智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备及控制系统 |
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| 申请号 | CN202311232579.X | 申请日 | 2023-09-22 | 公开(公告)号 | CN117287621B | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 安捷汇物联信息技术(苏州)有限公司; | 发明人 | 丘永樑; 陈志强; 肖海洋; 陈震; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了智能化冷冻 液化 气体 汽车 罐车 充装设备及控制系统。智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备，汽车罐车包括罐体，罐体用于装载液氮，充装设备包括充装管道、防护箱、补气系统、排气系统、暂存罐和检测系统。充装管道用于向罐体内充装气体，所述防护箱安装在罐体的尾端，所述防护箱用于对充装管道进行防护。所述补气系统安装在防护箱的上端，所述补气系统用于检测防护箱内气体的含量，所述补气系统用于中和防护箱内的气体，所述排气系统用于 抽取 防护箱内泄露的液氮，所述排气系统和暂存罐相匹配，所述暂存罐对排气系统抽取的液氮进行临时存储。本发明能够减少充装设备漏液对工作人员身体造成伤害的情况。 | ||||||
| 权利要求 | 1.智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备，其特征在于，所述汽车罐车包括罐体，所述罐体用于装载液氮；所述充装设备包括： |
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| 说明书全文 | 智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备及控制系统技术领域[0001] 本发明是关于液氮汽车罐车技术领域，特别是关于智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备及控制系统。 背景技术[0002] 随着工业的发展以及人们的生活水平的不断提高，液氮汽车罐车在现代化的社会中起着越来越重要的作用。液氮汽车罐车是一种专门用于输送液氮的车辆，主要用于运输液态氧、液氮、液氢等液氮。为了保证液氮汽车罐车的正常工作和运输顺利，就需要制定一系列的技术操作规程，以确保液氮汽车罐车的安全运输和保管。 [0003] 现有的汽车罐车充装设备一般都安装在汽车罐车的尾部，为保证汽车罐车充装设备不被外界因素损坏，一般，汽车罐车充装设备都安装在箱体中，箱体使得汽车罐车充装设备得到一定的保护。箱体属于较为密封的环境，如果汽车罐车内装载的气体从汽车罐车充装设备处漏出，则会导致箱体内的气体浓度较高。工作人员在打开门的时候吸入高浓度的气体，可能会导致工作人员身体不适。特别是汽车罐车内装载的是氮气，工作人员吸入过量的氮气可能会导致缺氧、窒息等危害，最初会出现胸闷、气短、乏力的危害，继而出现烦躁不安、兴奋和神经恍糊等危害，严重时可昏迷；此外，由于液氮的温度较低，工作人员在打开汽车罐车充装设备时，冷气从汽车罐车充装设备内涌出，也可能会造成工作人员受伤，具有较大的安全隐患。此外，如果汽车罐车停止在通风较差的环境中，例如地下停车场等环境，此时，如果汽车罐车的充装设备发生泄露，由于不通风的环境，导致氮气不流通，使得密封环境中氮气含量过高，具有较大的安全隐患。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备及控制系统，其能够减少充装设备漏液对工作人员身体造成伤害的情况，减少汽车罐车充装设备的使用过程中所产生的安全隐患。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供了智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备及控制系统，智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备，所述汽车罐车包括罐体，所述罐体用于装载液氮。所述充装设备包括：充装管道，所述充装管道用于向罐体内充装气体；防护箱，所述防护箱安装在罐体的尾端，所述防护箱用于对充装管道进行防护；补气系统，所述补气系统安装在防护箱的上端，所述补气系统用于检测防护箱内气体的含量，所述补气系统用于中和防护箱内的气体；排气系统，所述排气系统用于抽取防护箱内泄露的液氮；暂存罐，所述排气系统和暂存罐相匹配，所述暂存罐对排气系统抽取的液氮进行临时存储；检测系统，所述检测系统用于检测罐体内部的重装管道。其中，所述防护箱包括箱体、第一防护门、第二防护门和充装管道，所述充装管道设置在箱体的内部，所述第一防护门和第二防护门转动连接在箱体上。 [0006] 在一个或多个实施方式中，所述第一防护门上转动连接有连接块，所述第二防护门上固定连接有与连接块相匹配的限位块。 [0007] 在一个或多个实施方式中，所述箱体上开设有中空腔，所述补气系统内置在中空腔中，所述中空腔内填充有液态氧气，所述中空腔上连通有第三出气口，其中一个所述中空腔内安装有循环组件，所述循环组件用于对排入箱体内的氧气进行过滤和循环，所述排气系统安装在中空腔的内部，用于驱动中空腔内的液态氧气。 [0008] 在一个或多个实施方式中，所述补气系统包括补气箱和第一控制显示屏，所述补气箱填充有氧气，所述第一控制显示屏用于显示补气箱内氧气的余量。 [0009] 在一个或多个实施方式中，所述排气系统包括泵，所述防护箱上固定连接有托板，所述排气系统安装在托板上，所述泵和暂存罐之间连通有第三连接管。 [0010] 在一个或多个实施方式中，所述排气系统还包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管和补气系统连通，所述第二连接管和防护箱连通。 [0011] 在一个或多个实施方式中，所述第一防护门上开设有多个存储盒，所述第一防护门上滑动连接有与存储盒相匹配的滑盖。 [0012] 在一个或多个实施方式中，所述检测系统包括第二显示屏和超声波发射器和超声接收器，所述超声波发射器和超声接收器相对设置，所述超声波发射器安装在防护箱的内部，所述第二防护门上开设有与第二显示屏相匹配安装槽，所述第二显示屏转动连接在安装槽内，所述检测系统和安装槽内壁之间设置有减震垫。 [0013] 在一个或多个实施方式中，包括一种智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的控制系统，所述一种智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的控制系统包括物联网模块，所述物联网模块用于智能控制检测系统、排气系统和补气系统。 [0014] 在一个或多个实施方式中，所述物联网模块包括云传输模块、云分析模块，所述云传输模块用于传输充装设备的数据，所述云分析模块用于对充装设备的数据进行分析。 [0016] 图1是根据本发明一实施方式的智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的结构示意图一。 [0017] 图2是根据本发明一实施方式的智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的结构示意图二。 [0018] 图3是根据本发明一实施方式的智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的结构示意图三。 [0019] 图4是根据本发明一实施方式的智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的结构示意图四。 [0020] 图5是根据本发明一实施方式的智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的正视图。 [0021] 图6是根据本发明一实施方式的智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的控制系统的流程框图。 [0022] 主要附图标记说明： [0023] 1、罐体；2、防护箱；201、第一防护门；2011、连接块；2012、存储盒；2013、滑盖；202、第二防护门；2021、限位块；203、第一显示屏；204、箱体；2041、中空腔；205、第三出气口；3、补气系统；301、补气箱；302、第一控制显示屏；4、排气系统；401、泵；402、第一连接管；403、第二连接管；404、第三连接管；5、暂存罐；6、检测系统；601、第二显示屏；602、超声波发射器；7、减震垫；8、过滤塔；801、第一出气口；802、第二出气口；9、气泵。 具体实施方式[0024] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。 [0026] 实施例一： [0027] 参图1～图4所示，根据本发明一实施方式的智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备及控制系统，包括智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备和智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的控制系统。智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备用于向汽车罐车内填充液氮，智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备用于智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备在进行充装时进行检测，在汽车罐车运行的过程中，尽可能保证智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备不会发生泄露，即使发生泄露可以对泄露的液氮进行处理，使得泄露的液氮不易对工作人员造成伤害。 [0028] 智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的控制系统用于控制智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备。 [0029] 参图1～图4所示，智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备包括罐体1和充装管道。罐体1用于装载液氮，罐体1还可以保证液氮的温度能够保持稳定。即能够使液氮保持低温。 充装管道则焊接在罐体1的尾端，防护箱2用于给充装管道防护，避免充装管道受到外力造成损坏的情况。 [0030] 具体的，参图2～图4所示，防护箱2包括箱体204、第一防护门201、第二防护门202，充装管道通过焊接的方式安装在箱体204的内部。充装管道与罐体1相通，通过充装管道能够向罐体1内充装液氮。第一防护门201和第二防护门202转动连接在箱体204上，用于对充装管道进行防护。使得充装管道位于箱体204的内部不易收到损坏，避免因充装管道裸露在外，从而导致充装管道被外物损坏，从而造成汽车罐车泄露的情况。 [0031] 参图1所示，第一防护门201上转动连接有连接块2011，第二防护门202上焊接有与连接块2011相匹配的限位块2021。连接块2011通过转动能够卡在限位块2021中，通过卡接的方式能够使得第一防护门201和第二防护门202进行固定。避免在汽车罐车形式的过程中，第一防护门201和第二防护门202脱离，导致漏出充装管道的情况。 [0032] 其中，参图2所示，第一防护门201上开设有多个存储盒2012，存储盒2012内用于存放维修充装管道的工具，多个存储盒2012可以放置不同种类的充装管道的维修工具。第一防护门201上滑动连接有与存储盒2012相匹配的滑盖2013，滑盖2013能够完全遮盖住存储盒2012，滑盖2013的下端和存储盒2012通过磁吸的方式连接，汽车罐车在行驶的过程中，滑盖2013不会因为晃动导致滑盖2013和存储盒2012脱离，避免存储盒2012内的维修工具造成丢失或散落。 [0034] 其中，参图1～图6所示，智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备的控制系统包括补气系统3、排气系统4、暂存罐5、检测系统6。补气系统3通过焊接或一体成型的方式固定在防护箱2的上端，补气系统3用于向防护箱2内补充气体。如果防护箱2内的充装管道发生泄露，工作人员在不知道的情况下打开，打开门的一瞬间可能会导致工作人员吸入大量的液氮或气体，对身体造成一定的伤害。排气系统4则是用于抽取防护箱2内泄露的液氮，暂存罐5使得低温气体能够有临时存储的地方。 [0035] 其中，暂存罐5则是用于临时存储排气系统4抽取过来的液氮。检测系统6在充装前后对充装管道进行检测，避免充装管道发生破裂，避免在形式的过程中管道发生破裂，从而能够减少汽车罐车发生泄露对驾驶员和跟车员造成伤害的情况。 [0036] 参图1～图6所示，防护箱2内安装有多个检测探头，多个检测探头用于检测防护箱2内部的情况，多个检测探头与第一显示屏203想匹配，检测探头检测到的数据通过第一显示屏203能够观察到。第一显示屏203将检测探头检测的数据进行可视化显示，通过可视化显示的数据，工作人员可以判断当前防护箱2内的情况。即第一显示屏203用于显示防护箱2内的环境参数。 [0037] 当然，第一显示屏203也可以通过不同的颜色实现对防护箱2内情况的预警，避免新手工作人员，在不熟悉参数的情况下，打开防护箱2造成人员伤害的情况。一般通过绿色、黄色、红色这三种颜色进行显示预警。具体的，绿色则是完全状态，黄色则是提醒工作人员，内部发生泄露，需要一定的保护后才可以对打开第一防护门201和第二防护门202。红色则是拒绝打开防护箱2。 [0038] 优选的，连接块2011和限位块2021之间可以设置与第一显示屏203相匹配的锁止结构，锁止结构用于在决绝打开防护箱2的状态下进行锁止，直至第一显示屏203显示能够打开防护箱2时，才可以对防护箱2进行打开。在必要情况下，为保证安全，可以通过远程操控的方式对防护箱2进行打开操作，通过设置与锁止结构相匹配的物联网模块，物联网模块通过APP或网页的模式，工作人员登录后，可以对防护箱2进行操作。 [0039] 参图1～图4所示，补气系统3内填充有氧气，补气系统3内还安装有加热组件，加热组件用于对氧气进行一定温度的加热，使得氧气与液氮接触后，液氮能够吸热，氧气和低温氮气进行一定的中和，使得工作人员吸入之后，不会对身体造成伤害。 [0040] 具体的，如果防护箱2内的充装管道发生泄露，充装管道喷出一定的液氮，通过排气系统4对充装管道喷出的液氮进行抽取，抽取的低温气体临时存储在暂存罐5内，暂存罐5内也可以存储液氮。 [0041] 智能化冷冻液化气体汽车罐车充装设备还包括安装在充装管道与罐体1连接处的封堵组件。当充装管道发生持续性泄露时，封堵组件就会对罐体1和充装管道的连接处进行封堵，避免液氮持续性的喷出。喷出的液氮则通过排气系统4和暂存罐5的配合进行回收。 [0042] 其中，排气系统4和暂存罐5之间连通有泵401，排气系统4通过泵401向暂存罐5内输送液氮。封堵组件一般使用封堵气囊，封堵气囊安装在充装管道和罐体1的连接处，通过封堵气囊能够对液氮进行封堵。避免液氮持续性的喷出。 [0043] 当排气系统4和暂存罐5配合将防护箱2内的液氮抽取完成之后，防护箱2内的还会存有一些常温下汽化的液氮。此时，如果打开门，工作人员吸入一部分的低温气体，也会造成伤害。通过补气系统3向防护箱2内中和具有温度的氧气，使得氧气和低温气体混合，使得低温气体能够升温，工作人员再吸入时，相比之下，则不会造成太大的伤害。例如，温度低的氮气和高温的氧气混合之后，能够得到正常温度下的气体，人吸入后，不会对身体造成影响。 [0044] 当然，防护箱2内设置有与补气系统3相匹配的气体含量检测探头，通过检测防护箱2内气体的含量，确认需要喷如防护箱2内氧气的含量，使得中和后的气体人体能够适应，且吸入后不会对人体造成伤害即可。 [0045] 如果液氮吸走后形成的低温气体无法与氧气结合，得到对人体无害的气体。此时，则需要向防护箱2内填充正常的气体，将防护箱2内留存的气体排出，或通过远程的方式打开第一防护门201和第二防护门202。但是需要再空气流通的环境中直接打开第一防护门201和第二防护门202。如果低温气体为对身体有害的气体，则需要打开第一防护门201和第二防护门202后，静置一定的时间后工作人员方可靠近。 [0046] 具体的，排气系统4包括泵401、第一连接管402和第二连接管403，泵401和第一连接管402、第二连接管403连通，第一连接管402和补气系统3连通，第二连接管403和防护箱2连通，补气系统3和防护箱2之间安装有专门的气体输送管道，气体输送管道内固定连接有泄压阀。如果需要向防护箱2内输送补气系统3内的气体，排气系统4则是向补气系统3内施压，使得气体能够通过泄压阀和气体输送管道进入到防护箱2的内部，使得气体和低温气体进行中和。 [0047] 抽取防护箱2内的液氮时，通过第二连接管403吸入至泵401内，然后再通过第三连接管404输送至暂存罐5中进行临时存储。 [0048] 一般情况下，泵401的数量为两个，使得驱动补气系统3和抽取排气系统4内的液氮的工作能够同时运行。其中，泵401的下端安装有托板，托板焊接固定在罐体1的一侧，托板用于放置泵401。 [0049] 具体的，参图1～图4所示，补气系统3包括补气箱301和第一控制显示屏302，补气箱301中填充有氧气或其他的中和气体，使得气体中和后能够直接被工作人员呼吸，在呼吸的过程中工作人员的身体不会收到伤害。第一控制显示屏302通过焊接的方式固定连接在补气箱301的一侧，通过补气箱301能够比较直观地看到需要进入防护箱2内气体的含量及种类。同时还可以看到补气箱301中气体的温度。第一控制显示屏302上设置有多个可操作的按钮，多个可操作的按钮可以切换智能操作和人工操作，工作人员根据实际情况进行设置即可。 [0050] 参图4所示，检测系统6安装在防护箱2的内部，检测系统6用于检测罐体1内部的重装管道是否发生损坏。通过超声波检测能够更加准确的检测到充装管道的状态。 [0051] 具体的，检测系统6包括第二显示屏601和超声波发射器602和超声接收器，超声波发射器602和超声接收器相对设置，超声波发射器602和超声接收器均安装在防护箱2内且与充装管道相匹配。超声波发射器602发出的超声波能够被超声接收器接收，超声接收器接收到的超声数据能够被与检测系统6相匹配的物联网模块通过云传输模块传输至云端，然后将超声数据通过云分析模块进行分析。分析完成之后再传递给第二显示屏601，显示在第二显示屏601上的数据便于工作人员的观察。 [0052] 参图3所示，第二防护门202上开设有与第二显示屏601相匹配安装槽，第二显示屏601转动连接在安装槽内。即第二显示屏601和安装槽的侧壁之间安装有转动支架，转动支架用于固定第二显示屏601的同时，还可以使得第二显示屏601能够以旋转支架的某一个支点转动。通过转动从而调整第二显示屏601所在的位置，便于工作人员站在不同的位置观察到第二显示屏601上的数据，从而对充装管道进行判断。 [0053] 其中，检测系统6和安装槽内壁之间设置有减震垫7。减震垫7能够对第二显示屏601的外侧进行保护，使得汽车罐车在行驶的过程中，第二显示屏601不会因为汽车罐车晃动，导致第二显示屏601损坏的情况。 [0054] 汽车罐车在行驶的过程中，多个检测探头会实时检测防护箱2内是否有发生漏液的情况。如果多个检测探头检测到防护箱2内发生漏液，首先会对补气系统3、第一显示屏203以及排气系统4和暂存罐5进行唤醒，第一显示屏203设置在防护箱2的外侧，可以在外部即可看到防护箱2内部的情况。同时通过第一显示屏203的颜色预警，工作人员能够在合适的时间开门，避免防护箱2内的低温气体或液体过多，工作人员贸然打开防护箱2，使得低温气体或液氮涌出对工作人员造成伤害的情况。多个检测探头检测到防护箱2内发生漏液的同时，同时启动封堵机构，对发生漏液的管道的充装管道和罐体1的连接处进行封堵，避免液氮的持续性漏出。对于已经漏出的液氮，通过排气系统4能够将位于防护箱2内的液氮吸入至暂存罐5内进行临时存储。如果可以回收利用，则可以回收利用，反之则可以直接处理掉，能够避免工作人员在打开防护箱2的瞬间被冷气冻伤的情况。 [0055] 当排气系统4将液氮吸走后，防护箱2内的温度也低，通过补气系统3能够向防护箱2内补偿气体，一般情况下，补偿的时高温氧气，高温氧气和防护箱2内的低温气体进行中和，使得位于防护箱2内的气体能够直接排放，并且能够被人体所利用，人吸入后不会对身体造成影响。一般情况下，补气系统3内的气体为氧气，也可以为其他的多种种类的气体，多种种类的气体按比例放置在补气系统3内，并且多种种类的气体与液氮相匹配，两者中和后具有一定的作用，例如，可以被人利用，对人体不造成伤害等。 [0056] 充装设备在进行充装前，先通过检测系统6对充装管道进行检测，检测充装管道是否发生破损等情况，同时，还需要对充装管道的阀门等进行检查。超声波发射器602发射超声波后，超声波经过充装管道，最终被超声波接收器接收，通过物联网模块传递并进行分析，将分析的结果传递到第二显示屏601上，便于工作人员对充装管道的数据进行观察。 [0057] 实施例二： [0058] 与实施例一不同的是，防护箱2的一侧没有设置排气系统4和暂存罐5，补气系统3内置在箱体204的内部。 [0059] 具体的，箱体204上开设有多个中空腔2041，中空腔2041的数量一般为4个，分别开设在箱体204的侧壁上。中空腔2041的内部填充有与氮气相匹配的气体，一般为液态氧气，氧气和氮气混合之后，能够减少氮气的浓度，人体吸入后，也不会对人体造成损伤。 [0060] 一般情况下，液态氧气通过一定的比例喷如防护箱2的内部，使得氮气和氧气之间的混合后的比例与空气中的比例相近似，或者使得氧气和氮气混合之后，氧气和氮气不会氮气过量，不会导致人体吸入之后造成影响即可。 [0061] 参图5所示，其中一个中空腔2041内安装有过滤塔8。过滤塔8的一端安装有第一出气口801，第一出气口801连接另外一个中空腔2041，过滤塔8远离第一出气口801的一端安装有气泵9。气泵9能够将防护箱2内的氮气和氧气的结合吸入。通过过滤塔8能够将氧气进行过滤，使得氧气能够进入到其中一个中空腔2041中，使得氧气能够得到循环的利用。当过滤塔8过滤到一定的程度后，通过第二出气口802能够将氮气排出。 [0062] 其中，氮气直接通过第二出气口802排至防护箱2的外部，此时，车辆应该是形式过程中，不能够在密封的环境中直接排放。如果需要再密封的环境中排放，还需要在第二出气口802的一端安装收集装置。否则密封的环境中会导致空气不流通，从而导致当前空间内的氮气浓度过高，造成工作人员氮气中毒的情况。 [0063] 参图5所示，中空腔2041上还连通有第三出气口205，第三出气口205的内部安装有阀门。中空腔2041的内部还设置有排气系统4，排气系统4用于将中空腔2041内的液态氧气通过第三出气口205排至防护箱2的内部，使得氧气和氮气能够混合。其中，通过设置中空的箱体204，能够进一步增强箱体204的隔热效果，在中空腔2041内填充液态氧气，一定程度上也可以增加箱体204的隔热效果，从而避免充装管道处过热的情况。 [0064] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。 |
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