CN103130588A - 乳化炸药现场混装设备安全控制系统和安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种乳化炸药现场混装设备安全控制系统和安全控制方法。其中，乳化炸药现场混装设备安全控制系统包括设置在乳化炸药现场混装设备的乳化基质柱塞泵中的温度限定自动熔断模块；当乳化基质柱塞泵的温度超过第一温度预设值时，所述温度限定自熔断模块自动熔断，使得所述乳化基质柱塞泵停止工作。本申请的安全控制系统和安全控制方法可以对乳化炸药现场混装设备的现场装药过程进行监控，避免了装药过程中过温、过压的出现，从而确保了乳化炸药现场混装设备及其作业现场的安全。

Description

乳化炸药现场混装设备安全控制系统和安全控制方法

技术领域

本申请涉及一种乳化炸药现场混装设备安全控制系统和安全控制方法。

背景技术

炸药是一种能在极短时间内剧烈燃烧(即爆炸)的物质，能在一定的外界能量的作用下，由自身能量发生爆炸。一般情况下，炸药的化学及物理性质稳定，但不论环境是否密封，药量多少，甚至在外界零供氧的情况下，只要有较强的能量(起爆药提供)激发，炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功。炸药爆炸时，能释放出大量的热能并产生高温高压气体，对周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。正是由于炸药的这些特性，一旦其非正常起爆或流入社会，将严重地危害社会的安全稳定，并对国家、人民的财产安全形成极大的威胁。因此，对炸药的监控是非常必要也是非常重要的。

乳化炸药，是指完全依靠现场现场混装设备进行装药的炸药。目前的乳化炸药分为乳化乳化炸药和乳化多孔粒状铵油炸药或两种的组合。其本身没有固定的包装规格和包装数量。乳化炸药的爆破，除了需要乳化炸药本身之外，还需要爆破器材(包括起爆弹和雷管)对其进行引爆。

现有技术中，还没有对乳化炸药现场现场混装设备如现场混装车等的现场混装过程进行安全监控的设备，一旦乳化炸药现场现场混装设备在现场混装过程中出现故障，将会导致非常严重的后果。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个主要目的在于提供一种乳化炸药现场混装设备安全控制系统和安全控制方法，可以解决乳化炸药现场混装设备在装药过程中因温度持续升高导致的爆炸危险问题，还可以解决乳化炸药现场混装设备的压力控制问题以及操作安全问题。

根据本发明的一方面，一种乳化炸药现场混装设备安全控制系统，包括设置在乳化炸药现场混装设备的乳化基质柱塞泵中的温度限定自动熔断模块；当所述乳化基质柱塞泵的温度超过第一温度预设值时，所述温度限定自熔断模块自动熔断，使得所述乳化基质柱塞泵停止工作。

更进一步地，乳化炸药现场混装设备安全控制系统还包括压力限定模块；所述压力限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵内的压力信号；当所述压力信号超过压力预设值时，所述压力限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

更进一步地，乳化炸药现场混装设备安全控制系统还包括防空打控制模块；所述防空打控制模块检测乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵中的活塞受力信息和活塞运动频率信息；当所述活塞受力信息或所述活塞运动频率信息与预设的活塞受力信息或预设的活塞运动频率信息不符时，所述防空打控制模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

更进一步地，乳化炸药现场混装设备安全控制系统还包括温度限定模块；

温度限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵输出的温度传感器的信号；

当所述温度信号超过第二温度预设值时，所述温度限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

更进一步地，乳化炸药现场混装设备安全控制系统还包括密钥启动模块，所述密钥启动模块通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动乳化炸药现场混装设备安全控制系统。

根据本发明的另一方面，一种乳化炸药现场混装设备安全控制方法，包括：

步骤一：温度限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵输出的温度信号；

步骤二：比较所述温度信号和第二温度预设值，当温度信号超过第二温度预设值时，温度限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器；

步骤三：当乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵的温度超过第一温度预设值时，温度限定自熔断模块自动熔断，使得所述乳化基质柱塞泵停止工作。

更进一步地，乳化炸药现场混装设备安全控制方法还包括：

步骤四：压力限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵和敏化液泵内的压力传感器的压力信号；

步骤五：比较所述压力信号和压力预设值，当压力信号超过所述压力预设值时，压力限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

更进一步地，乳化炸药现场混装设备安全控制方法还包括：

步骤六：防空打控制模块检测乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵中的活塞受力信息和活塞运动频率信息；

步骤七：当所述活塞受力信息或所述活塞运动频率信息与预设的活塞受力信息或预设的活塞运动频率信息不符时，防空打控制模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

更进一步地，乳化炸药现场混装设备安全控制方法还包括：

步骤八：密钥启动模块通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动乳化炸药现场混装设备安全控制系统。

采用本发明所述的乳化炸药现场混装设备安全控制系统和控制方法，对乳化炸药现场混装设备的现场装药过程进行监控，避免了装药过程中过温、过压的出现，从而确保了乳化炸药现场混装设备及其作业现场的安全。

本发明所述安全控制系统和安全控制方法同样适合液压系统驱动或电动机驱动的柱塞泵或螺杆泵、齿轮泵等散装炸药的现场混装设备。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1为本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制系统的一种实施方式的结构图；

图2为本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制系统的另一种实施方式的结构图；

图3为本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制方法的一种实施方式的流程图；

其中：

1——乳化炸药现场混装设备安全控制系统；

10——温度限定自动熔断模块；

20——压力限定模块；

30——防空打控制模块；

40——温度限定模块；

50——密钥启动模块。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

乳化炸药现场混装设备是用在爆破现场进行乳化炸药的现场装填的设备，其将两种或多种生成炸药的原材料或半成品混合，装入炮孔，在现场生成炸药，通过其内部的乳化基质柱塞泵输送到炮孔。本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制系统和控制方法的目的，就是为了监控乳化炸药现场混装设备的炸药现场混装过程，避免该过程中过温、过压、空打等危险状况的发生。

参见图1所示，为本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制系统1的一种实施方式的结构图。

乳化炸药现场混装设备安全控制系统1包括设置在乳化炸药现场混装设备的乳化基质柱塞泵中的温度限定自动熔断模块10。当乳化基质柱塞泵的温度超过第一温度预设值时，温度限定自熔断模块10自动熔断，使得乳化基质柱塞泵停止工作。

在一种实施方式中，温度限定自动熔断模块10可以包括分别设置在乳化基质柱塞泵中的阻料球、活塞及档杆上的子模块。一旦乳化基质柱塞泵内部的温度超过第一温度预设值时，设置在阻料球、活塞及档杆上的各子模块自动变形熔断，使得乳化基质柱塞泵停止工作。此时，柱塞泵中的温度和压力将不再升高，缸体内外贯通，压力归零，可以彻底杜绝乳化炸药基质燃烧爆炸的隐患。

上述使得温度限定自动熔断模块10自动变形熔断的第一温度预设值可以根据实际情况进行选择设定，前提是避免乳化基质绝热压缩产生的热点引发的爆炸。

在一种实施方式中，第一温度预设值可以是110度～130度范围内的任意值。在该温度范围内，乳化炸药现场混装设备的工作环境最安全。但由于该温度范围相对较低，乳化基质柱塞泵容易达到该温度范围，因此，熔断将较为频繁的发生，从而导致乳化基质柱塞泵的使用寿命低，更换频繁。

在另一种实施方式中，第一温度预设值可以是130度～150度范围内的任意值。该实施方式中，乳化基质柱塞泵的使用寿命优于第一方案。

在第三种实施方式中，第一温度预设值可以是150度～170度范围内的任意值。该温度范围使得乳化基质柱塞泵的使用寿命长，但安全性略低。

为了使温度限定自动熔断模块10在预先设定的第一温度预设值熔断，可以采用低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯中的一种或者多种混合，作为温度限定自动熔断模块10的材质。

参见图2所示，为本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制系统1的另一实施方式的结构图。在该实施方式中，乳化炸药现场混装设备安全控制系统1除温度限定自动熔断模块10之外，还包括压力限定模块20、防空打控制模块30以及温度限定模块40。

温度限定模块40接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵输出的温度信号。当其输出的温度信号超过第二温度预设值时，温度限定模块40将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器，使空气马达停止转动，进而使乳化炸药现场混装设备停止工作。

乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵中安装有温度传感器，由温度传感器采集乳化基质柱塞泵的温度信号并将该温度信号传输到温度限定模块40中。一般而言，乳化基质柱塞泵工作的温度在100度以下，如果温度聚集持续上升达到爆炸危险时，乳化基质柱塞泵中正在进行现场混装的乳化炸药基质将存在被引爆的危险，因此，可以将温度限定模块40中的第二温度预设值设置为一大于100度的值，例如100度或110度。当乳化基质柱塞泵中的温度传感器采集到的温度信号超过100度或者110时，温度限定模块40将断开信号发送至控制马达启动控制器。

通过该温度限定模块40，可以避免乳化炸药现场混装设备工作时由高温而可能引发的事故和故障。

一般而言，空气马达的正常输入压力为超过0.4Mpa。根据泵压比10∶1计算，此时的乳化基质柱塞泵缸体内的最大工作压力应不超过4Mpa。而当乳化基质柱塞泵缸体内的压力超过4Mpa时，缸壁就存在压力过大而发生开裂、爆裂的危险，并产生过热、过压产生爆炸的危险。因此，可以在乳化基质柱塞泵和敏化液泵中设置一压力传感器，实时检测缸体内的压力值。

压力限定模块20接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵内的压力信号。当压力信号超过压力预设值时，压力限定模块20将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

在乳化炸药现场混装设备正常工作时，随着乳化基质柱塞泵的往复运动，将生成的乳化炸药现场混装到指定的地点。然而，一旦乳化基质柱塞泵缸体发生故障、管路堵塞或者物料输入中断，柱塞泵就会空打，柱塞泵的摩擦将产生相当的热量，会对柱塞泵和其中的其他组件产生伤害，并产生热量聚集的危险。

乳化炸药现场混装设备控制系统中可以设置防空打控制模块30，用于检测乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵中的活塞受力信息和活塞运动频率信息。当活塞受力信息或运动频率信息与预设的活塞受力信息或预设的活塞运动频率信息不符时，防空打控制模块30将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

作为一种优选方案，乳化炸药现场混装设备安全控制系统还可以包括密钥启动模块50。密钥启动模块50通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动乳化炸药现场混装设备安全控制系统1。只有输入的指定信息正确时，才能够使乳化炸药现场混装设备安全控制系统1开始工作。

参见附图3所示，为本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制方法的一种实施方式的流程图。

本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制方法包括以下步骤：

S1：温度限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵输出的温度信号；

S2：比较所述温度信号和第二温度预设值，当温度信号超过第二温度预设值时，温度限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器；

S3：当乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵的温度超过第一温度预设值时，温度限定自熔断模块自动熔断，使得所述乳化基质柱塞泵停止工作。

作为一种优选方案，乳化炸药现场混装设备安全控制方法还可以包括：

S4：压力限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵和敏化液泵内的压力传感器的压力信号；

S5：比较所述压力信号和压力预设值，当压力信号超过所述压力预设值时，压力限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

作为一种优选方案，乳化炸药现场混装设备安全控制方法还可以包括：

S6：防空打控制模块检测乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵中的活塞受力信息和活塞运动频率信息；

S7：当所述活塞受力信息或所述活塞运动频率信息与预设的活塞受力信息或预设的活塞运动频率信息不符时，防空打控制模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

作为一种优选方案，乳化炸药现场混装设备安全控制方法还可以包括：

S8：密钥启动模块通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动乳化炸药现场混装设备安全控制系统。

本发明的乳化炸药现场混装设备安全控制系统和安全控制方法，能够对乳化炸药现场混装设备的现场装药过程进行监控，避免了装药过程中过温、过压的出现，特别是温度限定自动熔断模块10，可以在温度限定模块40、压力限定模块20和防空打控制模块30故障时，通过自动熔断，来使得乳化基质柱塞泵停止工作，从而确保了乳化炸药现场混装设备及其作业现场的安全。

上面对本发明的一些实施方式进行了详细的描述。如本领域的普通技术人员所能理解的，本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算设备(包括处理器、存储介质等)或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在了解本发明的内容的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此不需在此具体说明。

此外，显而易见的是，在上面的说明中涉及到可能的外部操作的时候，无疑要使用与任何计算设备相连的任何显示设备和任何输入设备、相应的接口和控制程序。总而言之，计算机、计算机系统或者计算机网络中的相关硬件、软件和实现本发明的前述方法中的各种操作的硬件、固件、软件或者它们的组合，即构成本发明的设备及其各组成部件。

因此，基于上述理解，本发明的目的还可以通过在任何信息处理设备上运行一个程序或者一组程序来实现。所述信息处理设备可以是公知的通用设备。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者设备的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储或者传输这样的程序产品的介质也构成本发明。显然，所述存储或者传输介质可以是本领域技术人员已知的，或者将来所开发出来的任何类型的存储或者传输介质，因此也没有必要在此对各种存储或者传输介质一一列举。

在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。还需要指出的是，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (9)

1.一种乳化炸药现场混装设备安全控制系统，其特征在于：包括设置在乳化炸药现场混装设备的乳化基质柱塞泵中的温度限定自动熔断模块；当所述乳化基质柱塞泵的温度超过第一温度预设值时，所述温度限定自熔断模块自动熔断，使得所述乳化基质柱塞泵停止工作。

2.根据权利要求1所述的乳化炸药现场混装设备安全控制系统，其特征在于：还包括压力限定模块；

所述压力限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵内的压力传感器的信号和敏化液柱塞泵的压力传感器的信号；

当所述压力信号超过压力预设值时，所述压力限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

3.根据权利要求2所述的乳化炸药现场混装设备安全控制系统，其特征在于：还包括防空打控制模块；

所述防空打控制模块检测乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵中的活塞受力信息和活塞运动频率信息；

当所述活塞受力信息或所述活塞运动频率信息与预设的活塞受力信息或大于预设的活塞运动频率信息时，所述防空打控制模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

4.根据权利要求3所述的乳化炸药现场混装设备安全控制系统，其特征在于：还包括温度限定模块；

所述温度限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵输出的温度传感器的信号；

当所述温度信号超过第二温度预设值时，所述温度限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

5.根据权利要求4所述的乳化炸药现场混装设备安全控制系统，其特征在于：还包括密钥启动模块；

所述密钥启动模块通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动乳化炸药现场混装设备及安全控制系统。

6.一种乳化炸药现场混装设备安全控制方法，其特征在于，包括：

步骤一：温度限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵输出的温度信号；

步骤二：比较所述温度信号和第二温度预设值，当温度信号超过第二温度预设值时，温度限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器；

步骤三：当乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵的温度超过第一温度预设值时，温度限定自熔断模块自动熔断，使得所述乳化基质柱塞泵停止工作。

7.根据权利要求6所述的乳化炸药现场混装设备安全控制方法，其特征在于，还包括：

步骤四：压力限定模块接收乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵和敏化液泵内的压力传感器的压力信号；

步骤五：比较所述压力信号和压力预设值，当压力信号超过所述压力预设值时，压力限定模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

8.根据权利要求7所述的乳化炸药现场混装设备安全控制方法，其特征在于，还包括：

步骤六：防空打控制模块检测乳化炸药现场混装设备中的乳化基质柱塞泵中的活塞受力信息和活塞运动频率信息；

步骤七：当所述活塞受力信息或所述活塞运动频率信息与预设的活塞受力信息或预设的活塞运动频率信息不符时，防空打控制模块将断开信号发送至乳化炸药现场混装设备中的空气马达启动控制器。

9.根据权利要求8所述的乳化炸药现场混装设备安全控制方法，其特征在于，还包括：

步骤八：密钥启动模块通过指纹识别、图像识别、密码识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动乳化炸药现场混装设备安全控制系统。

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