PLC控制重锤式液控止回蝶阀结构的改进.pdf

文章编号 100225855 2007 0620006202 作者简介宋激扬1971 - ,男,辽宁铁岭人,工程师,从事阀门新产品设计与开发工作。 PLC控制重锤式液控止回蝶阀结构的改进 宋激扬 铁岭阀门有限公司,辽宁 铁岭112000 摘要 分析了新型重锤式液控止回蝶阀的技术特点,论述了液控系统的工作原理,给出了电 控装置的配置方法。 关键词 液控止回蝶阀;水锤;快关;慢关 中图分类号 TH134 文献标识码 A The improvement of the design on heavy2weighted hammer type check butterfly valve controlled by hydraulic pressure SONGJi2yang Tieling Valve Co. , Ltd , Tieling 112000 , China Abstract This text introduces the characteristic of the new heavy2weighted hammer check butterfly valve controlled by hydraulic pressure. Key words hydraulic control check butterfly valve ; water hammer ; quickly close ; slowly close 1 概述 在水利水电行业,液控止回蝶阀作为保护水泵 机组和水轮机组安全运行的阀门已得到广泛应用。 液控止回蝶阀产品也日趋完善,应用于大规模输水 工程的无人看管泵站的新型PLC控制重锤式液控 止回蝶阀,是在现有产品的基础上做了较大改进, 使整机结构更加紧凑,联网控制功能更加完善,现 场调试工作更加简单方便。 2 分析 现有重锤式液控止回蝶阀的液压系统是依据常 规液压元件的工作性能设计的,液压元件之间接管 多,漏点多,油阻大,液压站整体体积庞大。同 时,电气系统的设计不利于大规模输水工程根据使 用情况灵活改变系统工况。因此,在设计新型 PLC控制重锤式液控止回蝶阀图 1 时,重新设 计了液压系统和电气系统,使二者的统一协调性能 更加完善,更加适合大规模水利系统的工作环境。 3 改进 311 结构特点 蝶阀用于常温水系统,口径较大,所以蝶板设 计成双平板桁架结构,流通面积大,刚性好,流阻 低,在较大的压力变化下,也能够满足工况的密封 要求。密封副根据水介质的杂质含量选用常规软密 封或高性能金属密封,由于蝶阀的工作性质,要求 其比普通工况条件下使用的蝶阀刚度更好。 11 电控箱 21 液压站 31 重锤 41 蝶板 图1 重锤式液控止回蝶阀 312 液压系统 以蝶阀应用于水泵系统为例。当水泵停机时, 为避免介质倒流造成水泵转子反向转动超过水泵允 6 阀 门 2007年第6期 许的最高转数,导致机组飞逸,蝶阀在快关阶段关 闭角度较大,使介质反向流动速度在阀门流阻作用 下不会升得过高,保护机组安全,在慢关阶段完成 关闭动作,防止水锤的形成,保护管路系统的安 全。考虑到设计与实际使用工况的差异,适当加大 了液压系统快慢关角度和时间的调节范围图2 , 并采用集成液压块,将泄漏点减到最少,杜绝了液 控蝶阀的跑、冒、滴、漏问题。 图2 液压工作原理 313 电气系统 电气控制采用施奈得Schneider可编程序控 制器PLC模拟量模块、FDPS开关稳压电源、 MSC106 - 43讯号处理器和不间断电源UPS等部 件,确保在无人看管泵站出现故障时蝶阀能够正常 工作,保障工作系统安全。 可编程控制器PLC模拟量模块是电气系统的 中心部件,该控制器可使用多种通用编写程序编 写,并可反复修改和调整,通过输入的控制程序控 制蝶阀的动作顺序,可最大限度满足用户的操作要 求。设有的多处调节点,可根据现场实际情况修改 开启和关闭设定程序,保证蝶阀能够自动按设定的 时间及角度开启和快、慢两阶段关闭。控制程序带 有锁定程序,使用过程中只有输入密码,才能进行 参数变动,避免了非工作人员的误操作,进一步保 证了工作系统的安全。 不间断电源UPS置于电控箱内,停电时自动 切换电源。保证停电时阀门也能完成正常的关闭动 作,保证系统安全。 4 结语 PLC控制重锤式液控止回蝶阀的液压原理先 进,液压元件确保液压站的零泄漏,使整机运行安 全可靠。电气系统防护等级达到了IP67以上,在 极端潮湿情况下也不会产生误动作,最大限度地保 证了人员的安全和系统运行的可靠。由于整机的谐 调性好,电液控制系统功能齐全,既可作为单机系 统独立控制运行,也可通过备用接点与中央计算机 联网,与水泵、水轮机等管道设备实现联动操作。 参考文献 〔1〕 杨源泉 1 阀门设计手册 〔M〕1 北京机械工业出版社, 19921 〔2〕 徐灏 1 机械设计手册 〔M〕1 北京机械工业出版社, 19921 收稿日期 20071051 18 上接第3页 首次试验是将填料压紧在模拟的填料函内,放 入热处理炉中加热到816℃ 后保温48h取出,原来 灰黑色的填料变得灰黄,轻碰即碎,显然填料已经 失效,但又不象氧化失效。经分析确认,常规填料 因为要防止Cr13材料的阀杆产生点腐蚀需填加缓 蚀剂,是缓蚀剂导致了填料在高温下失效。考虑到 lnconel X - 750阀杆材料不存在点腐蚀倾向,所以 填料内可以不加缓蚀剂。将不含缓蚀剂的填料压紧 在模拟的填料函内,经加热至816℃并保温48h 后,灰黑色填料没有变色,填料的弹性也没变化, 只是跟空气接触部分有明显的氧化现象。为了改进 柔性石墨的高温性能,将不含缓蚀剂的柔性石墨与 高温抗氧化板制成的填料压紧在模拟的填料函内, 经加热至816℃ 并保温48 h后,灰黑色的填料没有 变色,填料的弹性也没变化,跟空气接触部分有少 许氧化现象。由此初步证实了处于压紧密封状态的 填料使用温度可达816℃ 的可靠性。经过多次试验 改进制成了超高温柔性石墨填料。 5 结语 大口径超高温蝶阀的研制成功,主要解决了阀 体主体材料的选用、蝶阀密封副结构及阀杆密封结 构的设计等问题,并通过试验选取了超高温填料, 为石化行业催化裂化装置系统用阀门的设计和制造 取得了经验。 参考文献 〔1〕 ASME B16134 - 2004 ,法兰、螺纹和焊连接的阀门[S]. 〔2〕 杨源泉.阀门设计手册[ M ].北京机械工业出版社, 1992. 〔3〕 世界钢号手册[M].北京机械工业出版社, 1985. 〔4〕 师昌绪,钟群鹏,李成功.中国材料工程大典[M].北京 化学工业出版社, 1999. 收稿日期 20071091 07 72007年第6期 阀 门