燃氣管道地震安全控制演示系統的製作方法

2023-06-20 14:54:06 2

專利名稱：燃氣管道地震安全控制演示系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種演示系統，尤其是一種用於輸油、輸氣管道的地震緊急處置，以實現管道地震安全控制的燃氣管道地震安全控制演示系統。
背景技術：
地震是一種嚴重的自然災害，而且地震次生災害造成的損失可能比地震本身造成的直接損失還要大，如強地震可使燃氣管道破壞，造成燃氣洩漏引起重大火災和重大生命財產損失。因此應用燃氣管道地震應急處置技術，實現燃氣管道的地震安全控制具有重要的現實意義。目前，對於輸油、輸氣管道的地震安全控制多使用電磁閥，該電磁閥的控制需要交流電或者直流電，且耗電較大，在強地震時，一般電網癱瘓，無法進行控制。美國已有全機械式煤氣地震閥門，並已在地震多發區安裝了該閥門，但價格昂貴，無法在我國地震多發區普及。日本是用一種地震感知器檢測到地震信號後帶動電機關閉燃氣管道閥門。中國目前已研製成全機械式燃氣管道自動關閉閥門，但尚缺乏一套完整的燃氣管道地震安全控制演示系統，以用於燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示。

發明內容
本發明的目的在於克服上述技術中存在的不足之處，提供一種結構緊湊、設計合理，價格低廉的可直觀顯示地震時全機械式地震閥自動關閉燃氣管道全過程的燃氣管道地震安全控制演示系統，實現燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案是包括地震波發生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息採集報警單元，所述的地震波發生單元由地震波信號發生器、伺服控制器、振動臺組成，振動臺包括驅動線圈、驅動連杆、導向支撐彈簧、磁路系統、振動臺底座和振動臺臺面，導向支撐彈簧和磁路系統設置在振動臺底座上，驅動連杆的一端設置有驅動線圈並安裝在磁路系統的磁縫隙中，另一端連接振動臺臺面，地震波信號發生器經伺服控制器連接到振動臺的驅動線圈，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元由氣源、調壓閥、地震閥、燃氣管道、氣泡顯示器、語音報警器、燃氣流動顯示燈、燃氣用戶組成， 地震閥設置在振動臺的振動臺檯面上，氣源通過燃氣管道經調壓閥連接到地震閥後再通過燃氣管道輸送給燃氣用戶，並在管路中設置有氣泡顯示器，在沙盤上還設置有語音報警器和燃氣流動顯示燈，閥門信息採集報警單元由地震檢波器、數據採集器、分析存儲控制器、 手機模塊、移動通訊網絡、簡訊接收終端、WCDMA3G無線網卡、Internet公共網絡、控制中心計算機組成，地震檢波器設置在振動臺的振動臺檯面上，地震檢波器通過數據採集器連接到分析存儲控制器，分析存儲控制器的輸出信號一路通過手機模塊經移動通訊網絡發送到簡訊接收終端，一路通過WCDMA3G無線網卡經hternet公共網絡發送到控制中心計算機， 另一路輸出到語音報警器和燃氣流動顯示燈。本發明的優點是結構緊湊、設計合理，通過真實設備的實際展示，通過聲光電手段生動形象地顯示
3地震時全機械式地震閥自動關閉燃氣管道全過程，實現燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示，具有重要的實際應用價值。


圖1是本發明原理示意圖；圖2是地震波發生單元結構示意圖；圖3是燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元結構組成圖；圖4是閥門信息採集報警單元結構組成圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。由圖1-圖4可知，本發明包括地震波發生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息採集報警單元，所述的地震波發生單元由地震波信號發生器1、伺服控制器 2、振動臺32組成，振動臺32包括驅動線圈3、驅動連杆4、導向支撐彈簧5、磁路系統6、振動臺底座7和振動臺臺面8，導向支撐彈簧5和磁路系統6設置在振動臺底座7上，驅動連杆4的一端設置有驅動線圈3並安裝在磁路系統6的磁縫隙中，另一端連接振動臺臺面8， 地震波信號發生器1經伺服控制器2連接到振動臺32的驅動線圈3，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元由氣源10、調壓閥11、地震閥12、燃氣管道13、氣泡顯示器14、語音報警器 15、燃氣流動顯示燈16、燃氣用戶17、18、19、20、21、22、23組成，地震閥12設置在振動臺32 的振動臺臺面8上，氣源10通過燃氣管道13經調壓閥11連接到地震閥12後再通過燃氣管道13輸送給燃氣用戶17、18、19、20、21、22、23，並在管路中設置有氣泡顯示器14，在沙盤上還設置有語音報警器15和燃氣流動顯示燈16，閥門信息採集報警單元由地震檢波器9、數據採集器對、分析存儲控制器25、手機模塊沈、移動通訊網絡27、簡訊接收終端^、WCDMA3G 無線網卡^Unternet公共網絡30、控制中心計算機31組成，地震檢波器9設置在振動臺 32的振動臺臺面8上，地震檢波器9通過數據採集器M連接到分析存儲控制器25，分析存儲控制器25的輸出信號一路通過手機模塊沈經移動通訊網絡27發送到簡訊接收終端28， 一路通過WCDMA3G無線網卡四經hternet公共網絡30發送到控制中心計算機31，另一路輸出到語音報警器15和燃氣流動顯示燈16。所述的閥門信息採集報警單元的分析存儲控制器25安裝有監測軟體實時顯示振動臺32產生的地震波波形，控制地震波信號發生器1發送的地震波種類和設置簡訊接收終端觀的號碼，當地震閥12關閉後，通過點擊軟體的復位按鈕使演示沙盤的語音報警器15 停止報警和使燃氣流動顯示燈16重新點亮。本發明在地震波發生單元的振動臺32產生地震波，地震波作用於安裝在振動臺 32上的地震閥12，系統所使用的地震閥12的工作方式為全機械式，閥門關閉不受電力供應的影響，通過地震閥12可設定動作閾值，地震閥12平時處於開啟狀態，燃氣在管道內可自由流通，當地震加速度(或地震烈度)超過設定閾值時，地震閥12動作，自動切斷燃氣流動。當需要接通燃氣管道時，僅需撥動地震閥12的復位開關，即可恢復燃氣供應。系統通過閥門信息採集報警單元實時監控地震閥12的狀態和作用於地震閥12的地震波信號的幅值、頻率信息並接收控制中心計算機31的諮詢命令，當地震閥12動作(關閉)時同時向簡訊接收終端觀和控制中心計算機31發出報警信息；通過燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元模擬城市燃氣管線，並通過聲光電手段直觀的動態顯示地震閥12閥門的狀態(開啟或關閉)。在地震閥12處於開啟狀態時，演示沙盤的氣泡顯示器14有氣泡溢出、語音報警器 15無動作(無報警聲)、燃氣流動顯示燈16點亮；地震閥12關閉時，演示沙盤的氣泡顯示器14氣泡停止溢出、語音報警器15報警(發出報警聲音)、燃氣流動顯示燈16熄滅。下面詳述本發明工作過程首先安裝在分析存儲控制器25裡的控制軟體發送指令到地震波信號發生器1，地震波信號發生器1按照指令從內建的地震波資料庫選擇指定的地震波信號並發送到伺服控制器2，經放大的地震波信號被送到振動臺32，振動臺32受地震波信號的驅動，其臺面產生地震信號。放在檯面上的地震檢波器9和地震閥12檢測地震波的信息，當地震波的幅值沒有達到設定的地震加速度(或地震烈度)時，地震閥12處於開啟狀態。來自於氣源10和調壓閥11的燃氣通過燃氣管道13供應給燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元中的燃氣用戶 17、18、19、20、21、22、23，同時氣泡顯示器14中有氣泡溢出，且燃氣流動顯示燈16處於點亮狀態。地震檢波器9檢測到的地震信號經數據採集器M送至分析存儲控制器25，然後由控制軟體實時顯示和分析。如分析結果顯示地震閥12閥門未關閉，則不發出報警指令和不保存數據，軟體則繼續採集和分析地震信號的信息，同時通過WCDMA3G無線網卡29、hternet 公共網絡30接收和答覆控制中心計算機31發送的諮詢指令。當振動臺32的振動幅值達到地震閥門的觸發閾值時，地震閥12閥門自動關閉，切斷來自於氣源10和調壓閥11的燃氣，停止向燃氣用戶17、18、19、20、21、22、23供應燃氣，氣泡顯示器14中的氣泡停止溢出。 閥門信息採集報警單元的分析軟體根據監測到的閥門狀態變化，發送一系列控制命令，包括命令地震波信號發生器1停止發送地震波信號、語音報警器15發出語音報警、燃氣流動顯示燈16熄滅、數據採集器M停止採集、分析存儲控制器25保存地震數據、手機模塊沈和移動通訊網絡27向簡訊接收終端觀發送報警信息、WCDMA3G無線網絡四和hternet公共網絡30向控制中心計算機31上報閥門已經關閉和關閉時的地震烈度值等信息，如收到控制中心計算機31諮詢指令，則通過WCDMA3G無線網絡29、Internet公共網絡30向控制中心計算機31發送本次記錄到的地震數據。演示完畢後，可通過撥動地震閥12復位開關和單擊軟體復位按鈕使系統恢復到閥門開啟時的狀態。其中，地震波信號發生器1採用帶有非易失性存儲器的虛擬信號發生器或者帶有非易失性存儲器的函數/任意波形發生器， 並將選定的地震波寫入非易失性存儲器，建立起地震波資料庫以備控制軟體選擇。數據採集器M和分析存儲控制器25通過LAN接口聯接和傳送數據，數據採集器M和地震檢波器 9通過同軸電纜傳送信號。
權利要求
1.一種燃氣管道地震安全控制演示系統，包括地震波發生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息採集報警單元，其特徵在於所述的地震波發生單元由地震波信號發生器(1)、伺服控制器O)、振動臺(3 組成，振動臺(3 包括驅動線圈(3)、驅動連杆G)、導向支撐彈簧(5)、磁路系統(6)、振動臺底座(7)和振動臺臺面(8)，導向支撐彈簧 (5)和磁路系統(6)設置在振動臺底座(7)上，驅動連杆(4)的一端設置有驅動線圈(3)並安裝在磁路系統(6)的磁縫隙中，另一端連接振動臺臺面(8)，地震波信號發生器(1)經伺服控制器( 連接到振動臺(3 的驅動線圈(3)，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元由氣源(10)、調壓閥(11)、地震閥(12)、燃氣管道(13)、氣泡顯示器(14)、語音報警器(15)、 燃氣流動顯示燈(16)、燃氣用戶(17、18、19、20、21、22、23)組成，地震閥(12)設置在振動臺(32)的振動臺臺面⑶上，氣源(10)通過燃氣管道(13)經調壓閥(11)連接到地震閥 (12)後再通過燃氣管道(13)輸送給燃氣用戶(17、18、19、20、21、22、23)，並在管路中設置有氣泡顯示器(14)，在沙盤上還設置有語音報警器(1 和燃氣流動顯示燈(16)，閥門信息採集報警單元由地震檢波器(9)、數據採集器(M)、分析存儲控制器(25)、手機模塊(沈)、 移動通訊網絡(27)、簡訊接收終端Q8)、WCDMA3G無線網卡( )、hternet公共網絡(30)、 控制中心計算機(31)組成，地震檢波器(9)設置在振動臺(3 的振動臺臺面(8)上，地震檢波器(9)通過數據採集器04)連接到分析存儲控制器(25)，分析存儲控制器0 的輸出信號一路通過手機模塊06)經移動通訊網絡、2Τ)發送到簡訊接收終端( )，一路通過 WCDMA3G無線網卡09)經hternet公共網絡(30)發送到控制中心計算機(31)，另一路輸出到語音報警器(1 和燃氣流動顯示燈(16)。
2.根據權利要求1所述的一種燃氣管道地震安全控制演示系統，其特徵在於所述的閥門信息採集報警單元的分析存儲控制器0 安裝有監測軟體實時顯示振動臺(3 產生的地震波波形，控制地震波信號發生器(1)發送的地震波種類和設置簡訊接收終端08)的號碼，當地震閥(1 關閉後，通過點擊軟體的復位按鈕使演示沙盤的語音報警器(1 停止報警和使燃氣流動顯示燈(16)重新點亮。
全文摘要
本發明涉及一種燃氣管道地震安全控制演示系統，包括地震波發生單元、燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元和閥門信息採集報警單元，地震波發生單元由地震波信號發生器、伺服控制器、振動臺組成，地震檢波器和地震閥安裝在振動臺上，地震閥平時處於開啟狀態，當振動達到設定的加速度值或地震烈度時，地震閥動作關閉，切斷氣體流動，閥門信息採集報警單元實時監控地震閥的狀態和作用於地震閥的地震波信息，並在地震閥關閉時通過通訊設備發出報警信號，燃氣管道地震安全控制演示沙盤單元模擬城市燃氣管線，並通過聲光電手段直觀的動態顯示地震閥的閥門狀態開啟或關閉。本發明結構緊湊、設計合理，實現燃氣管道的地震安全控制機理和效果的演示。
文檔編號G09B25/02GK102184671SQ20111009821
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月19日 優先權日2011年4月19日
發明者何先龍, 匙慶磊, 張濤, 楊學山, 楊巧玉, 高峰 申請人:中國地震局工程力學研究所, 楊學山, 高峰