CN115106350A - Lng储罐内壁面清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

LNG储罐内壁面清洗装置及清洗方法，涉及液化天然气存储容器内部清洁技术领域。LNG储罐内壁面清洗装置，包括主体框架、内罐加强圈夹持行走机构、水管夹持推送机构和清洗机构；主体框架的前壁面中部设有凸沿伸入口；凸沿夹持行走机构包括主动轮A、从动轮A和电机A；水管夹持推送机构用于夹持并驱动刚性水管升降移动；清洗机构包括刚性水管和喷头。LNG储罐内壁面清洗方法，基于LNG储罐内壁面清洗装置，用于LNG储罐耐压试验后的内壁面清洁。本发明用于LNG储罐内壁面的清洗作业，只需通过人工将其送入LNG储罐内部的预定位置，即可自动执行清洗作业，极大降低了清洗LNG储罐内壁面的劳动强度。

Description

LNG储罐内壁面清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及液化天然气存储容器内部壁面清洁技术领域，特别是一种LNG储罐内壁面清洗装置及清洗方法。

背景技术

LNG储罐是存储液化天然气的存储容器，其直径可达80-90m，其对受压元件材质、外观尺寸、焊缝质量、安装质量、内部装置和安全附件都有严格的质量要求。

LNG储罐部署安装到位后，需要先装水进行耐压试验，以确保其后续盛装液化天然气的安全稳定。由于LNG储罐尺寸巨大，耐压试验所需的水可达几万至十几万立方米，通常是就近引入自然水体中的水(海水、江水或湖水)至LNG储罐内部，静置1-2周后再将LNG储罐内部的水排空。(含有杂质的)自然水体在LNG储罐内部长时间静置，会在LNG储罐的内壁面上形成污垢(泥沙或青苔等)，排水后，这些污垢仍然会粘附在LNG储罐的内壁上，因此需要在耐压试验后清洗LNG储罐内壁。

目前通常是采用人工清洗LNG储罐内壁。具体是在LNG储罐内部水面上放置一艘小船，将携带清洗设备的人员通过LNG储罐上端口(或称上部人孔)下放至小船上。清洗过程中，首先排出LNG储罐内部一定量的水，使LNG储罐内壁暴露一段，再一边驱动小船绕LNG储罐内壁行驶，一边通过人员手持工具清洁暴露出来的一段内壁。

上述人工清洗方法清洗效率很低，费时费力，劳动强度大，存在船体倾翻的风险。因此，人们希望能研发一种用于清洗LNG储罐内壁的设备，代替人工执行LNG储罐内壁清洗作业，但遗憾的是，目前市面上未见此类设备。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种LNG储罐内壁面清洗装置及清洗方法，它解决了人工清洗LNG储罐内壁面费时费力、劳动强度大、存在安全隐患的问题。

本发明的技术方案是：LNG储罐内壁面清洗装置，包括主体框架、凸沿夹持行走机构、水管夹持推送机构和清洗机构；

主体框架上的两个相对侧壁面分别为前壁面和后壁面，前壁面中部设有凸沿伸入口；

凸沿夹持行走机构包括主动轮A、从动轮A和电机A；多个主动轮A和多个从动轮A分别可转动安装在主体框架上，并分别位于凸沿伸入口的上下两端，从而在所有主动轮A与所有从动轮A之间形成夹板间隙；多个电机A分别固定安装在主体框架内部，每个电机A的机轴分别与一个主动轮A连接；

水管夹持推送机构包括导向座和夹持推送组件；导向座和夹持推送组件均安装在主体框架的后壁面上；夹持推送组件中部设有夹管间隙；多个导向座分别位于夹管间隙的上端和/或下端，导向座上设有贯通孔，所有导向座的贯通孔与夹管间隙连成一条水管移动路径；

清洗机构包括刚性水管和喷头；刚性水管上端通过软管与具有一定压力的水源连通，刚性水管下端穿过水管移动路径并与喷头连接。

本发明进一步的技术方案是：主动轮A位于凸沿伸入口的上端，所有主动轮A滚动方向一致并排成一行布置；相应的，从动轮A位于凸沿伸入口的下端，所有从动轮A滚动方向一致并与主动轮A上下一一对应；从而在主动轮A与从动轮A之间形成夹板间隙，夹板间隙位于凸沿伸入口内。

本发明进一步的技术方案是：每个从动轮A与主体框架之间分别设有弹性调距组件A；弹性调距组件A基于从动轮A所受的压力自适应调节夹板间隙的大小；弹性调距组件A包括导向套A、导向柱A、环形限位片、轮座A和弹簧A；导向套A呈两端开口的套筒，其内孔中设有花键槽，导向套A直接或间接固定安装在主体框架上；导向柱A包括相互连接的小径段和大径段，小径段与大径段之间设有环形台阶面，大径段上设有与所述花键槽相配合的花键，导向柱A的大径段通过花键与花键槽的配合结构滑动安装在导向套A的内孔中，导向柱A的小径段伸出在导向套A的外部，并与轮座A固定连接；环形限位片固定安装在导向套A的孔口处，其中部设有中心孔，其通过中心孔将导向柱A的小径段包容在内，其用于限制导向柱A的大径段从导向套A的内孔中脱出；弹簧A套装在导向柱A的小径段上，其一端与环形限位片相抵，其另一端与轮座A相抵，其通过弹力迫使导向柱A的环形台阶面压紧在环形限位片的端面上；从动轮A活动安装在轮座A上。

本发明进一步的技术方案是：喷头包括中心管和多个喷水条；中心管一端与刚性水管的下端头连接，另一端封闭，中心管的中部外壁上设有呈环形均布的多个出水接口；喷水条呈两端封闭的空心管体，其一侧外壁中部设有进水孔，其另一侧外壁上设有沿长度方向间隔布置的多个喷水孔；多个喷水条呈环形均布固定连接在中心管外部，每个喷水条的进水孔分别与中心管的一个出水接口连通；所有喷水条的喷水方向均垂直于中心管的中心线并朝向中心管外侧，喷头的喷水方向环绕中心管环形均布。

本发明进一步的技术方案是：主体框架的前壁面上设有水平布置的两行滚轮；两行滚轮分别位于凸沿伸入口的上下两端，每行滚轮包括至少两个滚轮，滚轮的布置方向垂直于主动轮A或从动轮A的布置方向。

本发明进一步的技术方案是：夹持推送组件包括主动轮B、从动轮B和电机B；从动轮B和主动轮B分别可转动安装在主体框架上，并位于主体框架的后壁面上，从动轮B和主动轮B之间形成所述的夹管间隙；电机B固定安装在主体框架内部，电机B的机轴与主动轮B连接；导向座的数量为两个，两个导向座对称布置在夹管间隙的上下两端；

本发明进一步的技术方案是：从动轮B与主体框架之间设有弹性调距组件B；弹性调距组件B基于从动轮B所受的压力自适应调节夹管间隙的大小；弹性调距组件B包括导向套B、活塞、调距螺钉、导向柱B、轮座B和弹簧B；导向套B为两端开口的套筒，其内孔从一端至另一端分别设有活塞孔段和螺纹孔段，导向套B直接或间接固定安装在主体框架上；活塞呈两端开口的套筒形，其活动套装在导向套B的内孔中，其内孔中设有花键槽；调距螺钉的杆部螺纹连接在导向套B的螺纹孔段，调距螺钉的头部位于导向套B外部，调距螺钉的杆部端面与活塞相抵；导向柱B上设有与所述花键槽相匹配的花键，导向柱B的一端依次伸入导向套B的活塞孔段和活塞的内孔中，并通过花键与花键槽相配合的结构与活塞滑动连接，导向柱B的另一端伸出在导向套B的外部，并与轮座B固定连接；弹簧B套装在导向柱B上，其两端分别与轮座B和活塞相抵，其通过弹力迫使活塞压紧调距螺钉的杆部端面；从动轮B活动安装在轮座B上。

本发明进一步的技术方案是：其还包括对称分布在刚性水管两侧的两套水管防滑落机构；水管防滑落机构包括电动推杆、压条、弹簧座A、弹簧座B和弹簧；电动推杆的缸体固定安装在主体框架的后壁面上，电动推杆的伸缩杆朝向刚性水管水平伸出；压条固定连接在电动推杆的伸缩杆末端；弹簧座A固定安装在电动推杆的伸缩杆末端；弹簧座B直接或间接固定安装在电动推杆的缸体上，并正对弹簧座A布置；弹簧套装在电动推杆的伸缩杆上，弹簧两端分别与弹簧座A和弹簧座B相抵。

本发明进一步的技术方案是：其还包括壳体、外防水壳、内防水壳和摄像头；壳体固定安装在主体框架上，将电机A和电机B包容在内，壳体上设有供主动轮A露出的开口；外防水壳固定安装在壳体的开口处，并向壳体内部凹陷，以容纳主动轮A位于壳体内的部分，从而将主动轮A隔开在壳体内腔之外；内防水壳固定安装在外防水壳与主动轮A之间；摄像头固定安装在刚性水管上。

本发明进一步的技术方案是：清洗机构还包括减震组件；减震组件包括支座A、电机C、齿轮A、齿轮B、连接杆A、电磁铁A、轮座A及滚轮A；支座A固定安装在刚性水管的下端管体上；电机C固定安装在支座A上，其机轴竖直伸出；齿轮A和齿轮B分别安装在电机C的机轴和刚性水管的下端管体上，并相互啮合；连接杆A前端固定连接在齿轮B上，后端垂直于刚性水管水平伸出；电磁铁A固定安装在连接杆A的后端；轮座A固定连接在电磁铁A上；滚轮A可转动安装在轮座A上；减震组件在电机C的驱动下，在减震状态与避让状态之间切换；

在减震状态下，连接杆A后端指向LNG储罐内壁面，滚轮A的外圆面与LNG储罐内壁面接触，滚轮A的滚动轨迹沿LNG储罐内壁面而呈水平弧线，电磁铁A通电并与LNG储罐之间产生吸力，进而使刚性水管的下端管体产生向LNG储罐内壁面靠紧的趋势；在避让状态下，连接杆A后端背向LNG储罐内壁面，减震组件与LNG储罐之间不产生干涉。

本发明进一步的技术方案是：清洗机构还包括防晃组件；防晃组件包括支座B、电机D、齿轮C、齿轮D、连接杆B、轮座B、滚轮B、空心轮轴、电磁铁B、压敏电阻和导电滑环；支座B固定安装在刚性水管的下端管体上；电机D固定安装在支座B上，其机轴竖直伸出；齿轮C和齿轮D分别安装在电机D的机轴和刚性水管的下端管体上，并相互啮合；连接杆B前端固定连接在齿轮D上，后端垂直于刚性水管水平伸出；轮座B固定连接在连接杆B的后端；滚轮B通过空心轮轴可转动安装在轮座B上；空心轮轴的两端分别从滚轮B的两端面中心处伸出，空心轮轴内部设有贯通其两端的中心孔；多块电磁铁B环形均布并固定安装在滚轮B的外圆面上；多块压敏电阻环形均布并固定安装在滚轮B的外圆面上，并与电磁铁B一一对应，所述一一对应是指每个压敏电阻紧邻一个电磁铁B布置；导电滑环固定安装在空心轮轴的中心孔中，其一端通过呈辐射状分布的导线与各块电磁铁B和各个压敏电阻电连接，其另一端将所有导线汇聚成一股；防晃组件在电机D的驱动下，在防晃状态和躲避状态之间切换；

在防晃状态下，连接杆B后端指向LNG储罐内壁面，滚轮B的外圆面与LNG储罐内壁面接触，滚轮B的滚动轨迹沿LNG储罐内壁面而呈水平弧线，电磁铁B通电而与LNG储罐之间产生吸力，进而使刚性水管的下端管体产生向LNG储罐内壁面靠紧的趋势；在躲避状态下，连接杆B后端背向LNG储罐内壁面，减震组件与LNG储罐之间不产生干涉。

本发明的技术方案是：LNG储罐内壁面清洗方法，基于上述的LNG储罐内壁面清洗装置，用于LNG储罐耐压试验后的内壁面清洁；所述LNG储罐内壁上从上至下间隔设有多个水平伸出的内罐加强圈；后续将LNG储罐内壁面清洗装置简称为清洗装置；

清洗方法如下：

S01，将清洗装置安装到LNG储罐内部：

a、操作人员将清洗装置送入LNG储罐内部的目标内罐加强圈处，并将清洗装置的夹板间隙插入目标内罐加强圈，清洗装置随即夹紧目标内罐加强圈；

b、两套水管防滑落机构的电动推杆的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向远离刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条脱离刚性水管；

c、启动电机B，电机B带动主动轮B转动，进而通过主动轮B与刚性水管之间的摩擦力带动刚性水管上下移动，使连接在刚性水管下端的喷头与目标内罐加强圈下方紧邻的一段内壁面齐平；

d、两套水管防滑落机构的电动推杆的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向靠近刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条接触并压紧刚性水管；

本步骤中，清洗装置夹板间隙插入内罐加强圈的过程中，当两行滚轮与LNG储罐内壁面接触时，即达到合适的插入深度；

本步骤中，清洗装置通过弹簧A提供的压紧力，使从动轮A压紧内罐加强圈的下表面，从而将目标内罐加强圈夹紧在从动轮A与主动轮A之间的夹板间隙中；

S02，清洗一段内壁面：

一方面，启动水源供水，使具有一定压力的清水通过软管进入刚性水管，再通过喷头喷射在LNG储罐内壁面上，以达到清洁LNG储罐内壁面的效果；另一方面，启动电机A，使所有的主动轮A同步同速同向转动，进而使清洗装置沿目标内罐加强圈移动；当清洗装置沿目标内罐加强圈移动一圈，即完成目标内罐加强圈下方的一段内壁面的清洗；

本步骤中，喷头的喷水方向环绕中心管环形均布，使刚性水管下端能保持稳定不偏转；

本步骤中，清洗装置移动过程中，一方面，由于所有的主动轮A同步同速同向转动，另一方面，由于两行滚轮与LNG储罐内壁面接触，再一方面，由于LNG储罐内壁面为凹弧面；使靠近移动方向前端的滚轮相对于靠近移动方向后端的滚轮会承受更大的挤压力，从而使清洗装置的移动轨迹得到实时调整，以保持贴合LNG储罐内壁面；

S03，下放喷头一段距离：

a、两套水管防滑落机构的电动推杆的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向远离刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条脱离刚性水管；

b、启动电机B，电机B带动主动轮B转动，进而通过主动轮B与刚性水管之间的摩擦力带动刚性水管向下移动一段距离，使喷头与待清洗的一段内壁面齐平，所述待清洗的一段内壁面紧邻其上方已清洗的一段内壁面；

c、两套水管防滑落机构的电动推杆的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向靠近刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条接触并压紧刚性水管；

重复S02-S03步骤，完成目标内罐加强圈下方内壁面的清洗作业。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、其用于LNG储罐内壁面的清洗作业，只需通过人工将其送入LNG储罐内部的预定位置，即可沿LNG储罐内壁面移动，并自动执行清洗作业，极大降低了清洗LNG储罐内壁面的劳动强度，消除了清洗LNG储罐内壁面过程中存在的安全隐患，具有较大的实用价值和广阔的应用前景。

2、其在沿LNG储罐内壁面移动过程中，可根据LNG储罐内壁面的弧度自适应调整移动轨迹，可适应不同内径的LNG储罐的清洗操作。基于所有的主动轮A同步同速同向转动、两行滚轮与LNG储罐内壁面接触、LNG储罐内壁面为凹弧面这三个因素，靠近移动方向前端的滚轮相对于靠近移动方向后端的滚轮会承受更大的挤压力，从而使清洗装置的移动轨迹得到实时调整，保持贴合LNG储罐内壁面移动，即实现上述述的“自适应调整移动轨迹”。

2、在清洗作业时，通过多个主动轮A共同提供的动力使清洗装置移动，所有的主动轮A均采用相同的控制参数(转速和转向一致)，无需根据LNG储罐内壁面的弧度精细调整各个主动轮A的转速差，电控设计难度较小。

4、在清洗作业时，喷头的喷水方向环绕中心管环形均布，各方向喷水的冲击力可相互抵消，进而保证了刚性水管下端稳定不偏转，提高了整个清洗装置的稳定性和可靠性。

5、水管夹持推送机构对刚性水管的夹紧力可通过转动调距螺钉来调节，当夹紧力过大导致刚性水管移动困难，或夹紧力过小导致刚性水管下滑时，可向对应的方向拧转调距螺钉以调节夹紧力至合适。

6、在清洗作业时，两套水管防滑落机构共同通过相对布置的压条夹紧(或称为压紧)刚性水管，避免刚性水管下滑，提升了整个清洗装置的稳定性和可靠性。当压条与刚性水管接触时，通过控制电动推杆的动力部件伸缩程度，可改变弹簧的压缩程度，进而实现压条对刚性水管的压紧力的调节。

以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为实施例1中的LNG储罐内壁面清洗装置在一种视角下的结构示意图；

图2为实施例1中的LNG储罐内壁面清洗装置在另一视角下的结构示意图；

图3为弹性调距组件A的结构示意图；

图4为弹性调距组件B的结构示意图；

图5为水管防滑落机构的结构示意图；

图6为实施例1中的LNG储罐内壁面清洗装置的使用状态图；

图7为图6的A部放大图；

图8为实施例2中的LNG储罐内壁面清洗装置的使用状态图；

图9为实施例2中的减震组件的结构示意图；

图10为实施例3中的LNG储罐内壁面清洗装置的使用状态图；

图11为实施例3中的防晃组件的结构示意图；

图12为实施例3中的防晃组件中的若干部件装配结构图。

说明：图1中右侧的外防水壳、壳体、喷头省略未绘出，图2中左侧的外防水壳、壳体、喷头省略未绘出。

具体实施方式

实施例1：

如图1-7所示，LNG储罐内壁面清洗装置，包括主体框架1、凸沿夹持行走机构、水管夹持推送机构和清洗机构。

主体框架1上的两个相对侧壁面分别为前壁面和后壁面，前壁面中部设有凸沿伸入口11。

凸沿夹持行走机构包括主动轮A21、从动轮A22和电机A23。两个主动轮A21和两个从动轮A22分别可转动安装在主体框架1上，并分别位于凸沿伸入口11的上下两端，从而在所有主动轮A21与所有从动轮A22之间形成夹板间隙24。两个电机A23分别固定安装在主体框架1内部，每个电机A23的机轴分别与一个主动轮A21连接。

水管夹持推送机构用于夹持并驱动刚性水管升降移动。水管夹持推送机构包括导向座35和夹持推送组件。夹持推送组件包括主动轮B31、从动轮B32和电机B33。从动轮B32和主动轮B31分别可转动安装在主体框架1上，并位于主体框架1的后壁面上，从动轮B32和主动轮B31之间形成所述的夹管间隙34。电机B33固定安装在主体框架1内部，电机B33的机轴与主动轮B31连接。两个导向座35分别设置在主体框架1的后壁面上，并对称布置在夹管间隙34的上下两端，导向座35上设有贯通孔，两个导向座35的贯通孔与夹管间隙34连成一条水管移动路径。

清洗机构包括刚性水管41和喷头。刚性水管41上端通过软管与具有一定压力的水源连通，刚性水管41下端穿过水管移动路径并与喷头连接。喷头包括中心管421和三个喷水条422。中心管421一端与刚性水管41的下端头连接，另一端封闭，中心管421的中部外壁上设有呈环形均布的多个出水接口4211。喷水条422呈两端封闭的空心管体，其一侧外壁中部设有进水孔4221，其另一侧外壁上设有沿长度方向间隔布置的多个喷水孔4222。三个喷水条422呈环形均布固定连接在中心管421外部，每个喷水条422的进水孔4221分别与中心管421的一个出水接口4211连通。所有喷水条422的喷水方向均垂直于中心管421的中心线并朝向中心管421外侧，所有喷水条422的喷水方向环绕中心管421环形均布。

优选，主体框架1的前壁面上设有水平布置的两行滚轮12，两行滚轮12分别位于凸沿伸入口11的上下两端，每行滚轮包括两个滚轮12，滚轮12的材质为橡胶轮，滚轮12的布置方向垂直于主动轮A21或从动轮A22的布置方向。基于该结构，靠近移动方向前端的滚轮21相对于靠近移动方向后端的滚轮12会承受更大的挤压力，从而使主体框架1的移动轨迹得到实时调整，以保持贴合LNG储罐内壁面。

优选，主动轮A21位于凸沿伸入口11的上端，所有主动轮A21滚动方向一致并排成一行布置。相应的，从动轮A22位于凸沿伸入口11的下端，所有从动轮A22滚动方向一致并与主动轮A21上下一一对应。从而在主动轮A21与从动轮A22之间形成夹板间隙24，夹板间隙24位于凸沿伸入口11内。

优选，每个从动轮A22与主体框架1之间分别设有弹性调距组件A。弹性调距组件A基于从动轮A22所受的压力自适应调节夹板间隙24的大小。弹性调距组件A包括导向套A251、导向柱A252、环形限位片253、轮座A254和弹簧A255。导向套A251呈两端开口的套筒，其内孔中设有花键槽(图中未示出)，导向套A251直接或间接固定安装在主体框架1上。导向柱A252包括相互连接的小径段2521和大径段2522，小径段2521与大径段2522之间设有环形台阶面2523，大径段2522上设有与所述花键槽相配合的花键(图中未示出)，导向柱A252的大径段2522通过花键与花键槽的配合结构滑动安装在导向套A251的内孔中，导向柱A252的小径段2521伸出在导向套A251的外部，并与轮座A254固定连接。环形限位片253固定安装在导向套A251的孔口处，其中部设有中心孔，其通过中心孔将导向柱A252的小径段2521包容在内，其用于限制导向柱A252的大径段2522从导向套A251的内孔中脱出。弹簧A255套装在导向柱A252的小径段2521上，其一端与环形限位片253相抵，其另一端与轮座A254相抵，其通过弹力迫使导向柱A253的环形台阶面2523压紧在环形限位片253的端面上。从动轮A22活动安装在轮座A254上。

优选，从动轮B32与主体框架1之间设有弹性调距组件B。弹性调距组件B基于从动轮B32所受的压力自适应调节夹管间隙34的大小。弹性调距组件B包括导向套B361、活塞362、调距螺钉363、导向柱B364、轮座B365和弹簧B366。导向套B361为两端开口的套筒，其内孔从一端至另一端分别设有活塞孔段和螺纹孔段，导向套B361直接或间接固定安装在主体框架1上。活塞362呈两端开口的套筒形，其活动套装在导向套B361的内孔中，其内孔中设有花键槽(图中未示出)。调距螺钉363的杆部螺纹连接在导向套B361的螺纹孔段，调距螺钉363的头部位于导向套B361外部，调距螺钉363的杆部端面与活塞362相抵。导向柱B364上设有与所述花键槽相匹配的花键(图中未示出)，导向柱B364的一端依次伸入导向套B361的活塞孔段和活塞的内孔中，并通过花键与花键槽相配合的结构与活塞362滑动连接，导向柱B364的另一端伸出在导向套B361的外部，并与轮座B365固定连接。弹簧B366套装在导向柱B364上，其两端分别与轮座B365和活塞362相抵，其通过弹力迫使活塞362压紧调距螺钉363的杆部端面。从动轮B32活动安装在轮座B365上。

优选，其还包括对称分布在刚性水管两侧的两套水管防滑落机构。水管防滑落机构包括电动推杆、压条62、弹簧座A63、弹簧座B64和弹簧65。电动推杆的缸体611固定安装在主体框架1的后壁面上，电动推杆的伸缩杆612朝向刚性水管41水平伸出。压条62固定连接在电动推杆的伸缩杆612末端。弹簧座A63固定安装在电动推杆的伸缩杆612末端。弹簧座B64直接或间接固定安装在电动推杆的缸体611上，并正对弹簧座A63布置。弹簧65套装在电动推杆的伸缩杆612上，弹簧65两端分别与弹簧座A63和弹簧座B64相抵。当需要固定刚性水管41的位置时，保持电动推杆不通电，此时电动推杆的伸缩杆612处于最大伸长位置，此时弹簧65通过弹力迫使压条62压紧在刚性水管41上，从而避免刚性水管41向下滑移。当需要往下移动刚性水管41时，电动推杆通电工作，使电动推杆的伸缩杆612克服弹簧65弹力而收缩(并将弹簧65进一步压缩)，从而使压条62脱离刚性水管41，刚性水管41即可向下移动。

优选，其还包括壳体51、外防水壳52、内防水壳53和摄像头54。壳体51固定安装在主体框架1上，将电机A23和电机B33包容在内，壳体51上设有供主动轮A21露出的开口511。外防水壳52固定安装在壳体51的开口511处，并向壳体51内部凹陷，以容纳主动轮A21位于壳体51内的部分，从而将主动轮A21隔开在壳体51内腔之外。内防水壳53固定安装在外防水壳52与主动轮A21之间。摄像头54固定安装在刚性水管41上，其用于观察喷头的喷水状态及LNG储罐内壁面的清洗状态。

实施例2：

如图8-9所示，本实施例与实施例1相比，区别仅在于：清洗机构还包括减震组件。

减震组件包括支座A431、电机C432、齿轮A433、齿轮B434、连接杆A435、电磁铁A436、轮座A437及滚轮A438。支座A431固定安装在刚性水管41的下端管体上。电机C432固定安装在支座A431上，其机轴竖直伸出。齿轮A433和齿轮B434分别安装在电机C432的机轴和刚性水管41的下端管体上(齿轮A433采用固定安装方式，齿轮B434采用可相对转动的安装方式)，并相互啮合。连接杆A435前端固定连接在齿轮B434上，后端垂直于刚性水管41水平伸出。电磁铁A436固定安装在连接杆A435的后端。轮座A437固定连接在电磁铁A436上。滚轮A438可转动安装在轮座A437上。

电机C432的动力通过齿轮A433和齿轮B434传递至连接杆A435上，带动连接杆A435做水平面上的转动，进而使减震组件在减震状态与避让状态之间切换。

在减震状态下，连接杆A435后端指向LNG储罐内壁面，滚轮A438的外圆面与LNG储罐内壁面滚动接触，滚轮A438的滚动轨迹沿LNG储罐内壁面而呈水平弧线，电磁铁A436通电并与LNG储罐之间产生吸力，进而使刚性水管下端管体产生向LNG储罐内壁面靠紧的趋势，减轻了喷头喷水时产生的冲击力对刚性水管41下端管体的扰动。

在避让状态下，连接杆A435后端背向LNG储罐内壁面，减震组件与LNG储罐之间不产生干涉，此时，刚性水管41可正常下放而不会碰撞到LNG储罐的内罐加强圈。

实施例3：

如图10-12所示，本实施例与实施例1相比，区别仅在于：清洗机构还包括防晃组件。

防晃组件包括支座B441、电机D442、齿轮C、齿轮D、连接杆B443、轮座B444、滚轮B445、空心轮轴446、电磁铁B447、压敏电阻448和导电滑环449。支座B441固定安装在刚性水管41的下端管体上。电机D442固定安装在支座B441上，其机轴竖直伸出；齿轮C和齿轮D分别安装在电机D的机轴和刚性水管的下端管体上，并相互啮合。连接杆B443前端固定连接在齿轮D上，后端垂直于刚性水管41水平伸出。轮座B444固定连接在连接杆B443的后端。滚轮B445通过空心轮轴446可转动安装在轮座B444上。空心轮轴446的两端分别从滚轮B445的两端面中心处伸出，空心轮轴446内部设有贯通其两端的中心孔。多块电磁铁B447环形均布并固定安装在滚轮B445的外圆面上。多块压敏电阻448环形均布并固定安装在滚轮B445的外圆面上，并与电磁铁B447一一对应，所述一一对应是指每个压敏电阻448紧邻一个电磁铁B447布置。导电滑环449固定安装在空心轮轴446的中心孔中，其一端通过呈辐射状分布的导线与各块电磁铁B447和各个压敏电阻448电连接，其另一端将所有导线汇聚成一股。

电机D442的动力通过齿轮C和齿轮D传递至连接杆B443上，带动连接杆B443做水平面上的转动，进而使防晃组件在防晃状态和躲避状态之间切换。

在防晃状态下，连接杆B443后端指向LNG储罐内壁面，滚轮B445的外圆面与LNG储罐内壁面接触，滚轮B445的滚动轨迹沿LNG储罐内壁面而呈水平弧线，电磁铁B447通电而与LNG储罐之间产生吸力，进而使刚性水管41的下端管体产生向LNG储罐内壁面靠紧的趋势，减轻了喷头喷水时产生的冲击力对刚性水管41下端管体的扰动。具体的说，随着滚轮B445在LNG储罐内壁面上的滚动，所有的电磁铁B447依次与LNG储罐内壁面接触再脱离，仅当某个电磁铁B447与LNG储罐内壁面接触时，该电磁铁B447通电，当某个电磁铁447与LNG储罐内壁面脱离时，该电磁铁B447断电。电磁铁B447与LNG储罐内壁面是否接触或脱离是由对应的压敏电阻448感知。

在躲避状态下，连接杆B443后端背向LNG储罐内壁面，减震组件与LNG储罐之间不产生干涉。此时，刚性水管41可正常下放而不会碰撞到LNG储罐的内罐加强圈。

简述本发明的工作原理：

LNG储罐内壁面清洗方法，基于上述的LNG储罐内壁面清洗装置，用于LNG储罐耐压试验后的内壁面清洁。所述LNG储罐内壁上从上至下间隔设有多个水平伸出的内罐加强圈。后续将LNG储罐内壁面清洗装置简称为清洗装置。执行清洗作业之前，先标记LNG储罐内部距离水面上方最近的内罐加强圈，以确定待清洗的内壁面范围，则位于该内罐加强圈下方的内壁面均需要清洗；再排空LNG储罐内部用于耐压试验的水，使目标内罐加强圈下方的内壁面暴露出来；

清洗方法如下：

S01，将清洗装置安装到LNG储罐内部：

a、操作人员将清洗装置送入LNG储罐内部的目标内罐加强圈(即距离水面上方最近的内罐加强圈)处，并将清洗装置的夹板间隙24插入目标内罐加强圈，清洗装置随即夹紧目标内罐加强圈；

b、两套水管防滑落机构的电动推杆64的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆61向远离刚性水管41的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条63脱离刚性水管41；

c、启动电机B33，电机B33带动主动轮B31转动，进而通过主动轮B31与刚性水管41之间的摩擦力带动刚性水管41上下移动，使连接在刚性水管41下端的喷头与目标内罐加强圈下方紧邻的一段内壁面齐平；

d、两套水管防滑落机构的电动推杆64的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆61向靠近刚性水管41的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条63接触并压紧刚性水管41。

本步骤中，将清洗装置的夹板间隙24插入内罐加强圈的过程中，当两行滚轮与LNG储罐内壁面接触时，即达到合适的插入深度。

本步骤中，清洗装置通过弹簧A提供的压紧力，使从动轮A22压紧内罐加强圈的下表面，从而将目标内罐加强圈夹紧在从动轮A22与主动轮A21之间的夹板间隙24中。

S02，清洗一段内壁面：

一方面，启动水源供水，使具有一定压力的清水通过软管进入刚性水管41，再通过喷头喷射在LNG储罐内壁面上，以达到清洁LNG储罐内壁面的效果；另一方面，启动电机A23，使所有的主动轮A21同步同速同向转动，进而使清洗装置沿目标内罐加强圈移动；当清洗装置沿目标内罐加强圈移动一圈，即完成目标内罐加强圈下方的一段内壁面的清洗。

本步骤中，喷头的喷水方向环绕中心管421环形均布，使刚性水管41下端能保持稳定不偏转。

本步骤中，清洗装置移动过程中，一方面，由于所有的主动轮A21同步同速同向转动，另一方面，由于两行滚轮与LNG储罐内壁面接触，再一方面，由于LNG储罐内壁面为凹弧面；使靠近移动方向前端的滚轮12相对于靠近移动方向后端的滚轮12会承受更大的挤压力，从而使清洗装置的移动轨迹得到实时调整，以保持贴合LNG储罐内壁面。

S03，喷头下放一段距离：

a、两套水管防滑落机构的电动推杆64的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆61向远离刚性水管41的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条63脱离刚性水管；

b、启动电机B33，电机B33带动主动轮B31转动，进而通过主动轮B31与刚性水管41之间的摩擦力带动刚性水管41向下移动一段距离，使喷头与待清洗的一段内壁面齐平，所述待清洗的一段内壁面紧邻其上方已清洗的一段内壁面；

c、两套水管防滑落机构的电动推杆64的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆61向靠近刚性水管41的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条63接触并压紧刚性水管41。

重复S02-S03步骤，完成目标内罐加强圈下方内壁面的清洗作业。

Claims (9)

1.LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：包括主体框架、凸沿夹持行走机构、水管夹持推送机构和清洗机构；

主体框架上的两个相对侧壁面分别为前壁面和后壁面，前壁面中部设有凸沿伸入口；

凸沿夹持行走机构包括主动轮A、从动轮A和电机A；多个主动轮A和多个从动轮A分别可转动安装在主体框架上，并分别位于凸沿伸入口的上下两端，从而在所有主动轮A与所有从动轮A之间形成夹板间隙；多个电机A分别固定安装在主体框架内部，每个电机A的机轴分别与一个主动轮A连接；

水管夹持推送机构包括导向座和夹持推送组件；导向座和夹持推送组件均安装在主体框架的后壁面上；夹持推送组件中部设有夹管间隙；多个导向座分别位于夹管间隙的上端和/或下端，导向座上设有贯通孔，所有导向座的贯通孔与夹管间隙连成一条水管移动路径；

清洗机构包括刚性水管和喷头；刚性水管上端通过软管与具有一定压力的水源连通，刚性水管下端穿过水管移动路径并与喷头连接。

2.如权利要求1所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：主动轮A位于凸沿伸入口的上端，所有主动轮A滚动方向一致并排成一行布置；相应的，从动轮A位于凸沿伸入口的下端，所有从动轮A滚动方向一致并与主动轮A上下一一对应；从而在主动轮A与从动轮A之间形成夹板间隙，夹板间隙位于凸沿伸入口内；每个从动轮A与主体框架之间分别设有弹性调距组件A；弹性调距组件A基于从动轮A所受的压力自适应调节夹板间隙的大小；弹性调距组件A包括导向套A、导向柱A、环形限位片、轮座A和弹簧A；导向套A呈两端开口的套筒，其内孔中设有花键槽，导向套A直接或间接固定安装在主体框架上；导向柱A包括相互连接的小径段和大径段，小径段与大径段之间设有环形台阶面，大径段上设有与所述花键槽相配合的花键，导向柱A的大径段通过花键与花键槽的配合结构滑动安装在导向套A的内孔中，导向柱A的小径段伸出在导向套A的外部，并与轮座A固定连接；环形限位片固定安装在导向套A的孔口处，其中部设有中心孔，其通过中心孔将导向柱A的小径段包容在内，其用于限制导向柱A的大径段从导向套A的内孔中脱出；弹簧A套装在导向柱A的小径段上，其一端与环形限位片相抵，其另一端与轮座A相抵，其通过弹力迫使导向柱A的环形台阶面压紧在环形限位片的端面上；从动轮A活动安装在轮座A上。

3.如权利要求2所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：喷头包括中心管和多个喷水条；中心管一端与刚性水管的下端头连接，另一端封闭，中心管的中部外壁上设有呈环形均布的多个出水接口；喷水条呈两端封闭的空心管体，其一侧外壁中部设有进水孔，其另一侧外壁上设有沿长度方向间隔布置的多个喷水孔；多个喷水条呈环形均布固定连接在中心管外部，每个喷水条的进水孔分别与中心管的一个出水接口连通；所有喷水条的喷水方向均垂直于中心管的中心线并朝向中心管外侧，喷头的喷水方向环绕中心管环形均布。

4.如权利要求3所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：主体框架的前壁面上设有水平布置的两行滚轮；两行滚轮分别位于凸沿伸入口的上下两端，每行滚轮包括至少两个滚轮，滚轮的布置方向垂直于主动轮A或从动轮A的布置方向。

5.如权利要求4所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：夹持推送组件包括主动轮B、从动轮B和电机B；从动轮B和主动轮B分别可转动安装在主体框架上，并位于主体框架的后壁面上，从动轮B和主动轮B之间形成所述的夹管间隙；电机B固定安装在主体框架内部，电机B的机轴与主动轮B连接；导向座的数量为两个，两个导向座对称布置在夹管间隙的上下两端；从动轮B与主体框架之间设有弹性调距组件B；弹性调距组件B基于从动轮B所受的压力自适应调节夹管间隙的大小；弹性调距组件B包括导向套B、活塞、调距螺钉、导向柱B、轮座B和弹簧B；导向套B为两端开口的套筒，其内孔从一端至另一端分别设有活塞孔段和螺纹孔段，导向套B直接或间接固定安装在主体框架上；活塞呈两端开口的套筒形，其活动套装在导向套B的内孔中，其内孔中设有花键槽；调距螺钉的杆部螺纹连接在导向套B的螺纹孔段，调距螺钉的头部位于导向套B外部，调距螺钉的杆部端面与活塞相抵；导向柱B上设有与所述花键槽相匹配的花键，导向柱B的一端依次伸入导向套B的活塞孔段和活塞的内孔中，并通过花键与花键槽相配合的结构与活塞滑动连接，导向柱B的另一端伸出在导向套B的外部，并与轮座B固定连接；弹簧B套装在导向柱B上，其两端分别与轮座B和活塞相抵，其通过弹力迫使活塞压紧调距螺钉的杆部端面；从动轮B活动安装在轮座B上。

6.如权利要求5所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：其还包括对称分布在刚性水管两侧的两套水管防滑落机构；水管防滑落机构包括电动推杆、压条、弹簧座A、弹簧座B和弹簧；电动推杆的缸体固定安装在主体框架的后壁面上，电动推杆的伸缩杆朝向刚性水管水平伸出；压条固定连接在电动推杆的伸缩杆末端；弹簧座A固定安装在电动推杆的伸缩杆末端；弹簧座B直接或间接固定安装在电动推杆的缸体上，并正对弹簧座A布置；弹簧套装在电动推杆的伸缩杆上，弹簧两端分别与弹簧座A和弹簧座B相抵。

7.如权利要求6所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：清洗机构还包括减震组件；减震组件包括支座A、电机C、齿轮A、齿轮B、连接杆A、电磁铁A、轮座A及滚轮A；支座A固定安装在刚性水管的下端管体上；电机C固定安装在支座A上，其机轴竖直伸出；齿轮A和齿轮B分别安装在电机C的机轴和刚性水管的下端管体上，并相互啮合；连接杆A前端固定连接在齿轮B上，后端垂直于刚性水管水平伸出；电磁铁A固定安装在连接杆A的后端；轮座A固定连接在电磁铁A上；滚轮A可转动安装在轮座A上；减震组件在电机C的驱动下，在减震状态与避让状态之间切换；

在减震状态下，连接杆A后端指向LNG储罐内壁面，滚轮A的外圆面与LNG储罐内壁面接触，滚轮A的滚动轨迹沿LNG储罐内壁面而呈水平弧线，电磁铁A通电并与LNG储罐之间产生吸力，进而使刚性水管的下端管体产生向LNG储罐内壁面靠紧的趋势；在避让状态下，连接杆A后端背向LNG储罐内壁面，减震组件与LNG储罐之间不产生干涉。

8.如权利要求6所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是：清洗机构还包括防晃组件；防晃组件包括支座B、电机D、齿轮C、齿轮D、连接杆B、轮座B、滚轮B、空心轮轴、电磁铁B、压敏电阻和导电滑环；支座B固定安装在刚性水管的下端管体上；电机D固定安装在支座B上，其机轴竖直伸出；齿轮C和齿轮D分别安装在电机D的机轴和刚性水管的下端管体上，并相互啮合；连接杆B前端固定连接在齿轮D上，后端垂直于刚性水管水平伸出；轮座B固定连接在连接杆B的后端；滚轮B通过空心轮轴可转动安装在轮座B上；空心轮轴的两端分别从滚轮B的两端面中心处伸出，空心轮轴内部设有贯通其两端的中心孔；多块电磁铁B环形均布并固定安装在滚轮B的外圆面上；多块压敏电阻环形均布并固定安装在滚轮B的外圆面上，并与电磁铁B一一对应，所述一一对应是指每个压敏电阻紧邻一个电磁铁B布置；导电滑环固定安装在空心轮轴的中心孔中，其一端通过呈辐射状分布的导线与各块电磁铁B和各个压敏电阻电连接，其另一端将所有导线汇聚成一股；防晃组件在电机D的驱动下，在防晃状态和躲避状态之间切换；

在防晃状态下，连接杆B后端指向LNG储罐内壁面，滚轮B的外圆面与LNG储罐内壁面接触，滚轮B的滚动轨迹沿LNG储罐内壁面而呈水平弧线，电磁铁B通电而与LNG储罐之间产生吸力，进而使刚性水管的下端管体产生向LNG储罐内壁面靠紧的趋势；在躲避状态下，连接杆B后端背向LNG储罐内壁面，减震组件与LNG储罐之间不产生干涉。

9.LNG储罐内壁面清洗方法，基于权利要求6-8中任一项所述的LNG储罐内壁面清洗装置，其特征是，用于LNG储罐耐压试验后的内壁面清洁；所述LNG储罐内壁上从上至下间隔设有多个水平伸出的内罐加强圈；后续将LNG储罐内壁面清洗装置简称为清洗装置；执行清洗作业之前，先标记LNG储罐内部距离水面上方最近的内罐加强圈，以确定待清洗的内壁面范围，则位于该内罐加强圈下方的内壁面均需要清洗；再排空LNG储罐内部用于耐压试验的水，使目标内罐加强圈下方的内壁面暴露出来；

清洗方法如下：

S01，将清洗装置安装到LNG储罐内部：

a、操作人员将清洗装置送入LNG储罐内部的目标内罐加强圈处，并将清洗装置的夹板间隙插入目标内罐加强圈，清洗装置随即夹紧目标内罐加强圈；

b、两套水管防滑落机构的电动推杆动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向远离刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条脱离刚性水管；

c、启动电机B，电机B带动主动轮B转动，进而通过主动轮B与刚性水管之间的摩擦力带动刚性水管上下移动，使连接在刚性水管下端的喷头与目标内罐加强圈下方紧邻的一段内壁面齐平；

d、两套水管防滑落机构的电动推杆的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向靠近刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条接触并压紧刚性水管；

本步骤中，清洗装置的夹板间隙插入内罐加强圈的过程中，当两行滚轮与LNG储罐内壁面接触时，即达到合适的插入深度；

本步骤中，清洗装置通过弹簧A提供的压紧力，使从动轮A压紧内罐加强圈的下表面，从而将目标内罐加强圈夹紧在从动轮A与主动轮A之间的夹板间隙中；

S02，清洗一段内壁面：

一方面，启动水源供水，使具有一定压力的清水通过软管进入刚性水管，再通过喷头喷射在LNG储罐内壁面上，以达到清洁LNG储罐内壁面的效果；另一方面，启动电机A，使所有的主动轮A同步同速同向转动，进而使清洗装置沿目标内罐加强圈移动；当清洗装置沿目标内罐加强圈移动一圈，即完成目标内罐加强圈下方的一段内壁面的清洗；

本步骤中，喷头的喷水方向环绕中心管环形均布，使刚性水管下端能保持稳定不偏转；

本步骤中，清洗装置移动过程中，一方面，由于所有的主动轮A同步同速同向转动，另一方面，由于两行滚轮与LNG储罐内壁面接触，再一方面，由于LNG储罐内壁面为凹弧面；使靠近移动方向前端的滚轮相对于靠近移动方向后端的滚轮会承受更大的挤压力，从而使清洗装置的移动轨迹得到实时调整，以保持贴合LNG储罐内壁面；

S03，下放喷头一段距离：

a、两套水管防滑落机构的电动推杆的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向远离刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条脱离刚性水管；

b、启动电机B，电机B带动主动轮B转动，进而通过主动轮B与刚性水管之间的摩擦力带动刚性水管向下移动一段距离，使喷头与待清洗的一段内壁面齐平，所述待清洗的一段内壁面紧邻其上方已清洗的一段内壁面；

c、两套水管防滑落机构的电动推杆的动力部件动作，拉动对应的伸缩杆向靠近刚性水管的方向移动，使两套水管防滑落机构的压条接触并压紧刚性水管；

重复S02-S03步骤，完成目标内罐加强圈下方内壁面的清洗作业。

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