CN117213134B - 一种lng冷能循环回收储存系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LNG冷能制冰技术领域，具体是涉及一种LNG冷能循环回收储存系统，包括气化管和制冰罐，气化管通过进气管与制冰罐连通；制冰罐上设置有注水管，制冰罐的内部设置有制冰模，注水管与制冰模连通，回收储存系统还包括检测装置，检测装置包括主轴、安装块、旋转驱动组件和感应组件；主轴转动安装在制冰罐上，安装块滑动安装在主轴上，旋转驱动组件安装在制冰罐上且其用于驱动主轴转动，感应组件安装在主轴上且其用于检测安装块转动情况。本发明通过气化罐、制冰罐、检测装置和制冰模实现了自动且精确检测储冷液凝固情况的功能，达到连续制冰的效果，进一步提高冷能回收率，减少冷能的泄漏。

Description

一种LNG冷能循环回收储存系统

技术领域

本发明涉及LNG冷能制冰技术领域，具体是涉及一种LNG冷能循环回收储存系统。

背景技术

LNG接收站中的储罐大多采用全容室保温形式，而通常LNG需要重新气化才能获得利用，而气化过程中，其会释放大量冷能，若不对其进行回收利用，会导致资源浪费，而利用冷能进行制冰是冷能回收的常用手段，而现有的冷能制冰过程中，气化和制冰的操作需要分步进行，进而导致冷能在运输过程中大量泄漏。

为此，中国专利CN113686069B公开了一种LNG冷能回收制冰系统及方法，其通过L形环块与内置槽之间的活动套接，以及弹性球的设置和弹性球具有弹性箱变的特性，能有效的对出气管和进气口之间进行密封，从而避免气体的泄漏，同时通过密封机构的设置，能有效的简便的对制冰罐和出气管之间进行安装和拆卸，有效的解决了现有的LNG冷能制冰过程大多数通过两步操作进行，容易导致气化的冷能散发，从而导致资源浪费的问题；通过第一锥齿轮与第二锥齿轮之间的啮合连接能有效的带动第二螺纹杆的转动，从而带动活动件的升降，进而便于活动件的拆卸，拆卸活动件的同时，第二锥齿轮与第三锥齿轮之间发生啮合连接，从而带动第三螺纹杆转动，通过第三螺纹杆与移动板之间的螺纹连接能有效的带动移动板向下移动，从而使得移动板底部的滚轮与地面之间进行接触，从而方便制冰罐的移动，以及更换制冰罐。

但是，上述现有冷能回收系统中，在更换制冷罐的过程中，需要断开出气管，并对其进行密封，而这个过程受到操作人员经验影响，一旦更换速度慢，会影响冷能的回收，使得冷能在循环过程中不断损耗，而且每一个制冷罐都需要配备温度传感器，在更换制冰罐时，需要进行制冰罐和出气管之间的拆装，且其仅通过温度传感器感应制冰罐内储冷液的凝固情况，而温度传感器感应的温度仅为制冷罐底部水温，其检测精度较差，会出现远离温度传感器处的储冷液仍未凝固的情况。

发明内容

针对上述问题，提供一种LNG冷能循环回收储存系统，通过气化罐、制冰罐、检测装置和制冰模解决了现有冷能回收系统的冷能回收率受操作人员经验影响的问题。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种LNG冷能循环回收储存系统，包括气化管和制冰罐，气化管通过进气管与制冰罐连通；制冰罐上设置有注水管，制冰罐的内部设置有制冰模，注水管与制冰模连通，回收储存系统还包括检测装置，检测装置包括主轴、安装块、旋转驱动组件和感应组件；主轴转动安装在制冰罐上，安装块滑动安装在主轴上，旋转驱动组件安装在制冰罐上且其用于驱动主轴转动，感应组件安装在主轴上且其用于检测安装块转动情况。

优选的，感应组件包括楔块、压力传感器、第一弹性件和限位块；主轴上开设有安装槽，楔块滑动安装在主轴的安装槽内，安装块上开设有与楔块配合的斜槽，压力传感器安装在主轴上且其位于安装槽的内部，第一弹性件的两端分别与压力传感器和楔块连接，限位块安装在主轴的底端。

优选的，安装块包括第一配合块和第二配合块，第一配合块和第二配合块具有磁性且其在抵紧配合时能够相互吸引，制冰罐上还安装有导向杆，安装块与导向杆滑动配合。

优选的，制冰模包括落料闸和控制组件；落料闸转动安装在制冰模的底部，控制组件安装在制冰模上且其用于控制落料闸转动。

优选的，控制组件包括连接轴和第一旋转驱动器，连接轴和落料轴设有两个，连接轴转动安装在制冰模上，落料闸套接在连接轴上，第一旋转驱动器安装在制冰模上，第一旋转驱动器的驱动端与连接轴传动连接。

优选的，制冰模上还设有传动组件，传动组件包括第二旋转轴、第二套筒、第二同步带和旋转齿轮；第二旋转轴设有两个且其转动安装在制冰模上，第二套筒设有四个且其分别套接在两个连接轴和两个第二旋转轴上，第二同步带设有两个，第二同步带的两端分别套接在连接轴和第二旋转轴上的第二套筒上，旋转齿轮设有两个且其分别套接在两个第二旋转轴上，两个旋转齿轮传动连接。

优选的，限位块上设置有延伸耳，安装块上开设有与延伸耳配合的配合槽。

优选的，旋转驱动组件包括支撑架和第二旋转驱动器；支撑架安装在制冰罐上，第二旋转驱动器安装在支撑架上，第二旋转驱动器的驱动端与主轴传动连接。

优选的，制冰罐上还安装有供料滑轨。

优选的，制冰模内安装有温度传感器。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

1、本发明通过气化罐、制冰罐、检测装置和制冰模实现了自动且精确检测储冷液凝固情况的功能，达到连续制冰的效果，进一步提高冷能回收率，减少冷能的泄漏。

2、本发明通过楔块、压力传感器、第一弹性件和限位块实现了检测安装块转动情况的功能，达到自动检测储冷液凝固情况的效果。

3、本发明通过第一配合块、第二配合块和导向杆实现了快速补料的功能，达到不停机的情况下进行补料的效果。

附图说明

图1是一种LNG冷能循环回收储存系统的立体示意图；

图2是一种LNG冷能循环回收储存系统中制冰罐内部结构的立体示意图；

图3是一种LNG冷能循环回收储存系统中检测装置的立体示意图；

图4是一种LNG冷能循环回收储存系统中检测装置的立体分解示意图；

图5是图4中A处的局部放大示意图；

图6是一种LNG冷能循环回收储存系统中检测装置在多个安装块叠加时的立体示意图；

图7是一种LNG冷能循环回收储存系统中制冰模的立体示意图；

图8是图7中B处的局部放大示意图；

图9是图7中C处的局部放大示意图；

图10是一种LNG冷能循环回收储存系统中旋转驱动组件的立体示意图。

图中标号为：

1-气化罐；

11-进气管；

12-电磁阀；

2-制冰罐；

21-注水管；

22-供料滑轨；

23-盖体；

3-检测装置；

31-主轴；311-安装槽；312-密封环；313-配合塞；

32-安装块；321-斜槽；322-第一配合块；323-第二配合块；324-配合槽；

33-旋转驱动组件；331-支撑架；332-第二旋转驱动器；

34-感应组件；341-楔块；342-压力传感器；343-第一弹性件；344-限位块；3441-延伸耳；

35-导向杆；351-连接架；352-加强肋；

4-制冰模；

41-落料闸；411-缓冲垫；

42-控制组件；421-连接轴；422-第一旋转驱动器；423-第一旋转轴；424-锥齿轮；425-第一套筒；426-第一同步带；

43-传动组件；431-第二旋转轴；432-第二套筒；433-第二同步带；434-旋转齿轮；

44-温度传感器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参照图1-图4：一种LNG冷能循环回收储存系统，包括气化管和制冰罐2，气化管通过进气管11与制冰罐2连通；制冰罐2上设置有注水管21，制冰罐2的内部设置有制冰模4，注水管21与制冰模4连通，回收储存系统还包括检测装置3，检测装置3包括主轴31、安装块32、旋转驱动组件33和感应组件34；主轴31转动安装在制冰罐2上，安装块32滑动安装在主轴31上，旋转驱动组件33安装在制冰罐2上且其用于驱动主轴31转动，感应组件34安装在主轴31上且其用于检测安装块32转动情况。

制冰罐2上设置有盖体23，注水管21安装在盖体23上，进气管11上设置有电磁阀12。

本发明通过气化罐1、制冰罐2、检测装置3和制冰模4实现了自动且精确检测储冷液凝固情况的功能，达到连续制冰的效果，进一步提高冷能回收率，减少冷能的泄漏。旋转驱动组件33和感应组件34与控制器电连接；在进行冷能回收时，操作人员启动回收储存系统，控制器发送信号给旋转驱动组件33，旋转驱动组件33收到信号后驱动主轴31缓慢旋转，主轴31带动安装块32同步转动，接着通过注水管21向制冰模4中注入储冷液，然后通过气化罐1完成液化天然气的气化，接着打开电磁阀12，通过进气管11将天然气释放的冷能通过空气传输到制冰罐2内，进而利用冷能降低储冷液的温度，随着冷能的持续注入，制冰模4中的液体逐渐凝固，并且在其彻底凝固时，安装块32被固定，主轴31无法带动安装块32旋转，感应组件34感应到安装块32的转动情况，反馈信号给控制器，控制器收到信号后发送信号给旋转驱动组件33，停止旋转驱动组件33的驱动，接着操作人员将凝固的冰块取出，然后通过注水管21再次注入储冷液，进行连续制冰，进而实现连续回收冷能的功能。

参照图4和图5：感应组件34包括楔块341、压力传感器342、第一弹性件343和限位块344；主轴31上开设有安装槽311，楔块341滑动安装在主轴31的安装槽311内，安装块32上开设有与楔块341配合的斜槽321，压力传感器342安装在主轴31上且其位于安装槽311的内部，第一弹性件343的两端分别与压力传感器342和楔块341连接，限位块344安装在主轴31的底端。

本发明通过楔块341、压力传感器342、第一弹性件343和限位块344实现了检测安装块32转动情况的功能，达到自动检测储冷液凝固情况的效果。操作人员启动回收储存系统，控制器发送信号给旋转驱动组件33，旋转驱动组件33收到信号后驱动主轴31缓慢旋转，主轴31带动楔块341转动，楔块341在第一弹性件343的弹力作用下与安装块32的斜槽321抵紧配合，在安装块32所受阻力较小时，其在楔块341的挤压作用下同步转动，接着通过注水管21向制冰模4中注入储冷液，然后通过气化罐1完成液化天然气的气化，并且通过进气管11将天然气释放的冷能通过空气传输到制冰罐2内，进而利用冷能降低储冷液的温度，随着冷能的持续注入，制冰模4中的液体逐渐凝固，并且在其彻底凝固时，安装块32被固定，楔块341无法推动安装块32，在安装块32的斜槽321限制下，楔块341被挤压，第一弹性件343收缩，楔块341收缩到主轴31的安装槽311内，压力传感器342感应到压力变换，反馈信号给控制器，控制器收到信号后发送信号给旋转驱动组件33，停止旋转驱动组件33的驱动，接着操作人员将凝固的冰块取出，然后通过注水管21再次注入储冷液，进行连续制冰，进而实现连续回收冷能的功能。

参照图1-图4和图6：安装块32包括第一配合块322和第二配合块323，第一配合块322和第二配合块323具有磁性且其在抵紧配合时能够相互吸引，制冰罐2上还安装有导向杆35，安装块32与导向杆35滑动配合。

本发明通过第一配合块322、第二配合块323和导向杆35实现了快速补料的功能，达到不停机的情况下进行补料的效果。由于每次制冰时，需要消耗一个安装块32，为此，需要对安装块32进行补料，以达到连续制冰的效果，避免停机时，冷能出现泄漏，降低冷能回收率的情况，在进行冷能储存时，通过制冰模4进行制冰，在制冰过程中，操作人员将第一配合块322和第二配合块323分别安装在主轴31两侧，随着第一配合块322和第二配合块323的接近，其相互吸引，二者配合形成安装块32，接着随着重力作用向下滑落，并且随着滑动，安装块32与导向杆35接触，通过导向杆35的限制作用，使其稳定向下滑动，且安装块32在移动至主轴31最底端时与导向杆35分离，在楔块341的作用下与主轴31同步转动，随着制冰完成，主轴31上最底部的安装块32随着冰块的移动从主轴31上脱落，而下一个安装块32接着滑动至制冰模4处。

参照图2和图7：制冰模4包括落料闸41和控制组件42；落料闸41转动安装在制冰模4的底部，控制组件42安装在制冰模4上且其用于控制落料闸41转动。

落料闸41的边沿设置有缓冲垫411，缓冲垫411优选为橡胶材质。

本发明通过落料闸41和控制组件42实现了方便取出冰块的功能，达到提高取料效率的效果。控制组件42与控制器电连接；在制冰完成时，安装块32随着冰块的凝固而固定，控制器发送信号给控制组件42，控制组件42控制落料闸41转动，使其打开，制冰模4内的冰块在重力作用下滑出，同时，操作人员能够在制冰模4的底部设置导轨，导轨在图中未示出，使其在重力作用下滑动至指定位置，进而实现自动下料的功能。

参照图2、图7和图8：控制组件42包括连接轴421和第一旋转驱动器422，连接轴421和落料轴设有两个，连接轴421转动安装在制冰模4上，落料闸41套接在连接轴421上，第一旋转驱动器422安装在制冰模4上，第一旋转驱动器422的驱动端与连接轴421传动连接。

控制组件42还包括第一旋转轴423、锥齿轮424、第一套筒425和第一同步带426，第一旋转轴423转动安装在制冰模4上，锥齿轮424设有两个，两个锥齿轮424分别套接在第一旋转轴423和第一旋转驱动器422的驱动端上，两个锥齿轮424传动连接，第一套筒425设有两个，两个第一套筒425分别套接在第一旋转轴423和连接轴421上，第一同步带426的两端分别与套接在两个第一套筒425上。

本发明通过连接轴421、第一旋转驱动器422，第一旋转轴423、锥齿轮424、第一套筒425和第一同步带426实现了控制落料闸41启闭的功能。第一旋转驱动器422优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；在制冰完成时，安装块32随着冰块的凝固而固定，控制器发送信号给第一旋转驱动器422，第一旋转驱动器422收到信号后通过第一同步带426驱动第一旋转轴423转动，第一旋转轴423通过锥齿轮424驱动连接轴421转动，连接轴421带动落料闸41转动，使其打开，制冰模4内的冰块在重力作用下滑出制冰模4。

参照图7-图9：制冰模4上还设有传动组件43，传动组件43包括第二旋转轴431、第二套筒432、第二同步带433和旋转齿轮434；第二旋转轴431设有两个且其转动安装在制冰模4上，第二套筒432设有四个且其分别套接在两个连接轴421和两个第二旋转轴431上，第二同步带433设有两个，第二同步带433的两端分别套接在连接轴421和第二旋转轴431上的第二套筒432上，旋转齿轮434设有两个且其分别套接在两个第二旋转轴431上，两个旋转齿轮434传动连接。

本发明通过第二旋转轴431、第二套筒432、第二同步带433和旋转齿轮434实现了连接两个连接轴421的功能，达到同时控制两个落料闸41的效果。在制冰完成时，安装块32随着冰块的凝固而固定，控制器发送信号给第一旋转驱动器422，第一旋转驱动器422收到信号后通过第一同步带426驱动第一旋转轴423转动，第一旋转轴423通过锥齿轮424驱动连接轴421转动，连接轴421带动落料闸41转动，连接轴421通过第二同步带433带动第二旋转轴431转动，第二旋转轴431带动安装在其上的旋转齿轮434转动，而两个旋转齿轮434传动连接，通过两个旋转齿轮434的传动使得旋转方向改变，使两个落料闸41朝相反的方向转动，制冰模4内的冰块在重力作用下滑出制冰模4。

参照图4-图5：限位块344上设置有延伸耳3441，安装块32上开设有与延伸耳3441配合的配合槽324。

本发明通过延伸耳3441和配合槽324实现了限制安装块32从主轴31上自行滑落的功能。安装块32在重力作用下沿导向杆35滑动至主轴31的底部，并且在与导向杆35分离后，通过斜槽321与楔块341配合，在楔块341的挤压作用下与主轴31同步转动，并且在储冷液凝固后，安装块32固定，楔块341受到挤压，第一弹性件343收缩，安装块32与主轴31之间发生相对旋转，控制器发送信号给控制组件42，打开落料闸41，在延伸耳3441的支撑下，安装块32仍挂在主轴31的底端，随着主轴31的转动，当延伸耳3441与配合槽324位置配合后，冰块在重力作用下带动安装块32下落，使得安装块32与主轴31分离，完成下料动作。

参照图2和图10：旋转驱动组件33包括支撑架331和第二旋转驱动器332；支撑架331安装在制冰罐2上，第二旋转驱动器332安装在支撑架331上，第二旋转驱动器332的驱动端与主轴31传动连接。

支撑架331安装在盖体23上。

本发明通过支撑架331和第二旋转驱动器332实现了驱动主轴31转动的功能。第二旋转驱动器332优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；操作人员启动回收储存系统，控制器发送信号给第二旋转驱动器332，第二旋转驱动器332收到信号后驱动主轴31缓慢旋转，主轴31带动楔块341转动，楔块341在第一弹性件343的弹力作用下与安装块32的斜槽321抵紧配合，在安装块32所受阻力较小时，其在楔块341的挤压作用下同步转动，接着通过注水管21向制冰模4中注入储冷液，然后通过气化罐1完成液化天然气的气化，并且通过进气管11将天然气释放的冷能通过空气传输到制冰罐2内，进而利用冷能降低储冷液的温度，随着冷能的持续注入，制冰模4中的液体逐渐凝固，并且在其彻底凝固时，安装块32被固定，楔块341无法推动安装块32，在安装块32的斜槽321限制下，楔块341被挤压，第一弹性件343收缩，楔块341收缩到主轴31的安装槽311内，压力传感器342感应到压力变换，反馈信号给控制器，控制器收到信号后发送信号给旋转驱动组件33，停止旋转驱动组件33的驱动，同时控制器发送信号给控制组件42，打开落料闸41，冰块下落，操作人员将其收集，完成下料动作。

参照图2和图10：制冰罐2上还安装有供料滑轨22。

供料滑轨22设有两个且其安装在盖体23上，两个供料滑轨22分别位于主轴31的两侧。

本发明通过供料滑轨22实现了快速且精准补料的功能。操作人员在对安装块32进行补料时，将第一配合块322和第二配合块323分别放置到两个供料滑轨22上，然后滑动第一配合块322和第二配合块323，通过供料滑轨22限制其滑动轨迹，使得其能够准确滑动至导向杆35上，并且通过供料滑轨22的导向，操作人员能够通过输送装置完成自动补料，输送装置在图中未示出。

参照图1和图2：制冰模4内安装有温度传感器44。

本发明通过温度传感器44实现了感应制冰模4内储冷液温度的功能，达到进一步提高储冷液凝固情况检测精准度的效果。温度传感器44与控制器电连接；在感应组件34感应到储冷液凝固后，反馈信号给控制器，控制器收到信号后发送信号给温度传感器44，通过温度传感器44感应储冷液的温度，进一步确认制冷模底部凝固情况，并反馈信号给控制器，避免顶部储冷液凝固但底部却有部分未凝固的情况。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种LNG冷能循环回收储存系统，包括气化管和制冰罐(2)，气化管通过进气管(11)与制冰罐(2)连通；

其特征在于，制冰罐(2)上设置有注水管(21)，制冰罐(2)的内部设置有制冰模(4)，注水管(21)与制冰模(4)连通，回收储存系统还包括检测装置(3)，检测装置(3)包括主轴(31)、安装块(32)、旋转驱动组件(33)和感应组件(34)；

主轴(31)转动安装在制冰罐(2)上，安装块(32)滑动安装在主轴(31)上，旋转驱动组件(33)安装在制冰罐(2)上且其用于驱动主轴(31)转动，感应组件(34)安装在主轴(31)上且其用于检测安装块(32)转动情况；

感应组件(34)包括楔块(341)、压力传感器(342)、第一弹性件(343)和限位块(344)；

主轴(31)上开设有安装槽(311)，楔块(341)滑动安装在主轴(31)的安装槽(311)内，安装块(32)上开设有与楔块(341)配合的斜槽(321)，压力传感器(342)安装在主轴(31)上且其位于安装槽(311)的内部，第一弹性件(343)的两端分别与压力传感器(342)和楔块(341)连接，限位块(344)安装在主轴(31)的底端；

安装块(32)包括第一配合块(322)和第二配合块(323)，第一配合块(322)和第二配合块(323)具有磁性且其在抵紧配合时能够相互吸引，制冰罐(2)上还安装有导向杆(35)，安装块(32)与导向杆(35)滑动配合。

2.根据权利要求1所述的一种LNG冷能循环回收储存系统，其特征在于，制冰模(4)包括落料闸(41)和控制组件(42)；

落料闸(41)转动安装在制冰模(4)的底部，控制组件(42)安装在制冰模(4)上且其用于控制落料闸(41)转动。

3.根据权利要求2所述的一种LNG冷能循环回收储存系统，其特征在于，控制组件(42)包括连接轴(421)和第一旋转驱动器(422)，连接轴(421)和落料轴设有两个，连接轴(421)转动安装在制冰模(4)上，落料闸(41)套接在连接轴(421)上，第一旋转驱动器(422)安装在制冰模(4)上，第一旋转驱动器(422)的驱动端与连接轴(421)传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种LNG冷能循环回收储存系统，其特征在于，制冰模(4)上还设有传动组件(43)，传动组件(43)包括第二旋转轴(431)、第二套筒(432)、第二同步带(433)和旋转齿轮(434)；

第二旋转轴(431)设有两个且其转动安装在制冰模(4)上，第二套筒(432)设有四个且其分别套接在两个连接轴(421)和两个第二旋转轴(431)上，第二同步带(433)设有两个，第二同步带(433)的两端分别套接在连接轴(421)和第二旋转轴(431)上的第二套筒(432)上，旋转齿轮(434)设有两个且其分别套接在两个第二旋转轴(431)上，两个旋转齿轮(434)传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种LNG冷能循环回收储存系统，其特征在于，限位块(344)上设置有延伸耳(3441)，安装块(32)上开设有与延伸耳(3441)配合的配合槽(324)。

6.根据权利要求1所述的一种LNG冷能循环回收储存系统，其特征在于，旋转驱动组件(33)包括支撑架(331)和第二旋转驱动器(332)；

支撑架(331)安装在制冰罐(2)上，第二旋转驱动器(332)安装在支撑架(331)上，第二旋转驱动器(332)的驱动端与主轴(31)传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种LNG冷能循环回收储存系统，其特征在于，制冰罐(2)上还安装有供料滑轨(22)。

8.根据权利要求1所述的一种LNG冷能循环回收储存系统，其特征在于，制冰模(4)内安装有温度传感器(44)。