CN110131581A - 一种半挂车紧急切断智能控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半挂车紧急切断智能控制装置，包括紧急切断阀、紧急切断阀气缸、电磁阀、位移传感器、控制系统、锂电池、电缆线和接近开关。本装置取消了原有的罐内取气的结构，增加了储气罐和自动制动的功能，能快速地关闭紧急切断阀，操作更简单方便，也更安全可靠。在操作人员忘记关闭紧急切断阀或按下关阀按钮后未能关闭成功时，能自动关闭紧急切断阀，保证罐车运行安全。

Description

一种半挂车紧急切断智能控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及低温液体运输半挂车制造领域，具体涉及一种半挂车紧急切断智能控制装置及其控制方法。
背景技术
根据相关法规和标准要求，所有装载易燃易爆危险介质的低温液体罐车都须安装紧急切断阀。而大多数用户在使用过程中，紧急切断阀长期处于开启状态，车辆运行过程中一旦发生管道阀门泄漏或是翻车、追尾等安全事故，极有可能导致低温液体大范围的泄漏，污染环境，甚至发生爆炸引发重大的安全事故。
常用的紧急切断装置有气控、油控或缆索控制。由于集装箱与半挂车底架是相对独立的，无法方便的使用半挂车的刹车气源。一般需要外加气泵或油泵来提供动力源，或者利用集装箱内部的气源。如专利号为200620003372.5的“一种液化天然气罐式集装箱的紧急切断系统”，采用罐式集装箱自身气体作为紧急切断阀气源，简化了集装箱的紧急切断阀系统，并能方便地实现远程操作。但是，其不能实现自动操作，采用罐式集装箱自身气体作为紧急切断阀气源，如发生火灾或其他紧急情况，由于罐内介质具有可燃性，当靠罐内气体来实现紧急制动时，制动产生的气体会燃烧，有可能由于气源外泄导致更严重的后果。
发明内容
本发明其目的就在于提供一种半挂车紧急切断智能控制装置，降低半挂车运行过程中由于管道泄漏引发的安全事故率。采用如下技术方案：
一种半挂车紧急切断智能控制装置，包括紧急切断阀、紧急切断阀气缸、电磁阀、位移传感器、控制系统、锂电池、电缆线和接近开关；
所述紧急切断阀气缸与所述紧急切断阀相连，用于控制所述紧急切断阀的开启与关闭；
所述电磁阀通过供气回路与所述紧急切断阀气缸连接，为所述紧急切断阀气缸提供动力；
所述接近开关与所述紧急切断阀连接，检测所述紧急切断阀的开关状态，将检测到的信号传送给所述控制系统；
所述控制系统由所述锂电池供电；
所述电缆线将所述锂电池与车辆电源连接，为所述锂电池充电；
所述位移传感器用于测量半挂车的运动速度，与所述控制系统连接；在车辆行驶后速度达到一定限度时，所述控制系统控制所述电磁阀为所述紧急切断阀气缸提供动力，使所述紧急切断阀关闭；
所述控制系统、位移传感器、锂电池设于集成控制柜内，所述集成控制柜上设有开阀按钮和关阀按钮，分别与所述接近开关连接，当按下所述开阀按钮时，所述接近开关与接近开关开阀位置接通，当按下所述关阀按钮时，所述接近开关与接近开关关阀位置接通；所述控制系统与所述电磁阀、位移传感器、接近开关连接，所述紧急切断阀与半挂车的罐体出口的管道连接。
进一步地，所述紧急切断阀为低温紧急切断阀，其上设有易熔塞，当环境温度达到金属熔化温度时，易熔塞内部的易熔金属就会熔化，汽缸内的工作压力会自动排放，活塞杆向下运动，紧急切断阀阀门关闭，有效避免因为漏气、泄气等原因造成的重大安全事故的发生。
进一步地，还包括报警器，与所述控制系统连接，在所述紧急切断阀未能关闭成功时发出警报。
进一步地，所述报警器为声光报警器，在所述紧急切断阀未能关闭成功时发出声音和警示灯亮。
进一步地，所述电磁阀为二位三通电磁阀，其包括供气口和排气口，所述紧急切断阀气缸为单作用缩回气缸；当所述电磁阀通电时，所述供气口与所述紧急切断阀气缸连通，向所述紧急切断阀气缸供气，所述活塞杆缩回使所述紧急切断阀开启；当所述电磁阀断电时，所述排气口与所述紧急切断阀气缸连通，所述紧急切断阀气缸原有供气压力排出，所述活塞杆伸出使所述紧急切断阀关闭。
进一步地，所述控制系统为PLC控制系统，信号处理时间短，速度快，可靠性高。
进一步地，所述电缆线为ABS电缆线，刚性高韧性强，很难燃烧，安全性高。
进一步地，所述紧急切断阀气缸与电磁阀之间设有压力表，与控制系统连接；当气压不足以关闭紧急切断阀时，压力表将信号发送给控制系统，然后控制报警器发出警报，提醒操作人员。
进一步地，所述气源为惰性气体，包括氮气、氩气等，不具有可燃性，安全性强。
进一步地，所述紧急切断阀包括阀体和与所述阀体连接的气动头，所述气动头受所述紧急切断阀气缸驱动而使紧急切断阀阀体开启或关闭。
进一步地，本发明的半挂车紧急切断智能控制装置的控制方法，包括：
在需要装卸液作业时，长按所述集成控制柜上所述开阀按钮一定时间唤醒所述控制系统，通过所述电磁阀为紧急切断阀气缸的动作提供动力，所述紧急切断阀气缸控制所述低温紧急切断阀开启；
装卸液作业完成时，按下所述关阀按钮可通过所述电磁阀为紧急切断阀气缸的动作提供动力关闭所述低温紧急切断阀，并使所述控制系统进入休眠状态，关闭供电电路；当操作人员并未手动按下所述关阀按钮，半挂车启动后速度达到一定限度值时，所述位移传感器将检测到的信号传送给所述控制系统，所述控制系统控制所述电磁阀为紧急切断阀气缸的动作提供动力关闭所述紧急切断阀，同时所述控制系统进入休眠状态。
进一步地，所述速度的限度值为5km/h。
进一步地，所述接近开关检测所述紧急切断阀的开关状态，将检测到的信号传送给所述控制系统，在车辆启动后速度达到一定限度值时或按下关阀按钮后所述紧急切断阀未能关闭成功时，所述控制系统通过所述报警器将信号传送给操作人员。
本发明可取得如下有益效果：
1、相比现有手动操作的紧急切断装置，本装置能快速地关闭紧急切断阀，操作更简单方便，也更安全可靠。
2、由于半挂车本身并无电瓶，需要采用外接电瓶或与挂车灯具电路(非长期)连接，使用起来比较麻烦，本装置采用全功能型ABS电缆线供电，在罐车启动后可一直为控制系统供电，安装简单，使用方便。
3、本装置在操作人员忘记关闭紧急切断阀的情况下，在车辆行驶后速度达到5km/h时能自动关闭紧急切断阀，保证罐车运行安全，即使阀门未能关闭成功，系统也将通过声光报警器通知操作人员。
4、本发明取消了原有的罐内取气的结构，增加了储气罐和自动制动的功能，保证了人员的安全性，实现了远程操作，对罐体起到更好的保护作用。
5、采用气缸活塞式结构，紧急切断阀工作气压可检测，开关紧急切断阀动作更加平稳可靠。
附图说明
图1为本发明半挂车紧急切断智能控制装置的结构示意图；
图2为本发明半挂车紧急切断智能控制装置的原理图；
图3为本发明半挂车紧急切断智能控制装置的电性连接示意图；
附图标记说明：紧急切断阀1、接近开关2、开阀按钮21、关阀按钮22、声光报警器3、控制系统4、电磁阀5、锂电池6、位移传感器7、电缆线8、压力表9、集成控制柜10、罐体11、阀体13、气动头14、活塞杆15、复位弹簧16、活塞17、管道18、紧急切断阀气缸A、接近开关开阀位置O、接近开关关阀位置S、排气口R、供气口P。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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做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。
实施例1：
如图1、图2、图3所示，本实施例的半挂车紧急切断智能控制装置，包括紧急切断阀1、紧急切断阀气缸A、电磁阀5、位移传感器7、控制系统4、锂电池6、电缆线8和接近开关2。
其中，控制系统4与电磁阀5、位移传感器7、接近开关2连接，紧急切断阀1与半挂车罐体11出口的管道18连接。紧急切断阀气缸A与紧急切断阀1相连，用于控制紧急切断阀1的开启与关闭；电磁阀5通过供气回路与紧急切断阀气缸A连接，为紧急切断阀气缸A的动作提供动力；接近开关2与紧急切断阀1连接，检测紧急切断阀1的开关状态，将检测到的信号传送给控制系统4，控制系统4可以控制电磁阀5的通电与断电；控制系统4由锂电池6供电，电缆线8将锂电池6与车辆电源连接，当车辆启动后，便可通过车辆电源为锂电池6充电；位移传感器7用于测量半挂车的运动速度，与控制系统4连接；在车辆行驶后速度达到一定限度时通过控制系统4控制电磁阀5为紧急切断阀气缸A的动作提供动力，使紧急切断阀1关闭；
控制系统4和锂电池6设于集成控制柜10内，集成控制柜10上设有开阀按钮21和关阀按钮22，分别与接近开关2连接。当按下开阀按钮21时，接近开关2与接近开关开阀位置O接通，此时控制系统4被唤醒并控制电磁阀5为紧急切断阀气缸A的动作提供动力从而使紧急切断阀1开启，即可进行装卸液作业；当按下关阀按钮22时，接近开关2与接近开关关阀位置S接通，此时控制系统4控制电磁阀5为紧急切断阀气缸A的动作提供动力从而使紧急切断阀1关闭，同时控制系统4进入休眠状态。
实施例2：
如图1～图3所示，本实施例的半挂车紧急切断智能控制装置，在实施例1的基础上做了进一步改进。其中，紧急切断阀1为低温紧急切断阀(如型号VDJQ)，其上设有易熔塞，气动操作时，当紧急切断阀1阀门的周围环境温度达到易熔金属熔化温度时(用于低温槽车、低温罐式集装箱的紧急切断阀易熔金属在75℃±5℃应熔化)，易熔塞内部的易熔金属就会熔化，汽缸内的工作压力会自动排放，活塞杆向下运动，紧急切断阀1阀门关闭，有效避免因为漏气、泄气等原因造成的重大安全事故的发生。另外，装置还设置有报警器3，与控制系统4连接，在车辆启动后速度达到一定限度值(一般设置为5km/h)时或按下关阀按钮后紧急切断阀1未能关闭成功时发出警报，及时提醒操作人员。
实施例3：
如图1～图3所示，本实施例的半挂车紧急切断智能控制装置，在实施例2的基础上做了进一步改进。其中，报警器3为声光报警器，在紧急切断阀1未能关闭成功时发出声音，同时警示灯亮，及时提醒操作人员。电磁阀5为二位三通常闭电磁阀，其包括供气口P和排气口R，紧急切断阀气缸A为单作用缩回气缸；当电磁阀5通电时，供气口P与紧急切断阀气缸A连通，向紧急切断阀气缸A供气，活塞杆15缩回使紧急切断阀1开启，此时复位弹簧16受到压缩而积聚了能量，作为关闭紧急切断阀1的驱动能而储存；当电磁阀5断电时，排气口R与紧急切断阀气缸A连通，紧急切断阀气缸A原有供气压力排出，此时活塞17在复位弹簧16积聚能量的作用下向靠近紧急切断阀1的方向移动，带动活塞杆15伸出使紧急切断阀1关闭。电缆线8采用ABS电缆线，刚性高韧性强，很难燃烧，安全性高。紧急切断阀气缸A的气源采用惰性气体，可以是氮气或者氩气，不具有可燃性，安全性强。
实施例4：
如图1～图3所示，本实施例的半挂车紧急切断智能控制装置，在实施例2的基础上做了进一步改进。其中，电磁阀5为二位三通常闭电磁阀，其包括供气口P和排气口R，紧急切断阀气缸A为单作用缩回气缸；当电磁阀5通电时，供气口P与紧急切断阀气缸A连通，向紧急切断阀气缸A供气，活塞杆15缩回使紧急切断阀1开启，此时复位弹簧16受到压缩而积聚了能量，作为关闭紧急切断阀1的驱动能而储存；当电磁阀5断电时，排气口R与紧急切断阀气缸A连通，紧急切断阀气缸A原有供气压力排出，此时活塞17在复位弹簧16积聚能量的作用下向靠近紧急切断阀1的方向移动，带动活塞杆15伸出使紧急切断阀1关闭。另外，紧急切断阀气缸A与电磁阀5之间设有压力表9(如型号YZ-60)，可检测紧急切断阀气缸A内气压，与控制系统4连接。当气压不足以开启紧急切断阀1时，压力表9将信号发送给控制系统4，然后控制报警器3发出警报，提醒操作人员。控制系统4为PLC控制系统，信号处理时间短，速度快，可靠性高。紧急切断阀1包括阀体13和与阀体13连接的气动头14，气动头14受紧急切断阀气缸A驱动而压紧紧急切断阀阀体13使紧急切断阀1关闭，驱动气动头14松开时紧急切断阀1开启。
实施例5：
本发明的半挂车紧急切断智能控制装置的控制方法，包括：
在需要装卸液作业时，长按集成控制柜10上开阀按钮21一定时间唤醒控制系统4，控制系统4控制电磁阀5通电，供气口P与紧急切断阀气缸A连通，向紧急切断阀气缸A供气，活塞杆15缩回使紧急切断阀1开启，此时复位弹簧16受到压缩而积聚了能量，低温紧急切断阀1保持开启状态；
装卸液作业完成时，按下关阀按钮22，控制系统4将电磁阀5断电，排气口R与紧急切断阀气缸A连通，紧急切断阀气缸A原有供气压力排出，此时活塞17在复位弹簧16积聚能量的作用下向靠近紧急切断阀1的方向移动，带动活塞杆15伸出使紧急切断阀1关闭，同时控制系统4进入休眠状态；当操作人员并未手动按下关阀按钮22，半挂车启动后速度达到5km/h时，位移传感器7将检测到的信号传送给控制系统4，控制系统4控制电磁阀5断电，紧急切断阀气缸A关闭紧急切断阀1，同时控制系统4进入休眠状态；
接近开关2检测紧急切断阀的开关状态，在车辆启动后速度达到5km/h时或按下关阀按钮后紧急切断阀1未能关闭成功时，接近开关2将检测到的信号传送给控制系统4，控制系统4通过报警器3将信号传送给操作人员。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半挂车紧急切断智能控制装置，其特征在于，包括紧急切断阀、紧急切断阀气缸、电磁阀、位移传感器、控制系统、锂电池、电缆线和接近开关；
所述紧急切断阀气缸与所述紧急切断阀相连，用于控制所述紧急切断阀的开启与关闭；
所述电磁阀通过供气回路与所述紧急切断阀气缸连接，为所述紧急切断阀气缸提供动力；
所述接近开关与所述紧急切断阀连接，检测所述紧急切断阀的开关状态，将检测到的信号传送给所述控制系统；
所述控制系统由所述锂电池供电；
所述电缆线将所述锂电池与车辆电源连接，为所述锂电池充电；
所述位移传感器用于测量半挂车的运动速度，与所述控制系统连接；在车辆行驶后速度达到一定限度时，所述控制系统控制所述电磁阀为所述紧急切断阀气缸提供动力，使所述紧急切断阀关闭；
所述控制系统、位移传感器、锂电池设于集成控制柜内，所述集成控制柜上设有开阀按钮和关阀按钮，分别与所述接近开关连接，当按下所述开阀按钮时，所述接近开关与接近开关开阀位置接通，当按下所述关阀按钮时，所述接近开关与接近开关关阀位置接通；所述控制系统与所述电磁阀、位移传感器、接近开关连接，所述紧急切断阀与半挂车的罐体出口的管道连接。
2.如权利要求1所述的半挂车紧急切断智能控制装置，其特征在于，所述紧急切断阀为低温紧急切断阀。
3.如权利要求1所述的半挂车紧急切断智能控制装置，其特征在于，还包括报警器，与所述控制系统连接，在所述紧急切断阀未能关闭成功时发出警报。
4.如权利要求3所述的半挂车紧急切断智能控制装置，其特征在于，所述报警器为声光报警器，在所述紧急切断阀未能关闭成功时发出声音和警示灯亮。
5.如权利要求1所述的半挂车紧急切断智能控制装置，其特征在于，所述电磁阀为二位三通电磁阀，其包括供气口和排气口，所述紧急切断阀气缸为单作用缩回气缸；当所述电磁阀通电时，所述供气口与所述紧急切断阀气缸连通，向所述紧急切断阀气缸供气，所述活塞杆缩回使所述紧急切断阀开启；当所述电磁阀断电时，所述排气口与所述紧急切断阀气缸连通，所述紧急切断阀气缸原有供气压力排出，所述活塞杆伸出使所述紧急切断阀关闭。
6.如权利要求1所述的半挂车紧急切断智能控制装置，其特征在于，所述控制系统为PLC控制系统；和/或所述电缆线为ABS电缆线。
7.如权利要求1至6中任一项所述的半挂车紧急切断智能控制装置，其特征在于，所述紧急切断阀气缸与电磁阀之间设有压力表，与控制系统连接；所述气源为惰性气体；和/或
所述紧急切断阀包括阀体和与所述阀体连接的气动头，所述气动头受所述紧急切断阀气缸驱动而使紧急切断阀阀体开启或关闭。
8.一种半挂车紧急切断智能控制方法，其特征在于，包括：
在需要装卸液作业时，长按所述集成控制柜上所述开阀按钮一定时间唤醒所述控制系统，通过所述电磁阀为紧急切断阀气缸提供动力，所述紧急切断阀气缸控制所述低温紧急切断阀开启；
装卸液作业完成时，按下所述关阀按钮可通过所述电磁阀为紧急切断阀气缸提供动力关闭所述低温紧急切断阀，并使所述控制系统进入休眠状态，关闭供电电路；当操作人员并未手动按下所述关阀按钮，半挂车启动后速度达到一定限度值时，所述位移传感器将检测到的信号传送给所述控制系统，所述控制系统控制所述电磁阀为紧急切断阀气缸提供动力关闭所述紧急切断阀，同时所述控制系统进入休眠状态。
9.如权利要求8所述的半挂车紧急切断智能控制方法，其特征在于，所述速度的限度值为5km/h。
10.如权利要求8或9所述的半挂车紧急切断智能控制方法，其特征在于，所述接近开关检测所述紧急切断阀的开关状态，将检测到的信号传送给所述控制系统，在车辆启动后速度达到一定限度值时或按下关阀按钮后所述紧急切断阀未能关闭成功时，所述控制系统通过所述报警器将信号传送给操作人员。
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