CN100366911C - 流体设备的保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流体设备的保护系统，其中所述保护系统包括跳闸机构、控制阀(7)和终端阀，所述控制阀(7)与所述跳闸机构和终端阀相关联并且用于在所述跳闸机构未操作时控制所述终端阀，其特征在于，所述保护系统还包括流体控制装置(6)，该装置(6)的两个输入端分别与跳闸机构和控制阀(7)相关联，而其输出端与所述终端阀相关联，其中在所述跳闸机构操作时，所述流体控制装置(6)优先控制所述终端阀。

Description

流体设备的保护系统

技术领域

本发明涉及一种工业用流体设备的运行保护技术，尤其涉及一种容积式压缩机所用的保护系统。

背景技术

在化工行业中，大量使用着各种压缩机。这些大型机组大多以蒸汽轮机为动力源。对于部分氧化乙炔工艺，裂化气易燃、易爆、易堵，采用螺杆压缩机是最佳选择。由于采用的是蒸汽轮机驱动，按照蒸汽轮机的要求，对于蒸汽轮机和压缩机机械故障的保护考虑得比较完善，但对与压缩机、冷却塔等输出设备所形成的系统，其保护却存在如下的问题：

螺杆压缩机是属于容积式压缩机组的一种，由于容积式压缩机的特点所决定，其压缩机出口管道必须时刻保持畅通，避免憋压。为此，在考虑压缩机的保护时，在主蒸汽阀上设置了一个检测开关来反映机组的状态，并且将检测开关的信号送入室内仪表控制系统进行逻辑判断，之后输出信号控制室外电磁阀来操作压缩机出口阀和回流阀，这种控制方法存在以下不足：

1.对于螺杆压缩机组的保护系统，采用检测开关获得信号来送入室内控制系统，再由室内控制系统送出信号控制电磁阀的方式，其中间环节太多、可靠性差。这种方式将受检测开关、传输线路、控制系统、电磁阀以及控制系统供电的影响，容易出现保护失效的故障。

2.对于原系统的出口阀和回流阀，特别是出口阀而言，当运行中突然一台机组停车时，其出口阀不能关闭，使部分气体通过停运机组返回入口，造成单台压缩机带负荷能力差的问题；此外，如果出口阀误动作关闭，将对机组造成危险。

发明内容

为了克服背景技术中的上述缺点，本发明提供了一种流体设备的保护系统，其中所述保护系统包括跳闸机构、控制阀和终端阀，所述控制阀与所述跳闸机构和终端阀相关联并且用于在所述跳闸机构未操作时控制所述终端阀，其特征在于，所述保护系统还包括流体控制装置，该装置的两个输入端分别与跳闸机构和控制阀相关联，而其输出端与所述终端阀相关联，其中在所述跳闸机构操作时，所述流体控制装置优先控制所述终端阀。

优选地，所述流体控制装置是其中设置有阀芯的油-气控制装置，其包括：与所述跳闸机构相关联的进油口和与所述控制阀相关联的进气口，作为输入端；与所述终端阀相关联的输出口，作为输出端；以及用于排空的排气口；其中在所述跳闸机构未操作时，所述输出口与进气口相连通；而在所述跳闸机构操作时，所述阀芯响应于所述进油口的油压变化而移动，使得所述输出口与排气口相连通。

优选地，所述跳闸机构包括跳闸主控电磁阀、飞锤跳闸机构中的至少一个。

优选地，所述终端阀包括出口阀和回流阀中的至少一个。

优选地，所述保护系统还包括：主蒸汽快动阀；检测开关，设置在所述主蒸汽快动阀上并对其阀门开关状态进行检测；以及室内控制系统，设置在所述检测开关与所述控制阀之间，能够响应于所述检测开关的输入来控制所述控制阀。

优选地，所述控制阀是电磁阀。

本发明还提供了一种采用前述保护系统的压缩机。

综上所述，本发明有利地提供了容积式压缩机组保护的新方法和新设备，使容积式压缩机从工艺系统角度实现了出口阀和回流阀可不依赖于室内控制系统而对机组自身进行保护的功能。这一功能具备以下两个主要优点：第一，采用了高灵敏度的油-气控制装置，无需等到主蒸汽阀完全关闭就提前动作，使动作时间大大提前，从而可以及时切断与管网的连接，实现了降低机组停车反转的可能性；第二，无论室内仪表控制系统是否正常工作，都不会影响到油-气控制装置的可靠动作，避免了室内控制系统误动作对机组的威胁。总之，本发明所提出的保护方案非常完美地实现了机组的自身保护，是容积式压缩机的最佳保护系统。

附图说明

以下参照附图结合实例来说明根据本发明的优选实施例，其中：

图1为根据本发明优选实施例的流体设备的保护系统的示意图；

图2为流体设备的保护系统的油-气控制装置的截面图；以及

图3是与图2所示截面正交的油-气控制装置的另一个截面图。

具体实施方式

下面描述的本发明的优选实施例是以容积式压缩机的保护系统为例设计的。但是本领域普通技术人员应该理解，本发明的保护系统可以广泛应用于各种流体设备中。

如图1所示，在根据本发明的优选实施例的保护系统中，压缩机跳闸主控电磁阀1、机械飞锤跳闸机构2和主蒸汽快动阀3通过管路依次串联设置，在主蒸汽快动阀3上安装有阀门关闭位置检测开关10。可在检测开关10与分别控制着压缩机组的出口阀8和回流阀9的两个控制阀7(在本实施例中为电磁阀)之间设置室内控制系统(未示出)，该控制系统接收来自检测开关10的信号，进行逻辑判断，然后输出信号控制电磁阀7。在机械飞锤跳闸机构2的下游还串联着调节器4及主气门5。在此特别指出，在两个电磁阀7与出口阀8和回流阀9之间分别设置有两个根据本发明的油-气控制装置6，它们之间通过管路串联起来。

现将本发明的保护系统的原理阐述如下：

在压缩机正常工作的情况下，油-气控制装置6不起作用，即，等同于电磁阀7和出口阀8或回流阀9之间直接连通的情况。这时，出口阀8和回流阀9均受电磁阀7控制。而在压缩机停车的情况下，压缩机跳闸主控电磁阀1或机械飞锤跳闸机构2动作，切断动力油压，关闭主蒸汽快动阀3、调节器4及主气门5。这时从跳闸主控电磁阀1和机械飞锤跳闸机构2的下游直接取出动力油压切断信号，控制连接于压缩机出口阀8和回流阀9上的油-气控制装置6。油-气控制装置6的动作相对于电磁阀7具有优先权，即，当油-气控制装置6处于使出口阀8关闭、回流阀9打开的状态时，电磁阀7对出口阀和回流阀的控制失去作用，从而实现了压缩机不依赖于室内控制系统而进行自身保护的功能。即当机组停车，主蒸汽快动阀3上的阀门关闭位置检测开关10还未检测到阀门关闭时，油-气控制装置6先检测到停车而控制出口阀8和回流阀9提前动作，及时将机组与管网隔离。

为了尽可能地使出口阀8和回流阀9提早动作，将油-气控制装置6设计成特殊的高灵敏度快动结构。对应于出口阀8的油-气控制装置6与对应于回流阀9的油-气控制装置6在结构、功能和操作上完全相同。在下文中将结合图2和3对该油-气控制装置6进行详细描述。

具体如图2、3所示，油-气控制装置6包括：通过管路连接于跳闸主控电磁阀1和机械飞锤跳闸机构2的下游的进油口11，以及与电磁阀7相连通的进气口20，它们作为输入端；与所对应的出口阀8或回流阀9相关联的输出口18，作为输出端；以及用于排空的排气口19。在油-气控制装置6的中间腔室中，在进油口11的下方依次设置有活塞13、微动阀芯14和快动阀芯16。本领域普通技术人员应该理解，在活塞及各阀芯与装置内腔壁之间可以设置各种密封结构，如O型环等等。

其中在压缩机正常工作时，开车动力油压进入进油口11，推动活塞13并推动微动阀芯14向下移动以便关闭空气排放口12，这样就将空气送到了快动阀芯16的上部。由此推动该快动阀芯向下运动，关闭排气口19，使得输出口18与进气口20相通。此时，油-气控制装置6就如同一条开放的管路，因此出口阀8和回流阀9就直接受电磁阀7控制。

在压缩机停车时，跳闸主控电磁阀1或机械飞锤跳闸机构2跳闸，切断动力油压，进油口11处的油压下降，弹簧15就推动活塞13和微动阀芯14向上运动，关闭从进气口20引出的支路进气口，打开空气排放口12。同时弹簧17推动快动阀芯16向上运动，关闭进气口20，使输出口18与排气口19相通。这时出口阀8和回流阀9执行机构排空，阀门达到停车安全位置。

尽管上文中结合附图描述了本发明的流体设备保护系统的优选实施例，但是应当理解，本发明并不限于上述优选实施例的具体内容。例如，各控制阀可以根据需要自由选择，而不应局限为电磁阀；除了出口阀和回流阀之外，保护系统的终端还可以包括其他种类的阀门(这些阀可足以支持在权利要求书中概括的终端阀的概念)。此外，本发明装置的某个部件的功能可以由两个或多个部件来实现，而反之亦然。总而言之，本领域普通技术人员可以在不超出后附的权利要求书限定的本发明范围的情况下作出各种变型和改进。

Claims (7)

1.一种流体设备的保护系统，其中所述保护系统包括跳闸机构、控制阀(7)和终端阀，所述控制阀(7)与所述跳闸机构和终端阀相关联并且用于在所述跳闸机构未操作时控制所述终端阀，其特征在于，所述保护系统还包括流体控制装置(6)，该装置(6)的两个输入端分别与所述跳闸机构和所述控制阀(7)相关联，而其输出端与所述终端阀相关联，其中在所述跳闸机构操作时，所述流体控制装置(6)优先控制所述终端阀。

2.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述流体控制装置(6)是其中设置有阀芯的油-气控制装置，其包括：

与所述跳闸机构相关联的进油口(11)和与所述控制阀(7)相关联的进气口(20)，作为输入端；

与所述终端阀相关联的输出口(18)，作为输出端；以及

用于排空的排气口(19)；

其中在所述跳闸机构未操作时，所述输出口(18)与进气口(20)相连通；而在所述跳闸机构操作时，所述阀芯响应于所述进油口(11)的油压变化而移动，使得所述输出口(18)与排气口(19)相连通。

3.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述跳闸机构包括跳闸主控电磁阀(1)和机械飞锤跳闸机构(2)中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述终端阀包括出口阀(8)和回流阀(9)中的至少一个。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的保护系统，其特征在于，所述保护系统还包括：

主蒸汽快动阀(3)；

检测开关(10)，设置在所述主蒸汽快动阀(3)上并对其阀门开关状态进行检测；以及

室内控制系统，设置在所述检测开关(10)与所述控制阀(7)之间，能够响应于所述检测开关(10)的输入来控制所述控制阀(7)。

6.根据权利要求5所述的保护系统，其特征在于，所述控制阀(7)是电磁阀。

7.一种采用根据前述权利要求中任一项所述的保护系统的压缩机。

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