軌、27右支撐桿、28連接桿、29銷軸、30連接單支耳、31長銷軸、32短銷軸、33膠管夾、34外驅(qū)動(dòng)桿、35內(nèi)驅(qū)動(dòng)桿、36外支桿、37內(nèi)支桿。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖I 6詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。該臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置包括組裝在罐體人孔法蘭18上的上連接組件2、底座12和組裝在上連接組件2和底座12之間的傳動(dòng)組件、以及帶有三維旋轉(zhuǎn)噴頭7的伸展桁架5等部件。其中上連接組件2由旋轉(zhuǎn)盤14、連接法蘭16、定位螺桿銷15等件組成。連接法蘭16與罐體人孔18通過螺栓連接固定。旋轉(zhuǎn)盤14上利用電機(jī)座17固定有驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)I。為了便于旋轉(zhuǎn)盤14在清洗完罐ー側(cè)后轉(zhuǎn)換方向，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)操作方便，旋轉(zhuǎn)盤14通過滾珠和連接法蘭16與罐體人孔法蘭18連接。并以定位螺桿銷15對旋轉(zhuǎn)盤14進(jìn)行周向定位。組裝在上連接組件2和底座12之間的傳動(dòng)組件由固定在旋轉(zhuǎn)盤14上的伺服電機(jī)I及通過聯(lián)軸器連接的傳動(dòng)螺桿3，正、反旋螺母4、8，螺母套22、絲杠保護(hù)套19及法蘭23等件組成。帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動(dòng)螺桿3分別與正、反旋螺母4、8相嚙合，正、反旋螺母4、8利用連接桿28分別與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌26、11上的直線滑塊9固聯(lián)。伺服電機(jī)I驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，可帶動(dòng)正、反旋螺母4、8相對或相向運(yùn)動(dòng)。在傳動(dòng)螺桿3上套裝有可伸縮的絲杠保護(hù)套19，并通過絲杠保護(hù)套法蘭23與螺母套22螺栓連接。 導(dǎo)向組件由左、右支撐桿10、27，上、下直線導(dǎo)軌26、11，直線滑塊9等組成。左、右支撐桿10、27，上、下直線導(dǎo)軌26、11由螺栓固定于平行固定于底座12及旋轉(zhuǎn)盤14之間。組裝在上、下直線導(dǎo)軌26、11上的利用連接桿28分別與正、反旋螺母4、8固聯(lián)的直線滑塊9內(nèi)襯直線軸承20。正、反旋螺母4、8相對或相向運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)直線滑塊9的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。伸展桁架5由內(nèi)、外驅(qū)動(dòng)桿35、34和內(nèi)、外支桿37、36通過銷軸29、長銷軸31和短銷軸32鉸接而成的桁架結(jié)構(gòu)。伸展桁架5的一端分別通過上、下端連接耳21、25和連接雙支耳24鉸接于上、下直線滑塊9。伸展桁架5的另一端利用外支桿37端連接單支耳30的短銷軸32鉸接三維旋轉(zhuǎn)噴頭7。高壓膠管6用膠管夾33固定在伸展桁架5上。同時(shí)伸展桁架5可根據(jù)罐體長短而增加鉸接的內(nèi)、外驅(qū)動(dòng)桿35、34和內(nèi)、外支桿37、36的數(shù)量，以適應(yīng)各種長度的臥式罐體內(nèi)表面清洗的需要。傳動(dòng)螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)相嚙合的正、反旋螺母4、8沿傳動(dòng)螺桿3的軸向位移，帶動(dòng)上、下直線滑塊9沿上、下直線導(dǎo)軌26、11上、下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)伸展桁架5伸縮，三維旋轉(zhuǎn)噴頭7跟隨同步往復(fù)移動(dòng)。高壓三維旋轉(zhuǎn)噴頭7可形成球形射流面，對罐體內(nèi)表面達(dá)到百分百覆蓋自動(dòng)清洗。上連接組件2的旋轉(zhuǎn)盤14底部組裝有伸入罐體內(nèi)的具有防爆、較強(qiáng)的水霧穿透性、寬視角的エ業(yè)攝像頭13，用于影像觀察清洗效果及伸展桁架5伸縮和三維旋轉(zhuǎn)噴頭7的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)可視化清洗。在清洗作業(yè)前，伸展桁架5在收縮狀態(tài)時(shí)，通過罐體人孔伸入罐體，由上連接組件2與罐體人孔法蘭18螺栓連接固定。上連接組件2與底座12通過左支撐桿10和右支撐桿27及下直線導(dǎo)軌11與上直線導(dǎo)軌26支撐連接。傳動(dòng)螺桿3通過螺栓連接，垂直布置于上連接組件2與底座12之間。正旋螺母4與反旋螺母8安裝在傳動(dòng)螺桿3指定的相對位置上。螺母套22螺栓連接在正、反旋螺母4、8外部。兩個(gè)螺母套22通過兩根連接桿28與四個(gè)內(nèi)襯直線軸承20的直線滑塊9固連。在上、下直線滑塊9上分別焊接有上端連接耳21和下端連接耳25，通過銷軸連接雙支耳24鉸接于伸展桁架5。同時(shí)傳動(dòng)螺桿3上套裝有可伸縮的絲杠保護(hù)套19，并通過絲杠保護(hù)套法蘭23與螺母套22螺栓連接。伺服電機(jī)I通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)螺桿3連接。清洗作業(yè)時(shí)，由高壓水射流原理，計(jì)算出最為合理的清洗速度，即確定三維旋轉(zhuǎn)噴頭7的合理進(jìn)給速度。經(jīng)過換算，建立三維旋轉(zhuǎn)噴頭7進(jìn)給與伺服電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)系，通過控制伺服電機(jī)I即可實(shí)現(xiàn)對三維旋轉(zhuǎn)噴頭7運(yùn)動(dòng)的控制?？刂葡到y(tǒng)給出指令，清洗開始。根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)I定速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)螺桿3旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)正旋螺母4向下運(yùn)動(dòng)，反旋螺母8向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)直線滑塊9相對運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)伸縮桁架5逐漸伸展。直線滑塊9帶動(dòng)伸展桁架5的外驅(qū)動(dòng)桿34和內(nèi)驅(qū)動(dòng)桿35同時(shí)運(yùn)動(dòng)。嵌裝于內(nèi)支桿37端頭連接單支耳30與短銷軸32連接，三維旋轉(zhuǎn)噴頭7跟隨同步往復(fù)移動(dòng)，可形成球形射流面，對罐體內(nèi)表面達(dá)到百分百覆蓋自動(dòng)清洗。[0022]整個(gè)清洗過程由鉸接在短銷軸32上的エ業(yè)攝像頭13進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。單側(cè)清洗過程結(jié)束后，伺服電機(jī)I反向旋轉(zhuǎn)，正、反旋螺母4、8及直線滑塊9反向運(yùn)動(dòng)，同樣方式驅(qū)動(dòng)伸縮桁架5收縮，直線滑塊9到達(dá)預(yù)訂位置停止。旋轉(zhuǎn)拔出定位螺桿銷15，將上述清洗裝置旋轉(zhuǎn)180度，再穿入上述螺桿銷，完成轉(zhuǎn)向重復(fù)清洗過程。由于不同罐體開人孔的位置不同，不一定位于罐體中間，所以伸縮桁架伸展為單側(cè)伸展后再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清洗另ー側(cè)，若人孔開在罐體中間位置，該清洗方案可做雙側(cè)同時(shí)伸
展清洗。
權(quán)利要求1.ー種臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置，包括組裝在罐體人孔法蘭上的上連接組件、底座和組裝在上連接組件、底座之間的傳動(dòng)組件以及帶有三維旋轉(zhuǎn)噴頭的伸展桁架，其特征在干所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤與罐體人孔法蘭連接，所述傳動(dòng)組件的帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動(dòng)螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，由內(nèi)、外驅(qū)動(dòng)桿和內(nèi)外支桿鉸接而成的伸展桁架的一端分別通過上、下端連接耳和連接雙支耳鉸接于上、下直線滑塊，伸展桁架的另一端利用短銷軸鉸接三維旋轉(zhuǎn)噴頭，傳動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)相嚙合的螺母沿傳動(dòng)螺桿的軸向向位移，帶動(dòng)上、下直線滑塊沿上、下直線導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)伸展桁架伸縮，三維旋轉(zhuǎn)噴頭跟隨同步往復(fù)移動(dòng)，上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部組裝有伸入罐體內(nèi)的エ業(yè)攝像頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置，其特征在于所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤利用電機(jī)座固定有驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)，旋轉(zhuǎn)盤通過滾珠和連接法蘭與罐體人孔法蘭連接，并以定位螺桿銷對旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)行周向定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置，其特征在于所述導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌平行固定于底座及旋轉(zhuǎn)盤之間，組裝在上、下直線導(dǎo)軌上的利用連接桿分別與正、反旋螺母固聯(lián)的上、下直線滑塊內(nèi)襯直線軸承。
專利摘要一種臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動(dòng)清洗裝置，解決了現(xiàn)有清洗裝置存在的結(jié)構(gòu)龐大、清洗不均勻、清洗效率低等問題。它采用帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動(dòng)螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，通過傳動(dòng)螺桿使正、反旋螺母驅(qū)動(dòng)伸展桁架的伸縮，實(shí)現(xiàn)伸展桁架端頭的三維旋轉(zhuǎn)噴頭進(jìn)行同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成球形射流面，對罐體內(nèi)表面達(dá)到百分百覆蓋自動(dòng)清洗。其設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，操作方便。整個(gè)清洗過程可由組裝在上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部的伸入罐體內(nèi)的工業(yè)攝像頭將視頻信息傳輸?shù)娇刂浦行?，?shí)現(xiàn)對清洗過程的可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控，清洗均勻、效果好、效率高。
文檔編號B08B9/093GK202398586SQ20112050647
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉光恒, 劉鋒, 周勇, 孫震, 張振洲, 張來, 曾艷麗, 楊松山, 牛寶新, 董兆一, 韓乃波, 馬洪發(fā) 申請人:北京龍?jiān)蠢鋮s技術(shù)有限公司, 沈陽儀表科學(xué)研究院