CN217328716U - 一种气动执行机构控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气动执行机构控制系统，包括控制盘以及均设置在所述控制盘上的气源手动阀、过滤减压器、分体定位器、流量调节装置、快开装置、快关装置、保位装置、分体位置传感器和接线箱。分体定位器、分体位置传感器、两位三通电磁阀等控制元件远离高温、远离震动工况设置，使得各控制元件的使用寿命大大延长。流量调节装置、快开装置、快关装置等功能模块集成化，能够针对不同规格的气动执行机构选配不同的功能模块，以便满足不同功能需求。该气动执行机构控制系统能够应用于要求气动执行机构快速定位调节、带有独立开关控制等严酷工况的气动回路控制，如应用于汽轮机旁路阀、压缩机防喘振阀等复杂工况的阀门气动执行机构控制。

Description

一种气动执行机构控制系统

技术领域

本实用新型涉及电气控制技术领域，尤其涉及一种气动执行机构控制系统。

背景技术

在工厂中，对工况要求严酷的气动执行机构因管道内介质压力高、温度高易造成执行机构本体震动大、频繁震动、辐射温度高的情况。辐射温度高会使得气动执行机构上的控制附件、气源管路等极易发生老化或松动故障。执行机构本体震动大易造成管道阀门震动，进而导致执行机构上面控制附件跟随震荡，更容易出现元器件控制不稳定和管路接头连接漏气等故障，执行机构将出现误动作或无法正常运行。

另外，很多高温区域应用的智能定位器、电磁阀等电子气动执行机构气控元件耐高温性能差，导致设备误动或者拒动，这降低了控制装置的可靠性和寿命，给工厂工艺稳定运行带来了一定的风险。

实用新型内容

本实用新型提供一种气动执行机构控制系统，以解决气动执行机构的控制元件可靠性低、寿命短的问题。

本实用新型提供一种气动执行机构控制系统，包括控制盘以及均设置在所述控制盘上的气源手动阀、过滤减压器、分体定位器、流量调节装置、快开装置、快关装置、保位装置、分体位置传感器和接线箱；其中，

所述气源手动阀和所述过滤减压器相连通；

所述过滤减压器通过接头管路连通多通座；且所述多通座分别连接至所述分体定位器、所述流量调节装置、所述快开装置、所述快关装置和所述保位装置；

所述流量调节装置、所述快开装置、所述快关装置和所述保位装置通过O型圈贴口形式依次相连接，所述保位装置还通过O型圈贴口形式连接至气源输出接口；

所述气源输出接口连接至气动执行机构；所述分体位置传感器通过电缆接线和所述接线箱相连接。

优选地，所述流量调节装置包括两个并行排列的流量放大器，两个所述流量放大器分别连接至所述分体定位器。

优选地，所述快开装置包括快开两位三通电磁阀、第一快开气控三通阀和第二快开气控三通阀，且所述第一快开气控三通阀和所述第二快开气控三通阀相连通；所述快开两位三通电磁阀分别连接至所述多通座和所述第一快开气控三通阀，所述第二快开气控三通阀与所述多通座相连通。

优选地，所述快关装置包括快关两位三通电磁阀、第一快关气控三通阀和第二快关气控三通阀，且所述第一快关气控三通阀和所述第二快关气控三通阀相连通；所述快关两位三通电磁阀分别连接至所述快开装置中的快开两位三通电磁阀和所述第一快关气控三通阀，所述第一快关气控三通阀还与所述快开装置中的第二快开气控三通阀相连通。

优选地，所述保位装置包括保位两位三通电磁阀、第一气锁阀和第二气锁阀，且所述第一气锁阀和所述第二气锁阀相连通；所述保位两位三通电磁阀连通至所述快关装置中的快关两位三通电磁阀。

优选地，所述保位装置与所述气源输出接口之间还设有转换连接块，所述转换连接块上设有旁通阀，所述旁通阀分别连接所述气源输出接口的两端。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型提供一种气动执行机构控制系统，包括控制盘以及均设置在所述控制盘上的气源手动阀、过滤减压器、分体定位器、流量调节装置、快开装置、快关装置、保位装置、分体位置传感器和接线箱；其中，所述气源手动阀和所述过滤减压器相连通；所述过滤减压器通过接头管路连通多通座；且所述多通座分别连接至所述分体定位器、所述流量调节装置、所述快开装置、所述快关装置和所述保位装置；所述流量调节装置、所述快开装置、所述快关装置和所述保位装置通过O型圈贴口形式依次相连接，所述保位装置还通过O型圈贴口形式连接至气源输出接口；所述气源输出接口连接至气动执行机构；所述分体位置传感器通过电缆接线和所述接线箱相连接。本申请提供的气动执行机构控制系统中，分体定位器、分体位置传感器、两位三通电磁阀等控制元件远离高温、远离震动工况设置，使得元件可靠性增强，各控制元件的使用寿命大大延长。另外，流量调节装置、快开装置、快关装置、保位装置等功能模块集成化，能够针对不同规格的气动执行机构选配不同的功能模块，以便满足不同功能需求。本申请提供的气动执行机构控制系统能够应用于要求气动执行机构快速定位调节、带有独立快速开关控制等严酷工况的气动回路控制，如应用于汽轮机旁路阀、压缩机防喘振阀、减温减压装置等复杂工况的阀门气动执行机构控制。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的气动执行机构控制系统的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的气动执行机构控制系统的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的图2中A处的放大结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的O型圈贴口形式示意图；

符号表示：

1-控制盘，2-气源手动阀，3-过滤减压器，4-分体定位器，5-流量调节装置，6-快开装置，7-快关装置，8-保位装置，9-分体位置传感器，10-接线箱，11-接头管路，12-多通座，13-气源输出接口，14-气动执行机构，15-转换连接块，16-旁通阀，17-第一管路，18-第二管路，19-第三管路，20-第四管路，21-第五管路，22-第六管路，23-第七管路，24-第八管路，25-第九管路，26-第十管路，27-金属软管；501-流量放大器；

601-快开两位三通电磁阀，602-第一快开气控三通阀，603-第二快开气控三通阀；

701-快关两位三通电磁阀，702-第一快关气控三通阀，703-第二快关气控三通阀；

801-保位两位三通电磁阀，802-第一气锁阀，803-第二气锁阀。

具体实施方式

请参考附图1、2，其中，附图1、2分别示出了本申请实施例提供的气动执行机构控制系统的立体结构示意图和主视图。由附图1、2可见，本申请实施例提供的气动执行机构控制系统包括控制盘1以及均设置在控制盘1上的气源手动阀2、过滤减压器3、分体定位器4、流量调节装置5、快开装置6、快关装置7、保位装置8、分体位置传感器9和接线箱10。

具体的，控制盘1为气动执行机构控制系统的框架结构，其用于固定设置控制元件。气动执行机构14为执行元件，其能够接受控制系统的控制、完成调节定位和开关动作，进而驱动阀门完成相应的动作。气源手动阀2为工作气源入口开关，能够为整个气动执行机构控制系统提供工作气源。过滤减压器3为对输入的工作气源进行过滤净化和调整压力的部件，由此，过滤减压器3和气源手动阀2通过对丝接头相连通。在本申请实施例中，过滤减压器3能够过滤压缩空气中的水、杂质，同时设定下游气动元件的动作压力为5公斤。过滤减压器3通过接头管路11连通多通座12，该多通座12分别连接分体定位器4、流量调节装置5、快开装置6、快关装置7、保位装置8，以便给分体定位器4等提供气源。

分体定位器4为气动执行机构控制系统的调节控制元件，其通过第一管路17直接连通至多通座12。分体定位器4能够接收DCS(英文全称：DistributedControlSystem；中文名称：分散控制系统)给定的控制信号并转换为控制气源信号，通过控制气源信号控制流量调节装置5进行流量调节。基于此，分体定位器4与流量调节装置5相连通。

流量调节装置5对从多通座12通入的工作气源进行流量调节的部件，其直接与多通座12相连通。在本申请实施例中，流量调节装置5包括两个并行排列的流量放大器501，两个流量放大器501分别通过第二管路18、第三管路19连接至分体定位器4。

快开装置6和快关装置7为控制气动执行机构14快速开启和快速关闭的装置。如附图3所示，在本申请实施例中，快开装置6包括快开两位三通电磁阀601、第一快开气控三通阀602和第二快开气控三通阀603。其中，快开两位三通电磁阀601与第一快开气控三通阀602相连通，第一快开气控三通阀602和第二快开气控三通阀603通过第四管路20相连通。快开两位三通电磁阀601通过第五管路21与多通座12相连通。同时，第二快开气控三通阀603通过第六管路22与多通座12相连通。

快关装置7包括快关两位三通电磁阀701、第一快关气控三通阀702和第二快关气控三通阀703。其中，快关两位三通电磁阀701与第一快关气控三通阀702，且第一快关气控三通阀702和第二快关气控三通阀703通过第七管路23相连通。快关两位三通电磁阀701还通过第八管路24连接至快开装置6中的快开两位三通电磁阀601，第一快关气控三通阀702通过第九管路25与快开装置6中的第二快开气控三通阀603相连通。

保位装置8包括保位两位三通电磁阀801、第一气锁阀802和第二气锁阀803，其中，第一气锁阀802和第二气锁阀803相连通。保位两位三通电磁阀801通过第十管路26连通至快关装置7中的快关两位三通电磁阀701。由多通座12通过第五管路21与快开两位三通电磁阀601相连通、快开两位三通电磁阀601通过第八管路24与快关两位三通电磁阀701相连通，且快关两位三通电磁阀701通过第十管路26与保位两位三通电磁阀801相连通，由此，多通座12、快开两位三通电磁阀601、快关两位三通电磁阀701和保位两位三通电磁阀801相互连通，进而作为先到控制气源来控制快开装置6、快关装置7和保位装置8的气路动作切换。

进一步，流量调节装置5、快开装置6、快关装置7和保位装置8通过O型圈贴口形式依次相连接，保位装置8还通过O型圈贴口形式连接至气源输出接口13，如附图4所示。中间较大椭圆形部分设置为沟槽形式，O型密封垫圈放置在沟槽内，然后通过四个固定螺栓定位紧固贴到另一个带有平面结构的部件上。O型圈贴口形式的连接方式不仅能够大大减少螺纹密封件的使用，减少漏气点，提高设备运行可靠性、减少维护量，而且还便于拆装。

分体位置传感器9能够检测气动执行机构14的位置信号，并将检测到的位置信号传输给分体定位器4。接线箱10为控制盘1上各电气元件接线的部件，其内部设有接线端子，以便于对外连接控制电缆。如，接线箱10通过连接线缆连接至分体位置传感器9。气源输出接口13为气动执行机构控制系统输出气源的接口，其通过金属软管27直接连接至气动执行机构14。

保位装置8与气源输出接口13之间还设有转换连接块15，该转换连接块15上设有旁通阀16。转换连接块15能够将保位装置8处的O型圈贴口形式的连接方式转换为螺纹连接方式，同时把快开装置6、快关装置7和保位装置8集成固定到控制盘1上。旁通阀16为调节气动执行机构14气压平衡的部件，其连通气源输出接口13的两端。打开旁通阀16后，气动执行机构14活塞的前后腔室相连通，此时可以进行手轮机构的人工操作，无法实现自动控制。

本申请实施例提供的气动执行机构控制系统的工作原理为：

打开气源手动阀12，6-7公斤压力的压缩空气从气源手动阀12进入过滤减压器3中。过滤减压器3对该压缩空气进行过滤、减压，直至压缩空气的压力为5公斤。过滤减压后的压缩空气通过接头管路11输送至多通座12处。一部分压缩空气直接进入流量调节装置5中，此时，快开装置6、快关装置7和保位装置8均处于未激活状态下。经过流量调节装置5调控流量后，压缩空气进入快开装置6，进而使得快开装置6、快关装置7和保位装置8切换到通气状态。另一部分压缩空气通过第一管路17进入分体定位器4中，此时，流量调节装置5、快开装置6、快关装置7、保位装置8、气源输出接口13、气动执行机构14之间的工作气源已经导通，可以进行气动执行机构14的调节控制。

气动执行机构14的调节具体包括：分体定位器4接收DCS给定的控制信号。同时，分体位置传感器9采集气动执行机构14的实时位移参数，并将采集到的实时位移参数发送至分体定位器4。分体定位器4对比接收到的DCS给定的控制信号和分体位置传感器9发送的实时位移参数，得出位置差值。分体定位器4根据位置差值向流量调节装置5发送气源调控信号，以使得流量调节装置5通过充气或排气动作进行流量调节，进而控制气动执行机构14进行相应的动作，完成调节控制。

当流量调节装置5至气动执行机构14之间的工作气源导通时，由于多通座12、快开两位三通电磁阀601、快关两位三通电磁阀701相互连通，因而快开两位三通电磁阀601、快关两位三通电磁阀701也导通，处于激活状态，即快开装置6、快关装置7处于激活状态。此时，本申请实施例提供的气动执行机构控制系统控制气动执行机构14进行快速打开和关闭动作。当工作气源低于设定点时，通常认为工作气源压力小于2.5bar时，保位装置8被激活。激活后的保位装置8封堵气源输出接口13的气路，进而压缩空气无法通过保位装置8进入气动执行机构14中，且气动执行机构14中的空气也无法排出。这时，本申请实施例提供的气动执行机构控制系统进入故障保位状态，起到保护气动执行机构14的作用，进而保护当前所控制的工艺设备。

本申请实施例提供的气动执行机构控制系统中，分体定位器4、分体位置传感器9、两位三通电磁阀等控制元件远离高温、远离震动工况设置，使得元件可靠性增强，各控制元件的使用寿命大大延长。另外，流量调节装置5、快开装置6、快关装置7、保位装置8等功能模块集成化，能够针对不同规格的气动执行机构选配不同的功能模块，以便满足不同功能需求。本申请实施例提供的气动执行机构控制系统能够应用于要求气动执行机构快速定位调节、带有独立开关控制等严酷工况的气动回路控制，如应用于汽轮机旁路阀、压缩机防喘振阀、减温减压装置等复杂工况的阀门气动执行机构控制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种气动执行机构控制系统，其特征在于，包括控制盘(1)以及均设置在所述控制盘(1)上的气源手动阀(2)、过滤减压器(3)、分体定位器(4)、流量调节装置(5)、快开装置(6)、快关装置(7)、保位装置(8)、分体位置传感器(9)和接线箱(10)；其中，

所述气源手动阀(2)和所述过滤减压器(3)相连通；

所述过滤减压器(3)通过接头管路(11)连通多通座(12)；且所述多通座(12)分别连接至所述分体定位器(4)、所述流量调节装置(5)、所述快开装置(6)、所述快关装置(7)和所述保位装置(8)；

所述流量调节装置(5)、所述快开装置(6)、所述快关装置(7)和所述保位装置(8)通过O型圈贴口形式依次相连接，所述保位装置(8)还通过O型圈贴口形式连接至气源输出接口(13)；

所述气源输出接口(13)连接至气动执行机构(14)；所述分体位置传感器(9)通过电缆接线和所述接线箱(10)相连接。

2.根据权利要求1所述的气动执行机构控制系统，其特征在于，所述流量调节装置(5)包括两个并行排列的流量放大器(501)，两个所述流量放大器(501)分别连接至所述分体定位器(4)。

3.根据权利要求1所述的气动执行机构控制系统，其特征在于，所述快开装置(6)包括快开两位三通电磁阀(601)、第一快开气控三通阀(602)和第二快开气控三通阀(603)，且所述第一快开气控三通阀(602)和所述第二快开气控三通阀(603)相连通；所述快开两位三通电磁阀(601)分别连接至所述多通座(12)和所述第一快开气控三通阀(602)，所述第二快开气控三通阀(603)与所述多通座(12)相连通。

4.根据权利要求1所述的气动执行机构控制系统，其特征在于，所述快关装置(7)包括快关两位三通电磁阀(701)、第一快关气控三通阀(702)和第二快关气控三通阀(703)，且所述第一快关气控三通阀(702)和所述第二快关气控三通阀(703)相连通；所述快关两位三通电磁阀(701)分别连接至所述快开装置(6)中的快开两位三通电磁阀(601)和所述第一快关气控三通阀(702)，所述第一快关气控三通阀(702)还与所述快开装置(6)中的第二快开气控三通阀(603)相连通。

5.根据权利要求1所述的气动执行机构控制系统，其特征在于，所述保位装置(8)包括保位两位三通电磁阀(801)、第一气锁阀(802)和第二气锁阀(803)，且所述第一气锁阀(802)和所述第二气锁阀(803)相连通；所述保位两位三通电磁阀(801)连通至所述快关装置(7)中的快关两位三通电磁阀(701)。

6.根据权利要求1所述的气动执行机构控制系统，其特征在于，所述保位装置(8)与所述气源输出接口(13)之间还设有转换连接块(15)，所述转换连接块(15)上设有旁通阀(16)，所述旁通阀(16)分别连接所述气源输出接口(13)的两端。

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