CN215005369U - 一种安全防爆探测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种安全防爆探测装置及系统。安全防爆探测装置包括油雾测量室、油雾过滤器、天然气测量室、抽气采样装置以及中央控制器。本实用新型能够对船用发动机曲轴箱内的油雾和燃气混合气体浓度进行监测、报警，可有效降低大型船舶在运行过程中的爆炸危险，一方面能够单独检测每一发动机的曲轴箱的油雾浓度同时单独检测天然气浓度，而且还能同时检测不同浓度范围的油雾浓度与天然气浓度的混合比，直接通过气体混合比判断是否存在爆炸危险，从而防爆反应速度比传统自然弥散采样更快，投入应用后能够更好的保障安全防爆探测系统的船舶的运行安全。

Description

一种安全防爆探测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及安全防爆装置技术领域，具体涉及一种安全防爆探测装置及系统，应用于船用双燃料发动机或者具有不同燃料的两个发动机组，能够对船用发动机曲轴箱内的油雾和燃气混合气体浓度进行监测、报警。

背景技术

船用柴油机运转过程中，曲轴箱的油雾浓度是决定其是否安全的主要指标之一，由于各种故障造成曲轴箱油雾达到着火点，可能导致箱体爆炸，在经济和人身安全方面都会产生严重的后果。因此根据《钢质海船入级规范》，对于大功率或大缸经船用柴油机，曲轴箱应安装油雾探测装置。但对于双燃料发动机，由于燃料性质不一样，其曲轴箱内油雾成分与传统柴油机曲轴箱油雾成分有所不同，所以针对双燃料发动机有必要开发一种油雾、燃气混合探测装置。本装置可以实时检测双燃料发动机曲轴箱内油雾浓度和天然气浓度，并设有报警信号，在油雾浓度或天然气浓度超过设定值时，控制主机减速或停机。

双燃料发动机油雾、燃气混合探测装置区别于传统的油雾探测器，不仅适用于普通船用柴油机油雾探测，更适用于双燃料发动机，能够分别监测油雾浓度和天然气浓度，具有较大的创新性。但是目前缺少能够对船用发动机曲轴箱内的油雾和燃气混合气体浓度进行监测、报警的安全防爆探测装置。

针对上述问题，迫切需要一种应用于船用双燃料发动机的安全防爆探测装置及系统，为大型船舶安全防爆提供更优的检测措施，进一步提高船舶的安全性和稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种应用于船用双燃料发动机的安全防爆探测装置及系统，能够用以解决目前缺少能够对船用发动机曲轴箱内的油雾和燃气混合气体(天然气)浓度进行监测、报警的安全防爆探测装置的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种安全防爆探测装置，其包括油雾测量室、油雾过滤器、天然气测量室、抽气采样装置以及中央控制器。所述油雾测量室与发动机的曲轴箱相连通，并连接至所述真空发生器；所述油雾过滤器连接至所述油雾测量室；所述天然气测量室连接至所述油雾过滤器，并连接至所述真空发生器；所述抽气采样装置连接至所述天然气测量室；所述中央控制器连接至所述油雾测量室、所述天然气测量室及所述抽气采样装置，所述中央控制器用于控制所述抽气采样装置的开启，并用于根据所述油雾测量室测量的油雾浓度值、所述天然气测量室测量的天然气浓度值及油雾与天然气的混合比输出位于可燃气体浓度危险区域的报警信号。

本实用新型进一步的改进在于，所述抽气采样装置为真空发生器。

本实用新型进一步的改进在于，所述真空发生器采用压缩空气作为动力源，所述抽气采样装置通过一稳压阀与压缩空气连通。

本实用新型进一步的改进在于，所述油雾测量室设有多个，每一油雾测量室与一个所述发动机的曲轴箱相连通。

本实用新型进一步的改进在于，所述中央控制器内设有分配块，所述分配块的一端与一个所述油雾过滤器连通，所述分配块的另一端与多个所述油雾测量室连通。

本实用新型进一步的改进在于，所述中央控制器包括输入单元、存储单元、对比单元以及输出单元；所述输入单元与所述油雾测量室及所述天然气测量室连接，用于实时获取所述油雾测量室测量的油雾浓度值、所述天然气测量室测量的天然气浓度值；所述存储单元存储有油雾爆炸范围阈值、天然气爆炸范围阈值以及油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值；所述对比单元与所述输入单元及所述存储单元连接，用于对比所述油雾测量室测量的油雾浓度值是否位于所述油雾爆炸范围阈值内；以及用于对比所述天然气测量室测量的天然气浓度值是否位于所述天然气爆炸范围阈值内；以及用于对比油雾与天然气的混合比是否位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内；所述输出单元与所述对比单元连接；当所述油雾测量室测量的油雾浓度值位于所述油雾爆炸范围阈值内，输出第一报警信号；当所述天然气测量室测量的天然气浓度值位于所述天然气爆炸范围阈值内，输出第二报警信号；当油雾与天然气的混合比位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内，输出第三报警信号。

本申请还提供一种安全防爆探测系统，其包括发动机以及前文所述的安全防爆探测装置；所述发动机包括曲轴箱，所述油雾测量室安装在所述发动机的曲轴箱上且与所述曲轴箱连通；所述安全防爆探测装置用以通过所述油雾测量室测量所述曲轴箱的油雾浓度值，以及用以通过所述天然气测量室测量天然气浓度值。

本实用新型进一步的改进在于，所述安全防爆探测系统还包括报警指示灯，所述报警指示灯连接至所述中央控制器；当所述中央控制器判定所述油雾浓度值、所述天然气浓度值及油雾与天然气的混合比位于可燃气体浓度危险区域时，所述中央控制器输出报警信号至所述报警指示灯进行预报警或主报警。

本实用新型进一步的改进在于，所述报警指示灯包括第一报警单元、第二报警单元以及第三报警单元；当所述中央控制器判定所述油雾测量室测量的油雾浓度值位于所述油雾爆炸范围阈值内，输出第一报警信号至所述报警指示灯，所述报警指示灯的第一报警单元被点亮；当所述中央控制器判定所述天然气测量室测量的天然气浓度值位于所述天然气爆炸范围阈值内，输出第二报警信号至所述报警指示灯，所述报警指示灯的第二报警单元被点亮；当所述中央控制器判定油雾与天然气的混合比位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内，输出第三报警信号至所述报警指示灯，所述报警指示灯的第三报警单元被点亮。

本实用新型进一步的改进在于，所述安全防爆探测系统还包括主机控制系统，所述报警指示灯连接至所述主机控制系统；当所述中央控制器输出第一报警信号至所述报警指示灯的第一报警单元进行预报警时，所述主机控制系统控制所述发动机减速；当所述中央控制器输出第二报警信号至所述报警指示灯的第二报警单元进行预报警时，所述主机控制系统控制所述发动机减速；当所述中央控制器输出第三报警信号至所述报警指示灯的第三报警单元进行主报警时，所述主机控制系统控制所述发动机停机。

本实用新型提供的一种安全防爆探测装置及系统，应用于船用双燃料发动机或者具有不同燃料的两个发动机组，能够对船用发动机曲轴箱内的油雾和燃气混合气体浓度进行监测、报警，可有效降低大型船舶在运行过程中的爆炸危险，一方面能够单独检测每一发动机的曲轴箱的油雾浓度同时单独检测天然气浓度，而且还能同时检测不同浓度范围的油雾浓度与天然气浓度的混合比，直接通过气体混合比判断是否存在爆炸危险，从而防爆反应速度比传统自然弥散采样更快，投入应用后能够更好的保障安全防爆探测系统的船舶的运行安全。

附图说明

图1是本申请安全防爆探测装置的结构示意图。

图2是本申请安全防爆探测系统的结构示意图。

图3是本申请安全防爆探测装置的原理图。

图4是本申请中央控制器的结构示意图。

附图标记说明：

稳压阀1，抽气采样装置2，油雾测量室3，

油雾过滤器4，天然气测量室5，中央控制器6，

安全防爆探测装置10，发动机20，曲轴箱21，

报警指示灯30，第一报警单元31，第二报警单元32，

第三报警单元33，主机控制系统40，输入单元61，

存储单元62，对比单元63，输出单元64，

安全防爆探测系统100。

具体实施方式

以下参考说明书附图完整介绍本实用新型的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，其保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

请参照图1所示，本实用新型提供的一种安全防爆探测装置10，应用于具有安全防爆探测系统的船舶，用作双燃料发动机的油雾、燃气混合探测装置，主要由稳压阀1、抽气采样装置2、油雾测量室3、油雾过滤器4、天然气测量室5以及中央控制器6等部分组成，其设计简洁、可靠性高、探头互换性强、制造及使用成品低。

区别于传统的油雾探测器只能探测颗粒状油雾浓度，同时区别于传统的可燃气体探测器只能探测纯气态的介质，双燃料发动机油雾、燃气混合探测装置能够同时探测油雾、燃气混合气体，并在不同混合比例下按不同的爆炸下限进行报警。

请参照图1、图2所示，本申请的安全防爆探测装置10针对安全防爆探测系统100，具有高灵敏度多通道并行采样的油雾、燃气混合探测功能。区别于现有主流油雾探测器和可燃气体探测器采用自然弥散或电力驱动抽气采样的方式，抽气采样装置2采用压缩空气作为动力源，优选为一个大功率真空发生器，对各个发动机20的曲轴箱21进行抽气采样。抽气采样装置2采用文丘里管原理，属于纯物理结构驱动，更适用于有燃气泄露风险的环境，防爆性能比传统电驱动采样更好，反应速度比传统自然弥散采样更快。为了稳定压缩空气的压力，在所述抽气采样装置2的前端连接所述稳压阀1，通过稳压阀1与压缩空气连通。

具体的，在所述安全防爆探测系统100包括发动机20以及前文所述的安全防爆探测装置10；所述发动机20包括曲轴箱21，所述油雾测量室3安装在所述发动机20的曲轴箱21上且与所述曲轴箱21连通；所述安全防爆探测装置10用以通过所述油雾测量室3测量所述曲轴箱21的油雾浓度值，以及用以通过所述天然气测量室5测量空气中的天然气浓度值。

在所述安全防爆探测装置10中，所述油雾测量室3与发动机20的曲轴箱21相连通，并连接至所述抽气采样装置2；所述油雾过滤器4连接至所述油雾测量室3；所述天然气测量室5连接至所述油雾过滤器4，并连接至所述抽气采样装置2；所述中央控制器6连接至所述油雾测量室3、所述天然气测量室5及所述抽气采样装置2，所述中央控制器6用于控制所述抽气采样装置2的开启，并用于根据所述油雾测量室3测量的油雾浓度值、所述天然气测量室5测量的天然气浓度值及油雾与天然气的混合比判断是否位于可燃气体浓度危险区域。其中，在图1中，所述抽气采样装置2位于所述中央控制器6的正下方，所述抽气采样装置2连接至回路末端位置的所述天然气测量室5，可以检测所述发动机20排除的气体中的天然气浓度，如此设置可使用一个所述抽气采样装置2即可同时提供所述天然气测量室5的动力及所述油雾过滤器4的负压以过滤所述发动机20排除的气体中的油雾和水汽。

作为安全防爆探测系统100，其包含天然气以及汽油、柴油等液体燃料。如图3所示，所述安全防爆探测装置10一方面能够单独检测每一发动机20的曲轴箱21的油雾浓度同时单独检测天然气浓度，而且还能同时检测不同浓度范围的油雾浓度与天然气浓度的混合比，直接通过气体混合比判断是否存在爆炸危险，从而防爆反应速度比传统自然弥散采样更快，投入应用后能够更好的保障安全防爆探测系统100的船舶的运行安全。

如图3所示，所述安全防爆探测装置10的原理具体为：一方面，通过所述抽气采样装置2采用气源为压缩空气作为动力源，通过稳压阀1与气源连通以提供稳压后的压缩空气。抽气采样装置2采用文丘里管原理，属于纯物理结构驱动，更适用于有燃气泄露风险的环境，防爆性能比传统电驱动采样更好，反应速度比传统自然弥散采样更快；所述抽气采样装置2连通至所述天然气测量室5对所述天然气测量室5产生负压吸附空气，所述天然气测量室5作为天然气传感器来检测空气中的天然气浓度值；所述中央控制器6同时连接至所述天然气测量室5及所述抽气采样装置2，当天然气浓度值位于天然气爆炸范围阈值内时进行报警。另一方面，在所述发动机20的曲轴箱21上连通安装所述油雾测量室3，所述油雾测量室3作为油雾传感器测量曲轴箱21内的油雾浓度值；所述中央控制器6同时电性连接以及连通至多个所述油雾测量室3，当任一个所述油雾测量室3内的油雾浓度值位于油雾爆炸范围阈值内时进行报警。再一方面，所述中央控制器6同时检测所述天然气浓度值以及所述油雾浓度值，当油雾与天然气的混合比位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内也进行报警。

本实施例中，所述油雾测量室3设有多个，每一油雾测量室3与一个所述发动机20的曲轴箱21相连通。所述中央控制器6内集成有分配块(未图示)，所述分配块为一对多的转接头结构，所述分配块的一端与一个所述油雾过滤器4连通，所述分配块的另一端与多个所述油雾测量室3连通。这样可以实现一个油雾过滤器4同时过滤多个油雾测量室3的油雾和水汽。优选一个所述油雾过滤器4与小于等于十个所述油雾测量室3同时连通。采样气体通过油雾测量室3后，汇合到分配块，然后通过过滤器过滤掉油雾和水汽后进入天然气测量室5；天然气测量室5对采样气体中的天然气浓度进行测量，并将天然气浓度值转换为电信号传输给中央控制单元，中央控制器6获取采样气体的油雾及天然气浓度值后，通过计算数值所在范围进行控制。

更详细地，如图4所示，所述中央控制器6包括输入单元61、存储单元62、对比单元63以及输出单元64；所述输入单元61与所述油雾测量室3及所述天然气测量室5连接，用于实时获取所述油雾测量室3测量的油雾浓度值、所述天然气测量室5测量的天然气浓度值；所述存储单元62存储有油雾爆炸范围阈值、天然气爆炸范围阈值以及油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值；所述对比单元63与所述输入单元61及所述存储单元62连接，用于对比所述油雾测量室3测量的油雾浓度值是否位于所述油雾爆炸范围阈值内；以及用于对比所述天然气测量室5测量的天然气浓度值是否位于所述天然气爆炸范围阈值内；以及用于对比油雾与天然气的混合比是否位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内；所述输出单元64与所述对比单元63连接；当所述油雾测量室3测量的油雾浓度值位于所述油雾爆炸范围阈值内，所述输出单元64输出第一报警信号；当所述天然气测量室5测量的天然气浓度值位于所述天然气爆炸范围阈值内，所述输出单元64输出第二报警信号；当油雾与天然气的混合比位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内，所述输出单元64输出第三报警信号。

如图2所示，所述安全防爆探测系统100还包括报警指示灯30，所述报警指示灯30连接至所述中央控制器6；当所述中央控制器6判定所述油雾浓度值、所述天然气浓度值及油雾与天然气的混合比位于可燃气体浓度危险区域时，所述中央控制器6输出报警信号至所述报警指示灯30进行预报警或主报警。

如图2所示，所述报警指示灯30包括第一报警单元31、第二报警单元32以及第三报警单元33；当所述中央控制器6判定所述油雾测量室3测量的油雾浓度值位于所述油雾爆炸范围阈值内，输出第一报警信号至所述报警指示灯30，所述报警指示灯30的第一报警单元31被点亮；当所述中央控制器6判定所述天然气测量室5测量的天然气浓度值位于所述天然气爆炸范围阈值内，输出第二报警信号至所述报警指示灯30，所述报警指示灯30的第二报警单元32被点亮；当所述中央控制器6判定油雾与天然气的混合比位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内，输出第三报警信号至所述报警指示灯30，所述报警指示灯30的第三报警单元33被点亮。

如图2所示，所述安全防爆探测系统100还包括主机控制系统40，所述报警指示灯30连接至所述主机控制系统40；当所述中央控制器输出第一报警信号至所述报警指示灯30的第一报警单元31进行预报警时，所述主机控制系统40控制所述发动机20减速；当所述中央控制器输出第二报警信号至所述报警指示灯30的第二报警单元32进行预报警时，所述主机控制系统40控制所述发动机20减速；当所述中央控制器输出第三报警信号至所述报警指示灯30的第三报警单元33进行主报警时，所述主机控制系统40控制所述发动机20停机。

本实用新型提供的一种安全防爆探测装置及系统，应用于船用双燃料发动机或者具有不同燃料的两个发动机组，能够对船用发动机曲轴箱内的油雾和燃气混合气体浓度进行监测、报警，可有效降低大型船舶在运行过程中的爆炸危险，一方面能够单独检测每一发动机的曲轴箱的油雾浓度同时单独检测天然气浓度，而且还能同时检测不同浓度范围的油雾浓度与天然气浓度的混合比，直接通过气体混合比判断是否存在爆炸危险，从而防爆反应速度比传统自然弥散采样更快，投入应用后能够更好的保障安全防爆探测系统的船舶的运行安全。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型，这些实施方案并不是限制本实用新型的范围。对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种安全防爆探测装置，其特征在于，包括：

油雾测量室，与发动机的曲轴箱相连通；

油雾过滤器，连接至所述油雾测量室；

天然气测量室，连接至所述油雾过滤器；

抽气采样装置，连接至所述天然气测量室；以及

中央控制器，连接至所述油雾测量室、所述天然气测量室及所述抽气采样装置，所述中央控制器用于控制所述抽气采样装置的开启，并用于根据所述油雾测量室测量的油雾浓度值、所述天然气测量室测量的天然气浓度值及油雾与天然气的混合比输出位于可燃气体浓度危险区域的报警信号。

2.如权利要求1所述的安全防爆探测装置，其特征在于，所述抽气采样装置为真空发生器。

3.如权利要求2所述的安全防爆探测装置，其特征在于，所述真空发生器采用压缩空气作为动力源，所述抽气采样装置通过一稳压阀与压缩空气连通。

4.如权利要求1所述的安全防爆探测装置，其特征在于，所述油雾测量室设有多个，每一油雾测量室与一个所述发动机的曲轴箱相连通。

5.如权利要求4所述的安全防爆探测装置，其特征在于，还包括：

分配块，所述分配块的一端与一个所述油雾过滤器连通，所述分配块的另一端与多个所述油雾测量室连通。

6.如权利要求1所述的安全防爆探测装置，其特征在于，所述中央控制器包括：

输入单元，与所述油雾测量室及所述天然气测量室连接，用于实时获取所述油雾测量室测量的油雾浓度值、所述天然气测量室测量的天然气浓度值；

存储单元，存储有油雾爆炸范围阈值、天然气爆炸范围阈值以及油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值；

对比单元，与所述输入单元及所述存储单元连接，用于对比所述油雾测量室测量的油雾浓度值是否位于所述油雾爆炸范围阈值内；以及用于对比所述天然气测量室测量的天然气浓度值是否位于所述天然气爆炸范围阈值内；以及用于对比油雾与天然气的混合比是否位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内；以及

输出单元，与所述对比单元连接；当所述油雾测量室测量的油雾浓度值位于所述油雾爆炸范围阈值内，输出第一报警信号；当所述天然气测量室测量的天然气浓度值位于所述天然气爆炸范围阈值内，输出第二报警信号；当油雾与天然气的混合比位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内，输出第三报警信号。

7.一种安全防爆探测系统，其特征在于，包括发动机以及权利要求1所述的安全防爆探测装置；所述发动机包括曲轴箱，所述油雾测量室安装在所述发动机的曲轴箱上且与所述曲轴箱连通；所述安全防爆探测装置用以通过所述油雾测量室测量所述曲轴箱的油雾浓度值，以及用以通过所述天然气测量室测量天然气浓度值。

8.如权利要求7所述的安全防爆探测系统，其特征在于，还包括：

报警指示灯，所述报警指示灯连接至所述中央控制器；当所述中央控制器判定所述油雾浓度值、所述天然气浓度值及油雾与天然气的混合比位于可燃气体浓度危险区域时，所述中央控制器输出报警信号至所述报警指示灯进行预报警或主报警。

9.如权利要求8所述的安全防爆探测系统，其特征在于，所述报警指示灯包括第一报警单元、第二报警单元以及第三报警单元；

当所述中央控制器判定所述油雾测量室测量的油雾浓度值位于所述油雾爆炸范围阈值内，输出第一报警信号至所述报警指示灯，所述报警指示灯的第一报警单元被点亮；

当所述中央控制器判定所述天然气测量室测量的天然气浓度值位于所述天然气爆炸范围阈值内，输出第二报警信号至所述报警指示灯，所述报警指示灯的第二报警单元被点亮；

当所述中央控制器判定油雾与天然气的混合比位于所述油雾与天然气的混合比爆炸范围阈值内，输出第三报警信号至所述报警指示灯，所述报警指示灯的第三报警单元被点亮。

10.如权利要求9所述的安全防爆探测系统，其特征在于，还包括：

主机控制系统，所述报警指示灯连接至所述主机控制系统；

当所述中央控制器输出第一报警信号至所述报警指示灯的第一报警单元进行预报警时，所述主机控制系统控制所述发动机减速；

当所述中央控制器输出第二报警信号至所述报警指示灯的第二报警单元进行预报警时，所述主机控制系统控制所述发动机减速；

当所述中央控制器输出第三报警信号至所述报警指示灯的第三报警单元进行主报警时，所述主机控制系统控制所述发动机停机。

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