CN115434795A - 船舶主机scr排气系统管路布置调整装置 - Google Patents

船舶主机scr排气系统管路布置调整装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，包括：SCR反应器，所述SCR反应器的两侧均设置有连接管，一组所述连接管上设置有混合单元，且远离所述SCR反应器的一端固定连接有主机排气出口，另一组所述连接管远离所述SCR反应器的一端固定连接有主机排气进口，两组所述连接管上均设置有多组膨胀节，且下方设置有多组支撑组件，多组所述支撑组件之间连接有调节组件，此船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，有效改善主机SCR管路的综合运行效果，大大提高设计效率，节省了设计工时，不仅显著降低设计和采购成本，显著缩短船舶建造周期，减少坞内施工时间，而且适用于多种船型的SCR管路布置。

Description

船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置
技术领域
本发明涉及船舶管路布置技术领域。
背景技术
随着整个社会环保意识不断增强，国际上对船舶尾气排放的要求越来越严格。国际海事组织海上环境保护委员会第66届会议规定，自2016年1月1日起，新造船安装的柴油机必须达到TierⅢ排放标准，以实现大幅减少船用柴油机氮氧化物排放的目标。在目前的技术条件下，采用SCR系统装置是船舶达到TierⅢ排放标准的有效途径。
在现有设计中，主机SCR排气系统管路布置一般由船厂生产设计来完成，具体流程是：根据原理确定管路管径大小，参考主机SCR进出口位置结合附近甲板设备布局情况，确定SCR反应器、混合单元的位置，管路放样连接各设备进出口，在管路中设置弯头、膨胀节等附件，在固定点设置支架，计算支架和甲板支撑点的强度，校核后修正，整个布置方法中，通常管路中心高度较高，进而造成落地支架的外形庞大且笨重，尤其在大角度弯头处的支架强度需要反复校核和修正，而且局部管路震动极易造成膨胀节损坏，SCR反应器的日常操作维护都需要另外布置平台和直梯，物料成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，包括：SCR反应器，所述SCR反应器的两侧均设置有连接管，一组所述连接管上设置有混合单元，且远离所述SCR反应器的一端固定连接有主机排气出口，另一组所述连接管远离所述SCR反应器的一端固定连接有主机排气进口，两组所述连接管上均设置有多组膨胀节，且下方设置有多组支撑组件，多组所述支撑组件之间连接有调节组件，所述主机排气出口通过对接管与船舶相连接，连接管上固定连接有安装板，所述安装板上固定连接有测距仪，有利于测量主机排气口到甲板的高度，以此确定中心管路的高度。
优选的，所述支撑组件共设置有三组，且分别设置于所述SCR反应器、所述混合单元和所述主机排气出口靠近所述膨胀节处，所述支撑组件包括设置于所述连接管下方并安装于甲板上的底座，所述底座上开设有通槽，且内部螺纹连接有两组螺纹杆，靠近所述通槽的一组所述螺纹杆上固定连接有第一主动轮，所述第一主动轮传动连接有第一皮带，所述第一皮带传动连接有与另一组所述螺纹杆固定连接的第一从动轮，两组所述螺纹杆之间螺纹连接有升降座，所述升降座上固定连接有与所述连接管相适配的支撑座，有利于对连接管整体进行支撑。
优选的，所述调节组件包括设置于所述混合单元下方并与最接近所述底座固定连接的底板，所述底板上固定连接有安装座，所述安装座上固定连接有电动机，所述电动机的输出端固定连接有与所述底板转动连接的第一转轴，所述第一转轴上靠近所述电动机的一端固定连接有线圈，所述线圈上设置有一端与其固定连接的拉簧，所述拉簧套设于所述第一转轴上，且另一端固定连接有滑动块，所述滑动块固定连接有与所述线圈磁性为相斥的磁铁块，所述磁铁块上固定连接有与所述第一转轴滑动连接的滑动套，所述滑动套上固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮设置于所述混合单元下方所述底座上的所述通槽处，并与所述第一主动轮所在的所述螺纹杆固定连接，所述第一齿轮还连接有设置于所述底板上并与另外两组所述底座相连接的连接机构，有利于控制中心管路的高度。
优选的，所述连接机构包括两组设置于所述底板上并与其转动连接的第二转轴，两组所述第二转轴上均固定连接有与所述第一齿轮啮合连接的第三齿轮，且固定连接有第二主动轮，所述第二主动轮传动连接有第二皮带，所述第二皮带传动连接有第二从动轮，所述第二从动轮设置于另外两组所述底座上的所述通槽处，并与所述第一主动轮所在的所述螺纹杆固定连接，有利于带动两组支撑座同时进行高度调整，且调整的方向相反。
优选的，所述螺纹杆的顶端均固定连接有阻挡块，有利于螺纹杆与升降座的连接更加稳定。
优选的，所述支撑座顶端为半弧状，且设置有防护层，有利于在对连接管进行支撑的同时，对连接管进行保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明满足详细设计管路原理要求及厂家指导规范，从管路放样平顺性入手，结合实船运行经验总结，充分减少整个管路水平落差，将高差控制在1米以内，管路中减少大角度弯头的数量，管内气流更顺畅，减少了震动和噪音污染；
2、本发明所有支架高度与甲板的高差控制在1米以内，且全部布局在甲板正面，支架高度大幅降低，不仅增加了强度，更加稳固，避免了强度计算反复校核修正，增加不必要的船体结构加强，而且减少了管路震动，布置在膨胀节附近，也最大限度的保护膨胀节不受损坏，延长使用寿命；
3、SCR反应器下沉式布置在甲板开孔内，将设备检修口布置在过道侧，极大的方便的设备日常操作维护，节约了通道类舾装件物料成本；
4、整个管路及支架布置在甲板正面，增加了可操作性和安全性，所有部件和设备在本阶段可全部组装到位，无需延后到坞内施工，缩短船舶建造周期。
附图说明
图1为本发明管路整体布局结构示意图；
图2为本发明管路支撑状态示意图；
图3为图2中A区域放大图；
图4为本发明调整装置整体结构示意图；
图5为图4中B区域放大图；
图6为本发明支撑组件结构示意图；
图7为本发明调节组件局部结构示意图。
图中：1-SCR反应器；2-连接管；3-混合单元；4-主机排气出口；5-主机排气进口；6-膨胀节；7-支撑组件；8-调节组件；9-安装板；10-测距仪；11-底座；12-通槽；13-螺纹杆；14-第一主动轮；15-第一皮带；16-第一从动轮；17-升降座；18-支撑座；19-底板；20-安装座；21-电动机；22-第一转轴；23-线圈；24-拉簧；25-滑动块；26-磁铁块；27-滑动套；28-第一齿轮；29-第二齿轮；30-连接机构；31-第二转轴；32-第三齿轮；33-第二主动轮；34-第二皮带；35-第二从动轮；36-连接管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，包括：SCR反应器1，SCR反应器1的两侧均设置有连接管2，一组连接管2上设置有混合单元3，且远离SCR反应器1的一端固定连接有主机排气出口4，另一组连接管2远离SCR反应器1的一端固定连接有主机排气进口5，两组连接管2上均设置有多组膨胀节6，且下方设置有多组支撑组件7，多组支撑组件7之间连接有调节组件8，主机排气出口4通过对接管与船舶相连接，连接管2上固定连接有安装板9，安装板9上固定连接有测距仪10。
支撑组件7共设置有三组，且分别设置于SCR反应器1、混合单元3和主机排气出口4靠近膨胀节6处，支撑组件7包括设置于连接管2下方并安装于甲板上的底座11，底座11上开设有通槽12，且内部螺纹连接有两组螺纹杆13，靠近通槽12的一组螺纹杆13上固定连接有第一主动轮14，第一主动轮14传动连接有第一皮带15，第一皮带15传动连接有与另一组螺纹杆13固定连接的第一从动轮16，两组螺纹杆13之间螺纹连接有升降座17，升降座17上固定连接有与连接管2相适配的支撑座18，其中，为了使升降座17在螺纹杆13上的移动更加稳定，螺纹杆13的顶端均固定连接有阻挡块，另外，为了对连接管2进行支撑时同时对其进行保护，支撑座18顶端为半弧状，且设置有防护层。
调节组件8包括设置于混合单元3下方并与最接近底座11固定连接的底板19，底板19上固定连接有安装座20，安装座20上固定连接有电动机21，电动机21的输出端固定连接有与底板19转动连接的第一转轴22，第一转轴22上靠近电动机21的一端固定连接有线圈23，线圈23上设置有一端与其固定连接的拉簧24，拉簧24套设于第一转轴22上，且另一端固定连接有滑动块25，滑动块25固定连接有与线圈23磁性为相斥的磁铁块26，磁铁块26上固定连接有与第一转轴22滑动连接的滑动套27，滑动套27上固定连接有第一齿轮28，第一齿轮28啮合连接有第二齿轮29，第二齿轮29设置于混合单元3下方底座11上的通槽12处，并与第一主动轮14所在的螺纹杆13固定连接，第一齿轮28还连接有设置于底板19上并与另外两组底座11相连接的连接机构30。
连接机构30包括两组设置于底板19上并与其转动连接的第二转轴31，两组第二转轴31上均固定连接有与第一齿轮28啮合连接的第三齿轮32，且固定连接有第二主动轮33，第二主动轮33传动连接有第二皮带34，第二皮带34传动连接有第二从动轮35，第二从动轮35设置于另外两组底座11上的通槽12处，并与第一主动轮14所在的螺纹杆13固定连接。
在船舶与主机排气出口4的连接管2上靠近甲板的方向设置安装板9，而安装板9上设置有测距仪10，在SCR排气系统的管路进行安装之前，在连接管2上测量连接管2到甲板的高度，而连接管2与主机排气出口4相对接，以此确定主机排气出口4的高度，而为了管道的整体的布局更加平顺，充分减少整个管路水平落差，将高差控制在一米以内，同时由于混合单元3设置于SCR反应器1和主机排气口之间，则预计将混合单元3下方的支撑组件7的支撑高度设置为主机排气口到甲板高度的一半，混合单元3管路处的高度确定之后，首先控制电动机21输出端的第一转轴22上的线圈23进行通电，而第一转轴22上设置的磁铁块26与通电后的线圈23的磁力相斥，线圈23则推动磁铁块26在第一转轴22上往远离电动机21方向进行滑动，磁铁块26则进而带动与其固定连接的滑动块25同时进行滑动，滑动块25则带动拉簧24进行拉伸，同时磁铁块26带动与其固定连接的滑动套27在第一转轴22上进行滑动，滑动套27与第一转轴22为单纯地轴向滑动，滑动套27在第一转轴22上进行滑动时，同时带动与其固定连接的第一齿轮28同时进行移动，直至第一齿轮28与第二齿轮29相互啮合，控制电动机21进行运作，电动机21则带动输出端的第一转轴22进行转动，第一转轴22进一步带动与其滑动连接的滑动套27同时进行转动，滑动套27则带动第一齿轮28进行转动，通过第一齿轮28与第二齿轮29的啮合连接，第二齿轮29进而被第一齿轮28带动进行转动，第二齿轮29在相对应的底座11通槽12进行转动时，进一步带动与其固定连接的一组螺纹杆13进行转动，而被带动的螺纹杆13则带动与其固定连接的第一主动轮14进行转动，通过第一皮带15的传动连接，第一主动轮14进而带动第一从动轮16进行转动，混合单元3下的两组螺纹杆13同时在底座11中进行转动，则带动升降座17在两组螺纹杆13上进行相应的升降，直至升降座17带动支撑座18顶端移动至主机排气出口4到甲板高度的一半；
当混合单元3下方的支撑座18的高度调整完成后，将线圈23进行断电，拉簧24则进行回缩，并通过滑动块25和磁铁块26将滑动套27往电动机21方向进行拉动，完全断电后，滑动套27上的第一齿轮28同时与两组第三齿轮32进行啮合，并在第一齿轮28进行转动时，同时带动两组第三齿轮32进行转动，而两组第三齿轮32的转动方向相反，两组第三齿轮32同时带动相连接的第二转轴31在底板19上往相反方向进行转动，第二转轴31进一步带动与其固定连接的第二主动轮33进行转动，通过第二皮带34的传动连接，第二主动轮33在转动时带动第二从动轮35进行转动，两组第二从动轮35分别在另外两组底座11上的通槽12处进行转动，并带动相连接的螺纹杆13进行转动，两组分别位于两组底座11中的螺纹杆13分别往相反方向进行转动，螺纹杆13则分别在相应底座11中进行转动，并同时带动第一主动轮14进行转动，通过第一皮带15的传动连接，进一步带动第一从动轮16进行转动，分别带动螺纹杆13同时进行转动，而位于主机排气口下方的两组螺纹杆13同时带动升降座17往上进行移动，升降座17带动相应的支撑座18移动至与连接管2底端高度，而靠近SCR反应器1处的两组螺纹杆13则同时带动升降座17往下进行移动，并带动支撑座18移动至SCR反应器1的连接管2的下方，对膨胀节6处进行支撑，三组支撑组件7进行调节后，连接管2的整体高度确定，且整体高差不会大于一米，便于管内空气更流畅。
船舶主机SCR排气系统管路布置方法，
包括如下步骤：
S1：计算主机排气出口4、SCR反应器1进出口、甲板之间的高差，设定管路中心高度；确定SCR反应器1的位置；管路放样既要满足原理要求，也要减少大角度弯头数量；考虑混合单元3在管路中的布局；
S2：管路支架正面布置在此层甲板，且靠近膨胀节6，重点考虑弯头处的强度要求；
S3：主机SCR反应器1下沉式布置在甲板开口内，支撑架布置在罐体两侧，落座在甲板正面基座上；
S4:支架强度和甲板固定点进行有限元计算，校核强度；
S5：管路内部设置导流板，降低管内紊流；
S6：所有部件在平台阶段组装定位完成。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，其特征在于，包括：SCR反应器(1)，所述SCR反应器(1)的两侧均设置有连接管(2)，一组所述连接管(2)上设置有混合单元(3)，且远离所述SCR反应器(1)的一端固定连接有主机排气出口(4)，另一组所述连接管(2)远离所述SCR反应器(1)的一端固定连接有主机排气进口(5)，两组所述连接管(2)上均设置有多组膨胀节(6)，且下方设置有多组支撑组件(7)，多组所述支撑组件(7)之间连接有调节组件(8)，所述主机排气出口(4)通过对接管与船舶相连接，连接管(2)上固定连接有安装板(9)，所述安装板(9)上固定连接有测距仪(10)。
2.根据权利要求1所述的船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，其特征在于：所述支撑组件(7)共设置有三组，且分别设置于所述SCR反应器(1)、所述混合单元(3)和所述主机排气出口(4)靠近所述膨胀节(6)处，所述支撑组件(7)包括设置于所述连接管(2)下方并安装于甲板上的底座(11)，所述底座(11)上开设有通槽(12)，且内部螺纹连接有两组螺纹杆(13)，靠近所述通槽(12)的一组所述螺纹杆(13)上固定连接有第一主动轮(14)，所述第一主动轮(14)传动连接有第一皮带(15)，所述第一皮带(15)传动连接有与另一组所述螺纹杆(13)固定连接的第一从动轮(16)，两组所述螺纹杆(13)之间螺纹连接有升降座(17)，所述升降座(17)上固定连接有与所述连接管(2)相适配的支撑座(18)。
3.根据权利要求2所述的船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，其特征在于：所述调节组件(8)包括设置于所述混合单元(3)下方并与最接近所述底座(11)固定连接的底板(19)，所述底板(19)上固定连接有安装座(20)，所述安装座(20)上固定连接有电动机(21)，所述电动机(21)的输出端固定连接有与所述底板(19)转动连接的第一转轴(22)，所述第一转轴(22)上靠近所述电动机(21)的一端固定连接有线圈(23)，所述线圈(23)上设置有一端与其固定连接的拉簧(24)，所述拉簧(24)套设于所述第一转轴(22)上，且另一端固定连接有滑动块(25)，所述滑动块(25)固定连接有与所述线圈(23)磁性为相斥的磁铁块(26)，所述磁铁块(26)上固定连接有与所述第一转轴(22)滑动连接的滑动套(27)，所述滑动套(27)上固定连接有第一齿轮(28)，所述第一齿轮(28)啮合连接有第二齿轮(29)，所述第二齿轮(29)设置于所述混合单元(3)下方所述底座(11)上的所述通槽(12)处，并与所述第一主动轮(14)所在的所述螺纹杆(13)固定连接，所述第一齿轮(28)还连接有设置于所述底板(19)上并与另外两组所述底座(11)相连接的连接机构(30)。
4.根据权利要求3所述的船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，其特征在于：所述连接机构(30)包括两组设置于所述底板(19)上并与其转动连接的第二转轴(31)，两组所述第二转轴(31)上均固定连接有与所述第一齿轮(28)啮合连接的第三齿轮(32)，且固定连接有第二主动轮(33)，所述第二主动轮(33)传动连接有第二皮带(34)，所述第二皮带(34)传动连接有第二从动轮(35)，所述第二从动轮(35)设置于另外两组所述底座(11)上的所述通槽(12)处，并与所述第一主动轮(14)所在的所述螺纹杆(13)固定连接。
5.根据权利要求2所述的船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，其特征在于：所述螺纹杆(13)的顶端均固定连接有阻挡块。
6.根据权利要求2所述的船舶主机SCR排气系统管路布置调整装置，其特征在于：所述支撑座(18)顶端为半弧状，且设置有防护层。
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