CN104789987A - 气压平衡控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种气压平衡控制系统及其控制方法，涉及一种控制系统及方法，系统包括第一平衡瓶、第二平衡瓶，第一平衡瓶下端设有连通气体A气源的进气管A，第二平衡瓶下端设有连通气体B气源的进气管B，第一、第二平衡瓶的底部之间通过连通管连接在一起；第一平衡瓶的上部设有出气管A，第二平衡瓶的上部设有出气管B，出气管A、出气管B的管路上设有压差控制组件，出气管B的管路上还设有溢流阀控制装置及溢流阀。方法是通过压差控制组件控制第一平衡瓶、第二平衡瓶的压力平衡；当气体B富裕时，通过溢流阀控制装置控制溢流阀将富裕的气体排出去。本发明控制精确，使用灵活，结构简单、造价低，易于推广应用。<u/>

Description

气压平衡控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制系统及其控制方法，特别是一种气压平衡控制系统及其控制方法。

背景技术

在电解过程中，若电解槽的氢室与氧室的压力差较大，会造成氢或氧气的渗透至另一侧，所以在运行中必须随时调整槽内氢、氧两侧的压力。现有压力平衡控制方法有多种，其中比较常见的是浮球调节阀和薄膜调节阀这二种结构。浮球调节阀的缺点是设备大，结构复杂；薄膜调节阀的缺点是：薄膜阀关闭时阀芯与阀座闭合不严、阀芯与阀座闭合过紧以及阀杆与阀杆导向装置摩擦过大造成阀杆动作迟钝，均可造成薄膜阀阀门开度异常，从而引起较大液位偏差。当将氢气和氧气用作焊割用燃气时，由于将所产气体完全按比例使用，火焰为氧化焰。当需要中性焰时，上述方法不可有效调节火焰。同时上述方法不能控制机器开闭，需要外接气压开关或传感器检测机器内部气压后控制电解槽的开闭，因此与正常工作相比关机时气压升高较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种气压平衡控制系统及其控制方法，以解决现有技术存在的液位偏差大、结构复杂的不足之处，同时可灵活控制气体使用比例和机器开闭。

解决上述技术问题的技术方案是：一种气压平衡控制系统，包括第一平衡瓶、第二平衡瓶，所述的第一平衡瓶下端设有连通气体A气源的进气管A，第二平衡瓶下端设有连通气体B气源的进气管B，第一平衡瓶与第二平衡瓶的底部之间通过连通管连接在一起；第一平衡瓶的上部设有连通气体A用气终端的出气管A，第二平衡瓶的上部设有连通气体B用气终端的出气管B，出气管A、出气管B的管路上设有压差控制组件，所述出气管B的管路上还设有溢流阀控制装置及溢流阀。

本发明的进一步技术方案是：所述的溢流阀控制装置包括溢流控制电磁阀，该溢流控制电磁阀安装在出气管B的管路上，所述的第二平衡瓶上还安装有溢流传感器，所述溢流控制电磁阀的开与闭通过该溢流传感器检测的液位来控制。

本发明的再进一步技术方案是：所述的溢流控制电磁阀与第二平衡瓶之间还安装有一个安全阀。

本发明的再进一步技术方案是：所述的压差控制组件包括第一压差控制电磁阀、第二压差控制电磁阀，所述的第一压差控制电磁阀安装在出气管A上，第二压差控制电磁阀安装在出气管B上；

所述的第一平衡瓶上还安装有第一电磁阀开闭传感器，所述第一压差控制电磁阀的开与闭通过该第一电磁阀开闭传感器检测的液位来控制；

所述的第二平衡瓶上还安装有第二电磁阀开闭传感器，所述第二压差控制电磁阀的开与闭通过该第二电磁阀开闭传感器检测的液位来控制；

本发明的再进一步技术方案是：该气压平衡控制系统还包括有补水装置，补水装置包括第一补水传感器、第二补水传感器、水泵，所述的第一补水传感器安装在第一平衡瓶的第一电磁阀开闭传感器下方，第二补水传感器安装在第二平衡瓶的第二电磁阀开闭传感器下方，水泵连通第一平衡瓶或第二平衡瓶。

本发明的另一技术方案是：一种气压平衡控制系统的控制方法，该方法是将第一平衡瓶和第二平衡瓶的底部连通，将压差控制组件分别安装在出气管A、出气管B的管路上，并在出气管B的管路上安装溢流阀控制装置及溢流阀；

气体A从第一平衡瓶的进气管A进入第一平衡瓶；从第一平衡瓶的出气管A流出进入气体A用气终端；气体B从第二平衡瓶的进气管B进入第二平衡瓶；从第二平衡瓶的出气管B流出进入气体B用气终端；

通过压差控制组件控制第一平衡瓶、第二平衡瓶的压力平衡；当气体B富裕时，通过溢流阀控制装置控制溢流阀将富裕的气体B排出去。

本发明的进一步技术方案是：所述的压差控制组件控制第一平衡瓶、第二平衡瓶的压力平衡过程如下：

当液位达到第一电磁阀开闭传感器的位置时，第一压差控制电磁阀关闭，第一平衡瓶内的液位下降；当液位低于第一电磁阀开闭传感器的位置时，第一压差控制电磁阀开启；当液位达到第二电磁阀开闭传感器的位置时，第二压差控制电磁阀关闭，第二平衡瓶内的液位下降；当液位低于第二电磁阀开闭传感器的位置时，第二压差控制电磁阀开启；当液位低于第一补水传感器、第二补水传感器中的其中一个时，水泵开启补水；当气体A用气终端关机时，第一平衡瓶内的气体A聚集，第二平衡瓶内的气体B通过溢流阀排出，第二平衡瓶内的液位上升，达到溢流传感器时，产气系统关闭，溢流控制电磁阀关闭，以防止气体B继续溢流，造成液体从溢流阀排出；当气体A用气终端开启时，第一平衡瓶内的气体A排出，第二平衡瓶内的液位下降，产气系统开启，溢流控制电磁阀打开。

本发明的再进一步技术方案是：当气体A和气体B都完全使用时，系统的全部阀门都开启；当仅使用部分气体B时，气体B使用量在气体B用气终端控制，第二平衡瓶内气体B有富余，第二平衡瓶内压力升高；第一压差控制电磁阀间断开启，维持压力平衡；第二压差控制电磁阀、溢流控制电磁阀常开，部分气体B从溢流阀排出。

本发明的再进一步技术方案是：所述的气体A为氢气，所述的气体B为氧气。

由于采用上述结构，本发明之气压平衡控制系统及其控制方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.    控制稳定可靠：

由于本发明是将压差控制组件分别安装在出气管A、出气管B的管路上，并在出气管B的管路上安装溢流阀控制装置及溢流阀；使用时气体从第一平衡瓶的进气管A进入第一平衡瓶；从第一平衡瓶的出气管A流出进入气体A用气终端；气体B从第二平衡瓶的进气管B进入第二平衡瓶；从第二平衡瓶的出气管B流出进入气体B用气终端；通过压差控制组件控制第一平衡瓶、第二平衡瓶的压力平衡，系统内压力平衡后平衡瓶内的液位会长时间稳定在某一区域，且平衡瓶内压力波动小，使得进气管A和进气管B的出口处压差非常小，其控制比较稳定可靠。

2.结构简单：

由于本发明整个控制系统中无复杂的机械机构，其结构简单可靠。

3. 可灵活控制气体使用比例和机器开闭：

本发明在使用时，当液位达到第一电磁阀开闭传感器的位置时，第一压差控制电磁阀关闭，第一平衡瓶内的液位下降；当液位低于第一电磁阀开闭传感器的位置时，第一压差控制电磁阀开启；当液位达到第二电磁阀开闭传感器的位置时，第二压差控制电磁阀关闭，第二平衡瓶内的液位下降；当液位低于第二电磁阀开闭传感器的位置时，第二压差控制电磁阀开启；当液位低于第一补水传感器、第二补水传感器中的其中一个时，水泵开启补水；当气体A用气终端关机时，第一平衡瓶内的气体A聚集，第二平衡瓶内的气体B通过溢流阀排出，第二平衡瓶内的液位上升，达到溢流传感器时，产气系统关闭，溢流控制电磁阀关闭，以防止气体B继续溢流，造成液体从溢流阀排出；当气体A用气终端开启时，第一平衡瓶内的气体A排出，第二平衡瓶内的液位下降，产气系统开启，溢流控制电磁阀打开。

当气体A和气体B都完全使用时，系统的全部阀门都开启；当仅使用部分气体B时，气体B使用量在气体B用气终端控制，第二平衡瓶内气体B有富余，第二平衡瓶内压力升高；第一压差控制电磁阀间断开启，维持压力平衡；第二压差控制电磁阀、溢流控制电磁阀常开，部分气体B从溢流阀排出。

因此，本发明可以根据用气的需要灵活控制气体使用比例，从而有效调节火焰。同时，本发明还可以根据用气的需要灵活控制机器的开闭，无需外接气压开关或传感器，从而可保证其工作气压的稳定性。

下面，结合附图和实施例对本发明之气压平衡控制系统及其控制方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：实施例一所述本发明之气压平衡控制系统的结构示意图，

图2：实施例二所述本发明之气压平衡控制系统的结构示意图，

图3：实施例三所述本发明之气压平衡控制系统的结构示意图，

图4：实施例四所述本发明之气压平衡控制系统的结构示意图，

在上述附图中，各标号说明如下：

1-第一平衡瓶，     2-进气管A，  3-连通管， 4-进气管B，  5-第二平衡瓶，

6-溢流阀控制装置， 601-溢流控制电磁阀，     602-溢流传感器，

7-出气管B，        8-溢流阀，

9-压差控制组件，   901-第一压差控制电磁阀， 902-第二压差控制电磁阀，

903-第一电磁阀开闭传感器，904-第二电磁阀开闭传感器，

10-出气管A，    11-气体B用气终端，      12-气体A用气终端，

14-安全阀，

13-补水装置，131-第一补水传感器， 132-第二补水传感器，  133-水泵。

具体实施方式

实施例一：

一种气压平衡控制系统（参见图1），包括第一平衡瓶1、第二平衡瓶5，所述的第一平衡瓶1下端设有连通气体A气源的进气管A2，第二平衡瓶5下端设有连通气体B气源的进气管B4，第一平衡瓶1与第二平衡瓶5的底部之间通过连通管3连接在一起；第一平衡瓶1的上部设有连通气体A用气终端12的出气管A10，第二平衡瓶5的上部设有连通气体B用气终端11的出气管B7，出气管A10、出气管B7的管路上设有压差控制组件9，该压差控制组件9为公知技术，所述出气管B7的管路上还设有溢流阀控制装置6及溢流阀8。

所述的溢流阀控制装置6包括溢流控制电磁阀601，该溢流控制电磁阀601安装在出气管B7的管路上，所述的第二平衡瓶5上还安装有溢流传感器602，所述溢流控制电磁阀601的开与闭通过该溢流传感器602检测的液位来控制。

上述的气体A为氢气，所述的气体B为氧气。

实施例二：

一种气压平衡控制系统（参见图2），包括第一平衡瓶1、第二平衡瓶5，所述的第一平衡瓶1下端设有连通气体A气源的进气管A2，第二平衡瓶5下端设有连通气体B气源的进气管B4，第一平衡瓶1与第二平衡瓶5的底部之间通过连通管3连接在一起；第一平衡瓶1的上部设有连通气体A用气终端12的出气管A10，第二平衡瓶5的上部设有连通气体B用气终端11的出气管B7，出气管A10、出气管B7的管路上设有压差控制组件9，所述出气管B7的管路上还设有溢流阀控制装置6及溢流阀8。

所述的溢流阀控制装置6包括溢流控制电磁阀601，该溢流控制电磁阀601安装在出气管B7的管路上，所述的第二平衡瓶5上还安装有溢流传感器602，所述溢流控制电磁阀601的开与闭通过该溢流传感器602检测的液位来控制。

所述的压差控制组件9包括第一压差控制电磁阀901、第二压差控制电磁阀902，所述的第一压差控制电磁阀901安装在出气管A10上，第二压差控制电磁阀902安装在出气管B7上；

所述的第一平衡瓶1上还安装有第一电磁阀开闭传感器903，所述第一压差控制电磁阀901的开与闭通过该第一电磁阀开闭传感器903检测的液位来控制；

所述的第二平衡瓶5上还安装有第二电磁阀开闭传感器904，所述第二压差控制电磁阀902的开与闭通过该第二电磁阀开闭传感器904检测的液位来控制。

上述的气体A为氢气，所述的气体B为氧气。

实施例三：

一种气压平衡控制系统（参见图3），包括第一平衡瓶1、第二平衡瓶5、补水装置13，所述的第一平衡瓶1下端设有连通气体A气源的进气管A2，第二平衡瓶5下端设有连通气体B气源的进气管B4，第一平衡瓶1与第二平衡瓶5的底部之间通过连通管3连接在一起；第一平衡瓶1的上部设有连通气体A用气终端12的出气管A10，第二平衡瓶5的上部设有连通气体B用气终端11的出气管B7，出气管A10、出气管B7的管路上设有压差控制组件9，所述出气管B7的管路上还设有溢流阀控制装置6及溢流阀8。

所述的溢流阀控制装置6包括溢流控制电磁阀601，该溢流控制电磁阀601安装在出气管B7的管路上，所述的第二平衡瓶5上还安装有溢流传感器602，所述溢流控制电磁阀601的开与闭通过该溢流传感器602检测的液位来控制。

所述的压差控制组件9包括第一压差控制电磁阀901、第二压差控制电磁阀902，所述的第一压差控制电磁阀901安装在出气管A10上，第二压差控制电磁阀902安装在出气管B7上；

所述的第一平衡瓶1上还安装有第一电磁阀开闭传感器903，所述第一压差控制电磁阀901的开与闭通过该第一电磁阀开闭传感器903检测的液位来控制；

所述的第二平衡瓶5上还安装有第二电磁阀开闭传感器904，所述第二压差控制电磁阀902的开与闭通过该第二电磁阀开闭传感器904检测的液位来控制。

所述的补水装置13包括第一补水传感器131、第二补水传感器132、水泵133，所述的第一补水传感器131安装在第一平衡瓶1的第一电磁阀开闭传感器903下方，第二补水传感器132安装在第二平衡瓶5的第二电磁阀开闭传感器904下方，水泵133连通第二平衡瓶5。

上述的气体A为氢气，所述的气体B为氧气。

实施例四：

一种气压平衡控制系统（参见图4），该系统的结构基本同实施例三，所不同之处在于：所述的溢流控制电磁阀601与第二平衡瓶5之间还安装有一个安全阀14。

本实施例四所述气压平衡控制系统的具体结构如下：

一种气压平衡控制系统，包括第一平衡瓶1、第二平衡瓶5、补水装置13，所述的第一平衡瓶1下端设有连通气体A气源的进气管A2，第二平衡瓶5下端设有连通气体B气源的进气管B4，第一平衡瓶1与第二平衡瓶5的底部之间通过连通管3连接在一起；第一平衡瓶1的上部设有连通气体A用气终端12的出气管A10，第二平衡瓶5的上部设有连通气体B用气终端11的出气管B7，出气管A10、出气管B7的管路上设有压差控制组件9，所述出气管B7的管路上还设有溢流阀控制装置6及溢流阀8。

所述的溢流阀控制装置6包括溢流控制电磁阀601，该溢流控制电磁阀601安装在出气管B7的管路上，所述的第二平衡瓶5上还安装有溢流传感器602，所述溢流控制电磁阀601的开与闭通过该溢流传感器602检测的液位来控制。所述的溢流控制电磁阀601与第二平衡瓶5之间还安装有一个安全阀14。

所述的压差控制组件9包括第一压差控制电磁阀901、第二压差控制电磁阀902，所述的第一压差控制电磁阀901安装在出气管A10上，第二压差控制电磁阀902安装在出气管B7上；

所述的第一平衡瓶1上还安装有第一电磁阀开闭传感器903，所述第一压差控制电磁阀901的开与闭通过该第一电磁阀开闭传感器903检测的液位来控制；

所述的第二平衡瓶5上还安装有第二电磁阀开闭传感器904，所述第二压差控制电磁阀902的开与闭通过该第二电磁阀开闭传感器904检测的液位来控制。

所述的补水装置13包括第一补水传感器131、第二补水传感器132、水泵133，所述的第一补水传感器131安装在第一平衡瓶1的第一电磁阀开闭传感器903下方，第二补水传感器132安装在第二平衡瓶5的第二电磁阀开闭传感器904下方，水泵133连通第二平衡瓶5。

上述的气体A为氢气，所述的气体B为氧气。

实施例五：

一种气压平衡控制系统的控制方法，该方法是将第一平衡瓶1和第二平衡瓶5的底部连通，将压差控制组件分别安装在出气管A10、出气管B7的管路上，并在出气管B7的管路上安装溢流阀控制装置6及溢流阀8；

气体A从第一平衡瓶1的进气管A2进入第一平衡瓶1；从第一平衡瓶1的出气管A10流出，通过压差控制组件后进入气体A用气终端12；气体B从第二平衡瓶5的进气管B4进入第二平衡瓶5；从第二平衡瓶5的出气管B7流出，通过压差控制组件后进入气体B用气终端11；

通过压差控制组件控制第一平衡瓶1、第二平衡瓶5的压力平衡；当气体B富裕时，通过溢流阀控制装置6控制溢流阀8将富裕的气体B排出去。

所述的压差控制组件控制第一平衡瓶1、第二平衡瓶5的压力平衡过程如下：

当液位达到第一电磁阀开闭传感器903的位置时，第一压差控制电磁阀901关闭，第一平衡瓶1内的液位下降；当液位低于第一电磁阀开闭传感器903的位置时，第一压差控制电磁阀901开启；当液位达到第二电磁阀开闭传感器904的位置时，第二压差控制电磁阀902关闭，第二平衡瓶5内的液位下降；当液位低于第二电磁阀开闭传感器904的位置时，第二压差控制电磁阀902开启；

当液位低于第一补水传感器131、第二补水传感器132中的其中一个时，水泵133开启补水；

当气体A用气终端12关机时，第一平衡瓶1内的气体A聚集，第二平衡瓶5内的气体B通过溢流阀8排出，第二平衡瓶5内的液位上升，达到溢流传感器602时，产气系统关闭，溢流控制电磁阀601，以防止气体B继续溢流，造成液体从溢流阀8排出；当气体A用气终端12开启时，第一平衡瓶1内的气体A排出，第二平衡瓶5内的液位下降，产气系统开启，溢流控制电磁阀601打开。

当气体A和气体B都完全使用时，系统的全部阀门都开启；当仅使用部分气体B时，气体B使用量在气体B用气终端11控制，第二平衡瓶5内气体B有富余，第二平衡瓶5内压力升高；第一压差控制电磁阀901间断开启，维持压力平衡；第二压差控制电磁阀902、溢流控制电磁阀601常开，部分气体B从溢流阀8排出。

上述的气体A为氢气，所述的气体B为氧气。

用气终端的气阀一般都是针阀，部分开启就是半开，阀体的阻尼较大。只有部分氧气通过针阀排出使用。当然同样开度，不同压力下通过针阀的气流时不一样的，这就需要人工或控制装置来调整。

Claims (9)

1. 一种气压平衡控制系统，其特征在于：包括第一平衡瓶（1）、第二平衡瓶（5），所述的第一平衡瓶（1）下端设有连通气体A气源的进气管A（2），第二平衡瓶（5）下端设有连通气体B气源的进气管B（4），第一平衡瓶（1）与第二平衡瓶（5）的底部之间通过连通管（3）连接在一起；第一平衡瓶（1）的上部设有连通气体A用气终端（12）的出气管A（10），第二平衡瓶（5）的上部设有连通气体B用气终端（11）的出气管B（7），出气管A（10）、出气管B（7）的管路上设有压差控制组件（9），所述出气管B（7）的管路上还设有溢流阀控制装置（6）及溢流阀（8）。

2. 根据权利要求1所述的气压平衡控制系统，其特征在于：所述的溢流阀控制装置（6）包括溢流控制电磁阀（601），该溢流控制电磁阀（601）安装在出气管B（7）的管路上，所述的第二平衡瓶（5）上还安装有溢流传感器（602），所述溢流控制电磁阀（601）的开与闭通过该溢流传感器（602）检测的液位来控制。

3. 根据权利要求2所述的气压平衡控制系统，其特征在于：所述的溢流控制电磁阀（601）与第二平衡瓶（5）之间还安装有一个安全阀（14）。

4. 根据权利要求1或2或3所述的气压平衡控制系统，其特征在于：所述的压差控制组件（9）包括第一压差控制电磁阀（901）、第二压差控制电磁阀（902），所述的第一压差控制电磁阀（901）安装在出气管A（10）上，第二压差控制电磁阀（902）安装在出气管B（7）上；

所述的第一平衡瓶1上还安装有第一电磁阀开闭传感器（903），所述第一压差控制电磁阀（901）的开与闭通过该第一电磁阀开闭传感器（903）检测的液位来控制；

所述的第二平衡瓶（5）上还安装有第二电磁阀开闭传感器（904），所述第二压差控制电磁阀（902）的开与闭通过该第二电磁阀开闭传感器（904）检测的液位来控制。

5.根据权利要求4所述的气压平衡控制系统，其特征在于：该气压平衡控制系统还包括有补水装置（13），补水装置（13）包括第一补水传感器（131）、第二补水传感器（132）、水泵（133），所述的第一补水传感器（131）安装在第一平衡瓶（1）的第一电磁阀开闭传感器（903）下方，第二补水传感器（132）安装在第二平衡瓶（5）的第二电磁阀开闭传感器（904）下方，水泵（133）连通第一平衡瓶（1）或第二平衡瓶（5）。

6. 一种气压平衡控制系统的控制方法，其特征在于：该方法是将第一平衡瓶（1）和第二平衡瓶（5）的底部连通，将压差控制组件分别安装在出气管A（10）、出气管B（7）的管路上，并在出气管B（7）的管路上安装溢流阀控制装置（6）及溢流阀（8）；

气体A从第一平衡瓶（1）的进气管A（2）进入第一平衡瓶（1）；从第一平衡瓶（1）的出气管A（10）流出进入气体A用气终端（12）；气体B从第二平衡瓶（5）的进气管B（4）进入第二平衡瓶（5）；从第二平衡瓶（5）的出气管B（7）流出进入气体B用气终端（11）；

通过压差控制组件控制第一平衡瓶（1）、第二平衡瓶（5）的压力平衡；当气体B富裕时，通过溢流阀控制装置（6）控制溢流阀（8）将富裕的气体B排出去。

7. 根据权利要求6所述的气压平衡控制系统的控制方法，其特征在于：所述的压差控制组件控制第一平衡瓶（1）、第二平衡瓶（5）的压力平衡过程如下：

当液位达到第一电磁阀开闭传感器（903）的位置时，第一压差控制电磁阀（901）关闭，第一平衡瓶（1）内的液位下降；当液位低于第一电磁阀开闭传感器（903）的位置时，第一压差控制电磁阀（901）开启；当液位达到第二电磁阀开闭传感器（904）的位置时，第二压差控制电磁阀（902）关闭，第二平衡瓶（5）内的液位下降；当液位低于第二电磁阀开闭传感器（904）的位置时，第二压差控制电磁阀（902）开启；当液位低于第一补水传感器（131）、第二补水传感器（132）中的其中一个时，水泵（133）开启补水；当气体A用气终端（12）关机时，第一平衡瓶（1）内的气体A聚集，第二平衡瓶（5）内的气体B通过溢流阀（8）排出，第二平衡瓶（5）内的液位上升，达到溢流传感器（602）时，产气系统关闭，溢流控制电磁阀（601）关闭，以防止气体B继续溢流，造成液体从溢流阀（8）排出；当气体A用气终端（12）开启时，第一平衡瓶（1）内的气体A排出，第二平衡瓶（5）内的液位下降，产气系统开启，溢流控制电磁阀（601）打开。

8. 根据权利要求7所述的气压平衡控制系统的控制方法，其特征在于：当气体A和气体B都完全使用时，系统的全部阀门都开启；当仅使用部分气体B时，气体B使用量在气体B用气终端（11）控制，第二平衡瓶（5）内气体B有富余，第二平衡瓶（5）内压力升高；第一压差控制电磁阀（901）间断开启，维持压力平衡；第二压差控制电磁阀（902）、溢流控制电磁阀（601）常开，部分气体B从溢流阀（8）排出。

9. 根据权利要求6或7或8所述的气压平衡控制系统的控制方法，其特征在于：所述的气体A为氢气，所述的气体B为氧气。