CN108642418B - 井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统和方法，检测部连接自动排气部和自动充氮部，自动排气部连接退火炉的顶盖，自动充氮部连接退火炉的顶盖；所述自动排气部和自动充氮部均包括多个阀门，所述多个阀门连接自动控制部，所述自动控制部还连接内吹扫部。本发明通过自动控制装置实现内吹扫过程、排油烟泄压过程和氮气自动补充保压过程的完成，从而达到既保证产品质量，又可以节省氮气，降低成本的目的，避免了过去完全人工控制调节措施时间和炉胆压力的不精确性，以及造成氮气浪费问题。
Description
技术领域
本发明涉及井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统和方法，属金属制品生产技术领域。
背景技术
一般铜管的生产过程为，盘拉→缠绕→真空退火→成品。其退火工艺流程为：铜盘管内充氮→装炉→炉内抽真空，补入氮气→加热→抽真空，补入氮气→冷却→抽真空，补入氮气→出炉。用于铜管退火的退火炉上，与炉胆相通有一个抽真空接口，通过该接口向炉胆内抽真空及补充氮气。经真空保护退火工艺处理的铜管表面物理和化学性能稳定。
目前在铜管退火使用的井式退火炉，在整个生产过程中，内吹扫、排烟、补充氮气和泄压排气全部是由人工查看和开启关闭阀门进行控制。最大的弊端是会出现内吹扫时间超时，炉内压力超压问题，其结果一是会造成能源的浪费，二是会有安全隐患，三是费工费力。
发明内容
针对现阶段一种井式退火炉铜管退火内吹扫系统的不足与突出问题，结合自动控制技术，本发明提出了一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，实现自动检测控制吹扫系统。
本发明的技术方案如下：
井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统和方法，包括：
检测部，用于检测井式退火炉内物理参数；
自动排气部，用于控制排出油烟和灰尘的排气装置；排气装置可以是连接于退火炉顶盖的管路；所述充氮装置与所述排气装置均穿过退火炉的顶盖并且穿过的位置大于顶盖的半径；
自动充氮部，用于控制补充氮气的充氮装置；充氮装置可以是氮气瓶，氮气瓶通过管路连接铜管以达到内吹扫的功能。
还包括退火炉；
所述检测部连接排气部和充氮部，所述排气装置连接于退火炉的顶盖。所述充氮装置连接于铜管。
进一步的，所述检测部包括温度检测计和压力表，所述温度检测计位于退火炉中，所述压力表位于退火炉顶面上，所述压力表还有一延伸部插接退火炉中。
进一步的，所述充氮装置还具有内吹扫功能，采用常用的内吹扫装置，在此不再赘述。
进一步的，还包括流量表，流量表设在铜管的端部。
进一步的，所述自动排气部包括节流阀、排气截止阀和排气电动阀，所述节流阀连接检测部，所述节流阀和排气截止阀连接，所述排气电动阀和排气截止阀连接。
进一步的，所述自动充氮部包括时间继电器控制阀、进气截止阀和进气电动阀，所述时间继电器控制阀连接检测部，所述进气截止阀连接时间继电器控制阀，所述进气电动阀并联于时间继电器控制阀。
进一步的，还包括控制台，所述控制台包括进气电动按钮、压力显示控制器、排气电动按钮、时间继电器、时间报警器。所述节流阀分别连接压力显示控制器和时间报警器，所述排气电动阀连接时间继电器，所述压力表连接压力显示控制器，所述进气电动阀连接进气电动按钮，所述时间继电器控制阀连接时间报警器。
其工艺流程包括：
a)炉内铜管加热温度达到规定值时，内吹扫进气阀自动打开，向铜管内充氮气，进行内吹扫排油烟至炉胆内；
b)排烟气阀门自动打开，向炉胆外排油烟泄压；
c)根据压力变化，节流阀自动同步调节排烟气阀门的大小；
d)内吹扫达到规定的时间后自动关闭氮气进气阀门；内吹扫超过规定的时间后时间报警器报警。
还包括，在非内吹扫阶段的工艺流程：
在非内吹扫阶段，炉胆内气体压力达到设定的上限值时，排气节流阀自动开启，进行排烟气泄压，当炉胆内气体压力达到设定的下限值时，排气节流阀自动关闭。
本发明的优点在于：
1、有利于仪器对退火炉胆内吹扫的时间和气体压力进行监测，并通过自动控制装置实现内吹扫过程的完成，以及，排油烟泄压和氮气自动补充保压过程的完成，从而达到既保证产品质量，又可以节省氮气，降低成本的目的，避免了过去完全人工控制调节措施时间和炉胆压力的不精确性，以及造成氮气浪费问题。
2、本发明使用多种阀门配合达到自动控制的目的，在整个控制过程中保证炉内压力恒定、氮气状态稳定，避免炉内压力出现波动影响铜管成形以及造成安全隐患。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中，1.节流阀，2.排气截止阀，3.排气电动阀，4.退火炉，5.铜管，6.压力表，7.时间继电器控制阀，8.进气截止阀，9.时间报警器量报警器，10.时间继电器，11.排气电动按钮，12.压力显示控制器，13.进气电动按钮，14.进气电动阀。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1:
井式退火炉4铜管退火内吹扫自动检测控制系统和方法，包括：
检测部，用于检测井式退火炉4内物理参数；
自动排气部，用于控制排出油烟和灰尘的排气装置；排气装置可以是连接于退火炉4顶盖的管路；
自动充氮部，用于控制补充氮气的充氮装置；充氮装置可以是氮气瓶，氮气瓶通过管路连接铜管以达到内吹扫的功能。
还包括退火炉4；
所述检测部连接排气部和充氮部，所述排气装置连接于退火炉4的顶盖。所述充氮装置连接于铜管。所述充氮装置与所述排气装置均穿过退火炉4的顶盖并且穿过的位置大于顶盖的半径；
进一步的，所述检测部包括温度检测计和压力表6，所述温度检测计位于退火炉4中，所述压力表6位于退火炉4顶面上，所述压力表6还有一延伸部插接退火炉4中。
进一步的，所述充氮装置还具有内吹扫功能，采用常用的内吹扫装置，在此不再赘述。
所述自动排气部包括节流阀1、排气截止阀2和排气电动阀3，所述节流阀1连接检测部，所述节流阀1和排气截止阀2连接，所述排气电动阀3和排气截止阀2连接。
所述自动充氮部包括时间继电器10控制阀7、进气截止阀8和进气电动阀14，所述时间继电器10控制阀7连接检测部，所述进气截止阀8连接时间继电器10控制阀7，所述进气电动阀14并联于时间继电器10控制阀7。
还包括控制台，所述控制台包括进气电动按钮13、压力显示控制器12、排气电动按钮11、时间继电器10、时间报警器9。所述节流阀1分别连接压力显示控制器12和时间报警器9，所述排气电动阀3连接时间继电器10，所述压力表6连接压力显示控制器12，所述进气电动阀14连接进气电动按钮13，所述时间继电器10控制阀7连接时间报警器9。
其工艺流程包括：
a)炉内铜管加热温度达到规定值时，内吹扫进气阀自动打开，向铜管内充氮气，进行内吹扫排油烟至炉胆内；
b)排烟气阀门自动打开，向炉胆外排油烟泄压；
c)根据压力变化，节流阀1自动同步调节排烟气阀门的大小；
d)内吹扫达到规定的时间后自动关闭氮气进气阀门；内吹扫超过规定的时间后时间报警器9报警。
其中，内吹扫进气阀自动打开时的加热温度：280℃；
节流阀自动同步调节排烟气阀门的大小与压力的关系：排烟过程中炉胆内的压力必须保证在0.03MPa以上。压力较高时，阀门开启较大，压力较低时阀门开启较小，当压力降至0.03MPa时阀门会自动关闭，所以排烟气阀门流量的大小受压力控制。
内吹扫具体时间：25～30分钟；
炉胆内气体压力设定的上限值：0.1MPa。
还包括，在非内吹扫阶段的工艺流程：
在非内吹扫阶段，炉胆内气体压力达到设定的上限值时，排气节流阀1自动开启，进行排烟气泄压，当炉胆内气体压力达到设定的下限值时，排气节流阀1自动关闭。
技术原理：
1、当炉内铜管加热温度达到规定值时，内吹扫部进气阀自动打开，向铜管内充氮气进行内吹扫排油烟，同时排烟气阀门自动打开，将油烟排放至炉胆之外。当内吹扫达到规定的时间后自动关闭氮气进气阀门，停止内吹扫；同时，排烟气阀门自动关闭。内吹扫排油烟过程中，节流阀1会根据炉胆内压力变化，自动同步调节排烟气阀门的大小，保证炉胆内压力在规定范围之内。以上控制过程涉及的自动控制技术可以使用PLC或可编程单片机技术结合步进电机来实现。
2、退火过程的非内吹扫阶段，炉胆内气体压力达到设定的上限值时，排气节流阀1自动开启，进行排烟气泄压，当炉胆内气体压力达到设定的下限值时，排气节流阀1自动关闭。以上控制过程涉及的自动控制技术可以使用PLC或可编程单片机技术结合步进电机来实现。
3、退火过程中，氮气进气节流阀1会根据炉胆内压力变化，自动开启和关闭，同步向炉胆内补充氮气，使炉胆内压力保持在规定的压力范围之内。以上控制过程涉及的自动控制技术可以使用PLC或可编程单片机技术结合步进电机来实现。
本发明有利于仪器对退火炉4胆内吹扫的时间和气体压力进行监测，并通过自动控制装置实现内吹扫过程的完成，以及，排油烟泄压和氮气自动补充保压过程的完成，从而达到既保证产品质量，又可以节省氮气，降低成本的目的，避免了过去完全人工控制调节措施时间和炉胆压力的不精确性，以及造成氮气浪费问题。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，其特征在于，包括：
检测部，用于检测井式退火炉内物理参数；
自动排气部，用于控制排出油烟和灰尘的排气装置；
自动充氮部，用于控制补充氮气的充氮装置；
所述检测部连接自动排气部和自动充氮部，所述排气装置连接退火炉的顶盖，所述充氮装置连接铜管；所述充氮装置与所述排气装置均穿过退火炉的顶盖并且穿过的位置之间的距离大于顶盖的半径；
所述自动排气部和自动充氮部均包括多个阀门，所述多个阀门连接自动控制部。
2.根据权利要求1所述的一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，其特征在于：所述检测部包括温度检测计和压力表，所述温度检测计位于退火炉中，所述压力表位于退火炉顶面上，所述压力表还有一延伸部插接退火炉中。
3.根据权利要求1所述的一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，其特征在于：还包括流量表，流量表设在铜管的端部。
4.根据权利要求1所述的一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，其特征在于，所述自动排气部包括节流阀、排气截止阀和排气电动阀，所述节流阀连接检测部，所述节流阀和排气截止阀连接，所述排气电动阀和排气截止阀连接。
5.根据权利要求4所述的一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，其特征在于，所述自动充氮部包括时间继电器控制阀、进气截止阀和进气电动阀，所述时间继电器控制阀连接检测部，所述进气截止阀连接时间继电器控制阀，所述进气电动阀并联于时间继电器控制阀。
6.根据权利要求5所述的一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，其特征在于，还包括控制台，所述控制台包括进气电动按钮、压力显示控制器、排气电动按钮、时间继电器、时间报警器，所述节流阀分别连接压力显示控制器和时间报警器，所述排气电动阀连接时间继电器，所述压力表连接压力显示控制器，所述进气电动阀连接进气电动按钮，所述时间继电器控制阀连接时间报警器。
7.根据权利要求1所述的一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制系统，其特征在于，还包括自动控制部，所述自动控制部是PLC或可编程单片机，所述自动控制部连接内吹扫进气阀、排烟气阀门、节流阀、氮气进气阀门、排气节流阀和氮气进气节流阀。
8.根据权利要求1-7任意一项所述自动检测控制系统的井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
a)炉内铜管加热温度达到规定值时，内吹扫进气阀自动打开，向铜管内充氮气，进行内吹扫排油烟至炉胆内；
b)排烟气阀门自动打开，向炉胆外排油烟泄压；
c)根据压力变化，节流阀自动同步调节排烟气阀门的大小，同步向炉胆内补充氮气，使炉胆内压力保持在规定的压力范围之内；
d)内吹扫达到规定的时间后自动关闭氮气进气阀门。
9.根据权利要求8所述的井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在非内吹扫阶段，炉胆内气体压力达到设定的上限值时，排气节流阀自动开启，进行排烟气泄压，当炉胆内气体压力达到设定的下限值时，排气节流阀自动关闭。
10.根据权利要求8所述的一种井式退火炉铜管退火内吹扫自动检测控制方法，其特征在于，所述步骤d)中，内吹扫超过规定的时间后时间报警器报警。
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