一种多功能多气囊无泄漏气体回收密闭槽车盖板装置 【技术领域】
本发明涉及一种移动储罐及固定储罐在装卸时所产生的各种油气有毒、有害气体进行回收密闭盖板装置，更具体地说涉及一种炼油厂、化工厂、各类油库栈桥、铁路槽车、汽车槽车等移动式储罐及罐区装卸时所产生的各种油气有毒、有害气体进行密闭回收的一种多功能多气囊无泄漏气体回收密闭槽车盖板装置。
背景技术
目前，我国对装卸轻质油品、化工原料铁路槽车、汽车槽车及储罐装卸时所产生大量的油气有毒、有害气体，绝大多数采用露天高空排放的粗放式形式，对大气造成了很大的环境污染温室效应等。尤其是化工原料污染更大，装卸时当气态达到一定浓度时，会造成火灾和爆炸事故，对安全生产和人身安全以及环境保护造成极大影响，不利于安全生产节能减排、环保及能源回收利用，造成资源极大浪费等问题。有许多气体回收后还可以再利用，提高经济效益，防止污染，节能环保等益处，现在只有少数选用国外密封装置经改造后使用，或自制简易装置处理效果差，但目前全部采用一次性密封技术，也存在着一定的问题，其回收效果都很差并且还会带来不安全的隐患。为达到节能减排、提高回收效果，提供一种多功能多气囊无泄露气体回收密闭槽车盖板装置。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是：解决我国目前对铁路槽车、汽车槽车及移动式储罐及罐区在装卸时所产生的各种油气有毒、有害气体彻底解决在密闭回收中的瓶径问题，提高回收率。彻底解决气体在装卸时扩散产生的光污染问题、及在装卸时吸入空气的问题、解决被污染的环境，回收效果差而带来储运工作中不安全隐患的问题，从而达到节能减排的目的，提供一种多功能多气囊无泄漏气体回收密闭槽车盖板装置。
为了解决上述技术问题，本发明包括盖板、圆平环形气囊密封圈、锥形盖板气囊密封圈、圆平环形盖板软体密封圈，倒形宝塔形气囊导向固定架，鹤管、气囊导向固定支架、气囊密封圈、波纹管、弹簧吊钩、液位传感器、温度传感器、压力传感器及自动控制系统，其特点在于：盖板为圆平板或锥形空腔塞固平环形软体密封圈盖板三种；圆平板下表面粘贴有圆平环形状环形气囊密封圈、锥形空腔塞外表面上粘贴有软体密封圈和锥形盖板气囊密封圈。两种盖板气囊密封圈下面内径套装有波纹管和弹簧吊钩，两端各连接气囊导向固定支架上端另一端连接盖板的下端，全部螺栓连接。气囊导向固定支架中有两个气囊。另外一种圆平环形软体密封圈下设有倒形宝塔形气囊导向固定支架，全部螺丝连接。三种盖板的气囊导向固定支架中其内径设置气囊充排气管、气囊充排气管、分别通过气囊充排气管孔、气囊充排气管孔伸出盖板。盖板上设有双组气囊充气安全自动阀管孔，阀管孔内装有与气囊连通的气囊充气安全自动阀管，其管上侧装有气囊充气安全自动阀。在盖板上设有传感器插入口，分别按序插有压力传感器、温度传感器、液位传感器，传感器均装在传感器固定架内，传感器固定架上端装有高度定位块，传感器固定架通过盖板由螺母上下固定。盖板上设有双组气囊充排气管孔，分别装有气囊充排气管。盖板上还设有罐体压力检测安全自动阀管孔及盖板气囊充气孔。鹤管为单臂鹤管或多节同轴鹤管，单臂鹤管中盖板中部通过法兰固定连接鹤管液相固定节，鹤管液相固定节内腔依次套有鹤管液相移动节，鹤管液相移动节底部螺纹连接分油器，盖板上设有气相回收法兰连接口，法兰连接口上螺栓连接法兰，法兰上连接气相回收软管，气相回收软管的尾端装有气相回收控制阀。多节同轴鹤管中盖板中部通过法兰固定连接鹤管气相移动节，盖板上设有导向杆孔，在其孔中装有导向杆，导向杆与盖板螺纹连接，由导向固定架固定在鹤管气相固定节与导向杆，盖板上设有限位杆孔，在其孔中装有限位杆，鹤管气相固定节内腔装有鹤管液相固定节，鹤管液相固定节内腔依次套有鹤管液相移动节，鹤管液相移动节底部依次螺纹连接提升托架、分油器，鹤管气相固定节内腔套有鹤管气相移动节，鹤管液相固定节与鹤管气相固定节通过法兰由螺栓连接固定，鹤管气相固定节左侧设有限位开关，鹤管液相固定节上部设有液相管，通过法兰与液相软管连接，液相软管尾部装有液相控制阀，鹤管气相固定节上部设有气相管，通过法兰与气相回收软管连接，气相回收软管尾部装有气相回收控制阀。
本发明具有结构简单，采用多次气囊密封，使用安全、可靠，回收效率高。无泄漏、无污染，符合国家环保和安全要求，该装置符合密闭下本安型防爆要求，在各种工况下各种类型鹤管都能配套使用，有效的提高了气体回收率。采用了控制安全系统(包括检测液位、压力、温度及气囊压力等)，全面地彻底解决了我国在装卸系统中存在着各种油气体无法回收，有毒有害气体无法集中处理的严重环保问题及回收再生利用，安全生产问题，解决了移动式罐体内液面高度无法测量控制，液体温度、罐体压力自动测量，气囊压力自动控制问题。移动式罐体内液位超限问题，属国内首创技术。确保了气体正常回收，装车时液面高度可控制在离要求高度2～3mm。密闭盖板气囊具有耐油、耐磨、耐腐蚀以及综合显示控制液体液位、温度、罐体压力的优点，全部采用非接触式采集技术使用寿命长，操作时完全是在自动控制状态下进行工作。
【附图说明】
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种多功能多气囊无泄漏气体回收密闭槽车盖板装置使用单臂鹤管时盖板为圆平环形气囊密闭盖板的结构剖视图。
图2为图1中盖板1的俯视图。
图3为单臂鹤管圆平环形气囊密闭盖板结构示意图。
图4为本发明一种多功能多气囊无泄漏气体回收密闭槽车盖板装置使用单臂鹤管时盖板为锥形气囊密闭盖板结构剖视图。
图5为图4中盖板1的俯视图。
图6为单臂鹤管锥形气囊密闭盖板结构示意图。
图7为本发明一种多功能多气囊无泄漏气体回收密闭槽车盖板装置使用多节同轴鹤管时盖板为圆平环形气囊密闭盖板结构剖视图。
图8为图7中盖板1的俯视图。
图9为多节同轴鹤管圆平环形气囊密闭盖板结构示意图。
图10为本发明一种多功能多气囊无泄漏气体回收密闭槽车盖板装置使用多节同轴鹤管时盖板为锥形气囊密闭盖板结构剖视图。
图11为图10中盖板1的俯视图。
图12为多节同轴鹤管锥形气囊密闭盖板结构示意图。
图13为气囊保护套结构意图。
图14为多节同轴鹤管圆平形软体密闭圈盖板结构剖视图。
图15为单臂鹤管圆平形软体密闭圈盖板结构剖视图。
【具体实施方式】
在图2中：盖板1上设有法兰16由螺栓、螺母固定连接。依次设有气囊充气安全自动阀管孔40、气囊充气安全自动阀管孔43两组。罐体压力检测安全自动阀管孔39、气囊充排气管孔41、42两组、传感器插入孔35、36、37，盖板气囊充气管孔2，盖板翻板合页3，及两个气相回收软管17。盖板1上的孔均采用密封垫密闭。
在图1、2、3中：盖板1为圆平板，其下表面粘贴有圆平环形状气囊密封圈34，圆平环形气囊密封圈34由盖板气囊充气管孔2、盖板1，两侧装有两套盖板翻板合页3可观察气囊充气的状态。气囊导向固定支架7上端有移动波纹管19及移动弹簧吊钩20；19、20上端连接盖板1，下端连接气囊导向固定支架7上端。气囊导向固定支架7内装有气囊80、120两个气囊，成为一体化主件。盖板圆平环形气囊密封圈34内径大于气囊导向固定支架7外径，圆平环形气囊密封圈34外径大于槽车人孔直径。其作用是：盖板圆平环形气囊密封圈34作为一次密封，依靠鹤管的自重负荷，圆平环形气囊密封34内的气体形变自动寻找盖板1与槽车罐口23的密封面。同时消除槽车移动式储罐罐口23的不平度。盖板圆平环形气囊密封圈34的充气量可以调节。根据槽车罐口23的水平度调节。一般充气量为40～60％之间。使盖板圆平环形气囊密封圈34包覆于槽车移动式储罐罐口23的1/2～1/3面积处。同时消除与槽车罐口之间水平度更加密封，盖板圆平环形气囊密封圈34具有耐低温、耐油气、耐磨、耐腐蚀，高回弹性的特性，因为柔软性和回弹性是保证密闭的根本。具体尺寸可以根据槽车移动式储罐罐口23的尺寸而定。盖板1的材料采用铝合金或不锈钢，这种的材料在冲击作用下不会产生火花引起爆炸。
盖板圆平环形气囊密封圈34下端内径套装有波纹管19、弹簧吊钩20及气囊导向固定支架7。气囊导向固定支架7为二台阶通腔，安放两个气囊80、120。气囊导向固定支架7上端移动波纹管19及移动弹簧吊钩20连接，19、20其上端与盖板1连接。其作用是：安装双气囊80、120，一旦有一组气囊80损坏；另有一组气囊120自动跟上，确保不影响装卸工作正常进行。气囊导向固定支架7上端移动波纹管19及移动弹簧吊钩20，其作用是：当槽车储罐罐口23中心偏离盖板1中心时，仍然可以保持无泄漏装卸工作。当气囊导向固定支架7插入槽车人孔时，打开气源给气囊80、120充气。气囊80、120内在气压作用下，充气时气囊80、120均匀地向外侧膨胀带动气囊导向固定支架7位移，使气囊80、120的外侧紧贴在槽车人孔的内侧，依靠气压强制密封；同时移动波纹管19及移动弹簧吊钩20也在位移，同步水平位移。同时移动波纹管19内径保持不变，气体顺畅通过。移动弹簧吊钩20下端吊住气囊导向固定支架7上端。移动波纹19移动弹簧吊钩20上端与盖板1螺栓连接。穿过气囊导向固定支架7及气囊80、120，其内径设置气囊充排气管10、气囊充排气管14两组。气囊充排气管10、气囊充排气管14分别通过气囊充排气管孔41、气囊充排气管孔42伸出盖板1。气囊充排气管10上依次装有气囊充气控制阀9、气囊充排气三通手动阀8。气囊排充气管14上依次装有气囊充气控制阀13、气囊充排气手动阀12。在盖板1上的气囊充气安全自动阀管孔40内装有与气囊80连通的气囊充气安全自动阀管，其管上侧向装有气囊充气安全自动阀100，其作用是：控制整个系统充气安全，防止充气过量，损坏气囊80，这样通过气囊80的充气使气囊80的外侧与移动式槽车储罐罐口23内径紧密地接触无泄漏(气囊120同样如此工作)，其上端与盖板环形状气囊密封圈34紧密地接触，按照设定的空间覆盖紧密的接触在槽车移动式储罐罐口23上，形成多气囊层密封。盖板1中部通过法兰16固定连接鹤管液相固定节27，鹤管液相固定节27内腔依次套有鹤管液相移动节24、70，鹤管液相固定节27、鹤管液相移动节24、70均为台阶通孔为挂钩式连接方式，其作用是：当提升鹤管移动节的钢丝绳52断裂时鹤管液相移动节24、70不会坠落在槽车罐体内部而造成事故。鹤管液相移动节70底部与钢丝绳52连接，钢丝绳52的另一端固定在鹤管提升机构60上。鹤管液相移动节70底部螺纹连接分油器67，分油器67为帽状，其顶上均布孔，分油器的作用是：减少静电产生。在盖板1上设有传感器插入口35、36、37，分别按序插有压力传感器33、温度传感器32、液位传感器31。BC系列非接触式本安型防爆液位传感器31，具有声光报警，自动控制电磁阀开关，停止装卸工作，切断泵房电源功能，从而达到控制液位高度。R系列本安型防爆温度传感器32，具有测温数字显示功能。P系列本安型防爆压力传感器33，检测槽车罐体内的压力，调节流量，数字显示，确保安全生产。传感器均装在传感器固定架6内，传感器固定架6上端装有高度定位块29，起定位作用。传感器固定架6内腔为通孔，其外径为螺纹，传感器固定架6通过盖板1由螺母固定。盖板1上的两个气体回收法兰连接口17螺栓连接法兰，法兰上连接气相回收软管30，气相回收软管30的尾端装有气相回收控制阀18，气相回收控制阀18的另一端与气体回收系统连接，气相回收控制阀18的作用是：防止大气穿入到气体回收系统，提高回收质量节能减排。在盖板1上的罐体压力检测安全自动阀管孔39中装有罐体压力检测安全自动阀管，其管上安装罐体压力检测安全自动阀15，作用是：当罐体压力超值时，自动打开排气，判断气体回收系统故障。
在图4中：盖板1为锥形空腔塞，锥形空腔塞外表面上粘贴有锥形软体密封圈5的外层锥形盖板气囊密封圈134类似瓶塞，其作用是：依靠锥形空腔塞外表面上粘贴的锥形软体密封圈5锥形盖板气囊密封圈134结合一体与移动式储罐罐口23接触密封。当槽车移动式储罐罐口23为非标准时，我们可以采用图4的结构。图4中的结构连接关系与图1相同，图4中盖板1的平面布置与图5相同。
在图8中：盖板1上设有法兰16，由螺栓、螺母连接固定。依次设有气囊充气安全自动阀管孔40、43、限位杆孔38、罐体压力检测安全自动阀管孔39、气囊充排气管孔41、42、传感器插入孔35、36、37，导向杆孔28、导向杆固定架21，盖板1气囊充气管孔2，盖板翻板合页3，盖板1上的孔均采用密封垫密封。
在图7、8、9中：盖板1为圆平板，其下表面粘贴有园平环形状气囊密封圈34。多节同轴鹤管中鹤管气相固定节63内腔装有鹤管液相固定节27，鹤管液相固定节27与鹤管气相固定节63通过法兰69、72由螺栓连接固定。鹤管液相固定节27内腔依次套有鹤管液相移动节24、70、71，液相移动节71底部与钢丝绳52连接，钢丝绳52的另一端固定在鹤管提升机构60上。鹤管移动节71底部依次螺纹连接提升托架66、分油器67，提升托架66的直径大于鹤管气相移动节64的外径。鹤管液相固定节27上端由法兰57与鹤管固定架61螺栓固定连接。鹤管气相固定节63内腔套有鹤管气相移动节64，盖板1中部通过法兰16固定连接鹤管气相移动节64。鹤管气相固定节63左侧设有限位开关26，其作用是：限制盖板1上移位置，能够快速切断鹤管提升机构60驱动马达的工作状态，防止牵引钢丝绳52被拉断，否则会带来安全隐患。鹤管液相固定节27上部设有液相管53，通过法兰55与液相软管50连接，液相软管50尾部装有液相控制阀51。鹤管气相固定节63上部设有气相管54，通过法兰56与气相回收软管30连接，气相回收软管30尾部装有气相回收控制阀18。盖板1上设有导向杆孔28，在其孔中装有导向杆22，导向杆22与盖板1螺母固定连接，由导向固定架21固定鹤管气相固定节63与导向杆22，导向杆22与导向固定架21上的孔为动配合，导向杆22采用伸缩套节方式，其作用是：使导向杆22有足够上下移动长度，防止鹤管气相移动节64在上、下运动时盖板1旋转，使盖板1与导向杆22保持水平90°及垂直度，克服盖板1的电缆线左右缠绕现象。气囊充排气管10和气囊充排气管14分别通过盖板1上的气囊充排气管孔42、气囊充排气管孔41，气囊充排气管10上依次装有气囊充气控制阀9、气囊充排气三通手动阀8，气囊充排气管14上依次装有气囊充排气控制阀13、气囊充排气三通手动阀12。盖板1上设有罐体压力检测安全自动阀管孔39，其孔中装有罐体压力检测安全自动阀管，安全自动阀管上安装罐体压力检测安全自动阀15。盖板1上设有限位杆孔38，在其孔中装有限位杆25，限位杆25是限位开关26的感应物，防止鹤管液相固定节27内的钢丝绳52提升时拉断造成事故。在盖板1上设有传感器插入口35、36、37，分别按序插有压力传感器33、温度传感器32、液位传感器31。
在图8中：盖板1中盖板翻板合页3处向上翻转时可以观察气囊工作状态，向下翻转时同时有密封作用，及能够调整盖板1上的鹤管中心对准槽车人孔中心位置作用，克服槽车人孔大小不一至的问题(大号槽车人孔时，盖板1与盖板翻板合页3，三块放平。中号槽车人孔时，盖板翻板这起一侧3.当小号槽车人孔时，盖板翻板合页3的两侧向上翻转。三种状态的工作能够起到密封作用)。
在图10中：盖板1为锥形空腔塞，锥形空腔塞外表面上粘贴有锥形软体密封圈5，内有锥形骨架110类似瓶塞，其作用是：依靠锥形空腔塞外表面上粘贴的锥形软体密封圈5与锥形盖板气囊密封圈134结合，再与移动式储罐罐口23接触密封。当槽车移动式储罐罐口23为非标准时，我们可以采用图10的结构。图10中的结构连接关系与图5相同，图10中盖板1的平面布置与图11相同。
在图13中：气囊保护软体套200上设有支衬气囊保护软体套圆形圈201，它的直径根据槽车灌口23内径大小而定，它具有微量的膨胀系数。其作用：使用时，气囊保护软体套200放入槽车人孔口内。当气囊密封圈80、120膨胀时，气囊保护软体套200也膨胀，外侧紧贴在槽车人孔口内侧，依靠气压强制密封，克服槽车人孔口内长期油气腐蚀所造成的毛刺，划破内在气囊密封圈80、120。放入后气囊密封圈80、120可长期使用。
在图14、15中：盖板1为圆平环形盖板软体密封圈(234)，其下表面连接倒形宝塔形气囊导向固定支架(207)螺丝连接，(207)中间夹有气囊密封圈80、120。其他所有连接方法和(包括俯视图2、5、8、11盖板1的布局都可以配套使用。盖板能配套各种类型及直径的鹤管。气囊密封圈80、120，充排气控制系统及测量系统完全一样)。
盖板1上端可配单臂鹤管68，多节同轴鹤管64及各种类型鹤管及直径鹤管，全部采用螺栓和螺丝连接。圆平环形软体盖板密封圈234和倒形宝塔形气囊导向固定支架207，适合于各种类型的槽车人孔口直径及高度，其作用是：减少气囊密封圈80、120的膨胀系数，可延长使用寿命目的，提高了使用安全性，气囊密封圈80、120更换方便、操作方便。
本发明是这样工作的：当槽车为单个定位后，采用单臂鹤管，鹤管液相移动节24、70通过鹤管提升机构60，钢丝绳52被放松，这时液相移动节24、70插入槽车底部，同时密闭盖板1移动到槽车罐口23上，盖板1圆平环形气囊圈内始终保持40～60％空气。气囊密封圈80、120等待工作，我们打开气囊充气控制阀9、13，这时气囊充排气三通手动阀8、12处于开的状态，气囊密封圈开始充气80、120工作，当气囊密封圈80、120内的压力达到一定时，气囊密封圈充气控制阀9、13自动关闭。9、13可以单独使用。鹤管液相移动节24、70进行液下装车，同时排出气体，通过气相回收软管30，这时气相回收控制阀18打开进行排气，进入后序气体回收系统处理。液位传感器31控制装车时离液面高度3mm时自动停止装卸工作，切断装卸控制阀。自动关闭气体回收控制阀18，同时打开气囊充排气三通手动阀8、12，排出气囊密封圈80、120内气体，气囊密封圈收缩复位。这时启开鹤管提升机构60，液相移动节24、70上行到位后，切断鹤管提升机构60上行工作状态，这时槽车移动式储罐或汽车槽车移动式储罐被拉走，结束本次装卸工作，气囊密封圈充排过程全部在自动控制操作下进行。
当槽车为多个定位后，采用多节同轴鹤管，鹤管液相移动节24、70、71通过鹤管提升机构60，钢丝绳52被放松，带动密封盖板1下行到槽车移动式储罐罐口23上，同时鹤管液相移动节24、70、71插入槽车底部，我们打开气囊充气控制阀9、13，这时气囊密封圈充排气三通手动阀8、12处于开的状态，气囊密封圈开始充气，80、120工作，当气囊密封圈80、120内的压力达到一定时，气囊密封圈充气控制阀9、13自动关闭。鹤管液相移动节24、70、71进行液下装车，同时排出气体，气体通过气相移动节64与气相固定节63之间的环形腔进入气相回收软管30，这时气相回收控制阀18打开进行排气，进入后序气体回收系统处理。液位传感器31控制装车时离液面高度3mm时自动停止装卸工作，切断装卸控制阀。自动关闭气体回收控制阀18，同时打开气囊密封圈排气三通手动阀8、12，排出气囊80、120内气体，气囊密封圈收缩复位。启开鹤管提升机构60，使液相移动节24、70、71上行，限位杆25同时上行，当遇到限位开关26时，限位开关26发出信号，切断鹤管提升机构60上行的工作状态，这时槽车移动式储罐或汽车槽车移动式储罐被拉走，结束本次装卸工作，气囊密封圈充排过程全部在自动控制操作下进行。