專利名稱：一種壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及加氣裝置，特別是涉及到一區(qū)防爆要求的電氣系統(tǒng)，更確切地是涉及到一種壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外大部分壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)采用正壓防爆方式，其正壓防爆控制 系統(tǒng)安裝于加氣機(jī)電控箱體之外，由于加氣機(jī)屬于機(jī)電一體化高度集成的產(chǎn)品，正壓防爆 控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的分離的模式安全性能不高。如圖4所示為傳統(tǒng)的加氫機(jī)，該系 統(tǒng)包括有加氣機(jī)電控箱體、管路系統(tǒng)控制箱和正壓防爆系統(tǒng)控制箱，所述的管路系統(tǒng)控制 箱位于加氣機(jī)電控箱體底部，所述的正壓防爆系統(tǒng)控制箱位于管路系統(tǒng)控制箱內(nèi)部，所述 的正壓防爆系統(tǒng)控制箱通過控制電纜連接至加氣機(jī)電控箱體。其采用正壓防爆系統(tǒng)，而正 壓防爆控制系統(tǒng)位于加氫機(jī)下部工藝氣體管路箱體空間內(nèi)部的隔爆箱內(nèi)部，其安全性、可 維護(hù)性、布局簡潔性均較差；另外，其可燃?xì)怏w探頭位于加氫機(jī)電控柜內(nèi)部，僅能探測到進(jìn) 入加氣機(jī)內(nèi)部的氫氣，對于工藝氣體管路箱體內(nèi)部泄露不能及時(shí)探測。此外，采用較多的防爆方式為本安電路防爆集成解決方案，此種解決方案不需要 吹掃氣源，但是電路設(shè)計(jì)研發(fā)成本高、開發(fā)周期長、電氣控制系統(tǒng)可擴(kuò)展性差，不利于電氣 系統(tǒng)的改進(jìn)和滿足不同用戶定制電控系統(tǒng)的需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種新型結(jié)構(gòu)形式的 壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型用以提高可燃?xì)怏w泄露探測方面 的安全性及可靠性，以更加合理的結(jié)構(gòu)布局來為維護(hù)和安全提供保障。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下一種壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括有加 氣機(jī)電控箱體和管路系統(tǒng)控制箱，所述的管路系統(tǒng)控制箱位于加氣機(jī)電控箱體底部，所述 的加氣機(jī)電控箱體位于管路系統(tǒng)控制箱的上部；所述的加氣機(jī)電控箱體的柜門上安裝有觸摸式操作屏、急停按鈕和鑰匙開關(guān)，力口 氣機(jī)電控箱體內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)支架上固定有第一質(zhì)量流量計(jì)變送器和第二質(zhì)量流量計(jì)，在加氣 機(jī)電控箱體內(nèi)底部正壓吹掃進(jìn)氣孔位置固定有電氣箱進(jìn)口數(shù)字閥，在加氣機(jī)電控箱體外底 部正壓吹掃進(jìn)氣孔位置固定有電氣箱進(jìn)氣閥，該電氣箱進(jìn)氣閥與所述的電氣箱進(jìn)口數(shù)字閥 連通，在加氣機(jī)電控箱體頂部正壓吹掃排氣孔位置固定有正壓系統(tǒng)出口壓力閥，在加氣機(jī) 電控箱體內(nèi)部中間支架的導(dǎo)軌上固定有一區(qū)防爆正壓控制器和加氣機(jī)控制器電氣部件；在所述加氣機(jī)電控箱體的底部外側(cè)固定有防爆可燃?xì)怏w探測器探頭，其通過螺紋 連接與可燃?xì)怏w本體連接成一體，所述的可燃?xì)怏w本體位于加氣機(jī)電控箱體內(nèi)部。在本實(shí)用新型中，所述一區(qū)防爆正壓控制器的一側(cè)連接有直流電源，另一側(cè)連接 有時(shí)間繼電器和中間繼電器。[0010]基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)較現(xiàn)有技術(shù)具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)提高了可燃?xì)怏w泄露探 測方面的安全及可靠性；克服了防爆正壓系統(tǒng)和加氣機(jī)電控系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)分離而給加氣機(jī) 設(shè)計(jì)及布局帶來的安全性、可維護(hù)性等問題。本實(shí)用新型防爆解決方案嚴(yán)格遵守國家《爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備正壓型電氣設(shè)備 “P”》標(biāo)準(zhǔn)，采用的正壓防爆控制器及相關(guān)的正壓系統(tǒng)傳感器具有一區(qū)防爆認(rèn)證，箱體采用 具有增安防爆認(rèn)證，這些防爆設(shè)備確保正壓系統(tǒng)的整體防爆方案。本實(shí)用新型的加氣機(jī)防爆電氣集成系統(tǒng)，除了安全及可維護(hù)性方面的優(yōu)點(diǎn)之外， 對于加氫機(jī)的整體設(shè)計(jì)、管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)布局和空間分配也帶來很大益處；另外，所采用先 進(jìn)的正壓一區(qū)防爆控制器使得正壓吹掃過程更加節(jié)能、系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、故障處理更加可靠。

圖1是含有本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)中加氣機(jī)電控箱體 整體外觀示意圖。圖3是本實(shí)用新型壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)中加氣機(jī)電控箱體 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是現(xiàn)有技術(shù)中壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面我們結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來對本實(shí)用新型的天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆 電氣控制系統(tǒng)做進(jìn)一步的詳細(xì)闡述，以求更為清楚詳細(xì)地表達(dá)本實(shí)用新型，但不能以此來 限制本實(shí)用新型天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)范圍。首先請看圖1，圖1是含有本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)的結(jié)構(gòu) 示意圖。由圖可知，本實(shí)用新型的壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括 有加氣機(jī)電控箱體a和管路系統(tǒng)控制箱b。所述的管路系統(tǒng)控制箱b位于加氣機(jī)電控箱體 a底部。本實(shí)用新型將正壓系統(tǒng)和防爆系統(tǒng)的控制集成設(shè)計(jì)成正壓防爆系統(tǒng)控制箱，將其 放置在加氣機(jī)電控箱體a內(nèi)，除了安全及可維護(hù)性方面的優(yōu)點(diǎn)之外，對于加氫機(jī)的整體設(shè) 計(jì)、管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)布局和空間分配也帶來很大益處。如圖2及圖3所示，加氣機(jī)電控箱體a內(nèi)氣機(jī)電控箱體a的柜門上安裝有觸摸式 操作屏3、急停按鈕2、正壓系統(tǒng)監(jiān)視窗4和鑰匙開關(guān)1。加氣機(jī)電控箱體a內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)支架 上固定有第一質(zhì)量流量計(jì)變送器7和第二質(zhì)量流量計(jì)8 ；在加氣機(jī)電控箱體a內(nèi)底部正壓 吹掃進(jìn)氣孔位置固定有電氣箱進(jìn)口數(shù)字閥14，在加氣機(jī)電控箱體a外底部正壓吹掃進(jìn)氣孔 位置固定有電氣箱進(jìn)氣閥6，該電氣箱進(jìn)氣閥6與所述的電氣箱進(jìn)口數(shù)字閥14連通；在加 氣機(jī)電控箱體a頂部正壓吹掃排氣孔位置固定有正壓系統(tǒng)出口壓力閥5。在加氣機(jī)電控箱體a內(nèi)部中間支架的導(dǎo)軌上固定有一區(qū)防爆正壓控制器11和加氣機(jī)控制器電氣部件13 ；所述一區(qū)防爆正壓控制器11的一側(cè)連接有直流電源12，另一側(cè)連 接有時(shí)間繼電器9和中間繼電器10。在所述加氣機(jī)電控箱體a的底部外側(cè)固定有防爆可燃?xì)怏w探測器探頭19，其通過 螺紋連接與可燃?xì)怏w本體21連接成一體，所述的可燃?xì)怏w本體21位于加氣機(jī)電控箱體a 內(nèi)部。本實(shí)用新型壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行主要分為兩個(gè)過 程第一個(gè)過程為預(yù)吹掃階段，此過程一方面將可能進(jìn)入正壓箱體的氫氣吹掃至箱體外部， 另一方面確保箱體內(nèi)部的壓力達(dá)到保壓設(shè)定值；第二個(gè)過程為保壓補(bǔ)氣階段，其中加氣機(jī) 控制系統(tǒng)的時(shí)序動(dòng)作順序和急停保護(hù)功能主要在這個(gè)過程完成。預(yù)吹掃階段首先，確保電氣箱進(jìn)氣閥6出壓縮空氣壓力在額定壓力范圍之內(nèi)；其 次，保證電氣箱體柜門關(guān)閉；隨后，確保滿足前兩個(gè)條件后，通過箱體底部開孔20最右邊金 屬鎧裝格蘭進(jìn)入的220伏交流電開始供電；預(yù)吹掃開始，吹掃時(shí)間根據(jù)箱體大小以及當(dāng)時(shí) 環(huán)境條件通過防爆正壓控制器設(shè)定；預(yù)吹掃滿足壓力條件和排氣出口流速滿足條件后，設(shè) 定的時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)至零，電氣箱的進(jìn)口數(shù)字閥14動(dòng)作，預(yù)吹掃階段結(jié)束，進(jìn)入之 后的保壓補(bǔ)氣階段；注意在過程中出現(xiàn)箱門開啟等意外情況，預(yù)吹掃過程自動(dòng)結(jié)束。保壓補(bǔ)氣階段預(yù)吹掃階段順利完成后(預(yù)加氣以外中斷除外)進(jìn)入保壓補(bǔ)氣階 段，一區(qū)防爆正壓控制器11的電源輸出端開始向加氫機(jī)控制系統(tǒng)供電(預(yù)吹掃階段此電源 輸出端無輸出)；箱體內(nèi)部的氣體壓力卸載至設(shè)定壓力(微正壓)，一區(qū)防爆正壓控制器11 重復(fù)進(jìn)行預(yù)吹掃過程(此過程中，正壓控制器的電源輸出端持續(xù)供電)。加氫機(jī)控制系統(tǒng)在進(jìn)入保壓階段后開始動(dòng)作，此過程箱體內(nèi)部維持正壓狀態(tài)，保 證箱體外部的可燃?xì)怏w不會(huì)進(jìn)入箱體內(nèi)部，保壓階段的動(dòng)作時(shí)序?yàn)榉辣扇細(xì)怏w探測器 上電，自檢大約半分鐘后進(jìn)入正常監(jiān)測可燃?xì)怏w濃度狀態(tài)，當(dāng)防爆可燃?xì)怏w探測器探頭19 處可燃?xì)怏w濃度達(dá)到設(shè)定值，常閉觸點(diǎn)斷開，切斷兩套加氫機(jī)控制器、觸摸式操作屏、傳感 器及電磁閥等電源供應(yīng)，加氣自動(dòng)結(jié)束，同時(shí)繼電器常閉觸點(diǎn)斷開，發(fā)出信號給加氣站的監(jiān) 控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)完成整個(gè)加氣站電源切斷，此時(shí)正壓系統(tǒng)仍正常工作，確保泄 露的可燃?xì)獠贿M(jìn)入箱體內(nèi)部，除非按下急停按鈕或者切斷正壓控制器電源。打開鑰匙開關(guān)后，時(shí)間繼電器9開始動(dòng)作，時(shí)間繼電器設(shè)定的值大于可燃?xì)怏w自 檢時(shí)間，延時(shí)到達(dá)設(shè)定時(shí)間后，時(shí)間繼電器9延時(shí)接通開關(guān)閉合，加氫機(jī)的控制器、操作屏、 傳感器、繼電器及電磁閥上電，等待觸摸式操作屏操作系統(tǒng)啟動(dòng)完成之后進(jìn)行正常的加氣 過程。加氣過程中按下任何一個(gè)急停按鈕，則切斷正壓控制器電源輸出端至穩(wěn)壓電源之間 的電路，電氣箱中所有非防爆電氣掉電，完成正壓防爆系統(tǒng)的急停保護(hù)功能。完成第一次預(yù)吹掃之后，進(jìn)入正常的加氣過程，控制系統(tǒng)PLC實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場傳感 器及變送器的模擬信號，通過操作觸摸屏，開始進(jìn)行燃料加注，PLC程序?qū)Σ杉降脡毫?、?度計(jì)流量實(shí)時(shí)信號進(jìn)行處理計(jì)算，完成對電磁閥門的控制，并最終完成燃料的加注過程。本實(shí)用新型的加氣機(jī)防爆電氣集成系統(tǒng)，除了安全及可維護(hù)性方面的優(yōu)點(diǎn)之外， 對于加氫機(jī)的整體設(shè)計(jì)、管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)布局和空間分配也帶來很大益處；另外，所采用先 進(jìn)的正壓一區(qū)防爆控制器使得正壓吹掃過程更加節(jié)能、系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、故障處理更加 可靠。
權(quán)利要求一種壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括有加氣機(jī)電控箱體(a)和管路系統(tǒng)控制箱(b)，所述的加氣機(jī)電控箱體(a)位于管路系統(tǒng)控制箱(b)的頂部；在所述的加氣機(jī)電控箱體(a)的柜門上安裝有觸摸式操作屏(3)、急停按鈕(2)和鑰匙開關(guān)(1)，加氣機(jī)電控箱體(a)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)支架上固定有第一質(zhì)量流量計(jì)變送器(7)和第二質(zhì)量流量計(jì)(8)，在加氣機(jī)電控箱體(a)內(nèi)底部正壓吹掃進(jìn)氣孔位置固定有電氣箱進(jìn)口數(shù)字閥(14)，在加氣機(jī)電控箱體(a)外底部正壓吹掃進(jìn)氣孔位置固定有電氣箱進(jìn)氣閥(6)，該電氣箱進(jìn)氣閥(6)與所述的電氣箱進(jìn)口數(shù)字閥(14)連通，在加氣機(jī)電控箱體(a)頂部正壓吹掃排氣孔位置固定有正壓系統(tǒng)出口壓力閥(5)，在加氣機(jī)電控箱體(a)內(nèi)部中間支架的導(dǎo)軌上固定有一區(qū)防爆正壓控制器(11)和加氣機(jī)控制器電氣部件(13)；在所述加氣機(jī)電控箱體(a)的底部外側(cè)固定有防爆可燃?xì)怏w探測器探頭(19)，其通過螺紋連接與可燃?xì)怏w本體(21)連接成一體，所述的可燃?xì)怏w本體(21)位于加氣機(jī)電控箱體(a)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述一區(qū)防爆正壓控制器(11)的一側(cè)連接有直流電源(12)，另一側(cè)連接有時(shí)間繼電器 (9)和中間繼電器(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種壓縮天然氣/氫氣加氣機(jī)防爆電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有加氣機(jī)電控箱體和管路系統(tǒng)控制箱，加氣機(jī)電控箱體位于管路系統(tǒng)控制箱的頂部；加氣機(jī)電控箱體的柜門上安裝有觸摸式操作屏，加氣機(jī)電控箱體內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)支架上固定有兩個(gè)質(zhì)量流量計(jì)，箱內(nèi)和箱外底部的正壓吹掃進(jìn)氣孔位置分別固定有連通的電氣箱進(jìn)氣閥與所述的電氣箱進(jìn)口數(shù)字閥，箱頂部固定有正壓系統(tǒng)出口壓力閥，箱內(nèi)中間支架的導(dǎo)軌上固定有一區(qū)防爆正壓控制器和加氣機(jī)控制器電氣部件。本實(shí)用新型大大提高了可燃?xì)怏w泄露探測方面的安全性及可靠性，以更加合理的結(jié)構(gòu)布局為維護(hù)和安全提供了保障。
文檔編號B67D7/08GK201722136SQ20102013243
公開日2011年1月26日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者張劍, 張園鎖, 潘相敏, 陳華強(qiáng) 申請人:上海舜華新能源系統(tǒng)有限公司