控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)保護(hù)回路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)保護(hù)回路，用于工業(yè)過(guò)程控制中重要場(chǎng)合的自動(dòng)控制智能型數(shù)字式氣動(dòng)控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在系統(tǒng)故障時(shí)實(shí)施自我保護(hù)，以免控制系統(tǒng)受到損壞。
【背景技術(shù)】
[0002]控制閥是世界上現(xiàn)代制造業(yè)里越來(lái)越重要的元件，選型正確并且維護(hù)良好的控制閥有助于提高效率、安全性、盈利能力和生態(tài)保護(hù)能力。過(guò)程控制是由成百甚至上千個(gè)控制回路組成的，所有這些控制回路被連接成網(wǎng)絡(luò)并通過(guò)中央控制臺(tái)來(lái)操縱運(yùn)行，以生產(chǎn)出可供銷售的產(chǎn)品，包括化工、煉油、電力和食品等等。
[0003]每一個(gè)控制回路都經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)以保證重要的參數(shù)變量如壓力、流量、液位和溫度等不超過(guò)要求的工作范圍，這樣可以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量，每一個(gè)回路都會(huì)接受并從其內(nèi)部產(chǎn)生擾動(dòng)，這些擾動(dòng)會(huì)對(duì)過(guò)程變量產(chǎn)生決定性的影響，網(wǎng)絡(luò)里的其他回路之間的相互作用也會(huì)產(chǎn)生影響過(guò)程變量的擾動(dòng)。
[0004]為了減少這些負(fù)載擾動(dòng)的影響，傳感器和變送器回收關(guān)于過(guò)程變量及其與要求的設(shè)定點(diǎn)之間的關(guān)系的信息，然后控制器處理這些信息并決定必須怎樣做才能使得過(guò)程變量在負(fù)載擾動(dòng)發(fā)生后恢復(fù)到它的正常范圍?？刂崎y組件是實(shí)現(xiàn)這一恢復(fù)過(guò)程的終端元件，控制閥組件包括:閥體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制附件，本實(shí)用新型針對(duì)的即是控制附件?，F(xiàn)有技術(shù)中的控制附件出現(xiàn)故障時(shí)不能實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，容易造成危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型目的是在于提供一種自動(dòng)控制氣動(dòng)控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在控制閥子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)實(shí)施閥門保護(hù)，以避免控制系統(tǒng)出現(xiàn)爆炸、危險(xiǎn)液體溢出或者轉(zhuǎn)子飛車等極端情況。
[0006]為達(dá)到如上所述的目的，本實(shí)用新型提供了一種控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)保護(hù)回路，包括位移定位器、閥位反饋器、過(guò)濾減壓閥、電氣轉(zhuǎn)換器、三通電磁閥、多個(gè)氣鎖閥組成的控制回路，所述的電氣轉(zhuǎn)換器連接第一氣鎖閥，第一氣鎖閥連接過(guò)濾減壓閥，第一氣鎖閥下級(jí)連接第二氣鎖閥，位移定位器上級(jí)連接過(guò)濾減壓閥，下級(jí)連接第二氣鎖閥，第二氣鎖閥的下級(jí)連接器件為三通電磁閥，三通電磁閥下級(jí)連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣腔。
[0007]在另外一種回路中，包括位移定位器、閥位反饋器、過(guò)濾減壓閥、電氣轉(zhuǎn)換器、三通電磁閥、氣鎖閥組成的控制回路，所述的電氣轉(zhuǎn)換器上級(jí)連接DCS控制中心，接受4?20mA的控制指令信號(hào)經(jīng)過(guò)其內(nèi)部進(jìn)行電氣轉(zhuǎn)換，發(fā)送出兩路6-30psig的氣動(dòng)指令信號(hào)，一路被發(fā)送至位移定位器，以控制其動(dòng)作，另一路被發(fā)送至氣鎖閥，氣鎖閥還接收從過(guò)濾減壓閥發(fā)出的控制氣源，第一氣鎖閥下級(jí)連接第一氣鎖閥，位移定位器上級(jí)連接從過(guò)濾減壓閥發(fā)出的控制氣源，下級(jí)連接第二氣鎖閥，第二氣鎖閥的下級(jí)連接器件為三通電磁閥，同時(shí)其也接收來(lái)自DCS控制中心發(fā)來(lái)的控制電源，三通電磁閥下級(jí)連接氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣腔，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)閥桿做上下調(diào)節(jié)動(dòng)作，閥位反饋器檢測(cè)到閥桿的移動(dòng)位移以后向DCS控制中心發(fā)回4?20mA電信號(hào)，與DCS控制中心組成閉環(huán)系統(tǒng)。
[0008]更進(jìn)一步的，所述三斷保護(hù)回路還包括由氣鎖閥和三通電磁閥以及相應(yīng)的管線和電路所組成的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，以使在控制閥子系統(tǒng)失去動(dòng)力電源、失去輸入信號(hào)和位移定位器失去氣源的情況下安全地實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。
[0009]經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得知，控制閥最佳的控制曲線是:等百分比特性曲線，其他兩種特性曲線:線性曲線和快開(kāi)曲線，都不是最佳控制曲線?？刂崎y的最佳理想開(kāi)度為:40% -60%，實(shí)際中設(shè)定點(diǎn)常在25% -75%的范圍內(nèi)，過(guò)大或者過(guò)小的開(kāi)度都不利于實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的良好控制。
[0010]本實(shí)用新型以使用等百分比特性化閥籠的控制閥為對(duì)象，在通過(guò)定位器和閥位反饋器對(duì)控制閥實(shí)現(xiàn)最佳開(kāi)度即最優(yōu)控制的前提下，設(shè)計(jì)了一套控制回路，由一些特征區(qū)別于普通控制回路，相比普通控制回路增加了信號(hào)比較器、三通電磁閥和壓力開(kāi)關(guān)以相應(yīng)的管線和電路。
[0011]本實(shí)用新型在普通回路組成的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加入了由氣鎖閥和三通電磁閥以及相應(yīng)的管線和電路所組成的又一種開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，與DCS控制中心組成閉環(huán)系統(tǒng)，使控制閥的附件系統(tǒng)更加完善。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1.控制閥固有流量特性曲線；
[0013]圖2.氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制回路三斷保護(hù)原理圖；
[0014]圖3.氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)普通控制回路原理圖；
[0015]符號(hào)說(shuō)明:
[0016]位移定位器I ;過(guò)濾減壓閥2 ;電氣轉(zhuǎn)換器3 ;第一氣鎖閥4 ;第二氣鎖閥5 ;三通電磁閥6 ;氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)7 ;閥位反饋器8
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的原理作進(jìn)一步闡述。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖2中所示，一種包括位移定位器1、閥位反饋器8、過(guò)濾減壓閥2、電氣轉(zhuǎn)換器
3、三通電磁閥6、氣鎖閥組成的控制回路，所述的電氣轉(zhuǎn)換器上級(jí)連接DCS控制中心，接受4?20mA的控制指令信號(hào)經(jīng)過(guò)其內(nèi)部進(jìn)行電氣轉(zhuǎn)換，發(fā)送出兩路6-30psig的氣動(dòng)指令信號(hào)，一路被發(fā)送至位移定位器，以控制其動(dòng)作，另一路被發(fā)送至第一氣鎖閥4，第一氣鎖閥4還接收從過(guò)濾減壓閥2發(fā)出的控制氣源，第一氣鎖閥4下級(jí)連接第二氣鎖閥5，位移定位器I上級(jí)連接從過(guò)濾減壓閥2發(fā)出的控制氣源，下級(jí)連接第二氣鎖閥5，第二氣鎖閥5的下級(jí)連接器件為三通電磁閥6，同時(shí)其也接收來(lái)自DCS控制中心發(fā)來(lái)的控制電源，三通電磁閥6下級(jí)連接氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)7的進(jìn)氣腔，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)閥桿做上下調(diào)節(jié)動(dòng)作，閥位反饋器檢測(cè)到閥桿的移動(dòng)位移以后向DCS控制中心發(fā)回4?20mA電信號(hào)，與DCS控制中心組成閉環(huán)系統(tǒng)。
[0020]I號(hào)線路出現(xiàn)故障的情況下:
[0021]當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)正常開(kāi)動(dòng)的時(shí)候，DCS控制中心發(fā)出4?20mA的指令信號(hào)至本子系統(tǒng)中的電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器將此信號(hào)通過(guò)內(nèi)部的電/氣裝換元件，發(fā)送出6-30psig的氣動(dòng)指令信號(hào)，被發(fā)送至位移定位器，定位器開(kāi)始打開(kāi)進(jìn)氣氣源，氣源經(jīng)過(guò)第二氣鎖閥和三通電磁閥進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)腔，內(nèi)腔中的膜片收到氣體擠壓，開(kāi)始帶動(dòng)閥桿移動(dòng)，閥門開(kāi)始調(diào)節(jié)流量，流體壓力由入口壓力Pl降低至出口壓力P2，系統(tǒng)開(kāi)始正常工作。當(dāng)I號(hào)線路出現(xiàn)故障即斷電的情況下，電磁閥做出失電后鎖閉動(dòng)作(事先設(shè)定)，從而實(shí)現(xiàn)閥門保位，閥門保位是指事故狀態(tài)下閥門不工作，閥門保位完成。
[0022]實(shí)施例2
[0023]如圖2中所示，II號(hào)線路出現(xiàn)故障的情況下:
[0024]當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)正常開(kāi)動(dòng)的時(shí)候，DCS控制中心發(fā)出4?20mA的指令信號(hào)至本子系統(tǒng)中的電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器將此信號(hào)通過(guò)內(nèi)部的電/氣裝換元件，發(fā)送出6-30psig的氣動(dòng)指令信號(hào)，被發(fā)送至位移定位器，定位器開(kāi)始打開(kāi)進(jìn)氣氣源，氣源經(jīng)過(guò)第二氣鎖閥和三通電磁閥進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)腔，內(nèi)腔中的膜片收到氣體擠壓，開(kāi)始帶動(dòng)閥桿移動(dòng)，閥門開(kāi)始調(diào)節(jié)流量，流體壓力由入口壓力Pl降低至出口壓力P2，系統(tǒng)開(kāi)始正常工作。當(dāng)II號(hào)線路出現(xiàn)故障即斷信號(hào)的情況下，第一氣鎖閥立即啟動(dòng)做放氣動(dòng)作(事先設(shè)定)，從而引起第二氣鎖閥做出失氣保位動(dòng)作(事先設(shè)定)，鎖閉，實(shí)現(xiàn)閥門保位，閥門保位完成。
[0025]實(shí)施例3
[0026]如圖2中所示，III號(hào)線路出現(xiàn)故障的情況下:
[0027]當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)正常開(kāi)動(dòng)的時(shí)候，DCS控制中心發(fā)出4?20mA的指令信號(hào)至本子系統(tǒng)中的電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器將此信號(hào)通過(guò)內(nèi)部的電/氣裝換元件，發(fā)送出6-30psig的氣動(dòng)指令信號(hào)，被發(fā)送至位移定位器，定位器開(kāi)始打開(kāi)進(jìn)氣氣源，氣源經(jīng)過(guò)氣鎖閥和三通電磁閥進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)腔，內(nèi)腔中的膜片收到氣體擠壓，開(kāi)始帶動(dòng)閥桿移動(dòng)，閥門開(kāi)始調(diào)節(jié)流量，流體壓力由入口壓力Pl降低至出口壓力P2，系統(tǒng)開(kāi)始正常工作。當(dāng)III號(hào)線路出現(xiàn)故障即斷信號(hào)的情況下，第一氣鎖閥立即啟動(dòng)做放氣動(dòng)作(事先設(shè)定)，從而引起第二氣鎖閥做出失氣保位動(dòng)作(事先設(shè)定)，鎖閉，實(shí)現(xiàn)閥門保位，閥門保位完成。
[0028]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，包括實(shí)用新型人用于實(shí)施本實(shí)用新型的已知最佳模式。優(yōu)選實(shí)施例的變更對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言在閱讀上述說(shuō)明后是顯而易見(jiàn)的。實(shí)用新型人希望普通技術(shù)人員合理應(yīng)用這樣的變更，并且實(shí)用新型人認(rèn)為與在此明確說(shuō)明不同的應(yīng)用也可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，本實(shí)用新型包括權(quán)利要求中所引用的主旨的所有修改及等效形式，這在適用的法律中是允許的。此外，上述要素的所有可能的變更的任何組合也被本實(shí)用新型所包含，除非在此另外指出或者在上下文中明顯矛盾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)保護(hù)回路，包括由位移定位器、閥位反饋器、過(guò)濾減壓閥、電氣轉(zhuǎn)換器、三通電磁閥、多個(gè)氣鎖閥組成的控制回路，其特征在于:所述的電氣轉(zhuǎn)換器連接第一氣鎖閥，第一氣鎖閥連接過(guò)濾減壓閥，第一氣鎖閥下級(jí)連接第二氣鎖閥，位移定位器上級(jí)連接過(guò)濾減壓閥，下級(jí)連接第二氣鎖閥，第二氣鎖閥的下級(jí)連接器件為三通電磁閥，三通電磁閥下級(jí)連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣腔。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)保護(hù)回路，包括位移定位器、閥位反饋器、過(guò)濾減壓閥、電氣轉(zhuǎn)換器、三通電磁閥、多個(gè)氣鎖閥組成的控制回路，其特征在于：所述的電氣轉(zhuǎn)換器連接第一氣鎖閥，第一氣鎖閥連接過(guò)濾減壓閥，第一氣鎖閥下級(jí)連接第二氣鎖閥，位移定位器上級(jí)連接過(guò)濾減壓閥，下級(jí)連接第二氣鎖閥，第二氣鎖閥的下級(jí)連接器件為三通電磁閥，三通電磁閥下級(jí)連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣腔。本實(shí)用新型的有益效果在于：在控制閥子系統(tǒng)失去輸入電源、失去輸入信號(hào)和失去氣源的情況下安全地實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)即“閥門保位”，以免受過(guò)程控制系統(tǒng)受到損壞。
【IPC分類】F16K31/12, F16K37/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204628754
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520225651
【發(fā)明人】田春雨, 譚旭, 苑鴻志
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日