CN114330046A - 一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，包括：(1)总体设计；(2)罐体设计；(3)底座框架设计；所述步骤(1)的总体设计和步骤(2)的罐体设计中，通过在橇装设备罐体的外圆上沿轴向间隔布置若干数量的均压环来实现所述罐体在高压下罐体外圆的均衡变形；步骤(1)的总体设计和步骤(3)的底座框架设计中，通过在橇装设备罐体的底座框架上设置隔振组件来减少运输时的振动；隔振组件包括设置在所述底座框架下部且槽口朝下设置的槽钢、设置在所述槽钢内的弹性橡胶体，弹性橡胶体的上部与槽钢的内槽之间设置有砂体填充空间，砂体填充空间内封装有用于吸收车辆运输钢板台面振动能量的砂体。本发明提高了橇装设备的安全性。

Description

一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法

技术领域

本发明涉及橇装设备技术领域，具体涉及一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法。

背景技术

橇装设备在能源、化工等供给领域应用较为广泛。根据能源供给类型的不同，能源供给类橇装设备可分为橇装加油设备、橇装液化气体加气设备、橇装液氢加氢设备。化工类橇装设备则可能涉及到一些高压高危液体化学品的供给使用。

橇装设备通常是由移动式的框架底座、设置在所述框架底座上罐体、机架平台以及相关的仪器设备等零部件所组成，它将容器(设备)、管道、阀门、仪表、电气等集中组装于一个钢结构的框架底座上，成为一种一体式的地面可移动能源或液体物料供给站。

由于橇装设备所使用的能源或化学液体大多具有较大的危险性，因此保证橇装设备的安全性尤为重要。考虑到橇装设备异地生产完成后，主要以公路运输的形式运输到作业现场。在公路运输过程中，由于路面的凸凹不平和随机性，橇装设备长时间处于随机振动中，容易在运输过程中损坏，从而造成巨大的经济损失。统计表明，运输过程中产品破损主要是由于振动和冲击造成的，橇装设备在生产完成后运输到作业场地，其运输路程长、运输路况复杂，运输载货车在行驶过程中由于路面不平会产生振动，尤其是在较为颠簸的路面，传递到橇装设备的振动情况十分恶劣，橇装设备的损坏风险极高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，旨在提高橇装设备使用和运输的安全性。具体的技术方案如下：

一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，包括如下步骤：

(1)总体设计：根据大型高压气体储存橇装设备的设计要求和使用工况，并依据橇装设备的相关设计规范和标准，进行橇装设备的总体设计；所述总体设计包括橇装设备外形结构的总体设计、罐体结构的总体设计、底座框架结构的总体设计、其它零部件结构的总体设计以及各零部件的装配连接关系的总体设计，从而形成大型高压气体储存橇装设备的总体设计CAD图；

(2)罐体设计：对罐体进行详细设计，形成罐体设计初步CAD图；然后采用有限元分析元件，对初步设计的罐体进行强度校核，必要时进行罐体结构尺寸的修正，直至满足强度要求，并形成罐体设计CAD修正图；

(3)底座框架设计：对底座框架进行详细设计，形成底座框架设计初步CAD图；然后采用有限元分析元件，对初步设计的底座框架进行强度校核，必要时进行底座框架结构尺寸的修正，直至满足强度要求，并形成底座框架设计CAD修正图；

其中，所述步骤(1)的总体设计和步骤(2)的罐体设计中，通过在橇装设备罐体的外圆上沿轴向间隔布置若干数量的均压环来实现所述罐体在高压下罐体外圆的均衡变形；

其中，所述步骤(1)的总体设计和步骤(3)的底座框架设计中，通过在橇装设备罐体的底座框架上设置隔振组件来减少运输时的振动以提高橇装设备在车辆运输时的安全性；所述隔振组件包括设置在所述底座框架下部且槽口朝下设置的槽钢、设置在所述槽钢内的弹性橡胶体，所述弹性橡胶体的下端面低于所述槽钢的下端面，所述弹性橡胶体的上部与所述槽钢的内槽之间设置有砂体填充空间，所述砂体填充空间内封装有用于吸收车辆运输钢板台面振动能量的砂体。

所述均压环的设置方法如下：

A1、模拟试验罐体的设计制作：根据罐体设计CAD修正图，按一定比例设计制作一缩小的模拟试验罐体；

A2、模拟试验罐体的超压试验：根据大型高压气体储存橇装设备罐体的工作压力，设置模拟试验罐体的超压试验压力为工作压力的s倍，其中，所述s＞1；在s倍工作压力的超压试验条件下对模拟试验罐体进行水压试验，并使用π尺检测、记录超压试验条件下模拟试验罐体各断面位置外径的膨胀变形情况，形成超压试验条件下模拟试验罐体外径的膨胀变形曲线数据曲线图；

A3、模拟均压环尺寸的设计：根据大型高压气体储存橇装设备的总体设计CAD图，规划出均压环的数量、位置的边界条件，以及均压环的外径、内径和厚度尺寸的边界条件，并根据均压环的所述边界条件，得到模拟试验罐体上需要配置的模拟均压环的边界条件；然后根据模拟试验罐体的超压试验中所得到的模拟试验罐体外径膨胀变形曲线数据，进行模拟均压环尺寸的设计：在模拟试验罐体外径膨胀变形量相对较大的位置适当增大模拟均压环的尺寸或增加模拟均压环数量的配置，在模拟试验罐体外径膨胀变形量相对较小的位置适当减小模拟均压环的尺寸或增少模拟均压环数量的配置，以实现超压试验条件下模拟试验罐体外径膨胀变形量的均衡；

A4、均压环尺寸的设计：根据模拟均压环的数量和尺寸，转换得到大型高压气体储存橇装设备上均压环的数量和尺寸；所述大型高压气体储存橇装设备上均压环的数量与所述模拟均压环的数量相等，所述大型高压气体储存橇装设备上均压环的尺寸根据所述模拟均压环的尺寸按比例换算放大得到。

优选的，所述均压环的设置方法A3中，还使用有限元分析元件计算超压条件下所述模拟试验罐体上配置了模拟均压环后的模拟试验罐体外径膨胀变形情况，必要时进行模拟均压环尺寸的修正，直至满足模拟试验罐体外径膨胀变形量均衡的要求。

本发明中，所述隔振组件上设置有隔振频率调节装置，所述隔振频率调节装置包括设置在所述弹性橡胶体上的橡胶孔、封闭在所述弹性橡胶体的橡胶孔端面的密封盖板、设置在所述密封盖板上的充气接口；所述底座框架上安装有高压气泵，所述橡胶孔通过所述充气接口和充气管路与所述高压气泵相连接；所述充气管路上设置有压力变送器，所述高压气泵、压力变送器分别连接控制器所述控制器。

其中，所述底座框架的底部由若干数量的所述隔振组件拼接而成，各所述隔振组件的所述弹性橡胶体上的橡胶孔通过连接管路相互接通；所述底座框架和车辆运输钢板台面上分别设置有振动传感器，所述振动传感器连接所述控制器。

其中，所述控制器通过所述高压气泵向弹性橡胶体的橡胶孔内充入一定的压缩空气从而形成相应的隔振频率。

当需要减压时，所述控制器通过充气管路上设置的电动减压排气阀释放一定量的压缩空气，使得弹性橡胶体的橡胶孔内的压力降低。充气管路上的压力变送器用于监测充入到弹性橡胶体的橡胶孔内的压力大小。

优选的，所述弹性橡胶体上的橡胶孔为半圆形橡胶孔，且所述半圆形橡胶孔的内孔平面位于所述半圆形橡胶孔的上部，所述半圆形橡胶孔的半圆弧面位于所述半圆形橡胶孔的下部，在所述弹性橡胶体的内部且位于所述半圆形橡胶孔的下方水平设置有橡胶体涨紧定向控制筋板；所述隔振组件还包括柔性砂包，所述砂体封装在所述柔性砂包内。

优选的，所述橡胶体涨紧定向控制筋板在水平方向的宽度与所述半圆形橡胶孔的直径相等。

优选的，所述弹性橡胶体的下端面上设置有沉槽。

本发明的所述大型高压气体储存橇装设备结构设计方法还包括隔振组件上隔振频率的优化设置方法，所述隔振频率的优化设置方法是通过以下两种优化设置方法中的一种来实现：

隔振频率的优化设置方法之一：试验台预调整优化设置方法，具体是将橇装设备预先置于振动试验台上，由振动试验台模拟车辆运输时的常规振动情况，然后由控制器通过隔振频率调节装置动态调整隔振组件的频率至最佳工况，使得橇装设备的振动最小；

隔振频率的优化设置方法之二：车辆实车行驶动态经验积累优化设置方法，具体是在车辆运载首台橇装设备的运输过程中，控制器通过分别设置在底座框架上和车辆运输钢板台面上的振动传感器收集车辆行驶路段内的振动数据信息，所述振动数据信息与车辆的路段位置、车辆在该路段位置的行驶速度相关联；然后，在车辆运载下一台橇装设备的运输过程中，控制器根据不同路段位置的振动数据信息动态调整各路段内所述隔振组件的隔振频率至最佳工况，使得橇装设备的振动最小。

上面两种隔振频率优化设置方法可以单独使用，也可以结合起来使用。

优选的，所述隔振频率的优化设置方法之二中，控制器根据振动传感器收集到的车辆行驶路段内的车辆运输钢板台面的振动数据信息，按照车辆运输钢板台面振动的剧烈程度将车辆行驶的路段分为低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段，然后分别计算所述低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段上车辆运输钢板台面振动数据信息的平均值，根据车辆运输钢板台面振动数据信息的平均值，在振动试验台上分别模拟低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段的车辆运输钢板台面振动情况，然后通过隔振频率调节装置动态调整隔振组件的频率至最佳工况，记录使得橇装设备分别在所述低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段上的振动最小时弹性橡胶体的橡胶孔内所对应的充气压力值，然后在车辆运载下一台橇装设备的运输过程中，根据运输车辆所处的不同风险颠簸路段相应调整充气压力值使得橇装设备在各风险颠簸路段上的振动最小。

为了进一步提高橇装设备运输的安全性，进一步的改进方案是：在所述底座框架上设置有防运输侧滑装置，所述防运输侧滑装置包括设置在所述底座框架底部且为上下贯通的若干处空挡、设置在所述空挡内且为上下贯通的胶水围挡、设置在所述胶水围挡上方的快速凝固胶水箱、设置在所述快速凝固胶水箱上用于控制胶水流入所述胶水围挡内的电控胶水开关、通过磁性吸附方式固定在车辆运输钢板台面上的磁性座、设置在所述磁性座上用于检测所述磁性座自身是否松动的微动开关、设置在所述磁性座上靠近所述底座框架防滑方向一侧的行程开关，所述微动开关、行程开关和所述电控胶水开关分别连接控制器。

优选的，所述快速凝固胶水箱设置为双腔结构，所述胶水为双组分胶水并分别置对应地置于所述双腔内，且快速凝固胶水箱的两个腔体上分别设置电控胶水开关。电控胶水开关打开后，双腔内两个组分的胶水分别流入胶水围挡内后迅速混合而快速凝固。

根据需要，所述胶水也可以使用单组分快速凝固胶水。在这种情况下，所述快速凝固胶水箱采用单腔的箱体就可以。

优选的，所述胶水围挡与所述空挡间隙配合并可上下移动，所述胶水围挡的下端面与车辆运输钢板台面相接触。

优选的，所述磁性座的数量有多个且分别设置在靠近所述底座框架不同防滑方向的一侧位置。

其中，所述不同防滑方向包括前侧、后侧、左侧、右侧四个防滑方向。

优选的，所述不同防滑方向可以只包括后侧、左侧、右侧三个防滑方向，以防止橇装设备从车辆的左右两侧或后侧滑出而造成严重安全事故。

本发明中，所述控制器优选为MCU控制器。

本发明中，所述控制器连接报警装置。

本发明中，长条形的所述弹性橡胶体通过橡胶模具模压形成，所述弹性橡胶体的半圆形孔沿轴向设置有拔模斜度。

本发明中，弹性橡胶体与槽钢的槽体之间为过盈配合。

本发明中，所述磁性座带有磁性开关，所述微动开关和行程开关分别固定在所述磁性座上。

一种大型高压气体储存橇装设备的安全运输方法，包括如下步骤：

(1)橇装设备的吊装：使用吊装设备，将橇装设备吊装到车辆运输钢板台面上，使得橇装设备通过底座框架上的隔振组件坐落在车辆运输钢板台面上，吊装到位后用绳索将橇装设备固定；

(2)防运输侧滑装置的设置：将带有微动开关和行程开关的磁性座通过磁性吸附方式固定在车辆运输钢板台面上，磁性座上的微动开关抵靠在车辆运输钢板台面上，磁性座上的行程开关设置在所述磁性座上靠近所述底座框架防滑方向一侧；

(3)车辆运输：车辆按预先设定的行程从始发地运输到目的地；运输过程中，防运输侧滑装置动态监测橇装设备是否侧滑移位，当车辆出现意外情况导致侧滑移位的量超过设定值时，底座框架的侧面因橇装设备的整体滑移而压住行程开关，控制器接收到行程开的动作信息后一方面启动报警装置发出报警，另一方面迅速打开电控胶水开关，使得快速凝固胶水箱中的胶水流入到位于底座框架的胶水围挡内部位置的车辆运输钢板台面上并在胶水围挡内积聚，胶水快速凝固从而将底座框架上的胶水围挡胶接固定在车辆运输钢板台面上，随着越来越多的胶水的流下，底座框架在车辆运输钢板台面上被快速凝固的胶水牢牢固定，从而起到防运输侧滑作用；

其中，所述橇装设备中的隔振频率在橇装设备制造和组装完成后，通过控制器和隔振频率调节装置进行调节，形成最优隔振频率。

需要注意的是，由于磁性座上设置有用于检测所述磁性座自身是否松动的微动开关，因此，在底座框架未发生侧滑的情况下，如因车辆颠簸造成磁性座自身意外松动时，控制器只发出报警来提示车辆人员进行检查而不会启动电控胶水开关，从而可以避免电控胶水开关的误动作。

本发明中，所述车辆为指定同一型号的运输车辆。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，通过模拟试验罐体的超压试验实现了橇装设备罐体外圆上均压环的优化设置，其可以最大限度地消除或减小罐体外圆在内部高压气体作用下变形的不均匀性，从而有利于减少罐体强度上的薄弱环节，避免罐体因局部强度较差、变形不均衡所引起的罐体局部首先失效破坏所造成的不安全因素。

第二，本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，橇装设备的底座框架上设计了隔振组件，隔振组件中使用弹性橡胶体和砂体组合的减振吸振结构，其优势是：弹性橡胶体对于车辆的振动冲击具有较强的缓冲性能，砂体部分则能够吸收大量的振动能量从而有效减小振幅，两者的结合能够能够更好地确保橇装设备运输的平稳性，从而使得橇装设备的运输更安全。

第三，本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，隔振组件上设置有隔振频率调节装置，从而可以实现有隔振频率的调整，以最大限度实现良好的隔振效果。

第四，本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，橇装设备的隔振频率优化设计，采用车辆实车行驶动态经验积累优化设置方法，通过收集首台橇装设备运输时的振动数据，优化了下一台橇装设备运输时的隔振频率调节，控制器能够在运输的全过程根据低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段分别自动调整各路段内的橇装设备隔振频率，从而更加符合车辆行驶路段内的实际情况，能够实现运输工况下橇装设备振动的最小化，由此进一步提高了橇装设备运输的安全性。

第五，本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，底座框架上设置有防运输侧滑装置，自动感知车辆运输过程中出现的意外情况，从而能够有效防止或减少橇装设备从车辆运输钢板台面上滑落所导致的严重安全问题，进而避免或减少了不必要的涉及人身和设备财产的安全事故。

附图说明

图1是本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法的示意图；

图2是本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法中的橇装设备的结构示意图；

图3是图2中涉及隔振组件的截面视图以及隔振组件与高压气泵的连接结构示意图；

图4是图2中底座框架的下部结构的俯视图；

图5是图4中的涉及磁性座部分的结构示意图。

图中：1、橇装设备(罐体)，2、底座框架，3、隔振组件，4、槽钢，5、弹性橡胶体，6、砂体，7、隔振频率调节装置，8、橡胶孔，9、密封盖板，10、充气接口，11、高压气泵，12、充气管路，13、车辆运输钢板台面，14、压力变送器，15、控制器，16、电动截止阀，17、振动传感器，18、橡胶体涨紧定向控制筋板，19、沉槽，20、柔性砂包，21、防运输侧滑装置，22、胶水围挡，23、快速凝固胶水箱，24、电控胶水开关，25、磁性座，26、微动开关，27、行程开关，28、空挡，29、磁性开关，30、电动减压排气阀，31、均压环。

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至5所示为本发明的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法的实施例，包括如下步骤：

(1)总体设计：根据大型高压气体储存橇装设备1的设计要求和使用工况，并依据橇装设备1的相关设计规范和标准，进行橇装设备1的总体设计；所述总体设计包括橇装设备1外形结构的总体设计、罐体结构的总体设计、底座框架2结构的总体设计、其它零部件结构的总体设计以及各零部件的装配连接关系的总体设计，从而形成大型高压气体储存橇装设备1的总体设计CAD图；

(2)罐体设计：对罐体进行详细设计，形成罐体设计初步CAD图；然后采用有限元分析元件，对初步设计的罐体进行强度校核，必要时进行罐体结构尺寸的修正，直至满足强度要求，并形成罐体设计CAD修正图；

(3)底座框架设计：对底座框架2进行详细设计，形成底座框架2设计初步CAD图；然后采用有限元分析元件，对初步设计的底座框架2进行强度校核，必要时进行底座框架2结构尺寸的修正，直至满足强度要求，并形成底座框架2设计CAD修正图；

其中，所述步骤(1)的总体设计和步骤(2)的罐体设计中，通过在橇装设备1罐体的外圆上沿轴向间隔布置若干数量的均压环31来实现所述罐体在高压下罐体外圆的均衡变形；

其中，所述步骤(1)的总体设计和步骤(3)的底座框架2设计中，通过在橇装设备1罐体的底座框架2上设置隔振组件3来减少运输时的振动以提高橇装设备1在车辆运输时的安全性；所述隔振组件3包括槽口朝下设置的槽钢4、设置在所述槽钢4内的弹性橡胶体5，所述弹性橡胶体5的下端面低于所述槽钢4的下端面，所述弹性橡胶体5的上部与所述槽钢4的内槽之间设置有砂体填充空间，所述砂体填充空间内封装有用于吸收车辆运输钢板台面振动能量的砂体6。

所述均压环31的设置方法如下：

A1、模拟试验罐体的设计制作：根据罐体设计CAD修正图，按一定比例设计制作一缩小的模拟试验罐体；

A2、模拟试验罐体的超压试验：根据大型高压气体储存橇装设备1罐体的工作压力，设置模拟试验罐体的超压试验压力为工作压力的s倍，其中，所述s＞1；在s倍工作压力的超压试验条件下对模拟试验罐体进行水压试验，并使用π尺检测、记录超压试验条件下模拟试验罐体各断面位置外径的膨胀变形情况，形成超压试验条件下模拟试验罐体外径的膨胀变形曲线数据曲线图；

A3、模拟均压环尺寸的设计：根据大型高压气体储存橇装设备1的总体设计CAD图，规划出均压环31的数量、位置的边界条件，以及均压环31的外径、内径和厚度尺寸的边界条件，并根据均压环31的所述边界条件，得到模拟试验罐体上需要配置的模拟均压环的边界条件；然后根据模拟试验罐体的超压试验中所得到的模拟试验罐体外径膨胀变形曲线数据，进行模拟均压环尺寸的设计：在模拟试验罐体外径膨胀变形量相对较大的位置适当增大模拟均压环的尺寸或增加模拟均压环数量的配置，在模拟试验罐体外径膨胀变形量相对较小的位置适当减小模拟均压环的尺寸或增少模拟均压环数量的配置，以实现超压试验条件下模拟试验罐体外径膨胀变形量的均衡；

A4、均压环尺寸的设计：根据模拟均压环的数量和尺寸，转换得到大型高压气体储存橇装设备1上均压环31的数量和尺寸；所述大型高压气体储存橇装设备1上均压环31的数量与所述模拟均压环的数量相等，所述大型高压气体储存橇装设备1上均压环31的尺寸根据所述模拟均压环的尺寸按比例换算放大得到。

优选的，所述均压环的设置方法A3中，还使用有限元分析元件计算超压条件下所述模拟试验罐体上配置了模拟均压环后的模拟试验罐体外径膨胀变形情况，必要时进行模拟均压环尺寸的修正，直至满足模拟试验罐体外径膨胀变形量均衡的要求。

本实施例中，所述隔振组件3上设置有隔振频率调节装置7，所述隔振频率调节装置7包括设置在所述弹性橡胶体5上的橡胶孔8、封闭在所述弹性橡胶体5的橡胶孔8端面的密封盖板9、设置在所述密封盖板9上的充气接口10；所述底座框架2上安装有高压气泵11，所述橡胶孔8通过所述充气接口10和充气管路12与所述高压气泵11相连接；所述充气管路12上设置有压力变送器14，所述高压气泵11、压力变送器14分别连接控制器15。

其中，所述底座框架2的底部由若干数量的所述隔振组件3拼接而成，各所述隔振组件3的所述弹性橡胶体5上的橡胶孔8通过连接管路相互接通；所述底座框架2和车辆运输钢板台面13上分别上设置有振动传感器17，所述振动传感器17连接所述控制器15。

其中，所述控制器15通过所述高压气泵11向弹性橡胶体5的橡胶孔8内充入一定的压缩空气从而形成相应的隔振频率。

当需要减压时，所述控制器15通过充气管路12上设置的电动减压排气阀30释放一定量的压缩空气，使得弹性橡胶体5的橡胶孔8内的压力降低。充气管路12上的压力变送器14用于监测充入到弹性橡胶体5的橡胶孔8内的压力大小。

优选的，所述弹性橡胶体5上的橡胶孔8为半圆形橡胶孔，且所述半圆形橡胶孔的内孔平面位于所述半圆形橡胶孔的上部，所述半圆形橡胶孔的半圆弧面位于所述半圆形橡胶孔的下部，在所述弹性橡胶体5的内部且位于所述半圆形橡胶孔的下方水平设置有橡胶体涨紧定向控制筋板18；所述隔振组件3还包括柔性砂包20，所述砂体6封装在所述柔性砂包20内。

优选的，所述橡胶体涨紧定向控制筋板18在水平方向的宽度与所述半圆形橡胶孔的直径相等。

优选的，所述弹性橡胶体5的下端面上设置有沉槽19。

本实施例的所述大型高压气体储存橇装设备结构设计方法还包括隔振组件3上隔振频率的优化设置方法，所述隔振频率的优化设置方法是通过以下两种优化设置方法中的一种来实现：

隔振频率的优化设置方法之一：试验台预调整优化设置方法，具体是将橇装设备1预先置于振动试验台上，由振动试验台模拟车辆运输时的常规振动情况，然后由控制器15通过隔振频率调节装置7动态调整隔振组件3的频率至最佳工况，使得橇装设备1的振动最小；

隔振频率的优化设置方法之二：车辆实车行驶动态经验积累优化设置方法，具体是在车辆运载首台橇装设备1的运输过程中，控制器15通过分别设置在底座框架2上和车辆运输钢板台面13上的振动传感器17收集车辆行驶路段内的振动数据信息，所述振动数据信息与车辆的路段位置、车辆在该路段位置的行驶速度相关联；然后，在车辆运载下一台橇装设备1的运输过程中，控制器15根据不同路段位置的振动数据信息动态调整各路段内所述隔振组件3的隔振频率至最佳工况，使得橇装设备1的振动最小。

上面两种隔振频率优化设置方法可以单独使用，也可以结合起来使用。

优选的，所述隔振频率的优化设置方法之二中，控制器根据振动传感器17收集到的车辆行驶路段内的车辆运输钢板台面13的振动数据信息，按照车辆运输钢板台面13振动的剧烈程度将车辆行驶的路段分为低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段，然后分别计算所述低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段上车辆运输钢板台面13振动数据信息的平均值，根据车辆运输钢板台面13振动数据信息的平均值，在振动试验台上分别模拟低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段的车辆运输钢板台面13振动情况，然后通过隔振频率调节装置7动态调整隔振组件3的频率至最佳工况，记录使得橇装设备分别在所述低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段上的振动最小时弹性橡胶体5的橡胶孔8内所对应的充气压力值，然后在车辆运载下一台橇装设备1的运输过程中，根据运输车辆所处的不同风险颠簸路段相应调整充气压力值使得橇装设备1在各风险颠簸路段上的振动最小。

为了进一步提高橇装设备运输的安全性，进一步的改进方案是：在所述底座框架2上设置有防运输侧滑装置21，所述防运输侧滑装置21包括设置在所述底座框架2底部且为上下贯通的若干处空挡28、设置在所述空挡28内且为上下贯通的胶水围挡22、设置在所述胶水围挡22上方的快速凝固胶水箱23、设置在所述快速凝固胶水箱23上用于控制胶水流入所述胶水围挡22内的电控胶水开关24、通过磁性吸附方式固定在车辆运输钢板台面上的磁性座、设置在所述磁性座上用于检测所述磁性座自身是否松动的微动开关、设置在所述磁性座上靠近所述底座框架防滑方向一侧的行程开关，所述微动开关、行程开关和所述电控胶水开关分别连接控制器。

优选的，所述快速凝固胶水箱23设置为双腔结构，所述胶水为双组分胶水并分别置对应地置于所述双腔内，且快速凝固胶水箱23的两个腔体上分别设置电控胶水开关24。电控胶水开关24打开后，双腔内两个组分的胶水分别流入胶水围挡22内后迅速混合而快速凝固。

根据需要，所述胶水也可以使用单组分快速凝固胶水。在这种情况下，所述快速凝固胶水箱23采用单腔的箱体就可以。

优选的，所述胶水围挡22与所述空挡28间隙配合并可上下移动，所述胶水围挡22的下端面与车辆运输钢板台面13相接触。

优选的，所述磁性座25的数量有多个且分别设置在靠近所述底座框架2不同防滑方向的一侧位置。

其中，所述不同防滑方向包括前侧、后侧、左侧、右侧四个防滑方向。

优选的，所述不同防滑方向可以只包括后侧、左侧、右侧三个防滑方向，以防止橇装设备1从车辆的左右两侧或后侧滑出而造成严重安全事故。

本实施例中，所述控制器15优选为MCU控制器。

本实施例中，所述控制器15连接报警装置。

本实施例中，长条形的所述弹性橡胶体5通过橡胶模具模压形成，所述弹性橡胶体5的半圆形孔沿轴向设置有拔模斜度。

本实施例中，弹性橡胶体5与槽钢5的槽体之间为过盈配合。

本实施例中，所述磁性座5带有磁性开关，所述微动开关26和行程开关27分别固定在所述磁性座5上。

一种大型高压气体储存橇装设备的安全运输方法，包括如下步骤：

(1)橇装设备的吊装：使用吊装设备，将橇装设备1吊装到车辆运输钢板台面13上，使得橇装设备1通过底座框架2上的槽钢型隔振组件3坐落在车辆运输钢板台面13上，吊装到位后用绳索将橇装设备1固定；

(2)防运输侧滑装置的设置：将带有微动开关26和行程开关27的磁性座5通过磁性吸附方式固定在车辆运输钢板台面13上，磁性座25上的微动开关26抵靠在车辆运输钢板台面13上，磁性座25上的行程开关27设置在所述磁性座25上靠近所述底座框架2防滑方向一侧；

(3)车辆运输：车辆按预先设定的行程从始发地运输到目的地；运输过程中，防运输侧滑装置21动态监测橇装设备1是否侧滑移位，当车辆出现意外情况导致侧滑移位的量超过设定值时，底座框架2的侧面因橇装设备1的整体滑移而压住行程开关27，控制器接收到行程开27的动作信息后一方面启动报警装置发出报警，另一方面迅速打开电控胶水开关24，使得快速凝固胶水箱23中的胶水流入到位于底座框架2的胶水围挡22内部位置的车辆运输钢板台面13上并在胶水围挡22内积聚，胶水快速凝固从而将底座框架2上的胶水围挡22胶接固定在车辆运输钢板台面13上，随着越来越多的胶水的流下，底座框架2在车辆运输钢板台面13上被快速凝固的胶水牢牢固定，从而起到防运输侧滑作用；

其中，所述橇装设备1中的隔振频率在橇装设备1制造和组装完成后，通过控制器15和隔振频率调节装置7进行调节，形成最优隔振频率。

需要注意的是，由于磁性座25上设置有用于检测所述磁性座25自身是否松动的微动开关26，因此，在底座框架2未发生侧滑的情况下，如因车辆颠簸造成磁性座25自身意外松动时，控制器15只发出报警来提示车辆人员进行检查而不会启动电控胶水开关24，从而可以避免电控胶水开关24的误动作。

本实施例中，所述车辆为指定同一型号的运输车辆。

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 (8)

1.一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)总体设计：根据大型高压气体储存橇装设备的设计要求和使用工况，并依据橇装设备的相关设计规范和标准，进行橇装设备的总体设计；所述总体设计包括橇装设备外形结构的总体设计、罐体结构的总体设计、底座框架结构的总体设计、其它零部件结构的总体设计以及各零部件的装配连接关系的总体设计，从而形成大型高压气体储存橇装设备的总体设计CAD图；

(2)罐体设计：对罐体进行详细设计，形成罐体设计初步CAD图；然后采用有限元分析元件，对初步设计的罐体进行强度校核，必要时进行罐体结构尺寸的修正，直至满足强度要求，并形成罐体设计CAD修正图；

(3)底座框架设计：对底座框架进行详细设计，形成底座框架设计初步CAD图；然后采用有限元分析元件，对初步设计的底座框架进行强度校核，必要时进行底座框架结构尺寸的修正，直至满足强度要求，并形成底座框架设计CAD修正图；

其中，所述步骤(1)的总体设计和步骤(2)的罐体设计中，通过在橇装设备罐体的外圆上沿轴向间隔布置若干数量的均压环来实现所述罐体在高压下罐体外圆的均衡变形；

其中，所述步骤(1)的总体设计和步骤(3)的底座框架设计中，通过在橇装设备罐体的底座框架上设置隔振组件来减少运输时的振动以提高橇装设备在车辆运输时的安全性；所述隔振组件包括设置在所述底座框架下部且槽口朝下设置的槽钢、设置在所述槽钢内的弹性橡胶体，所述弹性橡胶体的下端面低于所述槽钢的下端面，所述弹性橡胶体的上部与所述槽钢的内槽之间设置有砂体填充空间，所述砂体填充空间内封装有用于吸收车辆运输钢板台面振动能量的砂体。

2.根据权利要求1所述的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，所述均压环的设置方法如下：

A1、模拟试验罐体的设计制作：根据罐体设计CAD修正图，按一定比例设计制作一缩小的模拟试验罐体；

A2、模拟试验罐体的超压试验：根据大型高压气体储存橇装设备罐体的工作压力，设置模拟试验罐体的超压试验压力为工作压力的s倍，其中，所述s＞1；在s倍工作压力的超压试验条件下对模拟试验罐体进行水压试验，并使用π尺检测、记录超压试验条件下模拟试验罐体各断面位置外径的膨胀变形情况，形成超压试验条件下模拟试验罐体外径的膨胀变形曲线数据曲线图；

A3、模拟均压环尺寸的设计：根据大型高压气体储存橇装设备的总体设计CAD图，规划出均压环的数量、位置的边界条件，以及均压环的外径、内径和厚度尺寸的边界条件，并根据均压环的所述边界条件，得到模拟试验罐体上需要配置的模拟均压环的边界条件；然后根据模拟试验罐体的超压试验中所得到的模拟试验罐体外径膨胀变形曲线数据，进行模拟均压环尺寸的设计：在模拟试验罐体外径膨胀变形量相对较大的位置适当增大模拟均压环的尺寸或增加模拟均压环数量的配置，在模拟试验罐体外径膨胀变形量相对较小的位置适当减小模拟均压环的尺寸或增少模拟均压环数量的配置，以实现超压试验条件下模拟试验罐体外径膨胀变形量的均衡；

A4、均压环尺寸的设计：根据模拟均压环的数量和尺寸，转换得到大型高压气体储存橇装设备上均压环的数量和尺寸；所述大型高压气体储存橇装设备上均压环的数量与所述模拟均压环的数量相等，所述大型高压气体储存橇装设备上均压环的尺寸根据所述模拟均压环的尺寸按比例换算放大得到。

3.根据权利要求2所述的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，所述均压环的设置方法A3中，还使用有限元分析元件计算超压条件下所述模拟试验罐体上配置了模拟均压环后的模拟试验罐体外径膨胀变形情况，必要时进行模拟均压环尺寸的修正，直至满足模拟试验罐体外径膨胀变形量均衡的要求。

4.根据权利要求1所述的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，所述隔振组件上设置有隔振频率调节装置，所述隔振频率调节装置包括设置在所述弹性橡胶体上的橡胶孔、封闭在所述弹性橡胶体的橡胶孔端面的密封盖板、设置在所述密封盖板上的充气接口；所述底座框架上安装有高压气泵，所述橡胶孔通过所述充气接口和充气管路与所述高压气泵相连接；所述充气管路上设置有压力变送器，所述高压气泵、压力变送器分别连接控制器所述控制器。

5.根据权利要求4所述的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，所述底座框架的底部由若干数量的所述隔振组件拼接而成，各所述隔振组件的所述弹性橡胶体上的橡胶孔通过连接管路相互接通；所述底座框架和车辆运输钢板台面上分别设置有振动传感器，所述振动传感器连接所述控制器。

6.根据权利要求5所述的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，所述弹性橡胶体上的橡胶孔为半圆形橡胶孔，且所述半圆形橡胶孔的内孔平面位于所述半圆形橡胶孔的上部，所述半圆形橡胶孔的半圆弧面位于所述半圆形橡胶孔的下部，在所述弹性橡胶体的内部且位于所述半圆形橡胶孔的下方水平设置有橡胶体涨紧定向控制筋板；所述隔振组件还包括柔性砂包，所述砂体封装在所述柔性砂包内。

7.根据权利要求6所述的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，所述大型高压气体储存橇装设备结构设计方法还包括隔振组件上隔振频率的优化设置方法，所述隔振频率的优化设置方法是通过以下两种优化设置方法中的一种来实现：

隔振频率的优化设置方法之一：试验台预调整优化设置方法，具体是将橇装设备预先置于振动试验台上，由振动试验台模拟车辆运输时的常规振动情况，然后由控制器通过隔振频率调节装置动态调整隔振组件的频率至最佳工况，使得橇装设备的振动最小；

隔振频率的优化设置方法之二：车辆实车行驶动态经验积累优化设置方法，具体是在车辆运载首台橇装设备的运输过程中，控制器通过分别设置在底座框架上和车辆运输钢板台面上的振动传感器收集车辆行驶路段内的振动数据信息，所述振动数据信息与车辆的路段位置、车辆在该路段位置的行驶速度相关联；然后，在车辆运载下一台橇装设备的运输过程中，控制器根据不同路段位置的振动数据信息动态调整各路段内所述隔振组件的隔振频率至最佳工况，使得橇装设备的振动最小。

8.根据权利要求7所述的一种大型高压气体储存橇装设备优化设计方法，其特征在于，所述隔振频率的优化设置方法之二中，控制器根据振动传感器收集到的车辆行驶路段内的车辆运输钢板台面的振动数据信息，按照车辆运输钢板台面振动的剧烈程度将车辆行驶的路段分为低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段，然后分别计算所述低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段上车辆运输钢板台面振动数据信息的平均值，根据车辆运输钢板台面振动数据信息的平均值，在振动试验台上分别模拟低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段的车辆运输钢板台面振动情况，然后通过隔振频率调节装置动态调整隔振组件的频率至最佳工况，记录使得橇装设备分别在所述低风险颠簸路段、中风险颠簸路段和高风险颠簸路段上的振动最小时弹性橡胶体的橡胶孔内所对应的充气压力值，然后在车辆运载下一台橇装设备的运输过程中，根据运输车辆所处的不同风险颠簸路段相应调整充气压力值使得橇装设备在各风险颠簸路段上的振动最小。

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