一种多LNG罐箱同步加注系统及加注方法

技术领域

本发明涉及LNG运输领域，具体是涉及一种多LNG罐箱同步加注系统及加注方法。

背景技术

LNG是液化天燃气的缩写，液化天然气是一种清洁能源，现有的LNG中长距离运输需要通过运输船、沿海LNG接收站和运输车来完成，并通过储存罐来储存LNG，而在天然气传输时，需要建设LNG接收站才能够进行输送，但是，现有的装卸方式灌装速度较慢，进而导致运输时间延长。

为此，中国专利CN107388028B公开了多LNG罐箱同步加注系统，其实现了加注端与接收端的连通，即可以通过总管实现对多个罐体的同步灌装，满足对船上的多个罐箱充装的要求；同时实现了气田液化工厂直接将LNG加注入LNG罐箱运输船的LNG罐箱内，LNG罐箱运输船在集装箱码头的危险品区域进行卸货后，可直接通过平板车或铁路进行运输。

但是，由于LNG船停靠在水中，随着水流的拨动，罐体会发生晃动，进而导致加注端和连接端连通处受到拉扯，出现天然气泄漏的情况，继而引发安全事故。

发明内容

针对上述问题，提供一种多LNG罐箱同步加注系统及加注方法，通过安装平台、对接装置、对接缓冲结构和罐体缓冲结构解决了传统加注系统在加注过程中罐体与加注管道连接处容易受损而泄漏的问题。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种多LNG罐箱同步加注系统，包括安装平台，安装平台上安装有储罐和主管，储罐上设置有输入管；同步加注系统还包括对接装置、对接缓冲结构和罐体缓冲结构；对接缓冲机构还包括安装架、固定块和对接板，安装架安装在安装平台上且其与固定块连接，对接板滑动安装在安装架上且其与固定块滑动配合，对接装置安装在对接块上且其用于连接输入管和主管；罐体缓冲结构安装在安装平台上且其用于支撑储罐。

优选的，对接缓冲结构还包括固定组件，固定组件包括直杆、安装板和锁止块；对接块上安装有用于限制对接板移动范围的限位框架，直杆滑动安装在限位框架上，直杆远离限位框架的一端与安装板连接，直杆与固定块滑动配合，锁止块滑动安装在安装板上，锁止块通过压缩弹簧与安装板连接，固定块上开设有与锁止块配合的锁止槽。

优选的，对接装置包括连接组件和旋转驱动组件；连接组件包括安装座、配合管和齿环，安装座与对接板滑动配合，配合管转动安装在安装座上，输入管靠近对接板的一端设置有螺纹套，配合管靠近输入管的一端安装有与螺纹套配合的螺纹管，配合管远离输入管的一端与主管连通，齿环套接在配合管的外周且其与安装座转动连接，配合管的外壁上设置有固定键，齿环通过固定键与配合管滑动配合；旋转驱动组件安装在安装座上且其用于驱动齿环旋转。

优选的，对接装置还包括夹紧组件，夹紧组件包括磁性板、直线驱动器和夹板；磁性板靠近输入管的一端具有磁性，输入管上安装有与磁性板配合的金属板，磁性板与安装座连接，直线驱动器安装在磁性板上，夹板设有两个且其滑动安装在磁性板上，两个夹板分别位于磁性板的两侧，直线驱动器的驱动端与夹板传动连接。

优选的，对接装置还包括定位组件，定位组件包括定位杆和第一弹性件；定位杆安装在安装座上且其与磁性板滑动配合，金属板上开设有与定位杆配合的定位槽，第一弹性件的两端分别与安装座和磁性板连接。

优选的，旋转驱动组件包括第一旋转驱动器、旋转轴和旋转齿轮；第一旋转驱动器安装在安装座上，旋转轴转动安装在安装座上且其与第一旋转驱动器的驱动端传动连接，旋转齿轮套接在旋转轴上且其与齿环传动连接。

优选的，罐体缓冲结构包括缓冲组件和限位板；缓冲组件包括安装框、底座、缓冲板和的第二弹性件；安装框滑动安装在底座上，底座安装在安装平台上，储罐安装在安装框上；缓冲板滑动安装在底座内，缓冲板与安装框抵紧配合，第二弹性件的两端分别与底座和缓冲板连接，限位板安装在底座上且其用于限制安装框沿竖直方向的移动范围。

优选的，限位板上转动安装有折叠板，折叠板上设置有卡止座，卡止座上滑动安装有卡舌，卡舌通过压缩弹簧与卡止座连接诶，限位板上还转动安装有与卡止座配合的支撑杆。

优选的，底座上安装有缓冲垫，缓冲垫位于安装框和底座之间。

一种多LNG罐箱同步加注方法，包括以下步骤：S1，安装储罐，启动对接装置，连通输入管和主管；S2，开始注入天然气；S3，注入完成，关闭对接装置，断开输入管和主管的连接。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

1、本发明通过安装平台、对接装置、对接缓冲结构和罐体缓冲结构实现了提高对接装置结构稳定性的功能，达到避免对接装置处发生泄漏的效果，解决了传统加注系统在加注过程中罐体与加注管道连接处容易受损而泄漏的问题。

2、本发明通过限位框架、直杆、安装块、锁止块和锁止槽实现了锁定对接板位置的功能，达到在对接板沿水平方向远离固定块时固定对接板的效果，避免输入管和主管连接处受到拉力的情况下继续自由滑动，进一步保护对接装置。

3、本发明通过连接组件和旋转驱动组件实现了自动连接输入管和主管的功能，达到自动对接的效果。

附图说明

图1是一种多LNG罐箱同步加注系统的立体示意图；

图2是一种多LNG罐箱同步加注系统中单侧部分的立体示意图；

图3是一种多LNG罐箱同步加注系统中对接装置和对接缓冲机构的立体示意图；

图4是一种多LNG罐箱同步加注系统中固定组件的立体分解示意图；

图5是图4中A处的局部放大示意图；

图6是图4中B处的局部放大示意图；

图7是一种多LNG罐箱同步加注系统中对接装置的立体示意图；

图8是一种多LNG罐箱同步加注系统中对接装置的立体分解示意图；

图9是一种多LNG罐箱同步加注系统中连接组件和旋转驱动组件的立体示意图；

图10是一种多LNG罐箱同步加注系统中罐体缓冲结构的立体分解示意图；

图11是一种多LNG罐箱同步加注系统中限位板在展开后的立体示意图。

图中标号为：

1-安装平台；

11-储罐；111-输入管；1111-螺纹套；112-电磁阀；

12-主管；

2-对接装置；

21-连接组件；211-安装座；2111-延伸杆；2112-第二旋转驱动器；2113-螺杆；2114-第二锥齿轮；212-配合管；2121-螺纹管；2122-限位环；213-齿环；2131-固定键；2132-支架；

22-旋转驱动组件；221-第一旋转驱动器；222-旋转轴；223-旋转齿轮；224-第一锥齿轮；225-同步带；

23-夹紧组件；231-磁性板；232-直线驱动器；233-夹板；234-金属板；

24-定位组件；241-定位杆；2411-滚珠；242-定位槽；243-第一弹性件；

3-对接缓冲结构；

31-安装架；

32-固定块；

33-对接板；

34-固定组件；341-限位框架；342-直杆；343-安装板；344-锁止块；345-锁止槽；

4-罐体缓冲结构；

41-缓冲组件；411-安装框；412-底座；4121-缓冲垫；413-缓冲板；414-第二弹性件；

42-限位板；

43-折叠板；

44-卡止座；441-卡舌；

45-支撑杆。

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4：一种多LNG罐箱同步加注系统，包括安装平台1，安装平台1上安装有储罐11和主管12，储罐11上设置有输入管111；同步加注系统还包括对接装置2、对接缓冲结构3和罐体缓冲结构4；对接缓冲机构还包括安装架31、固定块32和对接板33，安装架31安装在安装平台1上且其与固定块32连接，对接板33滑动安装在安装架31上且其与固定块32滑动配合，对接装置2安装在对接块上且其用于连接输入管111和主管12；罐体缓冲结构4安装在安装平台1上且其用于支撑储罐11。

储罐11的体积和重量较大，而主管12的体积和重量较小，因此，将主管12安装在安装平台1上时，船体的晃动对主管12的影响较小，而储罐11所受影响较大，为此，通过罐体缓冲结构4来支撑储罐11，避免储罐11发生剧烈晃动，输入管111上安装有电磁阀112。

本发明通过安装平台1、对接装置2、对接缓冲结构3和罐体缓冲结构4实现了提高对接装置2结构稳定性的功能，达到避免对接装置2处发生泄漏的效果，解决了传统加注系统在加注过程中罐体与加注管道连接处容易受损而泄漏的问题。安装平台1安装在LNG运输船上，在对安装平台1上安装的储罐11进行加注时，操作人员先通过控制器发送信号给对接装置2，对接装置2收到信号后连通主管12和输入管111，然后对储罐11进行加注；在加注过程中，船体会受到水流拨动而晃动，进而带动安装平台1，而储罐11通过罐体缓冲结构4进行支撑，在晃动过程中，罐体缓冲结构4能够降低储罐11的震动，进而避免储罐11受损，同时，随着储罐11的晃动，其带动对接板33和限位框架341移动，而主管12与安装架31连接，对接板33会相对固定块32移动，进而避免对接板33与安装架31之间发生刚性拉扯，提高输入管111和主管12之间的连通稳定性，避免加注过程中发生泄漏。

参照图1-图5：对接缓冲结构3还包括固定组件34，固定组件34包括直杆342、安装板343和锁止块344；对接块上安装有用于限制对接板33移动范围的限位框架341，直杆342滑动安装在限位框架341上，直杆342远离限位框架341的一端与安装板343连接，直杆342与固定块32滑动配合，锁止块344滑动安装在安装板343上，锁止块344通过压缩弹簧与安装板343连接，固定块32上开设有与锁止块344配合的锁止槽345。

直杆342上开设有沿竖直方向延伸的槽体，直杆342通过所述槽体与固定块32滑动配合，在对接板33发生晃动时，限位框架341相对与直杆342和固定块32滑动，锁止槽345设有多个，多个锁止槽345等间距的分布在固定块32上。

本发明通过限位框架341、直杆342、安装块、锁止块344和锁止槽345实现了锁定对接板33位置的功能，达到在对接板33沿水平方向远离固定块32时固定对接板33的效果，避免输入管111和主管12连接处受到拉力的情况下继续自由滑动，进一步保护对接装置2。在加注过程中，若对接板33沿水平方向远离固定块32时，若对接板33仍沿竖直面做自由滑动会对输入管111和主管12连接处造成较大的拉力，进而导致其连接处受损而泄漏，为此设置了固定组件34，在对接板33沿水平面做远离固定板的移动时，其会带动限位框架341、直杆342和安装板343移动，安装板343带动锁止块344移动，在安装板343与固定块32接触时，若锁止块344刚好与锁止槽345配合，则锁止块344在压缩弹簧的弹力作用下卡入锁止槽345，避免对接板33沿竖直面发生移动；若锁止块344与锁止槽345的位置并不契合，则锁止块344在固定块32的挤压作用下滑入安装板343内，储罐11一旦沿竖直面发生晃动，锁止块344会滑入最近的一个锁止槽345内，接着固定锁止块344，避免对接板33沿竖直平面移动，限制其部分自由度，直至安装板343与固定块32分离。

参照图3-图9：对接装置2包括连接组件21和旋转驱动组件22；连接组件21包括安装座211、配合管212和齿环213，安装座211与对接板33滑动配合，配合管212转动安装在安装座211上，输入管111靠近对接板33的一端设置有螺纹套1111，配合管212靠近输入管111的一端安装有与螺纹套1111配合的螺纹管2121，配合管212远离输入管111的一端与主管12连通，齿环213套接在配合管212的外周且其与安装座211转动连接，配合管212的外壁上设置有固定键2131，齿环213通过固定键2131与配合管212滑动配合；旋转驱动组件22安装在安装座211上且其用于驱动齿环213旋转。

在进行加注时，操作人员需要拉动安装座211，使得螺纹管2121靠近螺纹套1111，才能使螺纹管2121和螺纹套1111螺纹连接，较为繁琐，为此，设计了第二旋转驱动器2112、螺杆2113和第二锥齿轮2114，第二旋转驱动器2112安装在对接板33上，螺杆2113转动安装在对接板33上，螺杆2113与安装座211传动连接，第二锥齿轮2114设有两个，两个第二锥齿轮2114分别套接在螺杆2113和第二旋转驱动器2112的驱动端上，两个第二锥齿轮2114传动连接；配合管212的外壁还设有用于限制齿环213滑动范围的限位环2122，安装座211上设置有支架2132，齿环213转动安装在支架2132上。

本发明通过连接组件21和旋转驱动组件22实现了自动连接输入管111和主管12的功能，达到自动对接的效果。第二旋转驱动器2112和旋转驱动组件22与控制器电连接；在进行加注时，操作人员先通过控制器发送信号给第二旋转驱动器2112，第二旋转驱动器2112收到信号后通过第二锥齿轮2114驱动螺杆2113转动，螺杆2113驱动与其传动连接的安装座211移动，使得配合管212上的螺纹管2121靠近输入管111上的螺纹套1111，并将配合管212上的螺纹管2121与输入管111上的螺纹套1111对齐，然后通过控制器发送信号给旋转驱动组件22，旋转驱动组件22收到信号后驱动齿环213转动，齿环213通过固定键2131带动配合管212旋转，配合管212带动螺纹管2121转动，随着螺纹管2121的转动，其与螺纹套1111螺纹连接，在螺纹套1111与螺纹管2121螺纹紧固后，输入管111与配合管212紧密连接，接着操作人员通过配合管212的连接对储罐11进行加注。

参照图3和图7：对接装置2还包括夹紧组件23，夹紧组件23包括磁性板231、直线驱动器232和夹板233；磁性板231靠近输入管111的一端具有磁性，输入管111上安装有与磁性板231配合的金属板234，磁性板231与安装座211连接，直线驱动器232安装在磁性板231上，夹板233设有两个且其滑动安装在磁性板231上，两个夹板233分别位于磁性板231的两侧，直线驱动器232的驱动端与夹板233传动连接。

磁性板231上设置有延伸杆2111，螺杆2113与延伸杆2111螺纹连接。

本发明通过磁性板231、直线驱动器232和夹板233实现了快速连接输入管111和配合管212的功能；直线驱动器232优选为液压杆，直线驱动器232与控制器电连接；在进行加注时，操作人员先通过控制器发送信号给第二旋转驱动器2112，第二旋转驱动器2112收到信号后通过第二锥齿轮2114驱动螺杆2113转动，螺杆2113驱动与其传动连接的安装座211移动，使得配合管212上的螺纹管2121靠近输入管111上的螺纹套1111，随着磁性板231与金属板234的靠近，磁性板231在磁力作用下吸附在金属板234上，接着操作人员通过控制器发送信号给直线驱动器232，直线驱动器232收到信号后驱动两个夹板233相互靠近，进而将金属板234夹紧，同时，使得金属板234的两侧与磁性板231的两侧对齐，配合管212上的螺纹管2121与输入管111上的螺纹套1111也随之对齐，然后通过控制器发送信号给旋转驱动组件22，旋转驱动组件22收到信号后驱动齿环213转动，齿环213通过固定键2131带动配合管212旋转，配合管212带动螺纹管2121转动，随着螺纹管2121的转动，其与螺纹套1111螺纹连接，在螺纹套1111与螺纹管2121螺纹紧固后，输入管111与配合管212紧密连接，接着操作人员通过配合管212的连接对储罐11进行加注。

参照图7-图9：对接装置2还包括定位组件24，定位组件24包括定位杆241和第一弹性件243；定位杆241安装在安装座211上且其与磁性板231滑动配合，金属板234上开设有与定位杆241配合的定位槽242，第一弹性件243的两端分别与安装座211和磁性板231连接。

定位杆241靠近磁性板231的一端安装有滚珠2411。

本发明通过定位杆241、定位槽242和第一弹性件243实现了自动对齐螺纹套1111和螺纹管2121的功能。在进行加注时，操作人员先通过控制器发送信号给第二旋转驱动器2112，第二旋转驱动器2112收到信号后通过第二锥齿轮2114驱动螺杆2113转动，螺杆2113驱动与其传动连接的安装座211移动，使得配合管212上的螺纹管2121靠近输入管111上的螺纹套1111，随着磁性板231与金属板234的靠近，磁性板231在磁力作用下吸附在金属板234上，此时定位杆241受到金属板234的挤压，克服第一弹性件243的弹力，使得安装座211相对与磁性板231滑动，并带动螺纹管2121远离螺纹套1111，避免二者发生碰撞，接着操作人员通过控制器发送信号给直线驱动器232，直线驱动器232收到信号后驱动两个夹板233相互靠近，进而将金属板234夹紧，同时，使得金属板234的两侧与磁性板231的两侧对齐，并且随着船体的晃动和储罐11的移动，一旦定位杆241与定位槽242对齐，在第一弹性件243的弹力作用下，定位杆241会滑入定位槽242，继而使得配合管212上的螺纹管2121与输入管111上的螺纹套1111也随之对齐，然后通过控制器发送信号给旋转驱动组件22，旋转驱动组件22收到信号后驱动齿环213转动，齿环213通过固定键2131带动配合管212旋转，配合管212带动螺纹管2121转动，随着螺纹管2121的转动，其与螺纹套1111螺纹连接，在螺纹套1111与螺纹管2121螺纹紧固后，输入管111与配合管212紧密连接，接着操作人员通过配合管212的连接对储罐11进行加注。

参照图3、图8和图9：旋转驱动组件22包括第一旋转驱动器221、旋转轴222和旋转齿轮223；第一旋转驱动器221安装在安装座211上，旋转轴222转动安装在安装座211上且其与第一旋转驱动器221的驱动端传动连接，旋转齿轮223套接在旋转轴222上且其与齿环213传动连接。

旋转驱动组件22还包括第一锥齿轮224，第一锥齿轮224设有两个，两个第一锥齿轮224分别套接在旋转轴222和第一旋转驱动器221上，两个第一锥齿轮224传动连接；每个罐体上设有两个输入管111，安装座211上也设置有与其配合的两个配合管212，为此也设置了两个旋转轴222和旋转齿轮223，两个旋转轴222之间设置有同步带225，通过同步带225的传动使得两个旋转轴222同步旋转。

本发明通过第一旋转驱动器221、旋转轴222和旋转齿轮223实现了驱动齿环213转动的功能。第一旋转驱动器221优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；在进行加注时，操作人员先通过控制器发送信号给第二旋转驱动器2112，第二旋转驱动器2112收到信号后通过第二锥齿轮2114驱动螺杆2113转动，螺杆2113驱动与其传动连接的安装座211移动，使得配合管212上的螺纹管2121靠近输入管111上的螺纹套1111，并将配合管212上的螺纹管2121与输入管111上的螺纹套1111对齐，然后通过控制器发送信号给第一旋转驱动器221，第一旋转驱动器221收到信号后通过第一锥齿轮224驱动旋转轴222转动，旋转轴222带动旋转齿轮223旋转，旋转齿轮223驱动与其传动连接的齿环213转动，齿环213通过固定键2131带动配合管212旋转，配合管212带动螺纹管2121转动，随着螺纹管2121的转动，其与螺纹套1111螺纹连接，在螺纹套1111与螺纹管2121螺纹紧固后，输入管111与配合管212紧密连接，接着操作人员通过配合管212的连接对储罐11进行加注。

参照图1、图2、图10和图11：罐体缓冲结构4包括缓冲组件41和限位板42；缓冲组件41包括安装框411、底座412、缓冲板413和的第二弹性件414；安装框411滑动安装在底座412上，底座412安装在安装平台1上，储罐11安装在安装框411上；缓冲板413滑动安装在底座412内，缓冲板413与安装框411抵紧配合，第二弹性件414的两端分别与底座412和缓冲板413连接，限位板42安装在底座412上且其用于限制安装框411沿竖直方向的移动范围。

本发明通过安装框411、底座412、缓冲板413、第二弹性件414和限位板42实现了保护储罐11的功能，达到减小储罐11所受冲击的效果。在船体发生晃动时，储罐11受到惯性作用，挤压缓冲板413，第二弹性件414受到压力而收缩，同时吸收冲量，避免储罐11剧烈晃动，并且通过底座412和安装框411的配合限制其水平面的移动范围，同时再通过限位板42的阻挡，避免安装框411从底座412上脱落。

参照图1、图2、图10和图11：限位板42上转动安装有折叠板43，折叠板43上设置有卡止座44，卡止座44上滑动安装有卡舌441，卡舌441通过压缩弹簧与卡止座44连接诶，限位板42上还转动安装有与卡止座44配合的支撑杆45。

本发明通过折叠板43、卡止座44和支撑杆45实现了快速拆装安装框411的功能；运输船在移动至目的地后，需要通过车辆来运输储罐11，为此，需要将储罐11拆下，而储罐11通过限位板42限制其竖直方向的移动范围，导致其拆卸困难，为此设置了折叠板43，在需要固定储罐11时，操作人员转动折叠板43，使其处与展开状态，并转动支撑杆45，使得支撑杆45滑入卡止座44中，并通过卡舌441将支撑杆45固定，通过支撑杆45阻止折叠板43转动，继而通过折叠板43来限制储罐11沿竖直方向的移动范围，在拆卸储罐11时，仅需要拉动卡舌441，转动支撑杆45，使支撑杆45与折叠板43分离，接着翻转折叠板43，便能够轻松的将储罐11拆卸。

参照图10：底座412上安装有缓冲垫4121，缓冲垫4121位于安装框411和底座412之间。

本发明通过缓冲垫4121实现了缓解安装框411与底座412之间的冲击的功能，达到保护储罐11的效果。在船体晃动的过程中，储罐11可能会被颠起，为此设置了缓冲垫4121，缓冲垫4121优选为橡胶材质，在储罐11颠起后，在重力作用下掉落在缓冲垫4121上，进而通过缓冲垫4121吸收冲击，避免储罐11受损。

参照图1-图11：一种多LNG罐箱同步加注方法，包括以下步骤：S1，安装储罐11，启动对接装置2，连通输入管111和主管12；S2，开始注入天然气；S3，注入完成，关闭对接装置2，断开输入管111和主管12的连接。

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。