一机多控容积式无电快速开关电液装置制造方法
【专利摘要】一机多控容积式无电快速开关电液装置，包括控制系统、液压系统和执行机构，所述液压系统为模块结构，包括油箱组件、主阀组、阀组，所述执行机构为伺服缓冲油缸，伺服缓冲油缸输出连接控制阀门；所述油箱组件输出连接主阀组，主阀组输出经阀组连接伺服缓冲油缸，所述主阀组上设有压力变送器、蓄能器。解决了控制阀门和用较小空间、较小动能来实现较大开、关阀门的问题。具有运行平稳、工作可靠、体积小、精确度高、操作方便、价格便宜的特点，且占地面积小，可实现一机多阀控制。
【专利说明】一机多控容积式无电快速开关电液装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种阀门电液控制装置，特别是一机多控容积式无电快速开关电液装置。
【背景技术】
[0002]目前，石油化工，电力，冶金高温泵出入口手动阀门，事故紧急停电操作困难，无法快速关断。至今事故频发引起爆炸，为了确保压力管道事故紧急停电时生产和装置的安全，消除安全隐患发生，杜绝事故。因此石油化工，电力，冶金压力管道和高温泵出入口阀门，改造无电快速开关控制装置。避免造成了人员和财产的巨大损失。
实用新型内容
[0003]本实用新型其目的就在于提供一机多控容积式无电快速开关电液装置，解决了控制阀门和用较小空间、较小动能来实现较大开、关阀门的问题。具有运行平稳、工作可靠、体积小、精确度高、操作方便、价格便宜的特点，且占地面积小，可实现一机多阀控制。
[0004]实现上述目的而采取的技术方案，包括控制系统、液压系统和执行机构，所述液压系统为模块结构，包括油箱组件、主阀组、阀组，所述执行机构为伺服缓冲油缸，伺服缓冲油缸输出连接控制阀门；所述油箱组件输出连接主阀组，主阀组输出经阀组连接伺服缓冲油缸，所述主阀组上设有压力变送器、蓄能器。
[0005]与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
[0006]I)本装置可以在现场断电、人员到不了现场的情况下，实现对阀门自动开关的控制；
[0007]2)具有运行平稳、工作可靠、体积小、精确度高、操作方便、价格便宜的特点，且占地面积小，可实现一机多阀控制；
[0008]3)解决了气动控制系统响应较慢，控制精度欠佳，冬天故障频发，无电停气导致阀门不能控制的情况；
[0009]4)解决了电动控制系统超力力矩故障不能工作，过热保护影响装置正常开启，事故停电无法开关阀门造成损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0011]图1为本装置液压系统原理示意图；
[0012]图2为本装置控制系统电原理示意图；
[0013]图3为本装置控制阀门开关逻辑示意图。
【具体实施方式】
[0014]本装置包括控制系统、液压系统和执行机构，如图1所示，所述液压系统为模块结构，包括油箱组件YZ、主阀组ZZ、阀组FZ1，所述执行机构为伺服缓冲油缸SG1，伺服缓冲油缸SG I输出连接控制阀门；所述油箱组件YZ输出连接主阀组ZZ，主阀组ZZ输出经阀组FZI连接伺服缓冲油缸SG1，所述主阀组ZZ上设有压力变送器Pt、蓄能器ZL1。
[0015]如图1所示，所述油箱组件YZ包括液位计FL、油箱YX、空气滤清器Y、回油过滤器L2、热交换器CW，所述主阀组ZZ包括过滤器L1、节流阀(M2、M3)单向阀(V1、V2、V3)、先导式溢流阀AV1、输出节流阀(M4、M5 )，所述阀组FZI包括手动油箱卸荷阀MV1、减压阀AV2、油缸无杆端电磁阀DV1、液控单向阀(CV1、CV2)、油缸有杆端电磁阀DV2、旁路单向阀V4、阀组出口截止阀(M12、M13);所述油箱组件YZ出口经高压截止阀Ml连接由电机M控制的液压泵P，液压泵P出口连接主阀组ZZ过滤器L1、先导式溢流阀AVl的进口端，主阀组ZZ过滤器LI输出端经单向阀Vl连接压力表G、蓄能器ZL1、压力变送器Pt，主阀组ZZ先导式溢流阀AVl溢流口一路连接油箱组件YZ热交换器CW、回油过滤器L2，另一路经输出节流阀M5连接阀组FZl油缸有杆端电磁阀DV2 ;所述油箱组件YZ出口经手动泵SP连接两个串联的单向阀V2、V3，串联的单向阀V2、V3公共端经输出节流阀M4连接阀组FZl油缸无杆端电磁阀DV1，两个串联的单向阀V2、V3输出端并联在与过滤器LI相连的单向阀Vl输出端；所述阀组FZl包括进油口 P1、出油口 Al、回油进口 B1、回油出口 Tl，进油口 Pl与油缸无杆端电磁阀DVl连接，出油口 Al与伺服缓冲油缸SGl无杆端相连，回油进口 BI经液控单向阀CV2连接油缸有杆端电磁阀DV2，油缸有杆端电磁阀DV2输出端连接回油出口 Tl。
[0016]如图2所示，所述控制系统包括PLC可编程控制器CPU224XP、A/D采集模块EM231、IO模块EM222、位移传感器、信号隔离器和开关电源，UPS电源。
[0017]所述阀组FZl和服缓冲油缸SGl可以是一组，也可以是多组，可以扩展，实现多点控制；所述蓄能器ZL1、ZL2设有两个并联。
[0018]本装置其原理是利用容积充压蓄能，在无人、无电情况的情况下高温泵出入口阀门，能自动实现多台同时自动快速控制开、关阀门，控制事故发生的多点容积无电快速开关电液控制装置。
[0019]本装置包括控制系统、液压系统和执行机构，控制系统主要部件包括可编程控制器PLC、A/D采集模块EM231、10模块EM222、位移传感器、信号隔离器和开关电源，UPS电源；液压系统主要部件包括油箱组件Tl、电机D、液压泵P、手动泵SP、主阀组ZZ、蓄能器ZLl和ZL2、指针式压力表G、压力变送器Pt、阀组FZl?FZ4以及伺服缓冲油缸SGl?SG4 ;执行机构把油缸运动转换为阀体开关动作组件。
[0020]系统压力变送器Pt采集当前系统压力，然后把压力信号送到PLC控制系统中，当系统压力低于压力下限(可设置)时，控制系统控制电机-泵机组启动，把液压油从油箱YX吸进液压泵P中增压，增压后的高压油经过过滤器LI过滤后进入往蓄能器ZL1、ZL2中蓄能，高压油不断进入蓄能器ZL1、ZL2，同时系统压力不断上升；当PLC控制系统检测压力达到压力上限(可设置)时，控制系统控制切断电机-泵机组电源，电机-泵机组停止工作，系统压力进入保压状态；整个系统工作时需要的动力液压油就由蓄能器ZL1、ZL2提供，当阀门需要动作时，蓄能器ZL1、ZL2释放部分压力驱动油缸动作，系统压力同时下降，当PLC控制系统检测到压力下降到下限(可设置)时，控制系统又控制电机-泵机组启动，系统又进入增压状态，整个过程循环反复动作；当控制室发送开阀或者关阀指令，电液控制装置控制器接收到指令后，分析当前指令需要执行的动作，再控制PLC的DO端口控制阀组FZl?FZ4中相应油缸无杆端电磁阀DV1、油缸有杆端电磁阀DV2开启或者关闭来控制液压缸伸出或缩回活塞杆，油缸活塞杆再带动执行机构驱动现场阀开启或者关闭，当控制系统由于外界原因，失去电力供应时，(控制系统中的UPS电源启动供应电力，这主要满足带电控制阀门用电安全，失电此电源不用，UPS电力设计容量为7安时，可以确保系统接受用户指令动作到设定安全状态；即使是系统UPS电力也失效后)油缸无杆端电磁阀DV1、油缸有杆端电磁阀DV2全部失电，蓄能器ZL1、ZL2中的液压油从管道输出，经过单向阀V2 (以下与阀组FZl为例)，液压油经过输出节流阀M4进入油缸无杆端电磁阀DVl的a 口，从b 口出，通过液控单向阀CVl，同时打开液控单向阀CV2，液压油经过液控单向阀CVl后经过减压阀AV2降压，限制油压从而限制关阀力矩，液压油通过截止阀M12进入伺服缓冲油缸SGl无杆端，驱动油缸伸出活塞杆，活塞杆带执行机构关闭现场阀门，液压油从伺服缓冲油缸SGl有杆端油口流出，经过截止阀M13、液控单向阀CV2、进入油缸有杆端电磁阀DV2的b 口，经过c 口流出，液压油经过输出节流阀M5、换热器CW、过滤器L2流回油箱YX ;具备手动操作功能，打开手动油箱卸荷阀MVl后，即可用执行机构上手轮现场操作阀，如果油缸无杆端电磁阀DV1、油缸有杆端电磁阀DV2安装普通开关电磁阀，具备简单开关功能；如果安装比例调节阀，具备精确调节阀位功能；如果安装油缸无杆端电磁阀DV1(无电时a 口和b 口沟通),实现容积无电快速关阀功能；如果安装无电时a 口和c 口沟通电磁换向阀DV1，实现无电时锁位功能；根据现场同时控制阀门数量N，安装FZl?FZn阀组的数量N，具备可扩展性。
[0021]1、控制系统
[0022]使用间断式加压模式。由于现场阀门动作次数少，动作频率小于10Hz，系统压力几乎无损耗。为了降低控制系统能耗，压力变送器Pt采集当前系统压力，然后把压力信号送到PLC控制系统中，当系统压力低于压力下限(可设置)时，控制系统控制泵机组启动，把液压油从油箱YX吸进进液压泵P中增压，增压后的高压油经过过滤器LI过滤后进入蓄能器ZL1、ZL2中蓄能，蓄能器ZL1、ZL2系统压力上升；当系统压力达到压力上限(可设置)时，控制系统切断液压泵P电源，停止工作，系统压力进入保压状态；整个系统工作动能由蓄能器ZLU ZL2提供，当阀门需要动作时，蓄能器ZL1、ZL2释放部分压力驱动油缸动作，系统压力同时下降，当PLC控制系统检测到压力到下限(可设置)时，控制系统又控制机泵启动，系统又进入加压状态，控制系统中的控制器自动完成整个过程循环反复动作。
[0023]间断式加压模式，对于动作频率少的工况是有很多好处。第一，系统节能降耗，整个加压过程正常不超过I分钟，对比机泵24小时连续工作方式，间断式加压模式功耗几乎可以忽略不计。第二，由于机泵间歇加压，系统液压油的温度不会升高，保证了液压系统的密封，器件的长周期运行，增加了系统密封和液压器件的使用寿命。
[0024]同时可以控制现场数台阀门，也可任意扩展，系统动压源的压力油由蓄能器ZL1、ZL2提供，动能压力油从蓄能器ZL1、ZL2流出，经过单向阀V2后往各个阀组FZl?FZ4输出，以阀组FZl为例，其他阀组功能原理相同，液压油到输出节流阀M4后:
[0025]I)现场阀门不动作时，油缸无杆端电磁阀DVl常带电，压力油被油缸无杆端电磁阀DVl和油缸有杆端电磁阀DV2截止，油缸SGl两端都不进出液压油，油缸SGl不动作，阀位锁定在某个位置不动；
[0026]2)现场阀需要关闭时，油缸无杆端电磁阀DV1、油缸有杆端电磁阀DV2失电，压力油经过油缸无杆端电磁阀DV1，同时打开液控单向阀CV1，压力油经过减压阀AV2减压后，经截止阀M12进入液压缸SGl无杆端，推动液压缸活塞杆关闭阀门，液压缸SGl有杆端的低压油经过截止阀Ml2，液控单向阀CV2，油缸有杆端电磁阀电磁阀DV2，节流阀M5，热交换器CW后，经过过滤器L2回到油箱YX ；
[0027]3)现场阀需要打开时，油缸无杆端电磁阀DV1、油缸有杆端电磁阀DV2带电，压力油经过油缸有杆端电磁阀DV2，同时打开液控单向阀CV2，压力油经过截止阀M13进入油缸SGl有杆端，推动液压缸活塞杆打开阀门，油缸SGl无杆端的压力油经过截止阀M12，单向阀V4，液控单向阀CVI，油缸无杆端电磁阀DVI，节流阀M5，热交换器CW后，经过过滤器L2回到油箱YX。
[0028]2、阀控制方式
[0029]2.1远程控制
[0030]控制室需要操作阀门动作情况下使用，由控制室DCS控制阀门动作。
[0031]2.2现场点动操作
[0032]需要现场操作阀门动作情况下使用。现场按下电控箱面板上开关按钮后，阀门动作。
[0033]2.3现场手动液压泵操作
[0034]在电机-泵机组不能正常工作的情况下使用。按下电控箱面板上开关按钮，再操作手动液压泵SP，驱动现场阀门动作。
[0035]2.4现场手轮操作
[0036]在现场控制柜不能正常工作情况下使用。现场手轮操作是脱开控制柜的独立操作，利用手动机械方式对阀门直接操作的控制方式。
[0037]现场手轮操作前，请把相应阀所对应的油路块中卸荷阀MVl手柄切换到打开状态位置。
[0038]2.5自保操作
[0039]自保操作可根据用户现场工艺要求组合无电容积式(或者带电容积式可根据用户现场工艺要求来订货)操作逻辑。
[0040]I)无电容积式:
[0041]控制室失电，现场电气失电，或者现场事故引起控制信号丢失(失控)情况下，阀组FZx (X代表任意数字)中电磁阀全部失电，容积式蓄压蓄能器:
[0042]当控制系统接收到自保控制信号时，现场阀门所对应的控制单元中的电磁阀全部失电，蓄能器ZL1、ZL2中的高压油进入油缸无杆腔，控制现场阀门关闭。
[0043]容积式失电快速开关逻辑，如图3所示。
[0044]3、技术参数
[0045]技术指标
[0046]
【权利要求】
1.一机多控容积式无电快速开关电液装置，包括控制系统、液压系统和执行机构，其特征在于，所述液压系统为模块结构，包括油箱组件YZ、主阀组ZZ、阀组FZ1，所述执行机构为伺服缓冲油缸SG1，伺服缓冲油缸SGl输出连接控制阀门；所述油箱组件YZ输出连接主阀组ZZ，主阀组ZZ输出经阀组FZl连接伺服缓冲油缸SG1，所述主阀组ZZ上设有压力变送器Pt、蓄能器ZLl。
2.根据权利要求1所述的一机多控容积式无电快速开关电液装置，其特征在于，所述油箱组件YZ包括液位计FL、油箱YX、空气滤清器Y、回油过滤器L2、热交换器CW，所述主阀组ZZ包括过滤器L1、节流阀(M2、M3)、单向阀(Vl、V2、V3)、先导式溢流阀AVl、输出节流阀(M4、M5)，所述阀组FZl包括手动油箱卸荷阀MV1、减压阀AV2、油缸无杆端电磁阀DV1、液控单向阀(CV1、CV2 )、油缸有杆端电磁阀DV2、旁路单向阀V4、阀组出口截止阀(Ml2、Ml3 );所述油箱组件YZ出口经高压截止阀Ml连接由电机M控制的液压泵P，液压泵P出口连接主阀组ZZ过滤器L1、先导式溢流阀AVl的进口端，主阀组ZZ过滤器LI输出端经单向阀Vl连接压力表G、蓄能器ZL1、压力变送器Pt，主阀组ZZ先导式溢流阀AVl溢流口一路连接油箱组件YZ热交换器CW、回油过滤器L2，另一路经输出节流阀M5连接阀组FZl油缸有杆端电磁阀DV2 ;所述油箱组件YZ出口经手动泵SP连接两个串联的单向阀V2、V3，串联的单向阀V2、V3公共端经输出节流阀M4连接阀组FZI油缸无杆端电磁阀DVI，两个串联的单向阀V2、V3输出端并联在与过滤器LI相连的单向阀Vl输出端；所述阀组FZl包括进油口 P1、出油口 Al、回油进口 B1、回油出口 Tl，进油口 Pl与油缸无杆端电磁阀DVl连接，出油口 Al与伺服缓冲油缸SGl无杆端相连，回油进口 BI经液控单向阀CV2连接油缸有杆端电磁阀DV2，油缸有杆端电磁阀DV2输出端连接回油出口 Tl。
3.根据权利要求1所述的一机多控容积式无电快速开关电液装置，其特征在于，所述控制系统包括PLC可编程控制器CPU224XP、A/D采集模块EM231、IO模块EM222、位移传感器、信号隔离器和开关电源，UPS电源。
4.根据权利要求1或2所述的一机多控容积式无电快速开关电液装置，其特征在于，所述阀组FZl和服缓冲油缸SGl可以是一组，也可以是多组，可以扩展，实现多点控制；所述蓄能器ZL1、ZL2设有两个并联。
【文档编号】F16K31/12GK203395337SQ201320422620
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】郭皓, 郭俊杰, 许声文, 蔡虎 申请人:九江市环球科技开发有限公司