CN113374919A - 一种特殊工况下阀门自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种特殊工况下阀门自动控制系统，包括动作阀以及气源，所述动作阀连接管道阀并驱动该管道阀启闭，还包括：第一易熔塞，所述动作阀的上气室通过气控阀一连通气源，所述第一易熔塞设置于所述气控阀一的控制端；以及第二易熔塞，所述动作阀的下气室通过串联连接的气控阀二和气控阀三接通气源，所述第二易熔塞设置于所述气控阀三的控制端，当环境温度高于所述第一易熔塞或第二易熔塞的设定温度时，第一易熔塞或第二易熔塞即接通大气排气。通过设置第一易熔塞和第二易熔塞，在发生火灾的工况下，第一易熔塞切断线路，开合控制件控制动作阀关闭或保持原位，利于管路安全。

Description

一种特殊工况下阀门自动控制系统

技术领域

本发明涉及气动控制阀自动控制技术领域，具体涉及一种特殊工况下阀门自动控制系统。

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也越来越高，不光要求阀门具有紧急切断功能，而且在如火灾等特殊工况下，整体系统的运作需要自动切断。

阀门在使用过程中，在一些高危行业中的管路系统中对阀门的可靠性要求尤其高，现有的阀门控制系统在火灾情况下无法完成迅速切断或仍需持续工作完成对阀门的通断控制。

申请号为CN201310142651.X的中国发明专利公开了一种气动动作阀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动作阀组成；手自动控制系统包括气控阀一、气控阀二、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、气控阀三、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。

然而在现有技术方案中，无法对阀门进行行程测试，且在气源故障和火灾等特殊工况下，无法继续控制阀门工作，而造成事故扩大。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种特殊工况下阀门自动控制系统，通过设置定位器和储气罐分别连接气控阀一和气控阀二，使得控制阀能够控制管道阀的开闭，利用储气罐在气源故障时控制管道阀继续运作若干次，同时又能通过定位器实现部分行程控制，解决了现有技术中无法对阀门进行行程测试，且在现场发生火灾情况下，无法继续控制阀门工作的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种特殊工况下阀门自动控制系统，包括：

动作阀，所述动作阀连接管道阀并驱动该管道阀启闭，其特征在于，还包括：

第一易熔塞，所述动作阀的上气室通过气控阀一连通气源，所述第一易熔塞设置于所述气控阀一的控制端；以及

第二易熔塞，所述动作阀的下气室通过串联连接的气控阀二和气控阀三接通气源，所述第二易熔塞设置于所述气控阀三的控制端；

当环境温度高于所述第一易熔塞或第二易熔塞的设定温度时，第一易熔塞或第二易熔塞即接通大气排气。

作为改进，还包括部分行程测试组件，所述部分行程测试组件包括第一增速器、第二增速器以及定位器，所述第一增速器设置于所述气控阀一与气源之间，所述第二增速器设置于所述气控阀二与气源之间，所述定位器设置第一出口和第二出口分别连接所述第一增速器的控制端和所述第二增速器的控制端，所述定位器分配气流至所述第一增速器和第二增速器从而控制所述动作阀进行部分行程动作。

作为改进，所述气控阀一采用二位三通通用型气控阀，所述气控阀一的常闭口b与所述第一增速器相连，所述气控阀一的出气口a连通所述动作阀的上气室，所述气控阀一的常通口c通过手动中断阀连通所述储气罐。

作为改进，所述气控阀二采用二位三通通用型气控阀，所述气控阀二的常通口c与所述第二增速器相连，所述气控阀二的出气口a连通所述动作阀的下气室，所述气控阀二的常闭口b通过消音器连通大气。

作为改进，所述控制阀采用二位五通电磁阀，所述控制阀的第一出口A连通所述气控阀一的控制端，所述控制阀的第二出口B连通所述气控阀二的控制端，所述控制阀的第一通口M和第二通口N通过消音器连通大气，所述控制阀的进气口P连接气源。

作为改进，还包括：储气罐、手动中断阀以及单向阀，所述储气罐、手动中断阀和单向阀串联连接于所述气控阀一的常通口和气源之间；

所述气控阀三连接于所述储气罐和所述单向阀之间的三通卡套接头。

作为改进，所述气控阀一的出气口和所述气控阀二的出气口之间通过平衡阀连接。

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。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过设置在气控阀一与控制阀出口端的第一易熔塞和设置在气控阀三与气源之间的第二易熔塞在火灾情况下，易熔塞内易熔合金熔化后气路排气，使得气控阀一和气控阀二切换，从而通过储气罐的气压实现阀门快速关闭，防止火灾扩大，减小火灾损失。

(2)本发明通过设置过储气罐连接气控阀一，使得控制阀能够控制管道阀的开闭，利用储气罐在气源故障时控制管道阀的闭合；

(3)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气控阀一和气控阀二，即可实现管道阀开闭又能实现部分行程控制，还可以在气源故障时对管道阀进行锁止，功能多，结构简单；

(4)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，使得管道阀的启闭工作平稳。

综上所述，本发明具有部分行程控制、功能多且均通过气路控制、启闭平稳、安全性高等优点，尤其适用于特殊工况下(比如火灾)的气动控制阀自动控制技术领域。

附图说明

图1为本发明正常合闸的示意图；

图2为本发明正常开启的示意图；

图3为本发明故障保持的示意图；

图4为本发明第二易熔塞熔断时的示意图；

图5为本发明第一易熔塞熔断时合闸的示意图。

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4所示，一种特殊工况下阀门自动控制系统，包括动作阀1，所述动作阀1连接管道阀12并驱动该管道阀12启闭，还包括：

第一易熔塞61，所述动作阀1的上气室101通过气控阀一31连通气源，所述第一易熔塞61设置于所述气控阀一31的控制端；以及

第二易熔塞62，所述动作阀1的下气室102通过串联连接的气控阀二32和气控阀三33接通气源，所述第二易熔塞62设置于所述气控阀三33的控制端；

当环境温度高于所述第一易熔塞61或第二易熔塞62的设定温度时，第一易熔塞61或第二易熔塞62即接通大气排气。

在本实施例中，第一易熔塞61由于火灾等异常情况下导致其向空气中释放气流，气控阀三33复位，当控制阀4的S1通电时，管道阀12锁止不动作，当控制阀4的S2通电时，管道阀12关闭；

第二易熔塞62由于火灾等异常情况下导致其向空气中释放气流，气控阀一31复位使得储气罐8导通动作阀1的上气缸，而动作阀1的下气缸仍可由控制阀4电控控制，使得管道阀12保持原位或关闭。

进一步的，还包括部分行程测试组件，所述部分行程测试组件包括第一增速器51、第二增速器52以及定位器53，所述第一增速器51设置于所述气控阀一31与气源之间，所述第二增速器52设置于所述气控阀二32与气源之间，所述定位器53设置第一出口P1和第二出口P2分别连接所述第一增速器51的控制端和所述第二增速器52的控制端，所述定位器53分配气流至所述第一增速器51和第二增速器52从而控制所述动作阀1进行部分行程动作。

在本实施例中，控制阀4设置为二位双控电磁阀，当控制阀4的S2通电时，气控阀一31将储气罐8和动作阀1的上气缸导通，同时动作阀1的下气缸经过气控阀二32导通大气，实现管道阀12合闸；当控制阀4的S1通电时，气控阀一31将动作阀1的上气缸和第一增速器51导通，第一增速器51作为排气装置，同时动作阀1的下气缸由第二增速器52导通流入气流，管道阀12打开。

需要说明的是，在长时间未对动作阀1驱动动作的情况下，需要进行部分行程测试，应控制阀4的S1通电，气控阀一31连通第一增速器51，此时控制定位器53调节第一出口P1和第二出口P2的气流量来控制动作阀1动作。

进一步的，所述气控阀一31采用二位三通通用型气控阀，所述气控阀一31的常闭口b与所述第一增速器51相连，所述气控阀一31的出气口a连通所述动作阀1的上气室101，所述气控阀一31的常通口c通过手动中断阀11连通所述储气罐8。

进一步的，所述气控阀二32采用二位三通通用型气控阀，所述气控阀二32的常通口c与所述第二增速器52相连，所述气控阀二32的出气口a连通所述动作阀1的下气室102，所述气控阀二32的常闭口b通过消音器连通大气。

进一步的，所述控制阀4采用二位五通电磁阀，所述控制阀4的第一出口A连通所述气控阀一31的控制端，所述控制阀4的第二出口B连通所述气控阀二32的控制端，所述控制阀4的第一通口M和第二通口N通过消音器连通大气，所述控制阀4的进气口P连接气源。

进一步的，所述气控阀一31的出气口和所述气控阀二32的出气口之间通过平衡阀2连接。

进一步的，正常操作时，所述定位器53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。

进一步的，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53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53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。

进一步的，还包括空气过滤减压组合件9，所述空气过滤减压组合件9设置于所述单向阀13和气源之间用于过滤气流。

实施例二

如图5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，还包括储气罐8、手动中断阀11以及单向阀13，所述储气罐8、手动中断阀11和单向阀13串联连接于所述气控阀一31的常通口c和气源之间；

所述气控阀三33连接于所述储气罐8和所述单向阀13之间的三通卡套接头。

需要说明的是，出现紧急情况导致气源断气时，储气罐8即可将气源从控制阀4流通，使得管道阀12的状态维持，以及储气罐8可供执行机构1连续动作若干次，用以保障管道阀12的运作。

工作过程：

正常工作情况下，定位器53的第二出口P2导通，而储气罐8连通气控阀一31，控制阀4控制动作阀1的上气缸和下气缸的进出气流方向，控制管道阀12的合闸与开闸；

气源故障情况下，储气罐8可配合定位器53控制动作阀1不动作，对管道阀12进行锁止，也可由控制阀4控制使得管道阀12合闸；

在需要对动作阀1进行部分行程测试时，首先让定位器53的第一出口P1连通动作阀1的上气缸，同时定位器53的第二出口P2连通动作阀1的下气缸，定位器53控制第一出口P1和第二出口P2的气流量不同来控制动作阀1做部分行程测试；

发生火灾情况，第一易熔塞61和第二易熔塞62断开，储气罐8中存留的气体用于控制动作阀1保持原位或者切断关闭，保证了主管路的安全。

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 (10)

1.一种特殊工况下阀门自动控制系统，包括：

动作阀(1)；

所述动作阀(1)连接管道阀(12)并驱动该管道阀(12)启闭，

其特征在于，还包括：

第一易熔塞(61)，所述动作阀(1)的上气室(101)通过气控阀一(31)连通气源，所述第一易熔塞(61)设置于所述气控阀一(31)的控制端；以及

第二易熔塞(62)，所述动作阀(1)的下气室(102)通过串联连接的气控阀二(32)和气控阀三(33)接通气源，所述第二易熔塞(62)设置于所述气控阀三(33)的控制端；

当环境温度高于所述第一易熔塞(61)或第二易熔塞(62)的设定温度时，第一易熔塞(61)或第二易熔塞(62)即接通大气排气。

2.根据权利要求1所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，

还包括部分行程测试组件，所述部分行程测试组件包括：

第一增速器(51)；

第二增速器(52)；以及

定位器(53)；

所述第一增速器(51)设置于所述气控阀一(31)与气源之间，所述第二增速器(52)设置于所述气控阀二(32)与气源之间，所述定位器(53)设置第一出口(P1)和第二出口(P2)分别连接所述第一增速器(51)的控制端和所述第二增速器(52)的控制端，所述定位器(53)分配气流至所述第一增速器(51)和第二增速器(52)从而控制所述动作阀(1)进行部分行程动作。

3.根据权利要求2所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，

所述气控阀一(31)的常闭口(b)与所述第一增速器(51)相连，

所述气控阀一(31)的出气口(a)连通所述动作阀(1)的上气室(101)，

所述气控阀一(31)的常通口(c)连通气源。

4.根据权利要求2所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，

所述气控阀二(32)的常通口(c)与所述第二增速器(52)相连，

所述气控阀二(32)的出气口(a)连通所述动作阀(1)的下气室(102)，

所述气控阀二(32)的常闭口(b)连通大气。

5.根据权利要求3所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，还包括：

控制阀(4)；

所述控制阀(4)的进气口连接气源，

所述控制阀(4)的出气口分别连接所述气控阀一(31)和气控阀二(32)的控制端，

所述控制阀(4)的第一出口(A)连通所述气控阀一(31)的控制端，

所述控制阀(4)的第二出口(B)连通所述气控阀二(32)的控制端，所述控制阀(4)的第一通口(M)和第二通口(N)连通大气，所述控制阀(4)的进气口(P)连接气源。

6.根据权利要求5所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，还包括：

储气罐(8)；

手动中断阀(11)；以及

单向阀(13)；

所述储气罐(8)、手动中断阀(11)和单向阀(13)串联连接于所述气控阀一(31)的常通口(c)和气源之间；

所述气控阀三(33)连接于所述储气罐(8)和所述单向阀(13)之间的三通卡套接头。

7.根据权利要求1所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，

所述气控阀一(31)的出气口和所述气控阀二(32)的出气口之间通过平衡阀(2)连接。

8.根据权利要求2所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，

正常操作时，所述定位器(53)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。

9.根据权利要求2所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，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(53)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。

10.根据权利要求2所述的一种特殊工况下阀门自动控制系统，其特征在于，

所述定位器(53)的信号输入值设置为4～20mA。

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