CN105757460A - 激光测距式管线快断保护系统及保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光测距式管线快断保护系统，包括：快断阀：包括连接固定设备管线的第一阀门、连接移动设备管线的第二阀门，第一阀门连接第二阀门；阀门连接器：设置于第一阀门和第二阀门之间，用于连接第一阀门和第二阀门；至少一组设置于固定设备上的激光测距组件，激光测距组件包括激光测距仪或激光尺，用于测量固定设备和移动设备之间的距离和/或角度；控制装置，控制装置控制连接阀门连接器和激光测距组件；本发明还公开了激光测距式管线快断保护方法，采用本发明所提供的激光测距式管线快断保护系统及保护方法，当发生紧急脱离情况时，能够实现固定设备和移动设备的快速分离，保护设备安全、提高安全系数以及保护环境。

Description

激光测距式管线快断保护系统及保护方法
技术领域
本发明涉及一种管线保护系统，具体的说，是涉及一种激光测距式管线快断保护系统及保护方法。
背景技术
船用装卸臂、陆用鹤管、装卸软管或其它作业管线给车、船进行液体装卸时，当车、船出现漂移或其它紧急情况时，若不能实现移动设备和固定设备之间的快速分离，移动设备和固定设备的连接管线会产生介质的泄露，不仅破坏管线结构，同时污染环境；另外，若泄露的介质为易燃易爆类液体，会给生产带来严重的安全隐患。
目前船用装卸臂紧急脱离系统和拉断阀都是利用装卸臂的包容角的变化来工作，传感精度低，脱离反应速度慢，适用范围也比较窄，不能符合当今装卸臂装卸介质的工作需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种当发生紧急脱离情况时，能够实现固定设备和移动设备的快速分离，保护设备安全、提高安全系数以及保护环境的激光测距式管线快断保护系统及保护方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：激光测距式管线快断保护系统，包括：
快断阀：包括连接固定设备管线的第一阀门、连接移动设备管线的第二阀门，所述第一阀门连接所述第二阀门；
阀门连接器：设置于所述第一阀门和第二阀门之间，用于连接所述第一阀门和第二阀门；
至少一组设置于所述固定设备上的激光测距组件，所述激光测距组件包括激光测距仪或激光尺，用于测量固定设备和移动设备之间的距离和/或角度；
控制装置，所述控制装置控制连接所述阀门连接器和激光测距组件；
所述激光测距仪或激光尺测量所述固定设备和移动设备之间的距离后输出距离信号，并将所述距离信号传送给控制装置，所述控制装置根据所述距离信号控制阀门连接器的断开。
采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：由于快断阀、阀门连接器、激光测距组件以及控制装置的设置，使得在流体装卸过程中，移动设备若发生位置的偏移，激光测距组件将会及时给控制装置传送距离信号，控制装置将会根据该距离信号迅速做出判断，给管线开关和阀门连接器发出信号，关闭管线开关、断开阀门连接器，响应速度快，及时阻断流体流出外界，避免环境污染，同时保证管线设备不被损坏，提高安全系数。
在上述技术方案的基础上，本发明还可作如下改进：
作为优选的方案，所述第一阀门和/或第二阀门上设置有用于检测阀门是否关闭的第一监测点；所述阀门连接器上设置有用于检测所述阀门连接器是否断开的第二监测点。
采用上述优选的方案，第一监测点和第二监测点的设置，使得控制装置能够及时掌握第一阀门、第二阀门和阀门连接器的开、关状态，为后续工作做准备，提高监测效率。
作为优选的方案，所述移动设备为车或船。
作为优选的方案，所述激光测距组件设置三组，分别位于所述车或船的中间位置和两端位置。
采用上述优选的方案，可以进行三组距离或角度的测量工作，若其中一个距离发生改变，则可得出角度发生变化，能够实时进行监测，提高监测效率和精确度。
作为优选的方案，所述控制装置为PLC。
采用上述优选的方案，PLC能够及时传输控制信号，使得该领域的智能化控性水平大大增强，另外，其信号记录功能，可为后期事故原因分析提供第一手数据。
激光测距式管线快断保护方法，具体步骤如下：
一、对接：载有液体的移动设备行驶至装卸位置，将所述第一阀门和第二阀门通过所述阀门连接器连接，实现固定设备管线和移动设备管线的连通；
二、设置参数：所述激光测距组件记下当下固定设备和移动设备之间正常的装卸距离值，并将所述装卸距离值传送给所述控制装置保存；
三、装卸介质：打开管线开关后，开始装卸介质，装卸过程中，所述激光测距组件实时监测固定设备和移动设备之间的距离，并将测量值实时传送给所述控制装置，所述控制装置将所述测量值与装卸距离值相比较；
若测量值大于所述装卸距离值，则说明移动设备发生位置偏移，所述控制装置将会给管线开关和阀门连接器发出控制信号，关闭管线开关并断开阀门连接器，停止液体传输；实时监测，直至液体装卸完毕。
采用上述优选的方案，能够实时监测固定设备和移动设备之间的位置和工作状态，当紧急情况出现时，移动设备发生位置偏移，激光测距组件和控制装置能够及时掌握情况，立刻将管线开关关闭，断开阀门连接器，流体介质不会泄露，避免管线被外力损坏，确保装卸工作安全进行。
作为优选的方案，所述控制装置根据固定设备和移动设备之间的相对位置，将现场工作区域划分为对接区、安全工作区、报警区和紧急分离区；同时将工作过程分为“待命”、“对接”、“安全工作”、“报警”以及“紧急分离”。
采用上述优选的方案，将流体装卸作业控制在一定的安全区域内进行，管理更加严格，确保安全作业，安全等级更高；“待命”、“对接”、“安全工作”、“报警”以及“紧急分离”几个工作过程的设置，使得流体装卸工作按部就班进行，步骤分明，进一步保证了作业的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明激光测距式管线快断保护系统的结构示意图之一；
图2为本发明激光测距式管线快断保护系统的结构示意图之二；
图3为本发明激光测距式管线快断保护系统的工作状态图。
其中，1、固定设备管线，2、第一阀门，3、移动设备管线，4、第二阀门，5、阀门连接器，6、激光测距组件，7、固定设备，8、移动设备，9、控制装置，10、对接区，11、安全工作区，12、报警区，13、紧急分离区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了达到本发明的目的，如图1所示，在本发明激光测距式管线快断保护系统的一些实施方式中，其包括：
快断阀：包括连接固定设备管线1的第一阀门2、连接移动设备管线3的第二阀门4，第一阀门2连接第二阀门4；
阀门连接器5：设置于第一阀门2和第二阀门4之间，用于连接第一阀门2和第二阀门4；
至少一组设置于固定设备上的激光测距组件6，激光测距组件6包括激光测距仪或激光尺，用于测量固定设备7和移动设备8之间的距离和/或角度；
控制装置9，控制装置9控制连接阀门连接器5和激光测距组件6；
激光测距仪或激光尺测量固定设备7和移动设备8之间的距离后输出距离信号，并将距离信号传送给控制装置9，控制装置9根据距离信号控制阀门连接器5的断开。其中第一阀门2和第二阀门4可选用止回阀或球阀，当阀门连接器5断开，止回阀或球阀会自动关闭，确保流体介质不会外流。
采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：由于快断阀、阀门连接器5、激光测距组件6以及控制装置9的设置，使得在流体装卸过程中，移动设备8若发生位置的偏移，激光测距组件6将会及时给控制装置9传送距离信号，控制装置9将会根据该距离信号迅速做出判断，给管线开关和阀门连接器5发出信号，关闭管线开关、断开阀门连接器5，响应速度快，及时阻断流体流出外界，避免环境污染，同时保证管线设备不被损坏，提高安全系数。
本发明应用范围广泛，可加装在码头装卸臂、陆用鹤管、装卸软管或其它装卸作业管线，无论是硬性管道还是软管都适用，填补了激光检测用于油、气、化工装卸储运领域的空白。使用激光测距组件6监测位移数据，替代传统设备上采用管线包容角变化对移动设备8位置的检测，其测控精度与可靠性能大大增强。控制装置9记录激光监测和人工操控信号，根据监测信号自动判断或人工操控执行预先设定的相关程序，控制管线分离与系统正常工作和安全提示。
在上述技术方案的基础上，本发明还可作如下改进：
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1所示，在本发明激光测距式管线快断保护系统的另外一些实施方式中，第一阀门2和/或第二阀门4上设置有用于检测阀门是否关闭的第一监测点；阀门连接器5上设置有用于检测阀门连接器5是否断开的第二监测点。
采用上述优选的方案，第一监测点和第二监测点的设置，使得控制装置9能够及时掌握第一阀门2、第二阀门4和阀门连接器5的开、关状态，为后续工作做准备，提高监测效率。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1所示，在本发明激光测距式管线快断保护系统的另外一些实施方式中，移动设备8为车或船。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图2所示，在本发明激光测距式管线快断保护系统的另外一些实施方式中，激光测距组件6设置三组，分别位于车或船的中间位置和两端位置。
采用上述优选的方案，可以进行三组距离或角度的测量工作，若其中一个距离发生改变，则可得出角度发生变化，能够实时进行监测，提高监测效率和精确度。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1所示，在本发明激光测距式管线快断保护系统的另外一些实施方式中，控制装置9为PLC。
采用上述优选的方案，PLC能够及时传输控制信号，使得该领域的智能化控性水平大大增强，另外，其信号记录功能，可为后期事故原因分析提供第一手数据。
激光测距式管线快断保护方法，如图1所示，具体步骤如下：
一、对接：载有液体的移动设备8行驶至装卸位置，将第一阀门2和第二阀门4通过阀门连接器5连接，实现固定设备管线1和移动设备管线3的连通；
二、设置参数：激光测距组件6记下当下固定设备7和移动设备8之间正常的装卸距离值，并将装卸距离值传送给控制装置9保存；
三、装卸介质：打开管线开关后，开始装卸介质，装卸过程中，激光测距组件6实时监测固定设备7和移动设备8之间的距离，并将测量值实时传送给控制装置9，控制装置9将测量值与装卸距离值相比较；
若测量值大于装卸距离值，则说明移动设备8发生位置偏移，控制装置9将会给管线开关和阀门连接器5发出控制信号，关闭管线开关并断开阀门连接器5，停止液体传输；实时监测，直至液体装卸完毕。其中，介质为液体、流体或气体。
采用上述优选的方案，能够实时监测固定设备7和移动设备8之间的位置和工作状态，当紧急情况出现时，移动设备8发生位置偏移，激光测距组件6和控制装置9能够及时掌握情况，立刻将管线开关关闭，断开阀门连接器5，流体介质不会泄露，避免管线被外力损坏，确保装卸工作安全进行。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1、图3所示，在本发明激光测距式管线快断保护系统的另外一些实施方式中，控制装置9根据固定设备7和移动设备8之间的相对位置，将现场工作区域划分为对接区10、安全工作区11、报警区12和紧急分离区13；同时将工作过程分为“待命”、“对接”、“安全工作”、“报警”以及“紧急分离”。
下面介绍本发明的工作原理：液体危化品装卸作业安全技术和管理严格要求装卸设备在一定位置与包络范围内实现安全作业，控制程序根据固定设备7和移动设备8之间的相对位置，将现场区域划分为对接区10、安全工作区11、报警区12和紧急分离区13等几个区域。根据激光测距组件6中的激光测距仪或激光尺检测出的位置数据，实时判断出移动设备8当前所处的区域，当移动设备8漂移出安全工作区11时，先警示后分离并及时向上级系统传输信号，以达到智能、安全、保护的目的。控制程序将整个工作过程分为“待命”、“对接”、“安全工作”、“报警”、及“紧急分离”等程序。
一、待命：待命状态处于非工作状态，通过阀门连接器5，将管线、第一阀门2以及第二阀门4形成一个整体，随管线合理收拢。控制装置9和激光测距组件6断电或者休眠。
二、对接：当移动设备8(车或船)到达对接区10，系统自检正常后进入工作状态，激光监测开启，固定设备7通过管线与移动设备7相联，阀门连接器5、第一阀门2以及第二阀门4随连接管线处于移动设备8与固定设备之间。
三、安全工作：管线对接完毕后，输送流体介质，系统进入安全工作状态，激光测距组件适时提供移动设备8与固定设备7之间的相对位置数据，并将该相对位置数据传送给控制装置。
四、报警：当激光测距组件监测到移动设备8漂移出安全工作区11或报警区12时，系统自动记录数值、开启报警程序并输出报警信号进行报警。
五、紧急分离：若移动设备8继续漂移，当控制装置9根据激光测距组件6传回数据判断移动设备漂移至紧急分离区13时，系统发出二级报警信号并发出紧急分离指令，关闭快断阀，当第二监测点传回阀门完全关闭信号时，阀门连接器5迅速断开将管线分为两截，一截随移动设备8漂移出危险区域，另一截留在固定设备7的管线上，分离后的管线因为第一阀门2和第二阀门4关闭，无介质流出。
采用上述优选的方案，将流体装卸作业控制在一定的安全区域内进行，管理更加严格，确保安全作业，安全等级更高；“待命”、“对接”、“安全工作”、“报警”以及“紧急分离”几个工作过程的设置，使得流体装卸工作按部就班进行，步骤分明，进一步保证了作业的安全性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.激光测距式管线快断保护系统，其特征在于，包括：
快断阀：包括连接固定设备管线的第一阀门、连接移动设备管线的第二阀门，所述第一阀门连接所述第二阀门；
阀门连接器：设置于所述第一阀门和第二阀门之间，用于连接所述第一阀门和第二阀门；
至少一组设置于所述固定设备上的激光测距组件，所述激光测距组件包括激光测距仪或激光尺，用于测量固定设备和移动设备之间的距离和/或角度；
控制装置，所述控制装置控制连接所述阀门连接器和激光测距组件；
所述激光测距仪或激光尺测量所述固定设备和移动设备之间的距离后输出距离信号，并将所述距离信号传送给控制装置，所述控制装置根据所述距离信号控制阀门连接器的断开。
2.根据权利要求1所述的激光测距式管线快断保护系统，其特征在于，所述第一阀门和/或第二阀门上设置有用于检测阀门是否关闭的第一监测点；所述阀门连接器上设置有用于检测所述阀门连接器是否断开的第二监测点。
3.根据权利要求2所述的激光测距式管线快断保护系统，其特征在于，所述移动设备为车或船。
4.根据权利要求3所述的激光测距式管线快断保护系统，其特征在于，所述激光测距组件设置三组，分别位于所述车或船的中间位置和两端位置。
5.根据权利要求4所述的激光测距式管线快断保护系统，其特征在于，所述控制装置为PLC。
6.激光测距式管线快断保护方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的激光测距式管线快断保护系统进行实时监测和保护，具体步骤如下：
一、对接：载有液体的移动设备行驶至装卸位置，将所述第一阀门和第二阀门通过所述阀门连接器连接，实现固定设备管线和移动设备管线的连通；
二、设置参数：所述激光测距组件记下当下固定设备和移动设备之间正常的装卸距离值，并将所述装卸距离值传送给所述控制装置保存；
三、装卸介质：打开管线开关后，开始装卸介质，装卸过程中，所述激光测距组件实时监测固定设备和移动设备之间的距离，并将测量值实时传送给所述控制装置，所述控制装置将所述测量值与装卸距离值相比较；
若测量值大于所述装卸距离值，则说明移动设备发生位置偏移，所述控制装置将会给管线开关和阀门连接器发出控制信号，关闭管线开关并断开阀门连接器，停止液体传输；实时监测，直至液体装卸完毕。
7.根据权利要求6所述的激光测距式管线快断保护方法，其特征在于，所述控制装置根据固定设备和移动设备之间的相对位置，将现场工作区域划分为对接区、安全工作区、报警区和紧急分离区；同时将工作过程分为“待命”、“对接”、“安全工作”、“报警”以及“紧急分离”。
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