控制阀执行机构保护回路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制阀执行机构保护回路，用于工业过程控制中重要场合的自动控制智能型数字式气动控制阀的执行机构，在系统故障时实施自我保护，以免控制系统受到损坏。
【背景技术】
[0002]控制阀是世界上现代制造业里越来越重要的元件，选型正确并且维护良好的控制阀有助于提高效率、安全性、盈利能力和生态保护能力。过程控制是由成百甚至上千个控制回路组成的，所有这些控制回路被连接成网络并通过中央控制台来操纵运行，以生产出可供销售的产品，包括化工、炼油、电力和食品等等。
[0003]每一个控制回路都经过设计以保证重要的参数变量如压力、流量、液位和温度等不超过要求的工作范围，这样可以确保最终产品的质量，每一个回路都会接受并从其内部产生扰动，这些扰动会对过程变量产生决定性的影响，网络里的其他回路之间的相互作用也会产生影响过程变量的扰动。
[0004]为了减少这些负载扰动的影响，传感器和变送器回收关于过程变量及其与要求的设定点之间的关系的信息，然后控制器处理这些信息并决定必须怎样做才能使得过程变量在负载扰动发生后恢复到它的正常范围。控制阀组件是实现这一恢复过程的终端元件，控制阀组件包括:阀体、执行机构和控制附件，本实用新型针对的即是控制附件。现有技术中的控制附件出现故障时不能实现自我保护，容易造成危险。
【发明内容】
[0005]本实用新型目的是在于提供一种自动控制气动控制阀的执行机构，在控制阀子系统出现故障时实施阀门保护，以避免控制系统出现爆炸、危险液体溢出或者转子飞车等极端情况。
[0006]为达到如上所述的目的，本实用新型提供了一种控制阀执行机构保护回路，包括位移定位器、阀位反馈器、过滤减压阀、电气转换器、三通电磁阀、多个气锁阀组成的控制回路，所述的电气转换器连接第一气锁阀，第一气锁阀连接过滤减压阀，第一气锁阀下级连接第二气锁阀，位移定位器上级连接过滤减压阀，下级连接第二气锁阀，第二气锁阀的下级连接器件为三通电磁阀，三通电磁阀下级连接执行机构的进气腔。
[0007]在另外一种回路中，包括位移定位器、阀位反馈器、过滤减压阀、电气转换器、三通电磁阀、气锁阀组成的控制回路，所述的电气转换器上级连接DCS控制中心，接受4?20mA的控制指令信号经过其内部进行电气转换，发送出两路6-30psig的气动指令信号，一路被发送至位移定位器，以控制其动作，另一路被发送至气锁阀，气锁阀还接收从过滤减压阀发出的控制气源，第一气锁阀下级连接第一气锁阀，位移定位器上级连接从过滤减压阀发出的控制气源，下级连接第二气锁阀，第二气锁阀的下级连接器件为三通电磁阀，同时其也接收来自DCS控制中心发来的控制电源，三通电磁阀下级连接气动执行机构的进气腔，气动执行机构带动阀杆做上下调节动作，阀位反馈器检测到阀杆的移动位移以后向DCS控制中心发回4?20mA电信号，与DCS控制中心组成闭环系统。
[0008]更进一步的，所述三断保护回路还包括由气锁阀和三通电磁阀以及相应的管线和电路所组成的开环控制系统，以使在控制阀子系统失去动力电源、失去输入信号和位移定位器失去气源的情况下安全地实现自我保护。
[0009]经过试验得知，控制阀最佳的控制曲线是:等百分比特性曲线，其他两种特性曲线:线性曲线和快开曲线，都不是最佳控制曲线。控制阀的最佳理想开度为:40% -60%，实际中设定点常在25% -75%的范围内，过大或者过小的开度都不利于实现对系统的良好控制。
[0010]本实用新型以使用等百分比特性化阀笼的控制阀为对象，在通过定位器和阀位反馈器对控制阀实现最佳开度即最优控制的前提下，设计了一套控制回路，由一些特征区别于普通控制回路，相比普通控制回路增加了信号比较器、三通电磁阀和压力开关以相应的管线和电路。
[0011]本实用新型在普通回路组成的开环控制系统基础上，加入了由气锁阀和三通电磁阀以及相应的管线和电路所组成的又一种开环控制系统，与DCS控制中心组成闭环系统，使控制阀的附件系统更加完善。
【附图说明】
[0012]图1.控制阀固有流量特性曲线；
[0013]图2.气动执行机构控制回路三断保护原理图；
[0014]图3.气动执行机构普通控制回路原理图；
[0015]符号说明:
[0016]位移定位器I ;过滤减压阀2 ;电气转换器3 ;第一气锁阀4 ;第二气锁阀5 ;三通电磁阀6 ;气动执行机构7 ;阀位反馈器8
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型的原理作进一步阐述。
[0018]实施例1
[0019]如图2中所示，一种包括位移定位器1、阀位反馈器8、过滤减压阀2、电气转换器
3、三通电磁阀6、气锁阀组成的控制回路，所述的电气转换器上级连接DCS控制中心，接受4?20mA的控制指令信号经过其内部进行电气转换，发送出两路6-30psig的气动指令信号，一路被发送至位移定位器，以控制其动作，另一路被发送至第一气锁阀4，第一气锁阀4还接收从过滤减压阀2发出的控制气源，第一气锁阀4下级连接第二气锁阀5，位移定位器I上级连接从过滤减压阀2发出的控制气源，下级连接第二气锁阀5，第二气锁阀5的下级连接器件为三通电磁阀6，同时其也接收来自DCS控制中心发来的控制电源，三通电磁阀6下级连接气动执行机构7的进气腔，气动执行机构带动阀杆做上下调节动作，阀位反馈器检测到阀杆的移动位移以后向DCS控制中心发回4?20mA电信号，与DCS控制中心组成闭环系统。
[0020]I号线路出现故障的情况下:
[0021]当整个系统正常开动的时候，DCS控制中心发出4?20mA的指令信号至本子系统中的电气转换器，电气转换器将此信号通过内部的电/气装换元件，发送出6-30psig的气动指令信号，被发送至位移定位器，定位器开始打开进气气源，气源经过第二气锁阀和三通电磁阀进入执行机构内腔，内腔中的膜片收到气体挤压，开始带动阀杆移动，阀门开始调节流量，流体压力由入口压力Pl降低至出口压力P2，系统开始正常工作。当I号线路出现故障即断电的情况下，电磁阀做出失电后锁闭动作(事先设定)，从而实现阀门保位，阀门保位是指事故状态下阀门不工作，阀门保位完成。
[0022]实施例2
[0023]如图2中所示，II号线路出现故障的情况下:
[0024]当整个系统正常开动的时候，DCS控制中心发出4?20mA的指令信号至本子系统中的电气转换器，电气转换器将此信号通过内部的电/气装换元件，发送出6-30psig的气动指令信号，被发送至位移定位器，定位器开始打开进气气源，气源经过第二气锁阀和三通电磁阀进入执行机构内腔，内腔中的膜片收到气体挤压，开始带动阀杆移动，阀门开始调节流量，流体压力由入口压力Pl降低至出口压力P2，系统开始正常工作。当II号线路出现故障即断信号的情况下，第一气锁阀立即启动做放气动作(事先设定)，从而引起第二气锁阀做出失气保位动作(事先设定)，锁闭，实现阀门保位，阀门保位完成。
[0025]实施例3
[0026]如图2中所示，III号线路出现故障的情况下:
[0027]当整个系统正常开动的时候，DCS控制中心发出4?20mA的指令信号至本子系统中的电气转换器，电气转换器将此信号通过内部的电/气装换元件，发送出6-30psig的气动指令信号，被发送至位移定位器，定位器开始打开进气气源，气源经过气锁阀和三通电磁阀进入执行机构内腔，内腔中的膜片收到气体挤压，开始带动阀杆移动，阀门开始调节流量，流体压力由入口压力Pl降低至出口压力P2，系统开始正常工作。当III号线路出现故障即断信号的情况下，第一气锁阀立即启动做放气动作(事先设定)，从而引起第二气锁阀做出失气保位动作(事先设定)，锁闭，实现阀门保位，阀门保位完成。
[0028]需要说明的是，本实用新型的优选实施例，包括实用新型人用于实施本实用新型的已知最佳模式。优选实施例的变更对本领域普通技术人员而言在阅读上述说明后是显而易见的。实用新型人希望普通技术人员合理应用这样的变更，并且实用新型人认为与在此明确说明不同的应用也可以实现本实用新型。因此，本实用新型包括权利要求中所引用的主旨的所有修改及等效形式，这在适用的法律中是允许的。此外，上述要素的所有可能的变更的任何组合也被本实用新型所包含，除非在此另外指出或者在上下文中明显矛盾。
【主权项】
1.一种控制阀执行机构保护回路，包括由位移定位器、阀位反馈器、过滤减压阀、电气转换器、三通电磁阀、多个气锁阀组成的控制回路，其特征在于:所述的电气转换器连接第一气锁阀，第一气锁阀连接过滤减压阀，第一气锁阀下级连接第二气锁阀，位移定位器上级连接过滤减压阀，下级连接第二气锁阀，第二气锁阀的下级连接器件为三通电磁阀，三通电磁阀下级连接执行机构的进气腔。
【专利摘要】本实用新型提供一种控制阀执行机构保护回路，包括位移定位器、阀位反馈器、过滤减压阀、电气转换器、三通电磁阀、多个气锁阀组成的控制回路，其特征在于：所述的电气转换器连接第一气锁阀，第一气锁阀连接过滤减压阀，第一气锁阀下级连接第二气锁阀，位移定位器上级连接过滤减压阀，下级连接第二气锁阀，第二气锁阀的下级连接器件为三通电磁阀，三通电磁阀下级连接执行机构的进气腔。本实用新型的有益效果在于：在控制阀子系统失去输入电源、失去输入信号和失去气源的情况下安全地实现自我保护即“阀门保位”，以免受过程控制系统受到损坏。
【IPC分类】F16K31/12, F16K37/00
【公开号】CN204628754
【申请号】CN201520225651
【发明人】田春雨, 谭旭, 苑鸿志
【申请人】中国航天空气动力技术研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月14日