專利名稱：U形彈簧平衡式流體制品轉注鉸接臂的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在一個基座和一個活動貯存器例如裝載在載重汽車或鐵路貨車上的貯罐之間轉注流體制品、液體制品或氣體制品。
這些流體制品可以是多種多樣的，沒有限制，例如石油產品，尤其是汽油或液化石油氣(GPL)，或者尤其是化學品、酸或溶劑。
實際上，這些流體制品主要是液體，但是一般與氣相處于平衡狀態(tài)，因此，與其說是液體制品，不如更準確地說是流體制品；液相和氣相有時要分開來加以轉注。
實際上，存在各種各樣的適于裝載在各種支承件(載重汽車或鐵路貨車)上的貯罐。另一方面，貯罐配有用于連接到流體制品轉注管上的連接凸緣，這些連接凸緣可按照多種方式配置在貯罐體上。實際上，在進行轉注操作時，并不能確保裝載貯罐的活動支承件例如載重汽車或鐵路貨車相對于基座始終準確地處于相同的相對位置。
因此，基座和活動貯存器的連接凸緣之間只有通過一種具有一定變形能力的裝置進行連接。流體制品轉注裝置，往往稱為轉注臂或裝卸臂，有兩種可能的類型或者是包括一個撓性部分，這可能存在老化問題；或者是由一系列至少兩個彼此鉸接的管段構成。
因此，實際上，當準備進行轉注操作的時候，使流體制品轉注臂處于適當?shù)南鄬ξ恢?，以便使所述臂的自由端相對于所述貯罐的連接凸緣進行布置(另一端一般永久性地與管接頭相連接)。這種操作一般由一個操作人員進行，不需要用很大的力。由于難以使臂的自由端以自動化的方式準確地相對于連接凸緣進行布置，因此，難以對流體制品轉注臂采用使操作人員省力的機械化操縱；這意味著要熟練掌握操縱轉注臂相對位置的自動裝置，因此，可能要花費資金對操作人員進行長時間培訓。不管怎么樣，這種自動化控制都意味著要付出較多的費用。
為了避免操作人員在手動操縱流體制品轉注臂時用較大的力，現(xiàn)已提出各種平衡裝置，用于當圍繞軸線的臂的管段的相對位置發(fā)生變化時，至少局部地補償由質量移動所產生的圍繞鉸接軸線(主要是圍繞水平軸線)的力矩變化。
第一類平衡裝置使用一個或若干配重，這些配重與平衡臂部分相對地加以固定。采用這個方法是有效的，然而比較笨重。
另一類平衡裝置使用彈簧，例如往往是圓柱形螺旋式鋼扭力彈簧，所述彈簧與旋轉接頭相連接或連接在其內部；也可以是阿基米德螺旋式或雙曲線螺旋式鋼扭力彈簧。
其他一類平衡裝置使用一個鋼壓縮彈簧，所述彈簧常常沿平衡臂部分進行布置，或者布置在一個固定在平衡臂上的稱為平衡盒或彈簧盒的裝置中。
其他一類平衡裝置使用鋼拉力彈簧，所述彈簧常常沿臂進行布置。
其他結構的平衡裝置使用千斤頂，例如氮氣千斤頂、氣動千斤頂、液壓千斤頂或電動千斤頂。
當然，這些型式的平衡裝置并不是互不相容的，現(xiàn)已提出在同一個轉注臂上使用多種平衡裝置。
所述各種各樣的平衡裝置有其固有的優(yōu)越性和缺陷。但是，總而言之，可以說目前不存在既有效又不太笨重、又安全可靠又成本不高的平衡裝置。因此，例如配置配重(如上所述)，可以在較大的位置范圍內確保有效平衡，但是代價是很笨重；至于其他方案，一般來說，平衡效果完全相似，當所述轉注臂用于在中間靜止相對位置兩側移動一定距離(對于布置在中間相對位置兩側的轉注臂的構型來說，并非始終具有平衡裝置的位置對稱性)而常常會導致運動構件發(fā)生誤運轉的危險時，尤其如此。
本發(fā)明旨在彌補上述缺陷。
為此，本發(fā)明提出一種轉注流體、液體或氣體制品的鉸接臂，這種轉注臂包括兩個管段和一個平衡裝置。所述管段彼此由一個具有水平軸線的旋轉接頭加以連接。所述平衡裝置與每個管段相連接，以便在管段之間進行相對轉動時，補償圍繞旋轉接頭的軸線的力矩變化。所述轉注臂，其特征在于，所述平衡裝置包括一個U形彈簧，該U形彈簧具有兩個簧臂，其端部都與各自的一個管段相連接。
尤其是，所述彈簧的簧臂可以靠近或者遠離，以便當管段在靜止相對位置兩側一個相對于另一個移動時，所述彈簧具有差不多對稱的狀態(tài)。
根據(jù)可選地加以結合的本發(fā)明最佳裝置-U形彈簧的每個端部可以圍繞一個與旋轉接頭的軸線相平行的軸線鉸接在其各自的管段上；-U形彈簧的至少一個端部包括若干座孔，用于接納一個使之與各自的管段相連接的構件；-U形彈簧簧臂的每個端部包括若干座孔，用于接納一個使之與各自的管段相連接的構件；-兩個管段在旋轉接頭的兩側分別配有固定爪，這些固定爪成形這種型式，使U形彈簧的兩個簧臂差不多布置在與旋轉接頭的軸線相垂直的同一個平面上；-U形彈簧用合成材料制成；-U形彈簧涂覆有一層硅酮護層。
參照附圖和非限制性實施例，本發(fā)明目的、特征和優(yōu)越性將得到更好理解。
附圖如下

圖1是本發(fā)明轉注流體制品的鉸接臂的一部分的正視圖；圖2是所述轉注流體制品的鉸接臂的俯視圖；圖3是所述轉注流體制品的鉸接臂的側視圖，以及圖4是圖1至3所示鉸接臂的U形彈簧的側視圖。
圖1至3局部地示出一個流體、液體或氣體制品轉注臂，該轉注臂包括一個第一管段1、一個第二管段2、一個具有水平軸線的旋轉接頭3以及一個平衡裝置4，此平衡裝置與每個管段相連接，以便當管段之間圍繞所述水平軸線進行相對轉動時，對由于重力作用而引起的圍繞旋轉接頭軸線的力矩變化進行補償。
在所示的實施例中，第一管段1呈水平狀態(tài)，包括一個用來與一個具有豎直軸線的第二旋轉接頭6相連接的90°彎頭5。所述第二旋轉接頭6通過一個第二直角彎頭7同具有水平軸線的旋轉接頭3相連接。
在附圖所示的布局中，第二管段2呈水平狀態(tài)，平行于第一管段1。所述第二管段2在其左端端部配有一個同旋轉接頭3相連接的第三90°彎頭8。
因此，根據(jù)每個旋轉接頭6和3的角位置，相對于第一管段1來說，第二管段2可以采取任何方位角和仰角的角方位(當然是在一定的移動距離內)。
實際上，同每個旋轉接頭3和6相連接的彎頭7本身構成一個管段，通過一個具有水平軸線的旋轉接頭同第二管段2相連接。
平衡裝置4同每個所述管段2和7相連接。因此，所述平衡裝置間接地同第一管段1相連接，但是，如果旋轉接頭6具有一個豎直軸線，那么，無需任何平衡作用力來補償所述旋轉接頭轉動時的角位置變化。
所述平衡裝置主要由一個U形彈簧10構成，該彈簧具有兩個簧臂11和12，這兩個簧臂在彈簧靜止時差不多彼此平行，其端部11A和12A都分別同管段2和7中之一相連接。
U形彈簧的每個所述端部最好圍繞一個同旋轉接頭的軸線相平行的軸線鉸接在其各自的管段上。但是，在其他實施例中，如果彈簧材料的彈性允許的話，可以確定成，所述彈簧的端部與管段的連接可以不自由轉動，而只是使所述端部進行變形。
這里，通過一個銷釘13或14使彈簧的端部鉸接安裝在各自的管段上，所述銷釘穿過開在所述彈簧10簧臂端部上的座孔。
例如為了調節(jié)一定的彈簧的彈性恢復，U形彈簧的至少一個簧臂端部最好根據(jù)需要包括若干座孔，用于接納一個使之同其管段相連接的構件，例如所述銷釘13或14。
當然，最好是彈簧的每個簧臂端部都包括若干這樣的座孔。
正如圖4所示的彈簧那樣，圖4示出單獨的彈簧10，彈簧的每個簧臂端部包括一個組件15或16，在所述組件上開有四個圓柱形座孔，當然，其軸線垂直于簧臂11和12的平面。
在圖4所示的實施例中，所述組件15或16連接在彈簧10的簧臂端部，更準確地說，連接在所述簧臂的內側。這相當于這樣一種彈簧的結構，其中，簧臂11和12的材料以及連接所述簧臂的底部材料可以不同于組件15和16的材料，這兩個組件所承受的應力不同于施加在U形彈簧本身上的應力，因為要求U形彈簧具有良好的彈性，尤其是要抗老化，經得住氣候的劇烈變化。而組件15和16的材料應滿足尤其是具有良好抗磨損性的應力條件，因為平衡裝置工作時對所述組件的座孔的內表面產生摩擦。
當然，如果U形彈簧本身的材料的性能允許的話，用于接納連接件例如銷釘13和14的一個或若干座孔則可以直接開在所述端部11A和12A上。
必要時，如果要使組件15和16更牢固地固定在U形件的端部，那么，可以相對于所述端部11A和12A在組件15和16的對面配置輔助組件17和18，以便用未示出的螺栓穿過所述端部11A和12A進行固定。在未示出的其他實施例中，組件15和16可以是環(huán)繞U形件端部11A和12A的一個單件的一部分。
組件15和16的一個和/或另一個可以布置在U字的外部。
由具有水平軸線的旋轉接頭3加以連接的兩個管段7和8+2，在所述旋轉接頭的兩側都配有固定爪20和21。這些固定爪最好布置成這樣，U形彈簧的兩個簧臂11和12差不多布置在與旋轉接頭的軸線相垂直的同一個平面上，即布置在同圖2所示平面相垂直的一個平面中，或者布置在同圖1所示平面相平行的一個平面中。
如同附圖所示的彈簧那樣，就固定爪20而言，所述爪可以由一個覆蓋件構成，該覆蓋件可以配有加強件20A和20B(見圖1)，如圖3所示，并具有一個朝左上方定向的彎頭，使其配有一個凸耳25的端部相對于固定在管段8+2本身上的所述固定爪20的下部，沿另一個管段即管段7偏心地加以布置。就另一個固定爪21而言，所述固定爪由兩個同旋轉接頭3的水平軸線相平行的錯開的凸耳構成，用于在其端部之間接納U形件10的端部12A。
實際上，可以選擇很不相同的方式來安裝U形彈簧。
在未示出的其他實施例中，爪20直接固定在管段2上，而不緊靠旋轉接頭3。
用于將U形件的端部11A連接到固定爪20上的連接件14，最好包括一個軸線頸26，該軸線頸適于在端部構件25中轉動，完全可以通過螺釘固定來接納連接件例如銷釘14。
U形件的兩個臂最好差不多位于同旋轉接頭3的旋轉軸線相垂直的同一平面上，其優(yōu)越性在于，由于配置所述平衡裝置，因此避免出現(xiàn)并非圍繞所述軸線的純力矩的作用力。
U形彈簧最好用合成材料制成，例如使用樹脂涂覆的玻璃纖維或碳纖維，加工(模制)成U形，最后予以干燥。經過干燥的彈簧進入精加工階段，經過切邊、精加工、鉆孔，可以用硅酮(或其他市場上買得到的材料)涂覆一層修飾護層。最后，通過螺栓固定，布置防銹的組件15,16,17,18。
實際上，所述U形彈簧最好涂覆硅酮護層，有效防止U形件材料受到各種外部侵蝕。
顯然，使用這種彈簧，尤其是選用合成材料，可以在若干daNn至230daNn以上的足夠大的范圍內補償向車輛或從車輛轉注液體制品的臂的平衡力矩。因此，使用本發(fā)明彈簧，可以改善裝卸人員為車輛或從車輛轉注液體制品時的工作位置條件。實際上，根據(jù)需要以及U形彈簧在一定范圍的特性，可以使用相同的鉸接軸線并排平行安裝若干U形彈簧。
因此，本發(fā)明比公知裝置的簡單增力機構具有更為有效的平衡作用，而且簡單、安全可靠、成本較低。實際上，所獲得的平衡效果非常接近使用配重所達到的良好平衡效果，但是，使用配重，運轉起來比較笨重。
本發(fā)明提出的平衡裝置在附圖中以大比例示出。但是，相對于液體制品轉注臂系統(tǒng)(可包括若干管段，圖1至3中僅示出一部分)來說，本發(fā)明沒有公知方案笨重。
根據(jù)其固定情況，本發(fā)明提出的平衡裝置與一個彈簧盒比較起來，在要平衡的部分上不具有過載。
本發(fā)明裝置所實現(xiàn)的平衡，以管段2朝下和朝上成同一角度的方式起作用因此，具有作用對稱性。
顯然，本發(fā)明平衡裝置可以在標準水平位置上方20°和下方20°的移動距離內達到絕對值至少為5kg的臂的平衡。
特別是當使用合成材料制作彈簧時，所述彈簧的重量比公知平衡系統(tǒng)的輕得多。
從安全性的角度來看，當臂在自重作用下下垂時，當試驗中甚至對臂增加過載進行觀測時，所述彈簧不會斷裂，但是，如果使之劇烈下落，則所述彈簧可能會受到損壞。必要時，可以配置止動件，以限制U形臂接近(甚至分開)。至于所述臂的分開，也可以通過一條固定到所述臂上的纜繩而加以限制。
所提出的裝置固定起來很簡單，無需任何特殊工具。
由于配有若干座孔用于插入銷釘(或其他連接件)，因此，平衡調節(jié)比較簡單，只要彈簧具有足夠的彈性以確保轉注臂的多種平衡即可。
上述裝置不大受通常氣溫變化的影響。另外，從其設計來看(尤其是由于U形件的合成材料的特性)，所述裝置不大受紫外線輻射的影響。因此，無需任何保護涂層。
本發(fā)明平衡裝置由于設計簡單，因此差不多無需備件。
權利要求
1．一種轉注流體、液體或氣體制品的鉸接臂，這種臂包括兩個管段(7,8+2)和一個平衡裝置(4,10)，所述管段彼此由一個具有水平軸線的旋轉接頭(3)加以連接，所述平衡裝置與每個管段相連接，以便在管段之間進行相對轉動時，補償圍繞旋轉接頭的軸線的力矩變化，其特征在于，所述平衡裝置包括一個U形彈簧(10)，該U形彈簧具有兩個簧臂(11,12)，其端部(11A,12A)都與各自的一個管段相連接。
2．根據(jù)權利要求1所述的臂，其特征在于，U形彈簧的每個端部圍繞一個與旋轉接頭的軸線相平行的軸線鉸接(13,14)在其各自的管段上。
3．根據(jù)權利要求1或2所述的臂，其特征在于，U形彈簧的至少一個端部包括若干座孔(15,16)，用于接納一個使之與各自的管段相連接的構件(13,14)。
4．根據(jù)權利要求3所述的臂，其特征在于，U形彈簧的每個簧臂端部都包括若干座孔，用于接納一個使之與各自的管段相連接的構件。
5．根據(jù)權利要求1至4中之一所述的臂，其特征在于，兩個管段在旋轉接頭的兩側分別配有固定爪(20,21)，這些固定爪成形成這樣，使U形彈簧的兩個簧臂(11,12)基本布置在與旋轉接頭的軸線相垂直的同一個平面上。
6．根據(jù)權利要求1至6中之一所述的臂，其特征在于，U形彈簧(10)用合成材料制成。
7．根據(jù)權利要求6所述的臂，其特征在于，U形彈簧(10)涂覆有一層硅酮護層。
全文摘要
一種轉注流體制品的鉸接臂,這種臂包括兩個管段(7,8+2)和一個平衡裝置(4,10)。所述管段彼此由一個具有水平軸線的旋轉接頭(3)加以連接。所述平衡裝置與每個管段相連接,以便在管段之間進行相對轉動時,補償圍繞旋轉接頭的軸線的力矩變化。所述臂的特征在于,所述平衡裝置包括一個U形彈簧(10),該U形彈簧具有兩個簧臂(11,12),其端部(11A,12A)都與各自的一個管段相連接。
文檔編號B67D9/00GK1305434SQ9980715
公開日2001年7月25日 申請日期1999年3月26日 優(yōu)先權日1998年6月9日
發(fā)明者雅克·施戴芬 申請人:Fmc歐洲公司