CN109519583A - 鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置。本发明包括安装在放风管道里面的阀板、与所述阀板连接的圆柱形驱动杆以及与所述圆柱形驱动杆连接的执行机构，其特征在于：所述的圆柱形驱动杆上部固定连接齿杆，所述齿杆上连接齿轮，所述齿轮通过齿条连接主推杆，所述主推杆通过防震柔性连接装置连接副推杆，所述副推杆连接设置在密封腔体中的活塞，所述密封腔体通过导压管连接压力变送器，所述的密封腔体中设置有压力传导介质。本发明解决了角位移变送器在振动环境极大的情况下易损坏导致控制系统失灵的问题。同时设计了一种信号保持电路，当反馈信号输出故障时，保证控制系统正常。

Description

鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置

技术领域：

本发明涉及一种鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，属于电仪控制技术领域。

背景技术：

目前，高炉汽动鼓风机防喘调节系统应用的液压型蝶阀，该阀具有调节开度和快开功能，其驱动源是高压抗燃油，驱动装置通过VOITH电液转换器将DCS控制系统来的电信号转换成液压信号直接驱动阀门动作，其位置反馈是通过FISHER4210位置变送器将蝶阀的角位移转换成电信号送至VOITH位阀控制电路进行比较运算，所以一旦位置反馈信号故障，VOITH位阀内部运算比较失效，位阀就无法输出正常的控制信号驱动阀门动作。高炉鼓风机在放风操作时，防喘阀现场振动极大，多次发生由于角位移变送器被震坏，电信号失灵，直接导致阀门无法控制的故障现象，严重影响正常向高炉供风。所以依据现场使用实绩，非常有必要发明一种抗震性能好，测量精确度高的新型的位置变送器，保证防喘调节系统控制正常。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，通过将防喘调节蝶阀的角度位移位置反馈转换成直线位移，并且利用直线位移推杆的运动，推动密封筒体内的压力传递介质，压力变送器感应压力的变化，将角位移的机械量转换成压力信号送至显示或控制系统.突破性的改变了固有的调节阀角位移变送器的直接安装方式，创造性地将位置反馈机械机构通过压力转换成电流标准信号，解决了角位移变送器在振动环境极大的情况下易损坏导致控制系统失灵的问题。同时设计了一种信号保持电路，当反馈信号输出故障时，保证控制系统正常。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，包括安装在放风管道里面的阀板、与所述阀板连接的圆柱形驱动杆以及与所述圆柱形驱动杆连接的执行机构，所述的圆柱形驱动杆上部固定连接齿杆，所述齿杆上连接齿轮，所述齿轮通过齿条连接主推杆，所述主推杆通过防震柔性连接装置连接副推杆，所述副推杆连接设置在密封腔体中的活塞，所述密封腔体通过导压管连接压力变送器，所述的密封腔体中设置有压力传导介质。

所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，所述防震柔性连接装置包括壳体，所述壳体中设置有与所述主推杆连接的永磁铁一和与所述副推杆连接的永磁铁二，所述永磁铁一和所述永磁铁二平行设置并且其相对的方向磁极相同，所述壳体中还设置有用于连接所述主推杆和所述副推杆的钢丝绳。

所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，所述主推杆的内部设置有一个磁块一，所述主推杆外周设置一个用来感应磁块一位置的关限位电磁感应环；所述的副推杆的内部设置有一个磁块二，所述副推杆的外周设置一个用来感应磁块二位置的关限位感应环。

所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，所述主推杆上与所述齿条相对的另一侧设置有弹性压杆。

有益效果：

1.本发明将原先的角位移在阀体上的直接测量通过压力传送引至安全区，避免了现场振动大造成变送器损坏，造成控制系统失灵。

2.本发明巧妙地利用磁铁极性相同排斥的原理以及钢丝绳反向拉动，通过柔性连接装置彻底切断了现场管道震动对反馈检测装置的影响。

3.本发明巧妙地利用齿轮齿杆的简单原理将角度位移转换成直线位移。

4.本发明进一步利用压力等效传递的原理，将直线位移转换成压力传递再通过压力变送器输出4-20毫安标准信号。

5.本发明加装磁感应接近开关，即电磁感应环，精确测量阀门开到位，和关到位的开关量进一步完善控制要求。

6.本发明采用保持电路的设计，保证了控制信号不中断，确保控制系统稳定运行。

附图说明

附图1本发明的结构示意图。

附图2本发明的齿条啮合的结构示意图。

附图3是本发明的压力变送控制的电路图。

图中：1、执行机构，2、齿轮，3、齿杆，4、关限位电磁感应环，5、磁块一，6、主推杆，7、永磁铁一， 8、钢丝绳，9、永磁铁二，10、副推杆，11、磁块二，12、开限位电磁感应环，13、活塞，14、密封腔体，15、压力传导介质，16、导压管，17、压力变送器，18、柔性连接装置的壳体，19、刻度指针，20、刻度圆盘，21、圆柱形驱动杆，22、放风管道，23、阀板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1-3所示，本实施例的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，包括安装在放风管道22里面的阀板23、与所述阀板连接的圆柱形驱动杆21以及与所述圆柱形驱动杆连接的执行机构1，所述的圆柱形驱动杆上部固定连接齿杆3，所述齿杆上连接齿轮2，所述齿轮通过齿条25连接主推杆6，所述主推杆通过防震柔性连接装置连接副推杆10，所述副推杆连接设置在密封腔体14中的活塞13，所述密封腔体通过导压管16连接压力变送器17，所述的密封腔体中设置有压力传导介质15。

所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，所述防震柔性连接装置包括壳体18，所述壳体中设置有与所述主推杆连接的永磁铁一7和与所述副推杆连接的永磁铁二9，所述永磁铁一和所述永磁铁二平行设置并且其相对的方向磁极相同，所述壳体中还设置有用于连接所述主推杆和所述副推杆的钢丝绳8。

所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，所述主推杆的内部设置有一个磁块一5，所述主推杆外周设置一个用来感应磁块一位置的关限位电磁感应环4；所述的副推杆的内部设置有一个磁块二11，所述副推杆的外周设置一个用来感应磁块二位置的关限位感应环12。

所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，所述主推杆上与所述齿条相对的另一侧设置有弹性压杆24。

工作过程：

防喘调节蝶阀在控制系统的驱动下，阀门开度从0-90度变化，圆柱形驱动杆带动阀门挡板运动，所以圆柱形驱动杆与指针体现出的是0-90度的角度变化；本发明通过齿杆与驱动杆刚性连接，所以齿杆体现出的角度变化也是阀门开度指示；

当阀门从关闭状态即零位开始动作时，此时齿杆顶部加装的齿轮带动主推杆加装的齿条向前运动，由于齿条在主推杆上固定安装，所以主推杆也向前运动。由于在柔性连接装置内部加装的主推杆和副推杆的永磁铁一和永磁铁二相对的极性相同，基于电磁极性相同互相排斥的原理，此时主推杆可带动副推杆向前运动，其中主推杆与副推杆之间连接的固定钢丝绳的距离及长度是两组极性相同的永磁铁刚好能够触发动作的距离。当主推杆运动，通过同性相斥的永磁铁一和永磁铁二推动副推杆运动，从而带动活塞在密闭腔体内部前进，推动压力传导介质硅油在导压管内向变送器传导压力变化，压力变送器接受压力传导输出标准电流信号给DCS控制系统。

当阀门从全开状态即满度开始关闭动作时，此时齿杆顶部加装的齿轮带动主推杆加装的齿条向后运动，由于齿条在推杆上固定安装，所以主推杆也向后运动。此时主推杆通过固定钢丝绳带动副推杆也向后运动，副推杆在密封腔体中带动活塞也向后运动。压力变送器感应到压力传导变化也作出相应的电流输出信号。

由于阀门在关闭状态时，推杆也处于静止状态，所以密闭腔体内压力传递处于静止，定其为零位压力，转换成标准信号即4毫安电流信号。当阀门从全关到全开的动作期间，即推杆带动活塞向前推动期间，由于压力传导介质不可压缩，等比传导压力增加，压力变送器同时也等比接受压力传递信号，直至阀门开足，即满度时，推杆带动活塞停止运动，将此时的压力信号作为满度值，即将此时的标准电流信号定位20毫安，即压力变送器输出电流信号从4毫安到20毫安变化；同样当阀门从全开到全关的动作期间，即推杆带动活塞向后运动，压力等比传导减少，压力变送器输出电流从20毫安到4毫安变化。

期间这样0-90度的角度位移的机械量完整地一比一等效转换成压力显示的标准电流信号4-20毫安。此标准信号通过线缆送至DCS控制系统进行实时的阀位反馈运算比较，从而保证整个防喘调节控制系统的稳定运行。

当调节阀开度处于零位时，此时关限位电磁感应环与主推杆中加装的磁块一接触，阀门关到位信号触发输出至控制系统；当调节阀开度处于满度时，此时开限位电磁感应环与副推杆中的磁块二接触，阀门开到位信号触发送至控制系统。

如图3所示，压力变送器PT输出信号送至信号隔离器P/N,信号隔离器输出两路信号，一路经继电器常闭触点K3,K4送至DCS控制系统，一路经由信号采用保持电路S/H。采用保持器的输出经继电器常开触点K1,K2送至DCS控制系统。当反馈信号变送器失灵，线缆短路，断路等故障发生时，DCS控制系统检测到信号异常，立即输出接点信号，控制24V继电器线圈得电，一路常闭触点K3,K4断开，即发生故障的正常变送器测量信号线路切断；一路常开触点K1,K2闭合，即信号采用保持电路输出联通，信号采用保持器将反馈信号发生故障前的正常测量信号送至DCS控制系统保证生产正常稳定运行。

综上所述：本发明将角位移变送器在阀门上的直接安装创造性地引至远离现场震动小的安全区域，保证位置变送装置的稳定工作，不易被震坏。将角度位移转换成直线位移，再将直线位移转换成压力变化，再通过压力变送功能将阀门的开度指示转换成标准电流信号送至DCS控制系统，保证防喘调节系统稳定运行。利用同性相斥的永磁铁的柔性连接，最大程度上切断了阀门震动对位置反馈测量系统的影响；利用两个电磁感应环，通过非接触方法检测直线位移的零位与满度，即检测了阀门的零位与满度，安全可靠地将调节蝶阀的关到位，开到位的开关量信号送至DCS控制系统，以丰富控制品质与策略。采用保持电路的设计，保证了控制信号不中断，确保控制系统稳定运行。

本发明原理结构简单，安装方便，在对于类似的现场震动极大的工况调节阀门反馈控制系统中值得推广应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，包括安装在放风管道里面的阀板、与所述阀板连接的圆柱形驱动杆以及与所述圆柱形驱动杆连接的执行机构，其特征在于：所述的圆柱形驱动杆上部固定连接齿杆，所述齿杆上连接齿轮，所述齿轮通过齿条连接主推杆，所述主推杆通过防震柔性连接装置连接副推杆，所述副推杆连接设置在密封腔体中的活塞，所述密封腔体通过导压管连接压力变送器，所述的密封腔体中设置有压力传导介质。

2.根据权利要求1所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，其特征在于：所述防震柔性连接装置包括壳体，所述壳体中设置有与所述主推杆连接的永磁铁一和与所述副推杆连接的永磁铁二，所述永磁铁一和所述永磁铁二平行设置并且其相对的方向磁极相同，所述壳体中还设置有用于连接所述主推杆和所述副推杆的钢丝绳。

3.根据权利要求1所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，其特征在于：所述主推杆的内部设置有一个磁块一，所述主推杆外周设置一个用来感应磁块一位置的关限位电磁感应环；所述的副推杆的内部设置有一个磁块二，所述副推杆的外周设置一个用来感应磁块二位置的关限位感应环。

4.根据权利要求1所述的鼓风机防喘调节阀防震位置反馈装置，其特征在于：所述主推杆上与所述齿条相对的另一侧设置有弹性压杆。