CN110486618A - 一种移动式lng加注装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动式LNG加注装置。所述加注装置包括基座,转动地安装在基座上的升降台,移动地安装在升降台上的平移臂,移动地安装在平移臂上的加注小车,安装在加注小车上且用于为船舶加注LNG的加注结构。所述加注小车包括底盘,安装在底盘上的驱动组件,安装在底盘上且沿X方向分布的一对暂停组件。所述加注结构包括移动地安装在加注小车且沿X方向分布的一对支撑台,置于一对支撑台之间的储罐,安装在加注小车上且与储罐连的加注泵,安装在加注小车上且与加注泵连接的计量器,安装在加注小车上且与计量器连接的装卸臂。本发明克服了现有技术的不足,提供了一种专门用于船舶的移动式LNG加注装置,该装置结构合理、安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及LNG加注技术领域,具体涉及一种移动式LNG加注装置。
背景技术
LNG,即液化天然气,天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体,主要由甲烷构成。LNG 是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃,使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间,而且具有热值大、性能高等特点。LNG是一种清洁、高效的能源,由于进口LNG 有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全,而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展,因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点,以LNG作为燃料的LNG船舶也越来越广泛。
LNG船舶需要在码头进行加注,流程为:LNG储罐—泵—计量设备—装卸臂(或软管),这些设备都根据需要固定在码头不同的位置,设备之间通过钢质管道连接,但是这样的加注存在以下问题:一是LNG为低温液化的天然气,管线越长受热面积越大,容易气化,导致管线超压产生爆炸事故;二是现有的码头岸基与船舶之间存在高度差,在高度差较大的情况下,不利于加注,会带来冷能的巨大损失。
发明内容
本发明公开了一种移动式LNG加注装置,包括基座,转动地安装在基座上的升降台,移动地安装在升降台且可随升降台在Z方向做上下运动的平移臂,移动地安装在平移臂上的加注小车,安装在加注小车上且用于为船舶加注LNG的加注结构,其特征在于:
所述加注小车包括底盘,安装在底盘上用于驱动小车在平移臂上行走的驱动组件,安装在底盘上且沿X方向分布、用于小车刹车的一对暂停组件;
所述加注结构包括移动地安装在加注小车且沿X方向分布、用于放置储罐的一对支撑台,置于一对支撑台之间的储罐,安装在加注小车上且通过第一管道与储罐连的加注泵,安装在加注小车上且通过第二管道与加注泵连接的计量器,安装在加注小车上且通过第三管道与计量器连接的装卸臂。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述升降台包括底座,安装在底座顶部且沿Y方向分布的一对支撑架,安装在底座内且活塞杆安装在平移臂底部的升降气缸。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述支撑架上安装有一对沿X方向分布的第一导轨,平移臂安装在第一导轨上。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述平移臂包括底板,安装在底板上且沿Y方向分布的一对滑轨,安装底板上且位于一对滑轨之间的配合柱。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述驱动组件包括转动安装在底盘上且沿Y方向分布的一对转杆,安装在转杆上且沿X方向分布、可在滑轨上运动的一对滑轮,转动安装在底盘上且位于一对转杆之间的驱动杆,安装在驱动杆上的第一链轮,安装在转杆上的第二链轮,同时与第一链轮、第二链轮啮合的环形链条,安装在底盘上且带动驱动杆转动的驱动电机。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述暂停组件包括设有滑槽的支撑座,安装在支撑座底部的固定座,移动地安装在滑槽内且两端伸出滑槽的传动杆,安装在支撑座顶部且活塞杆穿过支撑座后安装在传动杆上的夹紧气缸,与传动杆铰接且位于传动杆两端的第一连杆,一端与固定座铰接且另一端与第一连杆铰接的第二连杆,一端与固定座铰接且位于第二连杆下方的第三连杆,上端与第一连杆、第三连杆铰接且下端安装有夹紧块的第四连杆。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述第四连杆上设有弯折角,弯折角为90-120°;
所述夹紧块上安装有用于夹紧配合柱的第一电磁铁。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述储罐上安装有防止储罐内LNG发生分层的搅拌组件;
搅拌组件包括安装在储罐顶部且位于储罐外、沿储罐中心轴线方向分布的一对搅拌电机,上端安装在搅拌电机轴上且下端伸入储罐内、转动安装在储罐上的主轴,安装在储罐内且沿储罐中心轴线方向分布、与主轴同轴设置的第一齿轮,安装在主轴上的节杆,转动安装在节杆远离主轴的一端且与第一齿轮啮合的第二齿轮,一端安装在第二齿轮圆心处的行杆,与行杆远离第二齿轮铰接且与水平面平行的引导杆,安装在引导杆底部且沿引导杆长度方向分布的三个搅拌轴,安装在搅拌轴上的搅拌结构。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述搅拌结构包括安装在搅拌轴上且围绕搅拌轴中心轴线环形阵列、V形结构的多个搅拌框,安装在搅拌框内且沿搅拌轴中心轴线方向均匀分布的多个倒V形结构的第一搅拌叶,安装在相邻两个第一搅拌叶之间且关于搅拌框对称的一对第二搅拌叶。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述第二搅拌叶与垂直面倾斜,第二搅拌叶与垂直面之间的夹角为30-60°,第二搅拌叶为弧形结构。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述滑槽内安装有一对线性轨道,传动杆安装在线性轨道内。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述基座内安装有用于带动升降台转动的转动电机。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述支撑台底部安装有用于限位的第二电磁铁。
本发明公开的一种优选的移动式LNG加注装置,其特征在于,所述储罐包括外罐,通过支撑柱安装在外罐内的内罐,外罐与内罐之间形成封闭区域且抽真空。
本发明的工作原理如下:
当要为码头停靠的船舶进行LNG加注时,将加注小车运输到滑轨上,然后根据船舶的位置,控制升降气缸将平移臂升高到需要的高度,转动电机将升降台、平移臂转动到合适的角度;再启动驱动组件,加注小车在平移臂上移动,移动到合适的位置时,暂停组件控制加注小车停止移动;接着将装卸臂与船舶连接,启动加注泵将储罐内的LNG加注到船舶上;在装卸臂与船舶连接之前,搅拌组件一直持续对储罐内的LNG进行搅拌。
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船舶的移动式LNG加注装置,该装置结构合理、灵活性高、安全性高。
附图说明
图1为本发明主视图;
图2为本发明左视图;
图3为图2中A部分放大图;
图4为本发明加注小车主视图;
图5为本发明加注小车仰视图;
图6为本发明暂停组件结构示意图(1);
图7为本发明暂停组件结构示意图(2);
图8为本发明暂停组件剖视图;
图9为本发明加注结构与加注小车配合图(1);
图10为本发明加注结构与加注小车配合图(2);
图11为本发明加注结构俯视图;
图12为本发明罐体剖视图;
图13为本发明搅拌轴运动轨迹图;
图14为本发明搅拌结构示意图(1);
图15为本发明搅拌结构俯视图。
图中标记如下:
100-基座,101-转动电机。
200-升降台,201-底座,202-支撑架,203-升降气缸,204-第一导轨。
300-平移臂,301-底板,302-滑轨,303-配合柱。
400-加注小车,401-底盘,402-驱动组件,403-暂停组件,404-转杆,405-滑轮,406-驱动杆,407-第一链轮,408-第二链轮,409-环形链条,410-驱动电机,411-支撑座,412-固定座,413-线性轨道,414-传动杆,415-滑槽,416-夹紧气缸,417-第一连杆,418-第二连杆, 419-第三连杆,420-第四连杆,421-夹紧块。
500-加注结构,501-第二导轨,502-支撑台,503-储罐,504-加注泵,505-计量器,506- 装卸臂,507-第一管道,508-第二管道,509-第三管道,510-第二电磁铁,511-外罐,512-内罐,513-搅拌组价,514-搅拌电机,515-主轴,516-第一齿轮,517-节杆,518-第二齿轮,519- 行杆,520-引导杆,521-搅拌轴,522-搅拌结构,523-搅拌框,524-第一搅拌叶,525-第二搅拌叶。
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所示,一种移动式LNG加注装置,包括基座100,通过滚动轴承转动地安装在基座100上的升降台200,移动地安装在升降台200且可随升降台200在Z方向做上下运动的平移臂300,移动地安装在平移臂300上的加注小车400,安装在加注小车400上且用于为船舶加注LNG的加注结构500。
基座100内安装有用于带动升降台200转动的转动电机101。
升降台200包括底座201,安装在底座201顶部且沿Y方向分布的一对支撑架202,安装在底座201内且活塞杆安装在平移臂300底部的升降气缸203。
支撑架202上安装有一对沿X方向分布的第一导轨204,平移臂300安装在第一导轨204 上。
如图3所示,平移臂300包括底板301,安装在底板301上且沿Y方向分布的一对滑轨302,安装底板301上且位于一对滑轨302之间的配合柱303。
通过升降气缸203带动平移臂300在Z方向做上下运动,解决了现有码头岸基与船舶之间存在高度差,不利于加注的问题,用户可以根据需要将平移臂300移动到需要的高度;通过转动电机101带动升降台200在水平面内转动,用户可以根据码头停泊的船舶位置,对平移臂300进行调节,缩短加注距离。
如图4、图5所示,加注小车400包括底盘401,安装在底盘401上用于驱动小车在平移臂300上行走的驱动组件402,安装在底盘401上且沿X方向分布、用于小车刹车的一对暂停组件403;
驱动组件402包括转动安装在底盘401上且沿Y方向分布的一对转杆404,安装在转杆 404上且沿X方向分布、可在滑轨302上运动的一对滑轮405,转动安装在底盘401上且位于一对转杆404之间的驱动杆406,安装在驱动杆406上的第一链轮407,安装在转杆404上的第二链轮408,同时与第一链轮407、第二链轮408啮合的环形链条409,安装在底盘401上且带动驱动杆406转动的驱动电机410。
通过驱动组件402带动加注小车400在平移臂300上移动,用户可以根据码头与船舶之间的距离,调节加注小车400在平移臂300上移动的距离,配合升降气缸203、转动电机101 的工作缩短加注小车400与船舶之间的距离,从而缩短输送管线的长度,解决了现有LNG加注时管线过长受热面积过大,易导致管线超压产生爆炸事故的问题。
如图6、图7、图8所示,暂停组件403包括设有滑槽415的支撑座411,安装在支撑座411底部的固定座412,滑槽415内安装有一对线性轨道413,传动杆414安装在线性轨道413上且两端伸出滑槽415,安装在支撑座411顶部且活塞杆穿过支撑座411后安装在传动杆414上的夹紧气缸416,与传动杆414铰接且位于传动杆414两端的第一连杆417,一端与固定座412铰接且另一端与第一连杆417铰接的第二连杆418,一端与固定座412铰接且位于第二连杆418下方的第三连杆419,上端与第一连杆417、第三连杆419铰接且下端安装有夹紧块421的第四连杆420,第四连杆420上设有弯折角,弯折角为100°,夹紧块421上安装有用于夹紧配合柱303的第一电磁铁。
通过暂停组件403实现加注小车400在平移臂300上的刹车动作,实现加注小车400随走随停,保证加注小车400与船舶之间距离调节的准确度;利用传动杆414、第一连杆417、第二连杆418、第三连杆419、第四连杆420之间形成连杆机构,夹紧气缸416的活塞杆伸长或缩短带动传动杆414移动,为连杆机构提供动力,从而实现两个第四连杆420之间夹角的变化,完成夹紧或松开动作。
当小车需要刹车时,启动夹紧气缸416,夹紧气缸416的活塞杆伸长,带动传动杆414 向下运动,传动杆414带动第一连杆417、第二连杆418、第三连杆419、第四连杆420转动,两个第四连杆420之间的夹角缩小,第四连杆420将配合柱303初步夹紧;第一电磁铁通电吸附在配合柱303上,将配合柱303进一步夹紧。
当小车需要移动时,第一电磁铁断电,启动夹紧气缸416,夹紧气缸416的活塞杆缩短,带动传动杆414向上运动,传动杆414带动第一连杆417、第二连杆418、第三连杆419、第四连杆420转动,两个第四连杆420之间的夹角增大,第四连杆420将调节柱松开。
如图10、图11所示,加注结构500包括安装在加注小车400上且沿Y方向分布的一对第二导轨501,安装在第二导轨501上且沿X方向分布、用于放置储罐503的一对支撑台502,置于一对支撑台502之间的储罐503,安装在加注小车400上且通过第一管道507与储罐503连的加注泵504,安装在加注小车400上且通过第二管道508与加注泵504连接的计量器505,安装在加注小车400上且通过第三管道509与计量器505连接的装卸臂506。
如图9所示,支撑台502底部安装有用于限位的第二电磁铁510;第一管道507、第二管道508、第三管道509上分别安装有电磁阀。
支撑台502上设有支撑槽,支撑槽为球面结构,且可与罐体球面端进行形状配合。
当使用加注结构500为船舶进行加注时,先将装卸臂506与船舶连接,然后启动加注泵 504将储罐503内的LNG加注到船舶上。
通过在加注小车400上可移动的支撑台502,可以适用于不同长度的储罐503,实用性强,用户先将储罐503一端置于其中一个支撑台502上,支撑台502与储罐503抵接,然后再根据储罐503的长度调节两个支撑台502之间的距离,将储罐503另一端置于另一个支撑台502上,另一个支撑台502与储罐503抵接,再利用第二电磁铁固定支撑台502,避免储罐503晃动。
如图12、图13所示,储罐503包括外罐511,通过支撑柱安装在外罐511内的内罐512,外罐511与内罐512之间形成封闭区域且抽真空。
储罐503上安装有防止储罐503内LNG发生分层的搅拌组件513;
搅拌组件513包括安装在储罐503顶部且位于储罐503外、沿储罐503中心轴线方向分布的一对搅拌电机514,上端安装在搅拌电机514轴上且下端伸入储罐503内、转动安装在储罐503上的主轴515,安装在储罐503内且沿储罐503中心轴线方向分布、与主轴515同轴设置的第一齿轮516,安装在主轴515上的节杆517,转动安装在节杆517远离主轴515 的一端且与第一齿轮516啮合的第二齿轮518,一端安装在第二齿轮518圆心处的行杆519,与行杆519远离第二齿轮518铰接且与水平面平行的引导杆520,安装在引导杆520底部且沿引导杆520长度方向分布的三个搅拌轴521,安装在搅拌轴521上的搅拌结构522。
如图14、图15所示,搅拌结构522包括安装在搅拌轴521上且围绕搅拌轴521中心轴线环形阵列、V形结构的多个搅拌框523,安装在搅拌框523内且沿搅拌轴521中心轴线方向均匀分布的多个倒V形结构的第一搅拌叶524,安装在相邻两个第一搅拌叶524之间且关于搅拌框523对称的一对第二搅拌叶525。
第二搅拌叶525与垂直面倾斜,第二搅拌叶525与垂直面之间的夹角为30-60°,第二搅拌叶525为弧形结构。
通过搅拌组件513有效的防止储罐503内的LNG发生分层而导致翻滚,提高了装置的安全性能;
两个搅拌电机514的运动始终保持同步,第一齿轮516的半径为R,第二齿轮518的半径为r,R=3r,节杆517长度为2r,行杆519长度为r,相邻两个搅拌轴521之间的距离为L1;利用搅拌电机514带动主轴515转动,节杆517转动,第二齿轮518随节杆517转动的同时与第一齿轮516啮合,即第一齿轮516随节杆517转动的同时,第一齿轮516自转,从而带动引导杆520移动,搅拌轴521的运动轨迹为中心与第一齿轮516中心重合的等边三角形,且三个搅拌轴521运动轨迹之间的距离为L2,两个第一齿轮516之间的距离为L3,L1=L2=L3;从而在储罐503内形成沿储罐503中心轴线方向分布的多个搅拌区域,扩大搅拌范围,迅速有效地搅拌储罐503内的LNG液体,使储罐503中的温度均匀分布,有效防止LNG发生分层而导致翻滚。
利用搅拌结构522配合搅拌轴521的三角形运动轨迹工作,弧形的第二搅拌叶525转动过程中使下层温度较低的LNG向储罐503上方移动,吸收气化的BOG气体,同时V形的搅拌框523与倒V形的第一搅拌叶524之间相互碰撞,加快吸收气化BOG气体的速度,达到降压效果,实现温度均匀分布。
该移动式LNG加注装置的控制系统采用性能稳定的可编程数控系统(PLC)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,利用触摸屏实现升降台、暂停组件、驱动组件的全自动控制,并根据实际情况与设置:平移臂的高度、平移臂的转动角度,加注小车的移动距离等参数。控制系统具有示校功能、断点记忆功能、断弧保护功能。
本发明公开的移动式LNG加注装置的工作原理如下:
当要为码头停靠的船舶进行LNG加注时,将加注小车运输到滑轨上,然后根据船舶的位置,控制升降气缸将平移臂升高到需要的高度,转动电机将升降台、平移臂转动到合适的角度;再启动驱动组件,加注小车在平移臂上移动,移动到合适的位置时,暂停组件控制加注小车停止移动;接着将装卸臂与船舶连接,启动加注泵将储罐内的LNG加注到船舶上;在装卸臂与船舶连接之前,搅拌组件一直持续对储罐内的LNG进行搅拌。
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 (10)
1.一种移动式LNG加注装置,包括基座(100),转动地安装在基座(100)上的升降台(200),移动地安装在升降台(200)且可随升降台(200)在Z方向做上下运动的平移臂(300),移动地安装在平移臂(300)上的加注小车(400),安装在加注小车(400)上且用于为船舶加注LNG的加注结构(500),其特征在于:
所述加注小车(400)包括底盘(401),安装在底盘(401)上用于驱动小车在平移臂(300)上行走的驱动组件(402),安装在底盘(401)上且沿X方向分布、用于小车刹车的一对暂停组件(403);
所述加注结构(500)包括移动地安装在加注小车(400)且沿X方向分布、用于放置储罐(503)的一对支撑台(502),置于一对支撑台(502)之间的储罐(503),安装在加注小车(400)上且通过第一管道(507)与储罐(503)连的加注泵(504),安装在加注小车(400)上且通过第二管道(508)与加注泵(504)连接的计量器(505),安装在加注小车(400)上且通过第三管道(509)与计量器(505)连接的装卸臂(506)。
2.如权利要求1所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述升降台(200)包括底座(201),安装在底座(201)顶部且沿Y方向分布的一对支撑架(202),安装在底座(201)内且活塞杆安装在平移臂(300)底部的升降气缸(203);
所述支撑架(202)上安装有一对沿X方向分布的第一导轨(204),平移臂(300)安装在第一导轨(204)上。
3.如权利要求1所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述平移臂(300)包括底板(301),安装在底板(301)上且沿Y方向分布的一对滑轨(302),安装底板(301)上且位于一对滑轨(302)之间的配合柱(303)。
4.如权利要求1所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述驱动组件(402)包括转动安装在底盘(401)上且沿Y方向分布的一对转杆(404),安装在转杆(404)上且沿X方向分布、可在滑轨(302)上运动的一对滑轮(405),转动安装在底盘(401)上且位于一对转杆(404)之间的驱动杆(406),安装在驱动杆(406)上的第一链轮(407),安装在转杆(404)上的第二链轮(408),同时与第一链轮(407)、第二链轮(408)啮合的环形链条(409),安装在底盘(401)上且带动驱动杆(406)转动的驱动电机(410)。
5.如权利要求1所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述暂停组件(403)包括设有滑槽(415)的支撑座(411),安装在支撑座(411)底部的固定座(412),移动地安装在滑槽(415)内且两端伸出滑槽(415)的传动杆(414),安装在支撑座(411)顶部且活塞杆穿过支撑座(411)后安装在传动杆(414)上的夹紧气缸(416),与传动杆(414)铰接且位于传动杆(414)两端的第一连杆(417),一端与固定座(412)铰接且另一端与第一连杆(417)铰接的第二连杆(418),一端与固定座(412)铰接且位于第二连杆(418)下方的第三连杆(419),上端与第一连杆(417)、第三连杆(419)铰接且下端安装有夹紧块(421)的第四连杆(420)。
6.如权利要求5所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述第四连杆(420)上设有弯折角,弯折角为90-120°;
所述夹紧块(421)上安装有用于夹紧配合柱(303)的第一电磁铁。
7.如权利要求1所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述储罐(503)上安装有防止储罐(503)内LNG发生分层的搅拌组件(513);
搅拌组件(513)包括安装在储罐(503)顶部且位于储罐(503)外、沿储罐(503)中心轴线方向分布的一对搅拌电机(514),上端安装在搅拌电机(514)轴上且下端伸入储罐(503)内、转动安装在储罐(503)上的主轴(515),安装在储罐(503)内且沿储罐(503)中心轴线方向分布、与主轴(515)同轴设置的第一齿轮(516),安装在主轴(515)上的节杆(517),转动安装在节杆(517)远离主轴(515)的一端且与第一齿轮(516)啮合的第二齿轮(518),一端安装在第二齿轮(518)圆心处的行杆(519),与行杆(519)远离第二齿轮(518)铰接且与水平面平行的引导杆(520),安装在引导杆(520)底部且沿引导杆(520)长度方向分布的三个搅拌轴(521),安装在搅拌轴(521)上的搅拌结构(522)。
8.如权利要求7所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述搅拌结构(522)包括安装在搅拌轴(521)上且围绕搅拌轴(521)中心轴线环形阵列、V形结构的多个搅拌框(523),安装在搅拌框(523)内且沿搅拌轴(521)中心轴线方向均匀分布的多个倒V形结构的第一搅拌叶(524),安装在相邻两个第一搅拌叶(524)之间且关于搅拌框(523)对称的一对第二搅拌叶(525)。
9.如权利要求8所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述第二搅拌叶(525)与垂直面倾斜,第二搅拌叶(525)与垂直面之间的夹角为30-60°,第二搅拌叶(525)为弧形结构。
10.如权利要求1-9任意一项所述的一种移动式LNG加注装置,其特征在于,所述基座(100)内安装有用于带动升降台(200)转动的转动电机(101)。
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