用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置及方法
技术领域
本发明涉及天然气流量测量技术领域，特别涉及一种用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置及方法。
背景技术
天然气流量原级标准装置采用质量-时间法来检测工艺管道内的天然气流量，其包括称量罐本体。在称量前向称量罐本体内充气时，需要将称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰无缝无应力对接。在称量时，需要将称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰之间断开。在实际操作过程中，由于称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰的加工偏差、地基不平、地层沉降、以及多次移动称量罐本体等，使称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰的位置错位，导致两者之间存在应力对接问题，不能容易地对接上去，并且存在安全隐患。
相关技术中采用螺栓将称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰之间进行硬连接，但是，仍然不能解决称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰之间存在应力对接的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置及方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置，所述移动对接装置可包括：第一支撑机构、传输机构、第二支撑机构、第一驱动机构、第二驱动机构；
所述第一支撑机构和所述第二支撑机构分别设置于所述传输机构的第一端和第二端，所述传输机构的第二端位于工艺管道法兰处；
所述第一支撑机构用于承载称量罐本体，所述第一驱动机构用于驱动所述第一支撑机构和所述称量罐本体在所述传输机构上传输至所述第二支撑机构的上方，所述第二支撑机构用于对所述第一支撑机构和所述称量罐本体进行支撑；
所述第二驱动机构用于驱动所述第二支撑机构上下移动及转动。
在一种可能的设计中，所述移动对接装置还包括：控制器、限位开关和多个触碰块；
所述限位开关设置于所述第一支撑机构上，一部分所述触碰块沿传输方向间隔设置于所述传输机构上，剩余部分所述触碰块设置在所述第二支撑机构上，在所述第一支撑机构和所述称量罐本体传输过程中，所述限位开关与所述触碰块相碰；
所述限位开关、所述第一驱动机构、所述第二驱动机构均与所述控制器电连接；
所述控制器被配置为：当所述限位开关与所述触碰块触碰时，所述控制器控制所述第一驱动机构驱动所述第一支撑机构和所述称量罐本体在所述传输机构上的传输速度；
所述第一支撑机构和所述称量罐本体在所述传输机构上的传输速度为0.2mm/s～10cm/s。
在一种可能的设计中，所述传输机构包括：相对设置的两条滑轨，所述第二支撑机构设置于两条所述滑轨之间；
所述第一支撑机构的底面设置有两条滑槽；
所述滑槽可滑动地套装在所述滑轨上。
在一种可能的设计中，所述传输机构包括：相对设置的两条传送带、套设于所述传送带内的张力滚轮；
所述第二支撑机构设置于两条所述传送带之间。
在一种可能的设计中，所述第二支撑机构包括：支撑平台和多个圆球；
所述支撑平台的顶面上设置有多个弧面凹槽，所述第一支撑机构的底面上设置有限位槽，所述圆球可滚动地同时位于所述弧面凹槽和所述限位槽内。
在一种可能的设计中，所述弧面凹槽的深度为所述圆球直径的1/3～2/3倍。
在一种可能的设计中，所述第二驱动机构包括：第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元；
所述第一驱动单元用于驱动所述第二支撑机构上下移动；
所述第二驱动单元用于驱动所述第二支撑机构沿第一方向转动，所述第一方向为：所述传输机构传输所述第一支撑机构的方向；
所述第三驱动单元用于驱动所述第二支撑机构沿第二方向转动，所述第二方向为：与所述第一方向垂直的方向。
在一种可能的设计中，所述第二驱动机构包括：用于顶拉所述第二支撑机构的多个第四驱动单元；
多个所述第四驱动单元均匀布设于所述第二支撑机构的下端。
在一种可能的设计中，所述移动对接装置还包括：第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第一支撑机构上下移动。
另一方面，本发明实施例提供了一种用于天然气流量原级标准装置的移动对接方法，所述移动对接方法包括：
在充气时，将称量罐本体固定于第一支撑机构上，通过第一驱动机构将所述第一支撑机构和所述称量罐本体在传输机构上传输至第二支撑机构上方；
通过所述第二驱动机构驱动所述第二支撑机构上升，以对所述第一支撑机构和所述称量罐本体进行支撑；
通过所述第二驱动机构驱动所述第二支撑机构上下移动及转动，使所述称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰对接。
在一种可能的设计中，所述移动对接方法还包括：
通过第一驱动机构驱动所述第一支撑机构上下移动，以将所述第一支撑机构放置于所述传输机构或所述第二支撑机构上，或者，使所述第一支撑机构脱离所述传输机构或所述第二支撑机构。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置，通过第一驱动机构驱动第一支撑机构和称量罐本体由传输机构的第一端传输至传输机构的第二端，并使第二驱动机构驱动第二支撑机构上升，以对第一支撑机构和称量罐本体进行支撑，然后通过第二驱动机构驱动第二支撑机构上下移动及转动，以使称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰精确地无缝和无应力对接。在充气完毕后，通过第二驱动机构驱动第二支撑机构下降，通过第一驱动机构使第一支撑机构和称量罐本体传输至传输机构的第一端，即天然气流量原级标准装置的称量端，以对称量罐本体内的天然气进行称量，进而确定天然气流量。该移动对接装置的结构简单，操作方法简单，利于实现称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰之间精确地无缝和无应力对接，进而提高天然气的测量精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的移动对接装置的俯视图；
图2是本发明实施例提供的第一支撑机构位于第二支撑机构上方时，移动对接装置的俯视图；
图3是本发明实施例提供的第二支撑机构的主视图；
图4是本发明实施例提供的第二支撑机构的俯视图。
其中，附图标记分别表示：
1-第一支撑机构，101-限位槽，
2-传输机构，201-滑轨，
3-第二支撑机构，301-支撑平台，3011-弧面凹槽，302-圆球，
4-第二驱动机构。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
在本发明实施例中，所涉及的“第一端”和“第二端”指的是相对的两端。
天然气流量原级标准装置的称量罐本体上设置有连接管道法兰，可与工艺管道法兰连接，以能够使工艺管道内的天然气填充至称量罐本体内。通过对称量罐本体内的天然气进行称量，并结合充气时间，可计算出天然气流量。
当连接管道法兰与工艺管道法兰不能无缝和无应力对接时，将影响天然气的充入称量罐本体内，进而不能精确地测量天然气的流量。为此，本发明实施例提供了一种用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置及方法。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一方面，本发明实施例提供了一种用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置，如附图1、附图2、及附图3所示，该移动对接装置包括：第一支撑机构1、传输机构2、第二支撑机构3、第一驱动机构(未示出)、第二驱动机构4。其中，第一支撑机构1和第二支撑机构3分别设置于传输机构2的第一端和第二端，传输机构2的第二端位于工艺管道法兰处。第一支撑机构1用于承载称量罐本体，第一驱动机构用于驱动第一支撑机构1和称量罐本体在传输机构2上传输至第二支撑机构3的上方，第二支撑机构3用于对第一支撑机构1和称量罐本体进行支撑。第二驱动机构4用于驱动第二支撑机构3上下移动及转动。
以下对本发明实施例提供的用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置的工作原理进行描述：
在充气时，将称量罐本体固定于第一支撑机构1上，通过第一驱动机构将第一支撑机构1和称量罐本体在传输机构2上传输至第二支撑机构3上方。通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上升，以对第一支撑机构1和称量罐本体进行支撑。通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上下移动及转动，以使称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰对接，进而便于向称量罐本体内充天然气。
通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上下移动及转动，使称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰分离。通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3下降，通过第一驱动机构驱动第一支撑机构2和称量罐本体在传输机构2上传输至传输机构2的第一端，以对称量罐本体内的天然气进行称量。
本发明实施例提供的用于天然气流量原级标准装置的移动对接装置，通过第一驱动机构驱动第一支撑机构1和称量罐本体由传输机构2的第一端传输至传输机构2的第二端，并使第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上升，以对第一支撑机构1和称量罐本体进行支撑，然后通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上下移动及转动，以使称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰精确地无缝和无应力对接。在充气完毕后，通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3下降，通过第一驱动机构使第一支撑机构1和称量罐本体传输至传输机构2的第一端，即天然气流量原级标准装置的称量端，以对称量罐本体内的天然气进行称量，进而确定天然气流量。该移动对接装置的结构简单，操作方法简单，利于实现称量罐本体的连接管道法兰与工艺管道法兰之间精确地无缝和无应力对接，进而提高天然气的测量精确度。
第一支撑机构1可以设置为多种结构，例如其可以设置为平台结构，以利于称量罐本体固定于其顶面。
作为一种示例，第一支撑机构1为可移动的小车。如此设置，以利于第一支撑机构1能够在第二驱动机构的驱动作用下，在传输机构2上移动。小车上可以设置驱动小车移动的电机。
考虑到能够容易地控制称量罐本体的移动速度和启停，本发明实施例提供的移动对接装置还包括：控制器、限位开关和多个触碰块。其中，限位开关设置于第一支撑机构1上，一部分触碰块沿传输方向间隔设置于传输机构2上，剩余部分触碰块设置在第二支撑机构3上，在第一支撑机构1和称量罐本体传输过程中，限位开关与触碰块相碰。限位开关、第一驱动机构、第二驱动机构4均与控制器电连接。控制器被配置为：当限位开关与触碰块触碰时，控制器控制第一驱动机构驱动第一支撑机构1和称量罐本体在传输机构2上的传输速度。第一支撑机构1和称量罐本体在传输机构2上的传输速度为0.2mm/s～10cm/s。
可以理解的是，限位开关设置于第一支撑机构1的侧壁上，触碰块设置传输机构2或者第二支撑机构3上，且在第一支撑机构1和称量罐本体经过时，能够使限位开关和触碰块相撞。
此外，当限位开关与设置于第二支撑机构3上的触碰块触碰时，控制器可以控制第一驱动机构停止工作，控制第二驱动机构4开始工作，以使称量罐本体在第二支撑机构3的带动下，上下移动及转动，以与工艺管道法兰精确地、平稳地、安全地无缝无应力对接。
本发明实施例提供的移动对接装置在传输过程中，限位开关、触碰块、控制器、第二驱动机构4、第一驱动机构之间的相互配合，不仅可以控制称量罐本体的传输速度，还可以控制第二驱动机构4和第一驱动机构的启停，以稳定地控制称量罐本体的位置。
此外，可以采用感应式限位开关和感应点来替换限位开关和触碰块。
传输机构2可以设置为多种形式，在基于结构简单，方便传输的前提下，给出以下两种示例：
作为第一种示例，如附图1所示，传输机构2包括：相对设置的两条滑轨201，第二支撑机构3设置于两条滑轨201之间；第一支撑机构1的底面设置有两条滑槽；滑槽可滑动地套装在滑轨201上。
通过使滑槽在滑轨201上滑动，可实现第一支撑机构1在传输机构2上的滑动。并且，当第一支撑机构1由传输机构2的第一端传输至第二端时，通过第二驱动机构4控制第二支撑机构3上升，可使第一支撑机构1和称量罐本体位于第二支撑机构3上，进而对第一支撑机构1和称量罐本体进行支撑。
考虑到第一支撑机构1能够容易地在滑轨201上滑动，滑轨201上可以沿第一支撑机构1的滑动方向间隔设置多个滑轮。
上述传输机构2的结构简单，能够容易地实现第一支撑机构1在传输机构2上的滑动。
进一步地，考虑到第一支撑机构1能够容易地在传输机构2上滑动，传输机构2由其第一端至第二端逐渐向下倾斜，以利于第一支撑机构1在自身重力作用下，在传输机构2上滑动。
作为第二种示例，传输机构2包括：相对设置的两条传送带、套设于传送带内的张力滚轮；第二支撑机构3设置于两条传送带之间。
可以理解的是，张力滚轮使得传送带张开，且驱动传送带传动。
通过使第一支撑机构1位于传送带上，配合第一驱动机构，传送带带动第一支撑机构1和称量罐本体进行传送，直至第二支撑机构3的上方。通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上升，以对第一支撑机构1和称量罐本体进行支撑。
上述提及，第二支撑机构3在第二驱动机构4的驱动作用下可实现上下移动和转动。第二支撑机构3可以设置为多种结构，在基于结构简单，并且考虑到第二支撑机构3能够微调位于其上的第一支撑机构1和称量罐本体的位置，给出以下示例：
如附图3及附图4所示，第二支撑机构3包括：支撑平台301和多个圆球302；支撑平台301的顶面上设置有多个弧面凹槽3011，第一支撑机构1的底面上设置有限位槽101，圆球302可滚动地同时位于弧面凹槽3011和限位槽101内。
当第二支撑机构3在第二驱动机构4的驱动作用下转动时，由于第一支撑机构1和称量罐本体的重力发生偏斜，使得圆球302的受力发生变化，进而圆球302在弧面凹槽3011内滚动至合适位置。又由于第一支撑机构1的底面上设置有限位槽101，限位槽101随着圆球302滚动而调整位置，进而实现对第一支撑机构1和称量罐本体的微调。
设置圆球302，可以使得第一支撑机构1和称量罐本体在第二支撑机构3的平面上进行0°～360°的转动，利于平稳地移动和对接。
举例来说，第二支撑机构3包括至少三个等径的圆球302，三个圆球302呈三角形排列布设于支撑平台301上。相应地，第一支撑机构1的底面上的限位槽101可以为能够容纳三个圆球302的三角形限位槽101，也可以为与弧面凹槽3011相同结构的限位槽101。
或者，支撑平台301呈方形结构，支撑平台301的顶面上四个角处分别设置有一个弧面凹槽3011。相应地，第一支撑机构1的底面上的限位槽101可以为能够容纳四个圆球302的四边形限位槽101，也可以为与弧面凹槽3011相同结构的限位槽101。当称量罐本体不平衡时，需要对其空间位置进行微调时，可通过调整圆球302在弧面凹槽3011里的位置来实现。
作为一种示例，圆球302可以为刚性球体。
通过第二驱动机构4和圆球302配合调整第一支撑机构1和称量罐本体的位置，可以使称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰精确地无缝和无应力对接。
作为一种示例，弧面凹槽3011的深度为圆球302直径的1/3～2/3倍。举例来说，弧面凹槽3011的深度为圆球302直径的1/3倍、1/2倍、2/3倍等。弧面凹槽3011的弧度可以为1°～10°，例如可以为1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°等。
如此设置，不仅可以使圆球302脱离弧面凹槽3011，还可以精确地调整第一支撑机构1和称量罐本体的位置。
上述提及，第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上下移动及转动。其中，第二驱动机构4可以设置为多种形式，在基于容易设置的前提下，给出以下两种示例：
作为第一种示例，第二驱动机构4包括：第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元。其中，第一驱动单元用于驱动第二支撑机构3上下移动。第二驱动单元用于驱动第二支撑机构3沿第一方向转动，第一方向为：传输机构2传输第一支撑机构1的方向。第三驱动单元用于驱动第二支撑机构3沿第二方向转动，第二方向为：与第一方向垂直的方向。
通过第一驱动单元可实现驱动第二支撑机构3上下移动，通过第二驱动单元和第三驱动单元的配合作用，可实现驱动第二支撑机构3沿前后方向和左右方向的转动。
作为第二种示例，第二驱动机构4包括：用于顶拉第二支撑机构3的多个第四驱动单元；多个第四驱动单元均匀布设于第二支撑机构3的下端。
多个第四驱动单元同时顶拉第二支撑机构3时，使第二支撑机构3实现升降。一部分第四驱动单元顶第二支撑机构3时，剩余部分第四驱动单元拉第二支撑机构3时，能够使第二支撑机构3实现转动。通过多个第四驱动单元的配合作用，使第二支撑机构3实现升降和转动。
在上述两种示例中，第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元均可以为电动推杆，以能够实现顶拉第二支撑机构3。第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元上还可以包括能够实现扭动顶拉第一支撑机构1的顶拉杆，以使第二支撑机构3能够在水平面中360°转动。
作为一种示例，第二支撑机构3呈矩形结构，其下端的四角处分别设置有一个电动推拉杆。通过使相对的两个电动推拉杆顶第二支撑机构3，剩余的两个电动推拉杆拉第二支撑机构3，可实现第二支撑机构3的转动。通过控制四个电动推拉杆同时顶第二支撑机构3，以使第二支撑机构3上升。通过控制四个电动推拉杆同时拉第二支撑机构3，以使第二支撑机构3下降。
作为一种示例，第二支撑机构3在竖直方向转动的角度为0°～7.5°，例如可以为0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7.5°等。
如此设置，能够避免位于第二支撑机构3上的第一支撑机构1和称量罐本体在倾斜时，由于自身重力作用而脱离第二支撑机构3。
其中，第一驱动机构可以为电动推拉杆，通过电动推拉杆顶拉第一支撑机构1，可实现第一支撑机构1的上下移动。
在本发明实施例中，第二驱动机构4和第一驱动机构还可以利用轴、齿轮机构、电机传力实现。
另一方面，本发明实施例提供了一种用于天然气流量原级标准装置的移动对接方法，该移动对接方法包括：
在充气时，将称量罐本体固定于第一支撑机构1上，通过第一驱动机构将第一支撑机构1和称量罐本体在传输机构2上传输至第二支撑机构3上方。
通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上升，以对第一支撑机构1和称量罐本体进行支撑。
通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上下移动及转动，使称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰对接，以向称量罐本体内充天然气。
上述对接方法简单，并且通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上下移动及转动，能够使称量罐本体上的连接管道法兰与工艺管道法兰精确地实现无缝和无应力对接。
作为一种示例，向称量罐本体内填充天然气后，通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3上下移动及转动，使连接管道法兰与工艺管道法兰分离。
通过第二驱动机构4驱动第二支撑机构3下降，使第一支撑机构1脱离第二支撑机构3，进而位于传输机构2上。
通过第一驱动机构驱动第一支撑机构1和称量罐本体传输至传输机构2的第一端，以对称量罐本体内的天然气进行称量，进而确定天然气流量。
作为一种示例，本发明实施例提供的移动对接方法还包括：
通过第一驱动机构驱动第一支撑机构1上下移动，以将第一支撑机构1放置于传输机构2或第二支撑机构3上，或者，使第一支撑机构1脱离传输机构2或第二支撑机构3。
如此，能够容易的控制第一支撑机构1和称量罐本体的位置，方便进行移动对接作业。
在本发明实施例中，通过控制器、限位开关、多个触碰块、第二驱动机构4、第一驱动机构之间的配合作用，使得第一支撑机构1和称量罐本体在传输机构2上的传输速度为0.2mm/s～10cm/s，以利于实现安全、平稳、准确地对接。
以上所述仅为本发明的说明性实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
