压力容器质量检测自动化翻转设备

技术领域

本发明属于压力容器辅助设备技术领域，具体涉及压力容器质量检测自动化翻转设备。

背景技术

现有的压力容器翻转架通常由一个中心翻转轴支撑，其主要结构包括一个框架和与其连接的翻转机构，这个轴始终支撑整个翻转架和压力容器，维持支撑其静止状态和转动过程。这种设计使得压力容器在翻转时只能绕一个轴旋转。压力容器通常是通过固定的支撑结构放置在翻转架上。例如公开号为CN 217394189 U的一种压力容器封头翻转装置，包括底座和封头翻转架；封头翻转架转动安装在底座上，封头翻转架上沿着 封头周向安装有若干个将封头夹紧固定的夹持机构，封头翻转架和底座之间安装让封头翻转的传动机构；夹持机构包括安装在封头翻转架上的安装座，安装座上安装有能够夹紧封头的上锁紧臂和下锁紧臂，上锁紧臂向下设有与封头端部配 合的限位卡槽以及与封头内侧壁配合的上锁紧支臂，下锁紧臂向上设有与封头外侧壁配合的下锁紧支臂。公开号为CN 216991833U的一种海上浮动堆压力容器翻转台架及一体化试验平台。所述翻转台架包括支架，还包括通过旋转轴安装在所述支架上方的支撑平台、用于驱动所述支撑平台翻转的翻转驱动机构、以及设置在所述支架上的若干限位卡板，所述支撑平台以能够绕所述旋转轴的中心轴线旋转的方式安装在所述支架上；所述一体化试 验平台还包括压力容器、液压泵站、以及用于在液压泵站间隙工作时产生的压力进行能量存储的储压罐。

现有单轴翻转轴限制了压力容器的翻转能力，这可能导致表面处理或检测过程中的不便，现有的翻转架通常适用于特定尺寸和形状的压力容器，因此不适用于多样性的生产需求。单轴翻转轴使得压力容器在翻转时因重心不均匀，容易导致应力集中和稳定性问题，特别是在翻转的过渡状态时。而固定支撑结构需要额外的时间和工具来安装和卸载压力容器，增加了操作的复杂性。在生产和检测的不同阶段需要多次移动压力容器，因现有同类设备存在限制和稳定性问题，不适用于多种工位的频繁切换使用。

由于现有的压力容器翻转架存在一系列问题和弊端，因此，改进和优化这些问题是必要的。

发明内容

针对现有压力容器翻转架存在转轴盈利集中和不易维持翻转状态的问题，本发明提供压力容器质量检测自动化翻转设备，旨在通过引入多轴支撑和合理分散重力负荷，以减轻单一转轴的负荷，从而降低了盈利集中问题的发生率，使其能够在不同状态下停留时可以确保状态稳定，从而提高翻转架的可靠性和安全性。

本发明解决其技术问题的方案是：采用压力容器质量检测自动化翻转设备，包括支架和翻转架，还包括滚道架、组合滚道和滚轮组件，在支架左右两侧的顶部，分别固定有左右顶纵梁，所述翻转架为矩形框架，每个顶纵梁与所述翻转架两侧边框之间，通过翻转机构连接，在支架与翻转架之间连接有翻转油缸，在翻转架内测固定安装有滚道架，在滚道架上至少安装有前后两组圆环装的组合滚道，所述组合滚道包括相互铰接固定或螺纹连接固定在一起的主滚道和辅滚道，在组合滚道的内壁上安装有多个滚轮组件，用于支撑压力容器的外圆周壁。

优选地，所述翻转机构包括下主臂、下辅臂、上主臂和上辅臂，在没测顶纵梁的前后侧分别设置有一对前轴孔和后轴孔，同时在翻转架的左右两侧边框中部，分别设置有一对上轴孔和下轴孔，所述前轴孔通过销轴A铰接于下主臂的底部，所述后轴孔通过销轴B铰接于下辅臂的底部，所述下轴孔通过销轴E铰接于上主臂的前端，所述上轴孔通过销轴F铰接有上辅臂的前端，所述下主臂和上主臂的中部通过销轴G铰接在一起，所述下主臂与上辅臂的末端通过销轴C铰接在一起，所述下辅臂与上主臂通过销轴D铰接在一起；在所述支架的后端两侧分别设置有铰接座，各铰接座分别通过后销轴铰接有翻转油缸，每侧翻转油缸的伸缩杆前端铰接于下辅臂。

优选地，所述组合滚道包括相互铰接在一起的主滚道和辅滚道，两者扣合后固定在一起。

优选地，所述翻转架是将两个半圆环形状的主滚道固定连接于两侧滚道架上，形成翻转架主体部分，然后将两个辅滚道分别通过铰链铰接于两侧滚道架的上部和下部。

优选地，所述翻转架是同时具有两个滚道主架和两个滚道辅架，在两个滚道主架之间通过主滚道连接形成整体，在两个滚道辅架之间通过辅滚道连接形成整体，上下两个整体之间，通过贯穿螺栓固定在一起形成组合的圆柱形结构体，或者，通过一侧铰接在一起，另一侧扣合固定在一起。基于以上结构，分别在主滚道和辅滚道的内壁上，各至少固定安装有两个滚轮组件，用于支撑压力容器的外圆周壁。

优选地，所述组合滚道具有轴向调节机构，在两侧滚道架之间连接固定环架，使两侧滚道架固定为一体，然后在两侧滚道架上设置轨道，分别在在滚道架的一侧，通过端部轴座分别安装有螺杆，且分别在组合滚道上设置穿孔并安装有螺套，螺杆与螺套套装在一起，在滚道架的端部固定有驱动电机，所述螺杆的末端与驱动电机的转轴通过联轴器连接在一起，当驱动电机被控制器控制旋转时，能够带动相应的组合滚道整体沿轴向调节。

优选地，在下支持罩的下方的翻转架延伸座安装有支座千斤顶，支座前进顶的伸缩杆上端通过推力轴承安装有所述下支持罩。

优选地，在翻转架的上边框的中部设置固定螺套，其内竖向安装有调节螺杆，调节螺杆的下端通过推力轴承安装有上辅罩，调节螺杆的上端安装有拨杆或旋钮，以利于对调节螺杆转动。

优选地，在翻转架的两侧边框顶部设置外翻边，且每侧外翻边的中部设置有卡槽，在可拆上边框的两端下部垂直固定有竖向卡板，将两侧竖向卡板匹配套装与相应的卡槽内，然后在可拆上边框与外翻边之间安装有固定螺栓。

优选地，设置联动的油路控制系统，包括油箱，油泵，换向阀，翻转油缸油管，支座千斤顶油管，定位千斤顶油管，三通电磁阀，压力传感器，支座千斤顶和定位千斤顶，以及控制器。三通电磁阀的三个端口分别连接各油管，压力传感器的信号线与控制器信号输入的连接，控制器的控制的分别控制油泵、换向阀和三通电磁阀。

本发明的有益效果：改进的自动化翻转设备在压力容器生产和检测中旨在通过引入多轴支撑和合理分散重力负荷，以减轻单一转轴的负荷，从而降低了盈利集中问题的发生率。通过这种方式，希望延长转轴的寿命，减少磨损和配合间隙的增大，从而提高翻转架的可靠性和安全性。使其能够在不同状态下停留时可以确保状态稳定，翻转架在水平、竖直或倾斜状态下都能够稳定地保持翻转状态，从而提高了其在工艺处理和检测过程中的操作便利性和安全性。

1. 提高安全性和稳定性：通过多个主辅杆和多个销轴的连体铰接结构，设备能够确保翻转架在任何角位都能够自动定位和保持稳定，减少了翻转过程中的不稳定性和危险。

2. 适应不同压力容器：设备的滚轮组件和径向千斤顶的独立控制能够适应不同直径和尺寸的压力容器，增加了设备的灵活性和适用性。

3. 自动定位和锁定：控制系统监测压力传感器的信号，确保在竖立状态下对压力容器进行精确的定位和锁定，提高了操作的精确性和效率。

4. 减少人工操作：设备的自动化特性减少了人工干预的需要，降低了操作人员的工作负担，提高了操作的一致性和可靠性。

5. 分散重力：通过七个销轴同时转动实现翻转，使得翻转架和压力容器的重力分散为多点，减少了应力集中和扭力问题，增加了设备的稳定性和可靠性。

6. 多重控制机构：设备采用多重控制机构，包括翻转机构、油路控制系统、滚轮组件和定位千斤顶等，以确保各部分协调工作，提供了全面的操作和控制。

附图说明

图1是一种自动化翻转设备实例的立体结构示意图；

图2是图1中支架和翻转架的装配关系示意图；

图3是滚道架的一种立体结构示意图；

图4是滚道架的另一种立体结构示意图；

图5是图2中翻转架的翻转状态变换示意图；

图6是与图1中设备配合使用的联动系统示意图；

图7是图6的控制框图。

图中标号：1-支架；2-顶纵梁；3-翻转架；4-翻转油缸；5-滚道架；6-组合滚道；7-铰链；8-滚轮组件；9-螺杆；10-螺套；11-驱动电机；12-轨道；13-下主臂；14-下辅臂；15-上主臂；16-上辅臂；17-下支持罩；18-固定螺套；19-调节螺杆；20-上辅罩；21-定位千斤顶；22-定位锥座；23-定位锥槽；24-升降杆；25-排气通道；26-主活塞；27-辅活塞；28-蓄能弹簧；29-呼吸孔；30-油箱；31-油泵；32-换向阀；33-翻转油缸油管；34-支座千斤顶油管；35-定位千斤顶油管；36-三通电磁阀；37-压力传感器；38-支座千斤顶。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种如图1所示的压力容器生产检测自动化翻转设备，其针对现有压力容器翻转架存在转轴应力集中和不易维持翻转状态的问题而进行改进，改进的自动化翻转设备主要包括支架1，顶纵梁2，翻转架3，翻转油缸4，滚道架5，组合滚道6，铰链7，滚轮组件8，以及控制部分等。

具体地，如图2所示，支架1为长方体框架，其底部落地部分安装有行走轮和/或支座，其左右两侧顶部分别固定有左右两个顶纵梁2，其中部为容纳区。翻转架3为矩形框架，其包括左右两侧边框和前后两侧边框。在左右两侧顶纵梁2与翻转架3之间，通过翻转机构连接，并在支架1与翻转架3之间连接有翻转油缸4。

一种翻转机构如图5所示，包括下主臂13，下辅臂14，上主臂15，上辅臂16，以及销轴A、销轴B、销轴C、销轴D、销轴E、销轴F、销轴G。在没测顶纵梁2的前后侧分别设置有一对前轴孔和后轴孔，同时在翻转架3的左右两侧边框中部，分别设置有一对上轴孔和下轴孔。所述前轴孔通过销轴A铰接于下主臂13的底部，所述后轴孔通过销轴B铰接于下辅臂14的底部，所述下轴孔通过销轴E铰接于上主臂15的前端，所述上轴孔通过销轴F铰接有上辅臂16的前端，所述下主臂13和上主臂15的中部通过销轴G铰接在一起，所述下主臂13与上辅臂16的末端通过销轴C铰接在一起，所述下辅臂14与上主臂15通过销轴D铰接在一起。

在所述支架1的后端两侧分别设置有铰接座，各铰接座分别通过后销轴铰接有翻转油缸4，每侧翻转油缸4的伸缩杆前端铰接于下辅臂14。

图5中显示了翻转架3被翻转机构带动实现两种翻转状态的变化过程，可见，该翻转机构能够将翻转架变为水平或竖直，或处于水平与竖直之间的任何角位。利用该翻转机构，能够实现将翻转架的水平位置与竖直位置分别位于不同工位，水平位置或适当角度的倾斜位置有利于压力容器表面加工处理，竖直位置有利于压力容器表面检测过程，生产和检测过程，可根据实际情况对翻转架的角位状态进行调整。其中，下主臂13、下辅臂14、上主臂15和上辅臂16，结合多个销轴的结构形式，能够有效确保应力分散，克服了现有翻转机构仅具有中心翻转轴时，翻转的极限状态必须依赖于定位机构才能使翻转架稳定的问题，由于现有单轴翻转架的缺陷，使其不适合停留在任何需要的角位（缺少定位机构约束而确实稳定性），本实施例多个主辅杆和多个销轴的连体铰接结构，可确保翻转架无论旋转处于任何角位，都能够自动定位，稳定性高。针对现有单轴翻转架的单轴承受全部翻转架和压力容器重力，导致单轴因应力集中而导致局部压力过大的问题，以及齿轮驱动承受局部扭力过大的情况，本实施例通过七个销轴同时转动实现翻转的方式，每个销轴都能够承受翻转过程的旋转支撑力，从而使得翻转架和压力容器的重力分散为多点，克服了应力集中问题，确保该翻转设备能够长期可靠的使用。

如图3所示，在翻转架3内测安装（固定安装或滑动安装）有滚道架5，在滚道架5上安装有圆环装的组合滚道6。其中，所述组合滚道6包括相互铰接在一起的主滚道61和辅滚道62，两者扣合后固定在一起（扣合后通过扣接固定，或者扣合后通过贯穿螺栓固定）。一种固定安装滚道架5的翻转架3结构形式，是将两个半圆环形状的主滚道61固定连接于两侧滚道架5上，形成翻转架3主体部分，然后将两个辅滚道62分别通过铰链7铰接于两侧滚道架5的上部和下部。另一种固定安装滚道架5的翻转架3结构形式，是同时具有两个滚道主架51和两个滚道辅架52，在两个滚道主架51之间通过主滚道61连接形成整体，在两个滚道辅架52之间通过辅滚道62连接形成整体，上下两个整体之间，通过贯穿螺栓固定在一起形成组合的圆柱形结构体，或者，通过一侧铰接在一起，另一侧扣合固定在一起。基于以上结构，分别在主滚道61和辅滚道62的内壁上，各至少固定安装有两个滚轮组件8，用于支撑压力容器的外圆周壁。

还可以进一步设置针对组合滚道6进行轴向调节（滑动安装）的机构。如图3或图4所示，在以上翻转架3的基础上，还可以在两侧滚道架5之间连接固定环架60，使两侧滚道架5固定为一体，然后将组合在一起的主滚道61和辅滚道62沿滚道架5滑动安装。具体地，分别在两侧滚道架5（或滚道主架51和滚道辅架52）上设置轨道12，分别在在滚道架5的一侧，通过端部轴座分别安装有螺杆9，且分别在组合滚道6上设置穿孔并安装有螺套10，螺杆9与螺套10套装在一起，在滚道架5的端部（一端或两端）固定有驱动电机11，所述螺杆9的末端与驱动电机11的转轴通过联轴器连接在一起。从而，当驱动电机11被控制器控制旋转时，能够带动相应的组合滚道6整体沿轴向调节。轴向调节不仅能够适应不同高度的压力容器，而且能够在对压力容器表面进行工艺处理过程中，通过调节以变换组合滚道6的位置，以利于表面处理或检测需要。

如图2所示，在翻转架的下边框中部安装有下支持罩17，用于对竖立状态的压力容器底部进行支撑。同时，在下支持罩17的下方的翻转架延伸座安装有支座千斤顶38，支座前进顶38的伸缩杆上端通过推力轴承安装有所述下支持罩17。通常，在水平状态下，控制支座千斤顶38与压力容器脱离，通过滚轮组件8（硬橡胶材质或尼龙滚轮）对压力容器进行支撑，使其转动，避免下支持罩17与滚轮组件18之间存在旋转干涉。而在竖立状态下，控制支座千斤顶38伸出使下支持罩17对压力容器底部进行支撑。

进一步地，在所述翻转架3的上边框中部安装有上辅罩20，用于对竖立状态下的压力容器顶部进行约束。其安装方式可采用如图1所示的方式，在上边框的中部设置固定螺套18，其内竖向安装有调节螺杆19，调节螺杆19的下端通过推力轴承安装有上辅罩20，调节螺杆19的上端安装有拨杆或旋钮，以利于对调节螺杆19转动，通常，在压力容器处于水平状态下，调节该调节螺杆19使上辅罩20与压力容器顶部脱离。

上边框与翻转架3的两侧边框之间，可采用如图2所示的固定安装方式，具体是在翻转架3的两侧边框顶部设置外翻边40，且每侧外翻边40的中部设置有卡槽，在可拆上边框39的两端下部垂直固定有竖向卡板41，将两侧竖向卡板41匹配套装与相应的卡槽内，然后在可拆上边框39与外翻边40之间安装有固定螺栓。设置可拆上边框39的目的，以利于压力容器的向翻转架内吊装入和吊装出过程。

进一步地，如图5所示，在支架的前端底部竖向固定有定位锥座22，同时在翻转架底部延伸架中心设置有定位锥槽23。当翻转架3处于竖立状态下，确保定位锥槽23与定位锥座22对接。还可以进一步设置可能升降的定位锥座，例如在支架的前端底部竖向固定有定位千斤顶21，定位千斤顶21的升降杆24末端固定有定位锥座22，同时在翻转架底部延伸架中心设置有定位锥槽23。调节定位锥座22的高度，使得当翻转架3处于竖立状态下，确保定位锥槽23与定位锥座22对接，利用定位千斤顶21能够确保翻转架3竖立状态。

进一步地，设置联动的油路控制系统，如图6和图7所示，该系统包括油箱30，油泵31，换向阀32，翻转油缸油管33，支座千斤顶油管34，定位千斤顶油管35，三通电磁阀36，压力传感器37，支座千斤顶38和定位千斤顶21，以及控制器。油泵31将油箱30内液压油泵入换向阀32的输入的，换向阀32的输出的分别通过翻转油缸油管33连接翻转油缸4的前后两个油管接口，其中与翻转油缸4后部连接的油管，通过三通接口引出支管，该支管又通过三通电磁阀引出支座千斤顶油管34和定位千斤顶油管35，其中支座千斤顶油管34连通于支座千斤顶38的下部油腔，定位千斤顶油管35连通于定位千斤顶21的下部油腔。

同时，在所述支座千斤顶38的顶部安装又压力传感器37，该压力传感器37的信号线连接所述控制器的信号输入的，控制器的信号输出的连接所述三通电磁阀36，当控制器检测到压力传感器37具有设定信号时，控制三通电磁阀36换向，即由支座千斤顶油管34向定位千斤顶油管35转换。从而，当翻转架3携带压力容器由水平状态向竖立状态转变的过程中，翻转油缸油管33的后油腔处于供油状态，支座千斤顶油管34的下油腔也处于逐渐供油状态，使得支座千斤顶38伸出，携带下支持罩17向变化中的压力容器底部进行靠近，当压力容器处于接近竖立状态时，压力容器自重会压迫下支持罩17，进而使得压力传感器37的信号不断增大，当增大到阈值时，控制器控制支座千斤顶油管34断开而定位千斤顶油管35开始对定位千斤顶21的下部油腔进行供油，此时定位千斤顶21的升降杆24向上升，从而使得定位锥座22与定位锥槽23对接实现定位。为避免供油冗余问题，在所述定位千斤顶21的内腔中同时安装由主活塞26和辅活塞27，两者之间连接有蓄能弹簧28，主活塞26连接升降杆24，辅活塞27的下部为供油油腔。辅活塞27的轴心设置有排气通道25，该排气通道的底部位于主辅活塞间隙的弹簧室内，该排气通道的上端设置呼吸孔29，呼吸孔29位于升降杆24的顶部。上述系统能够实现翻转过程中同时对各油缸进行自动控制，随翻转架的转动，翻转油缸4、定位千斤顶21和支座千斤顶38逐渐自动伸出或缩进，避免人工操作的麻烦，利用压力容器在不同状态下反复切换控制。

进一步地，滚轮组件8包括基座、径向千斤顶和滚轮，各径向千斤顶分别连接独立的油管，同步控制各径向千斤顶的伸出与缩进时，可适用于不同直径的压力容器生产和检测。

使用以上自动化翻转设备操作前准备：确保设备处于正常工作状态，包括控制系统、翻转架、滚轮组件、油路控制系统等；准备要翻转的压力容器，通过吊装转运至竖立状态的翻转架上浮，并确保其安全固定在翻转架内。操作步骤：将压力容器放置在翻转架内；启动控制系统，包括油泵、换向阀、控制器等；控制器将根据预设参数逐渐供油翻转油缸，使翻转架逐渐从水平位置向竖立位置转变；同时，滚轮组件将支撑压力容器的外圆周壁，确保其在翻转过程中平稳移动，避免划伤或损坏压力容器表面；设备处于水平状态和竖立状态以及中间过渡状态的反复切换过程中，当处于从水平状态向竖立状态变换时，控制器监测压力传感器的信号，当信号达到阈值时，切换油液流向，开始对定位千斤顶供油。定位千斤顶的升降杆向上升，实现定位锥座与定位锥槽的对接，确保压力容器稳定竖立。一旦压力容器达到竖立状态，停止翻转过程。此时，翻转架稳定支撑着竖立的压力容器。进行必要的生产或检测操作，根据需要可以旋转压力容器以方便工艺处理。完成后，可以反向进行翻转，将压力容器从竖立状态转回水平状态，然后将其取下或移动到下一个工位。

本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如在进行同步控制各径向千斤顶同步伸缩时，可采用一种复合驱动机构，其包括缸体和复合活塞，在缸体内匹配套装有复合活塞，复合活塞包括一个开放式的外罩和位于外罩内的内活塞，内活塞与外罩的底部之间连接有弹簧，所述缸体上部侧壁开有多个径向孔并分别通过油管串联所有径向千斤顶。复合活塞与直线驱动机构连接，复合活塞向上移动后能够向所有径向千斤顶内供油使其展开，反之使其回缩。当各径向千斤顶同时支撑在压力容器表面至极限状态时，复合活塞继续向上移动至极限位置前会覆盖所有径向孔，从而同时对所有径向千斤顶锁死。在各千斤顶极限状态后无法再伸出时，伴随复合活塞的持续向前移动，内活塞会克服弹簧压力而向内移动用于收纳无法排出的液压油，从而仅需要控制复合活塞向前或向后移动即可同时多各千斤顶进行伸出后锁定或缩退控制。