一种用于天然气储罐珍珠岩填充管的盲板球阀互换设备的制作方法

1.本实用新型属于低温储罐保温材料填充设备技术领域，尤其涉及一种用于天然气储罐珍珠岩填充管的盲板球阀互换设备。


背景技术：

2.随着城市环保要求的提高，天然气作为清洁能源被大量使用，液化天然气(lng)低温液体储罐由于其储存天然气的能力大，作为城市供气的主要压力容器设备不可或缺。低温液体储罐通常采用膨胀珍珠岩作为绝热层，在低温储罐运行一段时间后，绝热层填充的膨胀珍珠岩会自然下沉，内外罐壁间会出现绝热空腔，导致绝热失效，造成外罐外壁结霜、结冰等现象，且造成低温液体蒸发量增大、能耗增加等后果，需要及时对绝热材料进行补充。
3.补充绝热层材料(珍珠岩)采取的是将填充管管口盲板更换为球阀，通过球阀连接加气装置或加料装置，且更换过程中需保证不释放低温储罐绝热层内气体，更换完球阀后再通过球阀对绝热层的珍珠岩进行填充，现有的盲板与球阀互换装置结构复杂，操作起来较为麻烦，其与填充管管口之间连接较容易松动，同时现有的互换装置在使用是需要通过作业人员手工在装置内部进行操作，多次泄压过程费时费力且浪费资源，同时影响作业人员操作安全，如何将不释放罐内压力的条件下，避免作业人员在高压、低温的状态下完成盲板球阀的互换是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有的盲板球阀互换设备存在着上述的问题，提供了一种结构设计合理紧凑，箱体与填充管之间连接稳定，可在箱体外部完成盲板、球阀的互换操作，避免作业人员在高压、低温的状态下，提高了作业的安全性能的用于天然气储罐珍珠岩填充管的盲板球阀互换设备。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种用于天然气储罐珍珠岩填充管的盲板球阀互换设备，所述填充管包括管体及设置于管体开口端的管口法兰，所述互换设备包括具有底板及环绕底板边缘延伸的侧板的箱体，所述侧板上端设有用于盖合箱体的箱盖，所述箱体与箱盖之间形成密封的腔体；所述底板沿长度方向的一侧开设有与所述填充管密封套接的套接口，所述底板沿长度方向的另一侧可用于放置所述球阀；所述侧板上适配有用于夹持并水平牵引所述球阀移动的球阀牵引组件；所述箱盖上适配有用于牵引所述盲板移动的盲板牵引组件；所述箱盖上适配有用于压紧所述盲板或球阀的压紧组件。
7.优选的，所述箱体包括沿长度方向可拆卸连接的左箱体和右箱体，且连接处与所述套接口的直径相重合；所述套接口的圆周方向设有用于夹紧所述管口法兰的截面为u形的锁紧套。
8.优选的，所述球阀牵引组件包括一体连接于所述侧板上的中空的连接环及密封限
位于所述连接环内的万向球，所述连接环的数量为两个且水平设置；还包括贯穿于所述万向球且两端分别位于箱体内外的夹持杆，所述夹持杆可用于夹持球阀沿箱体长度方向移动。
9.优选的，所述夹持杆位于腔体内部的一端设有锥形的清理部，所述清理部可用于清理盲板或球阀与管口法兰之间设置的密封垫圈。
10.优选的，所述球阀的侧壁为弧面，所述夹持杆靠近球阀的一侧设有与球阀侧壁相适配的弧形的夹持面。
11.优选的，所述球阀的一相对两侧边设有相互平行的矫正条，所述夹持杆可通过夹持所述矫正条以调节所述球阀角度。
12.优选的，所述夹持杆靠近球阀的一侧壁开设有与所述矫正条相适配的限位槽。
13.优选的，所述盲板牵引组件包括贯穿于所述箱盖的拉升杆，所述拉升杆位于腔体内部的一端设有用于磁吸连接盲板的磁铁。
14.优选的，所述盲板牵引组件包括牵引杆及连接于牵引杆一端的夹爪机构，所述牵引杆可用于驱动所述夹爪机构夹紧盲板并带动盲板上下移动。
15.优选的，所述牵引杆包括贯穿于所述箱盖的中空的外杆及沿着所述外杆轴线方向贯穿的内杆；所述夹爪机构包括铰接于所述内杆位于腔体内部的一端的第一连杆，所述第一连杆远离内杆的一端呈预设角度固定连接有夹爪，所述第一连杆与所述夹爪的连接处铰接有第二连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端与所述外杆的外壁铰接。
16.优选的，所述压紧组件装置包括沿竖直方向穿设于所述箱盖上的压紧螺杆，所述压紧螺杆位于箱盖外侧的一端设有螺纹，所述箱盖的外侧固设有与所述压紧螺杆相配合的螺母，所述压紧螺杆位于腔体内部的一端可用于抵压所述盲板。
17.相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：该盲板球阀互换设备结构设计合理紧凑，与填充管之间装配稳定，对盲板和球阀更换过程全程在密封的腔体内进行，避免了储罐内气体外溢造成安全事故或能源浪费，同时避免了作业人员在高压或低温环境下进行操作，提高了作业安全以及工作效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1是本实用新型实施例中盲板球阀互换设备的结构图；
20.图2是本实用新型实施例中盲板球阀互换设备的分解图；
21.图3是本实用新型实施例中盲填充管于箱体装配的结构图；
22.图4是本实用新型另一实施例中盲填充管于箱体装配的结构图；
23.图5是本实用新型实施例中箱体的结构图；
24.图6是本实用新型实施例中球阀的结构图；
25.图7是本实用新型实施例中球阀牵引组件的结构图；
26.图8是本实用新型实施例中盲板牵引组件的结构图；
27.图9是本实用新型另一实施例中盲板牵引组件的结构图；
28.图10是本实用新型实施例中压紧组件的结构图；
29.图中：10为左箱体，101为环形槽，11为右箱体，12为箱盖，121为环形凸起，13为套接口，131为套接管，14为锁紧套，15为观察孔，151为操作孔，16为第一连接法兰，17为第二连接法兰，18为连接环，19为卡扣，20为管体，21为管口法兰，30为盲板，31为第一密封垫圈，40为球阀，41为第四连接法兰，42为第三连接法兰，43为矫正条，44为导轨，45为限位条，50为球阀牵引组件，51为移动部，52为万向球，53为握持部，54为夹持部，55为夹持面，56为清理部，60为盲板牵引组件，61为拉升杆，62为磁铁，63为第一拉升手柄，64为第一骨架油封，65为外杆，651为第二拉升手柄，652为第二骨架油封，66为内杆，661为第三拉升手柄，662为第二销孔，67为第三连杆，671为第二连杆，672为第一连杆，673为夹爪，70为压紧组件，71为压紧螺杆，72为压块，73为螺母，74为第三骨架油封，80为进气阀门，81为出气阀门，82为安全阀，83为压力表。
具体实施方式
30.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“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技术和简化描述，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技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.实施例：参考图1-10，本实用新型主要针对现有的盲板与球阀互换装置结构复杂，操作起来较为麻烦，容易浪费资源，同时影响作业人员作业安全等一些问题，提供了一种盲板球阀互换设备，该设备应用于天然气储罐珍珠岩填充管，由于天然气储罐内的保温材料(即珍珠岩)在长期使用过程中容易下沉，从而导致绝热失效，造成外罐外壁结霜、结冰等现象，且造成低温液体蒸发量增大、能耗增加等后果，从而需要及时对绝热材料进行补充；如
图2所示，填充管包括管体20及设置于管体20开口端的管口法兰21；在常规状态下，管口法兰21通过紧固螺栓与盲板40进行固定连接，盲板40与管口法兰21之间设有第一密封垫圈31，第一密封垫圈31用于提高管体20开口端的密封性能。
35.该盲板球阀互换装置包括具有底板及环绕底板边缘延伸的侧板的箱体，在本实施例中，箱体为方形体结构，当然，箱体还可以为圆柱体或多边形体。侧板上端设有用于盖合箱体的箱盖12，箱体与箱盖12之间形成密封的腔体；球阀30和盲板40可在腔体内完成更换。进一步的，箱体与箱盖12之间通过卡扣19相扣接，卡扣19的数量为多个，并环绕侧板设置，以便于对箱体与箱盖12进行拆装。在一具体的实施例中，为保证箱体与箱盖12之间的密封性能，侧板上端的一周设有环形槽101，箱盖12的底面设有与环形槽101相适配的环形凸起121，当箱盖12盖合于箱体的上端时，环形凸起121与环形槽101之间相适配，环形槽101内设有第二密封垫圈，从而提高箱盖12与箱体之间的密封性能。
36.具体的，底板沿长度方向的一侧开设有与填充管密封套接的套接口13，通过套接口13与填充管进行连接，以便于进行盲板40和球阀30进行更换，底板沿长度方向的另一侧可用于放置待安装的球阀30；侧板上适配有用于夹持并水平牵引球阀30移动的球阀牵引组件50，通过球阀牵引组件50将球阀30移动至固定位置。箱盖12上适配有用于牵引盲板移动的盲板牵引组件60，通过盲板牵引组件60将盲板进行移动，以便于对球阀进行安装。进一步的，箱盖12上适配有用于压紧所述盲板或球阀的压紧组件70。
37.具体的，箱体的侧板和/或箱盖12上设有用于观察腔体内部的观察孔15，观察孔15通过透明板进行密封处理；箱体的侧板上还设有操作孔151，操作孔151设有用于密封的密封门，通过开启密封门对箱体内部进行人工操作。
38.在本实施例中，首先将箱体沿着套接口13密封套接于填充管上，并采用压紧组件70对盲板进行压紧密封，再沿着操作孔151通过人工作业的方式对盲板的螺栓进行拆卸，再增加腔体内气压，使腔体内气压大于天然气储罐内气压，避免天然气储罐内气体泄露，通过盲板牵引组件60将盲板进行向上移动，再通过球阀牵引组件50对球阀进行牵引移动至管口法兰21的上端，通过盲板牵引组件60将盲板向下移动至球阀的上端，采用压紧组件70压紧盲板使其压紧球阀，从而保证球阀与填充管之间的密封性能。
39.具体的，箱体包括沿长度方向可拆卸连接的左箱体10和右箱体11，且连接处与套接口13的直径相重合，左箱体10靠近套接口13的一侧设有第一连接法兰16，右箱体11靠近套接口13的一侧设有第二连接法兰17，通过第一连接法兰16和第二连接法兰17将左箱体10和右箱体11进行连接紧固，以提高箱体的稳定性能及密封性能；套接口13的圆周方向设有用于夹紧管口法兰21的截面为u形的锁紧套14，锁紧套14形成有用于限位管口法兰边缘的圆形槽，通过将锁紧套14与管口法兰21的边缘密封装配，以保证腔体内密封性能。
40.在一具体的实施例中，如图2所示，套接口13的边缘沿轴向延伸有套接管131，套接口13套接于管口法兰21的边缘，套接管131套接于管体20的外壁，在本实施例中，锁紧套14设置于底板的内壁并与套接口13同轴心设置，该方式适用于单向螺栓对盲板40或球阀30与管口法兰21之间进行拧紧操作，同时该方式采用了套接管131套接于管体20的外壁，提高了箱体与填充管之间的密封性能。
41.在另一具体的实施例中，如图3所示，本实施例中锁紧套14环绕套接口13的内壁并与套接口13同轴心设置，通过对左箱体10和右箱体11套接的同时，利用圆形槽对管口法兰
21的边缘进行套接，该方式适用于双向拧紧螺栓对盲板40或球阀30与管口法兰21之间进行拧紧操作，双向拧紧螺栓包括中心设有通孔的橡胶塞及位于通孔内的拧紧螺栓或双休铆钉。具体操作如下：当需要对盲板40进行拆卸时，首先通过压紧组件70对盲板进行压紧，同时采用人工操作方式拆卸盲板与管口法兰21之间的螺栓，为防止将盲板更换球阀30的过程中，腔体内气压沿着管口法兰21的螺栓孔之间泄露，在本实施例中，拆卸盲板40与管口法兰21之间的螺栓时，同时采用双向拧紧螺栓对管口法兰21的螺栓孔进行堵塞，再进行球阀的更换操作，以防止腔体内气压泄露。
42.参考图1、图2、图8所示，在本实施例中，盲板牵引组件60包括贯穿于箱盖12的拉升杆61，拉升杆61位于腔体内部的一端设有用于磁吸连接盲板的磁铁62，在本实施例中，为提高腔体的密封度，拉升杆61与箱盖12内壁之间设有第一骨架油封64，防止箱体内气压沿着拉升杆61与箱盖12之间的缝隙泄露。进一步的，拉升杆61与盲板同轴线设置，即拉升杆61位于套接口13的正上方，拉升杆61位于腔体外的一端部设有第一拉升手柄63，拉升杆61位于腔体内的一端部设有磁铁62通过磁铁62对盲板进行吸合，通过拉动第一拉升手柄63以对盲板向上提升操作。本实施例中盲板拆卸步骤为：首先通过压紧组件70对盲板进行压紧，再开启密封门人工操作拆卸盲板与管口法兰21之间的螺栓，拆卸后关闭密封门，通过控制拉升杆61控制盲板上升或下降。
43.在另一具体的实施例中，如图9所示，盲板牵引组件60包括牵引杆及连接于牵引杆一端的夹爪673机构，牵引杆可用于驱动夹爪673机构夹紧盲板并带动盲板上下移动，在本实施例中，牵引杆位于套接口13的正上方并与盲板同轴线设置。牵引杆包括贯穿于箱盖12的中空的外杆65，外杆65与箱盖12之间通过第二骨架油封652进行密封处理；外杆65的沿轴向设有通孔，通孔内贯穿有内杆66，内杆66的两端均延伸出外杆65，内杆66与外杆65之间通过密封圈进行密封操作；夹爪673机构包括铰接于内杆66位于腔体内部的一端的第一连杆672，第一连杆672远离内杆66的一端呈预设角度固定连接有夹爪673；第一连杆、第二连杆、夹爪的数量了均为三个或三个以上，以便于对盲板进行抓取，在本实施例中，预设角度优选为60
°
～90
°
，第一连杆672与夹爪673的连接处铰接有第二连杆671，第二连杆671远离第一连杆672的一端与外杆65的外壁铰接，进一步的，外杆65的外壁沿水平方向固定有第三连杆67，第二连杆671的端部与第三连杆67的端部铰接，当驱动内杆66相对外杆65向下移动时，可驱动夹爪673张开以便于对盲板进行夹取，当驱动内杆66相对外杆65向上移动时，可驱动夹爪673闭合从而对盲板进行夹取，再相对固定内杆66和外杆65，同时向上拉升外杆65从而对盲板进行提升操作。进一步的，外杆65上开设有第一销孔，通过在第一销孔内安装第一插销可将外杆65抵接于箱体的外壁；内杆66上开设有第二销孔662，通过在第二销孔662内安装第二插销可将内杆66与外杆65相固定。
44.在使用时，首先通过压紧组件70对盲板进行压紧，再开启密封门人工操作拆卸盲板与管口法兰21之间的螺栓，拆卸后关闭密封门，通过在第一销孔内安装第一插销可将外杆65抵接于箱体的外壁，控制内杆66相对外杆65上下移动以控制夹爪673机构对盲板进行抓取，通过在第二销孔662内安装第二插销可将内杆66与外杆65相固定，最后提升外杆65从而提升盲板。进一步的实施例中，外杆65的端部设有第二拉升手柄651，内杆66的端部设有第三拉升手柄661，以便于对内杆66、外杆65进行拉升操作。
45.参考图2、图5、图6、图7所示，底板沿长度方向的一侧开设有与填充管密封套接的
套接口13，底板沿长度方向的另一侧可用于放置待安装的球阀；底板上沿长度方向设有用于放置球阀的导轨44，导轨44的高度与锁紧套14高度相等，以便于对球阀进行拆装移动；为避免在移动球阀的过程中，球阀向两侧偏移，导轨44的两侧设有用于抵挡球阀两侧的限位条45，通过限位条45保证球阀直线移动，避免球阀安装时与管口法兰21错位。
46.在本实施例中，球阀牵引组件50包括一体连接于侧板上的中空的连接环18及密封限位于连接环18内的万向球52，连接环18的数量为两个且水平设置；具体的，连接环18的内部形成有用于放置万向球52的球状空腔，连接球与侧板之间通过油封处理，以保证腔体内的密封性。
47.具体的，还包括贯穿于万向球52且两端分别位于箱体内外的夹持杆，夹持杆可用于夹持球阀沿箱体长度方向移动。具体的，万向球52上开设有贯穿的通孔，夹持杆穿过通孔并可相对万向球52沿着轴向移动，夹持杆与万向球52之间进行油封处理，同时在万向球52的作用下，加持杆可以万向球52为支点转动。进一步的，如图7所示，夹持杆包括依次设置的握持部53、移动部54、夹持部54，作业人员通过手持握持部53可控制夹持部54移动或转动。在本实施例中，连接环18的数量为两个，夹持杆的数量也为两个，且位于同一水平面上及位于球阀的两侧，通过两根夹持杆夹持并控制球阀沿着导轨44直线移动。
48.进一步的，球阀的形状如图6所述，球阀上下两端分别为第三连接法兰42和第四连接法兰41，第三连接法兰42用于连接外界的输料设备，第四连接法兰41用于和管口法兰21进行连接。球阀的侧壁为弧面，夹持杆靠近球阀的一侧设有与球阀侧壁相适配的弧形的夹持面55，即在本实施例中，夹持面55设置于夹持部54靠近球阀的一侧，通过设置夹持面55保证两根夹持杆对球阀进行稳定夹持。
49.具体的，夹持杆位于腔体内部的一端设有锥形的清理部56，即夹持部54的一端延伸出清理部56，清理部56为锥形的铲子，由于盲板与管口法兰21之间长期紧压，导致第一密封线圈粘附在管口法兰21上或盲板上，通过夹持杆一端的清理部56对粘附在管口法兰21上或盲板上的第一密封线圈进行铲除清理，避免安装球阀时降低了密封性。
50.在另一具体的实施例中，如图6所示，球阀的一相对两侧边设有相互平行的矫正条43，两根夹持杆的夹持部54相互平行设置，球阀在搬运过程中容易造成轻微偏移，此时矫正条43为呈一定角度倾斜状态，导致球阀搬运至管口法兰21后第四连接法兰41上的螺栓孔与管口法兰21上的螺栓孔错开，从而影响球阀的装配；该实施例中通过夹持杆夹持矫正条43使其摆正角度，同时摆正球阀角度，使第四连接法兰41与管口法兰21对准。进一步的实施例中，夹持杆靠近球阀的一侧壁开设有与矫正条43相适配的限位槽，避免在夹持过程中球阀在重力的作用下下滑或偏移。球阀更换步骤为：通过拉升杆61提升盲板后，采用夹持杆夹持球阀移动至管口法兰21的上方，使第四法兰对准管口法兰21，再通过拉升杆61降低盲板并放置在第三连接法兰42上，通过压紧组件70压紧盲板同时压紧球阀，最后释放压力后开启密封门，通过手动操作拧紧第四法兰和管口法兰21之间螺栓，完成盲板和球阀的更换。
51.具体的，参考图10所示，压紧组件70装置包括沿竖直方向穿设于箱盖12上的压紧螺杆71，压紧螺杆71位于箱盖12外侧的一端设有螺纹，箱盖12的外侧固设有与压紧螺杆71相配合的螺母73，压紧螺杆71位于腔体内部的一端可用于抵压盲板。在本实施例中，压紧螺杆71位于箱盖12外部的部分设有螺纹，螺纹与螺母73相适配，压紧螺杆71与箱盖12的内壁之间设有第三骨架油封74，压紧螺杆71位于腔体内部的一端端部连接有压块62，通过转动
压紧螺杆71使压块62向下移动，从而对盲板进行压紧。压紧螺杆71数量为两个或两个以上，在本实施例中，压紧螺杆71数量为四个且环绕拉升杆61圆周方向等距设置，通过设置多个压紧螺杆71，使盲板受力均匀，提高紧压效果。
52.具体的，箱盖12上设置有用于进气的进气阀门80、用于出气的出气阀门81、安全阀82以及用于显示腔体内压力的压力表83，当然进气阀门80、出气阀门81、安全阀82、压力表83也可设置于箱体上，在此不作限制。在对盲板和球阀更换的过程中，首先需要气体置换，具体的：打开进气阀门80，并保持常开状态，对腔体内充入惰性气体，例如氮气，以便于对腔体内进行气体置换，将空气置换为氮气；进行氮气置换要求达到含氧量为1％以下，腔体内的压力始终保持天然气储罐内的压力，防止天然气储罐内的气体挥发出来，具体的，天然气储罐内的压力为15-20kpa，本装置中腔体内的压力大于20kpa。进一步的，出气阀门81也可以对氮气进行排出，可对腔体内进行减压，但是腔体内的气压仍会高于天然气储罐内的气压，该方式可避免在填充的过程中，腔体内气压过高过气体过多进入天然气储罐，导致储罐内气体形成流速使珍珠岩漂浮造成bog压缩机堵塞。
53.该盲板球阀互换设备结构设计合理紧凑，与填充管之间装配稳定，对盲板和球阀更换过程全程在密封的腔体内进行，避免了储罐内气体外溢造成安全事故或能源浪费，同时避免了作业人员在高压或低温环境下进行操作，提高了作业安全以及工作效率。
54.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。