CN211928447U - 一种气体压力调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种气体压力调节装置，包括控制器、阀门角度定位器、阀门气缸、阀门和压力传感器，压力传感器和阀门分别设于压缩空气管道上，阀门上设有阀门气缸，阀门气缸通过阀门角度定位器与控制器连接，压力传感器与控制器连接。本气体压力调节装置利用控制器、压力传感器、阀门角度定位器和气动式阀门的配合，实现了压缩空气管道的压力自动化调节，相比传统的机械式调节方式，本气体压力调节装置性能更加稳定可靠、自动化程度高，可有效稳定压缩空气管道内的管道压力，并减少压力损失，降低能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体压力调节控制技术领域，特别涉及一种适用于压缩空气管道的气体压力调节装置。
背景技术
目前工厂一般都有配套的压缩空气系统，为生产车间提供作为设备动力之一的压缩空气。压缩空气的生产流程一般是空气经过空压机压缩后，再经过后处理设备(如吸干机、冷干机、过滤器等)除水除油，经过压缩空气管道到达用气终端。
由于压缩空气管道的压力一般会高于实际需求的压力，因此目前一般使用减压阀对管道内的实际压力进行调节。减压阀一般采用弹簧调节减压范围，阀体结构为截止式，在实际生产使用中，减压阀的压力调节需通过人工操作调节弹簧的弹力，调节不方便；此外，截止式阀体的压力损失也比较大，影响压缩空气系统的比功率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能稳定可靠、自动化程度高的气体压力调节装置，该装置可有效稳定压缩空气管道内的管道压力，并减少压力损失。
本实用新型的技术方案为：一种气体压力调节装置，包括控制器、阀门角度定位器、阀门气缸、阀门和压力传感器，压力传感器和阀门分别设于压缩空气管道上，阀门上设有阀门气缸，阀门气缸通过阀门角度定位器与控制器连接，压力传感器与控制器连接。其中，压力传感器实时检测压缩空气管道内的压力，控制器作为整个气体压力调节装置的中心，对各数据进行分析处理，阀门角度定位器作为控制器和阀门气缸的连接纽带，在接收来自控制器的阀门开度信号后，对阀门气缸发出控制指令，阀门气缸利用气动方式调节阀门的开度，从而实现对压缩空气管道的压力调节。
所述控制器包括控制器内设有中央处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据存储模块、无线通信模块和RS-485通信模块，模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据存储模块、无线通信模块和RS-485通信模块分别与中央处理器连接；压力传感器与模拟量输入模块连接，阀门角度定位器与模拟量输出模块连接；
其中，中央处理器用于接收并处理来自模拟量输入模块、数据存储模块、无线通信模块以及RS-485通信模块的数据或信号，并通过模拟量输出模块输出阀门开度信号；
模拟量输入模块用于接收来自压力传感器所检测到的压缩空气管道内的压力信号；
模拟量输出模块用于向阀门角度定位器输出阀门开度信号；
数据存储模块用于存储压缩空气管道的压力设定值、来自中央处理器的各控制参数和通信参数(包括通过无线通信模块和RS-485通信模块获取的来自外部设备的通讯信息、来自模拟量输入模块的压缩空气管道的实时压力值、中央处理器对各数据分析处理后的结果(如阀门开度信号等)等数据)；
无线通信模块和RS-485通信模块分别用于与外部设备进行通讯。
所述无线通信模块和RS-485通信模块分别外接触摸屏、PLC或工控机等人机交互界面，触摸屏、PLC或工控机可通过标准的数据协议与控制器实现通讯，从而可实现远程更改压缩空气管道的压力设定值或对压缩空气管道进行其他信息的在线监控。
所述中央处理器采用STM32F103C8单片机。
所述模拟量输入模块为STM32F103C8单片机的内部逻辑电路。
所述模拟量输出模块采用OPA333运放元件。
所述数据存储模块为EEPROM数据存储模块，采用AT24C256芯片。
所述RS-485通信模块采用MAX485芯片。
所述无线通信模块采用SX1278芯片。
所述阀门为蝶阀，与阀门气缸相配合形成气动式阀门。在使用过程中，由于流体经过蝶阀的阻力比传统的截止阀要小得多，因此蝶阀可以进一步起到节能的作用。但是由于蝶阀开度的微小变化也容易引起较大的压力波动，因此，为了较好地减少压力波动，在本调节装置中，通过设置阀门气缸，采用气动阀门的方式实现阀门的快速响应，提高阀门响应速度，从而减少压力波动的时间。
上述气体压力调节装置使用时，其原理是：压力传感器实时检测压缩空气管道内的压力，并将压力信号输送至控制器，由控制器进行数据处理和分析后，向阀门角度定位器发送阀门开度信号，再由阀门角度定位器向阀门气缸发出控制指令，阀门气缸带动阀门动作，对阀门开度进行调节。在使用过程中，用户可通过外接的人机交互界面预先设定压缩空气管道的压力设定值，通过无线通讯模块或RS-485通信模块送入控制器，压力传感器检测得到的实时压力值也实时输送至控制器，由控制器内的中央处理器进行处理分析。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
本气体压力调节装置利用控制器、压力传感器、阀门角度定位器和气动式阀门的配合，实现了压缩空气管道的压力自动化调节，相比传统的机械式调节方式，本气体压力调节装置性能更加稳定可靠、自动化程度高，可有效稳定压缩空气管道内的管道压力，并减少压力损失，降低能耗。
本气体压力调节装置中，采用蝶阀和阀门气缸相配合形成气动式阀门，流体阻力可得到大幅度下降，从而达到节能的目的，而阀门的驱动能源为压缩空气，其响应速度快，可有效减少压力波动，对压缩空气管道内流体输送的稳定性起到保障作用。使用该气动式阀门，从阀门全开到阀门全关的时间可缩短至2～3秒，相比传统的电动式阀门，其响应时间仅为电动式阀门的1/10～1/5。
本气体压力调节装置中，利用控制器外接触摸屏、PLC或工控机等人机交互界面，不仅可实现压缩空气管道压力设定值的远程设定或变更，还可对整个压缩空气管道进行实时监控，确保对压力进行快速的响应控制。
附图说明
图1为本气体压力调节装置的结构原理示意图。
图2为图1中模拟量输入模块的电路原理示意图。
图3为图1中模拟量输出模块的电路原理示意图。
图4为图1中数据存储模块的电路原理示意图。
图5为图1中RS-485通信模块的电路原理示意图。
图6为图1中无线通信模块的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种气体压力调节装置，如图1所示，包括控制器、阀门角度定位器、阀门气缸、阀门和压力传感器，压力传感器和阀门分别设于压缩空气管道上，阀门上设有阀门气缸，阀门气缸通过阀门角度定位器与控制器连接，压力传感器与控制器连接。其中，压力传感器实时检测压缩空气管道内的压力，控制器作为整个气体压力调节装置的中心，对各数据进行分析处理，阀门角度定位器作为控制器和阀门气缸的连接纽带，在接收来自控制器的阀门开度信号后，对阀门气缸发出控制指令，阀门气缸利用气动方式调节阀门的开度，从而实现对压缩空气管道的压力调节。
如图1所示，控制器包括控制器内设有中央处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据存储模块、无线通信模块和RS-485通信模块，模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据存储模块、无线通信模块和RS-485通信模块分别与中央处理器连接；压力传感器与模拟量输入模块连接，阀门角度定位器与模拟量输出模块连接。其中，中央处理器用于接收并处理来自模拟量输入模块、数据存储模块、无线通信模块以及RS-485通信模块的数据或信号，并通过模拟量输出模块输出阀门开度信号；模拟量输入模块用于接收来自压力传感器所检测到的压缩空气管道内的压力信号；模拟量输出模块用于向阀门角度定位器输出阀门开度信号；数据存储模块用于存储压缩空气管道的压力设定值、来自中央处理器的各控制参数和通信参数(包括通过无线通信模块和RS-485通信模块获取的来自外部设备的通讯信息、来自模拟量输入模块的压缩空气管道的实时压力值、中央处理器对各数据分析处理后的结果(如阀门开度信号等)等数据)；无线通信模块和RS-485通信模块分别用于与外部设备进行通讯。
无线通信模块和RS-485通信模块分别外接触摸屏、PLC或工控机等人机交互界面，触摸屏、PLC或工控机可通过标准的数据协议与控制器实现通讯，从而可实现远程更改压缩空气管道的压力设定值或对压缩空气管道进行其他信息的在线监控。
本实施例中，中央处理器采用STM32F103C8单片机。模拟量输入模块为STM32F103C8单片机的内部逻辑电路(其电路原理如图2所示)。模拟量输出模块采用OPA333运放元件(其电路原理如图3所示)。数据存储模块为EEPROM数据存储模块，采用AT24C256芯片(其电路原理如图4所示)。RS-485通信模块采用MAX485芯片(其电路原理如图5所示)。无线通信模块采用SX1278芯片(其电路原理如图6所示)。
本实施例中，阀门为蝶阀，与阀门气缸相配合形成气动式阀门。在使用过程中，由于流体经过蝶阀的阻力比传统的截止阀要小得多，因此蝶阀可以进一步起到节能的作用。但是由于蝶阀开度的微小变化也容易引起较大的压力波动，因此，为了较好地减少压力波动，在本调节装置中，通过设置阀门气缸，采用气动阀门的方式实现阀门的快速响应，提高阀门响应速度，从而减少压力波动的时间。
上述气体压力调节装置使用时，其原理是：压力传感器实时检测压缩空气管道内的压力，并将压力信号输送至控制器，由控制器进行数据处理和分析后，向阀门角度定位器发送阀门开度信号，再由阀门角度定位器向阀门气缸发出控制指令，阀门气缸带动阀门动作，对阀门开度进行调节。在使用过程中，用户可通过外接的人机交互界面预先设定压缩空气管道的压力设定值，通过无线通讯模块或RS-485通信模块送入控制器，压力传感器检测得到的实时压力值也实时输送至控制器，由控制器内的中央处理器进行处理分析。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种气体压力调节装置，其特征在于，包括控制器、阀门角度定位器、阀门气缸、阀门和压力传感器，压力传感器和阀门分别设于压缩空气管道上，阀门上设有阀门气缸，阀门气缸通过阀门角度定位器与控制器连接，压力传感器与控制器连接。
2.根据权利要求1所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述控制器包括控制器内设有中央处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据存储模块、无线通信模块和RS-485通信模块，模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据存储模块、无线通信模块和RS-485通信模块分别与中央处理器连接；压力传感器与模拟量输入模块连接，阀门角度定位器与模拟量输出模块连接；
其中，中央处理器用于接收并处理来自模拟量输入模块、数据存储模块、无线通信模块以及RS-485通信模块的数据或信号，并通过模拟量输出模块输出阀门开度信号；
模拟量输入模块用于接收来自压力传感器所检测到的压缩空气管道内的压力信号；
模拟量输出模块用于向阀门角度定位器输出阀门开度信号；
数据存储模块用于存储压缩空气管道的压力设定值、来自中央处理器的各控制参数和通信参数；
无线通信模块和RS-485通信模块分别用于与外部设备进行通讯。
3.根据权利要求2所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述无线通信模块和RS-485通信模块分别外接触摸屏、PLC或工控机。
4.根据权利要求2所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述中央处理器采用STM32F103C8单片机。
5.根据权利要求4所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述模拟量输入模块为STM32F103C8单片机的内部逻辑电路。
6.根据权利要求2所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述模拟量输出模块采用OPA333运放元件。
7.根据权利要求2所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述数据存储模块为EEPROM数据存储模块，采用AT24C256芯片。
8.根据权利要求2所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述RS-485通信模块采用MAX485芯片。
9.根据权利要求2所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述无线通信模块采用SX1278芯片。
10.根据权利要求1所述一种气体压力调节装置，其特征在于，所述阀门为蝶阀。
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|---|---|---|---|
| CN202020869700.5U CN211928447U (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种气体压力调节装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112696520A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-23 | 江苏中电创新环境科技有限公司 | 一种气动调节阀的控制系统及其方法 |
| CN115014612A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-06 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种管道实时应力监测装置及其应力调节方法 |
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