CN105173005B - 一种cng运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置 - Google Patents

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一种CNG运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，属于压力容器的船载支承设备领域，结构中包括在瓶式压力容器底部和仓底板之间的滑动限位结构，以及对限位机构的支撑复位装置，其关键在于：滑动限位结构由限定在瓶式压力容器底部的球面法兰和限定于仓底板上的配套法兰托圈组成，球面法兰借助于元宝簧组合形成的支撑复位装置实现对瓶式压力容器随机应变复位。通过在瓶式压力容器底部和仓底板之间的滑动限位结构，以及对滑动限位结构的支撑复位装置，直接缓冲吸收瓶式压力容器受到的竖直向上下振动、左右摆动和前后颠簸复合成的外部负载冲击力，为在复杂、多样的海况下实现CNG船舶运输创造了必要的前提条件。

Description

一种CNG运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置
技术领域
本发明属于压力容器的船载支承设备领域，具体涉及一种CNG运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置。
背景技术
随着天然气迅速普及使用，天然气已成为主要的绿色清洁能源之一。目前，压缩天然气(CNG)大多采用压力容器存储、运输方式可分为陆上拖车运输和船舶集中运输。
采用船舶运输时，在各种海况下船舶航行时，船体不可避免的产生振荡(因波浪所致的纵摇、横摇和垂荡)，存储压缩天然气的压力容器底部将直接承受来自竖直向上下振动、左右摆动和前后颠簸复合而成的外部负载冲击力，在极端情况下(如风暴)，这些外部负载冲击力可能非常大；当外部负载冲击力超过压力容器所能承受的极限时，造成压力容器被强迫弯曲破坏或屈曲而产生损坏，导致天然气泄漏到船舱内，产生诸如爆炸等安全隐患。
目前，船载压力容器底部支撑装置大多采用的结构是在支撑架和压力容器之间设置缓冲吸能材料(如橡胶、橡胶与泡沫复合材料等)来吸收外部负载冲击力；由于缓冲吸能材料存在吸能极限的特性，使压力容器支撑装置只能适应、吸收缓冲一般海况所造成的外部负载冲击力；但是船舶航行时所遇到海况存在多样、复杂性，压力容器还是存在非常大的安全隐患风险。因此，如何设计出满足复杂海况下的船载压力容器底部支撑装置成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种CNG运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，通过在瓶式压力容器底部和仓底板之间的滑动限位结构，以及对滑动限位结构的支撑复位装置，直接缓冲吸收瓶式压力容器受到的竖直向上下振动、左右摆动和前后颠簸复合成的外部负载冲击力，为在复杂、多样的海况下实现CNG船舶运输创造了必要的前提条件。
本发明采用的技术方案：一种CNG运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，结构中包括在瓶式压力容器底部和仓底板之间的滑动限位结构，以及对限位机构的支撑复位装置，其关键在于：滑动限位结构由限定在瓶式压力容器底部的球面法兰和限定于仓底板上的配套法兰托圈组成，球面法兰借助于元宝簧组合形成的支撑复位装置实现对瓶式压力容器随机应变复位。
进一步：支撑复位装置结构包括设置在瓶式压力容器底部的球面法兰,预紧螺栓将球面法兰限位在固连于底座上的法兰托圈上、并形成沿邻接的球面转动的自由度，设置在球面法兰盘和仓底板之间的预紧螺栓上设置有高弹橡胶垫和元宝簧组合形成具有垂直向支撑和分离后的复位装置。
在元宝簧和仓底板之间设有密封垫。
在元宝簧外侧套装有密封橡胶套。
在球面法兰和法兰托圈上分别设置有互相配合的配合的球面和锥面。
所述球面法兰的球面与法兰托圈的锥面之间的空隙装有润滑油、并借助于橡胶密封圈形成润滑密封结构。
采用本发明产生的有益效果：(1)本发明通过在瓶式压力容器底部和仓底板之间的滑动限位结构，以及对限位机构的支撑复位装置，直接缓冲吸收瓶式压力容器受到的竖直向上下振动、左右摆动复合成的外部负载冲击力，减小了压力容器产生的振荡幅度，为在复杂、多样的海况下实现CNG船舶运输创造了必要的前提条件；(2)球面法兰的球面与法兰托圈的锥面构成滑动限位结构形成瓶式压力容器的摆动支撑结构，使瓶式压力容器可以跟随船体纵摇和横摇产生摇摆动作，降低了瓶式压力容器直接承受左右摆动和前后颠簸复合成的摇摆外部负载冲击力而造成压力容器变形和损坏的风险；(3)高弹橡胶垫和元宝簧沿预紧螺栓竖直向伸缩，可有效吸收瓶式压力容器受到竖直向外部负载冲击力，保持瓶式压力容器内壁不变形、损坏。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A的结构放大图；
图3是图2中B的结构放大图；
附图中：1是底座，1-1是法兰托圈，1-1-1是锥面，2是瓶式压力容器，2-1是球面法兰，2-1-1是球面，2-2是预紧螺栓，2-3是高弹橡胶垫，2-4是元宝簧，2-5是密封垫，2-6是密封橡胶套，2-7是橡胶密封圈，2-8是耐磨导向套。
具体实施方式
参看附图1-3，一种CNG运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，结构中包括在瓶式压力容器2底部和仓底板1之间的滑动限位结构，以及对滑动限位结构的支撑复位装置，其特征在于：滑动限位结构由限定在瓶式压力容器2底部的球面法兰2-1和限定于仓底板1上的配套法兰托圈1-1组成，球面法兰2-1借助于元宝簧组合形成的支撑复位装置实现对瓶式压力容器2随机应变复位。法兰托圈1-1焊接固定在仓底板1上。CNG货运船在海面上航行时，受到波浪影响，船体产生纵摇、横摇和垂荡，导致船舱内呈竖直向限位状态的瓶式压力容器2受到来自竖直向上下振动、左右摆动和前后颠簸复合成的外部负载冲击力；本发明通过在仓底板1上设置法兰托圈1-1和设置在瓶式压力容器2底部的球面法兰2-1构成的滑动限位结构和元宝簧组合形成的支撑复位装置，直接缓冲吸收来自竖直向上下振动、左右摆动和前后颠簸复合成的外部负载冲击力，降低了因外部负载冲击力超过瓶式压力容器2所能承受的极限而被损坏的风险，从而有效降低了瓶式压力容器2产生泄漏几率，提高了瓶式压力容器2的船载运输安全系数，为在复杂、多样的海况下实现CNG船舶运输创造了必要的前提条件。
参看附图2，支撑复位装置结构包括设置在瓶式压力容器2底部的球面法兰2-1,预紧螺栓2-2将球面法兰2-1限位在固连于底座1上的法兰托圈1-1上、并形成沿邻接的球面转动的自由度，设置在球面法兰2-1和仓底板1之间的预紧螺栓2-2上设置有高弹橡胶垫2-3和元宝簧2-4组合形成具有垂直向支撑和分离后的复位装置。预紧螺栓2-2安装时，施加一定的预紧力，使元宝簧2-4和高弹橡胶垫2-3保持一定的压缩度产生预紧压缩力；船体产生垂荡而使瓶式压力容器2受到竖直向加速度的情况下，在瓶式压力容器2向下运动时：元宝簧2-4和高弹橡胶垫2-3共同缓冲吸收瓶式压力容器2所受到的向下外部负载冲击力；在瓶式压力容器2向上运动时：元宝簧2-4和高弹橡胶垫2-3共同缓冲吸收瓶式压力容器2所受到的向上外部负载冲击力；当外部负载冲击力消失时，借助于元宝簧2-4和高弹橡胶垫2-3预紧压缩力的作用，瓶式压力容器2复位到初始位置。这种结构可有效降低瓶式压力容器2受到竖直向加速度的情况下瓶式压力容器2内壁产生变形、损坏的风险，有效降低了瓶式压力容器2产生泄漏的几率。
元宝簧2-4与预紧螺栓2-2之间设有耐磨导向套2-8；耐磨导向套2-8在元宝簧2-4压缩或释放时起导向作用，并且提高了元宝簧2-4的耐磨度。在元宝簧2-4和仓底板1之间设有密封垫2-5；密封垫2-5可以减少元宝簧2-4与仓底板1之间的磨损。元宝簧2-4外侧套装有密封橡胶套2-6；密封垫2-6和密封橡胶套2-7构成包裹元宝簧2-4的密封空间，在密封空间内填充润滑油，起润滑、防锈蚀的作用。
参看附图3，在球面法兰2-1和法兰托圈1-1上分别设置有互相配合的1-1配合的球面2-1-1和锥面1-1-1。球面法兰2-1的球面2-1-1与法兰托圈1-1的锥面1-1-1之间的空隙装有润滑油、并借助于橡胶密封圈2-7形成润滑密封结构。船体产生纵摇、横摇而使瓶式压力容器2受到左右摆动和前后颠簸复合成的摇摆外部负载冲击力时，借助于球面法兰2-1的球面2-1-1与法兰托圈1-1的锥面1-1-1构成的滑动限位结构，瓶式压力容器2可以跟随船体纵摇和横摇产生摇摆动作，并借助于设置在球面法兰2-1和仓底板1之间的预紧螺栓2-2、元宝簧2-4和高弹橡胶垫2-3构成支撑复位装置缓冲吸收瓶式压力容器2直接承受左右摆动和前后颠簸复合成的摇摆外部负载冲击力，降低了瓶式压力容器2变形和损坏的风险，在外部负载冲击力消失时，借助于支撑复位装置复位。

Claims (6)

1.一种CNG 运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，结构中包括在瓶式压力容器（2）底部和仓底板（1）之间的滑动限位结构，以及对滑动限位结构的支撑复位装置，其特征在于：滑动限位结构由限定在瓶式压力容器（2）底部的球面法兰（2-1）和限定于仓底板（1）上的配套锥面的法兰托圈（1-1）组成，预紧螺栓（2-2）将球面法兰（2-1）限位在法兰托圈（1-1）上，并形成沿邻接的球面转动的自由度，预紧螺栓（2-2）上设有元宝簧组合形成的支撑复位装置，球面法兰（2-1）借助于元宝簧组合形成的支撑复位装置实现对瓶式压力容器（2）随机应变复位。
2.根据权利要求1 所述的CNG 运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，其特征在于：设置在球面法兰（2-1）和仓底板（1）之间的预紧螺栓（2-2）上设置有高弹橡胶垫（2-3）和元宝簧（2-4）组合形成具有垂直向支撑和分离后的复位装置。
3.根据权利要求2 所述的CNG 运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，其特征在于：在元宝簧（2-4）和仓底板（1）之间设有密封垫（2-5）。
4.根据权利要求2 所述的CNG 运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，其特征在于：在元宝簧（2-4）外侧套装有密封橡胶套（2-6）。
5.根据权利要求1 所述的CNG 运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，其特征在于：在球面法兰（2-1）和法兰托圈（1-1）上分别设置有互相配合的球面（2-1-1）和锥面（1-1-1）。
6.根据权利要求5 所述的CNG 运输船用的瓶式压力容器底部应变支撑装置，其特征在于：所述球面法兰（2-1）的球面（2-1-1）与法兰托圈（1-1）的锥面（1-1-1）之间的空隙装有润滑油、并借助于橡胶密封圈（2-7）形成润滑密封结构。
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