本實用新型涉及一種氣動控制裝置，尤其涉及一種用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置。
背景技術：
氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、空氣過濾減壓器、電磁閥、保位閥氣控閥等附件去驅(qū)動閥門，實現(xiàn)開關量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施，廣泛應用于石油、化工、天然氣、電站、冶金等行業(yè)。
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，大型火力發(fā)電機組、大型化工裝置需要用大口徑、高參數(shù)的閥門及大型壓縮機系統(tǒng)中的防喘振閥門。保證閥門的正常工作，必須配置大推力的執(zhí)行機構(gòu)。同時從工藝系統(tǒng)及安全功能要求閥門能快速關閉或快速打開，調(diào)節(jié)閥口徑為DN1000快速關閉或快速打開小于2秒，按常規(guī)控制方法（時間為90秒）就不能滿足這些特殊工業(yè)控制的要求。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，能夠在正常工況、事故工況分別滿足工藝系統(tǒng)及安全功能所要求的快速關閉或快速打開的需求。
本實用新型為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，包括氣缸下腔、氣缸上腔、執(zhí)行機構(gòu)、反饋裝置以及為執(zhí)行機構(gòu)提供復位氣源的儲氣罐，所述儲氣罐通過第三氣控閥連接氣缸下腔,所述氣缸下腔和氣缸上腔之間設有活塞，所述活塞通過反饋裝置連接電氣閥門定位器和閥門，所述電氣閥門定位器的第一出氣端、第二出氣端通過第二氣控閥和第一保位閥和氣缸上腔相連，所述電氣閥門定位器的進氣端依次通過第四氣控閥、第二保位閥和氣缸下腔相連，所述第一保位閥和第四氣控閥的控制端和電磁閥相連。
上述的用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，其中，所述儲氣罐通過單向閥和電氣閥門定位器的第二出氣端相連，所述儲氣罐通過第一氣控閥和氣缸上腔相連。
上述的用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，其中，所述第一氣控閥、第二氣控閥、第三氣控閥和第四氣控閥均為二位三通氣控閥，并在氣源發(fā)生故障時處于全開位置。
上述的用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，其中，所述電磁閥為二位三通電磁閥，并在電源發(fā)生故障時處于全關位置。
本實用新型對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果：本實用新型提供的用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，通過設置氣控閥、保位閥和電氣閥門定位器為執(zhí)行機構(gòu)提供操作氣源，從而能夠在正常工況、事故工況分別滿足工藝系統(tǒng)及安全功能所要求的快速關閉或快速打開的需求。
附圖說明
圖1為本實用新型用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：
1 閥門 2 反饋裝置 3 閥桿
4氣缸下腔 5 執(zhí)行機構(gòu) 6 活塞
7 氣缸上腔 8 第一保位閥 9 第一氣控閥
10 壓力管道 11 電磁閥 13第二氣控閥
14 空氣過濾減壓器 16壓力表組件 17 儲氣罐
18 氣源 19 單向閥 20 放水閥
21空氣過濾減壓閥 22 壓力管道 23 空氣過濾減壓閥
24 進氣端 25 第一出氣端 26 第二出氣端
28 第三氣控閥 29 電氣閥門定位器 30 第四氣控閥
31第二保位閥 32 氣管
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
圖1為本實用新型用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
請參見圖1，本實用新型提供的用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，包括氣缸下腔4、執(zhí)行機構(gòu)5、氣缸上腔7、電氣閥門定位器29、第一保位閥8、第二保位閥31、第一氣控閥9、第二氣控閥13、第三氣控閥28、第四氣控閥30、電磁閥11、空氣過濾減壓器14、21、23、單向閥19、儲氣罐17等組成。
本實用新型提供的用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，接受調(diào)節(jié)器或控制系統(tǒng)輸出的電流信號給電氣閥門定位器，電氣閥門定位器按輸入的電流信號與氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的反饋信號進行比較，測得的控制偏差輸出相應氣壓經(jīng)氣控閥、保位閥至氣動執(zhí)行機構(gòu)，保證一定的控制信號對應一定的閥門位置，實現(xiàn)正常工況下控制閥門的動作。優(yōu)點之一在于，當事故工況下電磁閥失電，氣源壓力通過一組氣控閥的一個進氣氣控閥直接進氣，另一個氣控閥放氣，實現(xiàn)閥門緊急關閉。優(yōu)點之二在于，當操作氣源壓力故障時，或操作氣源低于設定值時，由儲氣罐中氣源壓力通過另一組氣控閥的一個進氣氣控閥直接進氣，另一個氣控閥放氣，實現(xiàn)閥門緊急打開。
氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的氣缸上腔的氣路控制系統(tǒng)由電氣閥門定位器29、第一保位閥8、第一氣控閥9、第二氣控閥13通過不同管徑管子連接組成，第一保位閥8及第二氣控閥13為正?？刂苹芈?，第一氣控閥9及電磁閥11組成事故工況控制回路。第二氣控閥13為常閉型二位三通氣控閥，在無控制信號下，1口閉鎖，2口與3口接通。在設定空氣過濾減壓器14提供控制信號下，1口與2口接通，3口閉鎖。第一氣控閥9將1口堵塞，在無控制信號下，3口與2口接通。在二位三通電磁閥接通狀態(tài)下提供控制信號，2口與1口接通，但1口因堵塞，2口可作為閉鎖，3口閉鎖。第一保位閥8的控制信號由電磁閥11提供，電磁閥11為二位三通電磁閥，第一保位閥8在氣控狀態(tài)下接通，失氣狀態(tài)下閉鎖。
氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的氣缸下腔的氣路控制系統(tǒng)由電氣閥門定位器29、第二保位閥31、第三氣控閥28、第四氣控閥30通過不同管徑管子連接組成，第二保位閥31及第四氣控閥30為正常控制回路，第三氣控閥28及空氣過濾減壓閥14組成事故工況控制回路。第四氣控閥30為常閉型二位三通氣控閥，在無控制信號下，1口閉鎖，2口與3口接通。在電磁閥11接通狀態(tài)下提供控制信號給第四氣控閥30，1口與2口接通，3口閉鎖。常閉型二位三通第三氣控閥28將1口堵塞，在無控制信號下，3口與2口接通。在設定空氣過濾減壓器14提供控制信號下，2口與1口接通，但1口因堵塞，2口可作為閉鎖，3口閉鎖。第二保位閥31的控制信號由空氣過濾減壓器14提供，第二保位閥31在氣控狀態(tài)下接通，失氣狀態(tài)下閉鎖。
儲氣回路系統(tǒng)作用是操作氣源發(fā)生故障時，為氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)5提供操作氣源。儲氣回路系統(tǒng)由儲氣罐17、單向閥19、大容量空氣過濾減壓器21及管路組成。儲氣罐17有壓力表組件16、安全閥14、放水閥20組成。在正常工況下，氣源18經(jīng)單向閥19向儲氣罐17充氣，在事故工況下，儲氣罐17經(jīng)空氣過濾減壓器21向執(zhí)行機構(gòu)5提供操作氣源。
空氣過濾減壓器23為電氣閥門定位器29提供執(zhí)行機構(gòu)5所需的操作氣源，執(zhí)行機構(gòu)5的氣源壓值由空氣過濾減壓器23設定。
本實用新型提供的用于氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置，工作原理如下：
正常工況下，空氣過濾減壓器14、21、23調(diào)至執(zhí)行機構(gòu)所需的氣源壓力值，二位三通電磁閥11電源P處于通電狀態(tài)。來自調(diào)節(jié)器或上位控制系的控制信號I輸入電氣閥門定位器29，電氣閥門定位器29將輸入信號I與執(zhí)行機構(gòu)5的反饋信號Y進行比較后輸出偏差信號IY ，當偏差信號IY為正偏差時，電氣閥門定位器29在第一出氣端25上輸出操作壓力至第二氣控閥13的1口，由于第二氣控閥13、第一保位閥8是在氣控狀態(tài)下，第二氣控閥13的1口上的氣源壓力經(jīng)2口，通過第一保位閥8至執(zhí)行機構(gòu)5、氣缸上腔7，連接氣缸上腔7的另一路氣管10和第一氣控閥9的3口相連，第一氣控閥9處于氣控狀態(tài)，3口閉鎖，氣缸上腔7的氣壓增高。連接氣缸下腔4有二個管子路，其中一個管路和第三氣控閥28的3口相連，第三氣控閥28處于氣控狀態(tài)，3口閉鎖，另一路氣壓經(jīng)氣控狀態(tài)下的第二保位閥31至第四氣控閥30的2口，第四氣控閥30處于氣控狀態(tài)下，2口與1口接通，氣缸下腔4的氣源回到電氣閥門定位器29排大氣。氣缸上腔7比氣缸下腔4壓力高，推動活塞6帶動閥桿3向下移動，使閥門趨于關閉。反饋裝置2將反饋量傳送給電氣閥門定位器29，從而得到新的反饋量Y。電氣閥門定位器29將新的反饋量Y與輸入信號I再進行比較，當偏差信號IY在執(zhí)行機構(gòu)的死區(qū)范圍內(nèi)時，電氣閥門定位不再輸出操作氣源壓力，氣缸上腔7與氣缸下腔4氣壓相等，閥門1就停在控制要求的位置上。
當偏差信號IY為負偏差時，電氣閥門定位器29在進氣端24上輸出操作壓力至第四氣控閥30的1口，第四氣控閥30、第二保位閥31是在氣控狀態(tài)下，第四氣控閥30的1口上的氣源壓力經(jīng)2口，通過第二保位閥31至執(zhí)行機構(gòu)5的氣缸下腔4，連接氣缸上腔4的另一路氣管32和第三氣控閥28的3口相連，第三氣控閥28處于氣控狀態(tài)，3口閉鎖，氣缸下腔4的氣壓增高。連接氣缸上腔7有二個管路，其中一個管路和第一氣控閥9的3口相連，第一氣控閥9處于氣控狀態(tài)，3口閉鎖，另一路氣壓經(jīng)氣控狀態(tài)下的第一保位閥8至第二氣控閥13的2口，第二氣控閥13處于氣控狀態(tài)下，2口與1口接通，氣缸上腔7的氣源回到電氣閥門定位器29排大氣。氣缸下腔4比氣缸上腔7壓力高，推動活塞6帶動閥桿3向上移動，使閥門趨于打開。反饋裝置2將反饋量傳送給電氣閥門定位器29，從而得到新的反饋量Y。電氣閥門定位器29將新的反饋量Y與輸入信號I再進行比較，當偏差信號IY在執(zhí)行機構(gòu)的死區(qū)范圍內(nèi)時，電氣閥門定位不再輸出操作氣源壓力，氣缸上腔7與氣缸下腔4氣壓相等，閥門1就停在新的控制要求位置上。
在斷電的事故工況下，三位二通電磁閥11失電，控制裝置中的第一氣控閥9、第四氣控閥30、第一保位閥8，失去控制信號氣源。第一保位閥8閉鎖，電氣閥門定位器29輸入（輸出）管路與氣缸上腔7被阻斷，第一氣控閥9的2口與3口接通，操作氣源從儲氣罐17經(jīng)大容量（最大輸出容量為30M3/h）空氣過濾減壓閥21通過第一氣控閥9，直接輸入至氣缸上腔7，氣缸下腔4的氣壓經(jīng)第二保位閥31至第四氣控閥30直接放空，實現(xiàn)事故工況下閥門快速關閉。
在斷氣源的事故工況下或氣源壓力值低于空氣過濾減壓器14設定值時，控制裝置中的第二氣控閥13、第三氣控閥28、第二保位閥31，失去控制信號氣源。第二保位閥31閉鎖，電氣閥門定位器29輸入（輸出）管路與氣缸下腔4被阻斷，第三氣控閥28的2口與3口接通，操作氣源從儲氣罐17經(jīng)大容量（最大輸出容量為30M3/h）空氣過濾減壓閥21通過第三氣控閥28，直接輸入至氣缸下腔4，氣缸上腔7的氣壓經(jīng)第一保位閥8至第二氣控閥13直接放空，實現(xiàn)事故工況下閥門快速打開。
雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此本實用新型的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。