CN204490801U - 煤气交换机的行程限位装置及煤气交换机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤气交换机的行程限位装置及煤气交换机。所述行程限位装置包括：拉条，所述拉条上顺次连接有第一碰块和第二碰块；沿所述拉条的长度方向顺次设置五个限位开关，所述五个限位开关与所述拉条之间的距离均小于所述两个碰块在所述拉条上所凸出的高度，所述五个限位开关沿所述拉条的长度方向顺次设置，且所述五个限位开关顺次设置的方向与所述两个碰块顺次设置的方向相同。所述煤气交换机设置有如上所述的行程限位装置，还包括用于驱动所述拉条的油缸和控制所述油缸伸缩的控制器。采用本实用新型煤气交换机的行程限位装置及煤气交换机，能够防止因煤气与空气不能正常混合燃烧而造成的爆炸事故，极大地保证了焦炉的安全运行。

Description

煤气交换机的行程限位装置及煤气交换机

技术领域

本实用新型涉及焦炉煤气交换机控制领域，尤其是涉及一种煤气交换机的行程限位装置及煤气交换机。

背景技术

在焦化行业中，煤气交换机一般设置在焦炉地下室，用于改变焦炉加热系统气体流动方向。煤气交换机通过行程限位装置控制煤气的充入和空废气的交换，以保证焦炉的正常工作。

图1是现有技术中煤气交换机的行程限位装置的示意图。如图1所示，煤气交换机的行程限位装置包括拉条10、第一碰块21、第一限位开关31、第二限位开关32和第三限位开关33。所述拉条10与煤气交换机的油缸的活塞杆相连，在所述活塞杆的带动下，所述拉条10能够沿长度方向做往复运动，所述第一碰块21连接在所述拉条的一侧(图1中所示的下侧)，所述第一限位开关31、所述第二限位开关32和所述第三限位开关33沿所述拉条10的长度方向设置。在所述拉条10沿长度方向做往复运动时，所述第一碰块21会依次接触三个限位开关，使三个限位开关分别产生相应的信号。

下面举例说明现有技术中煤气交换机的限位开关的具体工作过程。当所述拉条10由图1所示从左至右运行时，带动所述第一碰块21从左至右运行，当所述第一碰块21触碰所述第一限位开关31时，所述拉条10停止运动，煤气交换机开始通煤气并燃烧，当通煤气的时长达到预设的时长t1时，所述拉条10带动所述第一碰块21继续向右运动；当所述第一碰块21触碰所述第二限位开关32时，所述拉条10停止运动，煤气交换机停止通煤气，同时停止燃烧，并开始空废气交换，当空废气交换时长达到预设的时长t2时，停止空废气交换，所述拉条10带动所述第一碰块21继续向右运动；当所述第一碰块21触碰到所述第三限位开关33时，所述拉条10停止运动，煤气交换机开始通煤气并燃烧，当通煤气的时长达到预设的时长t3时，所述拉条10带动所述第一碰块21按照与向右运动时同样的过程向左运动；如此往复运动以保证焦炉的正常运行。

然而，由于所述第一碰块21在循环运动过程中会对三个限位开关(尤其是所述第二限位开关32)进行多次碰撞，容易造成限位开关的失灵。若所述第二限位开关32失灵，当所述第一碰块21向右运动触碰所述第二限位开关32时，所述第二限位开关32不会给出相应的信号，使所述拉条10不能按照预设的程序停止运动，也不会触发空废气交换动作，使所述拉条10带动所述第一碰块21继续向右运行，并触碰所述第三限位开关33进行通煤气的动作。这种情况下，因为没有经过空废气交换，容易造成煤气与空气不能够在燃烧室正常混合燃烧，若不能及时发现排除故障，极易发生爆炸的危险，从而造成很大的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种煤气交换机的行程限位装置及煤气交换机，旨在克服现有技术的不足，使限位开关失灵后能够及时停止运行，待工作人员排除故障后再恢复运行，从而避免事故的发生。

本实用新型所提供的煤气交换机的行程限位装置包括：

拉条，所述拉条上连接有第一碰块。

沿所述拉条的长度方向顺次设置的第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关，所述三个限位开关与所述拉条之间的距离均小于所述第一碰块在所述拉条上所凸出的高度。

所述行程限位装置还包括：

连接在所述拉条上的第二碰块，所述第一碰块与所述第二碰块沿所述拉条的长度方向顺次设置。

第四限位开关和第五限位开关，所述第四限位开关、所述第五限位开关与所述拉条之间的距离均小于所述第二碰块在所述拉条上的凸出的高度，所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述第三限位开关、所述第四限位开关与所述第五限位开关沿所述拉条的长度方向顺次设置，且所述五个限位开关顺次设置的方向与所述两个碰块顺次设置的方向相同。

所述第一碰块与所述第二碰块的距离是m，所述第二限位开关与所述第一限位开关之间的距离是n12，所述第二限位开关与所述第三限位开关之间的距离是n23，所述第二限位开关与所述第四限位开关之间的距离是n24，所述第二限位开关与所述第五限位开关之间的距离是n25；且m-n12<n24<m，m<n25<m+n23。

优选地，m>n12+n23。

优选地，所述第四限位开关是单向限位开关，所述第四限位开关的限位方向与所述五个限位开关的顺次设置方向相反。

优选地，所述第五限位开关是单向限位开关，所述第五限位开关的限位方向与所述五个限位开关顺次设置的方向相同。

优选地，所述五个限位开关是机械限位开关或接近开关。

本实用新型所提供的煤气交换机设置有如上所述的煤气交换机的行程限位装置，所述煤气交换机还包括：

用于驱动所述拉条沿长度方向往复运动的油缸，所述拉条与所述油缸的活塞杆连接。

根据所述五个限位开关发出的信号控制所述油缸伸缩的控制器，所述控制器的信号输入端与所述五个限位开关通信连接，所述控制器的控制输出端与所述油缸通信连接。

优选地，所述控制器是PLC。

优选地，所述PLC与所述五个限位开关通过标准工业控制接口通信连接。

优选地，所述PLC与所述油缸之间通过标准工业控制接口通信连接。

有利地，所述煤气交换机还包括报警器，所述报警器与所述控制器的输出端电连接。

采用本实用新型煤气交换机的行程限位装置及煤气交换机，通过在合适的位置增加碰块与限位开关，使拉条在原限位开关失灵后能够立即停止工运行，待工作人员排除故障后再恢复运行，防止因煤气与空气不能正常混合燃烧而造成的爆炸事故，极大地保证了焦炉的安全运行。

附图说明

下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:

图1是现有技术中煤气交换机的行程限位装置的示意图；

图2是本实用新型煤气交换机的行程限位装置优选实施例的示意图；

图3是本实用新型煤气交换机优选实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图2是本实用新型煤气交换机的行程限位装置优选实施例的示意图。如图2所示，在本实用新型的一个优选实施例中，所述煤气交换机的行程限位装置包括：拉条10、第一碰块21、第二碰块22、第一限位开关31、第二限位开关32、第三限位开关33、第四限位开关34和第五限位开关35。

所述拉条10一般可以由焦炉工作现场的各种动力装置(如油缸、电动机等)进行驱动，以实现沿长度方向上的往复运动，所述拉条10的一侧(图2中的下侧)固定连接有所述第一碰块21和第二碰块22，所述第一碰块21和所述第二碰块22沿所述拉条10的长度方向顺次设置，例如图2中所示的可以优选为自左向右顺次设置。在所述拉条10进行往复运动时，可以带动所述第一碰块21和所述第二碰块22沿所述拉条10的长度方向做往复运动，从而使所述第一碰块21和所述第二碰块22与下方的所述五个限位开关触碰，使所述五个限位开关分别产生相应的信号。

所述第一限位开关31、所述第二限位开关32、所述第三限位开关33、所述第四限位开关34和所述第五限位开关35沿所述拉条10的长度方向顺次设置，且所述五个限位开关顺次设置的方向与所述两个碰块顺次设置的方向相同，例如图2中所示，当所述两个碰块自左向右顺次设置时，对应地，所述五个限位开关也自左向右顺次设置。同理，当所述连个碰块自右向左顺次设置时，对应地，所述五个限位开关也自右向左设置。如图2所示，所述五个限位开关并未与所述拉条10进行连接，而是与所述拉条10保持一定的距离，具体的设置要求为：所述第一限位开关31、所述第二限位开关32、所述第三限位开关33与所述拉条10之间的距离均小于所述第一碰块21在所述拉条10上所凸出的高度，所述第四限位开关34、所述第五限位开关35与所述拉条10之间的距离均小于所述第二碰块22在所述拉条10上所凸出的高度，其目的是为了使所述两个碰块在往复运动中能够触碰到所述五个限位开关。优选地，所述五个限位开关是机械限位开关或接近开关。

具体地，使所述第一碰块21在往复运动时能够触碰到所述第一限位开关31、所述第二限位开关32和所述第三限位开关33；使所述第二碰块22在往复运动时能够触碰到所述第四限位开关34和所述第五限位开关35。在具体的工作过程中，可以优选地进行如下设置：使所述第一限位开关31、所述第二限位开关32和所述第三限位开关33只用于检测所述第一碰块21的触碰信号，而不检测所述第二碰块22的触碰信号；使所述第四限位开关34和所述第五限位开关35只用于检测所述第二碰块22的触碰信号，而不检测所述第一碰块21的触碰信号。

所述第一限位开关31、所述第二限位开关32和所述第三限位开关33用于控制煤气交换和/或空废气交换，所述第四限位开关34和所述第五限位开关35用于当所述第二限位开关32失灵后进行限位保护。设所述第一碰块21与所述第二碰块22的距离是m，所述第二限位开关32与所述第一限位开关31、所述第三限位开关33、所述第四限位开关34和所述第五限位开关35之间的距离分别是n12、n23、n24和n25，即所述第二限位开关32与所述第一限位开关31之间的距离是n12，所述第二限位开关32与所述第三限位开关33之间的距离是n23，所述第二限位开关32与所述第四限位开关34的之间距离是n24，所述第二限位开关32与所述第五限位开关35之间的距离是n23。上述物理量需要满足以下关系：m-n12<n24<m，m<n25<m+n23。

下面结合具体的工作过程具体地解释说明上述关系式的原因。

所述煤气交换机的行程限位装置正常工作过程中，所述拉条10沿长度方向(图2中的左右方向)做往复运动，所述第一碰块21能够自左向右依次触碰所述第一限位开关31、所述第二限位开关32和所述第三限位开关33，之后再沿原路自右向左依次触碰；同理，所述第二碰块22能够自左向右依次触碰所述第四限位开关34和所述第五限位开关35，之后再沿原路自右向左依次触碰。正常状态下的工作过程如下：

(1)当所述拉条10由图2所示从左至右运行时，带动所述第一碰块21和所述第二碰块22从左至右运行。

(2)当所述第一碰块21触碰所述第一限位开关31时，所述拉条10停止运动，煤气交换机开始通煤气并燃烧。

(3)当通煤气的时长达到预设的时长t1时，所述拉条10带动所述第一碰块21和所述第二碰块22继续向右运动。

(4)当所述第一碰块21触碰所述第二限位开关32时，所述拉条10停止运动，煤气交换机停止通煤气，同时停止燃烧，并开始空废气交换。

(5)当空废气交换时长达到预设的时长t2时，停止空废气交换，所述拉条10带动所述第一碰块21和所述第二碰块22继续向右运动。

(6)当所述第一碰块21触碰到所述第三限位开关33时，所述拉条10停止运动，煤气交换机开始通煤气并燃烧。

(7)当通煤气的时长达到预设的时长t3时，所述拉条10带动所述第一碰块21和所述第二碰块22按照与向右运动时同样的过程向左运动。

(8)如此往复运动以保证焦炉的正常运行。

在所述拉条10自左向右运动时，通过所述第五限位开关35实现限位保护。具体地，在所述第二限位开关32没有失灵的情况下，在上述步骤(4)中，当所述第一碰块21触碰到所述第二限位开关32时，所述拉条10停止运动，此时用于限位保护的所述第五限位开关35不起作用。当所述第二限位开关32失灵时，在上述步骤(4)中，当所述第一碰块21触碰到所述第二限位开关32时，所述第二限位开关32不能给出相应的信号，此时所述拉条10并不能停止运行，而会继续向右运动。在这种情况下，就需要所述第五限位开关35进行限位保护，具体地，当所述第一碰块21已经运行到所述第二限位开关32的右边时，所述第二碰块22就会触碰所述第五限位开关35，使所述第五限位开关35发出相应的信号，使所述第一碰块21停止在所述第二限位开关32与所述第三限位开关33之间，所述第一碰块21不会继续触碰所述第三限位开关33，从而就不会在没有空废气交换的情况下继续通煤气燃烧。因此，所述第五限位开关35的设置条件必须能够使所述第一碰块21停止在所述第二限位开关32与所述第三限位开关33之间，其取值范围可以确定为m<n25<m+n23。当所述第一碰块21位于所述第二限位开关32的左边时，所述第二碰块22并不能触碰所述第五限位开关35；当所述第一碰块21位于所述第二限位开关32的右边时，所述第二碰块22必须在所述第一碰块21触碰所述第三限位开关33之前对所述第五限位开关35进行触碰，从而使所述第一碰块21停止在所述第二限位开关32与所述第三限位开关33之间，待工作人员对所述第二限位开关32进行维修后再重新启动，起到了限位保护的作用。

同理，在所述拉条10自右向左运动时，若所述第二限位开关32失灵，所述第一碰块21必须停止在所述第一限位开关31与所述第二限位开关32之间。根据同样的设置方式，所述第四限位开关34的设置位置应该满足m-n12<n24<m。

优选地，为了使正常工作与限位保护两者之间不产生相互干扰，即防止所述第一碰块21触碰所述第四限位开关34和第五限位开关35，以及防止所述第二碰块22触碰所述第一限位开关31、所述第二限位开关32和所述第三限位开关33，所述第一碰块21与所述第二碰块22之间的距离应该足够大。具体地，所述第一碰块21与所述第二碰块22之间的距离应该满足m>n12+n23，即所述两个碰块之间的距离至少应该大于所述第一限位开关31与所述第三限位开关33的距离。在实际工作过程中，可以将所述两个碰块的距离设置为远远大于所述第一限位开关31与所述第三限位开关33之间的距离。

优选地，所述第四限位开关34可以是单向限位开关，所述第四限位开关34的限位方向与所述五个限位开关的顺次设置方向相反。所述第五限位开关35也可以是单向限位开关，所述第五限位开关35的限位方向与所述五个限位开关顺次设置的方向相同。

在图2所示的优选实施例中，所述第四限位开关34可以设置为向左的单向限位，用于在所述拉条10自右向左运动时起到限位保护作用，而当所述拉条10自左向右运动时，即使所述第二碰块22触碰所述第四限位开关34，也不起作用。同理，所述第五限位开关35可以设置为向右的单向限位，用于在所述拉条10自左向右时起到限位保护作用。

本实用新型还提供一种煤气交换机。图3是本实用新型煤气交换机优选实施例的示意图。如图3所示，所述煤气交换机设置有如上所述的煤气交换机的行程限位装置，所述煤气交换机还包括油缸40和控制器50。

所述油缸40用于驱动所述拉条10，使所述拉条10能够沿长度方向做往复运动，所述拉条10与所述油缸40的活塞杆41连接，本领域技术人员可以理解的是，所述拉条10与所述活塞杆41的连接方式可以是固定连接，也可以是通过各种驱动部件(如链条、皮带等)实现连接。

所述控制器50可以优选为PLC，也可以采用本领域技术人员所能够实现相应功能的其它控制器。所述控制器50的信号输入端与所述五个限位开关通信连接，用于接收分别来自于所述五个限位开关的信号。所述控制器50的控制输出端与所述油缸40通信连接，用于根据来自所述五个限位开关的信号控制所述油缸40的所述活塞杆41的伸缩，驱动所述拉条10沿长度方向做往复运动。所述控制器50与所述五个限位开关、以及所述油缸40之间的通信连接可以通过标准工业控制接口实现，例如，可以优选地通过4-20mA或0-10V接口实现。

下面结合图3举例说明优选实施例中所述煤气交换机的限位保护工作过程。

在所述油缸40驱动所述拉条10自左向右运动的过程中，当所述第一碰块21触碰所述第一限位开关31时，所述第一限位开关31向所述控制器50发出电信号，所述控制器50根据来自所述第一限位开关31的电信号向所述油缸40发出停止运行指令，所述拉条10停止运行，所述煤气交换机开始通煤气并燃烧，此时所述第一碰块21停止在所述第一限位开关31处。

当通煤气时间达到预设的时间t1时，所述控制器50向所述油缸40发出运行指令，所述油缸40驱动所述拉条10继续向右运动。

当所述第一碰块21触碰到所述第二限位开关32时，所述第二限位开关32向所述控制器50发出电信号，所述控制器50根据来自所述第二限位开关32的电信号向所述油缸40发出停止指令，所述拉条10停止运行，所述煤气交换机停止燃烧，并开始空废气交换。

若所述第二限位开关32失灵，当所述第一碰块21经过所述第二限位开关32时，所述第二限位开关32并不能发出相应的信号，因此所述控制器50也不会向所述油缸40发出停止指令，所述油缸40会驱动所述拉条10继续向右运动。在所述第一碰块21触碰所述第三限位开关33之前，所述第二碰块22会触碰所述第五限位开关35，此时所述第五限位开关35向所述控制器50发出电信号，所述控制器50检测到来自所述第五限位开关35的电信号后，向所述油缸40发出停止指令，使所述拉条10停止运行，待工作人员排除故障后再重新恢复运行。

需要说明的是，所述第四限位开关34和所述第五限位开关35可以优选地通过单向限位开关实现，也可以通过在控制器50中修改相应的设置来实现其单向限位的功能。即可以设置当所述拉条10向右运动时，所述第四限位开关34无效，同理设置当所述拉条10向左运动时，所述第五限位开关35无效。此外，当所述第二限位开关32正常时，当所述第一碰块21触碰所述第二限位开关32时，所述控制器50控制所述油缸40停止动作，这种情况下不需要所述第四限位开关34和所述第五限位开关35起限位作用。因此，当所述控制器50接收到所述第二限位开关32的相应电信号并发出停止指令后，在本次交换过程中不再对所述第四限位开关34和所述第五限位开关35的信号进行处理，从而保证了煤气交换机的正常运行。

对于所述拉条10自右向左运行时的限位保护过程，与上述的自左向右的过程类似，此处不再赘述。

优选地，所述煤气交换机还包括报警器，所述报警器与所述控制器50的输出端电连接。当所述控制器50无法接受到所述第二限位开关32的电信号时，除了向所述油缸40发出停止指令外，还可以向所述报警器发出相应的报警信号，使所述报警器报警，以提醒工作人员对设备进行检修。

采用本实用新型煤气交换机的行程限位装置，通过在合适的位置增加碰块与限位开关，使拉条在原限位开关失灵后能够立即停止工作并进行报警，提示工作人员及时排除故障，防止因煤气与空气不能正常混合燃烧而造成的爆炸事故，极大地保证了焦炉的安全运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种煤气交换机的行程限位装置，所述行程限位装置包括：

拉条，所述拉条上连接有第一碰块；

沿所述拉条的长度方向顺次设置的第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关，所述三个限位开关与所述拉条之间的距离均小于所述第一碰块在所述拉条上所凸出的高度；

其特征在于，所述行程限位装置还包括：

连接在所述拉条上的第二碰块，所述第一碰块与所述第二碰块沿所述拉条的长度方向顺次设置；

第四限位开关和第五限位开关，所述第四限位开关、所述第五限位开关与所述拉条之间的距离均小于所述第二碰块在所述拉条上的凸出的高度，所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述第三限位开关、所述第四限位开关与所述第五限位开关沿所述拉条的长度方向顺次设置，且所述五个限位开关顺次设置的方向与所述两个碰块顺次设置的方向相同；

所述第一碰块与所述第二碰块的距离是m，所述第二限位开关与所述第一限位开关之间的距离是n12，所述第二限位开关与所述第三限位开关之间的距离是n23，所述第二限位开关与所述第四限位开关之间的距离是n24，所述第二限位开关与所述第五限位开关之间的距离是n25；且

m-n12<n24<m，m<n25<m+n23。

2.根据权利要求1所述的煤气交换机的行程限位装置，其特征在于，m>n12+n23。

3.根据权利要求1所述的煤气交换机的行程限位装置，其特征在于，所述第四限位开关是单向限位开关，所述第四限位开关的限位方向与所述五个限位开关的顺次设置方向相反。

4.根据权利要求1所述的煤气交换机的行程限位装置，其特征在于，所述第五限位开关是单向限位开关，所述第五限位开关的限位方向与所述五个限位开关顺次设置的方向相同。

5.根据权利要求1所述的煤气交换机的行程限位装置，其特征在于，所述五个限位开关是机械限位开关或接近开关。

6.一种煤气交换机，其特征在于，所述煤气交换机设置有如权利要求1-5中任意一项所述的煤气交换机的行程限位装置，所述煤气交换机还包括：

用于驱动所述拉条沿长度方向往复运动的油缸，所述拉条与所述油缸的活塞杆连接；

根据所述五个限位开关发出的信号控制所述油缸伸缩的控制器，所述控制器的信号输入端与所述五个限位开关通信连接，所述控制器的控制输出端与所述油缸通信连接。

7.根据权利要求6所述的煤气交换机，其特征在于，所述控制器是PLC。

8.根据权利要求7所述的煤气交换机，其特征在于，所述PLC与所述五个限位开关通过标准工业控制接口通信连接。

9.根据权利要求7所述的煤气交换机，其特征在于，所述PLC与所述油缸之间通过标准工业控制接口通信连接。

10.根据权利要求6所述的煤气交换机，其特征在于，所述煤气交换机还包括报警器，所述报警器与所述控制器的输出端电连接。