一种玻璃生产用天然气喷枪冷却控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及玻璃生产领域，特别涉及玻璃生产用天然气喷枪冷却控制系统。


背景技术：

2.天然气喷枪为玻璃生产流程中的一个部件，其在玻璃生产过程中会交替燃烧，在不燃烧时需要进行冷却降温，从而保护喷枪不被损坏，现有技术中常采用一条压缩气体回路进行冷却，但是一条压缩气体回路的缺陷是由于压缩气体的高压特性造成的管道破裂或其它问题发生，一旦高压气体故障那喷枪使用就需要停止，否则会烧坏喷枪；而喷枪停止使用就造成了停产的风险，影响正常生产；一直采用高压气体也会产生较高的费用。总上来说，现有技术单一高压气体回路的冷却系统不能满足安全、稳定、经济的要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种玻璃生产用天然气喷枪冷却控制系统，通过主备两条冷却回路保证了喷枪的可靠冷却。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种玻璃生产用天然气喷枪冷却控制系统，包括主气体冷却回路、备用气体冷却回路、控制系统；所述主气体冷却回路、备用气体冷却回路均连接至天然气喷枪的冷却管道输入端，用于为天然气喷枪提供冷却用的气体；所述控制系统用于控制主气体冷却回路、备用气体冷却回路其中之一启动工作为天然气喷枪提供冷却气体。
5.所述主气体冷却回路包括风管道，所述风管道一端连接风机，另一端连接天然气喷枪的冷却管道输入端；在风管道中设置有第二切断阀，在备用气体冷却回路中设置有第一切断阀，所述控制系统的输出端分别连接第一切换阀、第二切换阀从而控制主气体冷却回路、备用气体冷却回路的导通。
6.所述控制系统包括变频器、流量计，所述流量计设置在风管道内用于采集风管道内的气体流量，其输出端连接变频器，所述变频器的输出端连接风机，所述变频器基于预设气体流量和流量计采集的气体流量对风机进行变频调节。
7.所述变频器与人机交互模块连接，通过人机交互模块输入风管道的预设气体流量。
8.所述控制系统还包括就地控制按钮盒，所述就地控制按钮盒包括启动按钮sf和急停按钮ss；急停按钮ss、启动按钮sf与继电器ka3串联后形成就地控制回路，就地控制回路两端分别接就地电源正负极；继电器ka3的常开触点ka31串接在变频器的启动输出口和com口之间连线上。
9.所述控制系统还包括远程启动继电器ka1和远程停止继电器ka2，继电器ka1的常开触点ka11一端连接远程控制电源正极，另一端依次经急停按钮sf、继电器ka3后接就地电源负极；所述继电器ka2的常闭触点ka21串接在就地控制回路中；其常开触点ka22串接在变频器停止工作使能输出端和com端之间的连接回路中。
10.所述控制系统还包括绿色指示灯，所述绿色指示灯与变频器连接，所述变频器在运行时驱动绿色指示灯点亮并将绿色指示灯点亮状态连锁第二切断阀打开、第一切断阀关闭。
11.绿色指示灯l1与变频器的运行触点r4r5串接后形成的指示灯回路分别连接总控电源的正负极，在变频器运行状态下其运行端子r4r5闭合，否则其断开；其中继电器ka4并联在绿色指示灯l1两端，继电器ka4的常开触点ka41串接设置在第一切断阀的供电回路中。
12.所述控制系统还包括红色指示灯，所述红色指示灯与变频器连接，所述变频器在故障时驱动红色指示灯点亮并驱动报警器发出报警信号。
13.在风管道中设置有压力变送器，所述压力变送器输出低压报警信号驱动红色指示灯点亮输出故障。
14.所述红色指示灯两端并联设置继电器ka5，在红色指示灯被驱动导通的同时继电器ka5线圈被驱动，所述继电器ka5的触点设置在第一切断阀的启动控制回路中和第二切断阀的关闭控制回路中。
15.本实用新型的优点在于：采用两路气体冷却回路，保证了冷却的稳定可靠，避免一路故障而无法工作的缺陷；采用主备两路工作方案，在一路故障后启动另一路，保证了安全可靠；采用普通气体回路，减少成本且通过监控用的流量、压力可以做到准确的控制气体回路的冷却工作以及故障切换控制；设置有变频器驱动螺杆电机，可以根据设定流量自动调节流量；设置就地的启动按钮和急停按钮，保证了控制的可靠和安全，可以随时按照要求主冷却回路的启动和关闭。
附图说明
16.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
17.图1为本实用新型的控制系统的主备气体冷却回路原理示意图；
18.图2为本实用新型变频器的控制原理图；
19.图3为本实用新型的控制系统的原理图。
20.图中的附图标记分别为：
①
第一切断阀；
②
第二切断阀；
③
弹簧式减压阀；
④
压力变送器；
⑤
流量计；
⑥
螺杆风机；
⑥
螺杆风机；7、第二风管道；8、第一风管道；9、天然气喷枪的冷却管道输入端。
具体实施方式
21.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
22.本技术主要是针对现有技术的一条气体回路容易产生故障而影响喷枪工作的缺陷以及现有技术采用专用压缩气体的成本高的缺陷，设计两条冷却回路并采用螺杆风机提供冷却风，成本低且更加可靠，保证了玻璃生产中喷枪的及时稳定可靠的冷却，具体方案如下：
23.如图1所示，一种玻璃生产用天然气喷枪冷却控制系统，包括主气体冷却回路、备用气体冷却回路、控制系统；主气体冷却回路、备用气体冷却回路均连接至天然气喷枪的冷却管道输入端，用于为天然气喷枪提供冷却用的气体从而冷却喷枪；控制系统用于控制主
气体冷却回路、备用气体冷却回路其中之一启动工作为天然气喷枪提供冷却气体。在本技术中控制主气体冷却回路做主要供气回路，在其故障后可以开启备用气体冷却回路，从而可以实现主备的切换，保证任何时候均可以有一路回路为喷枪提供冷却用的气体，从而保证了喷枪的可靠冷却。
24.本技术以主气体冷却回路进行冷却控制，在其故障后才启动备用冷却气体回路，因此在主气体冷却回路的设计上包括第二风管道、螺杆风机，螺杆风机用于提供冷却风，第二风管道一端连接螺杆风机，另一端连接天然气喷枪的冷却管道输入端，用于将螺杆风机产生冷却风经第二风管道吹送至天然气喷枪的冷却管道中，从而实现了为喷枪提供冷却风；在第二风管道中设置有第二切断阀，第二切断阀用于控制第二风管道的打开和关闭，从而实现管道的通气与否。
25.在备用气体冷却回路中设置有第一切断阀，第一切断阀用于控制备用气体冷却回路中气路的打开和关闭。控制系统的输出端分别连接第一切断阀、第二切断阀，用于分别控制第一切断阀、第二切断阀的打开和关闭，从而控制主气体冷却回路和备用气体冷却回路的打开和关闭。
26.如图2、3所示，本技术控制系统包括变频器、流量计，流量计设置在风管道内用于采集风管道内的气体流量，其输出端连接变频器，变频器的输出端连接风机，变频器基于预设气体流量和流量计采集的气体流量对风机进行变频调节。其中预设的管道中的气体流量数值可以通过人机交互系统来实现数据的输入，变频器与人机交互系统进行连接，通过人机交互系统输入风管道的预设气体流量。
27.人机交互系统包括plc控制器以及人机交互单元，人机交互单元可以包括显示屏、按键键盘、鼠标、触控屏等，主要用于录入相关人工设定数据值plc控制器中，plc控制器通过通信接口连接至变频器，从而将设定的数据发送至变频器中。
28.如图3所示，为控制系统的具体原理图，可以通过该控制系统来驱动控制变频器的工作以及对应的切换控制两个切断阀，具体电路如下：
29.控制系统还包括就地控制按钮盒，就地控制按钮盒包括启动按钮sf和急停按钮ss；急停按钮ss、启动按钮sf与继电器ka3串联后形成就地控制回路，就地控制回路两端分别接就地电源正负极；继电器ka3的常开触点ka31串接在变频器的启动输出口和com口之间连线上。即启动按钮sf一端连接就地电源正极，另一端经急停按钮ss后连接至继电器ka3的线圈，ka3的线圈接地；ka3的常开触点一端连接变频器的启动输出端口，另一端连接变频器的com；从而可以通过现场就地的启动按钮sf来闭合就地控制回路，使得ka3继电器线圈得电，其常开触点ka31闭合，使得变频器的启动输出口和com导通，则变频器启动工作，变频器启动工作即可控制风机的工作，为喷枪提供冷却用的风。
30.为了实现自保持，本技术采用继电器ka3的常开触点ka32，常开触点ka32一端连接总控电源，另一端连接至sf和ss之间，这样就可以做到在sf闭合后ka32继电器的自保持，使得变频器持续工作同时又不影响急停按钮ss的工作。
31.在本技术中还包括远程启动继电器ka1和远程停止继电器ka2，远程启动继电器ka1、ka2的继电器控制由远程监控端的控制信号来驱动，继电器ka1的常开触点ka11一端连接远程控制电源正极，另一端连接在启动按钮sf和急停按钮ss之间的回路中，继电器ka2的常闭触点k21(端子41、42)串接在sf和ka3线圈之间的回路中。其常开触点ka22串接在变频
器停止工作使能输出端和com端之间的连接回路中。远程控制ka2启动则其常闭触点ka21断开，ka3继电器失电，变频器启动输出口和com口之间断开变频器不工作，同时ka22闭合使得变频器的停止回路触发，变频器停止工作。
32.在本技术中，控制系统还包括绿色指示灯，绿色指示灯与变频器连接，变频器在运行时驱动绿色指示灯点亮并将绿色指示灯点亮状态连锁第二切断阀打开、第一切断阀关闭。
33.绿色指示灯l1与变频器的运行触点r4r5串接后形成的指示灯回路分别连接总控电源的正负极即绿色指示灯l1一端接地，另一端经的运行触点r4r5接总控电源，当变频器工作时，其运行触点r4、r5是闭合的，则绿色指示灯点亮给出工作提醒，同时在绿色指示灯两端并联设置由继电器ka4，继电器ka4主要用于控制管道中的第一切断阀和第二切断阀的开启和关闭。在变频器运行状态下其运行端子r4r5闭合，否则其断开；其中继电器ka4并联在绿色指示灯l1两端，继电器ka4的常开触点ka41串接设置在第二切断阀的供电回路中。
34.在本技术中还包括红色指示灯，红色指示灯与变频器连接，变频器在故障时驱动红色指示灯点亮并驱动报警器发出报警信号。红色指示灯两端并联设置继电器ka5，在红色指示灯被驱动导通的同时继电器ka5线圈被驱动，所述继电器ka5的触点设置在第一切断阀的启动控制回路中和第二切断阀的关闭控制回路中。如图3所示其具体电路原理包括：红色指示灯一端接地另一端经变频器的故障触点r1r2连接总控电源，故障触点会在变频器故障后闭合，则接通红色指示灯给出变频器工作异常故障提醒；在红色指示灯两端并联设置继电器ka5的线圈，当红色指示灯点亮后，其继电器ka5通电，其常开触点ka51(31、34)串接在故障电铃的供电回路中，当继电器ka5故障后其常开触点闭合，电铃通电发出报警；继电器ka5的其它触点用于驱动控制第一切断阀、第二切断阀的打开和关闭。继电器ka5的常闭触点k52串接在ka3线圈和急停按钮ss之间。
35.在风管道中设置有压力变送器，压力变送器的低压故障触点bp会在气压低压故障时闭合，将其故障触点bp并联在变频器故障输出端子r1r2两端，从而实现回路中气压低时的故障时也能驱动红色指示灯通电报警。
36.在本技术中ka4继电器、ka5继电器的触点还用于控制第一切断阀和第二切断阀的打开和关闭。在本技术中由于第二切断阀对应的主气体冷却回路，在变频器正常工作需要控制第二切断阀打开同时关闭第一切断阀；在变频器异常或压力异常时此时红色指示灯报警下，需要关闭第二切断阀、打开第一切断从而实现启动备用气体冷却回路来进行工作。为了实现这种目的，本技术电路如图3所示，通过ka4、ka5的常开触点来实现，通过ka4的常开触点来驱动第二切断阀的打开、驱动第一切断阀的关闭，通过ka5的常开触点来驱动第二切断阀的打开、驱动第一切断阀的关闭；从而实现在继电器ka4、ka5分别通电时，其对应的触点可以控制其中一个切断阀工作。
37.在本技术中变频器与plc控制器连接，接收plc控制器的控制信号并可以根据plc控制器的控制信号来进行工作，可以输出故障或运行工作状态。远程控制继电器ka1、ka2即可为plc控制器的远程监控控制。
38.在本技术中备用气体冷却回路可以为压缩气体回路，因为压缩气体降温效果快速但是成本高，本技术将其作为备用回路，可以在主回路异常或主回路无法满足散热要求下启动备用回路，备用回路包括有压缩空气管道也即是第一风道，其输入压缩气体，在第一风
道内设置有第一切断阀和弹簧式减压阀。
39.本方法有两套天然气喷枪冷却气管道。正常情况
①
切断阀长期关闭，
②
切断阀长期打开。现场配备安装有
⑥
螺杆风机自动变频调节控制气体生产量，
⑤
流量计实时检测管道内气体流量，
④
压力变送器实时检测管道内气体压力。
①②④⑤⑥
与plc电性连接，实现自动控制。
③
弹簧式减压阀为原有压缩空气管道设备，该设备的作用是把管道输送过来的压缩空气降压，然后供给天然气喷枪作冷却气使用。
40.当设定好所需天然气冷却气流量后，通过信号反馈至
⑥
螺杆风机，并将
⑤
流量计采集的实时流量对比
⑥
螺杆风机进行自动变频调节。
④
压力变送器检测管道内气体压力，当管道内冷却气压力低于设定值时，plc要求延时连锁停机，plc控制打开
①
切断阀，关闭
②
切断阀，保证天然气喷枪冷却正常。停机故障排查，正常后人工手动启动
⑥
螺杆风机，打开
②
切断阀，关闭
①
切断阀，恢复自动控制。
41.上图3中工作原理介绍如下：正常情况喷枪冷却气管路
①
切断阀关闭，
②
切断阀打开
⑥
螺杆风机开启运行，现场设置有就地控制按钮盒，按钮盒包括启动按钮sf和急停按钮ss,当按下sf按钮时继电器ka3吸合，ka3吸合同时常开触点闭合达到自锁定控制使ka3长期处于吸合状态，ka3吸合同时另一组常开触点为变频器启动信号点控制变频器启动，此时
⑥
螺杆风机启动运行，
⑥
螺杆风机运行后会发出运行信号于r4、r5端脚闭合，r4、r5端脚闭合后驱动ka4继电器吸合同时将hgr绿色运行指示灯点亮此时状态为风机正常运行状态，继电器ka4吸合后继电器上两组常开触点闭合驱动图1中
②
切断阀打开同时驱动图1中
①
切断阀关闭。当按下ss按钮时继电器ka3继电器断开使
⑥
螺杆风机停机。
⑥
螺杆风机运行过程中如果发生故障情况时会发出故障信号于r1、r2端脚闭合，r1、r2端脚闭合后使ka5继电器吸合同时将hgr红色指示灯点亮，此时状态为
⑥
螺杆风机故障状态，
④
压力变送器设置有压力低信号，将压力信号节点引至ka5继电器，当
④
压力变送器压力低报警时bp节点闭合使ka5继电器吸合
⑥
螺杆风机变频器故障灯点亮，
⑥
螺杆风机故障hgr红色灯点亮，同时系统还安装有ha1报警电铃，
⑥
螺杆风机故障时报警电铃也会响起此时提示给操作人员或维修人员
⑥
螺杆风机故障需尽快维修处理。继电器ka5吸合后继电器上两组常开触点闭合驱动图1中
①
切断阀打开同时驱动图1中
②
切断阀关闭，为保证现场生产不受影响当
⑥
螺杆风机未处于运行状态时即ka4未处于吸合状态时ka4常闭触点会驱动图1中
①
切断阀打开同时驱动图1中
②
切断阀关闭。此系统同时设置有远程控制，图3中继电器ka1为远程控制启动节点，继电器ka2为远程控制停止节点，ka1和ka2信号由中控室发出命令信号。
42.管路上安装
⑤
流量计和
④
压力变送器会显示实时流量和实时压力值，当
⑥
螺杆风机处于正常运行状态时流量计反馈信号连接
⑥
螺杆风机输入端实现流量闭环控制方式，当
④
压力变送器显示数值低于设定值时
④
压力变送器会发出压力低信号提示为
⑥
螺杆风机故障状态。
43.本技术通过主备两路保证了喷枪的稳定可靠冷却，采用螺杆电机作为主回路风产生部件，成本更低且满足冷却要求；可以就地或远程控制，方便控制和操作，具有简单操作、成本低且稳定可靠，监控报警等优点。
44.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。