CN113063197A - 一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，包括防护罩组件、氢气泄漏监测传感器、吊杆、排风管以及排风机；其中所述排风管通过若干所述吊杆水平固定于屋顶结构顶梁上，且所述排风管一端与室外连通，另一端的端口与所述防护罩组件固定连接；所述防护罩组件竖向上的伸缩能够将列车氢动力系统罩起来，形成通畅有效的氢气排放空间；所述排风管内设有所述氢气泄漏监测传感器和排风机，传感器监测到氢气泄漏时通过排风机将其排出室外。本发明还公开了对应的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统方法。能够解决氢能源有轨电车某一特定车辆氢气泄漏及时排放的问题。

Description

一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统及方法
技术领域
本发明属于氢能源有轨电车技术领域，具体涉及一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统及方法。
背景技术
随着氢能源燃料电池技术的日益成熟，目前已在有轨电车领域得到了应用。氢能源有轨电车是采用氢燃料电池作为动力源的有轨电车车辆，具备续航里程长、零排放、无污染、噪声低、全线无网等优势。
车辆在车辆段或停车场内停放和维修时，会涉及到氢气泄漏的安全问题，氢气泄漏后，一旦聚集，在浓度为4.1％～75％时遇到明火易发生爆炸，危害非常严重，该不利因素严重制约了氢能源有轨电车库房的设计，进而影响氢能源有轨电车技术的发展。
基于上述原因，目前为防止车辆在车辆段或停车场内氢气泄漏造成严重后果，现有技术中参考氢能源公交车的相关设计，针对氢能源有轨电车的库内泄漏采用甲类厂房的相关设计设置库顶排风机或喷淋系统，该方式覆盖面广，工程投资大，虽然能够一定程度上使库内的气体与外界气体交换，降低库内整体氢气浓度集中的风险，但是该方式较为被动，不能从泄漏源进行控制，由于定位不到产生泄漏的具体车辆，无法及时的针对泄漏车辆采取主动的防护措施。
因此现有技术中针对氢能源有轨电车大面积集中停放时，国内尚无有效的对固定车辆的氢气泄漏监测技术，并没有针对氢气泄漏的某一特定车辆有较好的监测及防护措施。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统及方法，能够解决氢能源有轨电车某一特定车辆氢气泄漏及时排放的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，每个氢气泄漏监测排除系统对应一辆列车的列车氢动力系统；
所述氢气泄漏监测排除系统包括防护罩组件、氢气泄漏监测传感器、吊杆、排风管以及排风机；
其中所述排风管通过若干所述吊杆水平固定于屋顶结构顶梁上，且所述排风管一端与室外连通，另一端的端口与所述防护罩组件固定连接；所述防护罩组件竖向上的伸缩能够将列车氢动力系统罩起来，形成通畅的氢气排放空间；
所述排风管内设有所述氢气泄漏监测传感器和排风机，传感器监测到氢气泄漏时通过排风机将其排出室外。
作为本发明的进一步改进，所述防护罩组件包括防护罩和可伸缩风管，其中所述可伸缩风管与所述排风管的端口密封连接，另一端与列车氢动力系统的防护罩固定连接。
作为本发明的进一步改进，所述氢气泄漏监测传感器与所述防护罩组件联动，所述防护罩组件下降时，所述氢气泄漏监测传感器实时监测所述列车氢动力系统的氢气泄漏情况，防护罩组件一旦被操作下降，氢气泄漏监测传感器同步自动开启。
作为本发明的进一步改进，所述排风机设于所述排风管内靠近排风口处，且所述排风机与所述氢气泄漏监测传感器联动，一旦氢气泄漏监测传感器监测到氢气泄漏，排风机自动开启排风。
作为本发明的进一步改进，所述氢气泄漏监测传感器设于所述列车氢动力系统正上方。
作为本发明的进一步改进，所述防护罩尺寸与所述列车氢动力系统的外轮廓相匹配。
作为本发明的进一步改进，该系统还设有报警装置，所述氢气泄漏监测传感器监测到氢气泄漏时，所述报警装置开始产生报警。
作为本发明的进一步改进，该系统中设有联锁控制系统，且内置控制算法程序，可远程控制整套系统逻辑，包括所述氢气泄漏监测传感器与所述防护罩组件联动以及所述排风机与所述氢气泄漏监测传感器联动等。
为实现上述目的，按照本发明的另一方面，提供一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除方法，适用于所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，包括如下步骤：
列车停稳后，操作人员操作设置在库内轨道旁的操作按钮，控制可伸缩风管伸长，列车氢动力系统的防护罩下降，直至罩住列车氢动力系统；
所述防护罩与氢气泄露监测传感器联动，并由联锁控制系统进行逻辑控制，氢气泄露监测传感器同步自动开启；
排风机与所述氢气泄漏监测传感器联动，一旦所述氢气泄漏监测传感器监测到氢气泄漏，联锁控制系统发出逻辑控制指令，所述排风机自动开启排风，将氢气排放至室外。
作为本发明的进一步改进，所述氢气泄露监测传感器一旦监测到氢气泄漏，报警装置开始产生报警，向段场指挥中心发出具体车辆的氢气泄漏故障信息，并开启应急预案。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，针对氢能源有轨电车车辆在库内的停放时，采用可自动伸缩的风管将氢动力系统罩起来，形成通畅的氢气排放空间，然后借助氢气泄漏探测传感器探测氢气泄漏情况，一旦发生泄漏，可自动开启排风机将氢气排出库外，进而解决氢能源有轨电车某一特定车辆氢气泄漏及时排放的问题。
(2)本发明的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，对某一单一车辆进行泄漏监测及防护，不仅可以快速锁定发生氢气泄漏车辆，及时排除泄漏氢气，为应急处理节省时间，大大降低危险发生可能性；而且可以避免库内大面积敷设相关监测传感器，节省工程投资。
(3)本发明的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除方法，通过监测氢气泄漏的传感器与防护罩联动，以及排风机与氢气泄漏监测传感器联动，能够对单一车辆氢气泄漏的源头进行监控，并及时将泄漏的气体排出室外，同时也便于对泄漏车辆进行及时处理。
附图说明
图1为本发明实施例的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统正视图；
图2为本发明实施例的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统侧视图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-防护罩、2-可伸缩风管、3-氢气泄漏监测传感器、4-吊杆、5-排风管、6-排风机、7-列车氢动力系统、8-屋顶结构顶梁。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了解决氢能源有轨电车车辆在车辆段或停车场内停放和维修时氢气泄漏的安全问题，本发明提供一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统及方法。图1为本发明实施例的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统正视图，图2为其对应的侧视图。结合图1和图2所示，本发明的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，每个氢气泄漏监测排除系统对应一辆列车的列车氢动力系统，分别对单一的车辆进行氢气泄漏监控，氢气泄漏监测排除系统包括防护罩1、可伸缩风管2、氢气泄漏监测传感器3、吊杆4、排风管5以及排风机6等。
具体地，排风管5通过若干吊杆4水平固定于屋顶结构顶梁8上(车辆段或停车场库内的梁板结构上)，排风管5一端与室外连通，另一端的端口与防护罩组件固定连接，该端口优选设于排风管底部；防护罩组件包括防护罩1和可伸缩风管2，其中可伸缩风管2与排风管5的端口密封连接，另一端与列车氢动力系统的防护罩1固定连接，通过可伸缩风管2的伸缩可以带动防护罩1竖向上下移动，从而在各列车在库内对应位置停稳后，使防护罩与列车氢动力系统对应锁定。
防护罩1设置于车辆段或停车场库内列车停放轨道位置，列车氢动力系统7的正上方，防护罩1尺寸与列车氢动力系统7的外轮廓相匹配，实现密封。
列车氢动力系统正上方的排风管5内设有氢气泄漏监测传感器3，列车氢动力系统防护罩组件与氢气泄漏监测传感器3联动，防护罩组件下降时，开始实时监测列车氢动力系统的氢气泄漏情况；整套系统由联锁控制系统进行逻辑控制，列车停放至库内对应位置，列车氢动力系统防护罩一旦被操作下降，氢气泄漏监测传感器同步自动开启。
排风管5内靠近排风口处还设有排风机6，排风机6与氢气泄漏监测传感器3联动，一旦氢气泄漏监测传感器监测到氢气泄漏，逻辑控制系统发出逻辑控制指令，排风机自动开启排风，将氢气排放至室外，避免氢气发生聚集，造成潜在危险源；
并且优选地，本发明的氢气泄漏监测排除系统中还设有报警装置，传感器监测到氢气泄漏时，报警装置开始产生报警，并向段场指挥中心发出具体车辆的氢气泄漏故障信息，由段场指挥中心开启应急预案，便于定位到单一的列车。
本发明的氢气泄漏监测排除系统中联锁控制系统内置控制算法程序，可远程控制整套系统逻辑，所有系统电气元部件具有自身电气安全保护措施，且尽可能利用无线传输控制，避免控制系统自身安全隐患。
本发明的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，针对氢能源有轨电车车辆在库内的停放时，采用可自动伸缩的风管将氢动力系统罩起来，形成通畅的氢气排放空间，然后借助氢气泄漏探测传感器探测氢气泄漏情况，一旦发生泄漏，可自动开启排风机将氢气排出库外，进而解决氢能源有轨电车氢气泄漏及时排放的问题。
本发明的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，对某一单一车辆进行泄漏监测及防护，不仅可以快速锁定发生氢气泄漏车辆，及时排除泄漏氢气，为应急处理节省时间，大大降低危险发生可能性；而且可以避免库内大面积敷设相关监测传感器，节省工程投资。
另外，本发明对应的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除方法，具体包括如下步骤：
(1)列车停稳后，列车司机或库内操作人员可以操作设置在库内轨道旁的操作按钮，控制可伸缩风管2伸长，列车氢动力系统防护罩1下降，直至罩住列车氢动力系统；
(2)列车氢动力系统防护罩1与氢气泄露监测传感器3联动，并由联锁控制系统进行逻辑控制，氢气泄露监测传感器同步自动开启；
(3)排风机6与氢气泄漏监测传感器3联动，一旦氢气泄漏监测传感器3监测到氢气泄漏，逻辑控制系统发出逻辑控制指令，排风机6自动开启排风，将氢气排放至室外；
优选地，传感器一旦监测到氢气泄漏，报警装置开始产生报警，并向段场指挥中心发出具体车辆的氢气泄漏故障信息，由段场指挥中心开启应急预案。
本发明针对氢能源有轨电车车辆在库内停放时，采用可自动伸缩的风管将氢动力系统罩起来，形成单列车独立的氢气排放空间，然后借助氢气泄漏探测传感器探测氢气泄漏情况，监测精度可达到氢气浓度1％时即产生报警，并联动氢气排风机及时排放保证库内氢气浓度不会达到爆炸极限点，一旦发生泄漏，可自动开启排风机将氢气排出库外，进而解决氢能源有轨电车氢气泄漏问题。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，包括防护罩组件、氢气泄漏监测传感器(3)、吊杆(4)、排风管(5)以及排风机(6)；
其中所述排风管(5)通过若干所述吊杆(4)水平固定于屋顶结构顶梁(8)上，且所述排风管(5)一端与室外连通，另一端的端口与所述防护罩组件固定连接；所述防护罩组件竖向上的伸缩能够将列车氢动力系统(7)罩起来，形成通畅的氢气排放空间；
所述排风管(5)内设有所述氢气泄漏监测传感器(3)和排风机(6)，传感器监测到氢气泄漏时通过排风机将其排出室外。
2.根据权利要求1所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，所述防护罩组件包括防护罩(1)和可伸缩风管(2)，其中所述可伸缩风管(2)与所述排风管(6)的端口密封连接，另一端与列车氢动力系统的防护罩(1)固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，所述氢气泄漏监测传感器(3)与所述防护罩组件联动，所述防护罩组件下降时，所述氢气泄漏监测传感器(3)实时监测所述列车氢动力系统(7)的氢气泄漏情况。
4.根据权利要求3所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，所述排风机(6)设于所述排风管(5)内靠近排风口处，且所述排风机(6)与所述氢气泄漏监测传感器(3)联动。
5.根据权利要求1或4所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，所述氢气泄漏监测传感器(3)设于所述列车氢动力系统(7)正上方。
6.根据权利要求5所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，所述防护罩(1)尺寸与所述列车氢动力系统(7)的外轮廓相匹配。
7.根据权利要求1或6所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，该系统还设有报警装置，所述氢气泄漏监测传感器(3)监测到氢气泄漏时，所述报警装置开始产生报警。
8.根据权利要求7所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，该系统中设有联锁控制系统，且内置控制算法程序，可远程控制整套系统逻辑。
9.一种氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除方法，适用于根据权利要求1-8任一项所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除系统，其特征在于，包括如下步骤：
列车停稳后，操作人员操作设置在库内轨道旁的操作按钮，控制可伸缩风管伸长，列车氢动力系统的防护罩下降，直至罩住列车氢动力系统；
所述防护罩与氢气泄露监测传感器联动，并由联锁控制系统进行逻辑控制，氢气泄露监测传感器同步自动开启；
排风机与所述氢气泄漏监测传感器联动，一旦所述氢气泄漏监测传感器监测到氢气泄漏，联锁控制系统发出逻辑控制指令，所述排风机自动开启排风，将氢气排放至室外。
10.根据权利要求9所述的氢能源有轨电车库内氢气泄漏监测排除方法，其特征在于，所述氢气泄露监测传感器一旦监测到氢气泄漏，报警装置开始产生报警，向段场指挥中心发出具体车辆的氢气泄漏故障信息，并开启应急预案。
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