CN102720594B - 防爆柴油机自动保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆柴油机自动保护装置，包括红外测温装置、冷却水温度传感器、冷却水水位传感器、排气温度传感器、机油压力传感器，可燃气体检测器、电子控制单元ECU、燃油关断阀、自动灭火装置；所述红外测温装置、冷却水温度传感器、冷却水水位传感器、排气温度传感器、机油压力传感器、可燃气体检测器通过总线与电子控制单元相连。本发明能实时监测防爆柴油机表面温度、排气温度、冷却水温度及水位、机油压力、环境中可燃气体含量，当所监测参数超过限定值时，能自动发出警报并采取保护措施，防止事故发生。

Description

防爆柴油机自动保护装置

技术领域

本发明涉及防爆柴油机领域，具体涉及一种防爆柴油机自动保护装置。

背景技术

目前，在矿井等含有易燃易爆气体的环境中工作的动力设备中，防爆柴油机因其良好的安全性能而得到广泛的应用。防爆柴油机在含有易燃易爆气体的环境中工作时，柴油机表面温度、排气温度、冷却水温度及水位、机油压力、工作环境可燃气体含量都要求被限制在一定范围内，超过这一范围，将有可能引燃环境中的可燃气体，造成事故。因此，在防爆柴油机的使用过程中必须时刻监测上述各项参数，并当出现异常情况时，能及时采取保护措施。

现有的防爆柴油机自动保护装置，存在以下问题：一是在检测柴油机表面温度时，只检测有限的几个位置，不能反映柴油机外表面整体情况；二是未引入可燃气体检测器，不能对环境中可燃气体含量作出判断；三是在出现异常时，缺乏有效的燃油切断和自动灭火功能。

综上所述，现有的防爆柴油机自动保护装置功能单一、自动化程度低、安全系数不高，这些因素制约着防爆柴油机的推广和应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防爆柴油机自动保护装置，能检测防爆柴油机全部外表面的温度，并对环境中可燃气体含量进行检测；当出现异常情况时，该装置能有效切断柴油机燃油供应，并实现自动灭火功能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为公开一种防爆柴油机自动保护装置，包括用于测量防爆柴油机表面温度的红外测温装置、用于监测冷却水温度的冷却水温度传感器、用于监测冷却水水位的冷却水水位传感器、用于监测排气温度的排气温度传感器、用于监测机油压力的机油压力传感器，用于监测环境中可燃气体含量的可燃气体检测器、用于控制防爆柴油机自动保护装置正常运行的电子控制单元ECU、用于切断燃油供应的燃油关断阀、用于降低防爆柴油机表面温度，将其与空气隔绝开来的自动灭火装置；所述红外测温装置安装在防爆柴油机外表面上，所述冷却水温度传感器和所述冷却水水位传感器安装在防爆柴油机的冷却水水箱内，所述排气温度传感器安装在防爆柴油机的排气管出口处，所述机油压力传感器安装在防爆柴油机的主油道内，所述可燃气体检测器安装在防爆柴油机外表面上，所述燃油关断阀安装在防爆柴油机的燃油管路上，所述自动灭火装置安装在防爆柴油机的顶部，所述电子控制单元ECU集成在防爆柴油机自身的电子控制单元内；所述红外测温装置、冷却水温度传感器、冷却水水位传感器、排气温度传感器、机油压力传感器、可燃气体检测器通过总线与电子控制单元相连。

作为优选，所述红外测温装置包括信号处理电路和至少两个红外测温探头，所述红外测温探头分别安装于防爆柴油机的外表面上，并与防爆柴油机间隔一定距离，使得测温区域覆盖柴油机全部外表面，保证了测得温度是防爆柴油机表面最高温度，而且采用红外测温装置，能快速、有效测得柴油机表面最高温度。

作为优选，所述燃油关断阀为电磁三通阀，包括电磁控制器、阀门、转轴、出油管接口、阀体、进油管接口、回油管接口和手动操纵把手，其中进油管接口与防爆柴油机的供油管路相连，出油管接口与防爆柴油机的出油管路相连，回油管接口与防爆柴油机的回油管路相连，电磁控制器通过电路连接至电子控制单元ECU，并能在电子控制单元ECU的控制下使得阀门在阀体内绕转轴转动，以实现防爆柴油机中供油管路的关断和回油管路的开启；手动操纵把手方便手动控制防爆柴油机中供油管路的关断和回油管路的开启。

采用燃油关断阀控制防爆柴油机中供油管路的关断和回油管路的开启，当出现异常情况后，电子控制单元ECU控制阀门打开回油管路而关闭供油管路，防爆柴油机中燃油管路中的燃油通过回油管路流回燃油箱。这种设计使得燃油关断阀可安装在防爆柴油机的燃油管路上，电子控制单元ECU发出停止供油的指令后，供油管路中残留的燃油更少，防爆柴油机更快停止工作。

作为优选，所述自动灭火装置包括储水箱、电磁阀、洒水管和进水管，其中储水箱安装在防爆柴油机的顶部，洒水管位于储水箱的底部，电磁阀安装在洒水管上部，进水管位于储水箱顶部。采用自动灭火装置实现自动灭火功能，当防爆柴油机表面温度超过一定限度，极易引燃空气中可燃气体，此时电子控制单元ECU控制自动灭火装置中的电磁阀打开，储水箱中的水洒向防爆柴油机顶部并迅速覆盖整个防爆柴油机表面，降低防爆柴油机的表面温度并将其与空气隔绝开来，达到防止事故发生的目的。

作为优选，所述可燃气体检测器包括可燃气体感应元件及相应电路，可燃气体检测器安装在防爆柴油机外表面并通过电路连接至电子控制单元。采用可燃气体检测器实时监测环境中可燃气体的含量，当可燃气体含量超过限定值时，电子控制单元ECU能切断燃油供应，迫使柴油机停止运转。

作为优选，还包括用于对工作人员发出危险警告的声光警告装置，所述声光警告装置安装在防爆柴油机外部并通过电路连接至电子控制单元。

有益效果：

能实时监测防爆柴油机表面温度、排气温度、冷却水温度及水位、机油压力、环境中可燃气体含量，当所监测参数超过限定值时，能自动发出警报并采取保护措施，防止事故发生。

附图说明

结合附图，本发明的其他特点和优点可从下面通过举例来对本发明的原理进行解释的优选实施方式的说明中变得更清楚。

图1为本发明防爆柴油机自动保护装置的一种实施方式的装置结构示意图；

图2为本发明防爆柴油机自动保护装置的一种实施方式中燃油关断阀结构示意图；

图3为本发明防爆柴油机自动保护装置的一种实施方式中自动灭火装置结构示意图；

图中：1-防爆柴油机、2-红外测温装置、3-可燃气体测量器、4-冷却水温度传感器、5-冷却水水位传感器、6-排气温度传感器、7-机油压力传感器、8-电子控制单元ECU、9-燃油关断阀、10-声光警告装置、11-自动灭火装置、91-电磁控制器，92-阀门、93-转轴、94-出油管接口、95-阀体、96-进油管接口、97-回油管接口、98-手动操作把手、111-储水箱、112-电磁阀、113-洒水管、114-进水管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：

如图1所示，本实施例包括防爆柴油机1、红外测温装置21、可燃气体测量器3、冷却水温度传感器4、冷却水水位传感器5、排气温度传感器6、机油压力传感器7、电子控制单元ECU8、燃油关断阀9、声光警告装置10、自动灭火装置11。

红外测温装置2安装在防爆柴油机外壳上，并使其与防爆柴油机间隔一定距离，冷却水温度传感器4和冷却水水位传感器5安装在防爆柴油机的冷却水水箱内，排气温度传感器6安装在排气管出口处，机油压力传感器7安装在防爆柴油机主油道内，可燃气体检测器3安装在防爆柴油机外表面，燃油关断阀9安装在防爆柴油机燃油管路上，自动灭火装置11安装在防爆柴油机顶部，声光警告装置10安装在防爆柴油机外部醒目位置处，电子控制单元ECU8集成在防爆柴油机自身电子控制单元内。红外测温装置2、可燃气体测器3、冷却水温度传感器4、冷却水水位传感器5、排气温度传感器6和机油压力传感器7通过总线与电控单元ECU8连接，燃油关断阀9、声光警告装置10、自动灭火装置11也通过相应线路与电子控制单元ECU8相连。

燃油关断阀9安装在防爆柴油机的供油管路中，如图2所示，燃油关断阀9包括电磁控制器91，阀门92，转轴93，出油管接口94，阀体95，进油管接口96，回油管接口97，手动操作把手98。进油管接口96与供油管路相连，出油管接口94与防爆柴油机的出油管路相连，回油管接口97与防爆柴油机的回油管路相连。电磁控制器91通过电路连接至电子控制单元ECU8，并能在电子控制单元的控制下使得阀门92在阀体95内绕转轴93转动。此外，还设有手动操纵把手98，方便手动控制防爆柴油机中油路的通断。

自动灭火装置11安装在防爆柴油机顶部，如图3所示，自动灭火装置11包括储水箱111、电磁阀112、洒水管113、进水管114。储水箱111安装在防爆柴油机顶部，洒水管113及电磁阀112位于储水箱111的底部，进水管114位于储水箱111顶部。

工作原理：

防爆柴油机工作过程中，红外测温装置2实时测量防爆柴油机表面温度，监测防爆柴油机表面最高温度，同时可燃气体测量器3、冷却水温度传感器4、冷却水水位传感器5、排气温度传感器6、机油压力传感器7分别监测环境中可燃气体含量、柴油机冷却水温度及水位、排气温度、机油压力。以上各信号通过总线传送给电子控制单元ECU，与预先设定的限定值进行比较，若所测参数超过限定值，电子控制单元ECU发出指令，声光警告装置10发出声光警告，燃油泵停止运转，燃油关断阀9关闭出油管接口94，让管道内剩余燃油通过回油管接口97流回燃料箱，使防爆柴油机停止运转。同时，若经电子控制单元ECU判断柴油机外表面温度过高，则自动灭火装置11开启，电磁阀112打开，储水箱111中的水经洒水管113洒向柴油机外表面，降低柴油机表面温度并将其与空气隔绝开来。

常态下，燃油关断阀阀门92在电磁控制器91控制下关闭回油管接口97，燃料从进油管接口96流向出油管接口94，最终流入柴油机中。当电子控制单元ECU发出指令，电磁控制器91带动阀门92绕转轴93转动，从而打开回油管接口97并关闭出油管接口94，燃油从回油管流回燃料箱，防爆柴油机因燃料供应被切断而停止运转。燃油关断阀还可通过手动操作把手98手动操作，以保证在电磁控制器91不起作用时，能通过手动操作切断燃油供应。

通过进水管114向储水箱111充入足够的水并储存其中，当电子控制单元ECU发出自动灭火指令，电磁阀112打开，储水箱111中的水在重力的作用下从洒水管113中流出，洒水管113上可开设多个喷管或喷孔，让水尽可能覆盖柴油机外表面。

本发明中所用电子元件及连接方式均遵照国家防爆标准，其他未注明配件也都遵照国家防爆标准。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。

Claims (5)

1.一种防爆柴油机自动保护装置，包括用于测量防爆柴油机表面温度的红外测温装置（2）、用于监测冷却水温度的冷却水温度传感器（4）、用于监测冷却水水位的冷却水水位传感器（5）、用于监测排气温度的排气温度传感器（6）、用于监测机油压力的机油压力传感器（7），其特征在于：还包括用于监测环境中可燃气体含量的可燃气体检测器（3）、用于控制防爆柴油机自动保护装置正常运行的电子控制单元ECU（8）、用于切断燃油供应的燃油关断阀（9）、用于降低防爆柴油机表面温度，将其与空气隔绝开来的自动灭火装置（11）；所述红外测温装置（2）安装在防爆柴油机外表面上，所述冷却水温度传感器（4）和所述冷却水水位传感器（5）安装在防爆柴油机的冷却水水箱内，所述排气温度传感器（6）安装在防爆柴油机的排气管出口处，所述机油压力传感器（7）安装在防爆柴油机的主油道内，所述可燃气体检测器（3）安装在防爆柴油机外表面上，所述燃油关断阀（9）安装在防爆柴油机的燃油管路上，所述自动灭火装置（11）安装在防爆柴油机的顶部，所述电子控制单元ECU（8）集成在防爆柴油机自身的电子控制单元内；所述红外测温装置（2）、冷却水温度传感器（4）、冷却水水位传感器（5）、排气温度传感器（6）、机油压力传感器（7）、可燃气体检测器（3）通过总线与电子控制单元（8）相连；所述自动灭火装置（11）包括储水箱（111）、电磁阀（112）、洒水管（113）和进水管（114），其中储水箱（111）安装在防爆柴油机的顶部，洒水管（113）位于储水箱（111）的底部，电磁阀（112）安装在洒水管（113）上部，进水管（114）位于储水箱（111）顶部。

2.根据权利要求1所述的防爆柴油机自动保护装置，其特征在于：所述红外测温装置（2）包括信号处理电路和至少两个红外测温探头，所述红外测温探头分别安装于防爆柴油机的外表面上，并与防爆柴油机间隔一定距离，使得测温区域覆盖柴油机全部外表面。

3.根据权利要求1所述的防爆柴油机自动保护装置，其特征在于：所述燃油关断阀（9）为电磁三通阀，包括电磁控制器（91）、阀门（92）、转轴（93）、出油管接口（94）、阀体（95）、进油管接口（96）、回油管接口（97）和手动操纵把手（98），其中进油管接口（96）与防爆柴油机的供油管路相连，出油管接口（94）与防爆柴油机的出油管路相连，回油管接口（97）与防爆柴油机的回油管路相连，电磁控制器（91）通过电路连接至电子控制单元ECU（8），并能在电子控制单元ECU（8）的控制下使得阀门（92）在阀体（95）内绕转轴（93）转动，以实现防爆柴油机中供油管路的关断和回油管路的开启；手动操纵把手（98）方便手动控制防爆柴油机中供油管路的关断和回油管路的开启。

4.根据权利要求1所述的防爆柴油机自动保护装置，其特征在于：所述可燃气体检测器（3）包括可燃气体感应元件及相应电路，可燃气体检测器（3）安装在防爆柴油机外表面并通过电路连接至电子控制单元（8）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的防爆柴油机自动保护装置，其特征在于：还包括用于对工作人员发出危险警告的声光警告装置（10），所述声光警告装置（10）安装在防爆柴油机外部并通过电路连接至电子控制单元（8）。