CN103486026B - 一种螺杆泵安全连锁控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆泵安全连锁控制系统，除了使用压力传感器获取输送基质压力外，还增加了安全阀和泄爆膜，多重保险防止螺杆泵在乳化基质制备和输送过程中由于压力过高而导致爆炸；还增加了反冲水系统，多重保险防止螺杆泵在乳化基质制备和输送过程中由于温度过高而导致爆炸；增加了编码器获取电机转速，以及PLC控制器通过变频器调整电机转速，不但可以方便的调节螺杆泵输送基质的流量，而且在输送基质压力和温度较低时，方便调节控制，以改善乳化基质的效果。本发明所公开的螺杆泵安全连锁控制方法，通过多种途径检测螺杆泵运行状态，防止螺杆泵在乳化基质制备和基质输送过程中由于压力温度过高而导致爆炸，有效避免安全事故的发生。

Description

一种螺杆泵安全连锁控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及民用爆破器材领域，具体的说涉及该领域内的一种螺杆泵安全连锁控制系统。

背景技术

螺杆泵输送时压力波动小，输送压力稳定，适于被用于乳化基质制备和输送，是基质制备和基质输送的核心关键部件。

基质制备和基质输送要求在一定的压力温度条件下进行，压力温度过低影响最终乳化基质的形成，压力和温度过高时，会导致乳化基质爆炸，发生安全事故。

以往螺杆泵仅通过压力和温度传感器监测螺杆泵工作状态，当压力和温度传感器出现故障监测失效时，安全控制系统不到位，监测不到螺杆泵的压力和温度状态，容易导致作业过程中螺杆泵堵塞、压力温度升高和空转等安全风险，极易导致螺杆泵爆炸，发生安全事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种确保螺杆泵安全运行的螺杆泵安全连锁控制系统及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种螺杆泵安全连锁控制系统，包括安装在底座上的螺杆泵，螺杆泵上有基质入口和基质出口，并且安装有用于获取输送基质压力并向外传输的压力传感器和用于获取输送基质温度并向外传输的温度传感器，所述的螺杆泵由电机或马达驱动，该系统还包括有：安装于电机或马达输出轴上的编码器，所述的编码器用于获取电机或马达转速并向外传输信号；和/或安装在螺杆泵上的安全阀，该安全阀在输送基质压力超过设定值时开启泄压；和/或安装在螺杆泵上的泄爆膜，该泄爆膜在输送基质压力超过设定值时破裂泄压；和/或通过电磁单向阀与基质入口相连接的反冲水系统，当输送基质温度高于设定值时，电磁单向阀开启，反冲水系统向螺杆泵内注水降温；和/或螺杆与马达或电机之间安装挠性轴，当马达或电机输入力矩超过设计值时，挠性轴扭曲变形断裂，断绝继续输入力矩；该系统还包括有控制系统，该控制系统接收来自压力传感器和/或温度传感器和/或编码器的数据并调整电机或马达转速。

在一个优选的实施例中，所述的反冲水系统包括水泵和水箱，水泵通过管道与基质入口联通，在该管道上还安装有电磁单向阀和溢流阀。

在一个优选的实施例中，所述挠性轴的一端连接螺杆，另一端连接受电机或马达驱动的传动主轴，并且该挠性轴的直径比传动主轴的直径细。

在一个优选的实施例中，所述的螺杆泵上还安装有测量输送基质压力的压力表和/或测量输送基质温度的温度表。

在一个优选的实施例中，控制系统接收数据后，通过显示模块显示输出。

在一个优选的实施例中，控制系统通过变频器调整电机或马达转速。

在一个优选的实施例中，控制系统上有急停开关，关闭急停开关时，控制系统通过变频器使电机或马达停转，螺杆泵停机。

在一个优选的实施例中，所述的控制系统为PLC控制器或单片机。

在一个优选的实施例中，所述的马达为液压马达。

一种螺杆泵安全连锁控制方法，在螺杆泵运行的过程中，实时：

通过压力传感器检测输送基质压力，当压力超过压力设定值I时报警，当压力超过压力设定值II时报警并停机；

和/或通过温度传感器检测输送基质温度，当温度超过温度设定值I时报警，当温度超过温度设定值II时报警并停机；

和/或通过编码器获取电机或马达转速，当转速高于转速设定值I时报警，当转速高于转速设定值II时报警并停机，当转速低于转速设定值III时报警，当转速低于转速设定值IV时报警并停机；

和/或当压力超过压力设定值III时，安全阀开启泄压;

和/或当压力超过压力设定值IV时，泄爆膜破裂泄压；

和/或当温度高于设定值III时，三通电磁阀开启，反冲水系统向螺杆泵内注水降温；

和/或当电机或马达输入压力过大，超过挠性轴设计的承载时，电机与螺杆之间连接的挠性轴扭曲断裂，断绝输入动力。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的螺杆泵安全连锁控制系统，除了使用压力传感器获取输送基质压力外，还增加了安全阀和泄爆膜，多重保险防止螺杆泵在乳化基质制备和输送过程中由于压力过高而导致爆炸；除了使用温度传感器获取输送基质温度外，还增加了反冲水系统，多重保险防止螺杆泵在乳化基质制备和输送过程中由于温度过高而导致爆炸；增加了编码器获取电机转速，以及PLC控制器通过变频器调整电机转速，不但可以方便的调节螺杆泵输送基质的流量，而且在输送基质压力和温度较低时，方便调节控制，以改善最终乳化基质的效果。

本发明所公开的螺杆泵安全连锁控制方法，通过多种途径检测螺杆泵运行状态，防止螺杆泵在乳化基质制备和基质输送过程中由于压力温度过高而导致爆炸，有效避免安全事故的发生。

附图说明

图1是本发明实施例4所公开的螺杆泵安全连锁控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，本实施例公开了一种螺杆泵安全连锁控制系统，包括安装在底座上的螺杆泵，螺杆泵上有基质入口和基质出口，并且安装有用于获取输送基质压力并向外传输的压力传感器和用于获取输送基质温度并向外传输的温度传感器，所述的螺杆泵由电机驱动，该系统还包括有：安装于电机输出轴上的编码器，所述的编码器用于获取电机转速并向外传输信号。

所述的螺杆泵内有挠性轴，该挠性轴的一端连接螺杆，另一端连接受电机驱动的传动主轴，并且该挠性轴的直径比传动主轴的直径细，当电机输入力矩超过设计值时，挠性轴扭曲变形断裂，断绝继续输入力矩。所述的螺杆泵上还安装有测量输送基质压力的压力表和测量输送基质温度的温度表。还包括有PLC控制器，该PLC控制器接收来自压力传感器和温度传感器和编码器的数据。PLC控制器接收数据后，通过显示模块显示输出。PLC控制器通过变频器调整电机转速。PLC控制器上有急停开关，关闭急停开关时，PLC控制器通过变频器使电机停转，螺杆泵停机。

实施例2，本实施例在实施例1的基础上，在螺杆泵上还安装有安全阀，该安全阀在输送基质压力超过设定值时开启泄压。

实施例3，本实施例在实施例2的基础上，在螺杆泵上还安装有泄爆膜，该泄爆膜在输送基质压力超过设定值时破裂泄压。

实施例4，如图1所示，本实施例公开了一种螺杆泵安全连锁控制系统，包括安装在底座16上的螺杆泵，螺杆泵上有基质入口6和基质出口1，并且在基质出口1处安装有用于获取输送基质压力并向外传输的压力传感器13和用于获取输送基质温度并向外传输的温度传感器17，所述的螺杆泵由电机9驱动，具体的说，电机9的输出轴通过联轴器把动力传输给螺杆泵的传动主轴14，该系统还包括有：安装于电机输出轴上的编码器10，所述的编码器10用于获取电机9的转速并向外传输信号；安装在螺杆泵基质出口处的安全阀11，该安全阀11在输送基质压力超过设定值时开启进行泄压；安装在螺杆泵基质出口处的泄爆膜12，该泄爆膜12在输送基质压力超过设定值时破裂泄压；通过电磁单向阀5与基质入口6相联通的反冲水系统，该反冲水系内统包括水泵2和水箱3，水泵2通过管道与基质入口6联通，在该管道上还安装有电磁单向阀5和溢流阀。当输送基质温度高于设定值时，电磁单向阀5开启，反冲水系统向螺杆泵系统内注水降温，而溢流阀则用来保持注水流量恒定。

该螺杆泵内还包括有挠性轴15，该挠性轴15的一端连接螺杆4，另一端连接受电机驱动的传动主轴14，并且该挠性轴的直径比传动主轴14的直径细，当扭矩达到30-300Nm时，挠性轴会被扭曲，这样可以防止电机继续将扭矩传给螺杆，避免出现压力过大的危险。

该螺杆泵的基质出口处还安装有测量输送基质压力的压力表8和测量输送基质温度的温度表7。

还包括有PLC控制器18，该PLC控制器18接收来自压力传感器、温度传感器、编码器的数据，并将接收到的数据通过显示模块实时显示输出，在数据异常时，PLC控制器可以发出报警信号并且根据内部程序通过变频器调整电机转速。PLC控制器上有急停开关，关闭急停开关时，PLC控制器通过变频器使电机停转，螺杆泵停机。

本实施例所公开的螺杆泵安全连锁控制系统，除了使用压力传感器获取输送基质压力外，还增加了安全阀和泄爆膜，多重保险防止螺杆泵在乳化基质制备和输送过程中由于压力过高而导致爆炸；除了使用温度传感器获取输送基质温度外，还增加了反冲水系统，多重保险防止螺杆泵在乳化基质制备和输送过程中由于温度过高而导致爆炸；增加了编码器获取电机转速，以及PLC控制器通过变频器调整电机转速，不但可以方便的调节螺杆泵输送基质的流量，而且在输送基质压力和温度较低时，方便调节控制，以改善最终乳化基质的效果。

实施例5，本实施例公开了一种螺杆泵安全连锁控制系统的控制方法，该方法使用实施例4所公开的螺杆泵安全连锁控制系统，在螺杆泵运行的过程中，基质从基质入口进入，经过螺杆泵后从基质出口流出，在此过程中，实时：

通过压力传感器检测输送基质压力，当压力超过压力设定值I时报警，当压力超过压力设定值II时报警并停机；

通过温度传感器检测输送基质温度，当温度超过温度设定值I时报警，当温度超过温度设定值II时报警并停机；

通过编码器获取电机转速，当转速高于转速设定值I时报警，当转速高于转速设定值II时报警并停机，当转速低于转速设定值III时报警，当转速低于转速设定值IV时报警并停机；

当压力超过压力设定值III时，安全阀开启泄压；

当压力超过压力设定值IV时，泄爆膜破裂泄压；

当温度高于设定值III时，三通电磁阀开启，反冲水系统向螺杆泵内注水降温；

当电机输入压力过大，超过挠性轴设计的承载时，电机与螺杆之间连接的挠性轴扭曲断裂，断绝输入动力。

本实施例所公开的螺杆泵安全连锁控制方法，通过多种途径检测螺杆泵运行状态，防止螺杆泵在乳化基质制备和基质输送过程中由于压力温度过高而导致爆炸，有效避免安全事故的发生。

Claims (10)

1.一种螺杆泵安全连锁控制系统，包括安装在底座上的螺杆泵，螺杆泵上有基质入口和基质出口，并且在基质出口处安装有用于获取输送基质压力并向外传输的压力传感器和用于获取输送基质温度并向外传输的温度传感器，所述的螺杆泵由电机或马达驱动，其特征在于，该系统还包括有：安装于电机或马达输出轴上的编码器，所述的编码器用于获取电机或马达转速并向外传输信号；和/或安装在螺杆泵基质出口处的安全阀，该安全阀在输送基质压力超过设定值时开启泄压；和/或安装在螺杆泵基质出口处的泄爆膜，该泄爆膜在输送基质压力超过设定值时破裂泄压；和/或通过电磁单向阀与基质入口相连接的反冲水系统，当输送基质温度高于设定值时，电磁单向阀开启，反冲水系统向螺杆泵内注水降温；和/或螺杆与马达或电机之间安装挠性轴，当马达或电机输入力矩超过设计值时，挠性轴扭曲变形断裂，断绝继续输入力矩；该系统还包括有控制系统，该控制系统接收来自压力传感器和/或温度传感器和/或编码器的数据并调整电机或马达转速。

2.根据权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：所述的反冲水系统包括水泵和水箱，水泵通过管道与基质入口联通，在该管道上还安装有电磁单向阀和溢流阀。

3.根据权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：所述挠性轴的一端连接螺杆，另一端连接受电机或马达驱动的传动主轴，并且该挠性轴的直径比传动主轴的直径细。

4.根据权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：所述的螺杆泵上还安装有测量输送基质压力的压力表和/或测量输送基质温度的温度表。

5.根据权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：控制系统接收数据后，通过显示模块显示输出。

6.根据权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：控制系统通过变频器调整电机或马达转速。

7.根据权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：控制系统上有急停开关，关闭急停开关时，控制系统通过变频器使电机或马达停转，螺杆泵停机。

8.根据权利要求5—7中任一项所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：所述的控制系统为PLC控制器或单片机。

9.根据权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于：所述的马达为液压马达。

10.一种螺杆泵安全连锁控制方法，使用权利要求1所述的螺杆泵安全连锁控制系统，其特征在于，在螺杆泵运行的过程中，实时：

通过安装在螺杆泵的基质出口处的压力传感器检测输送基质压力，当压力超过压力设定值I时报警，当压力超过压力设定值II时报警并停机；

和通过安装在螺杆泵的基质出口处的温度传感器检测输送基质温度，当温度超过温度设定值I时报警，当温度超过温度设定值II时报警并停机；

和通过编码器获取电机或马达转速，当转速高于转速设定值I时报警，当转速高于转速设定值II时报警并停机，当转速低于转速设定值III时报警，当转速低于转速设定值IV时报警并停机；

和/或当压力超过压力设定值III时，安装在螺杆泵的基质出口处的安全阀开启泄压；

和/或当压力超过压力设定值IV时，安装在螺杆泵的基质出口处的泄爆膜破裂泄压；

和/或当温度高于设定值III时，三通电磁阀开启，通过电磁单向阀与基质入口相联通的，包括水泵和水箱的反冲水系统向螺杆泵内注水降温；

和/或当电机或马达输入压力过大，超过挠性轴设计的承载时，电机与螺杆之间连接的挠性轴扭曲断裂，断绝输入动力。