CN103047445A

CN103047445A - 一种远程气体充排气保压控制系统

Info

Publication number: CN103047445A
Application number: CN2012105797251A
Authority: CN
Inventors: 胡海勇; 王军; 张洪利
Original assignee: Baosteel Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Baosteel Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-17

Abstract

一种远程气体充排气保压控制系统，设置于用户气体容器与气源之间；其包括组合充排气阀，组合充排气阀设第一～第三气体接口；单电控二位五通电磁阀，其两个端口连接第一～第三气体接口；控制接触器，其常开触点串接单电控二位五通电磁阀的电磁线圈并接电源；控制接触器的继电器线圈串接一常开型按键开关并接电源。本发明远程气体充排气保压控制系统可以提高现场气体设备的远程充放气压力控制、保压控制和设备故障的快速处理响应速度，还可降低整个控制系统的成本，使气体充排气、保压远程控制经济化、简单化，普及化。

Description

一种远程气体充排气保压控制系统

技术领域

本发明涉及机械电气控制，特别涉及一种远程气体充排气保压控制系统。

背景技术

气体保压和充放气的自动化控制是一个古老而又不断更新的课题，随着自动控制和计算机技术迅猛发展，给气体保压控制和自动充放气技术带来了深刻的影响。精密气压的产生与控制技术应用已越来越广泛，特别在液压和气动精细设备的应用，对气压控制稳定性和控制速度提出了越来越高的要求。

目前，现代工业生产日益复杂化，为满足生产条件和产品精密、速度的要求必须不断改进系统控制的方式方法，向更加快捷、高效、准确、实时以及远程控制的方向发展。气体控制是利用各种控制元件(各种阀、缸等)和控制器，组成控制回路，以进行自动控制。而目前一般常用的气动设备的保压和充放气控制是通过复杂的组合阀组或现场简单阀门的手动调节启闭实现，或通过远程控制电动阀来启闭阀门实现，这样很难在现场应用需要时及时实现启闭响应迅速的要求。

目前采用先进的计算机精确控制的自动化控制压力和充放气系统。该控制系统由PC104VDX6354微电脑和步进电机实现控制功能，基于VC++和Matlab混合编程，由PC机根据精密数字压力表实时传输来的数据建立气压预测模型，闭环控制步进电机，调节精密阀门的启闭和开启度，从而确保工作气体的高精度注入和排放。

然而这一控制系统由于其成本高，实施复杂，适应于精确度较高要求的场合应用，而对于一般通用气体设备场合的应用难于推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程气体充排气保压控制系统，可以提高现场气体设备的远程充放气压力控制、保压控制和设备故障的快速处理响应速度，还可降低整个控制系统的成本，使气体充排气、保压远程控制经济化、简单化，普及化。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种远程气体充排气保压控制系统，设置于用户气体容器与气源之间；其包括，组合充排气阀，包括，阀体，其内设第一～第三通道及相应的第一～第三气体接口；其中，第一通道位于阀体上部，轴向贯通阀体上部，该通道中部内壁环设凸筋，第一通道一侧端口封闭，另一端口为第一气体接口；第二通道，平行设置于第一通道下方，其一端开口，成为第三气体接口，第三气体接口通过管道接用户气体容器；第三通道，垂直贯穿于第一、第二通道，并径向贯通阀体，第三通道的上端口为第二气体接口；第三通道内壁、与第一、第二通道贯通处之间还设两个旁通道，该两个旁通道的另一端连通于第二通道；第一单作用气阀组件，设置于阀体第一通道内，包括支撑并帽、第一阀芯、复位弹簧和固定并帽；所述的支撑并帽设置于阀体第一通道内一侧端口，将其封闭，阀体第一通道的另一侧端口为第一气体接口；支撑并帽内侧面设计有中心孔道和一个与中心孔道平行、底部与中心孔道相通的偏孔道；第一阀芯包括底板及其上的阀杆，阀杆杆身中部设一锥台，锥台底面抵靠第一通道中部内壁的凸筋；复位弹簧套设于第一阀芯锥台与底板之间的杆身；固定并帽固定于阀体第一通道内另一侧端，固定并帽设与阀体第一气体接口相通的中心通孔；第二单作用气阀组件，设置于阀体第三通道内，包括第二阀芯、复位弹簧和固定并帽；固定并帽固定于阀体第三通道的下端口；第二阀芯包括阀杆及阀杆头，该阀杆头端面为与第一阀芯锥台匹配的锥面；阀杆杆身设固定环，复位弹簧套设于阀杆上，阀杆尾端于固定并帽，复位弹簧两端分别抵靠固定环和固定并帽；单电控二位五通电磁阀，设置于气源管路中，其设一个接气源的第一端口，另设第二、第四端口分别通过管道连接所述组合充排气阀的第一、第二气体接口；控制接触器，其常开触点串接单电控二位五通电磁阀的电磁线圈并接电源；控制接触器的继电器线圈串接一常开型按键开关并接电源。

进一步，所述的气源管路中还设有控制阀、过滤器、调压阀。

又，所述单电控二位五通电磁阀第四端口与所述组合充排气阀的第二气体接口之间的管道上设压力表。

本发明的用于远程气体充排气保压控制系统的组合充排气阀，其包括，阀体，其内设第一～第三通道及相应的第一～第三气体接口；其中，第一通道位于阀体上部，轴向贯通阀体上部，该通道中部内壁环设凸筋，第一通道一侧端口封闭，另一端口为第一气体接口；第二通道，平行设置于第一通道下方，其一端开口，成为第三气体接口，第三气体接口通过管道接用户气体容器；第三通道，垂直贯穿于第一、第二通道，并径向贯通阀体，第三通道的上端口为第二气体接口；第三通道内壁、与第一、第二通道贯通处之间还设两个旁通道，该两个旁通道的另一端连通于第二通道；第一单作用气阀组件，设置于阀体第一通道内，包括支撑并帽、第一阀芯、复位弹簧和固定并帽；所述的支撑并帽设置于阀体第一通道内一侧端口，将其封闭，阀体第一通道的另一侧端口为第一气体接口；支撑并帽内侧面设计有中心孔道和一个与中心孔道平行、底部与中心孔道相通的偏孔道；第一阀芯包括底板及其上的阀杆，阀杆杆身中部设一锥台，锥台底面抵靠第一通道中部内壁的凸筋；复位弹簧套设于第一阀芯锥台与底板之间的杆身；固定并帽固定于阀体第一通道内另一侧端，固定并帽设与阀体第一气体接口相通的中心通孔；第二单作用气阀组件，设置于阀体第三通道内，包括第二阀芯、复位弹簧和固定并帽；固定并帽固定于阀体第三通道的下端口；第二阀芯包括阀杆及阀杆头，该阀杆头端面为与第一阀芯锥台匹配的锥面；阀杆杆身设固定环，复位弹簧套设于阀杆上，阀杆尾端于固定并帽，复位弹簧两端分别抵靠固定环和固定并帽，固定并帽底部中央设排气孔。

本发明远程气体充排气保压控制系统适用于密闭气体容器和特殊的气囊充放气远程控制和自动保压中使用，在这个控制系统中，采用一种特殊的组合充排气阀，通过远程控制室简单的按键控制和气源压力的调节来实现较为复杂控制系统才能达到的气体充放气和压力保压控制。

本发明的有益效果：

本发明远程气体充排气保压控制系统以其简单、方便、实施和配置要求低，应用成本低廉和适用范围广等优点，将替代复杂和原始的控制方法，可实现了现场气体设备的远程充放气和保压控制、提高了设备故障的快速处理和响应能力，对能源的节约起到了保护的作用。

附图说明

图1为本发明组合充排气阀的立体图。

图2为本发明组合充排气阀的立体剖面图。

图3为本发明组合充排气阀中的第一单作用气阀组件的立体分解图。

图4为本发明组合充排气阀中的第一单作用气阀组件的立体分解剖面图。

图5为本发明组合充排气阀中的第二单作用气阀组件的立体分解图。

图6为本发明组合充排气阀中的第二单作用气阀组件的立体分解剖面图。

图7为本发明系统的电路原理图。

图8为本发明系统对用户气体容器进行充气的过程示意图。

图9为本发明系统对用户气体容器进行保压的过程示意图。

图10为本发明系统对用户气体容器进行排气的过程示意图。

具体实施方式

参见图1～图7，本发明的远程气体充排气保压控制系统，设置于用户气体容器与气源之间；其包括，组合充排气阀1，包括，阀体11，其内设第一～第三通道101～103及相应的第一～第三气体接口104～106；其中，第一通道101位于阀体1上部，轴向贯通阀体1上部，该通道中部内壁环设凸筋1011，第一通道101一侧端口封闭，另一端口为第一气体接口104；第二通道102，平行设置于第一通道101下方，其一端开口，成为第三气体接口106，第三气体接口106通过管道接用户气体容器；第三通道103，垂直贯穿于第一、第二通道101、102，并径向贯通阀体1，第三通道103的上端口为第二气体接口105；第三通道103内壁、与第一、第二通道101、102贯通处之间还设两个旁通道107、107’，该两个旁通道107、107’的另一端连通于第二通道102；

第一单作用气阀组件12，设置于阀体第一通道101内，包括支撑并帽121、第一阀芯122、复位弹簧123和固定并帽124；所述的支撑并帽121设置于阀体第一通道101内一侧端口，将其封闭，阀体第一通道101的另一侧端口为第一气体接口104；支撑并帽121内侧面设计有中心孔道1211和一个与中心孔道1211平行、底部与中心孔道1211相通的偏孔道1212；第一阀芯122包括底板1221及其上的阀杆1222，阀杆1222杆身中部设一锥台1223，锥台底面抵靠第一通道101中部内壁的凸筋1011；复位弹簧123套设于第一阀芯122锥台1223与底板1221之间的杆身；固定并帽124固定于阀体第一通道101内另一侧端，固定并帽124设与阀体第一气体接口104相通的中心通孔1241；

支撑并帽内侧设计有中心孔道和偏孔道，中心孔道用于支撑阀芯前端、偏孔道与中心孔道相通，用于阀杆移动过程中的排气。支撑并帽外侧设计为外螺纹，用于与阀体安装上的螺纹连接相配，其中心设计有便于安装的内六角孔。由于设计有复位弹簧，此阀才称其为单作用气阀组，当无压力时，复位弹簧起到了将阀芯复位的作用。固定并帽用于定位阀芯和连接进气管用。

第二单作用气阀组件13，设置于阀体第三通道103内，包括第二阀芯131、复位弹簧132和固定并帽133；固定并帽133固定于阀体第三通道103的下端口；第二阀芯131包括阀杆1311及阀杆头1312，该阀杆头1312端面为与第一阀芯锥台1223匹配的锥面；阀杆1311杆身设固定环1313，复位弹簧132套设于阀杆1311上，阀杆1311尾端于固定并帽133，复位弹簧132两端分别抵靠固定环1313和固定并帽133；固定并帽133底部中央设排气孔1331。

第二阀芯的阀杆头设计为与第一阀芯斜度一致的斜面锥台状，中间设计为与阀体内径相仿的安装有密封的固定环。此阀芯的移动起到打开和关闭阀体第三气体接口106的作用。复位弹簧原理与第一单作用气阀组件中的复位弹簧基本相同，所不同的就是在第二阀芯两头压力相等时，复位弹簧还起到了复位关闭气道后的保压作用。

固定并帽用于第二阀芯和复位弹簧的定位安装，中心排气孔为阀杆移动时的排气用，内六角孔为方便安装用，外螺纹用于与阀体内螺纹的连接安装。

单电控二位五通电磁阀2，设置于气源管路中，其设一个接气源的第一端口21，另设第二、第四端口22、24分别通过管道连接所述组合充排气阀1的第一、第二气体接口104、105；控制接触器3，其常开触点K-1串接单电控二位五通电磁阀2的电磁线圈并接电源；控制接触器的继电器线圈K-2串接一常开型按键开关4并接电源。

远程控制通过常开型按键开关的按下，二位五通电磁阀的电磁线圈导电，二位五通电磁阀吸，第一、第四端口相通，再当按键开关松开，二位五通电磁阀放，第一、第二端口相通。

又，所述单电控二位五通电磁阀2第四端口24与所述组合充排气阀1的第二气体接口105之间的管道上设压力表5。

将用户气体容器上的进气孔通过气管与组合充排气阀1上的第三气体接口106连接。

打开气源，单电控二位五通电磁阀2上第一、第二端口21、22连通，气体进入组合充排气阀1上第一气体接口104，推动第一单作用气阀组件12第一阀芯122向前移动，在第一阀芯122中间的锥台1223斜面与第二单作用气阀组件13的第二阀芯131阀杆1311上的阀杆头1312锥面接触，在两斜面作用下第二阀芯131向下移动，打开第二通道102，若此时应用部分内有气体就会由组合充排气阀1的第二气体接口105向单电控二位五通电磁阀2的第四端口24处排放，完成应用部分(用户气体容器)放气、收缩的过程，此状态为应用部分常开状态。如在其应用部分(用户气体容器)进气口安装单向节流阀可以控制气流量的大小来调节单作用阀芯的动作速度。

当远程控制按下常开按键开关，此时单电控二位五通电磁阀2的电磁线圈通电，单电控二位五通电磁阀2上第一、第四端口21、24连通，气源进入组合充排气阀1上的第二气体接口102，此时在气体的压力大于第二单作用气阀组件13的第二阀芯131上的复位弹簧132力时，第二阀芯131被压下，第三通道103打开，气体通过第三通道103流向组合充排气阀1第三气体接口106向连接的用户气体容器充气，达到了为应用部分充气的作用。

当用户气体容器的气体压力充至与进气压力相等时，第二单作用气阀组件13的第二阀芯131在复位弹簧132的作用下，第二阀芯复位，第三通道103关闭，此时起到了自动保压的作用。

参见图8，其反映了本发明系统应用组合充排气阀对应用部分进行充气的过程。

当单电控二位五通电磁阀2的电磁线圈导电，二位五通电磁阀吸，其第一、第四端口相通，此时组合充排气阀1上的第二气体接口105进气，推动第一单作用阀组12的第一阀芯向下移动，虚线通气通道被打开，气体通过虚线通气通道流向第三气体接口106，为连接第三气体接口106的用户气体容器进行充气。

参见图9，其反映了本发明系统应用组合充排气阀对应用部分进行保压的过程。

当单电控二位五通电磁阀2的电磁线圈通电，单电控二位五通电磁阀2第一、第四端口21、24相通，气源进入第二单作用气阀组件13的第二气体接口105进气，第一阀芯打开，气体进入应用部分，完成应用部分(用户气体容器)充气。

而当应用部分内的气体膨胀到一定压力受阻后，其内部压力与进入的气体压力相等时，第二单作用气阀组件13在复位弹簧的作用下，第二阀芯回弹，复位，自动关闭虚线通气通道，同时第三气体接口106被关闭。

而当应用部分气体降低到进入的气体大于应用部分内部气体和复位弹簧力时，在进气的压力下第二单作用气阀组件13的第二阀芯又会向下移动，虚线通气通道被再次自动打开，第三气体接口106通气，此一设计起到了自动保压作用。

参见图10，其反映了本发明系统应用组合充排气阀对应用部分(用户气体容器)进行排气的过程。

在单电控二位五通电磁阀2的电磁线圈断电情况下，单电控二位五通电磁阀2第一、第二端口21、22相通，气源进入第一单作用气阀组件12，推动第一单作用气阀组件12的第一阀芯向前移动，在第一、第二单作用气阀组件12、13的阀芯斜面接触移动作用下，第二单作用气阀组件13的第二阀芯向下移动，虚线气道被打开，第三气体接口106畅通，应用部分(用户气体容器)内的气体通过第三气体接口106经第二单作用气阀组件13的第二气体接口105向单电控二位五通电磁阀2的第四端口24处排出。

远程控制通过按键开关的按下，单电控二位五通电磁阀的电磁线圈导电，二位五通电磁阀吸，第一、第四端口相通，再当按键开关松开，二位五通电磁阀放，第一、第二端口相通。

Claims

1.一种远程气体充排气保压控制系统，设置于用户气体容器与气源之间；其特征在于，包括，

组合充排气阀，包括，

阀体，其内设第一～第三通道及相应的第一～第三气体接口；其中，第一通道位于阀体上部，轴向贯通阀体上部，该通道中部内壁环设凸筋，第一通道一侧端口封闭，另一端口为第一气体接口；第二通道，平行设置于第一通道下方，其一端开口，成为第三气体接口，第三气体接口通过管道接用户气体容器；第三通道，垂直贯穿于第一、第二通道，并径向贯通阀体，第三通道的上端口为第二气体接口；第三通道内壁、与第一、第二通道贯通处之间还设两个旁通道，该两个旁通道的另一端连通于第二通道；

第一单作用气阀组件，设置于阀体第一通道内，包括支撑并帽、第一阀芯、复位弹簧和固定并帽；所述的支撑并帽设置于阀体第一通道内一侧端口，将其封闭，阀体第一通道的另一侧端口为第一气体接口；支撑并帽内侧面设计有中心孔道和一个与中心孔道平行、底部与中心孔道相通的偏孔道；第一阀芯包括底板及其上的阀杆，阀杆杆身中部设一锥台，锥台底面抵靠第一通道中部内壁的凸筋；复位弹簧套设于第一阀芯锥台与底板之间的杆身；固定并帽固定于阀体第一通道内另一侧端，固定并帽设与阀体第一气体接口相通的中心通孔；

第二单作用气阀组件，设置于阀体第三通道内，包括第二阀芯、复位弹簧和固定并帽；固定并帽固定于阀体第三通道的下端口；第二阀芯包括阀杆及阀杆头，该阀杆头端面为与第一阀芯锥台匹配的锥面；阀杆杆身设固定环，复位弹簧套设于阀杆上，阀杆尾端于固定并帽，复位弹簧两端分别抵靠固定环和固定并帽；固定并帽底部中央设排气孔；

单电控二位五通电磁阀，设置于气源管路中，其设一个接气源的第一端口，另设第二、第四端口分别通过管道连接所述组合充排气阀的第一、第二气体接口；

控制接触器，其常开触点串接单电控二位五通电磁阀的电磁线圈并接电源；控制接触器的继电器线圈串接一常开型按键开关并接电源。

2.如权利要求1所述的远程气体充排气保压控制系统，其特征在于，所述的气源管路中还设有控制阀、过滤器、调压阀。

3.如权利要求1所述的远程气体充排气保压控制系统，其特征在于，所述单电控二位五通电磁阀第四端口与所述组合充排气阀的第二气体接口之间的管道上设压力表。

4.用于远程气体充排气保压控制系统的组合充排气阀，其特征在于，包括，

第二单作用气阀组件，设置于阀体第三通道内，包括第二阀芯、复位弹簧和固定并帽；固定并帽固定于阀体第三通道的下端口；第二阀芯包括阀杆及阀杆头，该阀杆头端面为与第一阀芯锥台匹配的锥面；阀杆杆身设固定环，复位弹簧套设于阀杆上，阀杆尾端于固定并帽，复位弹簧两端分别抵靠固定环和固定并帽；固定并帽底部中央设排气孔。