CN110254640A - 一种lng运输船 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LNG运输船。所述LNG运输船包括船体，安装在船体上的驾驶舱，船体上有多个沿船体中心线方向分布的液货舱，位于液货舱内的多个用于储存LNG的储罐，还包括安装在液货舱内且用于放置储罐的液货架，安装在储罐上用于抑制翻滚现象的防分层装置。所述液货架包括主架，主架上有多个沿Z方向均匀分布的隔板，安装在隔板上且用于支撑储罐的放置装置，安装在主架上且用于取放储罐的运输装置。本发明克服了现有技术的不足，提供了一种专门用于LNG运输的船舶，该船舶结构合理、工作效率高、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种LNG运输船。
背景技术
天然气是一种储量丰富的清洁的碳氢化合物燃料，已成为近年世界上增长速度最快的矿物燃料。将天然气从产地运往市场的方法有两种：一种是用长距离输气管道将天然气送往用于，但管道长度在1650-3300公里范围内才有经济效益；另一种是将天然气在-160℃的低温下使其变成液态，成为LNG，然后再用船将LNG运往使用地区，为此需在使用地区建设接收终端，将LNG再度气化使其重返气体状态，然后通过管道将气态的天然气送往发电厂和其他用户。
运输过程中，LNG储存在储罐内，储罐放置在LNG运输船的液货舱内。但是现有的LNG运输船存在以下问题：一是储罐重叠堆放的，放罐和取罐普遍都是依靠人工一个一个取放，费时费力；二是在运输过程中，储罐内的LNG会出现温度分层现象，分层现象会加速LNG的气化过程，导致LNG出现翻滚，瞬间制造巨大的压力，带来巨大的安全隐患。
发明内容
本发明公开了一种LNG运输船，包括船体，安装在船体上的驾驶舱，船体上有多个沿船体中心线方向分布的液货舱，位于液货舱内的多个用于储存LNG的储罐，其特征在于：
还包括安装在液货舱内且用于放置储罐的液货架，安装在储罐上用于抑制翻滚现象的防分层装置；
所述液货架包括主架，主架上有多个沿Z方向均匀分布的隔板，安装在隔板上且用于支撑储罐的放置装置，安装在主架上且用于取放储罐的运输装置。
本发明公开的一种优选的LNG运输船，其特征在于，所述运输装置包括底座，安装在底座上且沿X方向分布的一对副架，通过滚动轴承转动安装在副架内且沿X方向分布的一对丝杆，与丝杠螺纹连接且沿X方向分布的一对固定座，两端安装在固定座且移动地安装在副架上的支撑板，安装在底座上且位于副架之间、用于驱动主动齿轮的第一电机，安装在底座上且沿X方向分布的一对支撑架，通过滚动轴承转动安装在支撑架上且沿X方向分布的一对主轴，安装在主轴上且与主动齿轮啮合、沿X方向分布的一对从动齿轮，安装在主轴上且沿X方向分布的一对过渡齿轮，安装在固定轴上且与过渡齿轮啮合、沿X方向分布的一对驱动齿轮，固定轴通过滚动轴承转动安装在副架上；
支撑板上有承载组件，承载组件包括移动地安装在支撑板上的运输板，安装在支撑板上且用于推动运输板的电动推杆，安装在支撑板上且位于运输板下方、用于与运输板可拆卸连接的第一电磁铁，安装在运输板顶部且沿X方向分布的一对滑动轨道B，安装在运输板顶部且沿X方向分布的一对齿条。
本发明公开的一种优选的LNG运输船，其特征在于，所述放置装置包括移动地安装在隔板上的放置板，通过滚动轴承转动安装在放置板底部的传动轴，安装在放置板底部且用于带动传动轴转动的第二电机，安装在传动轴上且可以与齿条啮合、沿X方向分布的一对传动齿轮，安装在隔板上且位于放置板下方、用于与隔板可拆卸连接的多个第二电磁铁。
本发明公开的一种优选的LNG运输船，其特征在于，所述防分层装置包括一端穿入储罐且安装在储罐上、中空结构的固定管，通过滚动轴承转动安装在固定管内的转轴，安装在储罐上且位于储罐外、用于带动转轴转动的第三电机，安装在转轴上且位于储罐内的第一齿轮，安装在固定管上且位于储罐内的U形座，安装在U形座上且沿储罐中心轴线方向分布、中空结构的一对支撑管，通过滚动轴承转动安装在支撑管内且沿储罐中心轴线方向分布的一对驱动轴，安装在驱动轴上且与第一齿轮啮合、沿储罐中心轴线方向分布的一对第二齿轮；
支撑管上有第三齿轮，第三齿轮安装在支撑管远离第一齿轮的一端，第三齿轮与第四齿轮啮合，第四齿轮通过支撑轴垂直安装在驱动轴远离第一齿轮的一端；
第四齿轮上有同心设置的搅拌盘；
第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮均为锥齿轮且完全相同。
本发明公开的一种优选的LNG运输船，其特征在于，所述搅拌盘上有多个搅拌槽，搅拌槽围绕搅拌盘中心轴线周向分布；
搅拌盘为中空结构，搅拌盘内填充有液氮。
本发明公开的一种优选的LNG运输船，其特征在于，所述搅拌槽可以为扇形、椭圆形、多边形、圆形中的一种或几种。
本发明公开的一种优选的LNG运输船，其特征在于，所述两个搅拌盘之间的夹角为90°。
本发明公开的一种优选的LNG运输船，其特征在于，所述运输板顶部有第三电磁铁，第三电磁铁用于运输板与放置装置可拆卸连接。
本发明的工作原理如下：当需要将储罐从隔板上取下时，启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做上升运动，使承载组件移动到与需要移动的储罐所在隔板高度；第一电磁铁、第二电磁铁松开，电动推杆伸长，推动运输板向靠近放置装置的方向移动，滑动轨道A与滑动轨道B对齐，滑动轨道A与滑动轨道B的上端面平齐，齿条抵接传动齿轮，第二电机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而带动放置板向靠近承载装置方向移动，将放置装置转移到承载组件上，即储罐转移到承载组件上；转移完成后，第三电磁铁将放置板固定在运输板上，电动推杆恢复原长，第一电磁铁将运输板固定在支撑板上；再次启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做下降运动，完成储罐的取下。
当需要将储罐放到隔板时，启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做上升运动，使承载组件移动到与需要移动的储罐所在隔板高度；第一电磁铁、第三电磁铁松开，电动推杆伸长，推动运输板向靠近放置装置的方向移动，滑动轨道A与滑动轨道B对齐，滑动轨道A与滑动轨道B的上端面平齐，第二电机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而带动放置板向靠近承载装置方向移动，将放置装置转移到隔板上，即储罐转移到隔板上；转移完成后，第二电磁铁将放置板固定在隔板上，电动推杆恢复原长，第一电磁铁将运输板固定在支撑板上；再次启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做下降运动，完成储罐的放置。
整个过程中，第三电机带动搅拌盘持续工作。
本发明具有有益效果：本发明克服了现有技术的不足，提供了一种专门用于LNG运输的船舶，该船舶结构合理、工作效率高、安全可靠。
附图说明
图1为本发明船体结构示意图；
图2为本发明液货架主视图；
图3为图2中A部分放大图；
图4为图2中B部分放大图；
图5为本发明液货架左视图；
图6为本发明放置座剖视图；
图7为本发明防分层装置结构示意图。
图中标记如下：
100-船体，101-驾驶舱，102-液货舱。
200-储罐，201-外罐，202-内罐，203-支撑块。
300-液货架，301-主架，302-隔板，303-放置装置，304-运输装置，305-滑动轨道A，306-底座，307-副架，308-丝杠，309-固定座，310-支撑板，312-第一电机，313-支撑架，314-主轴，315-过渡齿轮，316-驱动齿轮，317-固定轴，319-运输板，320-电动推杆，321-第一电磁铁，322-滑动轨道B，323-齿条，324-放置板，325-传动轴，326-第二电机，327-传动齿轮，328-第二电磁铁，329-放置座，330-第三电磁铁，331-线性滑轨，332-主动齿轮，333-从动齿轮。
400-防分层装置，401-固定管，402-转轴，403-第三电机，404-第一齿轮，405-U形座，406-支撑管，407-驱动轴，408-第二齿轮，409-第三齿轮，410-第四齿轮，411-支撑轴，412-搅拌槽，413-搅拌盘。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图5所示，一种LNG运输船，包括船体100，安装在船体100上的驾驶舱101，船体100上有多个沿船体100中心线方向分布的液货舱102，位于液货舱102内的多个用于储存LNG的储罐200，安装在液货舱102内且用于放置储罐200的液货架300，安装在储罐200上用于抑制翻滚现象的防分层装置400；
所述液货架300包括主架301，主架301上有多个沿Z方向均匀分布的隔板302，安装在隔板302上且用于支撑储罐200的放置装置303，安装在主架301上且用于取放储罐200的运输装置304。
所述隔板302上有一对沿X方向分布的滑动轨道A305。
如图2、图4、图5所示，所述运输装置304包括底座306，安装在底座306上且沿X方向分布的一对副架307，通过滚动轴承转动安装在副架307内且沿X方向分布的一对丝杆，与丝杠308螺纹连接且沿X方向分布的一对固定座309，两端安装在固定座309且移动地安装在副架307上的支撑板310，安装在底座306上且位于副架307之间、用于驱动主动齿轮332的第一电机312，安装在底座306上且沿X方向分布的一对支撑架313，通过滚动轴承转动安装在支撑架313上且沿X方向分布的一对主轴314，安装在主轴314上且与主动齿轮332啮合、沿X方向分布的一对从动齿轮333，安装在主轴314上且沿X方向分布的一对过渡齿轮315，安装在固定轴317上且与过渡齿轮315啮合、沿X方向分布的一对驱动齿轮316，固定轴317通过滚动轴承转动安装在副架307上；
每个副架307上有一对线性滑轨331，支撑板310安装在线性滑轨331上。
通过第一电机312、主动齿轮332、从动齿轮333、驱动齿轮316等传递动力，带动两根丝杠308同步转动，固定座309在丝杠308上沿上下方向做升降运动，支撑板310随固定座309运动。
支撑板310上有承载组件，承载组件包括移动地安装在支撑板310上的运输板319，安装在支撑板310上且用于推动运输板319的电动推杆320，安装在支撑板310上且位于运输板319下方、用于与运输板319可拆卸连接的第一电磁铁321，安装在运输板319顶部且沿X方向分布的一对滑动轨道B322，安装在运输板319顶部且沿X方向分布的一对齿条323，安装在运输板319顶部且用于运输板319与放置装置303可拆卸连接第三电磁铁330。
通过电动推杆320的伸缩带动运输板319在X方向运动，使运输板319靠近或远离放置装置303，为储罐200在X方向上的移动做好准备；通过第一电磁铁321实现运输板319在支撑板310上固定与松开，可靠方便。
如图2、图3、图5所示，所述放置装置303包括安装在滑动轨道A305上的放置板324，通过滚动轴承转动安装在放置板324底部的传动轴325，安装在放置板324底部且用于带动传动轴325转动的第二电机326，安装在传动轴325上且可以与齿条323啮合、沿X方向分布的一对传动齿轮327，安装在隔板302上且位于放置板324下方、用于与隔板302可拆卸连接的多个第二电磁铁328，安装在放置板324上用于限位储罐200的放置座329；
如图6所示，放置座329内设有弧形槽，弧形槽内表面有用于减震缓冲的橡胶材料。
通过放置装置303与运输装置304的配合工作，解决了现有储罐200的放罐、取罐普遍都是依靠人工一个一个取放，费时费力的问题，自动完成储罐200的转移工作。
通过支撑板310、承载组件随固定座309在上下方向做升降运动，使承载组件移动到与需要移动的储罐200所在隔板302高度，利用电动推杆320伸长，推动运输板319向靠近放置装置303的方向移动，滑动轨道A305与滑动轨道B322对齐，滑动轨道A305与滑动轨道B322的上端面平齐，齿条323抵接传动齿轮327，第二电机326带动齿轮转动，齿轮与齿条323啮合，从而带动放置板324在X方向上移动，完成储罐200的转移；整个移动过程平稳、省时省力。
如图7所示，所述储罐200包括外罐201，通过支撑块203安装在外罐201内的内罐202，外罐201与内罐202之间形成真空隔热层；
储罐200上有进液管、排气管，进液管、排气管均与内罐202连通。
所述防分层装置400包括一端穿入储罐200且安装在储罐200上、中空结构的固定管401，通过滚动轴承转动安装在固定管401内的转轴402，安装在储罐200上且位于储罐200外、用于带动转轴402转动的第三电机403，安装在转轴402上且位于储罐200内的第一齿轮404，安装在固定管401上且位于储罐200内的U形座405，安装在U形座405上且沿储罐200中心轴线方向分布、中空结构的一对支撑管406，通过滚动轴承转动安装在支撑管406内且沿储罐200中心轴线方向分布的一对驱动轴407，安装在驱动轴407上且与第一齿轮404啮合、沿储罐200中心轴线方向分布的一对第二齿轮408；
支撑管406上有第三齿轮409，第三齿轮409安装在支撑管406远离第一齿轮404的一端，第三齿轮409与第四齿轮410啮合，第四齿轮410通过支撑轴411垂直安装在驱动轴407远离第一齿轮404的一端；
第四齿轮410上有同心设置的搅拌盘413，两个搅拌盘413之间的夹角为90°；
第一齿轮404、第二齿轮408、第三齿轮409、第四齿轮410均为锥齿轮且完全相同。
所述搅拌盘413上有多个扇形的搅拌槽412，搅拌槽412围绕搅拌盘413中心轴线周向分布；搅拌盘413为中空结构，搅拌盘413内填充有液氮。
通过防分层装置400保证储罐200内LNG温度的均匀性，避免出现温度分层现象；利用第三电机403带动第一齿轮404转动，第一齿轮404与第二齿轮408啮合，驱动轴407转动，第四齿轮410转动，第四齿轮410与第三齿轮409啮合，搅拌盘413随第四齿轮410运动；搅拌盘413将上下的LNG混合、翻滚，保证温度分布均匀，利用搅拌盘413内的液氮为LNG降温，使LNG与搅拌盘413接触充分。
该LNG运输船的控制系统采用性能稳定的可编程数控系统(PLC)座作为中央控制系统，用触摸屏实现整机的程序输入和运行控制，利用触摸屏实现放置装置、防分层装置、运输装置的全自动控制，并根据实际情况与设置：支撑板上升的高度，搅拌盘的转速等参数。控制系统具有示校功能、断点记忆功能、断弧保护功能。
本发明公开的海洋牧场的工作原理如下：
当需要将储罐从隔板上取下时，启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做上升运动，使承载组件移动到与需要移动的储罐所在隔板高度；
第一电磁铁、第二电磁铁松开，电动推杆伸长，推动运输板向靠近放置装置的方向移动，滑动轨道A与滑动轨道B对齐，滑动轨道A与滑动轨道B的上端面平齐，齿条抵接传动齿轮，第二电机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而带动放置板向靠近承载装置方向移动，将放置装置转移到承载组件上，即储罐转移到承载组件上；转移完成后，第三电磁铁将放置板固定在运输板上，电动推杆恢复原长，第一电磁铁将运输板固定在支撑板上；再次启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做下降运动，完成储罐的取下。
当需要将储罐放到隔板时，启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做上升运动，使承载组件移动到与需要移动的储罐所在隔板高度；第一电磁铁、第三电磁铁松开，电动推杆伸长，推动运输板向靠近放置装置的方向移动，滑动轨道A与滑动轨道B对齐，滑动轨道A与滑动轨道B的上端面平齐，第二电机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而带动放置板向靠近承载装置方向移动，将放置装置转移到隔板上，即储罐转移到隔板上；转移完成后，第二电磁铁将放置板固定在隔板上，电动推杆恢复原长，第一电磁铁将运输板固定在支撑板上；再次启动第一电机，支撑板、承载组件随固定座在上下方向做下降运动，完成储罐的放置。
整个过程中，第三电机带动搅拌盘持续工作。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (8)
1.一种LNG运输船，其特征在于，包括船体(100)，安装在船体(100)上的驾驶舱(101)，船体(100)上有多个沿船体(100)中心线方向分布的液货舱(102)，位于液货舱(102)内的多个用于储存LNG的储罐(200)，其特征在于：
还包括安装在液货舱(102)内且用于放置储罐(200)的液货架(300)，安装在储罐(200)上用于抑制翻滚现象的防分层装置(400)；
所述液货架(300)包括主架(301)，主架(301)上有多个沿Z方向均匀分布的隔板(302)，安装在隔板(302)上且用于支撑储罐(200)的放置装置(303)，安装在主架(301)上且用于取放储罐(200)的运输装置(304)。
2.如权利要求1所述的一种LNG运输船，其特征在于，所述运输装置(304)包括底座(306)，安装在底座(306)上且沿X方向分布的一对副架(307)，通过滚动轴承转动安装在副架(307)内且沿X方向分布的一对丝杆，与丝杠(308)螺纹连接且沿X方向分布的一对固定座(309)，两端安装在固定座(309)且移动地安装在副架(307)上的支撑板(310)，安装在底座(306)上且位于副架(307)之间、用于驱动主动齿轮(332)的第一电机(312)，安装在底座(306)上且沿X方向分布的一对支撑架(313)，通过滚动轴承转动安装在支撑架(313)上且沿X方向分布的一对主轴(314)，安装在主轴(314)上且与主动齿轮(332)啮合、沿X方向分布的一对从动齿轮(333)，安装在主轴(314)上且沿X方向分布的一对过渡齿轮(315)，安装在固定轴(317)上且与过渡齿轮(315)啮合、沿X方向分布的一对驱动齿轮(316)，固定轴(317)通过滚动轴承转动安装在副架(307)上；
支撑板(310)上有承载组件，承载组件包括移动地安装在支撑板(310)上的运输板(319)，安装在支撑板(310)上且用于推动运输板(319)的电动推杆(320)，安装在支撑板(310)上且位于运输板(319)下方、用于与运输板(319)可拆卸连接的第一电磁铁(321)，安装在运输板(319)顶部且沿X方向分布的一对滑动轨道B(322)，安装在运输板(319)顶部且沿X方向分布的一对齿条(323)。
3.如权利要求1所述的一种LNG运输船，其特征在于，所述放置装置(303)包括移动地安装在隔板(302)上的放置板(324)，通过滚动轴承转动安装在放置板(324)底部的传动轴(325)，安装在放置板(324)底部且用于带动传动轴(325)转动的第二电机(326)，安装在传动轴(325)上且可以与齿条(323)啮合、沿X方向分布的一对传动齿轮(327)，安装在隔板(302)上且位于放置板(324)下方、用于与隔板(302)可拆卸连接的多个第二电磁铁(328)，安装在放置板(324)上用于限位储罐(200)的放置座(329)。
4.如权利要求1所述的一种LNG运输船，其特征在于，所述防分层装置(400)包括一端穿入储罐(200)且安装在储罐(200)上、中空结构的固定管(401)，通过滚动轴承转动安装在固定管(401)内的转轴(402)，安装在储罐(200)上且位于储罐(200)外、用于带动转轴(402)转动的第三电机(403)，安装在转轴(402)上且位于储罐(200)内的第一齿轮(404)，安装在固定管(401)上且位于储罐(200)内的U形座(405)，安装在U形座(405)上且沿储罐(200)中心轴线方向分布、中空结构的一对支撑管(406)，通过滚动轴承转动安装在支撑管(406)内且沿储罐(200)中心轴线方向分布的一对驱动轴(407)，安装在驱动轴(407)上且与第一齿轮(404)啮合、沿储罐(200)中心轴线方向分布的一对第二齿轮(408)；
支撑管(406)上有第三齿轮(409)，第三齿轮(409)安装在支撑管(406)远离第一齿轮(404)的一端，第三齿轮(409)与第四齿轮(410)啮合，第四齿轮(410)通过支撑轴(411)垂直安装在驱动轴(407)远离第一齿轮(404)的一端；
第四齿轮(410)上有同心设置的搅拌盘(413)；
第一齿轮(404)、第二齿轮(408)、第三齿轮(409)、第四齿轮(410)均为锥齿轮且完全相同。
5.如权利要求4所述的一种LNG运输船，其特征在于，所述搅拌盘(413)上有多个搅拌槽(412)，搅拌槽(412)围绕搅拌盘(413)中心轴线周向分布；
搅拌盘(413)为中空结构，搅拌盘(413)内填充有液氮。
6.如权利要求4所述的一种LNG运输船，其特征在于，所搅拌槽(412)可以为扇形、椭圆形、多边形、圆形中的一种或几种。
7.如权利要求4所述的一种LNG运输船，其特征在于，所述两个搅拌盘(413)之间的夹角为90°。
8.如权利要求2-7任一一项所述的一种LNG运输船，其特征在于，所述运输板(319)顶部有第三电磁铁(330)，第三电磁铁(330)用于运输板(319)与放置装置(303)可拆卸连接。
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