專利名稱：閥門控制及故障保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣動(dòng)過程控制中要求在斷氣、斷電和斷信號(hào)(4 20mA DC) 故障時(shí)使氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保位、全開或全關(guān)的設(shè)備，尤其用于要求閥門控制或故障保護(hù)場(chǎng)合 的閥門控制及故障保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)過程控制中對(duì)氣動(dòng)控制閥的故障保護(hù)(斷氣、斷電和斷信號(hào)后控制閥 保位、全開或全關(guān))通常采用電氣比例閥、電磁閥和氣鎖閥連接而成。其缺點(diǎn)如下氣路連接復(fù)雜，接線調(diào)試不便，信號(hào)監(jiān)測(cè)精度不高，通用性不強(qiáng)，系統(tǒng) 出現(xiàn)故障時(shí)不易排查。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種閥門控制及故障保護(hù)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)在斷氣、斷電 和斷信號(hào)時(shí)確保執(zhí)行機(jī)構(gòu)保位、全開或全關(guān)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種閥門控制及故障保護(hù)裝置，其特別之處在于，包括與控制信號(hào)電連接從而根 據(jù)控制信號(hào)是否正常來開、閉的電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)，還包括與氣源連接從而根據(jù)氣壓是否 正常來開、閉的壓力開關(guān)，上述電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)和壓力開關(guān)串聯(lián)在電源與至少一個(gè)電磁 閥的控制端之間。其中壓力開關(guān)和電磁閥均安裝在氣路集裝板上，在氣路集裝板外設(shè)有若干接氣 口，而壓力開關(guān)或電磁閥上的每個(gè)接氣端通過設(shè)在氣路集裝板內(nèi)的管狀空腔分別與接氣口 連通。其中電磁閥為一個(gè)或兩個(gè)，且均為2位3通閥。其中電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)包括第一電壓跟隨器，該第一電壓跟隨器的輸入端通過電 阻與輸入信號(hào)連接從而將輸入電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該第一電壓跟隨器的輸出端接一 電壓放大電路的輸入端，該電壓放大電路的輸出端接一電壓比較器的一個(gè)輸入端，還包括 一第二電壓跟隨器，該第二電壓跟隨器的輸入端與預(yù)設(shè)電壓信號(hào)連接，該第二電壓跟隨器 的輸出端接前述電壓比較器的另一個(gè)輸入端，該電壓比較器的輸出端通過一開關(guān)電路接輸 出繼電器的線圈從而控制繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作。本實(shí)用新型提出一種集裝方案的閥門控制及保護(hù)裝置。這種控制及保護(hù)裝置使得 用戶對(duì)氣動(dòng)控制閥故障保護(hù)的需求成為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，極大的克服了安裝和連接影響， 減小了氣動(dòng)控制閥故障保護(hù)需求的實(shí)施難度，可推動(dòng)氣動(dòng)控制閥故障保護(hù)的應(yīng)用。此裝置 也可在不改變機(jī)體結(jié)構(gòu)的情況下根據(jù)用戶要求定制各種控制功能。在本實(shí)用新型中，電磁 閥輸出A 口和B 口選擇接堵頭、貯氣罐或消聲器可實(shí)現(xiàn)斷氣、斷電和斷信號(hào)時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保 位、全開或全關(guān)，對(duì)應(yīng)單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)用一個(gè)電磁閥即可。
附圖1為本實(shí)用新型的控制原理圖；附圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本實(shí)用新型中電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)(5)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明如圖1所示，上方方形虛線 框內(nèi)為本實(shí)用新型，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)1、定位器3、空氣過濾減壓閥6均為外部配套設(shè)備，目的是 更直觀的展示本實(shí)用新型的原理。本實(shí)用新型采用彈性密封且無流動(dòng)方向限制的電磁閥2(VT317)做為執(zhí)行元件， 如圖雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)1用兩只電磁閥2，單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)1用一只電磁閥2即可，用來在斷 電等故障發(fā)生時(shí)，切換氣路通路。電磁閥2供電正常時(shí)1 口和2 口接通，此時(shí)連通定位器3 輸出與執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的通路，供電斷開時(shí)電磁閥2的1 口和3 口接通，此時(shí)可斷開定位器3與 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的氣路，此電磁閥2內(nèi)部無泄漏，可用于控制閥的保位場(chǎng)合，例如將A 口和B 口 堵住即可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1保位功能。如圖1所示，電磁閥2為兩個(gè)，且均為2位3通閥。如圖1所示，壓力開關(guān)4用來監(jiān)測(cè)氣壓信號(hào)，壓力開關(guān)4常開觸點(diǎn)串聯(lián)到電磁閥2 控制回路中，當(dāng)氣源正常時(shí)壓力開關(guān)4觸點(diǎn)1和4接通，閉合電磁閥2控制回路，當(dāng)斷氣故 障發(fā)生時(shí)壓力開關(guān)4觸點(diǎn)1和2接通，切斷電磁閥2供電，從而使電磁閥2切換氣路通路。如圖1所示，電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)5監(jiān)測(cè)電流信號(hào)，它的常閉觸點(diǎn)也串聯(lián)到電磁閥2 控制回路中，當(dāng)電流信號(hào)低于設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)1和4閉合，切斷電磁閥2控制回路，從而切換 氣路通路，當(dāng)電流信號(hào)高于設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)1和2閉合，接通電磁閥2控制回路。如圖1所 示，通過壓力開關(guān)4和電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)5串聯(lián)的組合應(yīng)用來控制電磁閥2，可完成氣動(dòng)控 制閥在斷氣、斷電和斷信號(hào)故障發(fā)生時(shí)的切換氣路通路要求。如圖2所示，壓力開關(guān)4和電磁閥2均安裝在氣路集裝板7上，在氣路集裝板7外 設(shè)有若干接氣口，而壓力開關(guān)4或電磁閥2上的每個(gè)接氣端通過設(shè)在氣路集裝板7內(nèi)的管 狀空腔分別與接氣口連通。本實(shí)用新型采用氣路集裝板7和鋁壓鑄外殼8將電磁閥2、壓力 開關(guān)4和信號(hào)檢測(cè)開關(guān)集中安裝，內(nèi)部無氣路管件，所有氣源通路均在氣路集裝板7、壓力 開關(guān)4和電磁閥2內(nèi)部，壓力開關(guān)4和電磁閥2均采用表面貼裝技術(shù)和氣路集裝板7連為 一體，統(tǒng)一接線并預(yù)留接線端子以方便現(xiàn)場(chǎng)配接，通過改變氣路集裝板7內(nèi)氣路的走向可 實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)控制閥的其它控制功能。如圖3所示，電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)5包括第一電壓跟隨器(主要由運(yùn)算放大器UlB 型號(hào)LM2904組成)，該第一電壓跟隨器的輸入端通過并聯(lián)的電阻R8和電阻R9與輸入信號(hào) 連接從而將輸入電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)(前端二極管Dl和瞬態(tài)抑制二極管ZDl起電路 保護(hù)作用，型號(hào)分別為M4和P6KE30A，防止輸入信號(hào)接錯(cuò)損壞電路)，該第一電壓跟隨器的 輸出端接一電壓放大電路(主要由運(yùn)算放大器U2B型號(hào)LM2904組成)的輸入端，該電壓放 大電路的輸出端接一電壓比較器(主要由運(yùn)算放大器U2A型號(hào)LM2904組成)的一個(gè)(正) 輸入端，還包括一第二電壓跟隨器(主要由運(yùn)算放大器UlA型號(hào)LM2904組成)，該第二電壓 跟隨器的輸入端與預(yù)設(shè)電壓信號(hào)連接，該第二電壓跟隨器的輸出端接前述電壓比較器的另 一個(gè)(負(fù))輸入端，該電壓比較器的輸出端通過一開關(guān)電路接輸出繼電器RLl的線圈從而控制繼電器RLl的觸點(diǎn)動(dòng)作。開關(guān)電路具體為開關(guān)三極管Q1，該開關(guān)三極管Ql的基極接電壓比較器的輸出端， 其發(fā)射極接電源Vcc，其集電極接固態(tài)繼電器RLl (型號(hào)G6B)引腳，開關(guān)三極管Ql型號(hào) 9012。電壓放大電路具體為由運(yùn)算放大器和外部電阻組成的同相放大器電路，預(yù)設(shè)電壓 信號(hào)由串聯(lián)在電源Vcc和地之間的電阻Rl和可變電阻RWl組成，通過可變電阻RWl的可變 輸出端輸出至第二電壓跟隨器。第一電壓跟隨器和第二電壓跟隨器主要起前后極電路隔離和阻抗匹配作用，電容 Cl、電容C2、電容C3、和電容C4為去耦電容，電阻R3、電阻R4、和電阻R6為反饋電阻，電阻 R5和電阻R7為輸入電阻，電阻R2為輸出電阻。
權(quán)利要求一種閥門控制及故障保護(hù)裝置，其特征在于包括與控制信號(hào)電連接從而根據(jù)控制信號(hào)是否正常來開、閉的電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)(5)，還包括與氣源連接從而根據(jù)氣壓是否正常來開、閉的壓力開關(guān)(4)，上述電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)(5)和壓力開關(guān)(4)串聯(lián)在電源與至少一個(gè)電磁閥(2)的控制端之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種閥門控制及故障保護(hù)裝置，其特征在于其中壓力開關(guān)(4) 和電磁閥(2)均安裝在氣路集裝板(7)上，在氣路集裝板(7)外設(shè)有若干接氣口，而壓力開 關(guān)(4)或電磁閥(2)上的每個(gè)接氣端通過設(shè)在氣路集裝板(7)內(nèi)的管狀空腔分別與接氣口 連通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種閥門控制及故障保護(hù)裝置，其特征在于其中電磁閥 (2)為一個(gè)或兩個(gè)，且均為2位3通閥。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種閥門控制及故障保護(hù)裝置，其特征在于其中電流信 號(hào)檢測(cè)開關(guān)(5)包括第一電壓跟隨器，該第一電壓跟隨器的輸入端通過電阻與輸入信號(hào)連 接從而將輸入電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該第一電壓跟隨器的輸出端接一電壓放大電路的 輸入端，該電壓放大電路的輸出端接一電壓比較器的一個(gè)輸入端，還包括一第二電壓跟隨 器，該第二電壓跟隨器的輸入端與預(yù)設(shè)電壓信號(hào)連接，該第二電壓跟隨器的輸出端接前述 電壓比較器的另一個(gè)輸入端，該電壓比較器的輸出端通過一開關(guān)電路接輸出繼電器(RLl) 的線圈從而控制繼電器(RLl)的觸點(diǎn)動(dòng)作。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣動(dòng)過程控制中要求在斷氣、斷電和斷信號(hào)(4～20mADC)故障時(shí)使氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保位、全開或全關(guān)的設(shè)備，尤其用于要求閥門控制或故障保護(hù)場(chǎng)合的閥門控制及故障保護(hù)裝置，其特點(diǎn)是，包括與控制信號(hào)電連接從而根據(jù)控制信號(hào)是否正常來開、閉的電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)(5)，還包括與氣源連接從而根據(jù)氣壓是否正常來開、閉的壓力開關(guān)(4)，上述電流信號(hào)檢測(cè)開關(guān)(5)和壓力開關(guān)(4)串聯(lián)在電源與至少一個(gè)電磁閥(2)的控制端之間。在本實(shí)用新型中，電磁閥輸出A口和B口選擇接堵頭、貯氣罐或消聲器可實(shí)現(xiàn)斷氣、斷電和斷信號(hào)時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保位、全開或全關(guān)，對(duì)應(yīng)單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)用一個(gè)電磁閥即可。
文檔編號(hào)H02H7/00GK201629561SQ20102014546
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
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