【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大型lng低温储罐气升顶，特别涉及一种用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置及方法。
技术介绍
1、近几年，由于天然气在能源领域需求，大型lng低温储罐建造需求增加。在大型lng低温储罐建造中，罐顶的升顶是技术难度高和风险要求低的建造工序。罐顶能否成功升顶对lng储罐建造工程起决定作用。在大型lng低温储罐建造中，罐顶的顶升普遍采用气升顶的方法。在lng罐顶气升顶过程中，罐顶配重的平衡是气升顶中的一个重要环节，在预升顶时会平衡配重，在顶升过程中发生倾斜时也会调节配重。配重的调节是为了使罐顶受力平衡，均衡拉绳装置中的拉绳负载，防止负载集中到某条拉绳中，导致拉绳断裂，发生意外事故。
2、目前大多数大型lng低温储罐气升顶采用的方法是：在罐顶中心周围等圆周安置钢筋套笼，然后根据观察和经验，往钢筋套笼中放入钢筋。又或者是直接按照要求，在罐顶上堆放沙袋。升顶成功之前这些配重无法收回，这些现有方法只能不断在不同位置增加重量，对于每次增加的重量受经验影响较大。若增加的配重过大，反而产生新平衡需求，且无论是顶升过程中的各种因数还是增加配重产生的失衡，只能通过重新增加配重去调节，该过程是不可逆的。现有方法也不能实现上位机数字化控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，克服现有大型lng低温储罐气升顶配重调节方法依靠经验性、不可逆和无法上位机数字化控制调节的缺点，从而提供一种用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置及方法。
2、为解决上述技术问
3、每个所述滑块导轨机构5包括：安装至罐顶4的导轨11、设置至导轨11的配重滑块12以及带动配重滑块12在导轨11上移动的运动组件；其中，n个滑块导轨机构5的n个导轨11沿罐顶4半径轴向等圆周角度安装至灌顶4的顶部，呈雨伞骨架状；
4、所述平衡监测机构，用于采集罐顶4的运动参数，经通信模块上传至控制模块；
5、所述通信模块，用于将罐顶4的运动参数发送至控制模块，还用于将控制模块发出的运动控制信息发送至滑块导轨机构5；
6、所述控制模块，用于基于运动参数判断罐顶4是否失衡，判断为是，控制模块基于运动参数分别计算n个配重滑块12的运动距离和运动方向，输出运动控制信息经通信模块发送至每个所述滑块导轨机构5，分别控制运动组件带动配重滑块12在滑轨11上移动，以改变配重滑块12的重力在空间的力矩矢量，从而使罐顶4恢复平衡。
7、作为上述装置的一种改进，所述运动组件包括：链条13和电机14；
8、所述控制模块驱动电机14通过链条13带动配重滑块12在导轨11上移动。
9、作为上述装置的一种改进，所述平衡监测机构包括：n个拉绳19、四个拉力计21和四个t型架18；所述n个拉绳19和n个滑块导轨机构5一一对应；四个拉力计21和四个t型架18一一对应；其中，所述n个拉绳19分别与罐顶4、罐壁3和牵引机构连接，用于拉动罐顶4上升；其中，四个t型架18分别固定至与x轴和y轴相交的罐顶4的顶部；导轨11与x轴和y轴位置重叠的四个滑块导轨机构5对应的四个拉绳19上分别设置拉力计21；其中，四个拉绳19的一端分别与牵引机构连接，另一端与罐顶4连接后经过t型架18与罐壁3的顶部固定连接；四个拉绳19在t型架18与罐壁3之间的延伸段分别安装有拉力计21，用于分别获取对应拉绳19所受拉力；所述通信模块，用于将拉力数据作为罐顶4的运动参数发送至控制模块；当控制模块接收到的任一拉力数据大于第一阈值时，则判断罐顶4失衡。
10、作为上述装置的一种改进，所述滑块导轨机构5包括：x轴滑块导轨机构和y轴滑块导轨机构，所述控制模块利用拉力数据计算x轴滑块导轨机构和y轴滑块导轨机构的配重滑块12在滑轨11上的移动距离；其中，
11、计算第n个x轴滑块导轨机构的配重滑块12在滑轨11上的移动距离的过程包括：
12、计算第n个x轴滑块导轨机构的配重滑块12在x方向上的位移axn：
13、
14、其中，px为四个拉力数据中拉力数据最大的拉力计21所安装的拉绳19与罐顶4连接处的x轴坐标；f为拉力数据最大的拉力计21所安装的拉绳19上所需减少拉力的值；n为滑块导轨机构5的总数量；g为配重滑块12的重量；
15、计算第n个x轴滑块导轨机构的配重滑块12在y方向上的位移bxn：
16、
17、其中，为第n个x轴滑块导轨机构的导轨11与x轴正方向的夹角；
18、计算第n个x轴滑块导轨机构的配重滑块12在滑轨11上的移动距离lxn：
19、
20、其中，θ是导轨11与x-y平面的夹角；
21、计算第n个y轴滑块导轨机构的配重滑块12在滑轨11上的移动距离的过程包括：
22、计算第n个y轴滑块导轨机构的配重滑块12在y方向上的位移byn：
23、
24、其中，py四个拉力数据中拉力数据最大的拉力计21所安装的拉绳19与罐顶4连接处的y轴坐标；
25、计算第n个y轴滑块导轨机构的配重滑块12在x方向上的位移ayn：
26、
27、其中，为第n个y轴滑块导轨机构的导轨11与x轴正方向的夹角；
28、计算第n个y轴滑块导轨机构的配重滑块12在滑轨11上的移动距离lxn：
29、
30、作为上述装置的一种改进，所述控制模块包括：位于控制室的上位机1和位于罐顶4的下位机6；其中，所述上位机1用于用于接收罐顶4的运动参数，用于基于运动参数判断罐顶4是否失衡，判断为是，分别计算n个配重滑块12的运动距离和运动方向，并通过通信模块将n个配重滑块12的运动距离和运动方向信息发送至下位机6；所述下位机6，基于n个配重滑块12的运动距离和运动方向信息，分别控制运动组件带动配重滑块12在滑轨11上移动。
31、作为上述装置的一种改进，所述运动组件包括：链轮10，用于安装链条13，以使链条13的弧度与导轨11的行程弧度相同。
32、作为上述装置的一种改进，所述运动组件包括：蜗轮蜗杆减速器16，分别与控制模块和电机14连接，所述蜗轮蜗杆减速器16具有自锁功能，用于固定配重滑块12在导轨11上的位置。
33、作为上述装置的一种改进，所述滑块导轨机构5包括：水平台25，所述水平台25设置至罐顶4中心附近，用于安装蜗轮蜗杆减速器16和电机14。
34、作为上述装置的一种改进，所述通信模块采用zigbee无线通信技术。
35、为实现本专利技术的另一目的，本专利技术还提供一种用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整方法，基于权利要求5-6之一所述的装置实现，包括：
36、步骤1：运动组件将所有配重滑块12移至导轨1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，包括：n个滑块导轨机构(5)、通信模块、平衡监测机构和控制模块；
2.根据权利要求1所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述运动组件包括：链条(13)和电机(14)；
3.根据权利要求1所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述平衡监测机构包括：n个拉绳(19)、四个拉力计(21)和四个T型架(18)；所述n个拉绳(19)和n个滑块导轨机构(5)一一对应；四个拉力计(21)和四个T型架(18)一一对应；其中，
4.根据权利要求3所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述滑块导轨机构(5)包括：x轴滑块导轨机构和y轴滑块导轨机构，所述控制模块利用拉力数据计算x轴滑块导轨机构和y轴滑块导轨机构的配重滑块(12)在滑轨(11)上的移动距离；其中，
5.根据权利要求2所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述控制模块包括：位于控制室的上位机(1)和位于罐顶(4)
6.根据权利要求2所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述运动组件包括：链轮(10)，用于安装链条(13)，以使链条(13)的弧度与导轨(11)的行程弧度相同。
7.根据权利要求2所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述运动组件包括：蜗轮蜗杆减速器(16)，分别与控制模块和电机(14)连接，所述蜗轮蜗杆减速器(16)具有自锁功能，用于固定配重滑块(12)在导轨(11)上的位置。
8.根据权利要求7所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述滑块导轨机构(5)包括：水平台(25)，所述水平台(25)设置至罐顶(4)中心附近，用于安装蜗轮蜗杆减速器(16)和电机(14)。
9.根据权利要求1所述的用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述通信模块采用Zigbee无线通信技术。
10.一种用于大型LNG低温储罐气升顶的罐顶重心调整方法，基于权利要求5-6之一所述的装置实现，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，包括：n个滑块导轨机构(5)、通信模块、平衡监测机构和控制模块；
2.根据权利要求1所述的用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述运动组件包括：链条(13)和电机(14)；
3.根据权利要求1所述的用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述平衡监测机构包括：n个拉绳(19)、四个拉力计(21)和四个t型架(18)；所述n个拉绳(19)和n个滑块导轨机构(5)一一对应；四个拉力计(21)和四个t型架(18)一一对应；其中，
4.根据权利要求3所述的用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述滑块导轨机构(5)包括：x轴滑块导轨机构和y轴滑块导轨机构，所述控制模块利用拉力数据计算x轴滑块导轨机构和y轴滑块导轨机构的配重滑块(12)在滑轨(11)上的移动距离；其中，
5.根据权利要求2所述的用于大型lng低温储罐气升顶的罐顶重心调整装置，其特征在于，所述控制模块包括：位于控制室的上位机(1)和位于罐顶(4)的下位机(6)；其中，所述上位机(1)用于用于接收罐顶(4)的运动参数，用于基于运动参数判断罐顶(4)是否失衡，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，何国强，岳芳，向苍义，周益航，宋跃，张鑫龙，周裴强，于泽华，
申请(专利权)人：北京浩京强华科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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