一种双燃料机车的安全保障系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轨道交通领域技术领域，尤其涉及一种双燃料机车的安全保障系统。
【背景技术】
[0002]本公司生产制造的双燃料机车样车是国内首次采用以甲烷气体为动力的机车，目前国内外还没有相关双燃料机车安全保障系统控制策略技术。
[0003]双燃料机车使用的燃料之一为可燃性很强的天然气，因此对机车的安全性防护非常必要，本控制策略目的就是通过检测和防止LNG/CNG机车上LNG/CNG在储存、气化、传输过程中的泄露，从而保证机车能正常安全的行驶，保证司乘人员的人身安全。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供了一种双燃料机车的安全保障系统，所述双燃料机车包括LNG罐、发动机、辅变柜、动力室，至少一个通过LNG气管路与LNG罐体连接的充液电磁阀、充液按钮、设置于LNG罐内的电容式液位计、压力传感器、液位传感器、供液切断阀、紧急切断阀、机车微机、至少一个车体通风机、防爆车体通风机、甲烷探测主机、若干甲烷传感器、气化器、安全阀、进气电磁阀、放散阀、逆变电源、蓄电池；其连接关系为:
压力传感器、液位传感器均与机车微机连接；
电容式液位计与机车微机、紧急切断阀连接；LNG罐通过甲烷气管路与紧急切断阀连接;
LNG罐与供液切断阀、气化器通过LNG管路顺次连接，气化器、安全阀、进气电磁阀、放散阀、发动机通过甲烷气管路顺次连接；
车体通风机与机车微机、辅变柜连接；防爆车体通风机与机车微机、甲烷探测主机、逆变电源输出端连接，逆变电源输入端连接蓄电池；
甲烷传感器分布于机车上，各个甲烷传感器与甲烷探测主机连接；车体通风机与防爆车体通风机安装于机车的动力室。
[0005]所述充液按钮用于控制LNG罐体的充液，当按下充液按钮时，机车微机能够控制充液电磁阀对LNG罐体进行充液。
[0006]所述充液电磁阀用于向LNG罐充液。
[0007]所述压力传感器、液位传感器用于向机车微机传送LNG罐内的压力信号和液位信号;
所述电容式液位计用于检测LNG罐体内的压力是否超过最高限；
所述紧急切断阀用于在LNG罐体内的压力超过最高限时，在电容式液位计的控制下进行排气。
[0008]各个甲烷传感器用于检测其所在位置的甲烷泄露浓度，并将检测结果传送给甲烷探测主机。
[0009]甲烷探测主机用于根据甲烷泄露浓度的不同，进行不同的报警，并能够自动驱动防爆车体通风机工作，并在检测到甲烷泄露浓度超过低限报警值，禁止机车启机。
[0010]机车微机用于控制充液电磁阀、充液切断阀、进气电磁阀、放散阀的通断，在甲烷泄露浓度异常时进行报警并记录，还可在机车运行过程中输出紧急停机信号使发动机紧急停机，在甲烷泄露浓度超过低限报警值时限制机车启动接触器闭合。
[0011]所述逆变电源用于将蓄电池的直流电逆变后向防爆车体通风机、甲烷探测主机供电；车体通风机与防爆车体通风机用于进行通风换气。
[0012]进一步的，所述蓄电池为DC110V蓄电池，所述逆变电源为DC110V/AC (220V, 380V)逆变电源。
[0013]进一步的，还包括火灾报警主机、若干分布在机车上的温度传感器，温度传感器与火灾报警主机通信连接。
[0014]进一步的，还包括若干报警灯，所述报警灯与甲烷探测主机连接。
[0015]进一步的，所述甲烷探测主机设置有显示屏，用于进行甲烷泄露地点的显示。
[0016]进一步的，车体通风机具有两个。
[0017]进一步的，具有两个充液电磁阀，分别为与LNG罐体底部连接的底部充液电磁阀、与LNG罐体顶部连接的顶部充液电磁阀。
[0018]进一步的，还包括若干分布在机车上的温度传感器、火灾报警主机，温度传感器与火灾报警主机连接。
[0019]进一步的，还包括手动排空阀，位于安全阀与进气电磁阀之间，所述手动排空阀用于手动将气化器后到发动机前的甲烷气管路内残余的甲烷气体排入大气。
[0020]进一步的，所述机车微机还对甲烷管路气化后的的气体温度进行监控，当低于最低温度值时判断为气化器能力不足，控制机车立刻退出双燃料模式。
[0021]进一步的，最低温度值为-10 °C。
[0022]本发明的有益效果为:
1.在所有以LNG或CNG为燃料或燃料之一的机车上均可使用本安全保障系统技术。
[0023]2.通过控制策略将机车上危险区域、危险时间减至最小，以降低可能影响机车、人员和设备安全的潜在风险。
[0024]3.通过控制爆炸性气体的排放来防止爆炸性、可燃性气体浓度的意外累积，减少气体泄露的可能性，将气体燃料有关危害发生的概率和影响限制至最低。
[0025]5.设有适当的控制、报警、监测、切断和气体探测策略，确保气体燃料系统安全、可靠运行。
[0026]6.可在机车发生非正常运行情况时，如故障卸载、停机后对气体管路内甲烷进行安全排放，避免机车内发生燃爆事故。
[0027]7.可在机车气化器能力不足、甲烷液体进入气管路时，控制机车立刻退出双燃料模式，关断供液切断阀，避免气管路冻裂造成LNG/CNG泄露事故。
[0028]因此按照本发明对双燃料机车进行安全保障控制，能很大程度上提高了双燃料机车的运用安全性。
【附图说明】
[0029]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]本发明所述双燃料机车包括LNG罐、电气间、发动机间、动力室、冷却间、罐车、辅变柜、启动接触器及其他应有的设备。
[0031]如图1所示，本发明所述系统所包括LNG罐、至少一个通过LNG气管路与LNG罐体连接的充液电磁阀、充液按钮、设置于LNG罐内的电容式液位计、压力传感器、液位传感器、供液切断阀、紧急切断阀、机车微机、至少一个车体通风机、防爆车体通风机、甲烷探测主机、若干甲烷传感器、气化器、安全阀、进气电磁阀、放散阀、逆变电源、蓄电池。
[0032]各部分的连接关系为:
压力传感器、液位传感器均与机车微机连接；
电容式液位计与机车微机、紧急切断阀连接。LNG罐通过甲烷气管路与紧急切断阀连接。LNG罐与供液切断阀、气化器通过LNG管路顺次连接，气化器、安全阀、进气电磁阀、放散阀、发动机通过甲烷气管路顺次连接。
[0033]车体通风机与机车微机、辅变柜连接。
[0034]防爆车体通风机与机车微机、逆变电源输出端通信连接，逆变电源输入端连接蓄电池。
[0035]甲烷探测主机输入端连接逆变电源、各个甲烷传感器，输出端与各个报警灯、防爆车体通风机连接。
[0036]甲烷传感器分布于机车上，一般为电气间和/或发动机间和/或冷却间和/或罐车，或者其他容易产生甲烷泄露的地方。
[0037]车体通风机与防爆车体通风机安装于机车的动力室。
[0038]进一步的，所述蓄电池为DC110V蓄电池。所述逆变电源为DC110V/AC(220V, 380V)逆变电源。
[0039]进一步的，还包括若干报警灯，所述报警灯与甲烷探测主机连接。本实施例报警灯为3个。
[0040]进一步的，车体通风机具有两个，能起到更好的通风作用。
[0041]更优选的，还包括手动排空阀，位于安全阀与进气电磁阀之间。
[0042]各部分的作用为:
充液按钮用于控制LNG罐体的充液，当按下充液按钮时，机车微机能够控制充液电磁阀对LNG罐体进行充液。
[0043]充液电磁阀用于向LNG罐充液。
[0044]压力传感器、液位传感器向机车微机传送LNG罐内的压力信号和液位信号。
[0045]电容式液位计用于检测LNG罐体内的压力是否超过最高限。
[0046]紧急切断阀用于在LNG罐体内的压力超过最高限的情况下进行排气。
[0047]各个甲烷传感器用于检测所在位置的甲烷泄露浓度，并将检测结果传送给甲烷探测主