用于流体装载臂的可移动模块和控制器的制作方法

本发明一般涉及流体输送系统，更特别地涉及海上装载系统，尤其如用于从一个地点向另一地点的流体输送(装载和/或卸载)的带有软管的类型的装载系统或铰接装载臂。

背景技术：

流体这里理解为意指液体或气体产品，如石油、气或化学产品。流体更特别的是液化天然气，或者低压或高压天然气。例如在船与港口或码头之间或者在两只船之间转运此类产品。

至于海上装载系统，它可以是：

-普通的海上装载臂，如例如在专利申请fr2813872、fr2854156和fr2931451中限定的；

-海上无脚装载臂，如例如在专利申请fr2964093中限定的；

-装料臂，如例如在专利申请fr3003855中限定的；

-在专利us3249121中所限定类型的能达到低连接点的装载臂；

-带有软管的装载系统，如例如在专利申请fr2968058中限定的；

-混合装载系统(刚性部分和柔性部分)，如例如在专利申请fr3003855中限定的。

这种传输系统的制造者越来越面临减少在现场安装和接收这类传输系统的时间的需求。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种满足所述需求并且还具有其他优点的系统。

为此，本发明提出一种移动模块，用于使流体传输系统从第一地点移动到第二地点，其特征在于，移动模块包括用于固定在第二地点的承载结构，流体传输系统安装在承载结构上，承载结构还承载流体传输系统的控制部件，控制部件与流体传输系统功能性联接。

实际上，移动模块是用于使具有一个或几个流体传输零件的流体传输系统从第一地点移动到第二地点的移动模块，其特征在于，移动模块包括用于固定在第二地点的承载结构，流体传输系统安装在承载结构上，承载结构还承载控制部件，控制部件用于控制使流体传输系统的流体传输零件运动的部件，控制部件与流体传输系统功能性联接。

由于这些设置，可以明显减少现场安装和接收时间，这特别是由于仍需在现场安装时连接的系统组成件数量以及现场联接点数量明显减少。

另外，可以在船的建造期间进行系统和控制部件在承载结构上的预安装，因此不需要等待造船结束后再进行传输系统和它的控制部件的组装。

另外，当在第一地点的使用不再有意义时，这种模块可以使传输系统从第一使用地点移动到第二使用地点。

符合本发明的模块的流体传输零件例如为铰接臂的传输零件或者软管。该模块的用于使传输零件运动的部件例如为液压、电动或气动执行机构。

根据特别是出于使用或制造方便的原因而可以独立或组合应用的本发明的其它设置：

-承载结构包括固定部件，用于将承载结构可拆卸地固定在第二地点；

-控制部件包括液压能、气动能或电能供能部件，用于给流体传输系统提供能量；

-液压能供能部件包括液压动力系统、至少一组选择阀、以及备用液压储能器；

-传输系统包括电动执行机构，电能供能部件包括控制电动执行机构所需的电气设备；

-使流体传输零件运动的所述部件包括气动执行机构，气动能供能部件包括气动动力系统和用于驱动气动执行机构的部件。

-控制部件还包括用于控制流体传输系统的控制板，控制板与供能部件功能性联接；

-移动模块还包括加压的设备空间，控制部件包括安装在设备空间中的计算和数据采集装置；

-控制板和/或电气设备也安装在设备空间中；

-移动模块还包括选自以下构件组的至少一个附加构件：构件组包括可拆卸的一长度的管路、流量计量装置、过程监测装置、电动阀、船-船链路、以及用于监测流体传输系统位置的装置；

-承载结构包括平台；

-承载结构设有提升部件，用于提升承载结构以及安装在承载结构上的组成件；

-用于提升承载结构的提升部件包括用于钩挂到提升装置的钩挂部件；

-流体传输系统包括至少一个海上装载系统。

附图说明

现在将通过对下面作为非限定示例方式给出的实施例的详细描述并参照附图来继续描述本发明。

附图中：

-图1是符合本发明第一实施例的模块的示意透视图；

-图2是符合本发明第二实施例的模块的透视图；

-图3是表示符合本发明另一实施例的模块的连接部和界面的示意图；

-图4a和4b示意表示通过浮式起重机将图3类型的一个模块安装到甲烷运输船上。

具体实施方式

图1示意表示符合本发明第一实施例的移动模块1，该模块用于使流体传输系统2从第一地点移动到第二地点。

对于第一地点，它例如可以为流体传输系统的制造单位地，第二地点则可以为港口、码头或者船。

流体传输系统2这里包括四个相同的用于流体传输的无脚平衡臂3。流体这里为液化天然气。每个臂3包括具有一内传输件5和一外传输件6的一两脚规式传输部件(transfercompass)4，内外传输件铰接在一起，由支撑结构7承载。每个臂3还包括用于平衡两脚规式传输部件4的配重系统8。两脚规式传输部件安装在转盘9上，转盘可以围绕竖直轴线转动，用以驱动两脚规式传输部件4围绕该竖直轴线转动。另外，外传输件6承载联接组件10，联接组件用于与例如位于船上的目标导管如歧管连接，从而能够传输流体。

由于这些臂本身是已知的，这里将不再对它们更详细描述。

简单地注意到的是，在前述的专利申请fr2964093中特别描述过这种铰接的海上装载臂。

实际上，它是申请人以“olaf”的名称销售的海上装载臂。

根据本发明，这里包括四个海上无脚装载臂3的流体传输系统2安装在移动模块1的承载结构11上。实际应用中，每个装载臂3的转盘9固定在平台12上。

平台12包括用于将模块1可拆卸固定在第二地点(港口、码头、船)的固定部件。这里，所述固定部件为设置在平台每个角落处的底脚13。作为变型，所述固定部件可以是等效的界接部分。

这些底脚13例如可以通过焊接固定在船甲板上。作为变型，平台例如可以通过螺栓连接固定在第二地点，例如以便在船甲板上的使用结束时使平台向另一地点、或者向另一第二地点移动。

实际上，平台12包括具有矩形框架14的底座，几个金属板15例如通过焊接固定在框架14上。这里还设有互相交叉的金属桁架，用于加固框架并提供装载臂3用的固定点。由于这些桁架在金属板15之下固定到框架14的侧面，因而这些桁架在图1中是看不到的。

在该实施例的情况下，这些桁架设置在承载所述臂的平台的一半宽度上，并且通过焊接固定到框架的三个相应侧面。

作为变型，它们当然可以固定到框架的四个侧面，延伸在平台的整个宽度上。

根据本发明，移动模块的承载结构11还承载有用于这些装载臂3的控制部件，控制部件与装载臂3功能性联接。

由于这些臂是这里带有液压执行机构(例如千斤顶)的装载臂，控制部件包括提供液压能的供能部件。更特别的是，提供液压能的供能部件包括液压动力系统16、容置在固定于平台12的箱体18中的备用液压储能器17、以及用于每个臂的一组选择阀19。阀组中的每组容置在固定在平台上的盒子20中。

众所周知，液压动力系统16运行以提供液压能，液压能用于操作传输系统2的液压马达、千斤顶和控制阀。

正如本身已知的，每组选择阀19用于将从液压动力系统接收的液压能分配给要操作的液压执行机构。至于备用液压储能器17，正如本身已知的，其设置用于提供在电气故障情况下紧急断开时最低必要的液压能。

本发明的该实施例的控制部件还包括计算和数据采集装置，在该实施例的情况下，其是可编程逻辑控制器(或者plc)。该控制器特别用于通过控制板22控制所述液压动力系统16和选择阀19组。该控制器设置成通过预先编程算法处理从测量部件接收到的信号，每个测量部件与装载臂结合。这里，控制器还容置在位于将要安装本模块1的船、港口或码头上的专门的电配间内。配电控制系统(或dcs)也容置于其内，并且与控制器功能性联接。

还可设有与控制板相关的遥控界面，用以使操作者能够从平台12低处操作装载臂。实际上，如图1中可以看到的，控制板22这里安装在高处。

在其它实施例中，可以将加压设备空间安装在平台12上，以便接收计算和数据采集装置。控制板也可安装在该空间中。

当然，这样形成的电气-液压系统的各种组成件通过电缆线、以及用于从液压动力系统16或备用储能器17给装载臂提供流体的管互相连接。图1中看不见这些连接部件，因为它们安装在板15之下。为了传输流体，每个装载臂的内、外传输件5和6与设在将要安装移动模块1的船、港口或码头上的产品管线联接。这样，在该实施例的情况下，每个臂还包括用以与上述其中一个联接的一个产品管线23，并且它们之间插置有阀(这里，这些产品管线23具有三个流体输入管线和一个蒸气返回管线)。

根据也本身已知的设置，其也可设置成连接氮气输入管线，以使管线能对臂3进行氮气吹扫。该氮气输入管线也可用于干燥所述臂3的铰接部。

还需要注意的是，在实际使用中，这种平台的尺寸约为长度22米和宽度7米。

这样，利用本发明的移动模块1，如下面将更详细看到的，一旦模块1现场安装就位而需要进行的仅有连接是产品管线、氮气输入管线、控制板的电源、液压动力系统以及备用储能器的连接。

另外，在安装现场的连接点数量比较有限，因为只需将底脚固定例如到船甲板上即可。

另外，一个简单的提升操作就足以将移动模块1安装到它的目标现场。

另外，可以在船建造期间预先安装好移动模块1，这样就可以无需等船建造结束就已完成部分组装。

所有这些都大大减少了现场安装传输系统2的时间。特别是，不仅减少了缆线布线所需的时间，而且还简化了缆线布线。本发明的一条龙式(turnkey)的传输系统2也显得特别紧凑。

另外，为了例如将模块1从制造地点带到需安装模块的船甲板，承载结构11设有能够提升承载结构的提升部件。实际上，在图1实施例的情况下，在平台12的四个角落中的每一个角落安装有立柱24，每个立柱设有用于钩挂到提升装置的钩挂部件。

实际上，开口25贯穿每个立柱24的顶部，以使起重机的索钩或缆绳通过。

根据图2所示的第二实施例，移动模块100使用用于装载和卸载流体产品例如高压天然气的两个铰接臂103作为流体传输系统。

这些臂为双配重型，如前面提到的专利申请fr2813872所述的。因此这里就不再更详细地对其描述。

简单地需要注意的是，它们是具有两脚规式管道(ductcompass)104的铰接臂，两脚规式管道的其中一端安装在基座105上，另一端设有连接系统106，用于使两脚规式管道与互补的联接部件连接。其还通过具有两个配重107、108的系统来平衡。

这些臂例如可以把气体从一个甲烷运输船传输到其它运输船或传输到安装在码头或码头附近的专用管网。

两个臂103安装在一个平台109上，液压动力系统110也安装在该平台上，备用储能器111以及安装在盒子113中的两组选择阀112也固定在平台上。

还要注意的是，在这些臂的基座105处与每个臂的两脚规式管道104连接的两个管114在一公共管道115相接合，该公共管道115包括阀并设有与产品管线进行连接的半连接件116。这里还设有已知的减压网117。

另外，平台109包括以矩形框架118为基础的下部、与框架118的两个纵向侧面接合的平行的桁架119、以及刚性固定在框架118上的板120。板120形成模块100的主要部分，因为它承载所述臂103以及液压和电气设备，而框架118形成用于支撑产品管线的管路(管114)和用于附加功能如减压网117的管线的辅助部分。

实际应用中，对于6米的宽度，平台109的最大长度为12米。

在该实施例的情况下，可编程逻辑控制器和控制板不是安装在平台109上，而是直接安装在接收平台的地点。

图3表示符合本发明另一实施例的一个模块200所需的连接点，所述模块非常示意地被示出，该模块承载形成流体传输系统的四个铰接的装载和卸载臂201，其就是前述专利申请fr2813872中所述的类型。如可以看到的，只需使产品管线202连接到每个臂以及向每个臂供应的氮气吹扫线路203，并使包括可编程逻辑控制器和控制板的加压空间204与安装在模块最终要安装的地点的安全区如船甲板中的能量供应源205和用户dcs206连接。

还将观察到，和前面的实施例一样，模块200承载动力单元、动力储能器和选择阀组，其在207示意地表示并通过加压空间204的能量供应源被供给能量。

如图4a和4b中可以看到的，可以设置浮式起重机300，用以使这样一个模块200移动并安装在甲烷运输船400上。为此，可以使用提升结构301，提升结构301包括临时固定在模块200上并与横向杆303连接的缆绳302。横向杆303钩挂在浮式起重机上，以便将移动模块200提升到船400的甲板上。如图4b中可以看到的，一旦完成安装，就移除该临时的提升结构301。

还需要指出的是，在电动臂、即包括电动执行机构的臂的情况下，例如安装在模块上的电能供能部件包括控制电动执行机构所需的电气设备，例如驱动器、过滤器和电感器。

在这种情况下，控制板与电气设备相联接。也可使控制板和电气设备一起安装在加压空间内。

在使流体传输零件(特别是上述内、外传输件5、6)运动的部件是气动执行机构的情况下，气动能供能部件包括气动动力系统以及用于驱动气动执行机构的部件，例如泵、压缩机和分配器。

根据情况，许多种其它变型都是可能的，并且关于连接方面，要指出的是，本发明不限于所示和所描述的例子。

特别是，可以用其它任何的上述种类的流体传输系统取代如上描述的三个实施例中使用的海上装载臂。

同样，承载结构可以通过与焊接或螺栓连接等效的其他任何方法固定在第二地点。

对于可编程逻辑控制器，其例如可以被计算和数据采集装置所取代。

另外，可以在模块上(设备空间之外或之内)设置可用的其它功能如：

-例如在flng(浮动液化天然气，fling表示floatingliquefiednaturalgas的首字母缩略词)设施和fsru(浮动储存再气化装置，fsru表示floatingstorageregazeificationunits的首字母缩略词)中使用的水幕，用以防止液化天然气喷溅并损坏船体侧部；

-可拆卸的管路部分(在flng和fsru中使用，用以转换蒸气臂(switchvaporarm))；

-流量计量装置(液化天然气输送的在线计量)；

-过程监测装置(在线压力和温度监测，并与dcs通讯)；

-电动阀(在卸载位置开放，在保持位置关闭)；

-船-船链路(在用以并排传输的fsru/flng与lng运输船之间使用)，如应急关断系统(esd)、公共广播和通用报警系统(paga)或者电话；

-位置监测系统(pms)，用以监测传输系统的位置以及必要时报警触发。