CN214247841U - 高可靠性电磁阀控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高可靠性电磁阀控制系统,包括:双电磁阀双阀门的配置,双电磁阀双阀门的配置中设有两组电磁阀、阀门A和阀门B,其中一组电磁阀包括电磁阀A和电磁阀B,另一组电磁阀包括电磁阀C和电磁阀D。本实用新型的有益效果是:本实用新型针对阀门保护关闭的场景,采用双电磁阀并联,并且双阀门串联;针对阀门保护开启的场景,采用双电磁阀串联,并且双阀门并联。相比单电磁阀控制回路,减少了系统误动风险,相比双电磁控制回路,减少了拒动风险,最终提高了系统的可靠性。本实用新型可应用于火力发电等工业领域,用于提高采用电磁阀控制的重要阀门的动作可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于电磁阀失电阀门保护领域,尤其涉及一种高可靠性电磁阀控制系统。
背景技术
电磁阀是由电磁线圈和磁芯组成,是包含一个或几个孔的阀体。当线圈通电或断电时,磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断,以达到改变流体方向的目的。一般用在控制系统中液体和气体管路的开关控制。
过程控制中使用两位三通电磁阀作为两路阀或调节阀气路控制元件,压缩空气经电磁切换气路后进出气缸,在压缩空气与气缸弹簧的共同作用下带动阀杆运行,进而达到气动阀门开启/关闭的效果。本文气动门举例均为下气缸进气。
在火力发电领域,一般采用如图1所示单电磁阀进行气动阀门的控制;电磁阀6失电时,进气口Ⅱ3、出气口4气路导通,气动门气缸5内的压缩空气经出气口4-进气口Ⅱ3排出泄气,阀门7关闭(下气缸进气型气动阀门)。电磁阀6得电时,进气口Ⅰ2至出气口4的气路导通,压缩空气由气源1经进气口Ⅰ2-出气口4进入气动门气缸5,阀门7开启(下气缸进气型气动阀门);但这种单电磁阀控制系统可靠性较低,控制系统的任一环节故障,比如单个电磁阀的故障、气源管路故障、线缆故障、通道故障等都将导致电磁阀异常,进而引起阀门7误动或拒动。以燃机为例,燃气事故关断阀、燃气事故排放阀、调压站ESD阀误关将导致机组跳闸,压气机放气防喘阀等误开时也将导致机组跳闸,均会造成较大的经济损失。
现有的改进型的方案是采用如图2所示双电磁阀:1)正常运行时电磁阀B12带电,压缩空气经电磁阀B的进气口Ⅰ13-电磁阀B的出气口15进入气缸5,气动门处于进气状态,阀门A16处于开位置。2)若电磁阀B12异常失电,则电磁阀B的进气口Ⅱ14、电磁阀B的出气口15气路导通,压缩空气由气源1经电磁阀A的进气口A9-电磁阀A的出气口11-电磁阀B 的进气口Ⅱ14-电磁阀B的出气口15进入气缸5,气动门仍处于进气状态,阀门7不动。3) 若电磁阀A8正常,电磁阀B12异常失电,则电磁阀B的进气口Ⅰ13-电磁阀B的出气口15导通,压缩空气经电磁阀B的进气口Ⅰ13-电磁阀B的出气口15进入气缸5,气动门处于进气状态,阀门A16仍不动。4)只有电磁阀A8、电磁阀B12均失电时,气缸5气体经电磁阀B 的出气口15-电磁阀B的进气口Ⅱ14排出,阀门A16异常关闭。相比单电磁阀控制,现有双电磁阀其可靠性有所提升。
目前仅有针对电磁阀失电阀门保护关的双电磁阀方案,未有考虑电磁阀得电阀门保护开的双电磁阀方案。并且现有双电磁阀只是采用双冗余电磁阀,双电磁阀均动作则阀门动作,该改进单电磁阀为双电磁阀的方式虽然减少了误动概率,但是提高了拒动风险。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足,提供一种高可靠性电磁阀控制系统。
这种高可靠性电磁阀控制系统,包括双电磁阀双阀门的配置,双电磁阀双阀门的配置中设有两组电磁阀、阀门A和阀门B,其中一组电磁阀包括电磁阀A和电磁阀B,另一组电磁阀包括电磁阀C和电磁阀D;
当电磁阀保护关停机时:电磁阀A和电磁阀B并联后一端接入气源,另一端接入气缸,气缸连接阀门A;电磁阀C和电磁阀D并联后一端接入气源,另一端接入另一个气缸,另一个气缸连接阀门B;阀门A和阀门B串联后接入系统管路;电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C和电磁阀D中任一电磁阀故障导致失电时:气缸管路处于导通状态,对应的阀门A或阀门B保持开状态,系统管路导通;电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C和电磁阀D中所有电磁阀均失电时:阀门A和阀门B均关闭,系统管路不导通;
当电磁阀保护开停机时,电磁阀A和电磁阀B串联后一端接入气源,另一端接入气缸,气缸连接阀门A;电磁阀C和电磁阀D串联后一端接入气源,另一端接入另一个气缸,另一个气缸连接阀门B;阀门A和阀门B并联后接入系统管路;机组正常运行时:电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C和电磁阀D均处于失电状态,阀门A和阀门B均关闭;电磁阀A和电磁阀B 均带电,或电磁阀C和电磁阀D均带电,或电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C和电磁阀D均带电时,系统管路导通。
作为优选,双电磁阀双阀门的配置中选用两位三通式电磁阀。
作为优选,保护关停机的电磁阀包括:燃气事故关断阀、燃气事故排放阀和调压站ESD 阀。
作为优选,保护开停机的电磁阀有压气机放气防喘阀。
本实用新型的有益效果是:本实用新型提出一种高可靠性电磁阀控制系统,针对阀门保护关闭的场景,采用双电磁阀并联,并且双阀门串联;针对阀门保护开启的场景,采用双电磁阀串联,并且双阀门并联。相比单电磁阀控制回路,减少了系统误动风险,相比双电磁控制回路,减少了拒动风险,最终提高了系统的可靠性。本实用新型可应用于火力发电等工业领域,用于提高采用电磁阀控制的重要阀门的动作可靠性。
附图说明
图1为单电磁阀气动阀控制回路图;
图2为双电磁阀并联气动阀控制回路图;
图3为双电磁阀并联双关断阀串联控制回路图;
图4为双电磁阀串联双关断阀并联控制回路图。
附图标记说明:气源1、进气口Ⅰ2、进气口Ⅱ3、出气口4、气缸5、电磁阀6、阀门7、电磁阀A8、电磁阀A的进气口Ⅰ9、电磁阀A的进气口Ⅱ10、电磁阀A的出气口11、电磁阀 B12、电磁阀B的进气口Ⅰ13、电磁阀B的进气口Ⅱ14、电磁阀B的出气口15、阀门A16、阀门B17、电磁阀C18、电磁阀D19、系统管路20。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出,对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
实施例1:
一种高可靠性电磁阀控制系统,包括双电磁阀双阀门的配置,双电磁阀双阀门的配置中设有两组电磁阀、阀门A16和阀门B17,其中一组电磁阀包括电磁阀A8和电磁阀B12,另一组电磁阀包括电磁阀C18和电磁阀D19;
如图3所示,当电磁阀保护关停机时:电磁阀A8和电磁阀B12并联后一端接入气源1,另一端接入气缸5,气缸5连接阀门A16;电磁阀C18和电磁阀D19并联后一端接入气源1,另一端接入另一个气缸5,另一个气缸5连接阀门B17;阀门A16和阀门B17串联后接入系统管路20;电磁阀A8、电磁阀B12、电磁阀C18和电磁阀D19中任一电磁阀故障导致失电时:气缸5管路处于导通状态,对应的阀门A16或阀门B17保持开状态,系统管路20导通;电磁阀A8、电磁阀B12、电磁阀C18和电磁阀D19中所有电磁阀均失电时:阀门A16和阀门B17 均关闭,系统管路20不导通;
如图4所示,当电磁阀保护开停机时,电磁阀A8和电磁阀B12串联后一端接入气源1,另一端接入气缸5,气缸5连接阀门A16;电磁阀C18和电磁阀D19串联后一端接入气源1,另一端接入另一个气缸5,另一个气缸5连接阀门B17;阀门A16和阀门B17并联后接入系统管路20;机组正常运行时:电磁阀A8、电磁阀B12、电磁阀C18和电磁阀D19均处于失电状态,阀门A16和阀门B17均关闭;电磁阀A8和电磁阀B12均带电,或电磁阀C18和电磁阀 D19均带电,或电磁阀A8、电磁阀B12、电磁阀C18和电磁阀D19均带电时,系统管路20导通。
实施例2:
采用两位三通式电磁阀,如图1所示,电磁阀带电时进气口Ⅰ2和出气口4导通,失电时出气口4和进气口Ⅱ3导通。压缩空气经电磁阀及仪表管进入阀门下气缸5开启阀门,气缸5失气时,阀门关闭;
一、当电磁阀失电系统保护动作时,假设电磁阀误动概率为Q(0<Q<1),拒动概率为P (0<P<1)。对于单电磁阀,系统的误动概率为Q,拒动概率为P。对于双电磁阀,两个电磁阀均失电阀门才动作,所以系统的误动概率为Q2,拒动概率为2P。该方案较大的减少了误动的概率(Q2<<Q),但也同时提高了拒动的概率(2P>P)。
当机组或系统的阀门保护关停机,电磁阀常带电时,本实施例针对这种情况采用如图3 所示的双电磁阀并联,并且双阀门串联的电磁阀控制系统;将电磁阀A8和电磁阀B12并联后一端接入气源1,另一端接入气缸5,气缸5连接阀门A16;将电磁阀C18和电磁阀D19并联后一端接入气源1,另一端接入另一个气缸5,另一个气缸5连接阀门B17;阀门A16和阀门B17串联后接入系统管路20;
机组正常运行时,阀门A16和阀门B17处于开启状态,任一阀门关闭则管路切断,系统停运;机组正常运行时电磁阀均带电,电磁阀A的进气口Ⅰ9与电磁阀A的出气口11导通,电磁阀A的出气口11连接电磁阀B的进气口Ⅱ14,电磁阀B的进气口Ⅰ13和电磁阀B的出气口15导通,压缩空气经过气源1经过电磁阀B的进气口Ⅰ13、电磁阀B的出气口15进入气缸5;阀门A16保持开状态;电磁阀C18和电磁阀D19在机组正常运行时的工作模态参照电磁阀A8和电磁阀B12;
电磁阀A8、电磁阀B12、电磁阀C18和电磁阀D19中任一电磁阀故障导致失电时,气缸 5的管路仍导通,阀门A16和阀门B17保持开状态,系统管路20导通:若电磁阀A8带电,电磁阀B12失电,则电磁阀A的进气口Ⅰ9与电磁阀A的出气口11导通,电磁阀B的进气口Ⅱ14与电磁阀B的出气口15导通,电磁阀A的出气口11和电磁阀B的进气口Ⅱ14相连通,气缸5依然处于进气状态,阀门A16(气动阀)开启;若电磁阀A8失电,电磁阀B12带电,则电磁阀A的进气口B10与电磁阀A的出气口11导通,电磁阀B的进气口Ⅰ13与电磁阀B 的出气口15导通,气缸5依然处于进气状态,阀门A16(气动阀)开启;
每组并联的电磁阀中所有电磁阀均失电时,则该组电磁阀失电:只有当电磁阀A8失电,电磁阀B12也失电的时候,电磁阀A的进气口B10、电磁阀A的出气口11导通,电磁阀B的进气口Ⅱ14、电磁阀B的出气口15导通,气缸5排气,阀门A16关闭,管路切断;当两组电磁阀其中一组失电时,对应的阀门关闭;阀门A16和阀门B17中任一阀门关闭,系统管路20 切断,减少了系统的拒动风险。
上述双电磁阀并联,并且双阀门串联的电磁阀控制系统误动概率为2Q2,拒动概率为4P2。 Q=0.5,P=0.25时,此电磁阀控制系统与单电磁阀的拒动误动概率相同,但由于P和Q都很小,保守假设小于1/100,即相比单电磁阀方案,不仅较大的减少误动的概率(2Q2<<Q),也同时较大的减少了拒动的概率(4P2<<P)。
二、当电磁阀得电系统进行保护动作时,假设电磁阀误动概率为R(0<R<1),拒动概率为S(0<S<1)。对于正常的系统来说,R和S都应该很小。对于单电磁阀,系统的误动概率为R,拒动概率为S。对于双电磁阀,两个电磁阀均得电阀门才动作,所以系统的误动概率为R2,拒动概率为2S。该方案较大的减少了误动的概率,但也同时提高了拒动的概率。
当机组或系统的阀门保护开停机,电磁阀常失电时,本实施例采用如图4所示的双电磁阀串联,并且双阀门并联的电磁阀控制系统;电磁阀A8和电磁阀B12串联后一端接入气源1,电磁阀A的进气口Ⅰ9接入气源1,电磁阀A的出气口11接入电磁阀B的进气口Ⅰ13,电磁阀B的出气口15连接电磁阀B的进气口Ⅰ13,电磁阀B的出气口15连接气缸5,气缸5连接阀门A16;电磁阀C18和电磁阀D19串联后一端接入气源1,另一端接入另一个气缸5,另一个气缸5连接阀门B17;阀门A16和阀门B17并联后接入系统管路20;
机组正常运行时,电磁阀A8带电和电磁阀B12均失电时,阀门A16和阀门B17均处于关闭状态;电磁阀A的进气口Ⅱ10和电磁阀A的出气口11导通,电磁阀B的进气口Ⅱ14和电磁阀B的出气口15导通,气缸5通过电磁阀B的进气口Ⅱ14排气,阀门A16关闭;另一组串联的电磁阀C18和电磁阀D19中,气缸5通过电磁阀D19的进气口Ⅱ排气,阀门B17关闭,电磁阀C18和电磁阀D19的情况与之相同。
机组正常运行时,阀门A16和阀门B17任一阀门开启时,系统管路20导通,减少了系统的拒动风险,电磁阀控制系统停运;电磁阀A8带电,电磁阀B12不带电时,电磁阀A的进气口Ⅰ9和电磁阀A的出气口11导通,磁阀B的进气口Ⅱ14和电磁阀B的出气口15导通,气缸5不进气,阀门A16依然关闭。电磁阀A8不带电,电磁阀B12带电时,电磁阀A的进气口Ⅱ10和电磁阀A的出气口11导通,电磁阀B的进气口Ⅰ13和电磁阀B的出气口15导通;气缸5不进气,阀门A16依然关闭,电磁阀C18和电磁阀D19的情况与之相同。
机组正常运行时,电磁阀A8和电磁阀B12同时带电情况下,电磁阀A的进气口Ⅰ9和电磁阀A的出气口11导通,电磁阀A的出气口11和电磁阀B的进气口Ⅰ13导通,电磁阀B的进气口Ⅰ13导通和电磁阀B的出气口15导通,气缸5进气,阀门A16开启,系统管路20导通。压缩空气经气源1由电磁阀B的进气口Ⅱ14进入气缸5,阀门A16开启,系统管路20导通;或电磁阀C18和电磁阀D19均带电时,压缩空气经气源1由电磁阀D19的进气口Ⅱ进入气缸5,阀门B17开启,系统管路20导通;
上述双电磁阀串联,并且双阀门并联的电磁阀控制系统的误动概率为2R2,拒动概率为 4S2;当R=0.5,S=0.25时,此方案与单电磁阀的拒动误动概率相同,但由于R和S都很小,保守假设小于1/100,相比单电磁阀方案,不仅较多地减少误动的概率(2R2<<R),同时也较大的减少了拒动的概率(4S2<<S)。
Claims (4)
1.一种高可靠性电磁阀控制系统,其特征在于,包括双电磁阀双阀门的配置,双电磁阀双阀门的配置中设有两组电磁阀、阀门A(16)和阀门B(17),其中一组电磁阀包括电磁阀A(8)和电磁阀B(12),另一组电磁阀包括电磁阀C(18)和电磁阀D(19);
当电磁阀保护关停机时:电磁阀A(8)和电磁阀B(12)并联后一端接入气源(1),另一端接入气缸(5),气缸(5)连接阀门A(16);电磁阀C(18)和电磁阀D(19)并联后一端接入气源(1),另一端接入另一个气缸(5),另一个气缸(5)连接阀门B(17);阀门A(16)和阀门B(17)串联后接入系统管路(20);电磁阀A(8)、电磁阀B(12)、电磁阀C(18)和电磁阀D(19)中任一电磁阀故障导致失电时:气缸(5)管路处于导通状态,对应的阀门A(16)或阀门B(17)保持开状态,系统管路(20)导通;电磁阀A(8)、电磁阀B(12)、电磁阀C(18)和电磁阀D(19)中所有电磁阀均失电时:阀门A(16)和阀门B(17)均关闭,系统管路(20)不导通;
当电磁阀保护开停机时,电磁阀A(8)和电磁阀B(12)串联后一端接入气源(1),另一端接入气缸(5),气缸(5)连接阀门A(16);电磁阀C(18)和电磁阀D(19)串联后一端接入气源(1),另一端接入另一个气缸(5),另一个气缸(5)连接阀门B(17);阀门A(16)和阀门B(17)并联后接入系统管路(20);机组正常运行时:电磁阀A(8)、电磁阀B(12)、电磁阀C(18)和电磁阀D(19)均处于失电状态,阀门A(16)和阀门B(17)均关闭;电磁阀A(8)和电磁阀B(12)均带电,或电磁阀C(18)和电磁阀D(19)均带电,或电磁阀A(8)、电磁阀B(12)、电磁阀C(18)和电磁阀D(19)均带电时,系统管路(20)导通。
2.根据权利要求1所述高可靠性电磁阀控制系统,其特征在于:双电磁阀双阀门的配置中选用两位三通式电磁阀。
3.根据权利要求1所述高可靠性电磁阀控制系统,其特征在于,保护关停机的电磁阀包括:燃气事故关断阀、燃气事故排放阀和调压站ESD阀。
4.根据权利要求1所述高可靠性电磁阀控制系统,其特征在于:在燃机中,保护开停机的电磁阀有压气机放气防喘阀。
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