專利名稱：一種鐵路罐車內壁清洗方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種鐵路罐車內壁清洗方法及設備，具體而言是ー種采用水射流清洗技木、自動尋位技術、變頻技術、廢氣回收技術和中水處理技木，節能環保高效的清洗鐵路罐車內壁方法及設備。屬于鐵路罐車清洗設備領域。
背景技術：
目前國內化工品、油料的運輸方式主要由海運、汽運、鐵路運輸三種為主。我國沿海城市的運輸多采用海運為主，而內地城市則采用鐵路運輸為主，還有ー些鐵路交通不便的地區采用汽運為主。鐵路運輸主要以鐵路罐車為載體，當罐車換裝產品及檢修時必須進行內壁清洗，因此全國鐵路罐車的清洗量是非常大的。目前鐵路罐車常見清洗方法有蒸汽蒸熏法、化學清洗法、水射流清洗法三種。蒸汽蒸熏法是抽出罐內剩余殘液后，通入蒸汽蒸煮6 8小時，然后鼓風冷卻，工人在下罐進行沖洗或刷洗エ序，同時將污水抽走，最后熱風烘干。此方法一是在蒸熏和烘干過程中產生大量有害有毒氣體揮發于大氣中，嚴重污染了大氣環境。ニ是工人在有限危險區域作業時間長，勞動強度高，對人體傷害較大，清洗效率較低?；瘜W清洗法需用大量化學清洗剤，在清洗作業中會產生大量二次污染的污水，污染環境。目前通常采用水射流清洗方法。通過水射流清洗設備將新鮮水或者中水增壓，進行鐵路罐車內壁清洗，有效的解決了化學清洗及蒸汽蒸煮法的ー些弊端，但是還存在ー些問題。 水射流清洗エ序安排不合理，罐ロ處定點清洗或罐體內定點清洗的分布點不合理，清洗機對位采用手動對位方式，增壓泵仍采用傳統的調壓方式，在清洗過程及烘干過程中產生的廢氣無法回收，抽殘液采用一洗一柚方式，抽污水エ序采用一洗一排水方式，供水采用新鮮水耗費水資源等等，即降低了清洗效率，又提高了能耗，對環境依然有一定的污染。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術不足，發明ー種鐵路罐車內壁清洗方法及設
- -O本發明ー種鐵路罐車內壁清洗設備，主要包括供水加熱系統，水射流清洗系統，抽殘油系統，抽排污水系統，牽引系統，控制系統，鼓風烘干系統，呼吸防護系統，中水處理系統，廢氣回收系統等構成；其中，所述的牽引系統由驅動電機，雙排鏈條，鏈條支架，軋輥，張緊機構，輕軌道，小爬車等構成，可實現對鐵路罐車的雙向牽引功能；所述的抽殘油系統用于對鐵路罐車內殘留的化工品、油料等進行初步抽吸，收集；供水加熱系統用于給整個清洗設備提供適合溫度的水源，并將水源輸送到與其相連的水射流清洗系統；所述的水射流清洗系統包括三維定位機、水射流清洗機、增壓泵、自動調壓裝置和三維洗罐器，用于對鐵路罐車的清洗；所述的抽排污水系統包括污水罐及真空泵，用于將清洗后的污水抽出并輸送至與其相連的中水處理系統；所述的鼓風烘干系統包括鼓風烘干控制裝置、密閉式烘干裝置、帶加熱裝置的鼓風機、引風機，用于對清洗后的鐵路罐車進行鼓風烘干；所述的呼吸防護系統包括空壓機、儲氣罐、醫用過濾器、氣體分配器及長管呼吸器等，用于為下罐作業人員提供清潔安全的呼吸氣體；所述的廢氣回收系統用于回收清洗、烘干過程中產生的廢氣以進行再次處理；所述的控制系統采用西門子S7-300為核心控制器，通過電纜與清洗設備的其他系統相連接，對整個清洗設備實現有序的集中控制；其中，所述的供水加熱系統，采用中水和新鮮水互用的模式，增壓泵回流水和冷卻水全部回流進水罐；該供水加熱系統包括水罐、液位變送器、溫度變送器、供水電動閥、加熱電動閥、過濾器及供水管路等；其中液位變送器、溫度變送器安裝于水罐上，并通過屏蔽電纜與控制系統的PLC相連；供水電動閥安裝于水罐入口供水管路上，并通過屏蔽電纜與控制系統的PLC相連；加熱電動閥安裝于水罐入口加熱管路上，并通過屏蔽電纜與控制系統的PLC相連；在水罐入口的供水管路前端安裝三通管件，兩條支路分別為新鮮水管線及中水管線，并在兩個管線上安裝有閥門；水罐出口的供水管路通過閥門、前置過濾器與增壓泵的進液ロ連接；增壓泵的回流管線與水罐連接，增壓泵的冷卻水管線通過止回閥與回流管線連接，回流水及冷卻水均回到水罐，這樣有效降低洗車的耗水量，達到節能減排的目的； 水罐的加熱采用エ業蒸汽混合加熱法，高溫蒸汽通過設有加熱電動閥的管路與水罐連接， 并與溫度變送器聯鎖，當水溫高于設定值時則自動關閉加熱閥，當水溫低于設定值時則自動打開加熱閥，實現自動加熱功能。其中，所述的水射流清洗系統進一歩包括水射流清洗機自動尋位裝置，該自動尋位裝置由防爆紅外攝像頭、防爆紅外測距探頭、自動尋位控制裝置及行走驅動伺服電機等組成；所述的防爆紅外攝像頭安裝于水射流清洗機的機座旁；防爆紅外測距探頭選用3 6個，均勻安裝于水射流清洗機底座四周；自動尋位控制裝置主要由エ業計算機、圖像采集卡、數據采集卡及運動控制卡等組成，圖像采集卡、數據采集卡及運動控制卡安裝于エ業計算機的擴展插槽內，圖像采集卡通過視頻線與防爆紅外攝像機連接，數據采集卡通過屏蔽電纜與防爆紅外測距探頭連接，運動控制卡通過屏蔽電纜、伺服驅動器與三維定位機上設置的三個行走驅動伺服電機連接。其中，所述的鼓風烘干系統，包括鼓風烘干控制裝置、密閉式烘干裝置、帶加熱裝置的鼓風機、引風機等；所述的鼓風烘干控制裝置進ー步包括PLC、按鈕、指示燈、中間繼電器等元件。按鈕通過電纜與PLC輸入模塊端子連接。指示燈通過電纜與PLC輸出模塊端子連接。壓カ變送器通過屏蔽電纜與PLC模擬量輸入模塊端子連接。鼓風機、密閉式烘干裝置、引風機的控制元件通過中間繼電器與PLC輸出模塊端子連接；所述的密閉式烘干裝置進ー步包括罐ロ密封蓋、伸縮式進風筒、伸縮式出風筒、光解催化氧化裝置、自動升降裝置、 壓カ變送器、壓カ安全閥。罐ロ密封蓋可與鐵路罐車的罐ロ配合并進行密封，并于自動升級裝置緊固連接，伸縮式進風筒通過法蘭與鼓風機出風ロ管線連接，另一端通過罐ロ密封蓋與自動升降裝置連接，伸縮式出風筒一端通過法蘭與罐ロ密封蓋連接，另一端與光解催化氧化裝置進ロ管線連接，光解催化氧化裝置的出口管線與引風機進ロ管線連接，引風機出 ロ管線至高空對處理后的其他進行排放，壓カ變送器及壓カ安全閥分別安裝在罐ロ密封蓋的ー側，檢測鐵路罐車內烘干氣壓；所述的自動升降裝置包括導軌、導輪、滑動支撐座、兩級伸縮桿及進風筒固定托架等構成，導軌固定于烘干站臺上方。導輪與導軌配合安裝，可在導軌內滑動。滑動支撐座一端固定在導輪上，另一端與伸縮式出風筒和伸縮式進風筒固定。兩級伸縮桿一端固定安裝在滑動支撐座上，另一端穿過圓錐式罐蓋后，末端固定于進風筒固定托架上。
本發明ー種鐵路罐車內壁清洗方法，是將鐵路罐車內壁清洗過程總體劃分為5個 エ序，分別是罐車對位及抽殘液、水射流清洗罐車內壁及同步抽污水、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測。在罐車執行清洗作業時，則各エ序進行有序作業，有效的提高工作效率，降低能耗。該鐵路罐車內壁清洗方法以3輛鐵路罐車(或3的倍數)為ー個編組， 罐車內壁清洗過程的五個エ序分配到3個火車棧臺上進行流水作業。其中，第一清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液、水射流清洗罐車內壁及同步抽污水、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測的全部五個エ序；第二清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測四個エ序；3第三清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液，鼓風吹干及擦拭、罐車檢測三個エ序。本發明方法的具體步驟如下步驟一由牽引系統將ー個編組的3輛罐車牽引至3個清洗棧臺，即第一罐車置于第一清洗棧臺清洗位置，第二罐車置于第二清洗棧臺清洗位置，第三罐車置于第三清洗棧臺清洗位置，然后統ー進行罐車對位及抽殘液エ序，既節省了分別抽殘液時間，又節省了真空泵抽吸的運行時間達到了節能的目的。步驟ニ 待抽殘液完畢由牽引系統將編組的第三罐車牽引至第一清洗棧臺清洗位置，由棧臺操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，待清洗結束后，自動提起水射流清洗機，收起抽污水管至安全高度。步驟三由牽引系統將第三罐車牽引至第二清洗棧臺，同時將第二罐車牽引至第一清洗棧臺，第一清洗棧臺由操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后， 執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，同時第二清洗棧臺執行人エ清掃殘留物エ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭エ序，等待第一清洗棧臺清洗完畢后，自動提起水射流清洗機，收起抽污水管至安全高度，同時第二清洗棧臺收起密閉式烘干裝置至安全高度。步驟四由牽引系統將第三罐車牽引至第三清洗棧臺，第二罐車牽引至第二清洗棧臺，第一罐車牽引至第一清洗棧臺，第一清洗棧臺由操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，同時第二清洗棧臺執行人エ清掃殘留物エ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭エ序，待鼓風エ序結束后自動提起鼓風烘干系統至安全高度，等待罐車檢測，同時第三清洗棧臺放下密閉式烘干裝置繼續進行鼓風吹干及擦拭エ序，待鼓風吹干及擦拭エ序結束后自動提起密閉式烘干裝置至安全高度，等待罐車檢測。第一清洗棧臺完成水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序后，進行人工清掃殘留物エ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭エ序，待鼓風吹干及擦拭エ序結束后自動提起密閉式烘干裝置至安全高度，等待罐車檢測，至此完成一組鐵路罐車水射流清洗全過程。其中，所述水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗采用定點清洗的方式，并將清洗點設置成5點，以鐵路罐車罐ロ為界，長端清洗3點，而短端清洗2點。在實際操作中，洗罐站只要將待清洗鐵路罐車編組為3的倍數編組，就可以滿足流水式作業清洗過程，優點在于可以節省清洗ェ序的重疊時間，有效減少清洗作業時間，清
7洗設備工作時間減少，大大提高工作效率，達到節能的目的。 本發明的優點及功效在于本發明針對目前鐵路罐車清洗存在的不足之處，發明了流水式清洗作業的新方法。改進了目前的清洗エ序，由原來的分別抽殘液改為同時抽殘液エ序，由原來的4點定點清洗改為5點定點清洗，由原來単一的新鮮水供水模式改為新鮮水與中水互用模式，由原來的一洗一柚一排的抽排水エ藝改為一洗一抽不排的方式；本發明所采用的中水處理系統，可將清洗所產生的污水進行處理，到達中水水質，重復清洗罐車，達到節省水資源的目的；本發明所采用的廢氣回收系統可將水射流清洗罐車過程中所產生的廢氣進行回收處理，有效的降低了對環境的污染，達到環保的目的；本發明的水射流清洗機自動尋位裝置取代了目前人工操作水射流清洗機進行罐車對位的模式，有效的降低了工人的勞動強度，提高了生產效率。本發明的密閉式烘干裝置取代了目前鐵路罐車敞開式鼓風烘干的模式，采用密閉式鼓風烘干形式，不僅提高了罐車烘干效率，降低了工人勞動強度，改善了工人的工作環境，而且采用光解催化氧化技術，將烘干風進行無害化處理，達標排放，大大降低了對周圍環境的污染?？傊景l明的新方法、新エ藝和清洗設備有效的提高了生產效率，降低了工人的勞動強度，改善了工人的工作環境，有效的降低了清洗作業能耗，大大降低了對環境的污染，實現了節能減排的目的。


圖1本發明3輛罐車射流清洗流水作業示意圖
圖2本發明エ藝連接關系示意
圖3本發明罐車內清洗點布局圖
圖4本發明自動抽排水新エ藝連接關系示意圖
圖5本發明定點清洗流程圖
圖6a本發明的密閉式烘干裝置結構圖一
圖6b本發明的密閉式烘干裝置結構圖ニ
圖中序號說明
1、水罐2、溫度變送器3、液位變送器
401、供水電動球閥501、502、手動球閥
503、504、505、506、507、手動閥門6、過濾器
7、增壓泵801、止回閥9、加熱閥組
10、壓カ變送器11、水射流清洗機12、C形管
13、三維洗罐器14、三維定位機15、空壓機
16、儲氣罐161、氣壓表162、排氣閥
163、排液閥17、醫用過濾器18、氣體分配器
19、長管呼吸器20、電動三通球閥21、視鏡
22、第一污水罐221、負壓表222、差壓液位變送器
223、真空閥組224、氮氣閥組225、排污水閥組
23、第一真空泵M、殘油罐25、第二污水罐
241J51、負壓表對2、252、差壓液位變送器
沈、第二真空泵27、油水分離裝置28、密閉式烘干裝置
沘1、罐ロ密封蓋沘3、伸縮式進風筒沘6、壓カ變送器2882、導輪2885、進風筒固定托架RG、廢氣回收系統P1、第一清洗棧臺Cl、第一罐車
觀2、鼓風機 284、伸縮式出風筒觀7、壓カ自泄閥觀83、滑動支撐座
冊、中水處理系統 P2、第二清洗棧臺 C2、第二罐車
觀21、加熱裝置觀5、光解催化氧化裝置 2881、導軌觀84、兩級伸縮桿
P3、第 J C3、第 J清洗棧臺 罐車
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的技術方案做進ー步的說明。結合圖2所示，本發明ー種鐵路罐車內壁清洗設備，主要包括供水加熱系統，水射流清洗系統，抽殘油系統，抽排污水系統，牽引系統，控制系統，鼓風烘干系統，呼吸防護系統，中水處理系統RW，廢氣回收系統RG等構成；其中，所述的牽引系統(圖中未示)由驅動電機，雙排鏈條，鏈條支架，軋輥，張緊機構，輕軌道，小爬車等構成，可實現對鐵路罐車的雙向牽引功能；所述的抽殘油系統用于對殘留在鐵路罐車內壁的化工品、油料等進行初步抽排；供水加熱系統用于給整個清洗設備提供適合溫度的水源，并將水源輸送到與其相連的水射流清洗系統；所述的水射流清洗系統包括三維定位機14、水射流清洗機11和三維洗罐器13，用于對鐵路罐車的清洗；所述的抽排污水系統包括污水罐及真空泵，用于將清洗后的污水抽出并輸送至與其相連的中水處理系統；所述的鼓風烘干系統包括鼓風烘干控制裝置、密閉式烘干裝置、帶加熱裝置的鼓風機、引風機，用于對清洗后的鐵路罐車進行鼓風烘干；所述的呼吸防護系統包括空壓機、儲氣罐、醫用過濾器、氣體分配柜及長管呼吸器等，用于為下罐作業人員提供清潔安全的呼吸氣體；所述的廢氣回收系統用于回收清洗、烘干過程中產生的廢氣以進行再次的處理；所述的控制系統采用西門子S7-300為核心控制器，通過電纜與清洗設備的其他系統相連接，對整個清洗設備實現有序的集中控制；供水加熱系統中溫度變送器2及液位變送器3通過法蘭安裝于水罐1的相應位置，并通過屏蔽電纜與控制系統PLC的模擬量輸入模塊接線端子連接。供水電動球閥401 與ー個手動球閥501串聯安裝于一條供水管路上，另ー個手動球閥502并聯安裝于另一條供水管路上，形成供水閥組，供水電動球閥通過電纜與控制裝置內的端子排連接，控制系統 PLC輸出模塊下達指令，通過中間繼電器控制供水電動球閥的開/關并與水罐的液位變送器聯鎖，當水位低于預設位置時供水電動球閥自動打開，當水位高于預設位置時供水電動球閥自動關閉。在水罐入口的供水管路前端安裝三通管件，兩條支路分別為新鮮水管線及中水管線，并在兩個管線上安裝手動閥門503、504。當用戶檢測中水處理裝置的水質符合洗車用水要求吋，則關閉新鮮水管線手動閥門504，打開中水管線閥門503，由中水進行清洗罐車。當用戶檢測中水出來裝置的水質不符合洗車用水要求時，則打開新鮮水管線手動閥門504，關閉中水管線閥門503，由新鮮水進行清洗罐車，采用這樣エ藝即可最大可能節省新鮮水資源，又可保證罐車的清洗效果，達到節能的目的。水罐出ロ的供水管路通過手動閥門505，前置過濾器6與增壓泵7進液ロ連接。增壓泵7的回流管線與水罐1連接，增壓泵的冷卻水管線通過止回閥801與回流管線連接，回流水及冷卻水均回到水罐，這樣有效降低洗車的耗水量，達到節能減排的目的。水罐1的加熱采用エ業蒸汽混合加熱法，高溫蒸汽通過設有加熱閥組9的管路與水罐1連接，并與水罐1安裝的溫度變送器2聯鎖，當水溫高于設定值時則自動關閉加熱閥，當水溫低于設定值時則自動打開加熱閥，實現自動加熱功能。增壓泵7出液ロ通過高壓軟管與高壓管路連接，高壓管路上安裝壓カ變送器10，在與水射流清洗機11連接處又采用高壓軟管進行連接，并通過C形管12與三維洗罐器13連接。供水系統通過增壓泵將常壓水變成中高壓水，并通過高壓軟件及高壓管路，最終到達三維洗罐器，實現洗罐器的噴射功能，以達到清洗罐車內壁的作用。呼吸防護系統包括空壓機15、儲氣罐16、醫用過濾器17、氣體分配器18及長管呼吸器19等，通過空壓機15從高空取較潔凈的空氣，經過空壓機加壓，通過手動閥門506及氣路連接于儲氣罐16進氣ロ，儲氣罐16上安裝氣壓表161，排氣閥162，排液閥163，儲氣罐出氣ロ通過氣路連接于4個醫用過濾器17，將壓縮空氣進行浄化，通過氣路與清洗棧臺的氣體分配器18連接，并通過長管呼吸器19供給下罐作業人員呼吸使用。抽排污水系統包括第一污水罐22及第一真空泵23等，用于將清洗后的污水抽出并輸送至與其相連的中水處理系統；抽排污水系統通過棧臺抽污水軟管與ー視鏡21連接， 視鏡21與抽污水管路連接，并通過手動閥門507連接于第一污水罐22的進液ロ，第一污水罐22上安裝負壓表221、差壓液位變送器222、氮氣管路、真空線管路、排污水管路及其電動閥組。真空線管路與第一真空泵出口連接，氮氣管路與氮氣總線管網連接，排污水管路與中水處理系統RW連接，經過中水處理系統處理后，污水變成可利用的中水，并通過管路輸送給供水加熱系統的水罐以循環利用。第一真空泵排放ロ通過管路與廢氣回收系統RG連接， 將第一真空泵產生廢氣全部由廢氣回收系統進行回收處理。水射流清洗系統進一歩包括自動尋位裝置(圖中未示)，該自動尋位裝置由防爆紅外攝像頭、防爆紅外測距探頭、自動尋位控制裝置及行走驅動伺服電機等組成；所述的防爆紅外攝像頭安裝于水射流清洗機的機座旁；防爆紅外測距探頭選用4個，均勻安裝于水射流清洗機底座四周；自動尋位控制裝置主要由エ業計算機、圖像采集卡、數據采集卡及運動控制卡等組成，圖像采集卡、數據采集卡及運動控制卡安裝于エ業計算機的擴展插槽內， 圖像采集卡通過視頻線與防爆紅外攝像機連接，數據采集卡通過屏蔽電纜與防爆紅外測距探頭連接，運動控制卡通過屏蔽電纜、伺服驅動器與三維定位機14上設置的三個行走驅動伺服電機連接。抽殘油系統系統則通過棧臺抽液軟管與抽殘液管路連接，并通過電動三通球閥20 分別連接殘液罐M和第二污水罐25的進ロ，殘液罐M及第ニ污水罐25上安裝負壓表Ml、 251、差壓液位變送器對2、252、氮氣管路、真空線管路、排污水管路及其電動閥組。真空線管路與第二真空泵26出口連接，氮氣管路與氮氣總線管網連接，排污水管路與中水處理系統 RW連接，經過中水處理系統處理后，污水變成可利用的中水，并通過管路輸送給供水加熱系統的水罐以循環利用。排污油管路與油水分離裝置27連接。第二真空泵沈排放ロ通過管路與廢氣回收系統RG連接，將第二真空泵沈產生廢氣全部由廢氣回收系統進行回收處理。鼓風烘干系統則由密閉式烘干裝置觀通過氣路與鼓風機282連接，在氣路上加裝加熱裝置觀21，可實現冷熱風切換的功能。其中，如圖6a、6b所示，所述的密閉式烘干裝置，包括鼓風烘干控制裝置(圖中未示)、罐ロ密封蓋觀1、帶加熱裝置的鼓風機觀2、自動升降裝置、伸縮式進風筒觀3、伸縮式出風筒觀4、光解催化氧化裝置觀5、引風機、壓カ變送器286及壓カ自泄閥287等；所述的鼓風烘干控制裝置主要包括PLC、鼓風機、自動升降裝置及引風機的控制元件通過中間繼電器與PLC輸出模塊端子連接；所述的罐ロ封閉蓋可與鐵路罐車的罐ロ配合并進行封閉；所述的自動升降裝置由導軌2881、導輪觀82、滑動支撐座觀83、兩級伸縮桿觀84及進風筒固定托架觀85等構成，導軌觀81固定于烘干站臺上方。導輪觀82與導軌觀81配合安裝，可在導軌內滑動。滑動支撐座洲83—端固定在導輪觀82上，另一端與伸縮式出風筒284和伸縮式進風筒觀3固定。兩級伸縮桿觀84 —端固定安裝在滑動支撐座觀83上，另一端穿過罐ロ密封蓋281后，末端固定于進風筒固定托架2885上。其中，所述的鼓風烘干系統，包括鼓風烘干控制裝置、密閉式烘干裝置、帶加熱裝置的鼓風機、引風機等；所述的鼓風烘干控制裝置進ー步包括PLC、按鈕、指示燈、中間繼電器等元件。按鈕通過電纜與PLC輸入模塊端子連接。指示燈通過電纜與PLC輸出模塊端子連接。壓カ變送器通過屏蔽電纜與PLC模擬量輸入模塊端子連接。鼓風機、密閉式烘干裝置、引風機的控制元件通過中間繼電器與PLC輸出模塊端子連接；所述的密閉式烘干裝置進ー步包括罐ロ密封蓋、伸縮式進風筒、伸縮式出風筒、光解催化氧化裝置、自動升降裝置、 壓カ變送器、壓カ安全閥。罐ロ密封蓋可與鐵路罐車的罐ロ配合并進行密封，并于自動升級裝置緊固連接，伸縮式進風筒通過法蘭與鼓風機出風ロ管線連接，另一端通過罐ロ密封蓋與自動升降裝置連接，伸縮式出風筒一端通過法蘭與罐ロ密封蓋連接，另一端與光解催化氧化裝置進ロ管線連接，光解催化氧化裝置的出口管線與引風機進ロ管線連接，引風機出 ロ管線至高空對處理后的其他進行排放，壓カ變送器及壓カ安全閥分別安裝在罐ロ密封蓋的ー側，檢測鐵路罐車內烘干氣壓；所述的自動升降裝置進ー步包括導軌、導輪、滑動支撐座、兩級伸縮桿及進風筒固定托架等構成，兩級伸縮桿一端與進風筒固定托架相連，另一端與滑動支撐座相連，滑動支撐座上安裝有導輪，該導輪可在導軌內滑動，整個自動升降裝置通過兩級伸縮桿固定在罐ロ密封蓋上，使進風筒固定托架伸入罐體內部；廢氣回收系統由冷凝裝置和活性炭吸附裝置。冷凝裝置由多級冷凝熱換器、升溫裝置、氣液分離器等組成。苯經過密閉收集裝置進入到一級冷凝換熱器中進行預冷，首先由常溫冷凝到5°C，液態成分進入集液器，氣態成分進入ニ級冷凝換熱器繼續進行冷凝，溫度達到_15°C。經氣液分離器，液體流入集液器內，并最終流到儲油罐內儲存，尚未冷凝下來的氣體則由排放ロ進入活性炭吸附裝置，經過再次處理，達到回收利用環保的目的。活性炭吸附裝置由冷凝器排放ロ排出的氣體，進入到活性炭炭罐進行吸附，大部分的苯成分被活性炭吸附，排空氣體中苯的含量達到國家相關標準。在整個過程中，兩個活性炭炭罐交替進行吸附、脫附工作，當一個炭罐進行吸附時，另ー個炭罐則進行脫附再生；工作一個吸附周期后，兩個吸附罐切換工作狀態，以實現裝置連續工作。經真空泵脫附后的物質經集液罐，到冷凝裝置進行下一次冷凝液化過程。控制系統采用西門子S7-300為核心控制器，采用組態軟件為人機界面。系統采集信號通過電纜線與西門子輸入模塊端子連接，系統執行機構通過電纜與中間繼電器及西門子輸出模塊端子連接。控制系統通過電纜與自動尋位裝置，密閉式烘干裝置，廢氣回收系統，呼吸防護系統，三維定位機，水射流清洗機，真空泵，增壓泵，弓I風機，牽引系統等連接， 控制裝置實現有序的集中控制。三維定位機則采用鏈條與鏈輪的傳動機構代替原來絲杠的傳動方式，設備運行更加平穩可靠，在驅動方式上將原三相異步電動機改為伺服電機，以配合自動尋位裝置精確定位，使清洗機能準確安放于罐車罐ロ處。真空泵，增壓泵，引風機，儲水罐，視鏡，殘油罐，污水罐，中水處理系統，泵前的過濾器等均采用目前化工行業現有成熟設備。三維洗罐器采用德國產品，可實現360度公轉加自轉，清洗軌跡為網絡球面，以滿足罐車內壁圓柱面的清洗要求。牽引系統由驅動電機，雙排鏈條，鏈條支架，軋輥，張緊機構，輕軌道，小爬車等構成，可實現雙向牽引功能?，F場防爆儀表及電動球閥均采用目前石油化工企業入網的品牌產品。結合圖1所示，ー種鐵路罐車內壁清洗方法，是將鐵路罐車內壁清洗過程總體劃分為5個エ序，分別是罐車對位及抽殘液、水射流清洗罐車內壁及同步抽污水、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測。在罐車執行清洗作業時，則各エ序進行有序作業，有效的提高工作效率，降低能耗。該鐵路罐車內壁清洗方法以3輛鐵路罐車(或3的倍數)為ー 個編組，罐車內壁清洗過程的五個エ序分配到3個火車棧臺上進行流水作業。其中，第一清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液、水射流清洗罐車內壁及同步抽污水、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測的全部五個エ序；第二清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測四個エ序；第三清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液， 鼓風吹干及擦拭、罐車檢測三個エ序。本發明方法的具體步驟如下步驟ー由牽引系統將ー個編組的3輛罐車牽引至3個清洗棧臺，即第一罐車Cl 置于第一清洗棧臺Pl清洗位置，第二罐車C2置于第二清洗棧臺P2清洗位置，第三罐車C3 置于第三清洗棧臺P3清洗位置，然后統ー進行罐車對位及抽殘液エ序，既節省了分別抽殘液時間，又節省了真空泵抽吸的運行時間達到了節能的目的。步驟ニ 待抽殘液完畢由牽引系統將編組的第三罐車牽引至第一清洗棧臺清洗位置，由棧臺操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，待清洗結束后，自動提起水射流清洗機，收起抽污水管至安全高度。步驟三由牽引系統將第三鐵路罐車牽引至第二清洗棧臺，同時將第二罐車牽引至第一清洗棧臺，第一清洗棧臺由操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐 ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，同時第二清洗棧臺執行人エ清掃殘留物エ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭エ 序，等待第一清洗棧臺清洗完畢后，自動提起水射流清洗機，收起抽污水管至安全高度，同時第二清洗棧臺收起鼓風烘干系統至安全高度。步驟四由牽引系統將第三鐵路罐車牽引至第三清洗棧臺，第二鐵路罐車牽引至第二清洗棧臺，第一鐵路罐車牽引至第一清洗棧臺，第一清洗棧臺由操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水ェ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，同時第二清洗棧臺執行人ェ清掃殘留物ェ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭ェ序，待鼓風ェ序結束后自動提起鼓風烘干系統至安全高度，等待罐車檢測，同時第三清洗棧臺放下鼓風烘干系統繼續進行鼓風吹干及擦拭ェ序，待鼓風吹干及擦拭エ序結束后自動提起鼓風烘干系統至安全高度，等待罐車檢測。第一清洗棧臺完成水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序后，進行人工清掃殘留物エ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭エ序，待鼓風吹干及擦拭エ序結束后自動提起鼓風烘干系統至安全高度，等待罐車檢測，至此完成一組鐵路罐車水射流清洗全過程。結合圖3，在執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水的エ序時，根據G60型罐車的結構，在清洗時，采用了定點清洗的方式，并將清洗點設置成5點，以鐵路罐車罐ロ為界長端清洗3點，而短端清洗2點。通過安裝于水射流清洗機底座處的長短端限位，通過電纜線， 將信號傳輸至控制系統的PLC的輸入模塊，內置于PLC的CPU控制程序則自動觸發相應的長短端清洗程序，流程如圖5所示。如接收罐車長端信號，控制程序首先下達C型管前進指令，前進運行時間結束，下達第1點清洗指令，清洗時間結束后，再下達C型管后退指令，后退運行時間結束，下達第2點清洗指令，清洗時間結束后，下達C型管后退指令，后退運行時間結束，下達第3點清洗指令，清洗時間結束后，下達后退到位指令，在進行罐車短端清洗， 首先下達C型管前進指令，前進運行時間結束，下達第4點清洗指令，清洗時間結束后，下達 C型管后退指令，后退運行時間結束后，下達第5點清洗指令，清洗時間結束后，下達C型管后退到位指令，完成罐車5點清洗的過程。如接收罐車短端信號，則控制程序先下達4，5點清洗指令，再下達1，2，3點清洗指令完成罐車5點定點清洗的過程。采用此5點定點清洗的エ藝不僅有效提高清洗的覆蓋面積的同吋，又最大可能降低清洗作業時間，此清洗エ藝即可滿足清洗罐車質量要求，又可減少清洗作業時間，充分體現エ藝的節能環保的特點。結合圖4，抽排污水エ藝由原來的一洗一抽ー排的エ藝，改變為一洗ー抽不排水エ 藝，排水則與第一污水罐22的差壓液位變送器222聯鎖，當液位高于設定值時才進行自動排水，當液位低于設定值時則自動停止排水。第一污水罐22安裝于清洗棧臺下，抽污水管線一端連接清洗棧臺抽污水軟管，另一端與第一污水罐上端相應開ロ管線法蘭連接，抽污水管線通過法蘭安裝手動閥門。差壓液位變送器222通過法蘭安裝于第一污水罐側面，并通過屏蔽2芯電纜連接與控制裝置的PLC模擬量輸入模塊端子排。第一污水罐上端安裝現場顯示負壓表221。真空管線一端通過法蘭與第一污水罐上端相應開ロ管線連接，并安裝1 個支路手動閥門和1個自動控制閥組成真空閥組223，真空管線另一端連接真空泵23抽空線。氮氣管線一端通過法蘭與第一污水罐上端相應開ロ管線連接，另一端安裝1個支路手動閥門及1個自動控制閥組成氮氣閥組224，并與氮氣總管線通過法蘭連接。排污水管線ー 端與第一污水罐下端開ロ管線通過法蘭連接，另一端安裝1個支路手動閥門及1個自動控制閥組成排污水閥組225，并通過管線與中水處理系統RW連接。在自動控制閥與中水處理系統之間的污水管線上安裝ー個止回閥225。具體實施過程為，當水射流清洗罐車內壁的エ序啟動時，則同時啟動同步抽污水 エ藝，控制裝置發送控制指令，啟動真空泵，打開真空閥，關閉氮氣閥和排污水閥，進行抽污水作業。當水射流清洗罐車內壁作業結束后，關閉真空閥，關閉真空泵?？刂蒲b置在實時檢測污水罐液位值，當液位值達到預設的高位值時，不管水射流清洗罐車內壁的エ序是否進行或者停止，控制裝置發出指令，關閉真空閥，打開氮氣閥和排污水閥，將污水罐的污水通過氮氣頂至中水處理裝置中，當污水罐液位值到達預設低位值時，控制裝置在發出指令，關閉氮氣閥和排污水閥，打開真空閥，進行抽污水作業。采用此抽排污水エ藝，抽排污水エ藝完全由控制裝置自動完成，自動化程度高。排污水ェ藝與液位聯鎖，最大可能利用污水罐的空間儲存污水，同時也壓縮了氮氣的壓縮空間，大大降低了氮氣的消耗，達到節能環保的目的。
權利要求
1.ー種鐵路罐車內壁清洗設備，主要包括供水加熱系統，水射流清洗系統，抽殘油系統，抽排污水系統，牽引系統，控制系統，鼓風烘干系統，呼吸防護系統，中水處理系統，廢氣回收系統等構成；所述的牽引系統由驅動電機，雙排鏈條，鏈條支架，軋輥，張緊機構，輕軌道，小爬車等構成，可實現對鐵路罐車的雙向牽引功能；所述的抽殘油系統用于對鐵路罐車內殘留的化工品、油料等進行初步抽吸，收集；供水加熱系統用于給整個清洗設備提供適合溫度的水源，并將水源輸送到與其相連的水射流清洗系統；所述的水射流清洗系統包括三維定位機、水射流清洗機、增壓泵、自動調壓裝置和三維洗罐器，用于對鐵路罐車的清洗；所述的抽排污水系統包括污水罐及真空泵，用于將清洗后的污水抽出并輸送至與其相連的中水處理系統；所述的鼓風烘干系統包括鼓風烘干控制裝置、密閉式烘干裝置、帶加熱裝置的鼓風機、引風機，用于對清洗后的鐵路罐車進行鼓風烘干；所述的呼吸防護系統包括空壓機、儲氣罐、醫用過濾器、氣體分配器及長管呼吸器等，用于為下罐作業人員提供清潔安全的呼吸氣體；所述的廢氣回收系統用于回收清洗、烘干過程中產生的廢氣以進行再次處理； 所述的控制系統采用西門子S7-300為核心控制器，通過電纜與清洗設備的其他系統相連接，對整個清洗設備實現有序的集中控制；其特征在于其中，所述的供水加熱系統，采用中水和新鮮水互用的模式，增壓泵回流水和冷卻水全部回流進水罐；該供水加熱系統包括水罐、液位變送器、溫度變送器、供水電動閥、加熱電動閥、過濾器及供水管路；其中液位變送器、溫度變送器安裝于水罐上，并通過屏蔽電纜與控制系統的PLC相連；供水電動閥安裝于水罐入口供水管路上，并通過屏蔽電纜與控制系統的PLC相連；加熱電動閥安裝于水罐入ロ加熱管路上，并通過屏蔽電纜與控制系統的PLC相連；在水罐入口的供水管路前端安裝三通管件，兩條支路分別為新鮮水管線及中水管線，并在兩個管線上安裝有閥門；水罐出口的供水管路通過閥門、前置過濾器與增壓泵的進液ロ 連接；增壓泵的回流管線與水罐連接，增壓泵的冷卻水管線通過止回閥與回流管線連接，回流水及冷卻水均回到水罐；水罐的加熱采用エ業蒸汽混合加熱法，高溫蒸汽通過設有加熱電動閥的管路與水罐連接，并與溫度變送器聯鎖，當水溫高于設定值時則自動關閉加熱閥， 當水溫低于設定值時則自動打開加熱閥，實現自動加熱功能；其中，所述的水射流清洗系統進一歩包括水射流清洗機自動尋位裝置，該自動尋位裝置由防爆紅外攝像頭、防爆紅外測距探頭、自動尋位控制裝置及行走驅動伺服電機組成；所述的防爆紅外攝像頭安裝于水射流清洗機的機座旁；防爆紅外測距探頭選用3 6個，均勻安裝于水射流清洗機底座四周；自動尋位控制裝置主要由エ業計算機、圖像采集卡、數據采集卡及運動控制卡組成，圖像采集卡、數據采集卡及運動控制卡安裝于エ業計算機的擴展插槽內，圖像采集卡通過視頻線與防爆紅外攝像機連接，數據采集卡通過屏蔽電纜與防爆紅外測距探頭連接，運動控制卡通過屏蔽電纜、伺服驅動器與三維定位機上設置的三個行走驅動伺服電機連接；其中，所述的鼓風烘干系統，包括鼓風烘干控制裝置、密閉式烘干裝置、帶加熱裝置的鼓風機、引風機；所述的鼓風烘干控制裝置包括PLC、按鈕、指示燈、中間繼電器；按鈕通過電纜與PLC輸入模塊端子連接；指示燈通過電纜與PLC輸出模塊端子連接；壓力變送器通過屏蔽電纜與PLC模擬量輸入模塊端子連接；鼓風機、密閉式烘干裝置、引風機的控制元件通過中間繼電器與PLC輸出模塊端子連接。
2.根據權利要求1所述的ー種鐵路罐車內壁清洗設備，其特征在于所述的密閉式烘干裝置進ー步包括罐ロ密封蓋、伸縮式進風筒、伸縮式出風筒、光解催化氧化裝置、自動升降裝置、壓カ變送器、壓カ安全閥；罐口密封蓋可與鐵路罐車的罐ロ配合并進行密封，并于自動升級裝置緊固連接，伸縮式進風筒通過法蘭與鼓風機出風ロ管線連接，另一端通過罐 ロ密封蓋與自動升降裝置連接，伸縮式出風筒一端通過法蘭與罐ロ密封蓋連接，另一端與光解催化氧化裝置進ロ管線連接，光解催化氧化裝置的出口管線與引風機進ロ管線連接， 引風機出口管線至高空對處理后的其他進行排放，壓カ變送器及壓カ安全閥分別安裝在罐 ロ密封蓋的ー側，檢測鐵路罐車內烘干氣壓。
3.根據權利要求2所述的ー種鐵路罐車內壁清洗設備，其特征在于所述的自動升降裝置包括導軌、導輪、滑動支撐座、兩級伸縮桿及進風筒固定托架，導軌固定于烘干站臺上方；導輪與導軌配合安裝，可在導軌內滑動；滑動支撐座一端固定在導輪上，另一端與伸縮式出風筒和伸縮式進風筒固定；兩級伸縮桿一端固定安裝在滑動支撐座上，另一端穿過圓錐式罐蓋后，末端固定于進風筒固定托架上。
4.ー種鐵路罐車內壁清洗方法，是將鐵路罐車內壁清洗過程總體劃分為5個エ序，分別是罐車對位及抽殘液、水射流清洗罐車內壁及同步抽污水、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測；該鐵路罐車內壁清洗方法以3或3的倍數輛鐵路罐車為ー個編組，罐車內壁清洗過程的五個エ序分配到3個火車棧臺上進行流水作業；其中，第一清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液、水射流清洗罐車內壁及同步抽污水、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測的全部五個エ序；第二清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液、人工清掃殘留物、 鼓風吹干及擦拭、罐車檢測四個エ序；第三清洗棧臺可完成罐車對位及抽殘液，鼓風吹干及擦拭、罐車檢測三個エ序；該方法的具體步驟如下步驟ー由牽引系統將ー個編組的3輛罐車牽引至3個清洗棧臺，即第一罐車置于第一清洗棧臺清洗位置，第二罐車置于第二清洗棧臺清洗位置，第三罐車置于第三清洗棧臺清洗位置，然后統一進行罐車對位及抽殘液エ序；步驟ニ待抽殘液完畢由牽引系統將編組的第三罐車牽引至第一清洗棧臺清洗位置， 由棧臺操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，待清洗結束后，自動提起水射流清洗機，收起抽污水管至安全高度；步驟三由牽引系統將第三罐車牽引至第二清洗棧臺，同時將第二罐車牽引至第一清洗棧臺，第一清洗棧臺由操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，同時第二清洗棧臺執行人エ清掃殘留物エ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭エ序，等待第一清洗棧臺清洗完畢后，自動提起水射流清洗機，收起抽污水管至安全高度，同時第二清洗棧臺收起密閉式烘干裝置至安全高度；步驟四由牽引系統將第三罐車牽引至第三清洗棧臺，第二罐車牽引至第二清洗棧臺， 第一罐車牽引至第一清洗棧臺，第一清洗棧臺由操作人員啟動自動尋位裝置，將水射流清洗機安放于罐ロ后，執行水射流清洗罐車內壁及同步抽污水ェ序，對鐵路罐車內壁進行清洗，同時第二清洗棧臺執行人ェ清掃殘留物ェ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭ェ序，待鼓風ェ序結束后自動提起鼓風烘干系統至安全高度，等待罐車檢測，同時第三清洗棧臺放下密閉式烘干裝置繼續進行鼓風吹干及擦拭エ序，待鼓風吹干及擦拭エ 序結束后自動提起密閉式烘干裝置至安全高度，等待罐車檢測；第一清洗棧臺完成水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序后，進行人工清掃殘留物エ序，清理完畢后放下鼓風烘干系統，進行鼓風吹干及擦拭エ序，待鼓風吹干及擦拭エ序結束后自動提起密閉式烘干裝置至安全高度，等待罐車檢測，至此完成一組鐵路罐車水射流清洗全過程。
5.根據權利要求4所述的ー種鐵路罐車內壁清洗方法，其中，所述水射流清洗罐車內壁及同步抽污水エ序，對鐵路罐車內壁進行清洗采用定點清洗的方式，并將清洗點設置成5 點，以鐵路罐車罐ロ為界，長端清洗3點，短端清洗2點。
全文摘要
本發明涉及一種鐵路罐車內壁清洗設備及方法，該設備包括供水加熱系統，水射流清洗系統，抽殘油系統，抽排污水系統，牽引系統，控制系統，鼓風烘干系統，呼吸防護系統，中水處理系統，廢氣回收系統；該方法是將鐵路罐車內壁清洗過程劃分為5個工序，以3或3的倍數輛鐵路罐車為一個編組，罐車內壁清洗過程的五個工序分配到3個火車棧臺上進行流水作業；第一清洗棧臺完成罐車對位及抽殘液、水射流清洗罐車內壁及同步抽污水、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測的全部五個工序；第二清洗棧臺完成罐車對位及抽殘液、人工清掃殘留物、鼓風吹干及擦拭、罐車檢測四個工序；第三清洗棧臺完成罐車對位及抽殘液，鼓風吹干及擦拭、罐車檢測三個工序。
文檔編號B60S3/00GK102553869SQ20121000608
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者吳明飛, 張國柱, 楊國寶, 潘俊輝, 胡強, 邱峰, 郭寶林 申請人:郭寶林