CN110341884B - 自动驱气式防溢油装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动驱气式防溢油装置及其控制方法，包括透气口（1）、油气分离透气装置（3）、快速接口（4）、加油管（22）及进油管（26）；加油管的一端通过快速接口连接加油软管，加油管的另一端通过进油管连接到油舱；油气分离透气装置与进油管连接，油气分离透气装置内安装有离心叶轮（7），透气口通过连接管（28）安装在油气分离透气装置的顶部，使空气通过离心叶轮经透气口向上排出，柴油通过离心叶轮经油气分离透气装置的内壁向下回流到油舱内。本发明能有效避免因跳管造成的跑油污染事故，又实现了快速拆装、全过程实时监控的目的，且有效地提高了装置的自动化保护水平。

Description

自动驱气式防溢油装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种拖轮加油过程中管系、油舱的自动驱气设备及方法，尤其涉及一种自动驱气式防溢油装置及其控制方法。

背景技术

港口作业拖轮主要服务于各码头的大轮开、靠船的协助任务（顶推、拖拉等），同时也兼顾领航和一些在特殊情况下的抢险救助作业，拖轮具有船体小巧，马力强劲的特点。

从船舶设备功能上看：在船上主机是为船舶提供主动力的装置，在现有技术的拖轮中主要是2台大功率的船用四冲程柴油机；而发电机则是为船舶提供源源不断电力（包括动力电源和照明电源）的装置，主要是由2台小型柴油机提供动力。柴油作为拖轮上的燃料，主要储存在4个大容量的油舱之中，并且必须经过不定期地加注补充，以保证柴油机能够得到源源不断的燃料补给。

港口作业拖轮的工作范围绝大部分是在码头区域完成，并且当作业完毕，拖轮随即会靠泊工作码头，处于系泊待命状态。柴油的加注就是在拖轮处于系泊待命状态时进行的。即：拖轮靠泊在工作码头，当前后的系泊缆绳带妥，并且接妥岸电，拖轮使用岸电状态下，由码头上加油车专门进行岸基式加油，柴油的加注过程如下：

1、加油车在码头上就位；

2、拖轮靠泊妥当，岸电接妥；

3、注油管接妥；

4、开始加油；

5、全过程人员值班监护。

拖轮的每个燃油舱都有一个专门的透气孔，通常是安装于主甲板上与大气相通。在加油的过程中随着油舱内燃油液面的升高，上部空间逐渐减小，燃油液面上方的油气经过透气孔排出。但是，在实际的加油过程中，如果加注燃油的速度过快，则就有可能使得油舱上部的油气来不及经透气孔排出，拖轮注油口的背压因此而升高，燃油就从此处（注油口）溢出，严重时会发生跳管跑油事故。

受拖轮空间的限制，油管通常都很长，且弯头比较多，这就使注油初期，管系中的空气不容易排出，燃油就很容易从注油口处溢出，造成环境污染。

目前，拖轮上的注油口都是普通的结构，加油时仅仅是将橡胶软管插入到拖轮注油口内200mm左右，并用绳子绑扎即可。这种简单的结构，当有大量油气无法及时排出时，就会使油车的加油软管脱离（跳管）拖轮的注油口，如果不能及时发现并停止，就会造成更为严重的“跑油”事故。

综上所述，溢油不仅仅只是能源的损失，更是一种环境的污染事故。在当今全社会都在大力治污控霾，重视生态环境保护的大背景下，这种溢油污染事故显然是违背当今的时代背景以及国家的环保精神。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驱气式防溢油装置及其控制方法，能有效避免因跳管造成的跑油污染事故，又实现了快速拆装、全过程实时监控的目的；其电气实时监控保护与注油泵连锁的设计方案，有效地提高了装置的自动化保护水平。

本发明是这样实现的：

一种自动驱气式防溢油装置，包括透气口、油气分离透气装置、快速接口、加油管及进油管；所述的加油管的一端通过快速接口连接加油软管，加油管的另一端通过进油管连接到油舱；油气分离透气装置与进油管连接，油气分离透气装置内安装有离心叶轮，透气口通过连接管安装在油气分离透气装置的顶部，使空气通过离心叶轮经透气口向上排出，柴油通过离心叶轮经油气分离透气装置的内壁向下回流到油舱内。

所述的自动驱气式防溢油装置还包括电气实时监控系统，电气实时监控系统包括防溢装置、电磁阀、通过顶杆支座安装在油气分离透气装置内的传感器电气接线盒及与其触发连接的液位传感器；所述的防溢装置连接在连接管上，电磁阀设置在防溢装置内并与传感器电气接线盒连接；传感器电气接线盒通过液位传感器触发声光报警单元。

所述的液位传感器包括传感器顶杆及浮球；传感器顶杆的下端安装在顶杆支座上，浮球设置在传感器顶杆上，传感器顶杆通过浮球在油气分离透气装置的柴油内上下浮动，使传感器顶杆触发传感器电气接线盒。

所述的传感器顶杆上设有上限调节滑块及下限调节滑块，上限调节滑块及下限调节滑块分别位于浮球的上方及下方。

所述的防溢装置的外端连接有副油箱。

所述的快速接口内套接有进油钢管，快速接口通过进油钢管的一端与加油软管连接，进油钢管的另一端通过进油口连接在加油管内。

所述的进油钢管通过螺帽与进油口连接，且进油钢管与进油口之间设有垫圈。

所述的螺帽上设有多个座孔，多根手柄分别通过多个座孔对应安装在螺帽上。

一种自动驱气式防溢油装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：加油车在码头上停妥，通过快速接口安装到加油车的加油口上，加油前的准备工作就绪后进行加油，合上控制电源，对系统进行供电；

步骤2：柴油通过进油管注入油舱，通过离心叶轮油气分离后的空气经透气口排出，柴油通过油气分离透气装置回流到油舱内；

步骤3：当有异常情况发生时，浮球升高，油液升高至上限调节滑块的位置，传感器顶杆接触传感器电气接线盒，触发电气实时监控系统工作；

步骤4：液位传感器动作，使第一继电器线圈得电，第一继电器的第五、六常开触点动作闭合自锁；

步骤5：第一继电器的第一、二常开触点闭合，系统中的声响指示器和光亮指示器发出声光报警，提示工作人员采取措施；

步骤6：第一继电器的第三、四常开触点闭合，电磁阀得电动作，打开防溢装置，将异常升高的混合物泄放至副油箱中；

步骤7：第一继电器的第一、二常开触点闭合，使第三继电器线圈得电，第三继电器的第一、二常开触点闭合；

步骤8：油泵的连锁继电器得电动作，停止油泵的运转；

步骤9：故障得到及时处理并消除后，对电气实时监控系统进行复位；

步骤10：当加油结束后，断开控制电源，整个加油过程完毕。

在所述的步骤9中，还包括如下分步骤：

步骤9.1：异常状态排除后，按下复位按钮，第二继电器线圈得电，第二继电器的第一、二常开触点闭合自锁；

步骤9.2：第二继电器的第三、四常闭触点断开，使第一继电器线圈失电，第一继电器的第一、二常开触点均动作断开，声响指示器和光亮指示器停止工作；

步骤9.3：在第一继电器的第一、二常开触点断开后，第三继电器线圈也失电，进而使第三继电器的第一、二常开触点也断开，连锁继电器失电，使油车的油泵复位；

步骤9.4：第一继电器的第三、四常开触点断开后，防溢装置的电磁阀失电关闭，即复位过程操作结束。

本发明通过离心叶轮将气流中的油气分离并将空气排出，减少了释放空气中的油气含量，避免了溢油污染；在异常溢油情况下，可通过声光报警提示工作人员及时、快速地采取措施，同时迅速打开防溢电磁阀，使溢油泄放到副油箱中并及时停止油泵工作，有效避免跑油事故发生；本发明具有通用性和实用性，分段式的结构也便于拆装和日常维护。

本发明能有效避免因跳管造成的跑油污染事故，又实现了快速拆装、全过程实时监控的目的；其电气实时监控保护与注油泵连锁的设计方案，有效地提高了装置的自动化保护水平。

附图说明

图1是本发明自动驱气式防溢油装置的剖视图；

图2是本发明自动驱气式防溢油装置中电气实时监控系统的安装剖视图；

图3是本发明自动驱气式防溢油装置中快速接口的安装剖视图；

图4是本发明自动驱气式防溢油装置中快速接口的分解示意图；

图5是本发明自动驱气式防溢油装置的电气防溢控制方法的电路原理图。

图中，1透气口，2防溢装置，3油气分离透气装置，4快速接口，5法兰，6第一轴承，7离心叶轮，8第二轴承，9传感器顶杆，10上限调节滑块，11传感器电气接线盒（感应触点），12轴，13顶杆支座，14下限调节滑块，15浮球，16电磁阀（D1），17手柄，18座孔，20进油钢管，21加油软管，22加油管，23进油口，24螺帽，25垫圈，26进油管，27副油箱，28连接管，Q1控制电源，YW液位传感器，K1第一继电器，Ha声响指示器，HD光亮指示器，K3第三继电器，K4连锁继电器，S0复位按钮，K2第二继电器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1至附图3，一种自动驱气式防溢油装置，包括透气口1、油气分离透气装置3、快速接口4、加油管22及进油管26；所述的加油管22的一端通过快速接口4连接加油软管21，快速接口4不仅提高了接拆效率，而且也起到了密封、防溢、防跳管的作用，从而彻底避免了因跳管而造成的跑油污染事故的发生；进油管26为一端分叉的Y型结构，加油管22的另一端通过进油管26连接到油舱；油气分离透气装置3与进油管26的分叉端连接，油气分离透气装置3内安装有离心叶轮7，透气口1通过连接管28安装在油气分离透气装置3的顶部，使空气通过离心叶轮7经透气口1向上排出，柴油通过离心叶轮7经油气分离透气装置3的内壁向下回流到油舱内，加油时，随着柴油在管路中的流动，快速对管路中的空气进行挤压，一部分气体随即会上升，同时伴随着少许的柴油，离心叶轮7在气流地冲击下，开始旋转，旋转的离心叶轮7在减缓气流流速的同时，又将油和气进行离心分离，使气体沿着离心叶轮7的切线方向经过并继续上升，直至通过透气口1释放到大气之中，而少许的柴油在离心叶轮7离心力的作用下，被甩向四周并在重力的作用下回流至油舱，减少了释放空气中的油气含量。

所述的离心叶轮7通过12轴安装在顶杆支座13上，位于液位传感器YW的下方，且12轴与顶杆支座13的连接处设有第一轴承6。

所述的自动驱气式防溢油装置还包括电气实时监控系统，电气实时监控系统包括防溢装置2、电磁阀16、通过顶杆支座13安装在油气分离透气装置3内的传感器电气接线盒（感应触点）11及与其触发连接的液位传感器YW；所述的防溢装置2连接在连接管28上，电磁阀16设置在防溢装置2内并与传感器电气接线盒（感应触点）11连接；传感器电气接线盒（感应触点）11通过液位传感器YW触发声光报警单元。电气实时监控系统采用的是DC24V安全电压供电，确保用电安全；全过程的实时监控，实现了在异常情况下的声光报警，提醒工作人员及时快速地采取措施。油泵的连锁保护装置，即传感器电气接线盒（感应触点）11及其液位传感器YW，确保了在异常时快速停止油泵的工作，进一步防止跑油、溢油事故的发生。

所述的液位传感器YW包括传感器顶杆9及浮球15；传感器顶杆9的下端通过轴12安装在顶杆支座13上，浮球15设置在传感器顶杆9上，传感器顶杆9通过浮球15在柴油内上下浮动，使传感器顶杆9触发传感器电气接线盒（感应触点）11。

所述的传感器顶杆9上设有上限调节滑块10及下限调节滑块14，上限调节滑块10及下限调节滑块14分别位于浮球15的上方及下方，可用于限制传感器顶杆9的活动范围。

所述的传感器顶杆9的下端通过第二轴承8与顶杆支座13连接。

所述的防溢装置2的外端连接有副油箱27，可以用来收集异常情况下的溢油，有效防止了溢油污染。

所述的快速接口4内套接有进油钢管20，快速接口4通过进油钢管20的一端与加油软管21连接，进油钢管20的另一端通过进油口23连接在加油管22内。

所述的进油钢管20通过螺帽24与进油口23旋紧连接，且进油钢管20与进油口23之间设有垫圈25，可通过垫圈25起到密封的作用，防止发生少量溢油，可采用橡胶材质制成的垫圈25。

所述的加油管22与进油管26之间形成锐角夹角结构，以减小柴油在管内的流动阻力，避免因撞击产生大量的气泡，进油管26的螺帽24与进油口23采用的是螺纹连接，从而有效防止因加油工程中的空气反冲造成加油管22的脱落，发生跑油事故。

所述的螺帽24上设有多个座孔18，多根手柄17分别通过多个座孔18对应安装在螺帽24上，螺帽24通过两根拆装方便的手柄17对称用力，形成力偶，手柄17可以方便的随时安装在座孔18内，接拆方便，提高工作效率。

所述的油气分离透气装置3的一端通过法兰5与进油管26连接，油气分离透气装置3的另一端通过法兰5与连接管28连接，拆装方便，法兰5均采用的是标准件，从而也提高了本发明的通用性和实用性。

本发明采用分段式结构，有利于拆装和日常的维护保养，同时，也可作为总成产品技术对外输出。

请参见附图4，所述的自动驱气式防溢油装置的控制方法包括如下步骤：

步骤1：加油车在码头上停妥，本发明通过快速接口4安装到加油车的加油口上，油舱的注油阀正确开启无误等一切加油前的准备工作就绪后进行加油，合上控制电源Q1，对系统进行供电，电气实时监控保护控制系统采用的是DC24V安全电压，电气实时监控系统开始投入工作，实现加油作业的全过程监控。

步骤2：柴油通过进油管26注入油舱，通过离心叶轮7油气分离后的空气经透气口1排出，柴油通过油气分离透气装置3回流到油舱内。

步骤3：当有异常情况发生时，如油舱注油阀未开或者开启过小等异常情况，大量的柴油和气体上升，浮球15升高，油液升高至上限调节滑块10的位置，传感器顶杆9接触传感器电气接线盒（感应触点）11，触发电气实时监控系统工作，从而触发报警。

步骤4：液位传感器YW动作，使第一继电器K1线圈得电，第一继电器K1的第五、六常开触点K1₅、K1₆动作闭合自锁；

步骤5：第一继电器K1的第一、二常开触点K1₁、K1₂闭合，系统中的声响指示器Ha和光亮指示器HD发出声光报警，提示工作人员及时、快速的采取必要的措施，避免溢油事故的发生。

步骤6：第一继电器K1的第三、四常开触点K1₃、K1₄闭合，电磁阀D1得电动作，打开防溢装置2，将异常升高的大量柴油和气体的混合物泄放至副油箱27中，从而避免柴油从透气口1溢出，造成污染事故。

步骤7：第一继电器K1的第一、二常开触点K1₁、K1₂闭合，使第三继电器K3线圈得电，第三继电器K3的第一、二常开触点K3₁、K3₂闭合。

步骤8：油泵的连锁继电器K4得电动作，迅速停止油泵的运转，从而防止柴油溢油事故的发生；

步骤9：故障得到及时处理并消除后，对电气实时监控系统进行复位；

步骤10：当加油结束后，断开控制电源Q1，整个加油过程完毕。

在所述的步骤9中，还包括如下分步骤：

步骤9.1：按下复位按钮S0，第二继电器K2线圈得电，第二继电器K2的第一、二常开触点K2₁、K2₂闭合自锁。

步骤9.2：第二继电器K2的第三、四常闭触点K2₃、K2₄断开，使第一继电器K1线圈失电，第一继电器K1的第一、二常开触点K1₁、K1₂均动作断开，声响指示器Ha和光亮指示器HD停止工作。

步骤9.3：在第一继电器K1的第一、二常开触点K1₁、K1₂断开后，第三继电器K3线圈也失电，进而使第三继电器K3的第一、二常开触点K3₁、K3₂也断开，连锁继电器K4失电，使油车的油泵复位。

步骤9.4：第一继电器K1的第三、四常开触点K1₃、K1₄断开后，防溢装置2的电磁阀D1失电关闭，即复位过程操作结束。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，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 (2)

1.一种自动驱气式防溢油装置的控制方法，其特征是：该自动驱气式防溢油装置的控制方法基于自动驱气式防溢油装置实现，所述的自动驱气式防溢油装置包括透气口（1）、油气分离透气装置（3）、快速接口（4）、加油管（22）及进油管（26）；所述的加油管（22）的一端通过快速接口（4）连接加油软管（21），加油管（22）的另一端通过进油管（26）连接到油舱；油气分离透气装置（3）与进油管（26）连接，油气分离透气装置（3）内安装有离心叶轮（7），透气口（1）通过连接管（28）安装在油气分离透气装置（3）的顶部，使空气通过离心叶轮（7）经透气口（1）向上排出，柴油通过离心叶轮（7）经油气分离透气装置（3）的内壁向下回流到油舱内；自动驱气式防溢油装置还包括电气实时监控系统，电气实时监控系统包括防溢装置（2）、电磁阀（16）、通过顶杆支座（13）安装在油气分离透气装置（3）内的传感器电气接线盒（11）及与其触发连接的液位传感器YW；所述的防溢装置（2）连接在连接管（28）上，电磁阀（16）设置在防溢装置（2）内并与传感器电气接线盒（11）连接；传感器电气接线盒（11）通过液位传感器YW触发声光报警单元；传感器电气接线盒（11）及其液位传感器YW即油泵的连锁保护装置；所述的液位传感器YW包括传感器顶杆（9）及浮球（15）；传感器顶杆（9）的下端安装在顶杆支座（13）上，浮球（15）设置在传感器顶杆（9）上，传感器顶杆（9）通过浮球（15）在油气分离透气装置（3）的柴油内上下浮动，使传感器顶杆（9）触发传感器电气接线盒（11）；

所述的自动驱气式防溢油装置的控制方法包括如下步骤：

步骤1：加油车在码头上停妥，通过快速接口（4）安装到加油车的加油口上，加油前的准备工作就绪后进行加油，合上控制电源Q1，对系统进行供电；

步骤2：柴油通过进油管（26）注入油舱，通过离心叶轮（7）油气分离后的空气经透气口（1）排出，柴油通过油气分离透气装置（3）回流到油舱内；

步骤3：所述的传感器顶杆（9）上设有上限调节滑块（10）及下限调节滑块（14），上限调节滑块（10）及下限调节滑块（14）分别位于浮球（15）的上方及下方；当有异常情况发生时，浮球（15）升高，油液升高至上限调节滑块（10）的位置，传感器顶杆（9）接触传感器电气接线盒（11），触发电气实时监控系统工作；

步骤4：液位传感器YW动作，使第一继电器K1线圈得电，第一继电器K1的第五、六常开触点（K1₅、K1₆）动作闭合自锁；

步骤5：第一继电器K1的第一、二常开触点（K1₁、K1₂）闭合，系统中的声响指示器Ha和光亮指示器HD发出声光报警，提示工作人员采取措施；

步骤6：防溢装置（2）的外端连接有副油箱（27），第一继电器K1的第三、四常开触点（K1₃、K1₄）闭合，电磁阀D1得电动作，打开防溢装置（2），将异常升高的混合物泄放至副油箱（27）中；

步骤7：第一继电器K1的第一、二常开触点（K1₁、K1₂）闭合，使第三继电器K3线圈得电，第三继电器K3的第一、二常开触点（K3₁、K3₂）闭合；

步骤8：油泵的连锁继电器K4得电动作，停止油泵的运转；

步骤9：故障得到及时处理并消除后，对电气实时监控系统进行复位；

步骤10：当加油结束后，断开控制电源Q1，整个加油过程完毕。

2.根据权利要求1所述的自动驱气式防溢油装置的控制方法，其特征是：所述的步骤9还包括如下分步骤：

步骤9.1：按下复位按钮S0，第二继电器K2线圈得电，第二继电器K2的第一、二常开触点（K2₁、K2₂）闭合自锁；

步骤9.2：第二继电器K2的第三、四常闭触点（K2₃、K2₄）断开，使第一继电器K1线圈失电，第一继电器K1的第一、二常开触点（K1₁、K1₂）均动作断开，声响指示器Ha和光亮指示器HD停止工作；

步骤9.3：在第一继电器K1的第一、二常开触点（K1₁、K1₂）断开后，第三继电器K3线圈也失电，使第三继电器K3的第一、二常开触点（K3₁、K3₂）也断开，连锁继电器K4失电，使油车的油泵复位；

步骤9.4：第一继电器K1的第三、四常开触点（K1₃、K1₄）断开后，防溢装置（2）的电磁阀D1失电关闭，即复位过程操作结束。

Images