CN213236979U - 双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，通过在控制气路前段增加储气罐支路以使在总气源切断或气压不足的的情况下，储气罐中储存气量亦可驱动双作用气动执行器完成阀门的切换或紧急切断；使用常闭型两位三通电磁阀间接控制两位五通气控阀的先导气路实现双作用气动执行器上开阀、关阀口位间的进气切换；两位五通气控阀先导气路直通支路末端连接易熔塞，易熔塞温度一旦达到其内部易熔合金的熔化温度，易熔塞排空使两位五通气控阀的先导气路失压或欠压，自动实现两位五通气控阀的切换动作，从而能够及时切断阀门，避免火势的进一步扩大。

Description

双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统

技术领域

本实用新型涉及阀门控制领域，具体涉及一种双作用气动执行器驱动的阀门的联锁控制系统。

背景技术

目前，在国内外炼油生产中，催化裂化装置分馏塔塔底油浆系统中介质为温度高，压力高且含有固体颗粒的高温重油，其自燃点低，极易因管线、法兰、阀门等处的泄露自燃引发火灾，轻则影响安全生产，重则造成安全事故。阀门自行切断功能将有效阻止已发火灾火势的进一步扩大。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，能够针对有火灾切断要求的双作用气动执行器驱动的阀门，及时切断阀门，避免火势的进一步扩大。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，其特征在于：包括气源球阀Ⅰ，气源球阀Ⅰ为气路总截止阀，气源经气源球阀Ⅰ分为1-1、2-2两支路；1-1支路上依次布置气源球阀Ⅱ、单向阀Ⅰ；2-2支路为储气罐支路，压缩空气可通过支路1-1直接流向后方控制气路，亦可通过支路2-2流向后方控制气路；在空气组合元件前，1-1支路与2-2支路并为3-3主路，3-3主路上空气组合元件出气端分为4-4、9-9两路，4-4接入两位五通气控阀进气端作为主气路，两位五通气控阀出气口分别接5-5、6-6两路，其中5-5支路接复位状态下排气口位，6-6支路接复位状态下常通口位；5-5支路通过快速排气阀Ⅰ接双作用气动执行器开阀口位，6-6路通过快速排气阀Ⅱ接双作用气动执行器关阀口位；9-9支路上依次布置低压型减(调)压阀、两位三通电磁阀，常闭型两位三通电磁阀后分10-10、11-11两支路；10-10支路通过常开型两位两通气控阀后分为两路，一路接两位五通气控阀先导口位，一路末端连接易熔塞；11-11支路通过常开型两位三通气控阀Ⅰ后分为两路，分别接常开型两位两通气控阀、常开型两位三通气控阀Ⅱ的先导口位；5-5主气路上快速排气阀Ⅰ前分7-7支路，依次接单向节流阀、单向阀Ⅳ后汇入10-10支路常开型两位两通气控阀后段；6-6主气路上快速排气阀Ⅱ前分8-8支路依次接附逆流阀调压阀、常开型两位三通气控阀Ⅱ常通口位后接常开型两位三通气控阀Ⅰ先导口位。

进一步地，所述储气罐支路即2-2支路上依次布置单向阀Ⅱ、油雾分离器、增压阀、储气罐、减压阀Ⅰ、气源球阀Ⅲ，其中增压阀与单向阀Ⅲ并联，在储气罐压力低于气源压力时通过单向阀Ⅲ快速向储气罐补气，在储气罐压力达到气源压力后将通过增压阀继续向储气罐补气增压；压缩空气通过支路2-2流向后方控制气路时，先经过增压阀增压后储存在储气罐中再经减压阀的降压作用流向后方；在总气源切断或气压不足的的情况下，支路2-2中储气罐中储存气量亦可驱动双作用气动执行器完成阀门的切换或紧急切断。

进一步地，常开型两位三通气控阀Ⅰ主气路连接常闭型两位三通电磁阀主气路及常开型两位两通气控阀、常开型两位三通气控阀Ⅱ的先导气路，常开型两位三通气控阀Ⅱ主气路连接常开型两位三通气控阀Ⅰ先导气路及双作用气动执行器关阀动作主气路，常开型两位两通气控阀主气路连接常闭型两位三通电磁阀主气路及两位五通气控阀先导气路；通过常闭型两位三通电磁阀间接控制两位五通气控阀的先导气路实现双作用气动执行器上开阀、关阀口位间的进气切换。

进一步地，两位五通气控阀先导气路直通支路末端连接易熔塞，通过高温时易熔塞内易熔合金的熔化排空使两位五通气控阀的先导气路失压或欠压，自动实现两位五通气控阀的切换动作；两位五通气控阀先导口及易熔塞间管段通过7-7支路连接5-5主气路，单向节流阀的低设定值对由非易熔塞内易熔合金熔化排空造成的两位五通气控阀先导口及易熔塞间管段内气压微降时起到补压效果的同时，不妨碍由易熔塞内易熔合金熔化排空造成的两位五通气控阀先导口及易熔塞间管段内气压速降时两位五通气控阀的切换。

进一步地，易熔塞固定在阀门本体上，以便火灾发生时易熔塞内易熔合金能够及时熔化排空，关闭阀门，常闭型两位三通电磁阀线圈接入催化裂化装置分馏塔控制系统。

有益效果：

本实用新型在控制气路前段增加储气罐支路以使在总气源切断或气压不足的的情况下，储气罐中储存气量亦可驱动双作用气动执行器完成阀门的切换或紧急切断；两位三通电磁阀（常闭型）间接控制两位五通气控阀的先导气路实现双作用气动执行器上开阀、关阀口位间的进气切换；两位五通气控阀先导气路直通支路末端连接易熔塞，由于易熔塞固定在阀门外部周边，所以在阀门因泄露起火或周边起火后，易熔塞温度一旦达到其内部易熔合金的熔化温度，易熔塞排空使两位五通气控阀的先导气路失压或欠压，自动实现两位五通气控阀的切换动作，从而能够及时切断阀门，避免火势的进一步扩大。

附图说明

图1为一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统原理图；

图2为一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统关阀状态时管线压力情况示意图；

图3为一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统关阀状态时两位三通电磁阀（常闭型）得电，两位五通气控阀切换前管线压力情况示意图；

图4为一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统关阀状态时两位三通电磁阀（常闭型）得电，两位五通气控阀切换后及开阀状态时管线压力情况示意图；

图5为一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统开阀状态易熔塞内易熔合金熔化排空，两位五通气控阀复位关阀后管线压力情况示意图；

图6为一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统应用示例图；

图7为一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统应用示例图中气动控制柜内气控原理示意图。

附图标记：1、气源球阀Ⅰ，2、气源球阀Ⅱ，3、单向阀Ⅰ，4、单向阀Ⅱ，5、油雾分离器，6、增压阀，7、单向阀Ⅲ，8、储气罐，9、减压阀Ⅰ，10、气源球阀Ⅲ，11、空气组合元件，12、低压型减(调)压阀，13、两位三通电磁阀（常闭型），14、两位三通气控阀（常开型）Ⅰ，15、两位两通气控阀（常开型），16、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ，17、两位五通气控阀，18、单向阀Ⅳ，19、单向节流阀，20、附逆流阀调压阀，21、易熔塞，22、快速排气阀Ⅰ，23、快速排气阀Ⅱ，24、双作用气动执行器，25、气动控制柜，26、阀门本体。

其中，图1-5中实线为带压气路，虚线为失压气路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1，一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，包括气源球阀Ⅰ1、气源球阀Ⅱ2、单向阀Ⅰ3、单向阀Ⅱ4、油雾分离器5、增压阀6、单向阀Ⅲ7、储气罐8、减压阀Ⅰ9、气源球阀Ⅲ10、空气组合元件11、低压型减(调)压阀12、两位三通电磁阀（常闭型）13、两位三通气控阀（常开型）Ⅰ 14、两位两通气控阀（常开型）15、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16、两位五通气控阀17、单向阀Ⅳ18、单向节流阀19、 附逆流阀调压阀20、易熔塞21、快速排气阀Ⅰ22、快速排气阀Ⅱ23、双作用气动执行器24。

气源球阀Ⅰ1作为气路总截止阀，截止阀后气路分为1-1、2-2两支路；1-1支路上依次布置气源球阀Ⅱ2、单向阀Ⅰ3；2-2支路上依次布置单向阀Ⅱ4、油雾分离器5、增压阀6、储气罐8、减压阀Ⅰ9、气源球阀Ⅲ10，其中增压阀6与单向阀Ⅲ7并联，在储气罐8压力低于气源压力时通过单向阀Ⅲ7快速向储气罐8补气，在储气罐8压力达到气源压力后将通过增压阀6继续向储气罐8补气增压。压缩空气可通过支路1-1直接流向后方控制气路，亦可通过支路2-2经过增压阀6增压后储存在储气罐8中再经减压阀的降压作用流向后方控制气路；在总气源切断或气压不足的的情况下，支路2-2中储气罐8中储存气量亦可驱动双作用气动执行器24完成阀门的切换或紧急切断。

单向阀Ⅰ3后1-1支路与气源球阀Ⅲ10后2-2支路并为一路3-3，3-3主路上空气组合元件11出气端分为4-4、9-9两路，4-4接入两位五通气控阀17进气端作为主气路，两位五通气控阀17出气口分别接5-5、6-6两路，其中5-5支路接复位状态下排气口位，6-6支路接复位状态下常通口位；5-5路通过快速排气阀Ⅰ22接双作用气动执行器24开阀口位，6-6路通过快速排气阀Ⅱ23接双作用气动执行器24关阀口位。9-9支路上依次布置低压型减(调)压阀12、两位三通电磁阀13，两位三通电磁阀（常闭型）13后分10-10、11-11两支路；10-10支路通过两位两通气控阀（常开型）15后分为两路，一路接两位五通气控阀17先导口位，一路末端连接易熔塞21；11-11支路通过两位三通气控阀（常开型）Ⅰ14后分为两路，分别接两位两通气控阀（常开型）15、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16的先导口位；5-5主气路上快速排气阀Ⅰ22前分7-7支路，依次接单向节流阀19、单向阀Ⅳ18后汇入10-10支路两位两通气控阀（常开型）15后段。6-6主气路上快速排气阀Ⅱ23前分8-8支路依次接附逆流阀调压阀20、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16常通口位后接两位三通气控阀（常开型）Ⅰ 14先导口位。

两位三通气控阀（常开型）Ⅰ 14主气路连接两位三通电磁阀（常闭型）13主气路及两位两通气控阀（常开型）15、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16的先导气路，两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16主气路连接两位三通气控阀（常开型）Ⅰ 14先导气路及双作用气动执行器24关阀动作主气路，两位两通气控阀（常开型）15主气路连接两位三通电磁阀（常闭型）13主气路及两位五通气控阀17先导气路；通过两位三通电磁阀（常闭型）13的得电与失电，配合两位三通气控阀（常开型）Ⅰ14、两位两通气控阀（常开型）15、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16、两位五通气控阀17间主气路与先导气路间的串接作用，控制两位五通气控阀17的先导气路的得压与失压实现两位五通气控阀17的切换动作。

两位五通气控阀17先导气路直通支路末端连接易熔塞21，通过高温时易熔塞21内易熔合金的熔化排空使两位五通气控阀17的先导气路失压或欠压，自动实现两位五通气控阀17的切换动作；两位五通气控阀17先导口及易熔塞21间管段通过7-7支路连接5-5主气路，单向节流阀19的低设定值对由非易熔塞21熔断造成的两位五通气控阀17先导口及易熔塞21间管段内气压微降时起到补压效果的同时，不妨碍由易熔塞21熔断造成的两位五通气控阀17先导口及易熔塞21间管段内气压速降时两位五通气控阀17的切换。

以下结合图2-5说明本实用新型的工作原理，图中虚线表示失压气路，实线表示带压气路，图2为关阀状态时管线压力情况示意图，图3为关阀状态时，两位三通电磁阀（常闭型）得电，两位五通气控阀切换前管线压力情况示意图，图4为关阀状态时两位三通电磁阀（常闭型）得电，两位五通气控阀切换后及开阀状态时管线压力情况示意图，图5为开阀状态易熔塞内易熔合金熔化排空，两位五通气控阀复位关阀后管线压力情况示意图。

两位三通电磁阀（常闭型）13得电，9-9、10-10支路通，10-10支路末端两位五通气控阀17先导口得压，使两位五通气控阀17切换到先导位，主气路3-3、4-4、5-5通，双作用气动执行器24上开阀口进气，驱动阀门开阀。6-6主气路、8-8支路经两位五通气控阀17及两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16排空，两位三通气控阀（常开型）Ⅰ14先导口失压，11-11 支路通，两位两通气控阀常开型）15、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16先导口得压，10-10、8-8支路断，7-7支路连通10-10支路上两位两通气控阀（常开型）15后段及主气路5-5。

两位三通电磁阀（常闭型）13失电，9-9支路断，11-11支路内气压经两位三通电磁阀（常闭型）13排空，两位两通气控阀（常开型）15、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16先导口失压，10-10、8-8支路通，10-10支路上两位两通气控阀（常开型）15后段气压经两位三通电磁阀（常闭型）13排空，单向节流阀19设定值为两位五通气控阀17先导触发最小压力值，7-7支路的补压速度并不能弥补两位三通电磁阀（常闭型）13的排空速度，两位五通气控阀17先导口欠压，两位五通气控阀17通道复位，5-5主路、7-7支路断，6-6主路、8-8支路通，双作用气动执行器24上关阀口进气，驱动阀门关阀。8-8支路上处于附逆流阀调压阀20设定的压力值状态，两位三通气控阀（常开型）Ⅰ14通道处于先导位。

开阀状态下，易熔塞21达到一定温度后，其通道内易熔合金熔化，由10-10支路内气压吹出，两位五通气控阀17先导口欠压，通道复位5-5主路，7-7支路断，6-6主路通，双作用气动执行器24上关阀口进气，驱动阀门关阀。

本实用新型的控制系统应用示例如图6-7所示，气源经气源球阀Ⅰ1分两路进入气动控制柜25，一路经气源球阀Ⅱ2直接进入，一路经单向阀Ⅱ4、油雾分离器5、增压阀6、单向阀Ⅲ7进入储气罐8，其中增压阀6与单向阀Ⅲ7并联，在储气罐8压力低于气源压力时通过单向阀Ⅲ7快速向储气罐8补气，在储气罐8压力达到气源压力后将通过增压阀6继续向储气罐8补气增压。储气罐8中高压气体经减压阀Ⅰ9减压后通过气源球阀Ⅲ10 进入气动控制柜25。

如图7所示，气动控制柜25内分布单向阀Ⅰ3、空气组合元件11、低压型减(调)压阀12、两位三通电磁阀（常闭型）13、两位三通气控阀（常开型）Ⅰ 14、两位两通气控阀（常开型）15、两位三通气控阀（常开型）Ⅱ16、两位五通气控阀17、单向阀Ⅳ18、单向节流阀19、附逆流阀调压阀20，气动控制柜内各部件气路连接关系与前述原理图中各部件气路连接关系相同；气动控制柜25的10-10支路引出接易熔塞21，易熔塞21固定在阀门本体26上，以便火灾发生时易熔塞21内易熔合金能够及时熔化排空，关闭阀门。气动控制柜25的5-5支路、6-6支路引出分别经由快速排气阀Ⅰ22、快速排气阀Ⅱ23接入双作用气动执行器24开阀口位与关阀口位，两位三通电磁阀（常闭型）13线圈接入催化裂化装置分馏塔控制系统。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，其特征在于：包括气源球阀Ⅰ(1)，气源球阀Ⅰ(1)为气路总截止阀，气源经气源球阀Ⅰ(1)分为1-1、2-2两支路；1-1支路上依次布置气源球阀Ⅱ(2)、单向阀Ⅰ(3)；2-2支路为储气罐支路，压缩空气可通过支路1-1直接流向后方控制气路，亦可通过支路2-2流向后方控制气路；在空气组合元件(11)前，1-1支路与2-2支路并为3-3主路, 3-3主路上空气组合元件(11)出气端分为4-4、9-9两路，4-4接入两位五通气控阀(17)进气端作为主气路，两位五通气控阀(17)出气口分别接5-5、6-6两路，其中5-5支路接复位状态下排气口位，6-6支路接复位状态下常通口位；5-5支路通过快速排气阀Ⅰ(22)接双作用气动执行器(24)开阀口位，6-6路通过快速排气阀Ⅱ(23)接双作用气动执行器(24)关阀口位；9-9支路上依次布置低压型减/调压阀(12)、两位三通电磁阀(13)，常闭型两位三通电磁阀(13)后分10-10、11-11两支路；10-10支路通过常开型两位两通气控阀(15)后分为两路，一路接两位五通气控阀(17)先导口位，一路末端连接易熔塞(21)；11-11支路通过常开型两位三通气控阀Ⅰ(14)后分为两路，分别接常开型两位两通气控阀 (15)、常开型两位三通气控阀Ⅱ(16)的先导口位；5-5主气路上快速排气阀Ⅰ(22)前分7-7支路，依次接单向节流阀(19)、单向阀Ⅳ(18)后汇入10-10支路常开型两位两通气控阀 (15)后段；6-6主气路上快速排气阀Ⅱ(23)前分8-8支路依次接附逆流阀调压阀(20)、常开型两位三通气控阀Ⅱ(16)常通口位后接常开型两位三通气控阀Ⅰ (14)先导口位。

2.如权利要求1所述的一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，其特征在于：所述储气罐支路即2-2支路上依次布置单向阀Ⅱ(4)、油雾分离器(5)、增压阀(6)、储气罐(8)、减压阀Ⅰ(9)、气源球阀Ⅲ(10)，其中增压阀(6)与单向阀Ⅲ(7)并联，在储气罐(8)压力低于气源压力时通过单向阀Ⅲ(7)快速向储气罐(8)补气，在储气罐(8)压力达到气源压力后将通过增压阀(6)继续向储气罐(8)补气增压；压缩空气通过支路2-2流向后方控制气路时，先经过增压阀(6)增压后储存在储气罐(8)中再经减压阀的降压作用流向后方；在总气源切断或气压不足的情况下，支路2-2中储气罐(8)中储存气量亦可驱动双作用气动执行器(24)完成阀门的切换或紧急切断。

3.如权利要求1所述的一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，其特征在于：常开型两位三通气控阀Ⅰ (14)主气路连接常闭型两位三通电磁阀 (13)主气路及常开型两位两通气控阀 (15)、常开型两位三通气控阀Ⅱ(16)的先导气路，常开型两位三通气控阀Ⅱ(16)主气路连接常开型两位三通气控阀Ⅰ(14)先导气路及双作用气动执行器(24)关阀动作主气路，常开型两位两通气控阀 (15)主气路连接常闭型两位三通电磁阀 (13)主气路及两位五通气控阀(17)先导气路；通过常闭型两位三通电磁阀 (13)间接控制两位五通气控阀(17)的先导气路实现双作用气动执行器(24)上开阀、关阀口位间的进气切换。

4.如权利要求1所述的一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，其特征在于：两位五通气控阀(17)先导气路直通支路末端连接易熔塞(21)，通过高温时易熔塞(21)内易熔合金的熔化排空使两位五通气控阀(17)的先导气路失压或欠压，自动实现两位五通气控阀(17)的切换动作；两位五通气控阀(17)先导口及易熔塞(21)间管段通过7-7支路连接5-5主气路，单向节流阀(19)的低设定值对由非易熔塞(21)内易熔合金熔化排空造成的两位五通气控阀(17)先导口及易熔塞(21)间管段内气压微降时起到补压效果的同时，不妨碍由易熔塞(21)内易熔合金熔化排空造成的两位五通气控阀(17)先导口及易熔塞(21)间管段内气压速降时两位五通气控阀(17)的切换。

5.如权利要求1所述的一种双作用气动执行器驱动的阀门联锁控制系统，其特征在于：易熔塞(21)固定在阀门本体(26)上，以便火灾发生时易熔塞(21)内易熔合金能够及时熔化排空，关闭阀门，常闭型两位三通电磁阀 (13)线圈接入催化裂化装置分馏塔控制系统。

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