CN116838936B - 一种用于长距离运输的低温贮存罐 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于长距离运输的低温贮存罐，包括罐体总成、实时填充组件和检测振实组件，所述实时填充组件设于罐体总成上方，所述检测振实组件设于罐体总成一侧，所述罐体总成包括外容器和内容器，所述内容器设于外容器内，所述内容器底端与外容器固定连接，所述外容器顶端开设有填充口，所述实时填充组件包括内柔性罩、外柔性罩、注料单元和注入选择单元。本发明涉及贮存罐技术领域，具体是提供了具有实时填充、检测、振实功能并且对上部夹层的珠光砂具有充分约束效果的用于长距离运输的低温贮存罐。

Description

一种用于长距离运输的低温贮存罐

技术领域

本发明涉及贮存罐技术领域，具体是指一种用于长距离运输的低温贮存罐。

背景技术

液态氧氮氩和LNG等液体处于极低的温度，与环境温度存在着超过200℃的大温差。工程上通常采用双层罐来储存低温液体，双层罐由内外双层容器组成，内外容器之间的夹层空间填充绝热材料。

在低温贮存罐的长距离运输过程中，填充在内外容器间的珠光砂会因重力与颠簸发生沉积，使罐体的上部夹层中缺少珠光砂，从而影响罐体的绝热性能。申请号为202010821874.9的一项发明专利公开了一种在线填充珠光砂的装置和方法，其中记载了“能够在储罐运行期间进行在线填充，无需清罐”的技术效果。但该技术方案仅能实现珠光砂的在线填充，缺少对于珠光砂沉降程度的检测功能，并且对于罐体上部夹层的珠光砂缺少约束功能，不能阻止珠光砂沉降对罐体上部的绝热性造成不利影响。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于长距离运输的低温贮存罐，为了解决现有技术缺少对于珠光砂沉降程度的检测功能，并且对于罐体上部夹层的珠光砂缺少约束功能，不能阻止珠光砂沉降对罐体上部的绝热性造成不利影响的问题，本发明提出了具有实时填充、检测、振实功能并且对上部夹层的珠光砂具有充分约束效果的用于长距离运输的低温贮存罐。

本发明采取的技术方案如下：包括罐体总成、实时填充组件和检测振实组件，所述实时填充组件设于罐体总成上方，所述检测振实组件设于罐体总成一侧，所述罐体总成包括外容器和内容器，所述内容器设于外容器内，所述内容器底端与外容器固定连接，所述外容器顶端开设有填充口，所述实时填充组件包括内柔性罩、外柔性罩、注料单元和注入选择单元，所述内柔性罩固定设于内容器顶端，所述外柔性罩固定设于外容器内侧，所述外柔性罩位于内柔性罩上方，所述注料单元和注入选择单元均设于外容器上方。

进一步地，所述注料单元包括填料仓、分隔板、单向阀、打气泵、填料筒、中转瓶、连接管和真空隔膜泵，所述填料筒转动设于外容器顶端，所述填料筒与填充口同心设置，所述中转瓶固定设于填料筒内侧顶端，所述真空隔膜泵固定设于填料筒一侧并且贯穿延伸至中转瓶内，所述连接管固定设于填料筒上方并且贯穿延伸至中转瓶内，所述中转瓶与连接管内均固定设有电控开闭阀，所述填料仓固定设于连接管远离填料筒的一端，所述分隔板固定设于填料仓内，所述单向阀贯穿固定设于分隔板上，所述打气泵贯穿固定设于填料仓底端并且与单向阀连通。

进一步地，所述实时填充组件还包括同心设置的外管、中管和内管，所述外管固定设于填充口上，所述中管固定设于外柔性罩上，所述内管固定设于内柔性罩上，所述注入选择单元包括漏斗、软管、硬管、横移耳板、选择环、横移导杆、定磁铁和电磁铁，所述漏斗固定设于填料筒中并且位于中转瓶下方，所述软管固定设于漏斗下方，所述硬管固定设于软管下方，所述横移耳板固定设于硬管侧面，所述选择环固定设于填料筒内并且位于漏斗下方，所述横移导杆固定设于选择环内，所述横移耳板滑动设于横移导杆上，所述定磁铁和电磁铁分别固定设于填料筒的两侧，所述电磁铁与横移耳板之间存在磁性吸引力，所述定磁铁与横移耳板之间存在磁性吸引力。

进一步地，所述检测振实组件包括环绕圈、升降电动推杆、机器盒、敲击柱、复位弹簧、敲击电机、凸轮、声级仪、竖向连杆和旋转牵引单元，所述环绕圈设有两组，两组所述环绕圈均转动设于外容器外侧，所述竖向连杆固定设于两组环绕圈之间，所述升降电动推杆固定设于一组环绕圈上方，所述机器盒固定设于升降电动推杆上方，所述敲击柱水平滑动贯穿设于机器盒一侧，所述敲击柱与外容器外壁滑动抵接，所述复位弹簧固定设于敲击柱与机器盒之间，所述敲击电机固定设于机器盒内，所述凸轮固定设于敲击电机输出端上，所述凸轮与敲击柱贴合连接，所述声级仪固定贯穿设于机器盒顶端。

进一步地，所述旋转牵引单元包括牵引电机、齿轮、齿环和牵引筋条，所述齿环固定设于一组环绕圈上，所述牵引筋条固定设于齿环与填料筒之间，所述齿轮与齿环啮合连接，所述牵引电机位于外容器一侧，所述齿轮固定设于牵引电机输出端上。

进一步地，所述外容器一侧设有侧支架，所述填料仓固定设于侧支架上，所述牵引电机固定设于侧支架上，所述侧支架上固定设有两组包围支架，所述环绕圈转动设于包围支架内。

进一步地，所述侧支架上固定设有工控机，所述打气泵、真空隔膜泵、电控开闭阀、电磁铁、升降电动推杆、敲击电机、声级仪和牵引电机均与工控机电性连接。

进一步地，所述内管包括上端管、下端管和弹性拉绳，所述下端管固定设于内柔性罩上，所述上端管滑动套设于下端管上，所述弹性拉绳固定设于上端管与下端管之间。

进一步地，所述中管内外两侧均固定设有连接筋板，所述外管与中管外侧的连接筋板固定连接，所述上端管与中管内侧的连接筋板固定连接。

进一步地，所述罐体总成还包括支脚和加强圈，所述支脚固定设于外容器底端，所述加强圈固定设于外容器内壁上。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

1、本发明设置了包含内柔性罩、外柔性罩、注料单元和注入选择单元在内的实时填充组件，内柔性罩与外柔性罩能够对注入罐体总成上部的珠光砂进行约束，避免珠光砂因重力沉积而使罐体总成上部缺少绝热层，同时注料单元与注入选择单元的设置能够根据实际需要向内容器与外容器的夹层中增添珠光砂，从而缓解因珠光砂沉积造成的绝热性能下降的情况。

2、本发明设置了包含升降电动推杆、敲击柱、声级仪等零部件在内的检测振实组件，在实现敲击柱持续敲击外容器以振实夹层填料的基础上，能够通过声级仪获取敲击柱工作时的回声，并判断夹层填料沉积情况，从而及时地填充珠光砂。

附图说明

图1为本发明的用于长距离运输的低温贮存罐的立体示意图；

图2为本发明的用于长距离运输的低温贮存罐的剖面示意图；

图3为本发明的罐体总成的剖面示意图；

图4为本发明的实时填充组件的部分结构示意图；

图5为本发明在图4中A部分的局部放大图；

图6为本发明的注料单元和注入选择单元的剖面示意图；

图7为本发明的选择环、横移导杆、横移耳板和硬管的局部示意图；

图8为本发明的检测振实组件的立体示意图；

图9为本发明的机器盒的剖面示意图；

图10为本发明的旋转牵引单元的立体示意图。

其中，1、罐体总成，101、外容器，102、内容器，103、支脚，104、加强圈，2、实时填充组件，201、填充口，202、内柔性罩，203、外柔性罩，204、外管，205、中管，206、内管，2061、上端管，2062、下端管，2063、弹性拉绳，207、连接筋板，3、注料单元，301、填料仓，302、分隔板，303、单向阀，304、打气泵，305、填料筒，306、中转瓶，307、连接管，308、真空隔膜泵，309、电控开闭阀，4、注入选择单元，401、漏斗，402、软管，403、硬管，404、横移耳板，405、选择环，406、横移导杆，407、定磁铁，408、电磁铁，5、检测振实组件，501、环绕圈，502、升降电动推杆，503、机器盒，504、敲击柱，505、复位弹簧，506、敲击电机，507、凸轮，508、声级仪，509、竖向连杆，6、旋转牵引单元，601、牵引电机，602、齿轮，603、齿环，604、牵引筋条，7、侧支架，8、包围支架，9、工控机。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

如图1~图10所示，包括罐体总成1、实时填充组件2和检测振实组件5，实时填充组件2设于罐体总成1上方，检测振实组件5设于罐体总成1一侧，罐体总成1包括外容器101和内容器102，内容器102设于外容器101内，内容器102底端与外容器101固定连接，外容器101顶端开设有填充口201，实时填充组件2包括内柔性罩202、外柔性罩203、注料单元3和注入选择单元4，内柔性罩202固定设于内容器102顶端，外柔性罩203固定设于外容器101内侧，外柔性罩203位于内柔性罩202上方，注料单元3和注入选择单元4均设于外容器101上方，内柔性罩202和外柔性罩203均选用柔性石墨盘根材质。

如图1~图3所示，罐体总成1还包括支脚103和加强圈104，支脚103固定设于外容器101底端，加强圈104固定设于外容器101内壁上。

如图1、图2、图6所示，注料单元3包括填料仓301、分隔板302、单向阀303、打气泵304、填料筒305、中转瓶306、连接管307和真空隔膜泵308，填料筒305转动设于外容器101顶端，填料筒305与填充口201同心设置，中转瓶306固定设于填料筒305内侧顶端，真空隔膜泵308固定设于填料筒305一侧并且贯穿延伸至中转瓶306内，连接管307固定设于填料筒305上方并且贯穿延伸至中转瓶306内，中转瓶306与连接管307内均固定设有电控开闭阀309，填料仓301固定设于连接管307远离填料筒305的一端，分隔板302固定设于填料仓301内，单向阀303贯穿固定设于分隔板302上，打气泵304贯穿固定设于填料仓301底端并且与单向阀303连通。

如图4~图7所示，实时填充组件2还包括同心设置的外管204、中管205和内管206，外管204固定设于填充口201上，中管205固定设于外柔性罩203上，内管206固定设于内柔性罩202上，注入选择单元4包括漏斗401、软管402、硬管403、横移耳板404、选择环405、横移导杆406、定磁铁407和电磁铁408，漏斗401固定设于填料筒305中并且位于中转瓶306下方，软管402固定设于漏斗401下方，硬管403固定设于软管402下方，横移耳板404固定设于硬管403侧面，选择环405固定设于填料筒305内并且位于漏斗401下方，横移导杆406固定设于选择环405内，横移耳板404滑动设于横移导杆406上，定磁铁407和电磁铁408分别固定设于填料筒305的两侧，电磁铁408与横移耳板404之间存在磁性吸引力，定磁铁407与横移耳板404之间存在磁性吸引力。

如图5所示，内管206包括上端管2061、下端管2062和弹性拉绳2063，下端管2062固定设于内柔性罩202上，上端管2061滑动套设于下端管2062上，弹性拉绳2063固定设于上端管2061与下端管2062之间。

如图5所示，中管205内外两侧均固定设有连接筋板207，外管204与中管205外侧的连接筋板207固定连接，上端管2061与中管205内侧的连接筋板207固定连接。

如图8~图10所示，检测振实组件5包括环绕圈501、升降电动推杆502、机器盒503、敲击柱504、复位弹簧505、敲击电机506、凸轮507、声级仪508、竖向连杆509和旋转牵引单元6，环绕圈501设有两组，两组环绕圈501均转动设于外容器101外侧，竖向连杆509固定设于两组环绕圈501之间，升降电动推杆502固定设于一组环绕圈501上方，机器盒503固定设于升降电动推杆502上方，敲击柱504水平滑动贯穿设于机器盒503一侧，敲击柱504与外容器101外壁滑动抵接，复位弹簧505固定设于敲击柱504与机器盒503之间，敲击电机506固定设于机器盒503内，凸轮507固定设于敲击电机506输出端上，凸轮507与敲击柱504贴合连接，声级仪508固定贯穿设于机器盒503顶端。

如图10所示，旋转牵引单元6包括牵引电机601、齿轮602、齿环603和牵引筋条604，齿环603固定设于一组环绕圈501上，牵引筋条604固定设于齿环603与填料筒305之间，齿轮602与齿环603啮合连接，牵引电机601位于外容器101一侧，齿轮602固定设于牵引电机601输出端上。

如图1、图2所示，外容器101一侧设有侧支架7，填料仓301固定设于侧支架7上，牵引电机601固定设于侧支架7上，侧支架7上固定设有两组包围支架8，环绕圈501转动设于包围支架8内。

如图1~图10所示，侧支架7上固定设有工控机9，工控机9选用西门子S7-300型PLC控制器，打气泵304、真空隔膜泵308、电控开闭阀309、电磁铁408、升降电动推杆502、敲击电机506、声级仪508和牵引电机601均与工控机9电性连接。

具体使用时，在向内容器102与外容器101中注入最初的夹层填料时，工控机9调节电磁铁408的吸力，并与填料筒305另一侧的定磁铁407一同作用，调节横移耳板404在横移导杆406上的位置，同时能调节硬管403底端开口的位置，从而控制后续硬管403流出的珠光砂流入外柔性罩203、内柔性罩202或内容器102与外容器101间的夹层。

填料时，连接管307中的电控开闭阀309处于打开状态，中转瓶306内的电控开闭阀309处于关闭状态。打气泵304通过单向阀303增大填料仓301中的压力，并经连接管307向中转瓶306泵送珠光砂。关闭连接管307中的电控开闭阀309，随后真空隔膜泵308抽走中转瓶306的空气，使中转瓶306仅留下珠光砂。打开中转瓶306的电控开闭阀309后，排净空气的珠光砂落到漏斗401中，并经软管402、硬管403向下流动。若硬管403开口正对外管204与中管205间隙，则珠光砂填充到外容器101与外柔性罩203中。若硬管403开口正对中管205与内管206间隙，则珠光砂由内柔性罩202表面滑落并填充到内容器102与外容器101的夹层中。若硬管403开口正对内管206中心，则珠光砂填充到内容器102与内柔性罩202之间。因此，注料单元3与注入选择单元4的配合能够起到避免内容器102与外容器101的上部夹层因珠光砂沉积而绝热性能差的问题。

在贮存罐装载低温液体后，内容器102受冷并发生一定的轴向收缩以及径向收缩，此时内管206中的弹性拉绳2063被拉长，使上端管2061与下端管2062相对滑移一定距离，而内柔性罩202的容积变大，内柔性罩202中的珠光砂不能满足紧密填充并形成绝热层的要求。此时，通过注料单元3与注入选择单元4的配合，再度向内柔性罩202与内容器102中增添珠光砂，以适应内容器102受冷收缩导致的容积变化并维持珠光砂填充层的良好绝热性能。

敲击电机506通过凸轮507克服复位弹簧505的阻力并重复带动敲击柱504敲击外容器101，对外容器101与内容器102夹层中的珠光砂起到振实效果。在以海运为代表的长距离运输过程中，外容器101与内容器102间的珠光砂会发生一定的沉降，并减弱外容器101与内容器102间的绝热性能，影响运输安全。为解决上述安全隐患，工控机9控制升降电动推杆502、敲击电机506与牵引电机601工作，升降电动推杆502带动敲击柱504移动到不同高度，敲击电机506短暂启动并通过凸轮507带动敲击柱504敲击外容器101，声级仪508起到获取敲击回音的效果，并且根据敲击回音的分贝判断此处夹层情况（珠光砂填充紧密/珠光砂严重下漏）。牵引电机601能通过齿轮602与齿环603的啮合连接带动环绕圈501与机器盒503转动，使敲击柱504与声级仪508对罐体总成1的不同方位进行检测。同时，固定在填料筒305与齿环603之间的牵引筋条604能够带动填料筒305、选择环405与硬管403同步旋转，从而便于在珠光砂沉降检测后对沉降严重的部位及时填充新的珠光砂，以保证内容器102与外容器101夹层的良好绝热性。

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。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种用于长距离运输的低温贮存罐，其特征在于：包括罐体总成（1）、实时填充组件（2）和检测振实组件（5），所述实时填充组件（2）设于罐体总成（1）上方，所述检测振实组件（5）设于罐体总成（1）一侧，所述罐体总成（1）包括外容器（101）和内容器（102），所述内容器（102）设于外容器（101）内，所述内容器（102）底端与外容器（101）固定连接，所述外容器（101）顶端开设有填充口（201），所述实时填充组件（2）包括内柔性罩（202）、外柔性罩（203）、注料单元（3）和注入选择单元（4），所述内柔性罩（202）固定设于内容器（102）顶端，所述外柔性罩（203）固定设于外容器（101）内侧，所述外柔性罩（203）位于内柔性罩（202）上方，所述注料单元（3）和注入选择单元（4）均设于外容器（101）上方；

所述注料单元（3）包括填料仓（301）、分隔板（302）、单向阀（303）、打气泵（304）、填料筒（305）、中转瓶（306）、连接管（307）和真空隔膜泵（308），所述填料筒（305）转动设于外容器（101）顶端，所述填料筒（305）与填充口（201）同心设置，所述中转瓶（306）固定设于填料筒（305）内侧顶端，所述真空隔膜泵（308）固定设于填料筒（305）一侧并且贯穿延伸至中转瓶（306）内，所述连接管（307）固定设于填料筒（305）上方并且贯穿延伸至中转瓶（306）内，所述中转瓶（306）与连接管（307）内均固定设有电控开闭阀（309），所述填料仓（301）固定设于连接管（307）远离填料筒（305）的一端，所述分隔板（302）固定设于填料仓（301）内，所述单向阀（303）贯穿固定设于分隔板（302）上，所述打气泵（304）贯穿固定设于填料仓（301）底端并且与单向阀（303）连通；

所述实时填充组件（2）还包括同心设置的外管（204）、中管（205）和内管（206），所述外管（204）固定设于填充口（201）上，所述中管（205）固定设于外柔性罩（203）上，所述内管（206）固定设于内柔性罩（202）上，所述注入选择单元（4）包括漏斗（401）、软管（402）、硬管（403）、横移耳板（404）、选择环（405）、横移导杆（406）、定磁铁（407）和电磁铁（408），所述漏斗（401）固定设于填料筒（305）中并且位于中转瓶（306）下方，所述软管（402）固定设于漏斗（401）下方，所述硬管（403）固定设于软管（402）下方，所述横移耳板（404）固定设于硬管（403）侧面，所述选择环（405）固定设于填料筒（305）内并且位于漏斗（401）下方，所述横移导杆（406）固定设于选择环（405）内，所述横移耳板（404）滑动设于横移导杆（406）上，所述定磁铁（407）和电磁铁（408）分别固定设于填料筒（305）的两侧，所述电磁铁（408）与横移耳板（404）之间存在磁性吸引力，所述定磁铁（407）与横移耳板（404）之间存在磁性吸引力；

所述内管（206）包括上端管（2061）、下端管（2062）和弹性拉绳（2063），所述下端管（2062）固定设于内柔性罩（202）上，所述上端管（2061）滑动套设于下端管（2062）上，所述弹性拉绳（2063）固定设于上端管（2061）与下端管（2062）之间；

所述中管（205）内外两侧均固定设有连接筋板（207），所述外管（204）与中管（205）外侧的连接筋板（207）固定连接，所述上端管（2061）与中管（205）内侧的连接筋板（207）固定连接；

所述检测振实组件（5）包括环绕圈（501）、升降电动推杆（502）、机器盒（503）、敲击柱（504）、复位弹簧（505）、敲击电机（506）、凸轮（507）、声级仪（508）、竖向连杆（509）和旋转牵引单元（6），所述环绕圈（501）设有两组，两组所述环绕圈（501）均转动设于外容器（101）外侧，所述竖向连杆（509）固定设于两组环绕圈（501）之间，所述升降电动推杆（502）固定设于一组环绕圈（501）上方，所述机器盒（503）固定设于升降电动推杆（502）上方，所述敲击柱（504）水平滑动贯穿设于机器盒（503）一侧，所述敲击柱（504）与外容器（101）外壁滑动抵接，所述复位弹簧（505）固定设于敲击柱（504）与机器盒（503）之间，所述敲击电机（506）固定设于机器盒（503）内，所述凸轮（507）固定设于敲击电机（506）输出端上，所述凸轮（507）与敲击柱（504）贴合连接，所述声级仪（508）固定贯穿设于机器盒（503）顶端。

2.根据权利要求1所述的一种用于长距离运输的低温贮存罐，其特征在于：所述旋转牵引单元（6）包括牵引电机（601）、齿轮（602）、齿环（603）和牵引筋条（604），所述齿环（603）固定设于一组环绕圈（501）上，所述牵引筋条（604）固定设于齿环（603）与填料筒（305）之间，所述齿轮（602）与齿环（603）啮合连接，所述牵引电机（601）位于外容器（101）一侧，所述齿轮（602）固定设于牵引电机（601）输出端上。

3.根据权利要求2所述的一种用于长距离运输的低温贮存罐，其特征在于：所述外容器（101）一侧设有侧支架（7），所述填料仓（301）固定设于侧支架（7）上，所述牵引电机（601）固定设于侧支架（7）上，所述侧支架（7）上固定设有两组包围支架（8），所述环绕圈（501）转动设于包围支架（8）内。

4.根据权利要求3所述的一种用于长距离运输的低温贮存罐，其特征在于：所述侧支架（7）上固定设有工控机（9），所述打气泵（304）、真空隔膜泵（308）、电控开闭阀（309）、电磁铁（408）、升降电动推杆（502）、敲击电机（506）、声级仪（508）和牵引电机（601）均与工控机（9）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于长距离运输的低温贮存罐，其特征在于：所述罐体总成（1）还包括支脚（103）和加强圈（104），所述支脚（103）固定设于外容器（101）底端，所述加强圈（104）固定设于外容器（101）内壁上。