油品密闭装车鹤管改进使用及问题分析
油品密闭装车鹤管改进使用及问题分析，分析了密闭装车装置应用中易出现的问题,介绍了各部件的关键技术,该设备运行可靠,操作方便,得到了用户的普遍好评。
密闭装车鹤管装置是炼厂汽柴油及芳烃等易挥发性产品通过火车槽车装车出厂的先进设备。该设备具有自动化程度高、计量准确的优点,特别是有利于系统回收挥发的油汽,既减少了效益流失,又防止了油汽向大气中扩散污染环境,给生产生活提供了安全保障,因而受到广大炼厂的青睐,在提倡节约型社会的今天,该设备有着广阔的市场前景。
一批汽油密闭装车鹤管,后来根据应用情况对原结构加以改造,将鹤管行程由原来的1.2m,增加至2.4m,设备型号为(H-火车、M-密闭、Z-装车、100-鹤管通径、2.4-鹤管行程)。
1、密闭装车鹤管装置的构成
密闭装车鹤管装置如图1所示,主要由五大部分组成:行走小车、升降气缸、导油鹤管、密闭大盖、输油气管箱。
2、升降气缸
升降气缸是整套设备关键部件,油品装车鹤管由四节气缸组成,中间每个气缸既是其内层活塞的气缸,又是其外层气缸的活塞杆,由此组成可伸缩的缸体结构。
2.1合理选择定位基准
通过大量试验,终选择了以下这套切实可行的方案:即内孔一端用胀胎固定,另一端用闷头支撑,在确保胀胎与闷头的中心线与气缸毛坯的中心线重合的前提下,加工和磨削外圆,使定位基准保持统一。这样做,不但使定位基面有足够大的接触面积和分布面积,使车削和磨削时受力均匀,而且能够大幅的减少由于加工造成的变形。
2.2装配结构的技巧
以上加工方案仍不可避免地造成气缸变形,为此又在装配结构上加以改进,以弥补这方面的不足。
活塞头与密封套的材质,由20#钢改成HT200,使得两者硬度均低于缸体硬度,这样即使在活塞与缸壁有少量直接接触时,也不会拉伤缸壁;采用复合青铜带作导向,将活塞与管壁通过复合青铜带隔离,避免直接接触,该青铜带具有自润滑功能;合理调整活塞与缸体内孔、气缸外圆与密封套内孔之间的间隙。经过多次试验得出,将间隙定在0.45~0.55mm,会有效缓解气缸的冲击与爬行现象;合理调整O形圈的压缩量及密封圈硬度,这两项参数直接影响了气缸自身之间的磨擦力,处理得当能有效消除气缸的爬行现象,且使气缸不泄漏。经过多次试验,O形圈的硬度,终定为邵氏硬度65~70,压缩量定为单边0.45~0.55mm,材质采用耐油丁睛橡胶或氟橡胶。
经过改进组装后的气缸在额定压力0.5Mpa作用下,升降运行平稳,基本无爬行和冲击现象,经过以上改进措施,有效地解决了升降主气缸存在的主要问题。
3、导油鹤管
导油鹤管是油品装车设备的输油机构,如图1所示,以前存在鹤管材质强度较差;鹤管节数太多,装配后外形尺寸过于庞大;加工难度大,加工成本高,在使用过程中经常出现拉出积瘤,毛刺,严重者甚至卡死或振裂等问题。现在采用冷拔成型合金铝管制作鹤管进一步减轻了设备重量,降低了成本。鹤管的强度虽然满足了,但鹤管上的挡圈的焊接质量直接影响到鹤管的使用寿命,而鹤管的内挡圈的内焊缝却因为空间太小而无法焊接,仅靠外侧的一条,焊缝难以满足强度要求。为此采用内挡圈沿径向安装顶丝的办法,如图2所示,在内挡圈上圆周均布四点,用φ5图2顶丝安装位置示意图钻头钻透后攻入M6×8项丝,为防止顶丝松脱,M6丝锥只攻头锥,使项丝与铝管间采用过盈配合。
4、主气缸锁紧器
主气缸锁紧器的作用是在装油完成后,在气缸全部上升复位后,通过锁紧器锁紧气缸内层φ25活塞杆,使气缸在系统停气后仍然不会因重力而下降。主气缸需要伸出工作时,锁紧器打开,并将压缩空气输入到主气缸顶部推动各节气缸伸出。
改进前的锁紧器通过侧面两个小气缸将锁紧机构拉开,这样结构存在一个缺点,就是当主气缸上升时,锁紧器气缸无气压,这时当其中一个气缸在弹簧拉力作用下复位后,弹簧的拉伸变形减少,拉力随之减少,此时弹簧拉力有可能不足以使另一侧气缸复位,这样锁紧器仅仅是单边锁紧,对气缸的受力情况不利,容易发生事故。
改进后的锁紧器仅是一处进气,进气时,锁紧器活塞上锥形面进入锁紧机构,打开机构的两半胎,气缸里锁紧头松开,气缸在气压作用下向下伸出。气缸上升时,主气缸活塞头在气压作用下冲开锁紧机构两半胎,进入锁紧机构,锁紧机构在弹簧力作用下,使两半胎复位,锁定锁紧头,主气缸挂住,停气后,主气缸不会因重力作用下降。
5、行走气缸
行走气缸运行要求平稳,控制要灵活,起停要方便、可靠。改进前,我们采用一只三位四通阀控制,见图3。
当阀处于左边位置时,气源由P经B进入气缸,推动活塞运动,被挤压空气由A经O进入大气排出,当打到中间位置时,由于进气部分空气未排出,气体将继续推动活塞向前运动一小段时间,导致行走小车不能在瞬间停住,从而很难达到理想的停靠位置,改进后,采用两个手拉阀予以控制,见图4,当气源由P经A进入气缸,气压推动活塞运动,被挤压空气由B经O进入大气排出,当打到中间拉置时,气源被隔离开,前面进气部分空气由A经O进入大气层,气缸活塞两端压差为0,活塞随即停止运动,气缸停靠非常及时、准确、可靠。
油品密闭装车鹤管,经过对升降主气缸、鹤管、锁紧器、行走气缸等部件的优化,质量得到了明显的提高。该批64套设备在中国石化分公司投用后,运行可靠,操作方便,得到了用户的普遍好评。
