CN103613060B - 真空绝热式超低温介质船用输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空绝热式超低温介质船用输送装置，后真空箱的气相口和液相口分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接气相接口和液相接口，后真空箱与中真空箱之间通过气相旋转接头和真空气相内管连接形成气相流道以及通过液相旋转接头和真空液相内管连接形成液相流道；中真空箱分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接气相外管和液相外管一端，气相外管和液相外管另一端分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接气相阀门和液相阀门。本发明解决了原有装卸臂结霜和结冰造成冷损现象；能降低气化产生的BOG，减轻系统循环处理的压力，克服旋转部件低温变型造成的泄漏，防止了接口冰冻，提高了连接速度和装卸时间，无须氮气保护，节约了运行成本。

Description

真空绝热式超低温介质船用输送装置

技术领域

本发明涉及一种超低温介质船用输送装置，尤其是一种用于超低温介质，如液氧、液氮、LNG等超低温液体或气体的装卸船或船用LNG的加注输送装置。

背景技术

超低温介质船用输送装置使用时，首先将立柱安装在预制的基础上，分别将气相和液相接口法兰连接安装到来自罐区的管网，完成安装调试工作。当槽船进站装卸或加注时，让槽船停靠在码头上并系缆于本装置设计的包络范围内，然后起动电液系统，用遥控手柄操作液压系统，驱动油缸带动液相内管和外管向外延展靠近槽船，最后用快速接头与槽船液相接口对接。同样方法完成气相管连接后，开始对槽船进行装卸或加注LNG等超低温介质。

目前国内超低温介质装卸槽船用的大多是进口装卸臂，其缺陷一是装卸过程中管臂结霜结冰造成冷损；二是不断气化产生BOG气体，给系统带来一定压力；三是旋转接头产生冰冻，造成旋转困难或无法旋转甚至泄漏；四是法兰接口产生冰冻，装卸或加注结束后拆卸困难。另一方面常规装卸臂的旋转接头需要氮气流通保护，增加了运营成本。 目前全球市场应用的旋转接头都是采用径向密封，这种密封对加工精度要求非常高，相对几何尺寸少有变化将直接影响径向端面密封的效果，产生泄漏。

发明内容

本发明是要解决现有装卸臂结霜和结冰造成冷损现象、降低气化产生的BOG、减轻系统循环处理的压力、克服旋转部件低温变型造成的泄漏、防止接口冰冻，而提供一种真空绝热式超低温介质船用输送装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种真空绝热式超低温介质船用输送装置，包括立柱、液相接口、后真空箱、真空液相内管、真空液相外管、液相阀门、气相接口、真空气相内管、中真空箱、真空液相外管、真空气相外管、气相阀门、微调平衡缸、接口高度微调管、垂管垂直弹簧缸、真空垂管，其特点是：后真空箱的进气口和进液口分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接气相接口和液相接口，后真空箱与中真空箱之间通过气相旋转接头和真空气相内管连接形成气相流道以及通过液相旋转接头和真空液相内管连接形成液相流道；中真空箱分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接真空气相外管和真空液相外管一端，真空气相外管和真空液相外管另一端分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接气相阀门和液相阀门。

液相阀门一端通过真空弯管、液相旋转接头F与重心调节管连接，重心调节管通过液相旋转接头E连接真空液相外管，液相旋转接头F上面配装锁紧装置，液相阀门另一端连接真空绝热快速连接装置B。

气相阀门一端通过气相真空弯管、气相旋转接头H、气相S形真空管和气相旋转接头G连接真空垂管，真空垂管通过气相旋转接头F连接真空高度微调管，真空高度微调管通过气相旋转接头E连接真空气相外管，气相锁紧装置A和气相锁紧装置B分别配置在气相旋转接头G和气相旋转接头H上，气相阀门另一端连接真空绝热式快速连接装置A。

立柱中设有配2，配重通过回转轴承和转盘经固定在转盘上的钢丝绳和配重调节板组成升降平衡系统，其中转盘一端与立柱中的配重转动连接，另一端连接钢丝绳的起端，钢丝绳的终端经过导向轮变向后卧于配重调节板外轮廓上的槽口内并固定在配重调节板的凹缺处。

接口高度微调管平衡缸内装有弹簧，一端与固定在气相旋转接头外侧法兰上的支板相连，另一端与固定在气相旋转接头内侧法兰上的支板相连,与接口高度微调管平行组成四连杆平衡系统；垂管垂直弹簧缸内装有弹簧,一端与固定在气相旋转接头E外侧法兰上的支板相连，另一端与固定在真空垂管上法兰上的支板相连，组成真空垂管垂直调节系统。

本发明的有益效果是：

本发明采用多层真空绝热管道和真空绝热旋转接头以及真空绝热快速连接装置实现快速连接进行加注以及装卸。一是解决了原有装卸臂结霜和结冰造成冷损现象；二是降低气化产生的BOG，减轻系统循环处理的压力；三是克服了旋转部件低温变型造成的泄漏；四是防止接口冰冻，提高连接速度和装卸时间；五是无须氮气保护，节约了运行成本。同时，本装置还运用了低压油缸平衡辅助系统解决了对船加注和装卸过程中流体及管道对被加船的额外负载，保证被加船在不受任何外力平稳停靠中作业。

由于本发明的所有过流管道和旋转接头都采用了真空绝热方式，所以解决了过去超低温介质用金属软管和常规鹤管装卸槽车过程中产生结霜和结冰导致旋转困难、操作笨重等现象，降低了超低温介质在装卸设备管内气化升温所造成的损失，减轻了气化和挥发气体二次处理的成本，缓解泵的工作频率和系统压力；同时由于本发明采用真空绝热方式，所以省去了过去装卸臂旋转接头需要氮气流通保护的方式，降低了运行成本。

附图说明

图1是本发明的结构立体图之一；

图2是本发明的结构立体图之二。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1，2所示，本发明的真空绝热式超低温介质船用输送装置，包括立柱1、配重2、转盘3、回转轴承4、液相接口5、回转支撑6、钢丝绳7、液相旋转接头A8、后真空箱9、液相旋转接头B10、气相旋转接头A11、气相旋转接头B12、气相接口13、真空液相内管14、真空气相内管15、液相旋转接头C16、中真空箱17、气相旋转接头C18、连杆架19、内管升降油缸20、第一水平回转动轮21、双向油缸22、水平回转钢丝绳23、第二水平回转动轮24、液相旋转接头D25、气相旋转接头D26、液相外管伸展油缸27、气相外管伸展油缸28、真空液相外管29、真空气相外管30、接口高度微调管31、微调管平衡缸32、垂管垂直弹簧缸33、气相旋转接头E34、气相旋转接头F35、真空垂管36、气相锁紧装置A37、气相旋转接头G38、气相旋转接头H39、气相锁紧装置B40、气相阀门41、真空绝热式快速连接装置A42、液相旋转接头E43、重心调节管44、液相锁紧装置45、液相旋转接头F46、真空绝热快速连接装置B47、液相阀门48、配重调节板49、气相真空弯管50、气相S形真空管51。

组装连接关系和方式如下：立柱1通过回转支撑6与后真空箱9连接组成主机的支撑与回转部分，液相接口5穿过立柱1外壁通过液相旋转接头A8进入后真空箱9再由后真空箱9内不锈钢波纹管变向后与液相旋转接头B10相连，液相旋转接头B10通过真空液相内管14与液相旋转接头C16相连，液相旋转接头C16通过中真空箱17内的不锈钢波纹管与液相旋转接头D25相连，液相旋转接头D25通过真空液相外管29与液相旋转接头E43相连，液相旋转接头E43通过重心调节管44和液相锁紧装置45与液相旋转接头F46相连，液相旋转接头F46通过真空弯管52与液相阀门48和真空绝热快速连接装置B47相连组成液相过流系统。

气相接口13通过气相旋转接头A11进入后真空箱经真空箱内9不锈钢波纹管与气相旋转接头B12相连，气相旋转接头B12通过真空气相内管15与气相旋转接头C18相连，气相旋转接头C18通过中真空箱17内的不锈钢波纹管与气相旋转接头D26相连，气相旋转接头D26通过真空气相外管30与气相旋转接头E34相连，气相旋转接头E34通过接口高度微调管31与气相旋转接头F35相连，气相旋转接头F35通过真空垂管36与气相旋转接头G38相连，气相旋转接头G38通过水平回转的气相真空S管51与气相旋转接头H39相连，气相旋转接头H39通过气相真空弯管50与气相阀门41和真空绝热式快速连接装置A42相连组成气相过流系统。

双向油缸22两端装有可转动的第一水平回转动轮21和第二水平回转动轮24，第一、二水平回转动轮21、24上缠绕水平回转钢丝绳23并缠绕在立柱1外径上，水平回转钢丝绳23的两端回定在立柱1后方组成水平回转系统。

内管升降油缸20一端连接在后真空箱9上另一端连接在连杆架19上，连杆架19后端焊有配重调节板49并与真空液相内管14和真空气相内管15以及后真空箱9与中真空箱17组成四连杆机构的升降系统。

液相外管伸展油缸27一端固定在中真空箱17下方另一端固定在液相真空外管29上组成液相外管伸展系统。气相外管伸展油缸28一端固定在中真空箱17的下方另一端固定在真空气相外管上组成气相管伸展系统。

位于立柱1中的配重2通过回转轴承4和转盘3经固定在转盘3上的钢丝绳7与配重调节板49上组成升降平衡系统。

微调管平衡缸32内装有弹簧通过固定在气相旋转接头E34外侧法兰上的支板和气相旋转接头F35内侧法兰上的支板相连与接口高度微调管31组成四连杆平衡系统；垂管垂直弹簧缸33内装有弹簧通过固定在气相旋转接头E34外侧法兰上的支板和真空垂管36上法兰上的支板相连组成真空垂管垂直调节系统。

工作原理和方式如下：起动液压控制系统，按水平动作按扭驱动双向油缸22向左或向右运动使后真空箱9带动真空气相内管15、真空液相内管14和真空气相外管30、真空液相外管29向右或向左水平转动，直至对向槽船接口为止。当双向油缸22杆向左推动第一水平回转动轮21时，由于水平回转钢丝绳23的两个端头都固定在立柱1后方，所以第一水平回转动轮21将逆时针方向转动，在反作用下双向油缸22将以回转支撑6为中心带动后真空箱9向右转动，完成水平回转对位，反之向左转动；水平转动初步对位后，驱动内管驱动油缸20推动连杆架19带动真空液相内管14和真空气相内管15向上或向下仰浮，同时驱动液相外管伸展油缸27带动真空液相管29使真空绝热快速连接装置B47向前或向后、向上或向下调节，直至与槽船接口对位并快速连接为止；再驱动气相外管伸展油缸28带动真空气相管30使真空绝热快速连接装置A42尽量靠近槽船只接口，然后拉动真空绝热快速连接装置A42向下或向上、向前或向后、向左或向右变位与槽船接口对位并快速连接，此时为手动，在微调管平衡缸32和垂管垂直弹簧缸33的平衡作用下用不大于5公斤的力量便可轻松操作。当所有连接完成后，将液压电磁阀置于浮动位置解除所有液压油缸的驱动力，使液压缸杆可以随其带动的部件自由的逆动。由于本装置是空载下的自由平衡，所以在工作状态下，当流体流过内管和外管时，其平衡将被打破，因此在将电磁阀置于浮动位置同时也打开了另一路经调节阀调节的低压供油系统为所有液压油缸供油，使液压油缸起液压弹簧作用，克服过流过程中的平衡差，减轻本装置对被加装介质船的作用力。气相锁紧装置A37、气相锁紧装置B40、液相锁紧装置45均为停止作业收拢时锁紧定位作用，其结构是锁紧杆内有弹簧和锁紧心轴，向下压动手柄时心轴向上提起，脱离锁紧板孔后打开锁紧，对准锁紧板孔放开手柄即锁紧。平衡配重系统中配重调节板49是异形凸轮状，当连接架19向上竖起时配重调节板49向下旋转，此时配重调节板49上钢丝绳的作用点与配重调节板49的轴心距最短，在配重2重量不变情况下配重调节板49力矩最小，正好对应连接架19竖起时连接架自重及其所附带的所有部件产生的最小力距。反之，当连接架19完全打开至水平位置时其所附带的部件产生的力矩最大，此时配重调节板49随着连接架19向下运动而向上旋转至水平位置，在配重2不变的情况下配重调节板49力矩最大，正好对应连接架19处于水平位置时连接架自重及其所附带的所有部件产生的最大力矩。

本发明还独创了旋转接头的轴向密封，这种密封能克服加工精度和公差误差产生的径向跳动以及超低温状态下内外圈的几何变形所造成的泄漏问题，满足了高低温差较大情况下交变应力变化巨大的工况，增长了密封圈的使用寿命和维修成本。

本发明的液压油缸采用双路高低压供油系统，使液压油缸除了起推动作用还在浮动时起平衡辅助作用，解决了装卸过程中因管道过流时的失衡给被加船带来的负担。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种真空绝热式超低温介质船用输送装置，包括立柱(1)、液相接口(5)、后真空箱(9)、真空液相内管(14)、液相阀门(48)、气相接口(13)、真空气相内管(15)、中真空箱(17)、真空液相外管(29)、真空气相外管(30)、气相阀门(41)、接口高度微调管（31）、微调平衡缸（32）、垂管垂直弹簧缸（33）、真空垂管（36），其特征在于：所述后真空箱(9)的进气口和进液口分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接气相接口(13)和液相接口(5)，后真空箱(9)与中真空箱(17)之间通过气相旋转接头和真空气相内管(15)连接形成气相流道以及通过液相旋转接头和真空液相内管(14)连接形成液相流道；中真空箱(17)分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接真空气相外管(30)和真空液相外管(29)一端，真空气相外管(30)和真空液相外管(29)另一端分别通过气相旋转接头和液相旋转接头连接气相阀门(41)和液相阀门(48)。

2.根据权利要求1所述的真空绝热式超低温介质船用输送装置，其特征在于：所述液相阀门(48)一端通过液相真空弯管（52）、液相旋转接头F(46)与重心调节管(44)连接，重心调节管(44)通过液相旋转接头E（43）连接真空液相外管(29)，液相旋转接头F(46)上面配装液相锁紧装置(45)，液相阀门(48)另一端连接真空绝热快速连接装置B(47)。

3.根据权利要求1所述的真空绝热式超低温介质船用输送装置，其特征在于：所述气相阀门(41)一端通过气相真空弯管（50）、气相旋转接头H(39)、气相S形真空管（51）和气相旋转接头G(38)连接真空垂管(36)，真空垂管(36)通过气相旋转接头F(35)连接接口高度微调管(31)，所述接口高度微调管(31)通过气相旋转接头E（34）连接真空气相外管(30)，气相锁紧装置A(37)和气相锁紧装置B(40)分别配置在气相旋转接头G（38）和气相旋转接头H（39）上，气相阀门(41)另一端连接真空绝热式快速连接装置A(42)。

4.根据权利要求1所述的真空绝热式超低温介质船用输送装置，其特征在于：所述立柱（1）中设有配重(2)，配重(2)通过回转轴承(4)和转盘(3)经固定在转盘(3)上的钢丝绳(7)和配重调节板(49)组成升降平衡系统，其中转盘(3)一端与立柱(1)中的配重(2)转动连接，另一端连接钢丝绳(7)的起端，钢丝绳(7)的终端经过导向轮变向后卧于配重调节板(49)外轮廓上的槽口内并固定在配重调节板(49)的凹缺处。

5.根据权利要求1所述的真空绝热式超低温介质船用输送装置，其特征在于：所述微调平衡缸(32)内装有弹簧，微调平衡缸（32）的一端与固定在气相旋转接头E(34)外侧法兰上的支板相连，另一端与固定在气相旋转接头F(35)内侧法兰上的支板相连,与接口高度微调管(31)平行组成四连杆平衡系统；所述垂管垂直弹簧缸(33)内装有弹簧,垂管垂直弹簧缸(33)的一端与固定在气相旋转接头E(34)外侧法兰上的支板相连，另一端与固定在真空垂管(36)上法兰上的支板相连，组成真空垂管(36)垂直调节系统。