一种压力控制气动单元组合柜.pdf

本发明提出了一种压力控制气动单元组合柜，涉及大型焦炉炭化室压力调节系统的气动执行机构的手动及自动控制装置领域。本发明提出的压力控制气动单元组合柜，包括箱体、气路集成块、先导阀、电磁阀、管路及管件，还包括第一手动气路换向阀，所述第一手动气路换向阀采用三位五通气路换向，用于通过切换操作实现焦炉炭化室推焦、装煤和结焦三种工艺之间的转换。本发明适用于大型焦炉炭化室压力调节系统的气动执行机构的就地及远程控制，方便的实现炼焦生产过程中炭化室的压力精确控制。

1、  一种压力控制气动单元组合柜，包括箱体、气路集成块、先导阀、电磁阀、管路及管件，其特征在于：
还包括第一手动气路换向阀，所述第一手动气路换向阀采用三位五通气路换向，用于通过切换操作实现焦炉炭化室推焦、装煤和结焦三种工艺之间的转换。

2、  根据权利要求1所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
所述第一手动气路换向阀置为左位时，活塞机构气缸伸出，所述焦炉炭化室处于推焦工艺状况；
所述第一手动气路换向阀置为右位时，活塞机构气缸收回，所述焦炉炭化室处于装煤工艺状况；
所述第一手动气路换向阀置为中位时，活塞机构受双作用阀门定位器的信号控制，所述焦炉炭化室处于结焦工艺状况。

3、  根据权利要求1或2所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
还包括第二手动气路换向阀，所述第二手动气路换向阀采用两位三通气路换向，用于手动控制快注氨水阀的开或关。

4、  根据权利要求3所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
还包括带锁定单气控先导阀，可通过手动操作来控制该带锁定单气控先导阀的换向，从而控制上升管盖开或关。

5、  根据权利要求4所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
在所述气路集成块的前端设置有止回阀，用于防止进入所述气路集成块的动力气源反串到管道，同时在气源断气时可短时间使执行机构保持原有状态。

6、  根据权利要求5所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
还包括过滤调压单元，该过滤调压单元与所述止回阀相连，用于过滤动力气源中的杂质，并调整所述压力控制气动单元组合柜内的气源工作压力。

7、  根据权利要求6所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
在所述气路集成块上设有气量调节单元，用于调节动力气源进入所述气路集成块的气体流量。

8、  根据权利要求7所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
在所述气路集成块的正面加装四个排气消声单元，分别用于进行上升管盖开排气消声、上升管盖关排气消声、快注氨水阀开排气消声、快注氨水阀关排气消声。

9、  根据权利要求8所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
还包括电气转换开关和手动测试按钮；
所述电气转换开关，用于正常工作模式与测试模式的转换；
所述手动测试按钮，用于在所述测试模式下通过对所述电磁阀的控制实现对上升管盖和快注氨水阀的打开或关闭测试。

10、  根据权利要求9所述的压力控制气动单元组合柜，其特征在于：
所述箱体采用304不锈钢材料，所述管路连接采用不锈钢胀箍式连接形式，各管接头采用不锈钢锥型口连接接头，所述气路集成块采用航空铝精密加工而成。

一种压力控制气动单元组合柜
技术领域
本发明涉及大型焦炉炭化室压力调节系统的气动执行机构的手动及自动控制装置，特别地涉及压力控制气动单元组合柜。
背景技术
目前，焦炉系统已普遍采用自动化控制技术，把传统焦炉对吸气管压力粗放式的调节方式改变为通过调节每个炭化室上升管压力来控制吸气管压力的精细化调节方式，并实现了每个炭化室的推焦、装煤、结焦过程的全自动化操作，提高了焦炭的质量，降低对环境污染程度。而大型焦炉炭化室压力调节的所有执行机构为了安全防爆、都是通过压力控制气动单元组合柜将电气控制转为气路控制，来实现所有执行机构就地或远程安全操作，是炭化室压力控制的核心单元。但，现有的压力控制气动单元组合柜技术还存在很多不足有待进一步改进，主要表现在以下几个方面：
1、压力控制气动单元组合柜无就地紧急操作功能，当远程控制故障或工艺需就地紧急操作时，则必须切换工况，才能进行上升管盖、快注氨水阀、活塞机械的独立操作，对生产和维护带来很大不便；
2、压力控制气动单元组合柜中，气路集成块内精密加工的气路、机械密封的气控先导阀，都需要驱动介质干燥纯净，但气路系统未集成过滤单元，一旦驱动气源含有杂质，对其气路极易造成磨损甚至气路堵塞而不能正常工作；
3.压力控制气动单元组合柜中，阀板上气路流量调节螺钉孔太小，位置不合理，不便于进行调整；
4.压力控制气动单元组合柜在工作过程中产生很大的排气噪音。
上述问题，是本技术领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有气控柜技术所存在的问题，提出一种新型压力控制气动单元组合柜。
本发明提出的压力控制气动单元组合柜，包括箱体、气路集成块、先导阀、电磁阀、管路及管件，还包括第一手动气路换向阀，所述第一手动气路换向阀采用三位五通气路换向，用于通过切换操作实现焦炉炭化室推焦、装煤和结焦三种工艺之间的转换。
优选的，所述第一手动气路换向阀置为左位时，活塞机构气缸伸出，所述焦炉炭化室处于推焦工艺状况；所述第一手动气路换向阀置为右位时，活塞机构气缸收回，所述焦炉炭化室处于装煤工艺状况；所述第一手动气路换向阀置为中位时，活塞机构受双作用阀门定位器的信号控制，所述焦炉炭化室处于结焦工艺状况。
优选的，还包括第二手动气路换向阀，所述第二手动气路换向阀采用两位三通气路换向，用于手动控制快注氨水阀的开或关。
优选的，还包括带锁定单气控先导阀，可通过手动操作来控制该带锁定单气控先导阀的换向，从而控制上升管盖开或关。
优选的，在所述气路集成块的前端设置有止回阀，用于防止进入所述气路集成块的动力气源反串到管道，同时在气源断气时可短时间使执行机构保持原有状态。
优选的，还包括过滤调压单元，该过滤调压单元与所述止回阀相连，用于过滤动力气源中的杂质，并调整所述压力控制气动单元组合柜内的气源工作压力。
优选的，在所述气路集成块上设有气量调节单元，用于调节动力气源进入所述气路集成块的气体流量。
优选的，在所述气路集成块的正面加装四个排气消声单元，分别用于进行上升管盖开排气消声、上升管盖关排气消声、快注氨水阀开排气消声、快注氨水阀关排气消声。
优选的，还包括电气转换开关和手动测试按钮；所述电气转换开关，用于正常工作模式与测试模式的转换；所述手动测试按钮，用于在所述测试模式下通过对所述电磁阀的控制实现对上升管盖和快注氨水阀的打开或关闭测试。
优选的，所述箱体采用304不锈钢材料，所述管路连接采用不锈钢胀箍式连接形式，各管接头采用不锈钢锥型口连接接头，所述气路集成块采用航空铝精密加工而成。
本发明所提出的压力控制气动单元组合柜及压力控制系统，成功解决了现有技术中所存在的操作不便、气路易磨损堵塞、噪音大等问题。本发明适用于大型焦炉炭化室的压力调节场合，可以有效地实现炼焦生产过程中炭化室的压力精确控制。
附图说明
图1为本发明压力控制气动单元组合柜一种实施例的控制原理框图；
图2为本发明压力控制气动单元组合柜一种实施例的结构图。
附图标记：
1～10-外部气路连接口，11-第一手动气路换向阀，12-第二手动气路换向阀，13-带复位双气控先导阀，14-带锁定单气控先导阀，15-带复位双气控先导阀，16～20-带复位单气控先导阀，21～24-防爆电磁阀，25～28-手动按钮，29-止回阀，30-过滤减压单元，31-气量调节单元，32～35-排气消声单元，36-气源压力指示表，37～40-电气连接端子排，41-电气转换开关。
具体实施方式
下面结合图1和图2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。以下所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的技术方案，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本压力控制气动单元组合柜主要采用手动气路换向阀、止回阀、单气控先导阀、双气控先导阀、防爆电磁换，并配合气路集成块和电气测试按钮等主要单元进行逻辑组合完成工艺控制。
第一手动气路换向阀11处于左位时，进入推焦工况。具体的实现过程如下：
压缩空气经第一手动气路换向阀11到达带复位单气控先导阀17的气控端，推动带复位单气控先导阀17换向，压缩空气不能通过带复位单气控先导阀17、带复位单气控先导阀19和带复位单气控先导阀18，带复位单气控先导阀20气控端排空，在弹簧复位后，压缩空气经阀第一手动气路换向阀11、带复位单气控先导阀19到达外部气路连接口6，驱动外部活塞气缸下行(伸出)，外部气路连接口6与连接阀门定位器的外部气路连接口9断开，外部气路连接口7与连接阀门定位器的外部气路连接口8断开，外部阀门定位器不能控制活塞气缸工作。此时，防爆电磁阀23和防爆电磁阀24无论是得电还是失电时，带复位单气控先导阀16阀在弹簧作用下复位，不能换向，压缩空气经带复位单气控先导阀16阀和气路集成块上的外部气路连接口5，推动外部快速氨水阀打开，同时气路集成块上的外部气路连接口4与排气消声单元33连通进行快速氨水阀开排气消声。手动换向阀12不起作用。此时，防爆电磁阀21和防爆电磁阀22无论是得电还是失电时，带锁定单气控先导阀14在弹簧作用下复位，不能换向，压缩空气经带锁定单气控先导阀14和气路集成块上的外部气路连接口3，推动外部上升管盖打开，同时气路集成块上的外部气路连接口2与排气消声单元32连通进行上升管盖开排气消声。但是，可以通过带锁定单气控先导阀14的机械手动功能进行换向，实现该外部上升管盖动作。
第一手动气路换向阀11处于中位时，进入结焦工况。具体的实现过程如下：
带复位气控先导阀17、带复位单气控先导阀18先导气排空，在弹簧复位后，压缩空气经带复位气控先导阀17、带复位单气控先导阀18到达带复位单气控先导阀19、带复位单气控先导阀20先导口，推动带复位单气控先导阀19、带复位单气控先导阀20换向，气路集成块上的外部气路连接口6与连接阀门定位器的外部气路连接口9连通，气路集成块上的外部气路连接口7与连接阀门定位器的外部气路连接口8连通，外部活塞气缸由外接阀门定位器控制、调节气缸位置。此时防爆电磁阀24得电，防爆电磁阀23失电时，压缩空气通过防爆电磁阀24电磁阀流到双带复位双气控先导阀15的右先导口，推动带复位双气控先导阀15换向，经过带复位单气控先导阀17流过来的压缩空气通过带复位双气控先导阀15、第二手动气路换向阀12流到带复位单气控先导阀16的左先导口，推动带复位单气控先导阀16换向，压缩空气经带复位单气控先导阀16和气路集成块上的外部气路连接口4流到外部快速氨水阀控制气缸，控制该阀门关闭，同时气路集成块上的外部气路连接口5与排气消声单元35连通进行快速氨水阀关排气消声。此时可通过第二手动气路换向阀12来控制带复位单气控先导阀16先导气的通断，从而控制带复位单气控先导阀16阀换向，进而控制外部快速氨水阀的开关。当防爆电磁阀23得电，防爆电磁阀24失电时，压缩空气通过防爆电磁阀23流到带复位双气控先导阀15的左先导口，推动带复位双气控先导阀15换向，经过带复位单气控先导阀17流过来的压缩空气不能通过带复位双气控先导阀15，截断带复位单气控先导阀16的先导气源，带复位单气控先导阀16在弹簧力作用下复位，压缩空气经带复位单气控先导阀16和气路集成块上的外部气路连接口5流到外部快速氨水阀气缸，控制外部快速氨水阀开，同时气路集成块上的外部气路连接口4与排气消声单元33连通进行快速氨水阀开排气消声。此时第二手动气路换向阀12不起作用。当防爆电磁阀22得电，防爆电磁阀21失电时，压缩空气通过防爆电磁阀22流到带复位双气控先导阀13的右先导口，推动带复位双气控先导阀13换向，经过带复位单气控先导阀17流过来的压缩空气通过带复位双气控先导阀13流到带锁定单气控先导阀14的左先导口，推动带锁定单气控先导阀14换向，压缩空气经带锁定单气控先导阀14和气路集成块上的外部气路连接口2流到外部上升管盖气缸，控制外部上升管盖关，同时气路集成块上的外部气路连接口3与排气消声单元34连通进行上升管盖关排气消声。此时第二手动气路换向阀12不起作用。当防爆电磁阀21得电，防爆电磁阀22失电时，压缩空气通过防爆电磁阀21流到带复位双气控先导阀13的左先导口，推动带复位双气控先导阀13换向，经过带复位单气控先导阀17流过来的压缩空气不能通过带复位双气控先导阀13，截断了带锁定单气控先导阀14的先导气源，带锁定单气控先导阀14在弹簧力作用下复位，压缩空气经带锁定单气控先导阀14和气路集成块上的外部气路连接口3流到外部上升管盖气缸，控制外部上升管盖开，同时气路集成块上的外部气路连接口2与排气消声单元32连通进行上升管盖开排气消声。此时带锁定单气控先导阀14的机械手动起作用，可通过机械手动来控制带锁定单气控先导阀14的换向，从而控制外部上升管盖开或关。
第一手动气路换向阀11处于右位时，进入装煤工况。具体的实现过程如下：
带复位单气控先导阀17、带复位单气控先导阀19、带复位单气控先导阀20的先导气排空，在弹簧复位后，压缩空气经第一手动气路换向阀11、带复位单气控先导阀20阀和气路集成块上的外部气路连接口6输出，驱动外部活塞气缸上行(收回)，气路集成块上的外部气路连接口6与连接阀门定位器的外部气路连接口9断开，气路集成块上的外部气路连接口7与连接阀门定位器的外部气路连接口8断开，外部阀门定位器不能控制活塞气缸工作。此时，带复位单气控先导阀17复位，带复位单气控先导阀18阀气控换向，有先导气流入下一级。此时，防爆电磁阀24得电和防爆电磁阀23失电时，压缩空气通过防爆电磁阀24电磁阀流到带复位双气控先导阀15的右先导口，推动带复位双气控先导阀15换向，压缩空气经带复位单气控先导阀17和带复位双气控先导阀15、第二手动气路换向阀12流到带复位单气控先导阀16的左先导口，推动带复位单气控先导阀16换向，压缩空气经带复位单气控先导阀16和气路集成块上的外部气路连接口4，推动外部快速氨水阀关闭。此时，可通过第二手动气路换向阀12来控制带复位单气控先导阀16先导气的通断，从而控制带复位单气控先导阀16换向，进而控制外部快速氨水阀的开或关。当防爆电磁阀23得电，防爆电磁阀24失电时，压缩空气通过防爆电磁阀23流到带复位双气控先导阀15的左先导口，推动带复位双气控先导阀15换向，经过带复位单气控先导阀17流过来的压缩空气不能通过带复位双气控先导阀15，而截断了带复位单气控先导阀16的先导气源，带复位单气控先导阀16在弹簧力作用下复位，压缩空气经带复位单气控先导阀16和气路集成块上的外部气路连接口5，推动外部快速氨水阀打开，同时气路集成块上的外部气路连接口4与排气消声单元33连通进行快速氨水阀开排气消声。此时，第二手动气路换向阀12不起控制作用。此时防爆电磁阀22得电，防爆电磁阀21失电时，压缩空气通过防爆电磁阀22流到带复位双气控先导阀13的右先导口，推动带复位双气控先导阀13换向，经过带复位单气控先导阀17流过来的压缩空气通过带复位双气控先导阀13流到带锁定单气控先导阀14的左先导口，推动带锁定单气控先导阀14换向，压缩空气经带锁定单气控先导阀14和气路集成块上的外部气路连接口2流到外部上升管盖气缸，同时外部气路连接口3连通排气消声单元控制外部上升管盖关。此时带锁定单气控先导阀14的机械手动不起作用。当防爆电磁阀21得电，防爆电磁阀22失电时，压缩空气通过防爆电磁阀21流到带复位双气控先导阀13的左先导口，推动带复位双气控先导阀13换向，经过带复位单气控先导阀17流过来的压缩空气不能通过带复位双气控先导阀13，而截断了带锁定单气控先导阀14的先导气源，带锁定单气控先导阀14在弹簧力作用下复位，压缩空气经带锁定单气控先导阀14和气路集成块上的外部气路连接口3流到外部上升管盖气缸，控制外部上升管盖开，同时气路集成块上的外部气路连接口2与排气消声单元32连通进行上升管盖开排气消声。此时带锁定单气控先导阀14的机械手动起作用，可通过带锁定单气控先导阀14的机械手动换向，从而控制外部上升管盖的开或关。
本发明所提供的压力控制气动单元组合柜在气路集成块的正前方加装有气量调节单元31，该气量调节单元31为螺钉孔，用于调节进入气路集成块的气体流量。
本发明所提供的压力控制气动单元组合柜在气路集成块上的外部气路连接口10是为连接外部阀门定位器的气源接口，用于提供阀门定位器气路必须的工作气源。
本发明所提供的压力控制气动单元组合柜在柜内的电气连接端子排37用于连接外部上升管盖、快速氨水阀的开关极限电气信号，电气连接端子排38用于连接外部活塞机构位置信号及其它外部设备电气信号，电气连接端子排39用于连接21、22、23、24防爆电磁阀的远程控制电气信号，电气连接端子排40用于连接21、22、23、24防爆电磁阀的就地手动按钮电气信号。
本发明所提供的压力控制气动单元组合柜在气路集成块的正前方加装气源压力指示表36，用于实时指示进入气路集成块的工作气源压力。
本发明所提供的压力控制气动单元组合柜在气路集成块的前端加装止回阀29，防止进入气路集成块的动力气源反串到管道，而降低了机构执行速度。同时在气源断气时，可短时间使执行机构保持原有状态。
本发明所提供的压力控制气动单元组合柜在气路入口即外部气路连接口1处加装了过滤减压单元30，用于过滤外部动力气源杂质及调整进入压力控制气动单元组合柜的气源工作压力。
本发明所提供的压力控制气动单元组合柜的控制状态表如表1所示。表中，工况手动换向阀即为本实施例中所述的第一手动气路换向阀，快注阀手动切换阀即为本实施例中所述的第二手动气路换向阀。

表1控制状态表
本压力控制气动单元组合柜为现场安装调试方便，特增加了上升管盖开25、上升管盖关26、快速氨水阀开27、快速氨水阀关28四个手动按钮，用于模拟控制外部上升管盖和快速氨水阀的独立动作情况，从而给安装、日常维护和检修带来便利。本压力控制气动单元组合柜采用了电气转换开关41。当电气转换开关41置为左边时，由PLC远程控制信号分别控制防爆电磁阀21、22、23、24的得电或失电。当电气转换开关41置为右边时，由手动按钮25、26、27、28分别控制防爆电磁阀21、22、23、24的得电或失电。
本发明的内部气路采用气路集成块与带有机械密封的高效率长寿型气控先导阀配合，气路高度集成，反应迅速、运作效率高，气路集成块内置气量调节结构使气路更加简化，不锈钢箱体和全不锈钢管件，保障压力控制气动单元组合柜在恶劣环境的适应性和耐用性。本发明所描述的压力控制气动单元组合柜及压力控制系统，应用于大型焦炉炭化室压力控制生产工艺。
以上所述，仅为本发明的一部分具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。