[发明专利]CNG船用快接卸、充气系统及CNG快装接头安全操控方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气运输技术领域，具体为一种天然气运输船舶上的充放气系统与岸上的充放气系统对接用的CNG船用快接卸、充气系统及CNG快装接头安全操控方法。

背景技术

产自海上水下天然气井或陆地上的天然气可以用船运输，或也可以用水下或陆上管道输送。天然气以CNG形态运输时，则是将天然气直接压缩到几百巴的高压，装在适当的诸如钢质或复合材料压力容器里在船上运输。然后，在交付点与岸上的储气系统对接交付天然气。

天然气以清洁能源越来越多的应用作船的动力燃料，以天然气作为燃料动力的船舶需要与岸上的储气系统连接以对船舶补充燃料。

天然气无论是以CNG形态运输还是以天然气为动力的船舶，均需要将船上的充放气系统与岸上的充放气系统对接或者与天然气源头的充气系统对接，使得船上的天然气通过管道输送到岸上或者将天然气充入货运船中。因此有必要设计一种卸、充气系统与岸上的储气系统快速对接并锁紧。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种天然气船用装卸气系统，设计了卡爪及配套的直线驱动机构形成的锁紧装置，能够快速将阀座与移动阀头快速对接并锁紧，方便安全的将天然气充入以天然气为燃料的船船上或将天然气原料输送至岸上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：CNG船用快装卸、充气系统，系统中包括固定在船甲板上方的阀座、移动阀头两部分及定位对接两部分的锁紧装置，阀座与移动阀头分别借助独立配套的截止阀与压力储气设备连通，其关键在于：锁紧装置中的执行机构由铰接限定在阀座密封套周边的卡爪构成，卡爪借助直线驱动机构完成卡爪的屈伸、实现气流通道中的密封锥面的结合与松开以及内高压阀口通断的切换。

进一步的，所述阀座密封套固定在阀座的柱状阀体上端、定位后的上端面经加工形成本系统高压通道的密封下锥面。

进一步的，在阀座的柱状阀体下端设置有定位法兰，借助于定位法兰柱状阀体定位在船甲板上并实现与储气瓶管路的连通。

进一步的，卡爪由转动连杆和平动连杆铰链在一起形成的复合二连杆结构，转动连杆前端加工成为与移动阀头相匹配的卡槽状、并铰接定位在阀座密封套的耳环，平动连杆末端铰接定位在柱状阀体上的滑动活套上。

进一步的，所述直线驱动机构中的传动部件中至少包括两根同步进退的驱动杆，以上驱动杆限位于定位法兰、并与柱状阀体上的滑动活套固定连接，滑动活套与卡爪中的平动连杆末端铰接定位实现直线驱动转换为卡爪屈伸的转换。

进一步的，在滑动活套和定位法兰之间设置风琴管，滑动活套与柱状阀体之间的滑动配合位置设置弹性密封装置，装置中包括密封环和填充有润滑脂的凹槽。

进一步的，所述柱状阀体内腔的气体通道中设置一个截断阀总成，以上总成的结构中包括一个下纺锤形阀芯和设置在柱状阀体内壁上的锥台形的密封阀口；借助于定位在柱状阀体内壁上的定位架、定位于定位架中心的滑套和套装在下纺锤形阀芯的推杆上的复位簧、下纺锤形阀芯被复位簧压紧在密封阀口上、并具有沿柱状阀体的中心线向下滑动的自由度。

进一步的，移动阀头具有上端面带法兰盘结构和柱状外观，结构中包括设在管形下端部位的导引密封柱面和中部的气路密封锥面，管内壁加工出的上密封阀口，设置在移动阀头的气路通道内的上纺锤形阀芯借助于上定位架、设置在上定位架上的上定位滑套和上压紧复位簧压紧在上密封阀口、形成移动阀头内的截断阀结构。

进一步的，柱状阀体的内壁上端是导引密封面，圆柱形的密封面上设置有至少两道O型圈密封槽。

本发明还提供了一种CNG快装接头安全操控方法，基于上述的CNG船用快接卸、充气系统，系统中的快接接头的操作包括以下步骤：

（1）移动阀头与船上的阀座的中心对准，推动移动阀头并导引密封柱面使移动阀头进入阀座上端口、接头处气密部件对接、延时打开结构中的上纺锤形阀芯和下纺锤形阀芯；

（2）移动阀头到位后，启动直线驱动装置带动卡爪、保证卡爪锁紧密封面；

（3）开通本系统中配套的截止阀，实施充、卸气作业；

（4）充、卸气操作完成后，先关闭上述截止阀，然后启动直线驱动机构松开卡爪、解除阀座、移动阀头之间的锁紧状态，

（5）疏导阀座、移动阀头及其连通管路中的正压、易燃残气后拔出移动阀头。