CN108319185A - 气路二级安全冗余装置 - Google Patents

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刘晓旭
靳硕
王兵
高翌春
张鹏程
张修建
张铁犁
印朝辉
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Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
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China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/048—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded combined with other safety valves, or with pressure control devices

Abstract

本发明涉及一种气路二级安全冗余装置，应用于各类配气台及其他压力管路设备中，能够有效的防止管路中气体压力超过设计值，提高管路及设备的安全性。所述管路将预设值机械式安全阀、气动放气阀、压力传感器以及低压电磁阀连接起来，在配气台以及相关压力容器设备中设置预设值机械式安全阀，并在临近位置安装气动放气阀以及压力传感器，压力传感器实时采集管路中的气体压力，通过串口信号或者模拟信号由计算机进行采集，通过采集到的压力值判断是否开启低压电磁阀，将低压气体通入气动放气阀进行放气。本发明提高了配气台及相关压力容器设备的安全性，保证操作人员及仪器设备的安全。

Description

气路二级安全冗余装置
技术领域
本发明涉及一种气路二级安全冗余装置，应用于各类配气台及其他压力管路设备中，能够有效的防止管路中气体压力超过设计值，提高管路及设备的安全性。
背景技术
在目前各类配气台及相关压力管路设备中，均设计有最大工作压力，一般情况下管路中气体压力应控制在最大设计值之下，但为了防止设备使用过程中由于气路元件的损坏导致管路中压力值瞬时增大，以致对人员及设备造成安全隐患，一般设计人员在管路中均设计有安全阀，并在安装在管路之前设定好压力值，一旦管路中气体压力大于预设值，则安全阀开启放气，但该类安全阀一般为机械方式，通过设定内部弹簧压紧力来设定压力值，而在长时间存放过程中，其内部弹簧机构容易塑性变形导致预设值变化，给设备管路带来安全隐患，因此，有必要采取相应措施，通过在管路中增加冗余机构，确保当设备管路中气体压力超过要求压力时，管路能够安全可靠的排出气体，提高设备安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气路二级安全冗余装置，通过在各类配气台以及相关压力容器设备中同时设计预设值机械式安全阀以及基于压力传感器信号的自动放气阀，来实现管路压力超过设计工作值时的可靠排气，提高压力仪器的安全性及可靠性，以保证操作人员及仪器设备的安全。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种气路二级安全冗余装置，包括预设值机械式安全阀、气动放气阀、压力传感器、低压电磁阀、计算机以及管路；所述管路将预设值机械式安全阀、气动放气阀、压力传感器以及低压电磁阀连接起来，在配气台以及相关压力容器设备中设置预设值机械式安全阀，并在临近位置安装气动放气阀以及压力传感器，压力传感器实时采集管路中的气体压力，通过串口信号或者模拟信号由计算机进行采集，通过采集到的压力值判断是否开启低压电磁阀，将低压气体通入气动放气阀进行放气。
所述的预设值机械式安全阀为弹簧机械结构，能够通过调节弹簧的预紧力来改变机械式安全阀的开启压力值。
所述的气动放气阀为常闭式气动放气阀，由低压驱动气嘴、进气嘴、出气嘴组成，在不通低压驱动气体时，进气嘴和出气嘴之间是闭合状态，当从低压驱动气嘴输入低压气体时，该气动放气阀开启，进气嘴和出气嘴之间连通。
所述的低压电磁阀通0.6～0.8MPa低压气体。
当压力超过计算机中设置的压力值时，计算机控制低压电磁阀开启，低压气体进入到气动放气阀中控制其开启，管路中气体从气动放气阀的出气嘴排出，实现放气；同时预设值机械式安全阀同样可起到放气效果。
本发明所取得的有益效果为：
本发明通过在管路中同时设置预设值机械式安全阀以及基于计算机控制的气动放气阀来实现管路中气体超压放气的功能，其中基于计算机控制的气动放气阀具有灵敏度高、可靠性高的特点，能够避免预设值机械式安全阀由于内部弹簧塑性变形导致预设压力值改变的情况，提高了配气台及相关压力容器设备的安全性，保证操作人员及仪器设备的安全。
附图说明
图1为气路二级安全冗余装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述气路二级安全冗余装置包括预设值机械式安全阀、气动放气阀、压力传感器、低压电磁阀、计算机以及管路；在配气台以及相关压力容器设备中设置预设值机械式安全阀，并在临近位置安装气动放气阀以及压力传感器，压力传感器实时采集管路中的气体压力，并通过串口信号或者模拟信号由计算机进行采集，并可通过采集到的压力值判断是否开启低压电磁阀将低压气体通入气动放气阀进行放气。
所述的预设值机械式安全阀为弹簧机械结构，能够通过调节弹簧的预紧力来改变机械式安全阀的开启压力值，该值可能会受到弹簧力长时间的塑性变形而微小变化。
所述的气动放气阀采用气动原理，由低压驱动气嘴、进气嘴、出气嘴组成，由外界低压气体控制阀体的打开或者关闭，分为常闭和常开两种类型，其中常闭是指在不通低压驱动气体时，进气嘴和出气嘴之间是闭合状态，当从低压驱动气嘴输入低压气体时，该气动放气阀开启，进气嘴和出气嘴之间连通；常开是指在不通低压驱动气体时，进气嘴和出气嘴之间是开启状态，当从低压驱动气嘴输入低压气体时，该气动放气阀关闭，进气嘴和出气嘴之间闭合。本发明采用常闭式气动放气阀。
所述的压力传感器可以采集管路中的气体压力，可提供串口信号或模拟信号，由计算机进行采集，具体量程及准确度等级由实际需要确定。
所述低压电磁阀通低压气体，一般为(0.6～0.8)MPa，作为控制气动放气阀开启及闭合的驱动气，由计算机控制通气和断气。
所述计算机可实现数据采集及控制，包括管路中压力传感器信号的实时采集及低压电磁阀通断的控制。
所述管路的作用是将预设值机械式安全阀、气动放气阀、压力传感器以及低压电磁阀连接起来。
根据管路设计要求，选择相应的预设值机械式安全阀被校仪器的量程及参数选择相应的压力传感器，低压电磁阀与气动放气阀的低压气嘴相连，由计算机实时采集管路中压力，当压力超过计算机中设置的压力值时，计算机控制低压电磁阀开启，低压气体进入到气动放气阀中控制其开启，管路中气体从出气嘴排出，实现放气；同时预设值机械式安全阀同样可起到放气效果。
采用预设值机械式安全阀以及气动放气阀的方式实现了超压放气的冗余方式，提高了管路系统的安全性，保证操作人员及仪器设备的安全。

Claims (5)

1.一种气路二级安全冗余装置，其特征在于：包括预设值机械式安全阀、气动放气阀、压力传感器、低压电磁阀、计算机以及管路；所述管路将预设值机械式安全阀、气动放气阀、压力传感器以及低压电磁阀连接起来，在配气台以及相关压力容器设备中设置预设值机械式安全阀，并在临近位置安装气动放气阀以及压力传感器，压力传感器实时采集管路中的气体压力，通过串口信号或者模拟信号由计算机进行采集，通过采集到的压力值判断是否开启低压电磁阀，将低压气体通入气动放气阀进行放气。
2.根据权利要求1所述的气路二级安全冗余装置，其特征在于：所述的预设值机械式安全阀为弹簧机械结构，能够通过调节弹簧的预紧力来改变机械式安全阀的开启压力值。
3.根据权利要求1所述的气路二级安全冗余装置，其特征在于：所述的气动放气阀为常闭式气动放气阀，由低压驱动气嘴、进气嘴、出气嘴组成，在不通低压驱动气体时，进气嘴和出气嘴之间是闭合状态，当从低压驱动气嘴输入低压气体时，该气动放气阀开启，进气嘴和出气嘴之间连通。
4.根据权利要求1所述的气路二级安全冗余装置，其特征在于：所述的低压电磁阀通0.6～0.8MPa低压气体。
5.根据权利要求1所述的气路二级安全冗余装置，其特征在于：当压力超过计算机中设置的压力值时，计算机控制低压电磁阀开启，低压气体进入到气动放气阀中控制其开启，管路中气体从气动放气阀的出气嘴排出，实现放气；同时预设值机械式安全阀同样可起到放气效果。
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