CN100371188C - 防静电危害的安全卸油系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种在油料运送装置将油卸到储油槽时，避免静电引发火灾或爆炸的安全系统。本系统主要包含一油阀开关装置、一个驱动装置、以及一个静电监测与控制装置。油料运送装置卸油时，油管是从油料运送装置的出油口、经过油阀开关装置才进入到储油槽。静电监测与控制装置则在卸油的全程监测油料运送装置的接地电阻以及静电电压。本系统只有在油罐车的接地电阻值以及静电电压值二者或二者之一位于安全范围内时，静电监测与控制装置才会使驱动装置打开油阀开关装置的阀门而接通原本是截断的卸油油路。

Description

防静电危害的安全卸油系统

技术领域

本发明关于一种卸油系统，尤其是关于一种避免静电引发危害的安全卸油系统。

背景技术

良好的接地是避免静电危害的最重要方法，尽管在科技发达的今天，要做到良好的接地似乎还是一件困难的工作。在高科技的半导体、电子产业，因为静电破坏而造成重要制程的失败或昂贵原物料的损失还是时有所闻。其它在一些具有易燃物质的工作环境里，例如加油站、化学工厂、瓦斯添加站等，不良的接地代表的不仅是可能的财产损失，更可能危害到宝贵的生命。

加油站的工安事件虽不频繁，但是一旦发生灾情通常极为严重，因此近年愈来愈受到人们的重视。中国台湾经济部2002年2月6日公布(2004年9月8日修正)的「自用加储油加储气设施设置管理规则」第五条规定：「油槽应沿壁板下部熔接接地设备，其接地电阻应在10欧姆以下」。相关从业人员对于直销或加盟的加油站也都制订有相当严格的标准(例如说，中国石油公司即要求各加油站的卸油口的接地电阻必须在50欧姆以下)，但是处于实际考虑，各加油站大多仍采用相当传统的接地做法。

图1是说明现有的油罐车将油卸到储油槽的示意图。如图1所示，进行卸油时，油罐车10先停在埋藏于地面之下的储油槽20的进油口22旁边。工作人员首先将油罐车车身与事先埋设好的接地用的地桩30用接地导线40连接以消除车身的静电，再将油罐车10的出油口12和储油槽20的进油口22以油管50连接，工作人员才打开油罐车10的加油口12让油料流入储油槽20。卸油完毕后，工作人员在先关闭加油口12、并卸除油管50后，再卸除接地导线40。

在该现有的卸油环境中，虽然当初埋设地桩30具有很好的接地质量，但经过长期的雨淋日晒，经常是锈蚀严重，其间的接触阻抗必然很大，可能已经达到不堪使用的地步。在这种不良接地的情形下，工作人员很可能在装卸油管50及卸油过程中，因静电火花点燃油罐车10或储油槽20的油气而引发爆炸。再者，静电并不是静态不变的，工作人员在接地不良的环境操作，根据学术报告，人体所能携带的静电瞬间最高可累积产生达1.5安培的电流。另外，接地也会随气候而改变，在气候潮湿或是雨天的时候，地桩30的接触阻抗或因水的传导而能达到要求，但在干冷的冬天可能就是完全不同的情形。

因此，为了避免工安事件的发生并保障加油站顾客、员工、乃至附近居民的生命财产，急切地需要具有改善现行加油站油罐车卸油的做法。

发明内容

基于前述加油站现行的油罐车卸油的接地与静电问题，本发明的主要目的是提出一种系统配置，以避免静电的危害在易燃油料从油灌车卸入储油槽的过程中发生工安事件。

本发明所提出的安全卸油系统主要由下列三个组件构成：一油阀开关装置、一个驱动装置、以及一个静电监测与控制装置。在卸油的过程中，静电监测与控制装置采取持续监测的做法，同时测量油料运送装置的接地电阻值及静电电压值以提供双重的保障，另外以油阀开关装置安置于油料运送装置与储油槽之间的油路上，使得只有在油料运送装置的接地电阻值以及静电电压值二者或二者之一位于安全范围内时，才会打开油阀开关装置的阀门让卸油进行。在卸油过程中，如果测量到接地电阻值或是静电电压值超出安全范围，就会自动关闭阀门、阻断油路，使得卸油动作立即停止，以防止工安事件发生。其中，该静电监测与控制装置与该油料运送装置的第一连线进一步包含一感测装置，该感测装置直接贴覆于该油料运送装置的一金属部份，并透过该第一连线以供该静电监测与控制装置持续测量该油料运送装置的静电电压值与接地电阻值；该感测装置包含一第一金属构件与一第二金属构件，该第一金属构件直接接触该油料运送装置的一金属部份，并与该第一连线的一第一导线连接以测量接地电阻值，该第二金属构件位于该感测装置内部，与该油料运送装置的一金属部份保持一适当距离，并经由该感测装置的一开口以感应该油料运送装置的静电电压，该第二金属构件并与该第一连线的一第二导线连接，以测量静电电压值；

本发明除了可以用于加油站的油罐车卸油之外，还可以用于其它的卸油环境，像是港口里为船舶加油的环境、停机坪里为飞机加油的环境，另外也可以用于同样有静电危害的其它易燃气体、液体的装卸环境，例如：天然气的气罐车卸至储气槽的过程、瓦斯或其它易燃气体的装瓶过程等，均属本发明可以利用的范围。为了简化起见，本说明书主要以加油站为例进行说明。

现在，配合附图、实施例的详细说明和权利要求，将本发明的上述及其它目的与优点详述如下。应当理解的是，附图仅仅为解说本发明的精神而设置，不应当视为本发明范围的定义。有关本发明范围的定义，请参照权利要求书。

附图说明

图1是说明现有的油罐车将油卸到储油槽的示意图。

图2是说明本发明的安全卸油系统一实施例的示意图。

图3是说明本发明的安全卸油系统一实施例的感测装置的示意图。

图4是说明本发明的安全卸油系统一实施例的静电监测与控制装置的结构示意图。

图5是说明本发明的安全卸油系统一实施例的检验部的结构示意图。

图中

10    油罐车          12    油罐车出油口

20    储油槽          22    储油槽进油口

30    地桩            40    接地导线

50    油管            60    静电监测与控制装置

62    油阀开关装置    63    气压管

64    空气泵          65    气压管

66    感测装置        67    侦测连线

70    办公室          80    电源插孔

601   检验部          603   检验与电源部

605   控制部          607   测量部

660   绝缘外壳        661   金属碗件

662   金属片          663   开孔

664    绝缘柱件              665    螺栓件

671    测量接地电阻的连线    672    测量静电电压的连线

801    交流市电的的中性线    802    交流市电的火线

803    交流市电的接地线      6011   负载部

6012   显示部                6013   切换开关

6071   接地电阻测量部        6072   静电电压测量部

具体实施方式

图2是说明本发明的安全卸油系统一实施例的示意图。如图2所示，本发明主要由下列三个组件构成，一利用气压驱动的油阀开关装置62、一个空气泵64、以及一个静电监测与控制装置60。利用本发明实施卸油时，工作人员首先将油罐车10车身与加油站的地桩30用一接地导线40连接以消除车身的静电。接着，将油罐车10的出油口12以油管50连接到油阀开关装置62，油阀开关装置62事先已经和储油槽20的进油口22连接妥当。油阀开关装置62是一市面可购得或订制的气压阀，此气压阀的一般状态是闭锁的，所以当上述管路连接好之后，从油罐车10到储油槽20的油路是不通的。

工作人员再将属于静电监测与控制装置60一部份的感测装置66与车身接地点衔接。感测装置66采一种磁性吸附的方式附着于车身(在其它实施例中，也可采用其它附着的方式)，其测量的结果，经由侦测连线67输送给静电监测与控制装置60。静电监测与控制装置60则位于加油站的办公室70内，其在卸油的全过程中，利用感测装置66监测油罐车10的接地电阻值以及静电电压值，然后根据感测装置66所测得的结果来决定导通或不导通气压管63与气压管65，进而控制空气泵64的打气是否能送达油阀开关装置62的气压阀而让卸油进行或中断。

工作人员接着打开油罐车10的加油口12以让油料流入储油槽20。此时，只有感测装置66所测量到的接地电阻值、静电电压值位于安全范围内时，静电监测与控制装置60才会导通气压管63、65，使空气泵64经由气压管63、65打气到油阀开关装置62，以打开气压阀使油路畅通。而在整个卸油的过程中，这个监控的动作是持续进行的，任何时候感测装置66所测量到的接地电阻值以及静电电压值超出安全范围时，静电监测与控制装置60会立即截断气压管63、65的导通，而导致油阀开关装置62的阀门关闭、截断卸油的油路以避免危险。而在异常状况排除、感测装置66所测量到的接地电阻值或静电电压值恢复到安全范围之后，卸油会自动恢复进行。

空气泵64是一电力或内燃机推动的泵，在图2中因为便于图示而看似绘于地面之下，实际通常是位于地面之上，但气压管63与气压管65、侦测连线67为避免影响工作环境通常是采事先埋设于地面之下的做法。请注意，油阀开关装置62并非一定要采用气压推动的阀门，其重点在其内具有一常闭的阀门，而且完全不采用任何主动组件以避免点燃油气，而以另外一个驱动装置(即本实施例的空气泵64)在静电监测与控制装置60的控制下打开或关闭油阀开关装置62的阀门。另外，静电监测与控制装置60与驱动装置并非一定是两个独立的装置，在某些实施例中，也可以将两者结合为一独立的装置。

由于加油站原本的接地环境(地桩30)是本发明监测的对象之一，同时为了简化本发明的利用环境，静电监测与控制装置60是利用办公室70里的交流市电的接地作为油罐车10接地电阻的测量参考基准。静电监测与控制装置60主要由三个部份所构成：一是确定交流市电的接地是否良好的检验与电源部、一是透过侦测连线67实际测量接地电阻值与静电电压值的测量部、以及控制气压管63与65的导通以使空气泵64可以打开油阀开关装置62的阀门的控制部。

图3是说明本发明的安全卸油系统一实施例的感测装置66的示意图。如图3所示，感测装置66是由一绝缘外壳660所包覆的中空组件，黏附在外壳660内部表面的是一个形状、大小和外壳660匹配的一个倒置的金属碗件661。金属碗件661的碗缘部份(未编号)延伸于外壳660之外以与油罐车10的金属车身接触。金属碗件661内焊接有属于连线67组成份之一的导线671，以供静电监测与控制装置60测量油罐车10的车身在与地桩30连接后的接地电阻值。在外壳660与金属碗件661内部，有一金属片662以多个绝缘柱件664与螺栓件665固定而与外壳660上的一个开口663保持一适当距离。金属片662与油罐车10金属车身，透过开口663形成电容的关系。油罐车10车身上的静电会在金属片662上感应产生电荷的累积与相对应的的电压，而此电压可以透过焊接于金属片662上的导线672(也是连线67的组成份之一)由静电监测与控制装置60测量。请注意，之前提及的感测装置66以磁性吸附车身所需的吸铁组件也是位于感测装置66与油罐车身的接触面上，但并未在图3中绘出。请注意，感测装置66须与油罐车10车身没有烤漆的金属部份紧密接触才能使本系统正确运作，而且在整个卸油过程中都不脱落。

图4是说明本发明的安全卸油系统一实施例的静电监测与控制装置的结构示意图。如图4所示，静电监测与控制装置60包含有一检验与电源部603、一测量部607、以及一控制部605。请注意，这三个部份的分割仅是为了后续描述方便，而不是仅能有此分割方式，在其它实施例中，不同的模块分割方式均有可能。另外，静电监测与控制装置60还具有一操作界面包含了开关、显示灯号(或LCD显示屏)、与按键、旋钮等，在此为了简化予以省略。

其中，检验与电源部603自办公室70的一电源插孔80分别以导线801、802、803取出交流市电的中性线、火线、与接地线。检验与电源部603经过整流稳压后，提供适当的电力给其它模块。检验与电源部603还包含有一检验部601以检测交流市电的接地是否正常。图5是说明本发明的安全卸油系统一实施例的检验部的结构示意图。如图所示，检验部601基本上包含负载部6011、切换开关6013、以及显示部6012三部份。在此实施例，负载部6011至少包含四种大小的电阻：∞(开路)、1MΩ、5.6KΩ、200Ω的电阻数组，而由另外设置的多段切换开关(未图示)予以切换。然后借助切换电阻值后的导通状况可以推知市电接地803是属于哪一种：

	良好接地	假接地	没有接地
				∞	导通	导通	没有导通
1MΩ	导通	导通	没有导通
				5.6KΩ	导通	没有导通	没有导通
200Ω	导通	没有导通	没有导通

显示部6012可以提供不同方式的显示，这些显示方式包含(但不限于)灯号、音响、以及文数字显示(例如透过LED或LCD的显示屏)。借助显示部6012灯号的明灭、音响的发出，可以告知使用者接地线803是否良好。本发明还有一些实施例是采用一电子控制电路，利用一处理器与韧体的控制，自动切换负载部6011的电阻(不限上述四种负载值)，然后自动依据导通情形与电流大小而由显示部6012将检测结果报告出来。由于现实环境中有时火线802和中性线801是接反的(即交流电压是来自中性线801、而非火线802)。因此切换开关6013可以选择切换以火线802或是中性线801作为输入。使用者可先以火线802为输入，但是如果发现不论选择何种负载均不导通的话，可将切换开关6013切到以中性线801作为输入。如果测试结果发现确实有构成通路的情形的话，代表电源插座80的极性相反。然后依照检测结果，本实施例还是可以判断接地线803的接地情形。

经过检验部601检测良好的市电接地803才能用于本实施例后续的卸油监控过程。确定良好的市电接地803提供给测量部607作为测量油罐车10接地电阻的比较基准。测量部607共包含接地电阻测量部6071与静电电压测量部6072两部份。至于接地电阻测量部6071的实施方式于中国台湾专利已有多种方式的揭露，例如中国台湾专利公告号448,414号发明专利与中国台湾专利公告号590,216号新型专利等，均揭露有利用一标准接地电阻值来衡量其它待测接地电阻的具体实施方式，因此在此不予赘述。基本上任何基于一标准接地而测量其它接电电阻好坏的做法，均适用于实施接地电阻测量部6071。接地电阻测量部6071自连线671判断油罐车10的接地电阻值是否位于一预定的安全接地电阻值范围内，并将此判断结果提供给控制部605。

静电电压测量部6072自连线672判断油罐车10的静电电压值是否位于一预定的安全电压值范围内，并将此判断结果提供给控制部605。静电电压测量部6072基本上可以很简单的利用差分放大器来实施，差分放大器的一输入端和连线672连接，另一输入端则和一预定的参考电压连接，而差分放大器的输出端和控制部605连接。

控制部605依照预先设定的三种状况之一来进行操作：(1)只要油罐车10的接地电阻值位于预定的安全接地电阻值范围内，即启动油阀开关装置62导通、(2)只要油罐车10的静电电压值位于预定的安全电压值范围内，即启动油阀开关装置62导通、或是(3)油罐车10的接地电阻值与静电电压值都必须在安全范围内，才会启动油阀开关装置62使其导通。控制部605启动油阀开关装置62使其导通的方式非常单纯，它只要让气压管63和65导通，致使空气泵64所打的气压可以到达油阀开关装置62而推动其气压阀。

借助以上具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的具体实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能将各种改变以及具有相等性的安排涵盖于本发明所欲申请的权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种防静电危害的安全卸油系统，用在油料运送装置将油卸到储油槽的过程中，监测该油料运送装置的静电电压与接地电阻，在有静电危害的时候，自动切断卸油的进行，该安全卸油系统包含：

一油阀开关装置，安置在该油料运送装置将油卸到该储油槽的一油路之间，该油阀开关装置包含一阀门；

一静电监测与控制装置，以一第一连线与该油料运送装置的一金属部份连接，持续测量该油料运送装置的静电电压值与接地电阻值；以及

一驱动装置，经由一第二连线驱动该油阀开关装置的阀门开启与闭锁；

其中，该静电监测与控制装置与该油料运送装置的第一连线进一步包含一感测装置，该感测装置直接贴覆于该油料运送装置的一金属部份，并透过该第一连线以供该静电监测与控制装置持续测量该油料运送装置的静电电压值与接地电阻值；该感测装置包含一第一金属构件与一第二金属构件，该第一金属构件直接接触该油料运送装置的一金属部份，并与该第一连线的一第一导线连接以测量接地电阻值，该第二金属构件位于该感测装置内部，与该油料运送装置的一金属部份保持一适当距离，并经由该感测装置的一开口以感应该油料运送装置的静电电压，该第二金属构件并与该第一连线的一第二导线连接，以测量静电电压值；

其中，该静电监测与控制装置仅在经由该第一连线测量到该油料运送装置的静电电压值与接地电阻值符合一预定的安全条件时，启动该驱动装置，致使该油阀开关装置的阀门开启以导通该油路，该静电监测与控制装置在经由该第一连线测量到该油料运送装置的静电电压值与接地电阻值不符合该预定的安全条件时，关闭该驱动装置致使该油阀开关装置的阀门闭锁以中断该油路。

2.如权利要求1所述的防静电危害的安全卸油系统，其中，该安全条件事先选自下列三种条件之一：测量所得的该油料运送装置接地电阻值位于一预定的安全接地电阻值范围内；测量所得的该油料运送装置静电电压值位于一预定的安全电压值范围内；以及测量所得的该油料运送装置接地电阻值与静电电压值均位于该安全接地电阻值范围与该安全电压值范围内。

3.如权利要求1所述的防静电危害的安全卸油系统，其中，该静电监测与控制装置进一步包含：

一检验与电源部，该检验与电源部与交流市电的一中性线、一火线、一接地线连接，该检验与电源部将该交流市电整流稳压后，提供适当的电力给该静电监测与控制装置的其它模块，该检验与电源部并检验该接地线具有一适当的接地；

一控制部，控制启动与关闭该驱动装置致使该油阀开关装置的阀门打开与关闭；以及

一测量部，与该第一连线连接，该测量部进一步包含一接地电阻测量部与一静电电压测量部，该接地电阻测量部利用该接地线所提供的适当接地作为一参考基准，与经由该第一连线所读取到的油料运送装置的接地电阻值比较，以判断该油料运送装置的接地电阻值是否位于一预定的安全接地电阻值范围内，该静电电压测量部以一适当电压作为参考基准，与经由该第一连线所读取到的油料运送装置的静电电压值比较，来判断该油料运送装置的静电电压值是否位于一预定的安全电压值范围内，该接地电阻测量部与静电电压测量部将其判断结果提供给该控制部。

4.如权利要求3所述的防静电危害的安全卸油系统，其中，该检验与电源部利用多个负载，借助该交流市电经由该多个负载到达该接地线的导通情形，判断该接地线是否具有一适当的接地。

5.如权利要求3所述的防静电危害的安全卸油系统，其中，该检验与电源部利用一切换开关以判断该火线与该中性线是否有反接的情形。

6.如权利要求3所述的防静电危害的安全卸油系统，其中，该检验与电源部利用至少下列显示方式之一以表达该接地线的接地是否适当：灯号、音响、以及文数字显示。

7.如权利要求1所述的防静电危害的安全卸油系统，其中，该阀门是一常闭的气压推动阀门，该驱动装置是一空气泵，启动该空气泵是使该空气泵经由该第二连线供气到该油阀开关装置致使该阀门开启，关闭该空气泵是使该空气泵停止供气到该油阀开关装置致使该阀门恢复闭锁。

8.如权利要求7所述的防静电危害的安全卸油系统，其中，该第二连线通过该静电监测与控制装置，该静电监测与控制装置依照该安全条件，借助控制该第二连线的导通与否来决定该油阀开关装置的气压阀开启与关闭。

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