CN113236848B - 一种气源故障自动切断的阀控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气源故障自动切断的阀控系统，包括执行机构以及气源，执行机构连接驱动阀体启闭，还包括启闭系统，启闭系统包括启闭控制组件、连通执行机构的上气缸的第一气控阀以及连通执行机构的下气缸的第二气控阀，启闭控制组件通过气路连接第一气控阀和第二气控阀的控制端以控制第一气控阀和第二气控阀切换导通路线，第一气控阀的常通口c导通气源；储气罐，储气罐设置于第一气控阀和气源的连通路径上，储气罐的进气口与气源之间设置有单向阀。通过设置定位器和储气罐分别连接第一气控阀和第二气控阀，使得启闭控制组件能够控制阀体的开闭，利用储气罐在气源故障时控制阀体的闭合，同时又能通过定位器实现部分行程控制。

Description

一种气源故障自动切断的阀控系统

技术领域

本发明涉及气动控制阀自动控制技术领域，具体涉及一种气源故障自动切断的阀控系统。

背景技术

目前，随着工业的快速发展，对阀门的要求也越来越高，特别是对于阀门自动化控制要求以及阀门的功能要求也越来越高，现有的阀门要么只有现场手动操作功能，或者仅具有电动控制，功能比较单一。

申请号为CN201310142651.X的中国发明专利公开了一种气动执行机构带储气罐实现单作用控制的手自动控制系统，包括气动双作用控制阀、手自动控制系统和事故储气罐，气动双作用控制阀由相连接的阀门和气动执行机构组成；手自动控制系统包括第一气控阀、第二气控阀、电磁阀、压力开关、现场手动控制面板、空气过滤减压组件、单向阀、第三气控阀、第四气控阀和第五气控阀。本发明控制阀可实现远程控制，也可实现现场就地手动控制，有效避免了由于现场手轮装置的各种故障而导致阀门出现问题的现象。

上述技术方案中公开了手自动控制系统的两种控制方式，但针对于阀门长时间不动作会造成锈蚀或卡滞，在下一次使用时无法判断阀门是否能正常工作存在生产安全事故隐患，以及在气源故障时，阀门需要自动切断工作，上述技术方案未做深入研究，而本发明提出了一种基于手自动控制系统上解决上述技术问题的技术方案。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种气源故障自动切断的阀控系统，通过设置定位器和储气罐分别连接第一气控阀和第二气控阀，使得启闭控制组件能够控制阀体的开闭，利用储气罐在气源故障时控制阀体的闭合，同时又能通过定位器实现部分行程控制，使得阀门进行小开度的动作，防止阀门因锈蚀而导致下一次工作时卡滞。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气源故障自动切断的阀控系统，包括执行机构，所述执行机构连接驱动阀体启闭，其特征在于，还包括：

启闭系统；以及

储气罐；

所述启闭系统包括启闭控制组件、连通所述执行机构的上气缸的第一气控阀以及连通所述执行机构的下气缸的第二气控阀，所述启闭控制组件通过气路连接所述第一气控阀和所述第二气控阀的控制端以控制第一气控阀和第二气控阀切换导通路线，所述第一气控阀的常通口c导通气源，所述第二气控阀的常闭口b导通气源，所述第二气控阀的常通口c通过消音器连通大气；

所述储气罐设置于所述第一气控阀和气源的连通路径上，所述储气罐的进气口与气源之间设置有单向阀。

作为改进，还包括部分行程测试系统，所述部分行程测试系统包括第一增速器、第二增速器以及定位器，所述定位器的两个出口分别连通第一增速器和第二增速器，所述定位器通过远程控制将气源并分配给所述第一增速器和第二增速器，所述第一增速器和第二增速器分别连通所述执行机构的上、下气缸控制该执行机构进行开度微调。

作为改进，所述启闭控制组件包括电磁阀以及压力开关，所述压力开关采用二位三通锁位阀，所述压力开关的常闭口b连通气源，所述压力开关的出气口a连通所述电磁阀的常闭口b，所述电磁阀的常通口c通过消音器连通大气。

作为改进，所述电磁阀设置为手控电磁阀，所述电磁阀的出气口同时连通所述第一气控阀和所述第二气控阀的控制端。

作为改进，所述压力开关的控制端通过易熔塞连通所述压力开关的常闭口b。

作为改进，所述第一气控阀的出气口和所述第二气控阀的出气口之间设置有平衡阀连接。

作为改进，正常操作时，所述定位器控制其第一出口不输出气流，所述第一增速器与大气导通，所述第二出口输出气流，所述第二增速器将所述第二气控阀与气源导通。

作为改进，部分行程测试状态下，所述第一出口和第二出口均输出气流，所述定位器通过远程信号控制所述第一出口和第二出口的气流输出量。

作为改进，所述定位器的信号输入值设置为4～20mA。

作为改进，还包括过滤减压组件，所述过滤减压组件设置于气源的出口出用以净化气流。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过设置定位器和储气罐分别连接第一气控阀和第二气控阀，使得启闭控制组件能够控制阀体的开闭，利用储气罐在气源故障时控制阀体的闭合，同时又能通过定位器实现部分行程控制，使得阀门进行小开度的动作，防止阀门因锈蚀而导致下一次工作时卡滞；

(2)本发明通过设置储气罐、第一增速阀以及第二增速阀分别连通第一气控阀和第二气控阀，即可实现阀体开闭又能实现部分行程控制，功能多，结构简单；

(3)本发明通过设置平衡阀用以控制上气缸和下气缸的流量压力差，使得阀体的启闭工作平稳。

综上所述，本发明具有部分行程控制、功能多且结构简单、启闭平稳等优点，尤其适用于气动控制阀自动控制技术领域。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图(图中虚线为控制气路)；

图2为本发明开启阀体和部分行程控制的示意图；

图3为本发明关闭阀体的示意图；

图4为本发明实施例二的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1至3所示，一种气源故障自动切断的阀控系统，包括执行机构1，所述执行机构1连接驱动阀体12启闭，还包括启闭系统以及储气罐8；

所述启闭系统包括启闭控制组件4、连通所述执行机构1的上气缸的第一气控阀31以及连通所述执行机构1的下气缸的第二气控阀32，所述启闭控制组件4通过气路连接所述第一气控阀31和所述第二气控阀32的控制端以控制第一气控阀31和第二气控阀32切换导通路线，所述第一气控阀31的常通口c导通气源，所述第二气控阀32的常闭口b导通气源，所述第二气控阀32的常通口c通过消音器连通大气；

所述储气罐8设置于所述第一气控阀31和气源的连通路径上，所述储气罐8的进气口与气源之间设置有单向阀10。

在本实施例中，发生气源故障时导致主气路断气，由于储气罐8和单向阀10的作用，储气罐8中的气流从第一气控阀31导通至执行机构1的上气缸，使得阀体12关闭。

进一步的，所述部分行程测试系统包括第一增速器51、第二增速器52以及定位器7，所述定位器7的两个出口分别连通第一增速器51和第二增速器52，所述定位器7通过远程控制将气源并分配给所述第一增速器51和第二增速器52，所述第一增速器51和第二增速器52分别连通所述执行机构1的上、下气缸控制该执行机构1进行开度微调。

具体的，所述执行机构1的上气缸、第一气控阀31和第一增速器51串联，所述执行机构1的下气缸、第二气控阀32和第二增速器52串联，所述定位器7的进气口连通气源，所述定位器7的第一出口P1连接所述第一增速器51，所述定位器7的第二出口P2连接所述第二增速器52，所述第一增速器51连通所述第一气控阀31的常闭口b，所述第二增速器52连通所述第二气控阀32的常闭口b。

进一步的，所述启闭控制组件4包括电磁阀41以及压力开关42，所述压力开关42采用二位三通锁位阀，所述压力开关42的常闭口b连通气源，所述压力开关42的出气口a连通所述电磁阀41的常闭口b，所述电磁阀41的常通口c通过消音器连通大气。

进一步的，所述电磁阀41设置为手控电磁阀，所述电磁阀41的出气口同时连通所述第一气控阀31和所述第二气控阀32的控制端。

进一步的，所述第一气控阀31的出气口和所述第二气控阀32的出气口之间设置有平衡阀2连接。

需要说明的是，平衡阀2用以控制执行机构1的上气缸和下气缸的流量压力差，使得阀体12的启闭工作平稳。

进一步的，正常操作时，所述定位器7控制其第一出口P1不输出气流，所述第一增速器51与大气导通，所述第二出口P2输出气流，所述第二增速器52将所述第二气控阀32与气源导通。

值得说明的是，正常工作情况下，定位器7的第一出口P1不输出气流，即第一增速器51不导通，而此时第一增速器51可作为排气作用，定位器7的第二出口P2输出气流使得第二增速器52导通，启闭控制组件4控制阀体12的正常开闭。

具体的，阀体12需要开启时，电磁阀41得电导通，第一气控阀31将第一增速器51与执行机构1的上气缸导通，与此同时，第二气控阀32将第二增速器52与执行机构1的下气缸导通，执行机构1控制阀体12打开；阀体12需要关闭时，电磁阀41断电，第一气控阀31将储气罐8与执行机构1的上气缸导通，与此同时，第二气控阀32切换至常通口与大气连通。

在需要部分行程测试时，启闭控制组件4控制第一增速器51导通第一气控阀31且第二增速器52导通第二气控阀32，此时调节定位器7对其第一出口P1和第二出口P2输出不同量的气流，控制执行机构1作部分行程运动。

进一步的，还包括过滤减压组件9，所述过滤减压组件9设置于气源的出口出用以净化气流。

实施例二

如图4所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

在本实施例中，所述压力开关42的控制端通过易熔塞61连通所述压力开关42的常闭口b。

需要说明的是，易熔塞61的容许温度设定为200℃～250℃，当所处环境因发生火灾等情况导致温度上升达到易熔塞61的设定温度时，易熔塞61将气源导通至大气中，使得第一气控阀31和第二气控阀32复位，从而利用储气罐8控制阀体12合闸。

实施例三

如图2所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例三与实施例一的不同之处在于：

在本实施例中，部分行程测试状态下，所述第一出口P1和第二出口P2均输出气流，所述定位器7通过远程信号控制所述第一出口P1和第二出口P2的气流输出量。

进一步的，所述定位器7的信号输入值设置为4～20mA。

需要说明的是，PST(Partial Srtoke Testing)是针对特殊阀门来说的功能，对于这些关键位置的阀门来说，为了保证阀门的可靠性，防止应急状态下需要阀门动作而阀门却不能动作的情况出现：比如有的阀门长时间不动作，阀门内部或外部件容易出现故障(锈蚀、零部件失效等)，为防止阀门“卡住无法运行”的情况出现，采用阀门具有PST功能的概念，即一段时间内，让阀门轻微动作一次(并不是全开或者全关走完全行程)，比如阀门的正常行程是0～90°，那么通过PST设定，可以使阀门只动作到0～15°，然后再快速回到原来的位置，这样就可以验证阀门动作是否正常，同时小开度情况下，又不影响装置的运行。

工作过程：

正常工作情况下，定位器7的第二出口P2导通，而储气罐8连通第一气控阀31，启闭控制组件4控制执行机构1的上气缸和下气缸的进出气流方向，控制阀体12的合闸与开闸；

气源故障情况下，储气罐8控制执行机构1动作使得阀体12合闸；

在需要对执行机构1进行部分行程测试时，首先让定位器7的第一出口P1连通执行机构1的上气缸，同时定位器7的第二出口P2连通执行机构1的下气缸，定位器7控制第一出口P1和第二出口P2的气流量不同来控制执行机构1做部分行程测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种气源故障自动切断的阀控系统，包括：执行机构(1)，

所述执行机构(1)连接驱动阀体(12)启闭，其特征在于，还包括：

启闭系统；以及

储气罐(8)；

所述启闭系统包括：

启闭控制组件(4)；

连通所述执行机构(1)的上气缸的第一气控阀(31)；以及连通所述执行机构(1)的下气缸的第二气控阀(32)；

所述启闭控制组件(4)通过气路连接所述第一气控阀(31)和所述第二气控阀(32)的控制端以控制第一气控阀(31)和第二气控阀(32)切换导通路线，所述第一气控阀(31)的常通口(c)导通气源，所述第二气控阀(32)的常闭口(b)导通气源，所述第二气控阀(32)的常通口(c)连通大气；

所述储气罐(8)设置于所述第一气控阀(31)和气源的连通路径上，所述储气罐(8)的进气口与气源之间设置有单向阀(10)；

所述启闭控制组件(4)包括：电磁阀(41)；以及

压力开关(42)；

所述压力开关(42)的常闭口(b)连通气源，所述压力开关(42)的出气口(a)连通所述电磁阀(41)的常闭口(b)，所述电磁阀(41)的常通口(c)连通大气；

所述压力开关(42)的控制端通过易熔塞(61)连通所述压力开关(42)的常闭口(b)；

还包括部分行程测试系统，所述部分行程测试系统包括：

第一增速器(51)；

第二增速器(52)；以及

定位器(7)；

所述定位器(7)的两个出口分别连通第一增速器(51)和第二增速器(52)，所述定位器(7)通过远程控制将气源并分配给所述第一增速器(51)和第二增速器(52)，所述第一增速器(51)和第二增速器(52)分别连通所述执行机构(1)的上、下气缸控制该执行机构(1)进行开度微调。

2.根据权利要求1所述的一种气源故障自动切断的阀控系统，其特征在于，所述电磁阀(41)设置为手控电磁阀，所述电磁阀(41)的出气口同时连通所述第一气控阀(31)和所述第二气控阀(32)的控制端。

3.根据权利要求1所述的一种气源故障自动切断的阀控系统，其特征在于，所述第一气控阀(31)的出气口和所述第二气控阀(32)的出气口之间设置有平衡阀(2)连接。

4.根据权利要求1所述的一种气源故障自动切断的阀控系统，其特征在于，正常操作时，所述定位器(7)控制其第一出口(P1)不输出气流，所述第一增速器(51)与大气导通，第二出口(P2)输出气流，所述第二增速器(52)将所述第二气控阀(32)与气源导通。

5.根据权利要求4所述的一种气源故障自动切断的阀控系统，其特征在于，部分行程测试状态下，所述第一出口(P1)和第二出口(P2)均输出气流，所述定位器(7)通过远程信号控制所述第一出口(P1)和第二出口(P2)的气流输出量。

6.根据权利要求1所述的一种气源故障自动切断的阀控系统，其特征在于，所述定位器(7)的信号输入值设置为4～20mA。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种气源故障自动切断的阀控系统，其特征在于，还包括：过滤减压组件(9)；

所述过滤减压组件(9)设置于气源的出口出用以净化气流。

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