CN114104202B - 液货舱的薄膜式导流装置、压力报警系统和液化气体船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了液货舱泄漏液货处理技术领域的一种液货舱的薄膜式导流装置、压力报警系统和液化气体船，包括依次连接的弯管部、导流部和直管部，导流部内部设有导流腔；导流腔内设有上支撑凸起部和下支撑凸起部，上支撑凸起部与后腔室中的弹片倒钩连接；密封薄膜设置在导流部与直管部之间；弹簧和推力球分别设置于后腔室和前腔室中并通过连接绳连接。本发明通过弯管部、导流部和直管部对泄漏通道内的泄漏液货进行导流，通过密封薄膜对泄漏通道进行密封，保证泄漏通道内部的干燥惰性气体在安全工作压力下循环流动，实现湿度和危险气体的控制，通过弹簧的收缩拉动推力球上移并推动弹片倒钩划破密封薄膜，实现导流腔的连通。

Description

液货舱的薄膜式导流装置、压力报警系统和液化气体船

技术领域

本发明涉及液货舱泄漏液货处理技术领域，具体涉及一种液货舱的薄膜式导流装置、压力报警系统和液化气体船。

背景技术

液化气体船是用于运输低温液化气货物的船舶。液化气体船在海上航行时，液货舱可能出现不可预见的船壳结构失效和低温液货泄漏现象，泄漏的低温液体货物(简称泄漏液货)会使得船体局部温度大幅降低，导致船壳结构失效，从而影响船舶安全。

现有泄漏液货处理方法主要有两种，第一种是将船体货舱内壳结构设计为完整的液密次屏蔽，其结构材料均采用低温特种钢，可以承受和容纳至少15天时间的超低温泄漏液货量，但该方法要求完整次屏蔽的使用范围足够大，能够覆盖到低温液货的直接接触区域，存在低温特种钢使用量大，成本高，且焊接施工难度大的缺点。第二种是在船体和液货舱之间安装导流装置，用于将泄漏通道内的泄漏液货导流至指定区域进行安全回收和处理，该方法具有安装简单，且不受安装空间限制，成本低廉的优点，已成为甲烷、乙烷、乙烯等超低温泄漏液货处理的主流方法。

公告号为CN112478261B的专利文献公开了一种液货舱的泄漏液货导流装置，该装置通过沿水平方向依次设置的第一直管部、导流部件和第二直管部，可将泄漏通道内的泄漏液货导流至指定区域；同时该装置通过在导流部件内设置的上支撑凸起部、下支撑凸起部、弹簧和楔形件实现导流部件的连通和关闭。但经过生产实践发现，该装置存在以下不足之处：该装置通过楔形件外表面与上支撑凸起部、下支撑凸起部的表面紧密贴合实现导流部件的连通和关闭，受加工精度和生产成本的影响，楔形件外表面与上支撑凸起部、下支撑凸起部外表面难以紧密贴合，导致泄漏通道密封不严，使得密封通道内的干燥惰性气体外泄，导致泄漏通道内部的干燥不燃环境被破坏，不仅降低了液货舱的使用安全性，还使液货舱受潮腐蚀，缩短了液货舱的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液货舱的薄膜式导流装置，以解决现有导流装置密封效果不佳的技术问题。

本发明所采用的技术方案为：一种液货舱的薄膜式导流装置，用于对泄漏通道内的泄漏液货进行导流，所述薄膜式导流装置包括：

弯管部，所述弯管部的进液端用于与所述泄漏通道连通；

导流部，所述导流部的进液端与所述弯管部的出液端连通，所述导流部内部设有导流腔；所述导流腔的上侧壁面上设有上支撑凸起部，所述导流腔的下侧壁面上设有下支撑凸起部，所述上支撑凸起部和所述下支撑凸起部使所述导流腔分隔为前腔室和后腔室，且所述上支撑凸起部和所述下支撑凸起部之间形成用于连通所述前腔室和所述后腔室的导流间隙；

直管部，所述直管部的进液端与所述导流部的出液端连通；

密封薄膜，所述密封薄膜设置在所述导流部的出液端与所述直管部的进液端之间；

弹簧，所述弹簧设置于所述后腔室中，所述弹簧的底端与所述导流腔的下侧壁面固定连接；

推力球，所述推力球设置于所述前腔室中，所述推力球的径向尺寸大于所述导流间隙的尺寸；

连接绳，所述连接绳的一端与所述推力球固定连接，另一端穿过所述导流间隙并与所述弹簧的顶端固定连接；

弹片倒钩，所述弹片倒钩的连接端与所述上支撑凸起部连接，所述弹片倒钩的钩刺端朝向所述密封薄膜设置；所述弹片倒钩可在所述推力球的作用下朝向所述密封薄膜移动并划破所述密封薄膜。

优选的，所述导流部的出液端设有第一连接法兰，所述直管部的进液端设有第二连接法兰，所述密封薄膜设置于所述第一连接法兰和所述第二连接法兰之间。

优选的，所述密封薄膜与所述第一连接法兰之间设有用于调节所述密封薄膜与所述弹片倒钩间距的垫片。

优选的，所述导流部的进液端通过管道法兰与弯管部可拆卸连接。

优选的，所述下支撑凸起部上设有朝向所述前腔室一侧凸出的顺滑曲面，所述顺滑曲面用于对推力球的移动进行导向。

优选的，所述推力球为空心圆球。

优选的，所述连接绳为钢丝绳。

优选的，所述导流部呈中间粗两端细的纺锤形。

本发明的第二目的在于提供一种液货舱的压力报警系统，所述压力报警系统包括上述的薄膜式导流装置、第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设置于所述泄漏通道或所述导流腔中，用于监测所述密封薄膜上游的气体压力，所述第二压力传感器设置于所述直管部中，用于监测所述密封薄膜下游的气体压力。

本发明的第三目的在于提供一种液化气体船，包括上述的压力报警系统、船体和液货舱，所述液货舱设置于所述船体内，所述液货舱和所述船体之间设有液舱绝缘层，所述液舱绝缘层与所述液货舱之间形成所述泄漏通道；至少一个所述压力报警系统设置于所述船体和所述液舱绝缘层之间，所述压力报警系统的所述弯管部的进液端与所述泄漏通道连通。

本发明的有益效果：

1、本发明的薄膜式导流装置通过依次连通的弯管部、导流部和直管部对泄漏通道内的泄漏液货进行导流，通过设置在导流部和直管部之间的密封薄膜对泄漏通道进行密封，保证泄漏通道内部的干燥惰性气体在安全工作压力下能够循环流动，实现湿度和危险气体的控制，同时减少液货舱的受潮腐蚀；本发明在导流部的导流腔中设有上支撑凸起部、下支撑凸起部、弹片倒钩、弹簧、推力球和连接绳，当泄漏通道内的泄漏液货经弯管部流入导流部后，弹簧遇冷收缩并通过连接绳拉动推力球沿下支撑凸起部移动，直至推力球与上支撑凸起部接触并推动上支撑凸起部移动，上支撑凸起部又带动弹片倒钩朝向密封薄膜移动并划破密封薄膜，实现导流部的连通，以便于将泄漏通道内的泄漏液货导流至指定区域。

2、本发明的薄膜式导流装置中，导流部的出液端与直管部的进液端通过法兰连接，密封薄膜设置在导流部和直管部之间，便于密封薄膜的更换。

3、本发明在薄膜式导流装置的密封薄膜和导流部的第一连接法兰之前设有垫片，通过垫片调节密封薄膜与导流部内弹片倒钩的间距，以适应不同低温液货对弹簧收缩量的不同要求，扩大了薄膜式导流装置的适用范围。

4、本发明的压力报警装置在密封薄膜的上游设有用于监测密封薄膜上游气压的第一压力传感器，在密封薄膜的下游设有用于监测密封薄膜下游气压的第二压力传感器，可通过密封薄膜上游和下游的压力变化准确获取液货舱的安全状态。

附图说明

图1为本发明的液货舱的薄膜式导流装置的结构示意图；

图2为导流部与直管部的连接示意图；

图3为本发明的液化气体船的结构示意图。

图中附图标记说明：

100、薄膜式导流装置；

110、弯管部；

120、导流部；

121、导流腔；

1211、前腔室；

1212、后腔室；

122、上支撑凸起部；

123、下支撑凸起部；

124、导流间隙；

125、弹片倒钩；

126、第一连接法兰；

130、直管部；

131、第二连接法兰；

140、密封薄膜；

150、弹簧；

160、推力球；

170、连接绳；

180、垫片；

190、管道法兰；

200、泄漏通道；

300、液舱绝缘层；

400、液货舱；

500、船体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例，如图1-图3所示，一种液货舱的薄膜式导流装置，该薄膜式导流装置100安装于船体500与液货舱400之间，用于将泄漏通道200内的泄漏液货导流至指定区域，并使泄漏通道200内部形成密闭的干燥不燃环境；该薄膜式导流装置100包括：

一弯管部110，该弯管部110为90°弯管，弯管部110的竖直端为进液端，进液端用于与泄漏通道200连通；弯管部110的水平端为出液端。

一导流部120，该导流部120沿水平方向设置，且导流部120的进液端与弯管部110的出液端连通，导流部120内部设有导流腔121；在导流腔121的上侧壁面上设有上支撑凸起部122，在导流腔121的下侧壁面上设有下支撑凸起部123，上支撑凸起部122和下支撑凸起部123使导流腔121分隔为前腔室1211和后腔室1212，且上支撑凸起部122和下支撑凸起部123之间形成用于连通前腔室1211和后腔室1212的导流间隙124，导流间隙124用于泄漏液货从前腔室1211流入后腔室1212。

一直管部130，该直管部130沿水平方向设置，且直管部130的进液端与导流部120的出液端连通；直管部130用于将泄漏液货沿水平方向导流至指定区域。

一密封薄膜140，该密封薄膜140设置在导流部120的出液端与直管部130的进液端之间；用于对导流腔121进行密封，防止泄漏通道200内的惰性气体外泄，并使泄漏通道200内部保持干燥。

一弹簧150，该弹簧150设置于后腔室1212中，弹簧150的底端与导流腔121的下侧壁面固定连接。

一推力球160，该推力球160设置于前腔室1211中，且推力球160的径向尺寸大于导流间隙124的尺寸。

一连接绳170，该连接绳170的一端与推力球160固定连接，另一端穿过导流间隙124并与弹簧150的顶端固定连接。

一弹片倒钩125，该弹片倒钩125的连接端与上支撑凸起部122连接，弹片倒钩125的钩刺端朝向密封薄膜140设置。

弹簧150可遇冷缩短并通过连接绳170拉动推力球160移动，弹片倒钩125可在推力球160的推力作用下朝向密封薄膜140移动并划破密封薄膜140。

本申请的薄膜式导流装置100通过依次连通的弯管部110、导流部120和直管部130对泄漏通道200内的泄漏液货进行导流，通过设置在导流部120和直管部130之间的密封薄膜140对导流腔121进行密封，以保证泄漏通道200内部的干燥惰性气体在安全工作压力下能够循环流动，实现湿度和危险气体的控制，减少液货舱400的受潮腐蚀。本申请在导流部120的导流腔121中设有上支撑凸起部122、下支撑凸起部123、弹片倒钩125、弹簧150、推力球160和连接绳170，当泄漏通道200内的泄漏液货经弯管部110流入导流部120后，弹簧150遇冷收缩并通过连接绳170拉动推力球160沿下支撑凸起部123移动，直至推力球160与上支撑凸起部122接触并推动上支撑凸起部122移动，上支撑凸起部122又带动弹片倒钩125朝向密封薄膜140移动并划破密封薄膜140，实现导流部120的连通，以便于将泄漏通道200内的泄漏液货导流至指定区域。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，导流部120的出液端一体成型有第一连接法兰126，直管部130的进液端一体成型有第二连接法兰131，密封薄膜140设置于第一连接法兰126和第二连接法兰131之间，第一连接法兰126和第二连接法兰131通过紧固螺栓连接。如此设置，通过在导流部120的出液端设置第一连接法兰126，在直管部130的进液端设置第二连接法兰131，实现导流部120和直管部130的可拆卸连接；通过将密封薄膜140夹装于第一连接法兰126和第二连接法兰131之间，实现密封薄膜140的便捷更换。

优选的，在密封薄膜140与第一连接法兰126之间设有用于调节密封薄膜140与弹片倒钩125间距的垫片180。如此设置，在密封薄膜140与第一连接法兰126之间设有垫片180，通过垫片180厚度的调节，可以实现弹片倒钩125与密封薄膜140间距的调节，以适应不同低温液货对密封薄膜140与弹片倒钩125不同间距的要求。

具体的，密封薄膜140为非金属耐低温材料，起到低温爆破的作用。垫片180的厚度应根据弹簧150在不同低温液货下的收缩量进行灵活调整，以保证弹片倒钩125和密封薄膜140在非泄漏常温状态下的安全间隙。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，导流部120的进液端通过管道法兰190与弯管部110可拆卸连接。如此设置，导流部120与弯管部110通过管道法兰190可拆卸连接，不仅便于导流部120和弯管部110的连接，还有利于导流部120的检修和更换。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，下支撑凸起部123上设有朝向前腔室1211一侧凸出的顺滑曲面，也就是下支撑凸起部123的纵截面为向前腔室1211凸出的弧形，该顺滑曲面用于对推力球160的移动进行导向。如此设置，当弹簧150受冷收缩并通过连接绳170拉动推力球160移动时，推力球160可沿着下支撑凸起部123的顺滑曲面上移，直至与上支撑凸起部122接触。

优选的，推力球160为空心圆球。如此设置，通过将推力球160设置成空心球，可以增大推力球160的径向尺寸，防止推力球160上移过程中卡在上支撑凸起部122和下支撑凸起部123之间的导流间隙124中；将推力球160设置成空心球，在同等重量前提下，推力球160可获得较大的体积，当导流部120的前腔室1211内流入泄漏液货后，空心的推力球160可获得较大的浮力，便于弹簧150拉动推力球160上移。

更优选的，连接绳170为钢丝绳。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，导流部120和导流腔121均为中间粗两端细的纺锤形。如此设置，通过将导流腔121设置成纺锤形，可使得下支撑凸起部123与导流部120下侧壁面间形成两个凹槽，且两个凹槽分别位于前腔室1211和后腔室1212的底部；前腔室1211底部的凹槽用于泄漏液货的暂时存储，并对推力球160提供上移的浮力；后腔室1212底部的凹槽用于泄漏液货的暂时存储，并使弹簧150受冷收缩。

一种液货舱的压力报警系统，如图1所示，该压力报警系统包括上述的薄膜式导流装置、第一压力传感器(图中未示出)和第二压力传感器(图中未示出)，第一压力传感器设置于泄漏通道200或导流腔121中，用于监测密封薄膜140上游的气体压力，第二压力传感器设置于直管部130中，用于监测密封薄膜140下游的气体压力。如此设置，当液货舱400处于正常安全运营状态时，密封薄膜140上游的导流腔121和泄漏通道200内充满干燥的惰性气体，且密封薄膜140的上游和下游存在一定的压差。当泄漏液货流入薄膜式导流装置100并导致密封薄膜140爆破后，密封薄膜140的上游和下游的气压相同，因而可根据薄膜式导流装置100的压力变化，通过监测密封薄膜上游和下游的压力变化，准确获得液货舱400的安全状态。

一种液化气体船，如图3所示，该液化气体船包括上述压力报警系统、船体500和液货舱400，液货舱400设置于船体500内，在液货舱400和船体500之间还设有液舱绝缘层300，液舱绝缘层300与液货舱400之间形成泄漏通道200；至少一个压力报警系统设置于船体500和液舱绝缘层300之间，压力报警系统的弯管部110的进液端与泄漏通道200连通。

优选的，液货舱400可以为菱形液货舱、球形液货舱或矩形液货舱。具体的：薄膜式导流装置100的具体布置位置和数量由液货舱400具体类型所决定。当液货舱400为球形液货舱时，薄膜式导流装置100可设置在球型液货舱的底部，数量最少为一个；当液货舱400为菱形液货舱或矩形液货舱时，薄膜式导流装置100可设置在菱形液货舱或矩形液货舱的四个角隅处，数量最少为四个。

本申请的工作原理如下：

弯管部110安装于液货舱400的底部的船体500上，且弯管部110的进液端向上贯穿液舱绝缘层300后，与液货舱400和液舱绝缘层300之间的泄漏通道200连通，使得弯管部110的进液端作为泄漏液货的进口；当液货舱400出现不可预知的泄漏时，泄漏液货在船体500摇晃运动作用以及重力作用下，从弯管部110的进液端流入薄膜式导流装置100。

当泄漏液货从弯管部110流入导流部120的导流腔121后，由于下支撑凸起部123的阻拦作用，泄漏液货汇聚于下支撑凸起部123上游的前腔室1211底部的凹槽中，泄漏液货对推力球160产生浮力作用，推力球160发生向上的移动。

当泄漏液货在前腔室1211逐步累积，并达到一定高度时，泄漏液货将从导流部120的上支撑凸起部122和下支撑凸起部123间的导流间隙124流入导流部120的后腔室1212底部的凹槽中；当弹簧150接触到低温泄漏液货会受冷收缩并拉动连接绳170，推力球160将在连接绳170的拉力作用下，沿着导流部120的下支撑凸起部123的顺滑曲面上移，直到接触到导流部120的上支撑凸起部122，并对上支撑凸起部122产生向直管部130的推力，弹片倒钩125在推力球160的推力作用下移动并划破密封薄膜140，以使泄漏液货可流动至直管部130中并流向指定的区域。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益技术效果：

本申请中的薄膜式导流装置100通用性强，应用广泛，不仅适用于运载LPG、LEG、LNG等各种低温液货的液化气体船，还适用于设有独立液货燃料舱的双燃料动力船。

本申请中的薄膜式导流装置100不仅可在液货舱400出现不可预见的低温液货泄漏时，有效的将泄漏通道200内的泄漏液货导流至指定区域；还可在低温液货舱400正常运货状态时，实现泄漏通道200的密封，保证泄漏通道200内部的干燥惰性气体在安全工作压力下能够循环流动，实现湿度和危险气体的控制并减少液货舱400的受潮腐蚀。

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替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液货舱的薄膜式导流装置，用于对泄漏通道(200)内的泄漏液货进行导流，所述薄膜式导流装置(100)包括：

弯管部(110)，所述弯管部(110)的进液端用于与所述泄漏通道(200)连通；

导流部(120)，所述导流部(120)的进液端与所述弯管部(110)的出液端连通，所述导流部(120)内部设有导流腔(121)；所述导流腔(121)的上侧壁面上设有上支撑凸起部(122)，所述导流腔(121)的下侧壁面上设有下支撑凸起部(123)，所述上支撑凸起部(122)和所述下支撑凸起部(123)使所述导流腔(121)分隔为前腔室(1211)和后腔室(1212)，且所述上支撑凸起部(122)和所述下支撑凸起部(123)之间形成用于连通所述前腔室(1211)和所述后腔室(1212)的导流间隙(124)；

直管部(130)，所述直管部(130)的进液端与所述导流部(120)的出液端连通；

其特征在于，所述薄膜式导流装置(100)还包括：

密封薄膜(140)，所述密封薄膜(140)设置在所述导流部(120)的出液端与所述直管部(130)的进液端之间；

弹簧(150)，所述弹簧(150)设置于所述后腔室(1212)中，所述弹簧(150)的底端与所述导流腔(121)的下侧壁面固定连接；

推力球(160)，所述推力球(160)设置于所述前腔室(1211)中，所述推力球(160)的径向尺寸大于所述导流间隙(124)的尺寸；

连接绳(170)，所述连接绳(170)的一端与所述推力球(160)固定连接，另一端穿过所述导流间隙(124)并与所述弹簧(150)的顶端固定连接；

弹片倒钩(125)，所述弹片倒钩(125)的连接端与所述上支撑凸起部(122)连接，所述弹片倒钩(125)的钩刺端朝向所述密封薄膜(140)设置；所述弹片倒钩(125)可在所述推力球(160)的作用下朝向所述密封薄膜(140)移动并划破所述密封薄膜(140)。

2.根据权利要求1所述的一种液货舱的薄膜式导流装置，其特征在于，所述导流部(120)的出液端设有第一连接法兰(126)，所述直管部(130)的进液端设有第二连接法兰(131)，所述密封薄膜(140)设置于所述第一连接法兰(126)和所述第二连接法兰(131)之间。

3.根据权利要求2所述的一种液货舱的薄膜式导流装置，其特征在于，所述密封薄膜(140)与所述第一连接法兰(126)之间设有用于调节所述密封薄膜(140)与所述弹片倒钩(125)间距的垫片(180)。

4.根据权利要求1所述的一种液货舱的薄膜式导流装置，其特征在于，所述导流部(120)的进液端通过管道法兰(190)与弯管部(110)的出液端可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的一种液货舱的薄膜式导流装置，其特征在于，所述下支撑凸起部(123)上设有朝向所述前腔室(1211)一侧凸出的顺滑曲面，所述顺滑曲面用于对推力球(160)的移动进行导向。

6.根据权利要求1所述的一种液货舱的薄膜式导流装置，其特征在于，所述推力球(160)为空心圆球。

7.根据权利要求1所述的一种液货舱的薄膜式导流装置，其特征在于，所述连接绳(170)为钢丝绳。

8.根据权利要求1所述的一种液货舱的薄膜式导流装置，其特征在于，所述导流部(120)呈中间粗两端细的纺锤形。

9.一种液货舱的压力报警系统，其特征在于，所述压力报警系统包括权利要求1-8任意一项所述的薄膜式导流装置(100)，还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设置于所述泄漏通道(200)或所述导流腔(121)中，用于监测所述密封薄膜(140)上游的气体压力，所述第二压力传感器设置于所述直管部(130)中，用于监测所述密封薄膜(140)下游的气体压力。

10.一种液化气体船，其特征在于，包括权利要求9所述的压力报警系统，还包括船体(500)和液货舱(400)，所述液货舱(400)设置于所述船体(500)内，所述液货舱(400)和所述船体(500)之间设有液舱绝缘层(300)，所述液舱绝缘层(300)与所述液货舱(400)之间形成所述泄漏通道(200)；至少一个所述压力报警系统设置于所述船体(500)和所述液舱绝缘层(300)之间，所述压力报警系统的所述弯管部(110)的进液端与所述泄漏通道(200)连通。

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