全自动桁架鹤管密封帽电气控制

随着国内石油化工企业的快速发展，石油化工原料的运输问题就成为了各个石化企业将要面对的一个问题，一些有毒易挥发的介质，工人不能够直接操作鹤管，在这一情况下，全自动鹤管应运而生。


　　下面介绍汽车用全自动液动密闭桁架装车鹤管（以下简称全自动桁架鹤管）的构成、性能特点、工作原理及维护保养、故障分析。为了防止大气污染，需要对装车介质进行自动、密封装车。全自动桁架鹤管在这一项目中发挥了重大作用。


　　YHXX-00《桁架鹤管》系列，是我公司为石油行业开发的油、气密闭装车又一罐装设备，它由桁架、三通管、自动跟进机构、油缸、密封帽、垂管、电动阀门、液压系统、电气控制系统等构成。（见下简图）






　　（设备简图）


　　该设备采用桁架式结构，在桁架上设置纵、横向桁车，桁车的移动采用液压油缸控制，垂管采用升降油缸控制，可实现三个座标的自由移动，电气控制是我公司专门为桁架式鹤管设计的自动控制电路，具有双回路输出，静电接地保护自锁，自动报警连锁，声光报警等功能。


　　全自动桁架鹤管其主要构成有如下几大部分：液压控制系统、电气控制系统、装车鹤管、行走小车、密封帽、自动跟进机构、桁架等几部分组成。


　　液压控制系统中主要由纵向驱动液压缸、横向驱动液压缸、


　　升降液压缸、液压站等几部分组成。它负责鹤管装车对位的执行。


　　电气控制系统其主要控制液压站的阀组换向、液位报警信号的采集及处理，


　　它是全自动桁架鹤管的中控。装车鹤管其主要包括进油管、回气管、伸缩垂管、三通管及真空短流器等组成，其负责介质的装载及挥发气体的导出。行走小车主要包括纵向行走小车和横向行走小车，他主要作用：


　　其一是鹤管的安装载体，伸缩垂管安装与三通管下端，与罐车接口对接；


　　其二是带动鹤管进行罐口对位。密封帽及自动跟进机构其主要作用起到密闭装车，当罐车随着介质的装载而降低高度时，跟进机构压缩密封帽保证密封帽和罐口贴合，防止挥发气体外泄，污染环境及产生事故。


　　三产品结构概述


　　该设备采用桁架式结构，在桁架上设置纵、横向水平移动小车，鹤管装在小车上，移动采用液压油缸控制，垂管采用升降油缸控制，可实现三个座标的自由移动。


　　全自动桁架鹤管是一种安装在桁架上的鹤管。在桁架上安装纵向行走小车，它带动鹤管进行纵向对位，在纵向行走小车上安装横向行走小车，它带动鹤管进行横向对位。横向行走小车的上部装有升降液压缸，下部有跟进机构、密封帽、三通、伸缩垂管。三通管一端连接进液软管、一端安装在跟进机构上，一端安装伸缩垂管。密封帽上装有回气软管。具体装车时，通过调整纵向和横向的行走小车使鹤管对位，然后通过伸缩液压缸驱动使伸缩垂管插入罐车，同时式密封帽与罐口贴合，保证根据机构的弹簧处于压缩状态。当装载介质时，通过介质的冲击使待遇弹簧的铝合金伸缩垂管达到罐车底部，进行液下装车。随着罐车介质的增多，罐车下降，跟进机构的压缩弹簧能压缩密封帽进行补偿，保证密闭装车。当介质装满时有安装在伸缩垂管上的高液位溢流探头会进行报警，同时关闭进油管线的球阀，防止介质溢出。装车完毕后可以控制液压缸使鹤管恢复到原始位置，便于下一次装车。


　　鹤管的水平移动与升降采用油压推动三个油缸来实现，液压系统设计有保压回路机构，当升降油缸到达合适位置时，可将液压泵停止，油缸不会因自重和负载产生下滑和偏离。操作时，只需操作手动换向阀，就可实现鹤管自由上升下降。当手动换向阀打在卸荷状态，可以进行人工调节定位。桁架式鹤管的移动方式，鹤管固定在小车上，小车可在桁架上沿汽车纵向、横向移动0～1.0m，从而满足较大范围的装车要求。


　　鹤管小车的移动用三个油缸控制，保证在装车范围内三维空间活动自如，实现正常装车。垂管采用铝合金自动伸缩垂管结构。在装车时，在液体冲击力的作用下，使垂管直接插入罐底后装油孔自动打开，实现自动液下装车，当槽车随重量增加而出现罐口下移时，鹤管能自动跟进，使密封帽始终保持密封。减少油气挥发和静电积聚，提高鹤管装车的安全性保障库区。高液位防溢检测探头采用音叉开关，当液位到达探头检测位置，电气控制箱将发出声光报警，并且自动切断进油阀，从而防止介质溢出。当装车结束在垂管上升时，二级垂管自动回缩复位。


　　密封帽采用锥形结构，有效防止平盖由于罐口不平而导致的泄漏，而且锥形结构的强度比较好，能保证装车时油缸需持续下压的要求。鹤管上设计有真空自动破坏机构，灌装结束后能够自动放空鹤管内残液。鹤管排流口设计有独特的横向扩散型导流头，装车时油品无严重的翻腾和冲击现象，因而有效地减少了静电的产生。该桁架式密闭液下装车鹤管优点是介质流经的管道内无一处动密封点，密封可靠，无泄漏。


　　四技术参数


　　?实现密闭液下装油，油气进回收线。


　　?液相通径：DN80mm，DN100mm（可根据用户要求设计）


　　?气相通径：DN50mm，DN80mm（可根据用户要求设计）


　　?横向对位行程：0～1000mm（可根据用户要求设计）


　　?纵向对位行程：0～1000mm（可根据用户要求设计）


　　?油缸升降行程：（根据用户现场使用要求设计）


　　?横向、纵向、升降移动速度在0~0.025m/s范围内可调节


　　?控制方式：液（油）压控制


　　?液压站系统压力：4.0MPa


　　?工作压力：2.5MPa


　　?工作环境温度：-40℃～+60℃


　　?适用介质：轻质油品及液态化工产品


　　?介质温度：－40℃～+60℃


　　?推荐流量：110m3/h（DN80），140m3/h（DN100）


　　?鹤管整体重量：约200Kg（YH80型）（不含液压系统）


　　?防爆等级：ExdIIBT4


　　?液压站采用一控一，即一台鹤管一台液压分站


　　五技术特点


　　?油缸密封采用国外进口密封件，活塞杆表面进行镀硬铬处理，具有防尘，防锈、防腐、耐磨等特性；


　　?液压设计有保压回路机构，当升降油缸到达合适位置时，即使液压泵停止，油缸不会因自重和负载产生下滑和偏离。操作时，只需操作手动换向阀，就可实现鹤管自由上升下降。当手动换向阀打在浮动状态，可以进行人工调节定位；


　　?根据用户现场条件，我们将液压系统设计成总站和分站，分站布置在操作现场，总站和分站之间采用液压管道连接，分站与执行机构采用高压软管连接，这样布置即避免管路交叉连接，又能达到操作方便，运动自如；


　　?液压站采用一控一，即一台鹤管由一台液压分站控制；


　　?调节液压压力的溢流阀安装在液压分站上，用以调节水平移动和升降速度，调节方便；


　　?桁架式鹤管的移动方式，鹤管固定在小车上，小车可在桁架上沿罐车纵向、横向水平移动，满足较大范围的装车要求。鹤管小车用三个带缓冲油缸控制，保证在装车范围内三维空间活动自如，减小小车启动及行程到位时的冲击，实现安全正常装车；


　　?垂管采用铝合金自动伸缩垂管结构。在装车时，在液体冲击力的作用下，使垂管直接插入罐底后装油孔自动打开，实现自动液下装车，减少油气挥发和静电积聚，提高鹤管装车的安全性保障库区安全。当装车结束，在油缸缸杆回收上升时，二级垂管自动回缩复位。全过程只需操作液压分站的手动阀，从而减轻劳动强度，提高了劳动生产率和安全性；


　　?密封帽采用锥形结构，有效防止平盖由于罐口不平而导致的泄漏，而且锥形结构的强度比较好，鹤管有自动跟进装置，使罐装全过程密封帽始终保持密封。减少油气挥发，提高鹤管装车的安全性保障库区安全；


　　?鹤管上设计有真空自动破坏机构，灌装结束后能够自动放空鹤管内残液；


　　?鹤管排流口设计有独特的横向扩散型导流头，装车时油品无严重的翻腾和冲击现象，从而有效地减少了静电的产生；


　　?鹤管采用具有0～30秒缓开缓关技术的电动球阀（液相线和汽相线），很好地满足了打开进油阀门时应保证油品初速度符合GB13348-92的要求；


　　?该桁架式液下密闭装车鹤管优点是介质流经的管道内无一处动密封点，密封可靠，无泄漏。


　　该系统结构设计合理，操作简单方便、灵活可靠。防爆等级符合ExdⅡBT4，是轻质油品及液态化工产品行业罐装又一理想设备。


　　它相对于气动桁架鹤管有如下性能特点：


　　1）采用的动力源为液压油，液压油性能稳定，适应性强，能保证鹤管在低温恶劣的环境下使用，避免采用气源做为动力源在低温状态下结冰堵塞管路，使设备运行不稳定的问题，降低了故障率。


　　2）设备采用的执行机构为液压缸，它是一个成熟稳定的执行机构，得到了行业的认可。它提高了设备运行的稳定性和使用性能，更好的减少故障发生。由于液压缸结构简单，安装方便能够降低成本。由于液压油的不可压缩性，大大提高了运行的平稳，降低行走小车在启动和停止状态下的冲击，提高了对位的精度。


　　3）采用了密封帽和跟进机构更好的防止了挥发气体的泄漏，能保证密封帽随着罐车的下降而下降。


　　4）伸缩垂管采用锡青铜作为导向环，避免了垂管在运动过程中摩擦产生静电和火花，提高了安全性能。


　　5）采用了一控多的操作方式，采用套液压总站控制多套液压分站，分站布置在装车现场，提高装车的定位，操作更加方便可靠。


　　六操作方法


　　本控制系统严格按照中华人民共和国《爆炸性气体环境用电气设备》第1部份《通用要求》（GB3836.1-2000）及《爆炸性气体环境用电气设备》第2部份《隔爆型“d”》（GB3836.2-2000）标准设计和制造。


　　1.液控系统操作说明


　　?接通外接电源，打开电源开关。


　　?当静电接地控制夹接触不良或者没有接上，声光报警系统将会发出报警信号，且启动按钮无效。把静电接地夹接好，报警消除。


　　?按液压泵启动按钮，启动液压泵。


　　?鹤管由液压控制系统操作至指定位置后，按启动按钮，液相电动球阀，气相电动球阀得电，油、气阀将打开，接通来油回路，开始装油。此时可以关闭液压泵，节省能源。


　　?当液位开关检测到液位后，电控系统自动发出关阀信号，电动球阀切断来油回路，气相电动球阀延时2分钟关闭，（也可由关阀按钮关闭油气阀以切断来油回路），装油结束。


　　?报警：当液位开关检测到液位后，将触发系统报警，液相电动阀自动关闭。


　　?操作面板上报警按钮消除当前的报警声音。


　　2.鹤管操作顺序：


　　?操作左右、前后阀手柄使鹤管水平左右、前后移动，鹤管到位后，阀恢复中位。


　　?操作上下阀使鹤管臂下行，鹤管密封帽到位后，保持状态。


　　?开启启动按钮，油路打开，在油压冲击作用下自动垂管伸到罐底，开始装车。


　　?报警后阀门关闭自动垂管自动缩回复位，装车停止。


　　?延时2分钟待气相电动球阀关闭后，使垂管上升，待密封帽稍稍脱离罐口，阀恢复中位，保持状态，排出残液。


　　?操作上下阀使鹤嘴上升，鹤管到位后，阀恢复中位。


　　?装车结束。