二前言
隨著國內(nèi)石油化工企業(yè)的快速發(fā)展，石油化工原料的運輸問題就成為了各個石化企業(yè)將要面對的一個問題，一些有毒易揮發(fā)的介質(zhì)，工人不能夠直接操作鶴管，在這一情況下，全自動鶴管應(yīng)運而生。
下面介紹汽車用全自動液動密閉桁架裝車鶴管（以下簡稱全自動桁架鶴管）的構(gòu)成、性能特點、工作原理及維護保養(yǎng)、故障分析。為了防止大氣污染和操作人員的安全，需要對裝車介質(zhì)進(jìn)行自動、密封裝車。全自動桁架鶴管在這一項目中發(fā)揮了重大作用。
YHXX-00《桁架鶴管》系列，是我公司為石油行業(yè)開發(fā)的油、氣密閉裝車又一罐裝設(shè)備，它由桁架、三通管、自動跟進(jìn)機構(gòu)、油缸、密封帽、垂管、電動閥門、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等構(gòu)成。（見下簡圖）
（設(shè)備簡圖）
該設(shè)備采用桁架式結(jié)構(gòu)，在桁架上設(shè)置縱、橫向桁車，桁車的移動采用液壓油缸控制，垂管采用升降油缸控制，可實現(xiàn)三個座標(biāo)的自由移動，電氣控制是我公司專門為桁架式鶴管設(shè)計的自動控制電路，具有雙回路輸出，靜電接地保護自鎖，自動報警連鎖，聲光報警等功能。
全自動桁架鶴管其主要構(gòu)成有如下幾大部分：液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、裝車鶴管、行走小車、密封帽、自動跟進(jìn)機構(gòu)、桁架等幾部分組成。
液壓控制系統(tǒng)中主要由縱向驅(qū)動液壓缸、橫向驅(qū)動液壓缸、
升降液壓缸、液壓站等幾部分組成。它負(fù)責(zé)鶴管裝車對位的執(zhí)行。
電氣控制系統(tǒng)其主要控制液壓站的閥組換向、液位報警信號的采集及處理，
它是全自動桁架鶴管的中控。裝車鶴管其主要包括進(jìn)油管、回氣管、伸縮垂管、三通管及真空短流器等組成，其負(fù)責(zé)介質(zhì)的裝載及揮發(fā)氣體的導(dǎo)出。行走小車主要包括縱向行走小車和橫向行走小車，他主要作用：
其一是鶴管的安裝載體，伸縮垂管安裝與三通管下端，與罐車接口對接；
其二是帶動鶴管進(jìn)行罐口對位。密封帽及自動跟進(jìn)機構(gòu)其主要作用起到密閉裝車，當(dāng)罐車隨著介質(zhì)的裝載而降低高度時，跟進(jìn)機構(gòu)壓縮密封帽保證密封帽和罐口貼合，防止揮發(fā)氣體外泄，污染環(huán)境及產(chǎn)生安全事故。
三產(chǎn)品結(jié)構(gòu)概述
該設(shè)備采用桁架式結(jié)構(gòu)，在桁架上設(shè)置縱、橫向水平移動小車，鶴管裝在小車上，移動采用液壓油缸控制，垂管采用升降油缸控制，可實現(xiàn)三個座標(biāo)的自由移動。
全自動桁架鶴管是一種安裝在桁架上的鶴管。在桁架上安裝縱向行走小車，它帶動鶴管進(jìn)行縱向?qū)ξ唬诳v向行走小車上安裝橫向行走小車，它帶動鶴管進(jìn)行橫向?qū)ξ?。橫向行走小車的上部裝有升降液壓缸，下部有跟進(jìn)機構(gòu)、密封帽、三通、伸縮垂管。三通管一端連接進(jìn)液軟管、一端安裝在跟進(jìn)機構(gòu)上，一端安裝伸縮垂管。密封帽上裝有回氣軟管。具體裝車時，通過調(diào)整縱向和橫向的行走小車使鶴管對位，然后通過伸縮液壓缸驅(qū)動使伸縮垂管插入罐車，同時式密封帽與罐口貼合，保證根據(jù)機構(gòu)的彈簧處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)裝載介質(zhì)時，通過介質(zhì)的沖擊使待遇彈簧的鋁合金伸縮垂管達(dá)到罐車底部，進(jìn)行液下裝車。隨著罐車介質(zhì)的增多，罐車下降，跟進(jìn)機構(gòu)的壓縮彈簧能壓縮密封帽進(jìn)行補償，保證密閉裝車。當(dāng)介質(zhì)裝滿時有安裝在伸縮垂管上的高液位溢流探頭會進(jìn)行報警，同時關(guān)閉進(jìn)油管線的球閥，防止介質(zhì)溢出。裝車完畢后可以控制液壓缸使鶴管恢復(fù)到原始位置，便于下一次裝車。
鶴管的水平移動與升降采用油壓推動三個油缸來實現(xiàn)，液壓系統(tǒng)設(shè)計有保壓回路機構(gòu)，當(dāng)升降油缸到達(dá)合適位置時，可將液壓泵停止，油缸不會因自重和負(fù)載產(chǎn)生下滑和偏離。操作時，只需操作手動換向閥，就可實現(xiàn)鶴管自由上升下降。當(dāng)手動換向閥打在卸荷狀態(tài)，可以進(jìn)行人工調(diào)節(jié)定位。桁架式鶴管的移動方式，鶴管固定在小車上，小車可在桁架上沿汽車縱向、橫向移動0～1.0m，從而滿足較大范圍的裝車要求。
鶴管小車的移動用三個油缸控制，保證在裝車范圍內(nèi)三維空間活動自如，實現(xiàn)安全正常裝車。垂管采用鋁合金自動伸縮垂管結(jié)構(gòu)。在裝車時，在液體沖擊力的作用下，使垂管直接插入罐底后裝油孔自動打開，實現(xiàn)自動液下裝車，當(dāng)槽車隨重量增加而出現(xiàn)罐口下移時，鶴管能自動跟進(jìn)，使密封帽始終保持密封。減少油氣揮發(fā)和靜電積聚，提高鶴管裝車的安全性保障庫區(qū)安全。高液位防溢檢測探頭采用音叉開關(guān)，當(dāng)液位到達(dá)探頭檢測位置，電氣控制箱將發(fā)出聲光報警，并且自動切斷進(jìn)油閥，從而防止介質(zhì)溢出。當(dāng)裝車結(jié)束在垂管上升時，二級垂管自動回縮復(fù)位。
密封帽采用錐形結(jié)構(gòu)，有效防止平蓋由于罐口不平而導(dǎo)致的泄漏，而且錐形結(jié)構(gòu)的強度比較好，能保證裝車時油缸需持續(xù)下壓的要求。鶴管上設(shè)計有真空自動破壞機構(gòu)，灌裝結(jié)束后能夠自動放空鶴管內(nèi)殘液。鶴管排流口設(shè)計有獨特的橫向擴散型導(dǎo)流頭，裝車時油品無嚴(yán)重的翻騰和沖擊現(xiàn)象，因而有效地減少了靜電的產(chǎn)生。該桁架式密閉液下裝車鶴管優(yōu)點是介質(zhì)流經(jīng)的管道內(nèi)無一處動密封點，密封可靠，無泄漏。
四技術(shù)參數(shù)
?實現(xiàn)密閉液下裝油，油氣進(jìn)回收線。
?液相通徑：DN80mm，DN100mm（可根據(jù)用戶要求設(shè)計）
?氣相通徑：DN50mm，DN80mm（可根據(jù)用戶要求設(shè)計）
?橫向?qū)ξ恍谐蹋?～1000mm（可根據(jù)用戶要求設(shè)計）
?縱向?qū)ξ恍谐蹋?～1000mm（可根據(jù)用戶要求設(shè)計）
?油缸升降行程：（根據(jù)用戶現(xiàn)場使用要求設(shè)計）
?橫向、縱向、升降移動速度在0~0.025m/s范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)
?控制方式：液（油）壓控制
?液壓站系統(tǒng)壓力：4.0MPa
?工作壓力：2.5MPa
?工作環(huán)境溫度：-40℃～+60℃
?適用介質(zhì)：輕質(zhì)油品及液態(tài)化工產(chǎn)品
?介質(zhì)溫度：－40℃～+60℃
?推薦流量：110m3/h（DN80），140m3/h（DN100）
?鶴管整體重量：約200Kg（YH80型）（不含液壓系統(tǒng)）
?防爆等級：ExdIIBT4
?液壓站采用一控一，即一臺鶴管一臺液壓分站
五技術(shù)特點
?油缸密封采用國外進(jìn)口密封件，活塞桿表面進(jìn)行鍍硬鉻處理，具有防塵，防銹、防腐、耐磨等特性；
?液壓設(shè)計有保壓回路機構(gòu)，當(dāng)升降油缸到達(dá)合適位置時，即使液壓泵停止，油缸不會因自重和負(fù)載產(chǎn)生下滑和偏離。操作時，只需操作手動換向閥，就可實現(xiàn)鶴管自由上升下降。當(dāng)手動換向閥打在浮動狀態(tài)，可以進(jìn)行人工調(diào)節(jié)定位；
?根據(jù)用戶現(xiàn)場條件，我們將液壓系統(tǒng)設(shè)計成總站和分站，分站布置在操作現(xiàn)場，總站和分站之間采用液壓管道連接，分站與執(zhí)行機構(gòu)采用高壓軟管連接，這樣布置即避免管路交叉連接，又能達(dá)到操作方便，運動自如；
?液壓站采用一控一，即一臺鶴管由一臺液壓分站控制；
?調(diào)節(jié)液壓壓力的溢流閥安裝在液壓分站上，用以調(diào)節(jié)水平移動和升降速度，調(diào)節(jié)方便；
?桁架式鶴管的移動方式，鶴管固定在小車上，小車可在桁架上沿罐車縱向、橫向水平移動，滿足較大范圍的裝車要求。鶴管小車用三個帶緩沖油缸控制，保證在裝車范圍內(nèi)三維空間活動自如，減小小車啟動及行程到位時的沖擊，實現(xiàn)安全正常裝車；
?垂管采用鋁合金自動伸縮垂管結(jié)構(gòu)。在裝車時，在液體沖擊力的作用下，使垂管直接插入罐底后裝油孔自動打開，實現(xiàn)自動液下裝車，減少油氣揮發(fā)和靜電積聚，提高鶴管裝車的安全性保障庫區(qū)安全。當(dāng)裝車結(jié)束，在油缸缸桿回收上升時，二級垂管自動回縮復(fù)位。全過程只需操作液壓分站的手動閥，從而減輕勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率和安全性；
?密封帽采用錐形結(jié)構(gòu)，有效防止平蓋由于罐口不平而導(dǎo)致的泄漏，而且錐形結(jié)構(gòu)的強度比較好，鶴管有自動跟進(jìn)裝置，使罐裝全過程密封帽始終保持密封。減少油氣揮發(fā)，提高鶴管裝車的安全性保障庫區(qū)安全；
?鶴管上設(shè)計有真空自動破壞機構(gòu)，灌裝結(jié)束后能夠自動放空鶴管內(nèi)殘液；
?鶴管排流口設(shè)計有獨特的橫向擴散型導(dǎo)流頭，裝車時油品無嚴(yán)重的翻騰和沖擊現(xiàn)象，從而有效地減少了靜電的產(chǎn)生；
?鶴管采用具有0～30秒緩開緩關(guān)技術(shù)的電動球閥（液相線和汽相線），很好地滿足了打開進(jìn)油閥門時應(yīng)保證油品初速度符合GB13348-92的要求；
?該桁架式液下密閉裝車鶴管優(yōu)點是介質(zhì)流經(jīng)的管道內(nèi)無一處動密封點，密封可靠，無泄漏。
該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作簡單方便、靈活可靠。防爆等級符合ExdⅡBT4，是輕質(zhì)油品及液態(tài)化工產(chǎn)品行業(yè)罐裝又一理想設(shè)備。
它相對于氣動桁架鶴管有如下性能特點：
1）采用的動力源為液壓油，液壓油性能穩(wěn)定，適應(yīng)性強，能保證鶴管在低溫惡劣的環(huán)境下使用，避免采用氣源做為動力源在低溫狀態(tài)下結(jié)冰堵塞管路，使設(shè)備運行不穩(wěn)定的問題，降低了故障率。
2）設(shè)備采用的執(zhí)行機構(gòu)為液壓缸，它是一個成熟穩(wěn)定的執(zhí)行機構(gòu)，得到了行業(yè)的認(rèn)可。它提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性和使用性能，更好的減少故障發(fā)生。由于液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便能夠降低成本。由于液壓油的不可壓縮性，大大提高了運行的平穩(wěn)，降低行走小車在啟動和停止?fàn)顟B(tài)下的沖擊，提高了對位的精度。
3）采用了密封帽和跟進(jìn)機構(gòu)更好的防止了揮發(fā)氣體的泄漏，能保證密封帽隨著罐車的下降而下降。
4）伸縮垂管采用錫青銅作為導(dǎo)向環(huán)，避免了垂管在運動過程中摩擦產(chǎn)生靜電和火花，提高了安全性能。
5）采用了一控多的操作方式，采用套液壓總站控制多套液壓分站，分站布置在裝車現(xiàn)場，提高裝車的定位，操作更加方便可靠。
六操作方法
本控制系統(tǒng)嚴(yán)格按照中華人民共和國國家《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》第1部份《通用要求》（GB3836.1-2000）及《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》第2部份《隔爆型“d”》（GB3836.2-2000）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和制造。
1.液控系統(tǒng)操作說明
?接通外接電源，打開電源開關(guān)。
?當(dāng)靜電接地控制夾接觸不良或者沒有接上，聲光報警系統(tǒng)將會發(fā)出報警信號，且啟動按鈕無效。把靜電接地夾接好，報警消除。
?按液壓泵啟動按鈕，啟動液壓泵。
?鶴管由液壓控制系統(tǒng)操作至指定位置后，按啟動按鈕，液相電動球閥，氣相電動球閥得電，油、氣閥將打開，接通來油回路，開始裝油。此時可以關(guān)閉液壓泵，節(jié)省能源。
?當(dāng)液位開關(guān)檢測到液位后，電控系統(tǒng)自動發(fā)出關(guān)閥信號，電動球閥切斷來油回路，氣相電動球閥延時2分鐘關(guān)閉，（也可由關(guān)閥按鈕關(guān)閉油氣閥以切斷來油回路），裝油結(jié)束。
?報警：當(dāng)液位開關(guān)檢測到液位后，將觸發(fā)系統(tǒng)報警，液相電動閥自動關(guān)閉。
?操作面板上報警按鈕消除當(dāng)前的報警聲音。
2.鶴管操作順序：
?操作左右、前后閥手柄使鶴管水平左右、前后移動，鶴管到位后，閥恢復(fù)中位。
?操作上下閥使鶴管臂下行，鶴管密封帽到位后，保持狀態(tài)。
?開啟啟動按鈕，油路打開，在油壓沖擊作用下自動垂管伸到罐底，開始裝車。
?報警后閥門關(guān)閉自動垂管自動縮回復(fù)位，裝車停止。
?延時2分鐘待氣相電動球閥關(guān)閉后，使垂管上升，待密封帽稍稍脫離罐口，閥恢復(fù)中位，保持狀態(tài)，排出殘液。
?操作上下閥使鶴嘴上升，鶴管到位后，閥恢復(fù)中位。
?裝車結(jié)束。
（密封帽與罐車罐口接觸時狀態(tài)）
（跟進(jìn)機構(gòu)壓緊狀態(tài)）
（電器控制箱）
（液壓控制箱）
操縱手柄
現(xiàn)場安裝圖
