CN220016274U - 一种双冗余气动定位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双冗余气动定位器，包括供气气源、主阀组、辅阀组、气缸和控制处理单元，所述主阀组和所述辅阀组一端与所述供气气源连接，另一端与所述气缸连接，所述控制处理单元与所述主阀组和所述辅阀组连接，用于接收阀组控制指令，控制所述主阀组和所述辅阀组的通断；其中，所述主阀组与所述辅阀组均包括三位五通换向阀和高频电磁阀单元，所述三位五通换向阀与所述供气气源，所述高频电磁阀单元一端与所述三位五通换向阀连接，另一端与所述气缸连接。实现了故障冗余切换和在线维护功能。

Description

一种双冗余气动定位器

技术领域

本实用新型涉及气动定位器技术领域，尤其是涉及一种双冗余气动定位器。

背景技术

气动定位器是气动调节阀的重要附件和配件之一，起阀门定位作用。气动定位器为过程控制领域的基础执行元器件，在电力、石油化工、能源、水处理、造纸领域有大规模的应用。

但目前国内气动定位器存在以下弊端，由于气动定位器的使用环境较为恶劣，压缩空气中含油含水含粉尘等，气动定位器抗污染能力差，工作寿命短，易发生故障，同时气动定位器的气动回路复杂，当发生故障时，由此带来的故障不便于查找，故障处理时间较长，可靠性低，维护费用较高，同时也无法实现在线更换，只能停运后更换，维护不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双冗余气动定位器，解决气动定位器故障时，故障处理时间较长，可靠性低，维护费用较高，维护处理不方便的问题。

本实用新型提供了一种双冗余气动定位器，包括供气气源、主阀组、辅阀组、气缸和控制处理单元，所述主阀组和所述辅阀组一端与所述供气气源连接，另一端与所述气缸连接，所述控制处理单元与所述主阀组和所述辅阀组连接，用于接收阀组控制指令，控制所述主阀组和所述辅阀组的通断；

其中，所述主阀组与所述辅阀组均包括三位五通换向阀和高频电磁阀单元，所述三位五通换向阀与所述供气气源连接，所述高频电磁阀单元一端与所述三位五通换向阀连接，另一端与所述气缸连接。

在本申请的一些实施例中，改进了所述气缸的类型，所述气缸为双作用气缸，所述气缸包括有第一腔室、第二腔室和活塞杆，所述第一腔室与所述第二腔室通过隔板分隔，所述活塞杆一端设置于所述第二腔室内，且与所述隔板连接。

在本申请的一些实施例中，改进了所述高频电磁阀单元，以保证阀门的响应速度及控制精度，所述高频电磁阀单元包括第一高频电磁阀组和第二高频电磁阀组，所述第一高频电磁阀组和第二高频电磁阀组包括小高频电磁阀、中高频电磁阀和大高频电磁阀，所述高频电磁阀为并联设置。

在本申请的一些实施例中，改进了所述高频电磁阀与所述第一腔室和第二腔室的连接方式，以使通过所述高频电磁阀对所述气缸进行控制，所述主阀组中的第一高频电磁阀组与所述辅阀组中的第一高频电磁阀组与所述第一腔室连接，所述主阀组中的第二高频电磁阀组与所述辅阀组中的第二高频电磁阀组与所述第二腔室连接。

在本申请的一些实施例中，改进了所述大高频电磁阀和小高频电磁阀的CV值，所述大高频电磁阀的CV值为所述小高频电磁阀CV值的10倍。

在本申请的一些实施例中，改进了所述第一腔室和所述第二腔室内的设置，以使便于检测气缸内的压力，所述第一腔室和所述第二腔室内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制处理单元连接，所述压力传感器用于实时检测所述第一腔室和第二腔室内的压力。

在本申请的一些实施例中，改进了所述控制处理单元，以使便于查看和调节所述双冗余气动定位器的运行参数，所述控制处理单元连接有触摸屏，所述触摸屏用于实现交互操作和观察故障提示。

在本申请的一些实施例中，改进了所述供气气源的通入，以使便于净化通入的空气，所述双冗余气动定位器还包括过滤减压阀，所述过滤减压阀设置于所述供气气源与所述主阀组和辅阀组之间，所述过滤减压阀用于调整气源管路内的压力。

本实用新型提供了一种双冗余气动定位器，包括供气气源、主阀组、辅阀组、气缸和控制处理单元，所述主阀组和所述辅阀组一端与所述供气气源连接，另一端与所述气缸连接，所述控制处理单元与所述主阀组和所述辅阀组连接，用于接收阀组控制指令，控制所述主阀组和所述辅阀组的通断；其中，所述主阀组与所述辅阀组均包括三位五通换向阀和高频电磁阀单元，所述三位五通换向阀与所述供气气源连接，所述高频电磁阀单元一端与所述三位五通换向阀连接，另一端与所述气缸连接。

本实用新型通过控制处理单元对主阀组和辅阀组中的三位五通换向阀和高频电磁阀进行控制，保证了阀门的响应速度及控制精度；同时设置有主阀组和辅阀组，具有非常高的安全性及可靠性，当定位器元器件出现故障时，可以进行冗余切换，双冗余的配置可以保证在气动元件故障时在线进行更换，相比传统定位器有极好的可维护性；简化了气路结构，降低了施工成本，而且简单的气路结构及较少的气路连接口保证了较好的气密性能，能够显著减小压缩空气的使用量。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种双冗余气动定位器的结构示意图；

图2为本实用新型一种双冗余气动定位器的气动原理图。

附图标记

1、供气气源；11、过滤减压阀；2、主阀组；3、辅阀组；4、气缸；41、第一腔室；42、第二腔室；43、活塞杆；44、隔板；45、压力传感器；5、控制处理单元；51、触摸屏；6、三位五通换向阀；71、小高频电磁阀；72、中高频电磁阀；73、大高频电磁阀；8、第一高频电磁阀组；9、第二高频电磁阀组。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的通常意义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合，而不排除其他元件或者物件。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指实用新型中任一部件或元件，不能理解为对实用新型的限制。术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

目前国内气动定位器存在以下弊端，由于气动定位器的使用环境较为恶劣，压缩空气中含油含水含粉尘等，气动定位器抗污染能力差，工作寿命短，易发生故障，同时气动定位器的气动回路复杂，当发生故障时，由此带来的故障不便于查找，故障处理时间较长，可靠性低，维护费用较高，同时也无法实现在线更换，只能停运后更换，维护不方便。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种双冗余气动定位器，如图1、图2所示，包括供气气源1、主阀组2、辅阀组3、气缸4和控制处理单元5，所述主阀组2和所述辅阀组3一端与所述供气气源1连接，另一端与所述气缸4连接，所述控制处理单元5与所述主阀组2和所述辅阀3组连接，用于接收阀组控制指令，控制所述主阀组2和所述辅阀组3的通断；

其中，所述主阀组2与所述辅阀3组均包括三位五通换向阀6和高频电磁阀单元，所述三位五通换向阀6与所述供气气源1连接，所述高频电磁阀单元一端与所述三位五通换向阀6连接，另一端与所述气缸4连接。

在本申请的一些实施例中，改进了所述气缸4的类型，所述气缸4为双作用气缸，所述气缸包括有第一腔室41、第二腔室42和活塞杆43，所述第一腔室41与所述第二腔室42通过隔板44分隔，所述活塞杆43一端设置于所述第二腔室42内，且与所述隔板44连接。

在本申请的一些实施例中，改进了所述高频电磁阀单元，以保证阀门的响应速度及控制精度，所述高频电磁阀单元包括第一高频电磁阀组8和第二高频电磁阀组9，所述第一高频电磁阀组8和第二高频电磁阀组9包括小高频电磁阀71、中高频电磁阀72和大高频电磁阀73，所述高频电磁阀为并联设置。

在本申请的一些实施例中，改进了所述高频电磁阀与所述第一腔室41和第二腔室42的连接方式，以使通过所述高频电磁阀对所述气缸4进行控制，所述主阀组2中的第一高频电磁阀组8与所述辅阀组3中的第一高频电磁阀组8与所述第一腔室41连接，所述主阀组2中的第二高频电磁阀组9与所述辅阀组3中的第二高频电磁阀组9与所述第二腔室42连接。

在本申请的一些实施例中，改进了所述大高频电磁阀73和小高频电磁阀71的CV值，所述大高频电磁阀73的CV值为所述小高频电磁阀71CV值的10倍。

在本实施例中，大、小高频电磁阀采用不同的CV值，可根据不同的气缸压力，选择合适的高频电磁阀，进行分级处理。

在本申请的一些实施例中，改进了所述第一腔室41和所述第二腔室42内的设置，以使便于检测气缸内的压力，所述第一腔室41和所述第二腔室42内设置有压力传感器45，所述压力传感器45与所述控制处理单元5连接，所述压力传感器45用于实时检测所述第一腔室41和第二腔室42内的压力。

在本实施例中，采用压力传感器45实时检测第一腔室41和第二腔室42内的压力，可使双冗余气动定位器具备气缸力矩输出检测保护功能。

在本申请的一些实施例中，改进了所述控制处理单元5，以使便于查看和调节所述双冗余气动定位器的运行参数，所述控制处理单元5连接有触摸屏51，所述触摸屏51用于实现交互操作和观察故障提示。

在本实施例中，采用触摸屏51来进行控制调节，更加符合人机工程学，且全中文界面及故障提示功能，可使调试及维护变的更加简单。

在本申请的一些实施例中，改进了所述供气气源1的通入，以使便于净化通入的空气，所述双冗余气动定位器还包括过滤减压阀11，所述过滤减压阀11设置于所述供气气源1与所述主阀组2和辅阀组3之间，所述过滤减压阀11用于调整气源管路内的压力。

在本实施例中，气动定位器的气源来自于空压站的压缩空气，在气动定位器气源进口前段设置有一个过滤减压阀11，可用于压缩空气的净化，同时还可控制进入气动定位器的气量。

本实用新型通过控制处理单元5对主阀组2和辅阀组3中的三位五通换向阀6和高频电磁阀进行控制，保证了阀门的响应速度及控制精度；同时设置有主阀组2和辅阀组3，具有非常高的安全性及可靠性，当定位器元器件出现故障时，可以进行冗余切换，双冗余的配置可以保证在气动元件故障时在线进行更换，相比传统定位器有极好的可维护性；简化了气路结构，降低了施工成本，而且简单的气路结构及较少的气路连接口保证了较好的气密性能，能够显著减小压缩空气的使用量。

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进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种双冗余气动定位器，其特征在于，包括供气气源、主阀组、辅阀组、气缸和控制处理单元，所述主阀组和所述辅阀组一端与所述供气气源连接，另一端与所述气缸连接，所述控制处理单元与所述主阀组和所述辅阀组连接，用于接收阀组控制指令，控制所述主阀组和所述辅阀组的通断；

其中，所述主阀组与所述辅阀组均包括三位五通换向阀和高频电磁阀单元，所述三位五通换向阀与所述供气气源连接，所述高频电磁阀单元一端与所述三位五通换向阀连接，另一端与所述气缸连接。

2.根据权利要求1所述的一种双冗余气动定位器，其特征在于，所述气缸为双作用气缸，所述气缸包括有第一腔室、第二腔室和活塞杆，所述第一腔室与所述第二腔室通过隔板分隔，所述活塞杆一端设置于所述第二腔室内，且与所述隔板连接。

3.根据权利要求2所述的一种双冗余气动定位器，其特征在于，所述高频电磁阀单元包括第一高频电磁阀组和第二高频电磁阀组，所述第一高频电磁阀组和第二高频电磁阀组包括小高频电磁阀、中高频电磁阀和大高频电磁阀，所述高频电磁阀为并联设置。

4.根据权利要求3所述的一种双冗余气动定位器，其特征在于，所述主阀组中的第一高频电磁阀组与所述辅阀组中的第一高频电磁阀组与所述第一腔室连接，所述主阀组中的第二高频电磁阀组与所述辅阀组中的第二高频电磁阀组与所述第二腔室连接。

5.根据权利要求3所述的一种双冗余气动定位器，其特征在于，所述大高频电磁阀的CV值为所述小高频电磁阀CV值的10倍。

6.根据权利要求3所述的一种双冗余气动定位器，其特征在于，所述第一腔室和所述第二腔室内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制处理单元连接，所述压力传感器用于实时检测所述第一腔室和第二腔室内的压力。

7.根据权利要求1所述的一种双冗余气动定位器，其特征在于，所述控制处理单元连接有触摸屏，所述触摸屏用于实现交互操作和观察故障提示。

8.根据权利要求1所述的一种双冗余气动定位器，其特征在于，所述双冗余气动定位器还包括过滤减压阀，所述过滤减压阀设置于所述供气气源与所述主阀组和辅阀组之间，所述过滤减压阀用于调整气源管路内的压力。