CN113251315A - 一种液氢装卸车臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超低温流体装卸技术领域，尤其是一种液氢装卸车臂,包括立柱、入口管、内臂、液相外臂、弹簧钢平衡系统、第一连接管、第二连接管、垂管、气相外臂、第三连接管、丝扣高真空阀。本发明的一种液氢装卸车臂的入口管、内臂、液相外臂、垂管和气相外臂之间通过旋转接头相连接，使其结构可调，调节范围更大，适用范围更加广泛；通过采用夹套结构设计，可以减少热传递，防止周围空气冷凝成液氧液氮；通过硬质连接管替代软管，在使用中不易损坏，不易产生介质意外泄露，安全性大大提升；通过立柱和弹簧钢平衡系统相互配合，可以保证液氢装卸车臂的稳定性和平衡性，省时省力，方便单人接车操作。

Description

一种液氢装卸车臂

技术领域

本发明涉及超低温流体装卸技术领域，尤其是一种液氢装卸车臂。

背景技术

随着国内氢能产业快速发展，国内液氢项目快速增加，仅在2020年，就有数10个液氢项目和政策落地，液氢产业已经开始进入快速发展的阶段。

由于氢气密度小的特性，在尚未具备大规模管道输氢的技术背景下，将氢液化以提高储运密度是最直接有效的输送方法。相较于高压储运，液氢储运具有运输成本低、氢纯度高、计量方便等优势，更适合大规模部署和输运。

“液氢”便成为有前瞻意识的行业人士及企业开始发力的一大方向。从技术角度来讲，低温液态氢更具成本优势，液氢储运已渐渐成为未来大规模储运氢的行业共识。但不得不面对的一个现实是，相比于国外，我国在液氢储氢方面非常薄弱,更缺乏液氢槽罐车等运输工具，整体上我国在液氢技术、液氢工厂、相关产业化上几乎处于一片空白地带；液氢储运为核心的“氢气制取—液氢生产—液氢储运—气化加注”氢燃料供应未来发展模式。

一直以来，氢的高密度储运被认为是制约氢能产业发展的重大瓶颈之一。当前，氢的输送主要有四种方式：一是高压气态运输，这是目前氢能汽车发展的主流技术；二是管道输送；三是低温液氢输送；四是固体或液体储氢运输。受限于安全管理标准等问题，我国陆上运输以高压气态为主，运输成本高昂。

液态氢是通过预冷和节流膨胀等工艺，把氢气降温到-253℃变成液体。液氢的体积能量密度约为35MPa高压气氢的3倍，70MPa的1.8倍。虽然将氢气从气态降温变为液体能耗较高，但当运输距离超过200千米时，液氢时的运输和能耗费用之和将低于高压气氢。

在现有的液态氢在装卸时，采用真空软管接车，存在如下缺陷：现有接车真空软管重，接车不方便，单人无法完成接车；现有接车真空软管使用寿命短；软管使用中易受损坏，且不易发现，介质意外泄漏，存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种改进的液氢装卸车臂，解决现有液态氢采用接车真空软管，其管体质量重，接车不方便，单人无法完成接车；现有接车真空软管使用寿命短；软管使用中易受损坏，且不易发现，介质意外泄漏，存在安全隐患的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液氢装卸车臂，包括立柱、入口管、内臂、液相外臂、弹簧钢平衡系统、第一连接管、第二连接管、垂管、气相外臂、第三连接管、丝扣高真空阀，所述的立柱右侧壁上焊接固定有多个侧向固定座，所述的入口管通过螺栓固定安装侧向固定座侧壁上，所述的内臂通过旋转接头螺栓固定在入口管上端开口位置，所述的液相外臂和气相外臂均通过第一连接管与内臂右端开口固定连通，所述的液相外臂和气相外臂外侧壁上均焊接固定有用于支撑弹簧钢平衡系统的侧向支撑托架，所述的液相外臂通过第二连接管与垂管固定连通，所述的气相外臂通过第三连接管与垂管固定连通。

所述的内臂外侧面上、液相外臂外侧面上和垂管外侧面上均固定连接有用于安装丝扣高真空阀的抽真空管道。

所述的气相外臂和液相外臂前端外侧面上均焊接固定有吹扫管，所述的气相外臂和液相外臂后端外侧面上均焊接固定有放空管，所述的吹扫管外侧开口和放空管外侧开口上套接固定有第二夹套阀。

所述的第一连接管与内臂连接端上螺栓固定有与弹簧钢平衡系统的侧向调节支架，所述的弹簧钢平衡系统前端伸缩杆顶部轴向套接有顶部连接套，所述的顶部连接套外侧面通过侧向转轴活动连接有顶部连接板。

所述的侧向调节支架内部开设有条形装配口，所述的顶部连接板上开设有内置侧向装配螺栓的装配通孔。

所述入口管和内臂连接端的旋转接头底部设置有接头吹扫口。

所述的内臂靠近入口管连接端外壁上焊接固定有纵置连接管，所述的纵置连接管上端通过顶部固定支架与侧向固定座螺栓固定。

所述的纵置连接管外侧面和内臂外侧面之间固定连接有纵向装配支撑板。

所述的纵向装配支撑板外侧面上开设有三个圆形装配通孔，所述的圆形装配通孔内孔径大小从液相外臂往内臂方向逐渐变大。

所述的入口管、内臂、液相外臂、第一连接管、第二连接管、垂管和气相外臂均采用夹套结构。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种液氢装卸车臂的入口管、内臂、液相外臂、垂管和气相外臂之间通过旋转接头相连接，使其结构可调，调节范围更大，适用范围更加广泛；

(2)通过采用夹套结构设计，可以减少热传递，防止周围空气冷凝成液氧液氮；

(3)通过硬质连接管替代软管，在使用中不易损坏，不易产生介质意外泄露，安全性大大提升；

(4)通过立柱和弹簧钢平衡系统相互配合，可以保证液氢装卸车臂的稳定性和平衡性，省时省力，方便单人接车操作；

(5)通过大角度翻转折叠，在非工作状态下的外部结构更小，可以方便整个总成装置折叠收纳。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是图2中A位置的局部剖视图。

图5是图2中B位置的局部剖视图。

图6是图2中C位置的局部剖视图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

图1、图2、图3、图4、图5和图6所示的一种液氢装卸车臂，包括立柱1、入口管2、内臂3、液相外臂5、弹簧钢平衡系统6、第一连接管4、第二连接管7、垂管8、气相外臂9、第三连接管10、丝扣高真空阀13，立柱1右侧壁上焊接固定有多个侧向固定座30，入口管2通过螺栓固定安装侧向固定座30侧壁上，内臂3通过旋转接头螺栓固定在入口管2上端开口位置，液相外臂5和气相外臂9均通过第一连接管4与内臂3右端开口固定连通，液相外臂5和气相外臂9外侧壁上均焊接固定有用于支撑弹簧钢平衡系统6的侧向支撑托架14，液相外臂5通过第一夹套阀11与气相外臂9固定连通，气相外臂9通过第二连接管7、第三连接管10与垂管8固定连通。

旋转接头为夹套设计，内外层之间用气体吹扫，防止结冰冻住接头

内臂3外侧面上、液相外臂5外侧面上和垂管8外侧面上均固定连接有用于安装丝扣高真空阀13的抽真空管道。

液相外臂5和气相外臂9前端外侧面上均焊接固定有吹扫管16，液相外臂5和气相外臂9后端外侧面上均焊接固定有放空管17，吹扫管16外侧开口和放空管17外侧开口上套接固定有第二夹套阀18。

第一连接管4与内臂3连接端上螺栓固定有与弹簧钢平衡系统6的侧向调节支架19，弹簧钢平衡系统6前端伸缩杆顶部轴向套接有顶部连接套20，顶部连接套20外侧面通过侧向转轴活动连接有顶部连接板21。

侧向调节支架19内部开设有条形装配口22，顶部连接板21上开设有内置侧向装配螺栓23的装配通孔。

进一步地，为了入口管2和内臂3连接端的旋转接头底部设置有接头吹扫口24。

进一步地，为了方便装配和转动，内臂3靠近入口管2连接端外壁上焊接固定有纵置连接管25，纵置连接管25上端通过顶部固定支架26与侧向固定座30螺栓固定。

进一步地，为了提升结构支撑性和平衡性，纵置连接管25外侧面和内臂3外侧面之间固定连接有纵向装配支撑板27。

进一步地，为了方便装配，提升结构强度，纵向装配支撑板27外侧面上开设有三个圆形装配通孔28，圆形装配通孔28内孔径大小从液相外臂5往内臂方向逐渐变大。

进一步地，为了提升绝热性和抗压性，入口管2、内臂3、液相外臂5、第一连接管4、第二连接管7、垂管8和气相外臂9均采用夹套结构。

内管用于输送介质，需要承受介质压力。外管用于热绝缘，内外层之间抽真空。

安装结束后需要对内臂3、液相外臂5、垂管8、气相外臂9进行抽真空。并定期检查真空度，进行抽真空。

液相外臂5和气相外臂9各自有气体吹扫口和放空口，能在装卸前对装卸臂上阀门到槽车接口之间的管道进行气体置换，装卸结束后对残液进行吹扫。

本发明的一种液氢装卸车臂的入口管2、内臂3、液相外臂5、垂管8和气相外臂9之间通过旋转接头相连接，使其结构可调，调节范围更大，适用范围更加广泛；通过采用夹套结构设计，可以减少热传递；通过硬质连接管替代软管，在使用中不易损坏，不易产生介质意外泄露，安全性大大提升；通过立柱1和弹簧钢平衡系统6相互配合，可以保证加氢鹤管总成的稳定性和平衡性，省时省力，方便单人接车操作；通过大角度翻转折叠，在非工作状态下的外部结构更小，可以方便整个总成装置折叠收纳。

液氢装卸车臂中的介质名称：液氢(无色无味透明液体)；公称通径：DN50；车端接口法兰：CF50150LBASMEB16.5；入口法兰：DN50150LB ASME B16.5；管道材质：316L；结构类型：夹套管底装；工作温度：-253℃、设计温度：-253℃；工作压力：0.6MPa、设计压力：1.59Mpa。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种液氢装卸车臂，包括立柱(1)、入口管(2)、内臂(3)、液相外臂(5)、弹簧钢平衡系统(6)、第一连接管(4)、第二连接管(7)、垂管(8)、气相外臂(9)、第三连接管(10)、丝扣高真空阀(13)，其特征是：所述的立柱(1)右侧壁上焊接固定有多个侧向固定座(30)，所述的入口管(2)通过螺栓固定安装侧向固定座(30)侧壁上，所述的内臂(3)通过旋转接头螺栓固定在入口管(2)上端开口位置，所述的液相外臂(5)和气相外臂(9)均通过第一连接管(4)与内臂(3)右端开口固定连通，所述的液相外臂(5)和气相外臂(9)外侧壁上均焊接固定有用于支撑弹簧钢平衡系统(6)的侧向支撑托架(14)，所述的液相外臂(5)通过第二连接管(7)与垂管(8)固定连通，所述的气相外臂(9)通过第三连接管(10)与垂管(8)固定连通。

2.根据权利要求1所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述的内臂(3)外侧面上、液相外臂(5)外侧面上和垂管(8)外侧面上均固定连接有用于安装丝扣高真空阀(13)的抽真空管道。

3.根据权利要求1所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述的液相外臂(5)和气相外臂(9)前端外侧面上均焊接固定有吹扫管(16)，所述的液相外臂(5)和气相外臂(9)后端外侧面上均焊接固定有放空管(17)，所述的吹扫管(16)外侧开口和放空管(17)外侧开口上套接固定有第二夹套阀(18)。

4.根据权利要求1所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述的第一连接管(4)与内臂(3)连接端上螺栓固定有与弹簧钢平衡系统(6)的侧向调节支架(19)，所述的弹簧钢平衡系统(6)前端伸缩杆顶部轴向套接有顶部连接套(20)，所述的顶部连接套(20)外侧面通过侧向转轴活动连接有顶部连接板(21)。

5.根据权利要求4所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述的侧向调节支架(19)内部开设有条形装配口(22)，所述的顶部连接板(21)上开设有内置侧向装配螺栓(23)的装配通孔。

6.根据权利要求1所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述入口管2和内臂(3)连接端的旋转接头底部设置有接头吹扫口(24)。

7.根据权利要求1所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述的内臂3靠近入口管(2)连接端外壁上焊接固定有纵置连接管(25)，所述的纵置连接管(25)上端通过顶部固定支架(26)与侧向固定座(30)螺栓固定。

8.根据权利要求7所述的液氢装卸车臂，其特征是：所述的纵置连接管(25)外侧面和内臂(3)外侧面之间固定连接有纵向装配支撑板(27)。

9.根据权利要求8所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述的纵向装配支撑板(27)外侧面上开设有三个圆形装配通孔(28)，所述的圆形装配通孔(28)内孔径大小从液相外臂5往内臂3方向逐渐变大。

10.根据权利要求1所述的一种液氢装卸车臂，其特征是：所述的入口管2、内臂(3)、液相外臂(5)、第一连接管(4)、第二连接管(7)、垂管(8)和气相外臂(9)均采用夹套结构。

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