CN110410570A - 基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统及方法，包括压力容器，压力容器上分别设有进口阀、出口阀、泄压阀和进人门，所述进口阀、出口阀和泄压阀上均设有智能阀门锁，进人门上设有进人门闭锁装置；还包括智能钥匙置换盒，智能钥匙置换盒上设有解锁钥匙，智能钥匙置换盒连接有移动终端，移动终端与智能阀门锁相连；所述移动终端连接有云服务器。本发明能够有效防止进人门带压误开现象的发生。

Description

基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种压力容器的控制系统，特别是一种基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统及方法。

背景技术

由于生产需要，在化工、能源、医药等行业，存在各种盛放高压介质的压力容器，压力容器上主要设置有进口阀、出口阀和泄压阀，以及一些连接管道；由于压力容器的体积较大，为了便于对压力容器内部进行检修维护，一般会在压力容器上设置一扇进人门，其作为压力容器上的重要组成部件，是进入压力容器内部检修维护的唯一途径。现有的进人门是通过螺栓与压力容器相连，需要维修时，通过套筒将其螺栓拆除，就能卸下进人门，维修人员就可以进入进行维修。但是，进人门与压力容器只是通过螺栓相连，并无其它的安全闭锁机构，维修人员在打开进人门时可能不清楚压力容器内部的情况，存在着带压误开的重大风险，一旦发生人为误操作必然造成人员伤亡、设备损坏，后果无法想象。因此，现有的技术存在着易发生带压误开的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统及方法。本发明能够有效防止进人门带压误开现象的发生。

本发明的技术方案：一种基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，包括压力容器，压力容器上分别设有进口阀、出口阀、泄压阀和进人门，所述进口阀、出口阀和泄压阀上均设有智能阀门锁，进人门上设有进人门闭锁装置；还包括智能钥匙置换盒，智能钥匙置换盒上设有解锁钥匙，智能钥匙置换盒连接有移动终端，移动终端与智能阀门锁相连；所述移动终端连接有云服务器。

前述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统中，所述云服务器还连接有PC终端。

前述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统中，云服务器经4G与移动终端相连，移动终端经蓝牙通讯分别与智能阀门锁和智能钥匙置换盒相连。

前述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统中，所述智能钥匙置换盒包括盒体，盒体内设有锂电池，锂电池串联有蓝牙控制板，蓝牙控制板上分别并联连接有指示牌驱动微电机、钥匙锁位置开关和电子驱动锁，指示牌驱动微电机输出端设有指示牌，电子驱动锁侧面设有钥匙锁，钥匙锁上设有与电子驱动锁相配合的钥匙偏心凸轮，钥匙偏心凸轮上设有锁止口；所述钥匙锁位置开关与钥匙偏心凸轮相配合。

前述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统中，所述进人门闭锁装置包括一组环形设置在进人门上且与压力容器相固定的螺栓，还包括固定在进人门上的闭锁结构；所述闭锁结构包括四根呈矩形分布的固定杆，每根固定杆上均设有限位孔，限位孔内设有移动杆，移动杆外端设有与螺栓相配合的卡爪，移动杆内侧端设有旋转驱动机构，旋转驱动机构两侧分别设有电磁锁和机械锁，其中一根移动杆上设有与机械锁相配合的定位口；所述旋转驱动机构包括固定在进人门中部的旋转轴，旋转轴上设有旋转齿轮，移动杆上设有与旋转齿轮相配合的齿条；所述旋转轴上还设有旋转板，旋转板上设有缺口，缺口与电磁锁相配合。

前述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统中，所述电磁锁还连接有位于压力容器内的压力检测传感器。

基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统的控制方法，包括以下步骤：

A、通过智能阀门锁检测阀门的开闭状态，并将检测到的阀门的开闭位置状态信息和智能阀门锁的锁定状态信息传输至移动终端，移动终端将上述信息传输至云服务器保存；

B、移动终端读取云服务器内的阀门开闭位置状态信息和智能阀门锁的锁定状态信息，并通过人工来操作相应智能阀门锁的解锁或锁定操作；

C、当进口阀与出口阀均关闭、泄压阀打开，智能阀门锁处于锁定状态时，移动终端将智能钥匙置换盒解锁，人工取出位于智能钥匙置换盒上的解锁钥匙；

D、将解锁钥匙插入进人门闭锁装置进行机械解锁，当进人门闭锁装置检测到压力容器内无压力时进行电磁解锁，旋转进人门闭锁装置，完成开锁，解除对进人门上螺栓的卡位；

E、利用套筒拆除进人门上的螺栓，拆除进人门，即完成操作。

与现有技术相比，本发明通过在进口阀、出口阀和泄压阀上设置智能阀门锁，在进人门上设置进人门闭锁装置，将进口阀、出口阀和泄压阀的开关状态与智能钥匙置换盒的解锁状态相联系在一起，这样就能够保证只有当进口阀、出口阀和泄压阀处于指定状态时，智能钥匙置换盒上的解锁钥匙才能被取下，进而才能解锁进人门闭锁装置上的机械的钥匙锁部分；而进人门闭锁装置上还设有电磁锁，只有当压力容器内部无压时，电磁锁才能解锁，这样就能够有效的避免了进人门在压力容器还带压时发生误开的现象，极大的提高了操作的安全性。综上所述，本发明能够有效防止进人门带压误开现象的发生。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是移动终端的连接关系图；

图3是智能钥匙置换盒的结构示意图；

图4是进人门闭锁装置的结构示意图；

图5是旋转齿轮与齿条的配合视图。

附图中的标记为：1-压力容器，2-进口阀，3-出口阀，4-泄压阀，5-进人门，6-智能阀门锁，7-进人门闭锁装置，8-智能钥匙置换盒，9-移动终端，10-云服务器，11-PC终端，801-盒体，802-锂电池，803-蓝牙控制板，804-指示牌驱动微电机，805-钥匙锁位置开关，806-电子驱动锁，807-指示牌，808-钥匙锁，809-钥匙偏心凸轮，810-锁止口，701-螺栓，702-固定杆，703-移动杆，704-卡爪，705-电磁锁，706-机械锁，707-定位口，708-旋转轴，709-旋转齿轮，710-齿条，711-旋转板，712-缺口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，构成如图1至图5所示，包括压力容器1，压力容器1上分别设有进口阀2、出口阀3、泄压阀4和进人门5，所述进口阀2、出口阀3和泄压阀4上均设有智能阀门锁6，进人门5上设有进人门闭锁装置7；还包括智能钥匙置换盒8，智能钥匙置换盒8上设有解锁钥匙，智能钥匙置换盒8连接有移动终端9，移动终端9与智能阀门锁6相连；所述移动终端9连接有云服务器10。

所述云服务器10还连接有PC终端11。

云服务器10经4G与移动终端9相连，移动终端9经蓝牙通讯分别与智能阀门锁6和智能钥匙置换盒8相连。

所述智能钥匙置换盒8包括盒体801，盒体801内设有锂电池802，锂电池802串联有蓝牙控制板803，蓝牙控制板803上分别并联连接有指示牌驱动微电机804、钥匙锁位置开关805和电子驱动锁806，指示牌驱动微电机804输出端设有指示牌807，电子驱动锁806侧面设有钥匙锁808，钥匙锁808上设有与电子驱动锁806相配合的钥匙偏心凸轮809，钥匙偏心凸轮809上设有锁止口810；所述钥匙锁位置开关805与钥匙偏心凸轮809相配合。

所述进人门闭锁装置7包括一组环形设置在进人门5上且与压力容器1相固定的螺栓701，还包括固定在进人门5上的闭锁结构；所述闭锁结构包括四根呈矩形分布的固定杆702，每根固定杆702上均设有限位孔，限位孔内设有移动杆703，移动杆703外端设有与螺栓701相配合的卡爪704，移动杆703内侧端设有旋转驱动机构，旋转驱动机构两侧分别设有电磁锁705和机械锁706，其中一根移动杆703上设有与机械锁706相配合的定位口707；所述旋转驱动机构包括固定在进人门5中部的旋转轴708，旋转轴708上设有旋转齿轮709，移动杆703上设有与旋转齿轮709相配合的齿条710；所述旋转轴708上还设有旋转板711，旋转板711上设有缺口712，缺口712与电磁锁705相配合。

所述电磁锁705还连接有位于压力容器1内的压力检测传感器。

基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统的控制方法，包括以下步骤：

A、通过智能阀门锁检测阀门的开闭状态，并将检测到的阀门的开闭位置状态信息和智能阀门锁的锁定状态信息传输至移动终端，移动终端将上述信息传输至云服务器保存；

B、移动终端读取云服务器内的阀门开闭位置状态信息和智能阀门锁的锁定状态信息，并通过人工来操作相应智能阀门锁的解锁或锁定操作；

C、当进口阀与出口阀均关闭、泄压阀打开，智能阀门锁处于锁定状态时，移动终端将智能钥匙置换盒解锁，人工取出位于智能钥匙置换盒上的解锁钥匙；

D、将解锁钥匙插入进人门闭锁装置进行机械解锁，当进人门闭锁装置检测到压力容器内无压力时进行电磁解锁，旋转进人门闭锁装置，完成开锁，解除对进人门上螺栓的卡位；

E、利用套筒拆除进人门上的螺栓，拆除进人门，即完成操作。

所述机械锁和电磁锁上均设有锁定机构。

智能钥匙置换盒上的解锁钥匙的置换过程：当进口阀、出口阀和泄压阀处于设定的位置后，相应的智能阀门锁会将其所在的阀门开闭位置状态信息传输至移动终端，移动终端将上述信息传递至云服务器的数据库中保存，人工操作移动终端来控制相应的智能阀门锁的锁定；只有处于上述状态时，移动终端才能控制智能钥匙置换盒解锁，取出解锁钥匙；

移动终端经蓝牙与盒体内的蓝牙控制板相连，移动终端发出解锁的指令后，蓝牙控制板就会控制指示牌驱动微电机工作，指示牌驱动微电机作伸长动作，使得指示牌外移，露出解锁字样；同时，蓝牙控制板还会控制电子驱动锁作收缩动作，使得电子驱动锁的伸出端与钥匙偏心凸轮上的锁止口相分离，从而使得钥匙锁和钥匙偏心凸轮能够旋转，实现解锁钥匙取出的目的；在钥匙偏心凸轮旋转后，钥匙偏心凸轮会与钥匙锁位置开关相触碰，这样就会使得锂电池断电。

蓝牙控制板上设定了启动时自动锁定操作的程序，电子驱动锁会自动伸长对锁止口进行锁定，指示牌驱动微电机会自动收缩，露出锁定字样。

所以，当将解锁钥匙再次插入钥匙锁内并反方向旋转复位，钥匙偏心凸轮与钥匙锁位置开关分离，锂电池开始供电，蓝牙控制板就会启动。

人门闭锁装置的开启过程：将解锁钥匙插入机械锁内，转动机械锁，取消对移动杆上的定位口的限位，压力检测传感器检测到压力容器内无压力时，会控制电磁锁动作，电磁锁就会取消对旋转板上的缺口的限制，这时旋转板就能够发生旋转。人工转动旋转板，旋转板就会带动旋转轴转动，进而使得旋转齿轮转动，旋转齿轮转动，能够带动相应的齿条直线移动，齿条带动移动杆沿着限位孔向内作直线移动，使得卡爪与螺栓分离，通过套筒将螺栓拆除，就可以拆下进人门。

由于齿条的运动行程比较短，所以相邻的齿条之间不会发生干涉。

每个智能阀门锁安装在各自对应的阀门上，拥有唯一的硬件编码号并与阀门的设备双重名称绑定，当用移动终端连接云服务器的数据库，即可获得当前所有阀门开闭状态与锁定与否信息，同时阀门状态变更信息会自动上传至云服务器数据库。

智能阀门锁通过蓝牙通讯与移动终端互相通讯传输信息，并由移动终端P下发指令来控制其的锁定、解锁操作。智能阀门锁将检测到阀门开闭位置状态信息(开启/关闭)，智能阀门锁自身的锁定状态信息(锁定/解锁)通讯传输至移动终端，移动终端可将锁定或解锁的操作指令下发至智能阀门锁，达到控制智能阀门锁的目的。

移动终端，用于接收智能阀门锁上传的阀门开闭位置状态信息(开启/关闭)，智能阀门锁锁定状态信息(锁定/解锁)，并将信息通过4G信号上传并保存在云服务器的数据库内；能够在线读取保存在数据库内的阀门开闭位置状态信息(开启/关闭)，智能阀门锁锁定状态信息(锁定/解锁)，并以此作为智能阀门锁控制的判断依据；上传智能阀门锁的每次操作记录并保存至数据库；

云服务器(内设数据库)，用于保存移动终端上传的阀门开闭位置状态信息(开启/关闭)，智能阀门锁锁定状态信息(锁定/解锁)，将每次智能阀门锁的操作记录保存并上传至数据库。

PC终端，用于保存移动终端上传至云服务器内的阀门开闭位置状态信息(开启/关闭)，智能阀门锁锁定状态信息(锁定/解锁)，通过PC端可看到所有阀门的开闭状态及锁定状态信息。

Claims (7)

1.基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，包括压力容器(1)，压力容器(1)上分别设有进口阀(2)、出口阀(3)、泄压阀(4)和进人门(5)，其特征在于：所述进口阀(2)、出口阀(3)和泄压阀(4)上均设有智能阀门锁(6)，进人门(5)上设有进人门闭锁装置(7)；还包括智能钥匙置换盒(8)，智能钥匙置换盒(8)上设有解锁钥匙，智能钥匙置换盒(8)连接有移动终端(9)，移动终端(9)与智能阀门锁(6)相连；所述移动终端(9)连接有云服务器(10)。

2.根据权利要求1所述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，其特征在于：所述云服务器(10)还连接有PC终端(11)。

3.根据权利要求1所述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，其特征在于：云服务器(10)经4G与移动终端(9)相连，移动终端(9)经蓝牙通讯分别与智能阀门锁(6)和智能钥匙置换盒(8)相连。

4.根据权利要求1所述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，其特征在于：所述智能钥匙置换盒(8)包括盒体(801)，盒体(801)内设有锂电池(802)，锂电池(802)串联有蓝牙控制板(803)，蓝牙控制板(803)上分别并联连接有指示牌驱动微电机(804)、钥匙锁位置开关(805)和电子驱动锁(806)，指示牌驱动微电机(804)输出端设有指示牌(807)，电子驱动锁(806)侧面设有钥匙锁(808)，钥匙锁(808)上设有与电子驱动锁(806)相配合的钥匙偏心凸轮(809)，钥匙偏心凸轮(809)上设有锁止口(810)；所述钥匙锁位置开关(805)与钥匙偏心凸轮(809)相配合。

5.根据权利要求1所述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，其特征在于：所述进人门闭锁装置(7)包括一组环形设置在进人门(5)上且与压力容器(1)相固定的螺栓(701)，还包括固定在进人门(5)上的闭锁结构；所述闭锁结构包括四根呈矩形分布的固定杆(702)，每根固定杆(702)上均设有限位孔，限位孔内设有移动杆(703)，移动杆(703)外端设有与螺栓(701)相配合的卡爪(704)，移动杆(703)内侧端设有旋转驱动机构，旋转驱动机构两侧分别设有电磁锁(705)和机械锁(706)，其中一根移动杆(703)上设有与机械锁(706)相配合的定位口(707)；所述旋转驱动机构包括固定在进人门(5)中部的旋转轴(708)，旋转轴(708)上设有旋转齿轮(709)，移动杆(703)上设有与旋转齿轮(709)相配合的齿条(710)；所述旋转轴(708)上还设有旋转板(711)，旋转板(711)上设有缺口(712)，缺口(712)与电磁锁(705)相配合。

6.根据权利要求5所述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统，其特征在于：所述电磁锁(705)还连接有位于压力容器(1)内的压力检测传感器。

7.实现权利要求1-6中任一项所述的基于智能阀门锁的压力容器阀门安全控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、通过智能阀门锁检测阀门的开闭状态，并将检测到的阀门的开闭位置状态信息和智能阀门锁的锁定状态信息传输至移动终端，移动终端将上述信息传输至云服务器保存；

B、移动终端读取云服务器内的阀门开闭位置状态信息和智能阀门锁的锁定状态信息，并通过人工来操作相应智能阀门锁的解锁或锁定操作；

C、当进口阀与出口阀均关闭、泄压阀打开，智能阀门锁处于锁定状态时，移动终端将智能钥匙置换盒解锁，人工取出位于智能钥匙置换盒上的解锁钥匙；

D、将解锁钥匙插入进人门闭锁装置进行机械解锁，当进人门闭锁装置检测到压力容器内无压力时进行电磁解锁，旋转进人门闭锁装置，完成开锁，解除对进人门上螺栓的卡位；

E、利用套筒拆除进人门上的螺栓，拆除进人门，即完成操作。