CN110816757B - 一种化学品船上的液货输送管道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学品船上的液货输送管道，该液货输送管道包括管道和设置在管道内壁或外壁上的至少一对长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极，电极通过带有绝缘外皮的导线与信号采集器连接，信号采集器通过数据采集卡与PLC控制器连接；在管道内壁或外壁上设有长条状电极，在液货输送管道外部套装有套管，液货输送管道与套管之间用于流体媒介对液货输送管道内部的液货进行温度调控，在套管的外部包裹有真空隔热层。该化学品船上的液货输送管道具有结构简单、使用便捷、可以满足船舶装载更多的种类液态货品，能够满足客户对不同液货装载的需求，同时也可以在任一系统出现问题，在不影响安全的前提下切换至互为备用状态，并能保证加热系统稳定性等特点。

Description

一种化学品船上的液货输送管道

技术领域

本发明涉及用于输送流体的管路技术领域，具体涉及一种化学品船上的液货输送管道。

背景技术

液体化学品种类繁多，各种化学品的性质不同，一般都具有易燃、易爆，有些还有毒性。有些化学品常温下成固态，加热后才能够变成液态。有些化学品随着温度降低，粘度会急剧上升，因此对于这部分化学品货物来说，在船舶内运输过程中就需要加热保持一定的温度。现有的液货加热系统的主要加热介质有热水、热油、热蒸汽等。可根据不同的货物选择不同的加热介质。液货加热系统选择的依据需要充分考虑货物本身的凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等。在船舶设计中可以采用二次加热系统同时具有蒸汽加热和热水加热功能。采用这种设计可以满足船舶装载更多的种类液态货品，如何满足客户对不同液货装载的需求，同时也可以在任一系统出现问题，在不影响安全的前提下切换至互为备用状态，并能保证加热系统的稳定性已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、使用便捷、可以满足船舶装载更多的种类液态货品，能够满足客户对不同液货装载的需求，同时也可以在任一系统出现问题，在不影响安全的前提下切换至互为备用状态，并能保证加热系统稳定性的一种化学品船上的液货输送管道。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种化学品船上的液货输送管道，所述液货输送管道包括管道和设置在管道内壁或外壁上的至少一对长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极，一对电极通过带有绝缘外皮的导线与信号采集器连接，信号采集器通过数据采集卡与PLC控制器连接；在管道内壁或外壁上至少设有一对长条状电极，在液货输送管道外部套装有套管，液货输送管道与套管之间用于流体媒介对液货输送管道内部的液货进行温度调控，在套管的外部包裹有真空隔热层。

在液货输送管道的内壁或外壁上附着的至少一对电极，当液货流过输送管道后，通过测量电极间的电容数值，间接获得流过液货输送管道内的液货的品种及液货的状态，例如获得液货的是何种化工原料，液货的密度、比重、流速等信息。当然这些信息可以事先通过测试已知的液货品种、密度、比重流速参数获取用于参照对比的电容数据，然后将实际测量到的电容数值数据与事先获取的参照对比电容数据进行对比，即可获得液货流过输送管道内流入液货的液货的品种、密度、比重、流速等信息。然后依据不同液货流入液货输送管道后是需要对其进行加热，还是需要对其进行冷却，需要进行加热的需要加热到什么温度，采用何种方式加热，加热多长时间，需要进行冷却的，采用何种方式冷却，冷却到多少度，冷却多长时间，均可通过PLC控制器控制相应的热水阀门和/或蒸汽阀门、冷水阀门和/或冷气阀门的启闭，热水阀门、蒸汽阀门、冷水阀门、冷气阀门的一端分别与热水源、蒸汽源、冷水源、冷气源通过管路连接，热水阀门、蒸汽阀门、冷水阀门、冷气阀门的另一端汇集后通过管路连接至液货输送管道与套管之间的夹层内。通过上述结构可以调控流过液货输送管道了液货的输送温度，及流动状态。

为了便于将电极2牢牢地固定在液货输送管壁上，本发明优选的实施方案是，所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极2通过粘胶粘贴在液货输送管道1的内壁或外壁上。

为了能够通过测量流过液货输送管道1内液货的电阻数值，以便依据液货的电阻数值判断液货的品种、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息，本发明进一步优选的实施方案是，两对所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极2被粘贴在液货输送管道1的内壁上，且在两对长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极2的相对表面设置有电极裸露面，在设有裸露面的两对电极之间通过导线施加电压，并在导线上串联连接有电流表，通过施加在两对电极之间电压降和流过电流表的电流获得流过液货输送管道1内部液货的电阻值。由于不同品种的液货以及同一品种的液货在不同温度状态下的电阻的阻值都是不相同的，其电阻值也可以通过事先测量已知液货的各品种的电阻值，及同一品种在不同状态下的电阻值，得到相应的参考对照数据，然后将实际测量到的液货电阻值与参考对照数据进行对比，即可得到实际流过液货输送管道1内液货品种及状态的数据信息。根据欧姆定律：R=U/I，因此通过测量电极两端的电压以及流过导线内的电流数值，即可获得流过液货输送管道1内液货的电阻数值，从而对应的得到流过液货输送管道1内液货的品种、、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息。

为了能够通过测量流过液货输送管道1后，对在液货输送管道壁上两对电极2之间构成的电容数值，来判断液货的品种、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息，本发明进一步优选的实施方案还有，两对所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极2被粘贴在液货输送管道的外壁上，在两对电极2之间通过导线施加电压，通过测量两对电极2之间的电容量获得流过液货输送管道内的介电常数。由于不同品种或同一品种不同状态的液货流经液货输送管道1后，在两对电极之间构成的电容数值会产生不同的变化。可以事先用已知品种和已知品种的已知、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息进行相应的电容数值测试，然后将实际测量到的电容数值与已知电容数值进行对照，即可获得是及液货的品种、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息。

为了确保套管与液货输送管保持同心且相对固定，以便于流体媒介在套管与液货输送管之间流通，优选的技术方案是，在所述液货输送管道外部与套管之间每隔一段距离设置有一个支架，支架包括与液货输送管道外壁配合的外环和与套管内壁配合的内环，在外环与内环之间设有连杆。

为了确保电极与液货输送管道之间的连接牢固，且不受支架的干扰，进一步优选的技术方案还有，所述电极设置在两支架之间。

为了便于调节不同种类的液货，在不同状态下都能够顺利、安全的流过液货输送管道，进一步优选的技术方案还有，所述流体媒介为热水和/或热蒸汽，或冷水和/或冷气。

为了确保流体媒介能够在保温的条件下流过套管与液货输送管之间的空腔，以避免能源的消耗，进一步优选的技术方案还有，所述真空隔热层包括内高阻隔套管和外高阻隔套管，在内高阻隔套管与外高阻隔套管之间填充有玻璃纤维、气相二氧化硅、纳米微孔材料、气凝胶中的一种材料或其任意组合材料制成填充层，填充层与内高阻隔套管和外高阻隔套管通过抽真空设备抽真空处理并加热后制成真空隔热层。

为了确保真空隔热层牢固、不易破损，进一步优选的技术方案还有，所述内高阻隔套管和外高阻隔套管分别包括依次复合而成的玻纤编织层、尼龙层、镀铝PET层、PET层、EVOH层、铝箔层、PE塑料膜层中的5种以上按照任意的顺序复合而成。

为了确保真空隔热层牢固、不易破损，进一步优选的技术方案还有，在所述内高阻隔套管的外表面和外高阻隔套管的内表面分别附着有粘结层。

本发明的优点和有益效果在于：所述化学品船上的液货输送管道具有结构简单、使用便捷、可以满足船舶装载更多的种类液态货品，能够满足客户对不同液货装载的需求，同时也可以在任一系统出现问题，在不影响安全的前提下切换至互为备用状态，并能保证加热系统稳定性等特点。该化学品船上的液货输送管道可通过测量附着在管道壁上一对电极间的电容数值或电阻数值，从而获得流经液货输送管道内液货的品种及流动状态等信息，号可以用这些信息通过PLC控制器控制相应的阀门启闭，通过由不同阀门内流出的媒介对液货输送管道的温度进行调解，最终达到是的液货能够安全、顺畅、稳定地流过液货输送管道。

附图说明

图1是本发明化学品船上的液货输送管道横剖面结构示意图；

图2是本发明化学品船上的液货输送管道纵剖面结构示意图。

图中：1、管道；2、电极；3、绝缘薄膜；4、导线；5、信号采集器；6、数据采集卡；7、PLC控制器；8、套管；9、真空隔热层；9.1、内高阻隔套管；9.2、外高阻隔套管；9.3、填充层；10、支架；10.1、外环；10.2、内环；10.3、连杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、2所示，本发明是一种化学品船上的液货输送管道，所述液货输送管道包括管道1和设置在管道1内壁或外壁上的两对长条状且包裹在绝缘薄膜3内的电极2，两对电极2通过带有绝缘外皮的导线4与信号采集器5连接，信号采集器5通过数据采集卡6与PLC控制器7连接；在管道1内壁或外壁上设有两对长条状电极2，在液货输送管道外部套装有套管8，液货输送管道1与套管8之间用于流体媒介对液货输送管道1内部的液货进行温度调控，在套管8的外部包裹有真空隔热层9。

在液货输送管道1的内壁或外壁上附着的至少一对电极2，当液货流过输送管道1后，通过测量电极2间的电容数值，间接获得流过液货输送管道1内的液货的品种及液货的状态，例如获得液货的是何种化工原料，液货的密度、比重、流速等信息。当然这些信息可以事先通过测试已知的液货品种、密度、比重流速参数获取用于参照对比的电容数据，然后将实际测量到的电容数值数据与事先获取的参照对比电容数据进行对比，即可获得液货流过输送管道1内流入液货的液货的品种、密度、比重、流速等信息。然后依据不同液货流入液货输送管道1后是需要对其进行加热，还是需要对其进行冷却，需要进行加热的需要加热到什么温度，采用何种方式加热，加热多长时间，需要进行冷却的，采用何种方式冷却，冷却到多少度，冷却多长时间，均可通过PLC控制器控制相应的热水阀门和/或蒸汽阀门、冷水阀门和/或冷气阀门的启闭，热水阀门、蒸汽阀门、冷水阀门、冷气阀门的一端分别与热水源、蒸汽源、冷水源、冷气源通过管路连接，热水阀门、蒸汽阀门、冷水阀门、冷气阀门的另一端汇集后通过管路连接至液货输送管道与套管之间的夹层内。通过上述结构可以调控流过液货输送管道了液货的输送温度，及流动状态。

为了便于将电极牢牢地固定在液货输送管壁上，优选的技术方案是，所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极通过粘胶粘贴在液货输送管道的内壁或外壁上。

为了能够通过测量流过液货输送管道内液货的电阻数值，以便依据液货的电阻数值判断液货的品种、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息，进一步优选的技术方案是，至少一对所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极被粘贴在液货输送管道的内壁上，且在至少一对长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极的相对表面设置有电极裸露面，在设有裸露面的一对电极之间通过导线施加电压，并在导线上串联连接有电流表，通过施加在一对电极之间电压降和流过电流表的电流获得流过液货输送管道内部液货的电阻值。由于不同品种的液货以及同一品种的液货在不同温度状态下的电阻的阻值都是不相同的，其电阻值也可以通过事先测量已知液货的各品种的电阻值，及同一品种在不同状态下的电阻值，得到相应的参考对照数据，然后将实际测量到的液货电阻值与参考对照数据进行对比，即可得到实际流过液货输送管道内液货品种及状态的数据信息。根据欧姆定律：R=U/I，因此通过测量电极两端的电压以及流过导线内的电流数值，即可获得流过液货输送管道内液货的电阻数值，从而对应的得到流过液货输送管道内液货的品种、、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息。

为了能够通过测量流过液货输送管道后，对在液货输送管道壁上一对电极之间构成的电容数值，来判断液货的品种、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息，进一步优选的技术方案还有，至少一对所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极被粘贴在液货输送管道的外壁上，在一对电极之间通过导线施加电压，通过测量一对电极之间的电容量获得流过液货输送管道内的介电常数。由于不同品种或同一品种不同状态的液货流经液货输送管道后，在一对电极之间构成的电容数值会产生不同的变化。可以事先用已知品种和已知品种的已知、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息进行相应的电容数值测试，然后将实际测量到的电容数值与已知电容数值进行对照，即可获得是及液货的品种、凝点、粘度、运输温度、自身的化学性质等信息。

为了确保套管8与液货输送管道1保持同心且相对固定，以便于流体媒介在套管8与液货输送管道1之间流通，本发明优选的实施方案是，在所述液货输送管道1外部与套管8之间每隔一段距离设置有一个支架10，支架10包括与液货输送管道1外壁配合的外环10.1和与套管8内壁配合的内环10.2，在外环10.1与内环10.2之间设有连杆10.3。

为了确保电极2与液货输送管道1之间的连接牢固，且不受支架10的干扰，本发明进一步优选的实施方案还有，可将所述电极2设置在两支架10之间。

为了便于调节不同种类的液货，在不同状态下都能够顺利、安全的流过液货输送管道1，本发明进一步优选的实施方案还有，所述流体媒介为热水和/或热蒸汽，或冷水和/或冷气。

为了确保流体媒介能够在保温的条件下流过套管8与液货输送管道1之间的空腔，以避免能源的消耗，本发明进一步优选的实施方案还有，所述真空隔热层9包括内高阻隔套管9.1和外高阻隔套管9.2，在内高阻隔套管9.1与外高阻隔套管9.2之间填充有玻璃纤维、气相二氧化硅、纳米微孔材料、气凝胶中的一种材料或其任意组合材料制成填充层9.3，填充层9.3与内高阻隔套管9..1和外高阻隔套管9.2通过抽真空设备抽真空处理并加热后制成真空隔热层。

为了确保真空隔热层9牢固、不易破损，本发明进一步优选的实施方案还有，所述内高阻隔套管9.1和外高阻隔套管9.2分别包括依次复合而成的玻纤编织层、尼龙层、镀铝PET层、PET层、EVOH层、铝箔层、PE塑料膜层中的5钟以上按照任意的顺序复合而成。

为了确保真空隔热层9牢固、不易破损，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述内高阻隔套管9.1的外表面和外高阻隔套管9.2的内表面分别附着有粘结层。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种化学品船上的液货输送管道，其特征在于，所述液货输送管道包括管道和设置在管道内壁或外壁上的至少一对长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极，一对电极通过带有绝缘外皮的导线与信号采集器连接，信号采集器通过数据采集卡与PLC控制器连接；在管道内壁或外壁上至少设有一对长条状电极，在液货输送管道外部套装有套管，液货输送管道与套管之间用于流体媒介对液货输送管道内部的液货进行温度调控，在套管的外部包裹有真空隔热层。

2.如权利要求1所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极通过粘胶粘贴在液货输送管道的内壁或外壁上。

3.如权利要求2所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，至少一对所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极被粘贴在液货输送管道的内壁上，且在至少一对长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极的相对表面设置有电极裸露面，在设有裸露面的一对电极之间通过导线施加电压，并在导线上串联连接有电流表，通过施加在一对电极之间电压降和流过电流表的电流获得流过液货输送管道内部液货的电阻值。

4.如权利要求2所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，至少一对所述长条状且包裹在绝缘薄膜内的电极被粘贴在液货输送管道的外壁上，在一对电极之间通过导线施加电压，通过测量一对电极之间的电容量获得流过液货输送管道内的介电常数。

5.如权利要求3或4所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，在所述液货输送管道外部与套管之间每隔一段距离设置有一个支架，支架包括与液货输送管道外壁配合的外环和与套管内壁配合的内环，在外环与内环之间设有连杆。

6.如权利要求5所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，所述电极设置在两支架之间。

7.如权利要求6所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，所述流体媒介为热水和/或热蒸汽，或冷水和/或冷气。

8.如权利要求1所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，所述真空隔热层包括内高阻隔套管和外高阻隔套管，在内高阻隔套管与外高阻隔套管之间填充有玻璃纤维、气相二氧化硅、纳米微孔材料、气凝胶中的一种材料或其任意组合材料制成填充层，填充层与内高阻隔套管和外高阻隔套管通过抽真空设备抽真空处理并加热后制成真空隔热层。

9.如权利要求8所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，所述内高阻隔套管和外高阻隔套管分别包括依次复合而成的玻纤编织层、尼龙层、镀铝PET层、PET层、EVOH层、铝箔层、PE塑料膜层中的5种以上按照任意的顺序复合而成。

10.如权利要求9所述化学品船上的液货输送管道，其特征在于，在所述内高阻隔套管的外表面和外高阻隔套管的内表面分别附着有粘结层。

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