压力容器快开门安全连锁装置的制作方法

本发明涉及压力容器技术领域，尤其涉及压力容器快开门安全连锁装置。

背景技术：

随着科学技术的发展，快开门式压力容器应用愈加广泛，对快开门式压力容器的安全管理，也引起了人们高度重视，并且纳入了法律法规，《容规》tsgr0004-2009第3.20条明确规定，1、当快开门达到预定关闭部位，方能升压运行；2、当压力容器的内部压力完全释放，方能打开快开门。为了保证快开门压力容器安全运行，研制安全可靠的安全联锁系统是非常必要的。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供的压力容器快开门安全连锁装置，在满足《容规》3.2049条要求的同时，以严瑾务实的态度，考虑了在误操作下开启罐门，阀门将自动打开排压，减少损失，考虑了压力传感器的精度误差，引入了罐内残压概念，提供了残压排气时间计算方法和经验数据，具有功能可靠，操作方便，动作灵活，步骤准确，设计合理，安装简单，成本低、可靠性强，独立性强的特点。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

压力容器快开门安全连锁装置包括：罐、罐盖、电器控制箱、电接点压力表、声光报警器、指示灯、控制旋钮、泄压阀、安全手柄、快开门限位装置、电源、接近开关、保护杆插销、上位机或plc，所述罐上方设有罐盖，罐盖边缘 处设有泄压阀，所述泄压阀上设有安全手柄，安全手柄的两侧设有快开门限位装置，所述指示灯设在电气控制箱上，并通过电气控制箱与泄压阀相连，电气控制箱与电接点压力表、接近开关、上位机或plc相连，所述控制旋钮设在电器控制箱上，所述电源与罐盖相连，所述保护杆插销与泄压阀相连，所述接近开关设在罐与罐盖之间和安全手柄处。

其中，所述控制旋钮包括：本地/远程切换按钮、声光报警灯、动作维持按钮、开盖/复位/合盖旋钮、松盖/复位/紧盖旋钮。

其中，所述接近开关包括：罐盖开到位、罐盖合到位、罐盖松到位、罐盖紧到位、安全手柄开到位、安全手柄关到位、保护杆插销出到位七个接近开关。

其中，所述电器控制箱将电接点压力表于接近开关的信号引入电器控制箱，组成电气安全联锁，电器控制箱将接受到的信号通过通讯线将信号送入上位机或plc使其在组态画面显示。

其中，所述电源为24v直流电源，不与上位机或plc共用。

其中，所述指示灯包括：罐内有压指示灯和罐盖锁紧指示灯，所述罐内有压指示灯与罐内相连，所述罐盖锁紧指示灯与泄压阀相连。

本发明的有益效果是：本发明提供的压力容器快开门安全连锁装置，应用电气联锁，安全性能系数高，降低了投资成本同时能够保证安全联锁装置得到安全可靠运行，具有科学性、安全性；可以与上位机或plc实现通讯，通过开关量输入模块及通讯线将接近开关等开关量信号传送到上位机实现监视功能；设有本地、远程切换按钮，大多数情况应用本地操作，可随时观察快开门动作，同时防止操作人员玩忽职守。在需要的时候也可以实现远程操作；独立性强，所用24v直流电源是单独的，不与上位机和plc共用，即使上位机突发状况导 致停机，只要24v直流电源仍然提供，快开门操作仍可以正常实现。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是本发明压力容器快开门安全连锁装置的俯视图。

图2是本发明压力容器快开门安全连锁装置的电器控制箱结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1、图2，压力容器快开门安全连锁装置包括：1、压力容器快开门安全连锁装置，其特征在于，包括：罐1、罐盖2、电器控制箱、电接点压力表3、声光报警器4、指示灯、控制旋钮、泄压阀5、安全手柄6、快开门限位装置7、电源、接近开关、保护杆插销、上位机或plc，所述罐1上方设有罐盖2，罐盖2边缘处设有泄压阀5，所述泄压阀5上设有安全手柄6，安全手柄6的两侧设有快开门限位装置7，所述指示灯设在电气控制箱上，并通过电气控制箱与泄压阀5相连，电气控制箱与电接点压力表3、接近开关、上位机或plc相连，所述控制旋钮设在电器控制箱上，所述电源与罐盖2相连，所述保护杆插销与泄压阀5相连，所述接近开关设在罐1与罐盖2之间和安全手柄6处。

进一步，所述控制旋钮包括：本地/远程切换按钮7、声光报警灯4、动作 维持按钮8、开盖/复位/合盖旋钮9、松盖/复位/紧盖旋钮10。

进一步，所述接近开关包括：罐盖开到位、罐盖合到位、罐盖松到位、罐盖紧到位、安全手柄开到位、安全手柄关到位、保护杆插销出到位七个接近开关。

进一步，所述电器控制箱将电接点压力表3于接近开关的信号引入电器控制箱，组成电气安全联锁，电器控制箱将接受到的信号通过通讯线将信号送入上位机或plc11使其在组态画面显示。

进一步，所述电源为24v直流电源，不与上位机或plc11共用。

进一步，所述指示灯包括：罐内有压指示灯12和罐盖锁紧指示灯13，所述罐内有压指示灯12与罐1内相连，所述罐盖锁紧指示灯13与泄压阀5相连。

本地/远程切换按钮7：实现罐盖2动作的本地和远程切换，当该按钮被按下时，本地动作停止，即不能通过本电控箱进行罐盖操作，可以通过上位机或plc11进行罐盖2操作。当该按钮弹起时，上位机或plc11不能进行罐盖2操作，必须的通过本电控箱进行罐盖2操作。

声光报警灯4：提供声光报警功能，当某个罐盖2动作旋钮执行但该动作条件不满足，则会发生报警。一般出现在罐盖2动作开始和结束时，例如在紧盖时，如果紧盖条件不满足，而去动作紧盖旋钮10，则会报警，提醒操作人员检查紧盖需要的各个条件；如果罐盖2正在实现紧盖动作，不会报警；当罐盖2紧到位时，罐盖2紧盖实际动作停止，就会发生报警，提醒操作人员及时将紧盖旋钮10复位。

罐盖锁紧指示灯13：罐1可以进行抽空加压等工艺操作的前提标志。只有当罐盖2合到位、锁紧到位、安全手柄6关到位同时满足时该指示灯才会亮。 提醒操作人员可以进行工艺操作了。

罐内有压指示灯12：罐1内有正压的标志，当罐1内有压时，该指示灯会亮，提醒操作人员不能进行开罐盖2动作，保证安全；同时，该灯亮起时，其电控箱内的安全联锁也保证了罐盖2动作无效。

动作维持按钮8：为了保证罐盖2动作时操作人员一直在现场，防止人员离开时发生意外，只有一直按住该按钮动作才能进行，中途松开则罐盖2动作立即停止。

开盖/复位/合盖旋钮9：开盖合盖的动作旋钮，该旋钮逆时针旋转到位是开盖，顺时针旋转到位是合盖，置于中间位置是复位。

松盖/复位/紧盖旋钮10：松盖紧盖的动作旋钮，该旋钮逆时针旋转到位是松盖，顺时针旋转到位是紧盖，置于中间位置是复位。

除了电控箱面板，安全联锁还有其他配套设备，包括罐盖开到位、罐盖合到位、罐盖松到位、罐盖紧到位、安全手柄开到位、安全手柄关到位、保护杆插销出到位七个接近开关和电接点压力表3，这些开关量信号从现场设备引入电控箱内，一方面在电控箱内组成电气安全联锁，另一方面通过开关量输入模块和通讯线将开关量信号送入上位机或plc11使其在组态画面显示。

电控箱设有两个进出线口，一个是现场开关量和24vdc电源的进线，另一个是到大电控柜的485通讯线(屏蔽双绞线)和多芯线(用于接液压站和开、合、松、紧、电磁阀输出的)。

开盖流程如下：

1.打开罐盖2上的安全手柄6排气，当电接点压力表3指针降到零压时，罐内有压指示灯12不亮时，确保保护杆插销出到位、安全手柄6开到位，两处接近 开关灯亮；

2.进行松罐盖2，先将逆时针旋转到松罐盖2位置，然后一直按住动作维持按钮8，直到松到位，声光报警灯4进行报警。松开动作维持按钮8，检查确认罐盖2松到位，罐盖松到位接近开关灯亮，将置于中间复位位置，声光报警灯4停止报警；

3.进行开罐盖2，先将罐盖2逆时针旋转到开盖位置，然后一直按住动作维持按钮8，直到罐盖开到位，声光报警进行报警。松开按钮，检查确认罐盖开到位接近开关，开到位接近开关灯亮，将置于中间复位位置，声光报警停止报警；

4.将保护杆插销完全插入，就可以将工件吊出。

当吊入工件后需要罐1进行工艺操作时，需要进行合盖时，合盖流程如下：

1.将保护杆插销拔出，确保保护杆插销出到位，其接近开关灯亮；

2.进行合盖，先将罐盖顺时针旋转到合盖位置，然后一直按住动作维持按钮8，直到合到位，声光报警灯4进行报警。松开动作维持按钮8，检查确认罐盖合到位接近开关，罐盖合到位接近开关灯亮，将置于中间复位位置，声光报警灯4停止报警；

3.进行紧盖，先将顺时针旋转到紧盖位置，然后一直按住动作维持按钮8，直到罐盖紧到位，声光报警灯4进行报警。松开动作维持按钮8，检查确认罐盖紧到位，紧到位接近开关灯亮，将松盖/复位/紧盖旋钮10置于中间复位位置，声光报警灯4停止报警；

4.将安全手柄6关上，检查确保安全手柄6关到安全手柄关到位接近开关，安全手柄关到位接近开关灯亮，此时电控箱面板罐盖锁紧指示灯13亮就可以进行工艺操作了。

容器内残余压力排放时间的确定：

计算方法：

罐的容积v＝15m³排气口的直径为d＝32mm

电接点压力表量程为-0.1mpa-0.9mpa精度等级为1.6

表的误差：1.6％x1.0mpa＝0.0016mpa

假设罐内残余压力为表的最大误差值-0.0016mpa因为表压是相对压力，所以罐内的绝对压力是p残＝0.1016mpa，而罐外的绝对压力

p0＝0.1mpa

p0＝0.1mpa；

p残＝0.1016mpa

a0-------排气口的面积m²

g-------气体量

q-------流量

δg-------气体变化量

u-------流导指气体沿管道流动的能力

x-------压力比

公式：

x＝p0/p残＝0.1/0.1016＝0.98

a0＝0.016*0.016*3.14＝0.0008m²

g＝p.v

q＝δg/t＝u.(p残-p0)

δg＝(p残-p0).v

∴(p残-p0).v/t＝u.(p残-p0)

u＝v/t

粘滞流状态下小孔对20℃空气的流导：

当1≥x≥0.052时

[m³/s]---参见《真空设计手册》

国防工业出版社

∴

∴t＝v/u＝15/2.3＝6.52(s)

若安全系数取n＝2则t＝13s

工程上为了便于记忆，通常取作1m³容器，排放口为dn32mm时，残压排放时间为1s。残压排放时间与排气管径成反比，容器直径增加，排气管径可按比例相应增加。

实验方法：必须在空罐1时，取一根直径10-15mm长度为3m的透明塑料管，做成u型管，靠近容器端长度为1.0m，与罐1相连设一手动阀门，另一端为1-1.3m，装满带有颜色的液体，当泄压至仪表盘上压力为0时，缓慢打开手阀，至液面不再上升时，将安全手柄打开放气，同时计时至u型管两端液面相等，所需的时间即为残压排放时间。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。