本發明專利技術公開了一種利用液化天然氣(LNG)進行低溫加工的方法，即利用液化天然氣汽化產生的低溫氣化天然氣在隔絕空氣的條件下對加工工件進行冷卻，并且吸熱后的氣態天然氣作為天然氣發動機的燃料，能夠直接提供低溫加工的動力，該專利充分利用液態天然氣汽化吸收能量提供超低溫加工環境，并且其氣態天然氣直接作為傳輸介質，避免冷卻介質的耗損，具有節能、環保的優點，同時液化天然氣裝備的加工制造環境和工作環境一致，有利于低溫加工溫度的穩定。實施該方法的裝置包括：液化天然氣儲罐、汽化器、緩沖儲罐、天然氣發動機、傳動裝置、真空泵、密封箱體、加工單元、保溫管路、截止閥、連接開關、壓力表、安全閥。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及特種加工領域，特指一種在超低溫加工的方法和裝置，適用于液化天然氣裝備在超低溫環境下的加工和制造，該專利內容還可以拓展到其他冷卻介質裝備的低溫加工領域。
技術介紹
低溫加工技術是利用物質在低溫(包括超低溫)狀態下的特殊性能來進行機械加工的一門切削加工工藝。試驗證明，低溫加工可以降低切削溫度，減少切削力，減少工件的塑性變形，減少刀具的磨損從而提高刀具的耐用度。因此常用于加工一些難加工材料，如不銹鋼、鈦合金、淬硬鋼、高錳鋼等。 傳統的低溫加工裝置，采用液氮或液態二氧化碳作為冷卻介質，雖然能夠達到冷卻效果，但是自身直接轉變為氣體，冷卻介質耗損具有一次性，不易于收集和再利用，且裝置復雜，耗費大量資源。另外，傳統的低溫加工裝置使用電能，成本較高。同時，傳統的低溫加工裝置工件暴露在空氣中，在低溫加工過程中容易受到外界溫度影響，不利于對加工溫度的控制。液化天然氣(LNG)是國際公認的清潔能源，以LNG替代燃油作為汽車燃料，具有明顯的節能減排效果，受到了各國普遍的關注。目前液化天然氣裝備仍然在超溫或者高溫條件下加工和制造，但是在這些條件下制造的液化天然氣裝備和工作環境不匹配，從而造成這些裝備的使用壽命過短和快速失效。因此有必要提供一種液化天然氣裝備超低溫加工的方法以及相應的加工裝置來提高液化天然氣裝備的性能和延長裝備的使用壽命。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種液化天然氣裝備超低溫加工的方法和裝置。技術路線為充分利用液態天然氣汽化吸收能量提供超低溫加工環境，并且其氣態天然氣直接作為傳輸介質，避免冷卻介質的耗損，具有節能、環保的優點；同時由于在該方法中，超低溫加工過程在隔絕空氣的超低溫氣態天然氣條件下進行，極大地降低了外界溫度的影響，有利于低溫加工溫度的穩定。本專利技術提供了液化天然氣裝備超低溫加工的裝置由，包括液化天然氣儲罐、汽化器、緩沖儲罐、天然氣發動機、真空泵、密封箱體、加工單元、保溫管路、截止閥、連接開關、壓力表和安全閥組成。所述的緩沖儲罐安裝在汽化器和天然氣發動機之間，所述的加工單元在密封箱體內，所述的傳動裝置一端和天然氣發動機連接，一端和加工單元連接，所述的真空泵一端與傳動裝置連接，一端和密封箱體連接，所述的壓力表和安全閥安裝在密封箱體上，所述的截止閥分別安裝在汽化器和緩沖儲罐之間，汽化器和加工單元之間，緩沖儲罐和密封箱體之間，真空泵與密封箱體之間。利用液化天然氣裝備超低溫加工的方法的具體步驟如下(1)打開密封箱體，將準備好的待加工件固定在加工單元的工作臺上，然后封閉密封箱體，關閉所有管路上的截止閥，斷開所有連接開關； (2)打開真空泵與密封箱體之間的截止閥以及緩沖儲罐與汽化器之間的截止閥，啟動天然氣發動機； (3)閉合傳動裝置與真空泵之間的連接開關，通過傳動裝置驅動真空泵，將密封箱體抽成真空，然后關閉真空泵與密封箱體之間的截止閥，斷開傳動裝置與真空泵之間的連接開關; (4)打開汽化器出口與加工單元之間的截止閥以及密封箱體與緩沖儲罐之間的截止閥，同時關閉緩沖儲罐與汽化器之間的截止閥，此時低溫氣態天然氣進入到加工單元； (5)閉合傳動裝置與加工單元之間的連接開關，傳動裝置驅動加工單元，對工件進行低溫加工；· (6)加工完成后，斷開傳動裝置與加工單元之間的連接開關，再按順序依次關閉天然氣發動機，加工單元與汽化器之間的截止閥，密封箱體與緩沖儲罐之間的截止閥。打開密封箱體，將密封箱體內殘留的少量氣態天然氣放空，然后取出工件，加工結束。本專利技術的創新原理在于利用液化天然氣作為超低溫環境的冷卻介質，同時作為傳輸介質，即液化天然氣裝備的加工制造環境和工作環境一致，從而最大限度提高液化天然氣裝備的使用壽命。本專利技術的優點如下 (I)本專利技術所需的動力和冷卻介質均源自于液化天然氣，整個低溫加工過程中僅需要液化天然氣這一種資源介質，有利于充分利用資源避免冷卻介質的耗損，；同時，使用液化天然氣替代電能為低溫加工提供動力，并且提供低溫環境后的氣化天然氣作為傳輸介質，不排放到空氣中，有利于節省電能，保護環境。(2)傳統的低溫加工方法沒有設置密封箱體結構，工件在低溫加工過程中容易受到外界溫度影響，不利于對加工溫度的控制；本低溫加工方法使工件在隔絕空氣的低溫氣態天然氣環境中加工，極大降低了外界溫度的影響，有利于加工溫度的穩定。(3)由于液化天然氣裝備在超低溫環境下加工制造，并且也在相同的超低溫環境下工作服役，加工制造和工作環境一致，能夠最大限度增加液化天然氣裝備使用壽命。附圖說明為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖I為液化天然氣裝備超低溫加工的裝置的示意圖。圖中1. LNG儲罐、2.汽化器、3.緩沖儲罐、4.天然氣發動機、5、傳動裝置、6.真空泵、7.密封箱體、8.加工單元、9.截止閥a、10.截止閥b、11.截止閥C、12.截止閥d、13.連接開關e、14.連接開關f、15.保溫管路、16.壓力表、17.安全閥。具體實施例方式下面結合附圖詳細描述一下本專利技術的具體內容。一種液化天然氣裝備超低溫加工的裝置，其結構如圖I所示。由液化天然氣儲罐I、汽化器2、緩沖儲罐3、天然氣發動機4、傳動裝置5、真空泵6、密封箱體7、加工單元8、保溫管路15、截止閥a9、截止閥blO、截止閥ell、截止閥dl2、連接開關el3、連接開關Π4、壓力表16和安全閥17組成。所述的緩沖儲罐3安裝在汽化器2和天然氣發動機4之間，所述的加工單元8在密封箱體7內，所述的傳動裝置5 —端和天然氣發動機4連接，一端和加工單元8連接，所述的真空泵6 —端與傳動裝置5連接，一端和密封箱體7連接，所述的壓力表16和安全閥17安裝在密封箱體7上，所述的截止閥a9安裝在汽化器2和緩沖儲罐3之間，截止閥blO安裝在汽化器2和加工單元8之間，截止閥cll安裝在緩沖儲罐3和密封箱體7之間，截止閥dl2安裝在真空泵6與密封箱體7之間，連接開關el3安裝在在傳功裝置5與真空泵6之間，用于控制傳動裝置5與真空泵6的閉合與斷開，連接開關f 14安裝在傳動裝置5與加工單元8之間，用于控制傳動裝置5與加工單元8的閉合和斷開。一種利用液化天然氣進行低溫加工的方法，具體步驟如圖I :1. LNG儲罐I中的液態的天然氣經過保溫管路15進入汽化器2，轉變為低溫氣態天然氣；2.打開保溫管路中的截止閥a9和截止閥dl2，關閉管路中的截止閥blO和截止閥cll，低溫氣態天然氣進入緩沖 儲罐3，所述的截止閥應為低溫截止閥；3.天然氣發動機4與傳動裝置5相連，閉合傳動裝置5與真空泵6之間的連接開關el3，斷開加工單元8與傳動裝置5之間的連接開關Π4，此時，低溫氣態天然氣從緩沖儲罐3進入天然氣發動機4,提供能源,天然氣發動機4帶動真空泵6運作；4.真空泵6將密封箱體7抽成真空；5.關閉保溫管路中的截止閥a9和截止閥dl2，斷開真空泵6與傳動裝置5之間的連接開關el3，打開保溫管路中的截止閥blO和截止閥Cl I，低溫的氣態天然氣從汽化器2進入密封箱體7，并直接作用于工件上，然后由密封箱體進入緩沖儲罐3 ；6.閉合傳動裝置5與加工單元8之間的連接開關Π4，緩沖儲罐3中的氣態天然氣進入天然氣發動機4帶動加工單本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種液化天然氣裝備超低溫加工的方法，其特征在于，包括：(1)?打開密封箱體，將準備好的待加工件固定在加工單元的工作臺上，然后封閉密封箱體，關閉所有管路上的截止閥，斷開所有連接開關；(2)?打開真空泵與密封箱體之間的截止閥以及緩沖儲罐與汽化器之間的截止閥，啟動天然氣發動機；(3)?閉合傳動裝置與真空泵之間的連接開關，通過傳動裝置驅動真空泵，將密封箱體抽成真空，然后關閉真空泵與密封箱體之間的截止閥，斷開傳動裝置與真空泵之間的連接開關；(4)?打開汽化器出口與加工單元之間的截止閥以及密封箱體與緩沖儲罐之間的截止閥，同時關閉緩沖儲罐與汽化器之間的截止閥，此時低溫氣態天然氣進入到加工單元；(5)?閉合傳動裝置與加工單元之間的連接開關，傳動裝置驅動加工單元，對工件進行低溫加工；(6)?加工完成后，斷開傳動裝置與加工單元之間的連接開關，再按順序依次關閉天然氣發動機，加工單元與汽化器之間的截止閥，密封箱體與緩沖儲罐之間的截止閥；打開密封箱體，將密封箱體內殘留的少量氣態天然氣放空，然后取出工件，加工結束。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：魯金忠，羅密，陳瓏彥，殷勁松，張磊，齊晗，王志龍，韓彬，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：
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