一种四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置

摘要

本发明涉及一种四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置，包括：电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、四个气锁、压力变送器、连接接头和连接管路；气源一后设有过滤减压阀，过滤减压阀后的气道分两路分别连接两个气锁阀的一端，两个气锁阀的另一端分别连接电磁阀A进气口和电磁阀C进气口。本发明的有益效果是：本发明提供的气动控制装置可用于四个电磁阀的串并联冗余控制，四路电磁阀都可独立配置气源、电源更为可靠；克服了现有单个电磁阀可靠性不高的问题；避免单个电磁阀误动引起某个设备或系统停车事件；可以降低电磁阀拒动概率；该气动控制装置组合方便、工艺简单、回路可靠。

说明书

技术领域

本发明属于自动控制装置技术领域，尤其涉及一种四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置。

背景技术

气动执行机构在现代工业控制领域有着广泛的应用，很多气动执行机构设计有很复杂的失电、失气、失信号保位等功能，但是当回路中一个主要电磁阀发生异常时，就会导致气动执行机构异常开启或关闭，失去保位功能，这种控制方式主要局限于两位三通等单控电磁阀不具有失电等异常保位功能，在一些重要的工业控制领域，尤其是电力、石油、天然气等行业，电磁阀的误动作都将引起某个设备乃至整个系统停车事件的发生。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置。

这种四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置，包括：电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、四个气锁、压力变送器、连接接头和连接管路；气源一后设有过滤减压阀，过滤减压阀后的气道分两路分别连接两个气锁阀的一端，两个气锁阀的另一端分别连接电磁阀A进气口和电磁阀C进气口(电磁阀A和电磁阀C共用一路气源)；电磁阀A出气口连接电磁阀C排气口；气源二后设有过滤减压阀，过滤减压阀后的气道分两路分别连接剩余两个气锁阀的一端，剩余两个气锁阀的另一端分别连接电磁阀B进气口和电磁阀D进气口；电磁阀B出气口连接电磁阀D排气口；电磁阀C出气口和电磁阀D出气口连接在一起作为整个气动控制装置的出气口；电磁阀A出气口和电磁阀C排气口的连接气道上引出一根气道，该气道连入电磁阀B出气口和电磁阀D排气口的连接气道，所述气动控制装置实现四个电磁阀的串并联冗余控制。

作为优选，电磁阀A和电磁阀B共用一路电源，电磁阀C和电磁阀D共用一路电源(显然四路都可独立配置气源、电源更为可靠)。

作为优选，电磁阀A出气口和电磁阀B出气口之间的连接气道上设有手动截止阀，电磁阀C出气口后的气道上设有手动截止阀，电磁阀D出气口后的气道上也设有手动截止阀。

作为优选，电磁阀C排气口之前的气道上设有压力表计；电磁阀D排气口之前的气道上设有压力表计；电磁阀C出气口之后的气道上设有压力表计，电磁阀D出气口之后的气道上也设有压力表计。

这种四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置的工作方法，具体包括以下步骤：

步骤1、在气动控制装置正常投入使用期间，气源一、气源二和电源都正常的情况下，执行步骤1.1至步骤1.2；

步骤1.1、当气动控制装置输出进气给执行机构时：电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C和电磁阀D同时得电；电磁阀A进气口接通电磁阀A出气口，电磁阀B进气口接通电磁阀B出气口，电磁阀C进气口接通电磁阀C出气口，电磁阀D进气口接通电磁阀D出气口；气源一经过电磁阀C进气口至电磁阀C出气口供气给执行机构，气源二经电磁阀D进气口至电磁阀D出气口供气给执行机构；此时电磁阀C排气口未接通电磁阀C出气口，电磁阀D排气口未接通电磁阀D出气口，电磁阀A和电磁阀B均处于备用状态；

步骤1.2、当控制装置控制执行机构向外排气时：电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C和电磁阀D同时失电；电磁阀A出气口接通电磁阀A排气口，电磁阀B出气口接通电磁阀B排气口，电磁阀C出气口接通电磁阀C排气口，电磁阀D出气口接通电磁阀D排气口；执行机构内的仪用气经过电磁阀C出气口至电磁阀C排气口，再经过电磁阀A出气口至电磁阀A排气口排出，执行机构内的仪用气还经过电磁阀D出气口至电磁阀D排气口，再经过电磁阀B出气口至电磁阀B排气口排出；

步骤2、当单个电磁阀故障或失电时，执行步骤2.1至步骤2.2，气动控制装置仍正常输出气源；

步骤2.1、若正常运行输出气源期间，电磁阀A和电磁阀B中的一个发生故障：假设电磁阀A发生故障，电磁阀A出气口接通电磁阀A排气口，由于电磁阀A出气口还接通电磁阀B出气口，则气源二经电磁阀B进气口至电磁阀B出气口后再经电磁阀A出气口至电磁阀A排气口与大气相通，气压降低导致电磁阀D前面的气锁阀动作隔离；而气源一仍通过电磁阀C供气给执行机构，保持正常输出气源；

步骤2.2、若正常运行输出气源期间，电磁阀C和电磁阀D中的一个发生故障：假设电磁阀C发生故障，电磁阀C出气口接通电磁阀C排气口，电磁阀C排气口接通电磁阀A出气口后接通电磁阀A排气口；电磁阀A和电磁阀B正常处于带电状态，气源一通过电磁阀A后再通过电磁阀C输出，气源二通过电磁阀B后再通过电磁阀C输出；

步骤3、当出现单路电源失电时，执行步骤3.1至步骤3.2也不会引起执行机构异常动作，气动控制装置仍正常控制执行机构；

步骤3.1、当电磁阀A和电磁阀B共用的那路电源失电时，电磁阀C和电磁阀D共用的那路电源仍带电，气源一经由电磁阀C进气口至电磁阀C出气口进入执行机构；气源二经由电磁阀D进气口至电磁阀D出气口进入执行机构；

步骤3.2、当电磁阀C和电磁阀D共用的那路电源失电时，电磁阀A和电磁阀B共用的那路电源仍带电，气源一经由电磁阀A进气口至电磁阀A出气口，再经过电磁阀C排气口至电磁阀C出气口进入执行机构；气源二经由电磁阀B进气口至电磁阀B出气口，再经由电磁阀D排气口至电磁阀D出气口进入执行机构。

本发明的有益效果是：本发明的目的在于克服现有单个电磁阀可靠性不高，不仅可避免单个电磁阀误动引起某个设备或系统停车事件的发生，而且可以降低电磁阀拒动概率，本发明提供了一种组合方便、工艺简单、回路可靠、可实现实施监测、在线试验等优点的一种电磁阀串并联冗余设计的控制装置。

附图说明

图1为串并联气动控制装置示意图；

图2为带有试验部分的串并联气动控制装置示意图；

附图标记说明：电磁阀A1、电磁阀B2、电磁阀C3、电磁阀D4、过滤减压阀5、气锁阀7、电磁阀A进气口8、电磁阀A出气口9、电磁阀A排气口10、电磁阀C进气口11、电磁阀C出气口12、电磁阀C排气口13、电磁阀B进气口14、电磁阀B排气口15、电磁阀B出气口16、电磁阀D进气口17、电磁阀D排气口18、电磁阀D出气口19、手动截止阀20、压力表计21、执行机构22。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

本发明提出了一种更为可靠的四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置，提高了设备运行的可靠性。

如图1所示，这种四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置，为对称结构，包括：电磁阀A1、电磁阀B2、电磁阀C3、电磁阀D4、四个气锁7、压力变送器、连接接头和连接管路；气源一后设有过滤减压阀5，过滤减压阀5后的气道分两路分别连接两个气锁阀7的一端，两个气锁阀7的另一端分别连接电磁阀A进气口8和电磁阀C进气口11(电磁阀A1和电磁阀C3共用一路气源)；电磁阀A出气口9连接电磁阀C排气口13；气源二后设有过滤减压阀5，过滤减压阀5后的气道分两路分别连接剩余两个气锁阀7的一端，剩余两个气锁阀7的另一端分别连接电磁阀B进气口14和电磁阀D进气口17；电磁阀B出气口16连接电磁阀D排气口18；电磁阀C出气口12和电磁阀D出气口19连接在一起作为整个气动控制装置的出气口；电磁阀A出气口9和电磁阀C排气口13的连接气道上引出一根气道，该气道连入电磁阀B出气口16和电磁阀D排气口18的连接气道。

四个电磁阀组成的串并联结构的气动控制装置的工作方法，具体为：

1)在气动控制装置正常投入使用期间，气源一、气源二和电源都正常的情况下：

当气动控制装置输出进气给执行机构22时：电磁阀A1、电磁阀B2、电磁阀C3和电磁阀D4同时得电；电磁阀A进气口8接通电磁阀A出气口9，电磁阀B进气口14接通电磁阀B出气口16，电磁阀C进气口11接通电磁阀C出气口12，电磁阀D进气口17接通电磁阀D出气口19；气源一经过电磁阀C进气口11至电磁阀C出气口12供气给执行机构22，气源二经电磁阀D进气口17至电磁阀D出气口19供气给执行机构22；此时电磁阀C排气口13未接通电磁阀C出气口12，电磁阀D排气口18未接通电磁阀D出气口19，电磁阀A1和电磁阀B2均处于备用状态；

当控制装置控制执行机构22向外排气时：电磁阀A1、电磁阀B2、电磁阀C3和电磁阀D4同时失电；电磁阀A出气口9接通电磁阀A排气口10，电磁阀B出气口16接通电磁阀B排气口15，电磁阀C出气口12接通电磁阀C排气口13，电磁阀D出气口19接通电磁阀D排气口18；执行机构22内的仪用气经过电磁阀C出气口12至电磁阀C排气口13，再经过电磁阀A出气口9至电磁阀A排气口10排出，执行机构22内的仪用气还经过电磁阀D出气口19至电磁阀D排气口18，再经过电磁阀B出气口16至电磁阀B排气口15排出；

2)当单个电磁阀故障或失电时：

若正常运行输出气源期间，电磁阀A1和电磁阀B2中的一个发生故障：假设电磁阀A1发生故障，电磁阀A出气口9接通电磁阀A排气口10，由于电磁阀A出气口9还接通电磁阀B出气口16，则气源二经电磁阀B进气口14至电磁阀B出气口16后再经电磁阀A出气口9至电磁阀A排气口10与大气相通，气压降低导致电磁阀D4前面的气锁阀7动作隔离；而气源一仍通过电磁阀C3供气给执行机构22，保持正常输出气源；

若正常运行输出气源期间，电磁阀C3和电磁阀D4中的一个发生故障：假设电磁阀C3发生故障，电磁阀C出气口12接通电磁阀C排气口13，电磁阀C排气口13接通电磁阀A出气口9后接通电磁阀A排气口10；电磁阀A1和电磁阀B2正常处于带电状态，气源一通过电磁阀A1后再通过电磁阀C3输出，气源二通过电磁阀B2后再通过电磁阀C3输出；气动控制装置仍正常输出气源；

3)当出现单路电源失电时，也不会引起执行机构异常动作，气动控制装置仍正常控制执行机构22；

当电磁阀A1和电磁阀B2共用的那路电源失电时，电磁阀C3和电磁阀D4共用的那路电源仍带电，气源一经由电磁阀C进气口11至电磁阀C出气口12进入执行机构22；气源二经由电磁阀D进气口17至电磁阀D出气口19进入执行机构22；

当电磁阀C3和电磁阀D4共用的那路电源失电时，电磁阀A1和电磁阀B2共用的那路电源仍带电，气源一经由电磁阀A进气口8至电磁阀A出气口9，再经过电磁阀C排气口13至电磁阀C出气口12进入执行机构22；气源二经由电磁阀B进气口14至电磁阀B出气口16，再经由电磁阀D排气口18至电磁阀D出气口19进入执行机构22。

如图2所示，电磁阀A出气口9和电磁阀B出气口16之间的连接气道上加装有手动截止阀20，电磁阀C出气口12后的气道上加装有手动截止阀20，电磁阀D出气口19后的气道上也加装有手动截止阀20。电磁阀C排气口13之前的气道上加装有压力表计21；电磁阀D排气口18之前的气道上加装有压力表计21；电磁阀C出气口12之后的气道上加装有压力表计21，电磁阀D出气口19之后的气道上也加装有压力表计21。实现在线电磁阀试验，检查相关电磁阀运行情况。

如需对电磁阀A1、电磁阀C3进行在线试验，可关闭手动截止阀V1、手动截止阀V2,保持手动截止阀V3处于打开状态，先进行电磁阀A1在线试验，观察压力表计P1变化情况，在保持电磁阀A1处于失电状态情况下再进行电磁阀C3在线试验，观察压力表计P2变化情况。依据同样的试验方法，关闭手动截止阀V1、手动截止阀V3,保持手动截止阀V2处于打开状态，可进行电磁阀B2、电磁阀D4在线试验。