專利名稱：高壓水射流多路切換控制方法和多工位自動(dòng)清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了高壓水射流多路切換控制方法和高壓水射流多工位自動(dòng)清洗裝置，屬于工業(yè)設(shè)備高壓水射流作業(yè)、清洗技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓水射流清洗技術(shù)已在工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用，其主要使用方式為人工單工位操作或多工位同時(shí)操作。對(duì)于50MPa-100MPa壓力范圍及以上的超高壓水射流清洗、作業(yè)，實(shí)現(xiàn)多條支路間的自動(dòng)通斷切換，從而實(shí)現(xiàn)程序控制，相當(dāng)困難。原因是在高壓水泵不停止工作的情況下實(shí)現(xiàn)多個(gè)高壓水支路之間的通斷切換，對(duì)于工作在高壓下的高壓水泵和控制閥門受到高壓沖擊，會(huì)造成系統(tǒng)的損傷。此外，北方應(yīng)用高壓水射流作業(yè)的用戶，冬季工作介質(zhì)的結(jié)冰問題，也制約著設(shè)備的正常使用。以上問題都一直沒有一個(gè)很好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)已有技術(shù)的不足，提供一種可以在高壓水泵不停止工作的前提下，多個(gè)高壓水支路之間實(shí)現(xiàn)通斷切換的高壓水射流多路切換控制方法和高壓水射流多工位自動(dòng)清洗裝置。
本發(fā)明的技術(shù)特征是通過電控溢流閥、電控截止閥的相互配合動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)各支路之間的自動(dòng)通斷切換。電控截止閥每次動(dòng)作前，增加卸載環(huán)節(jié)，即將電控溢流閥置于溢流狀態(tài)，這樣使電控截止閥在低壓下動(dòng)作，可以很好的對(duì)電控截止閥和整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防高壓沖擊保護(hù)，提高設(shè)備的使用壽命。壓力變送器可以將系統(tǒng)的輸出壓力傳送給程序控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)系統(tǒng)的超壓等故障實(shí)施保護(hù)。
此外，針對(duì)北方應(yīng)用高壓水射流作業(yè)的用戶，冬季水介質(zhì)結(jié)冰使設(shè)備不能正常使用的問題，利用電控溢流閥溢流口關(guān)閉可以耐受高壓，自由狀態(tài)可以反向開啟的特性，將壓縮空氣經(jīng)過低壓電磁截止閥引入該溢流口，通過各條支路上的電控截止閥的開閉，通入壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)支路內(nèi)剩余存水的排空，從而避免冬季高壓水管路的結(jié)冰問題。將PLC編程等控制系統(tǒng)引入該裝置，以上動(dòng)作均可實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)控制。
綜上所述，一種可以在高壓水泵不停止工作的前提下，多個(gè)高壓水支路之間實(shí)現(xiàn)通斷切換的高壓水射流多路切換控制方法，其特征是多路切換時(shí)，先打開連接高壓水泵出口與各支路截止閥之間的電控溢流閥，泄放掉高壓水泵出口管路的壓力，然后關(guān)閉和開啟與高壓水泵出口管路相連的各相應(yīng)電控截止閥，再關(guān)閉接入高壓水泵出口與各支路截止閥之間的的電控溢流閥，恢復(fù)系統(tǒng)內(nèi)的正常工作壓力，實(shí)現(xiàn)多路高壓水射流之間的切換。
避免冬季高壓水管路結(jié)冰的方法是將壓縮空氣管經(jīng)過低壓電磁截止閥連接溢流閥的溢流口，使壓縮空氣引入高壓管路，同時(shí)利用低壓電磁截止閥與溢流水回路隔離，再經(jīng)過各條支路上的電控截止閥分別到達(dá)相應(yīng)支路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)的剩余存水的排空吹干，避免高壓水管路低溫結(jié)冰。
本發(fā)明所述的高壓水射流多工位自動(dòng)清洗裝置，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)多條高壓水支路之間的自動(dòng)通斷切換的清洗裝置，由集成于一個(gè)箱體內(nèi)依次連接構(gòu)成高壓供水系統(tǒng)的高壓水泵、高壓多通閥塊、壓力變送器、電控溢流閥、電控截止閥以及相應(yīng)的高壓管路和執(zhí)行部件構(gòu)成，其特征是高壓水泵輸出管路與高壓多通閥塊之間的管路中串接了一個(gè)可以泄放掉該管路中工作介質(zhì)壓力的電控溢流閥。
能夠?qū)崿F(xiàn)多條高壓水支路的自動(dòng)排空裝置，其特征是電控溢流閥的溢流口管路接入三通接頭，三通接頭一個(gè)接口連接低壓電磁截止閥與壓縮空氣管道相連通；另一個(gè)接口連接低壓電磁截止閥與回水管路相連通。
其中高壓水泵提供高壓水源，它的參數(shù)根據(jù)使用要求選擇，電控溢流閥、電控截止閥都具有很好的耐高壓性能。工作時(shí)，電控截止閥每次動(dòng)作前，電控溢流閥打開，將高壓水泵輸出的高壓水泄放回水箱里，此時(shí)再關(guān)閉和開啟控制各工作高壓水路通斷的電控截止閥，實(shí)現(xiàn)多路高壓水射流的切換。從而完成了多路切換，避免了高壓水泵的頻繁啟閉。
本發(fā)明解決了北方冬季使用環(huán)境溫度在冰點(diǎn)以下結(jié)冰的問題，利用水路自動(dòng)排水吹干功能。此功能的前提條件是清洗完畢，高壓水泵已經(jīng)停止。其具體結(jié)構(gòu)是在電控溢流閥的溢流管路中接入三通接頭，通過連接低壓電磁閥分別與水箱和壓縮空氣源相連接。打開壓縮空氣源的低壓電磁閥，同時(shí)關(guān)閉通向水箱的低壓電磁閥，此時(shí)壓縮空氣源與高壓水路連通，與高壓水泵和水箱裝置隔離，分別控制各水路支路的相應(yīng)電控截止閥得電打開，即可使壓縮空氣通過，將相應(yīng)水路內(nèi)的余水排出并吹干。如此即可防止管路和設(shè)備的冬季結(jié)冰問題。以上動(dòng)作也可以由手動(dòng)控制完成。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多條高壓水支路之間的自動(dòng)通斷切換，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，功能完備，性能穩(wěn)定，控制可靠，適用壓力范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。利用電控元件與微處理器相連接，組成自動(dòng)控制系統(tǒng)。能很好的將高壓水射流自動(dòng)分配到各個(gè)工位，以實(shí)現(xiàn)智能化高壓水射流作業(yè)。因而，具有很好的推廣使用價(jià)值。主要應(yīng)用于焦化、冶金、化工、礦山等需要實(shí)現(xiàn)高壓水射流多工位自動(dòng)清洗、自動(dòng)作業(yè)的領(lǐng)域，如焦?fàn)t爐門的高壓水射流清洗。


附圖1為高壓水射流多工位自動(dòng)清洗裝置總圖。
附圖2為高壓水射流多工位自動(dòng)清洗裝置集成高壓水泵機(jī)組。
附圖3為高壓水射流多工位自動(dòng)清洗裝置原理圖。
附圖4為電控截止閥結(jié)構(gòu)圖。
附圖5為電控溢流閥結(jié)構(gòu)圖。
附圖6、7為高壓水管余水吹干流程圖，分別是手動(dòng)控制和自動(dòng)程序控制。
附圖8為高壓水射流多工位自動(dòng)清洗流程圖。
附圖是以3個(gè)工位、3條高壓水支路配置的。圖中1-進(jìn)水過濾器、2-水箱裝置、3-出水過濾器、4-高壓水泵機(jī)組、5-高壓管路、6-執(zhí)行部件(如高壓旋轉(zhuǎn)噴槍、各類噴嘴)、7-箱體、8-高壓水泵、9-低壓電磁截止閥、10-低壓電磁截止閥、11-空氣過濾器、12-單向閥、13-電控溢流閥、14-高壓軟管、15-壓力變送器、16-高壓多通閥塊、17-防震器、18-電控截止閥(包括18a、18b、18c分別對(duì)應(yīng)支路1、2、3)、19-驅(qū)動(dòng)氣壓缸、20-電磁換向閥、21-空氣濾清器、22-高壓截止閥閥體、23-支架、24-高壓水出水口、25-高壓水進(jìn)水口、26-驅(qū)動(dòng)氣壓缸、27-電磁換向閥、28-空氣濾清器、29-高壓溢流閥閥體、30-高壓水進(jìn)水口、31-支架、32-溢流口、33-高壓水出水口。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例是以3個(gè)工位、3條高壓水支路為例說明的，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)具體情況增減其相關(guān)部件的配制和各控制流程環(huán)節(jié)。
一種能夠?qū)崿F(xiàn)多條高壓水支路之間的自動(dòng)通斷切換的多工位自動(dòng)清洗裝置，由集成于一個(gè)箱體7內(nèi)依次連接構(gòu)成高壓供水系統(tǒng)的高壓水泵8、高壓多通閥塊16、壓力變送器15、電控溢流閥13、電控截止閥18以及相應(yīng)的高壓管路和執(zhí)行部件6構(gòu)成。其特征是高壓水泵8輸出管路與高壓多通閥塊16之間的管路中串接了一個(gè)可以泄放掉該管路中工作介質(zhì)壓力的電控溢流閥13與高壓供水系統(tǒng)構(gòu)成控制回路。
電控溢流閥13的溢流口管路接入低壓電磁截止閥9與回水管路相連通。能夠?qū)崿F(xiàn)多條高壓水支路的自動(dòng)排空裝置，其特征是電控溢流閥13的溢流口管路中接入三通接頭，三通接頭一個(gè)接口連接低壓電磁截止閥10與壓縮空氣管道相連接，另一個(gè)接口連接低壓電磁截止閥9與水箱裝置2相連接。
實(shí)施例中的電控截止閥18、電控溢流閥13是采用了電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)的高壓閥，所以閥本身與壓縮空氣管路構(gòu)成控制回路。
具體結(jié)構(gòu)主要由進(jìn)水過濾器1、水箱裝置2、出水過濾器3、高壓水泵機(jī)組4、高壓管路5、執(zhí)行部件(如高壓旋轉(zhuǎn)噴槍、各類噴嘴)6構(gòu)成(參照附圖1)。其中高壓水泵機(jī)組4的構(gòu)成部件有箱體7、高壓水泵8、低壓電磁截止閥9、低壓電磁截止閥10、空氣過濾器11、單向閥12、電控溢流閥13、高壓軟管14、壓力變送器15、高壓多通閥塊16、電控截止閥18(包括18a、18b、18c…分別對(duì)應(yīng)支路1、2、3…)、及相關(guān)管路附件等構(gòu)成(參照附圖2)。此外與其配套的外圍設(shè)備還有空氣壓縮機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等。其中的高壓水泵8提供高壓水源，它的參數(shù)根據(jù)使用要求選擇。電控溢流閥13、電控截止閥18的閥體都具有很好的耐高壓性能，并可以由電磁換向閥控制壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣壓缸帶動(dòng)閥體動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)控制。
先結(jié)合附圖4、5對(duì)該裝置所涉及的的主要控制部件電控截止閥(18a、18b、18c)和電控溢流閥13的構(gòu)造、原理說明一下。
如圖4所示，電控截止閥由驅(qū)動(dòng)氣壓缸19、電磁換向閥20、空氣濾清器21、高壓截止閥閥體22、支架23等組成。它主要有一個(gè)高壓水進(jìn)水口25，一個(gè)高壓水出水口24，作用是控制各個(gè)高壓水支路的通斷，它是一個(gè)常閉型的閥門，當(dāng)需要某個(gè)高壓水支路導(dǎo)通時(shí)，程序可以控制相應(yīng)電控截止閥的電磁換向閥20得電換向，壓縮空氣將進(jìn)入氣壓缸19，氣壓缸19動(dòng)作驅(qū)動(dòng)高壓截止閥閥體22，使截止閥開啟，此時(shí)該高壓水支路即導(dǎo)通。當(dāng)需要該高壓水支路截止時(shí)，程序可以控制相應(yīng)電控截止閥失電復(fù)位，使截止閥關(guān)閉，此時(shí)該高壓水支路即截止。
如圖5所示，電控溢流閥由驅(qū)動(dòng)氣壓缸26、電磁換向閥27、空氣濾清器28、高壓溢流閥閥體29、支架31等組成。它主要有一個(gè)高壓水進(jìn)水口30，一個(gè)高壓水出水口33和一個(gè)溢流口32，作用是高壓水泵剛啟動(dòng)時(shí)，可以使水泵出水口的水流通過該閥的溢流口32流回水箱裝置2，當(dāng)相應(yīng)的電控截止閥(18a、18b、18c)得電打開后，程序可以控制電磁換向閥27得電換向，壓縮空氣將進(jìn)入氣壓缸26，氣壓缸26動(dòng)作驅(qū)動(dòng)高壓溢流閥閥體29，使溢流口32關(guān)閉，此時(shí)水泵出水口的水流將全部通過該閥的出水口33，再通過打開的電控截止閥進(jìn)入工作水路，一直到達(dá)噴槍等執(zhí)行部件6。此時(shí)電控溢流閥起到的是高壓泵加載的作用。此外，當(dāng)高壓水各支路之間需要自動(dòng)通斷切換時(shí)，為減少高壓對(duì)電控截止閥的直接沖擊，可以在電控截止閥每次動(dòng)作前，先將電控溢流閥的溢流口32打開卸載，使電控截止閥在低壓下動(dòng)作，即可以增加其使用壽命。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作以下詳細(xì)地說明。
如附圖1、2、3所示，電控溢流閥13為常開型，電控截止閥(18a、18b、18c)為常閉型，水箱裝置2設(shè)有進(jìn)水過濾器1、出水過濾器3，開啟高壓水泵8，水經(jīng)過過濾進(jìn)入高壓水泵8被增壓，然后高壓水經(jīng)高壓軟管14進(jìn)入電控溢流閥13(此時(shí)為溢流狀態(tài))，再經(jīng)溢流口32流回水箱2，此時(shí)高壓水為低壓循環(huán)狀態(tài)。當(dāng)工位1需要作業(yè)時(shí)，電控截止閥18a先得電打開，電控溢流閥13再得電關(guān)閉溢流口，此時(shí)高壓水支路1導(dǎo)通，可以進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)。當(dāng)工位1作業(yè)結(jié)束，工位2需要作業(yè)時(shí)，常規(guī)動(dòng)作方法是電控截止閥18b得電打開，電控截止閥18a失電關(guān)閉，此時(shí)高壓水支路2導(dǎo)通，可以進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)。為了更好的對(duì)電控截止閥和整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防高壓沖擊保護(hù)，在電控截止閥動(dòng)作前，先讓電控溢流閥13失電打開溢流口卸載，等電控截止閥動(dòng)作完成后，再讓電控溢流閥13得電關(guān)閉溢流口加載，這樣就可以使各個(gè)電控截止閥的動(dòng)作都在低壓狀態(tài)下完成，即達(dá)到對(duì)它們的保護(hù)作用。同理，對(duì)于其中各支路的通斷選擇均可參照以上過程執(zhí)行。如果需要多條支路同時(shí)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，則可使相應(yīng)各支路的電控截止閥(18a、18b、18c)同時(shí)動(dòng)作即可。因?yàn)楦鱾€(gè)閥的動(dòng)作都是在很短時(shí)間內(nèi)完成的，所以如果需要各個(gè)支路單獨(dú)自由通斷，它們之間也基本不存在干擾性；并且可以對(duì)系統(tǒng)增加保壓環(huán)節(jié)使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。以上動(dòng)作過程可以參照附圖8。
如附圖2、3、7所示，當(dāng)北方冬季使用時(shí)的環(huán)境溫度在冰點(diǎn)以下時(shí)，可以利用本發(fā)明的水路自動(dòng)排水吹干功能。此功能的前提條件是清洗完畢，高壓水泵8已經(jīng)停止。此時(shí)氣源對(duì)“吹干”氣路供氣，打開低壓電磁閥10，同時(shí)低壓電磁閥9得電關(guān)閉，這樣可以使氣路引入水路，同時(shí)與高壓水泵8和水箱裝置2隔離(高壓水泵8的出水口是單向的)，然后分別使1、2、3…各水路支路的相應(yīng)電控截止閥(18a、18b、18c…)得電打開，即可使壓縮空氣導(dǎo)通，分別將各水路內(nèi)的余水排出并吹干。如此即可防止管路和設(shè)備的冬季結(jié)冰問題。以上動(dòng)作也可以由手動(dòng)控制完成，動(dòng)作流程見附圖6。
本發(fā)明中除外圍設(shè)備的各個(gè)主要部件均集成于一個(gè)箱體7內(nèi)，見附圖2，結(jié)構(gòu)合理緊湊，便于安裝使用；高壓水泵8與底座間安裝防震器17，使設(shè)備的震動(dòng)和噪音情況得到了很大的改善。對(duì)于此發(fā)明所涉及的控制方法和裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，功能完備，性能穩(wěn)定，控制可靠，適用壓力范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。所以具有很好的推廣使用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種可以在高壓水泵不停止工作的前提下，多個(gè)高壓水支路之間實(shí)現(xiàn)通斷切換的高壓水射流多路切換控制方法，其特征是多路切換時(shí)，先打開連接高壓水泵出口與各支路截止閥之間的電控溢流閥，泄放掉高壓水泵出口管路的壓力，然后關(guān)閉和開啟與高壓水泵出口管路相連的各相應(yīng)電控截止閥，再關(guān)閉接入高壓水泵出口與各支路截止閥之間的電控溢流閥，恢復(fù)系統(tǒng)內(nèi)的正常工作壓力，實(shí)現(xiàn)多路高壓水射流之間的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以在高壓水泵不停止工作的前提下，多個(gè)高壓水支路之間實(shí)現(xiàn)通斷切換的高壓水射流多路切換控制方法，其特征是將壓縮空氣管經(jīng)過低壓電磁截止閥連接溢流閥的溢流口，使壓縮空氣引入高壓管路，同時(shí)利用低壓電磁截止閥與溢流水回路隔離，再經(jīng)過各條支路上的電控截止閥分別到達(dá)相應(yīng)支路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)的剩余存水的排空吹干，避免高壓水管路低溫結(jié)冰。
3.一種能夠?qū)崿F(xiàn)多條高壓水支路之間的自動(dòng)通斷切換的多工位自動(dòng)清洗裝置，由集成于一個(gè)箱體(7)內(nèi)依次連接構(gòu)成高壓供水系統(tǒng)的高壓水泵(8)、高壓多通閥塊(16)、壓力變送器(15)、電控溢流閥(13)、電控截止閥(18)以及相應(yīng)的高壓管路和執(zhí)行部件(6)構(gòu)成，其特征是高壓水泵(8)輸出管路與高壓多通閥塊(16)之間的管路中串接了一個(gè)可以泄放掉該管路中工作介質(zhì)壓力的電控溢流閥(13)與高壓供水系統(tǒng)構(gòu)成控制回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多工位自動(dòng)清洗裝置，其特征是電控溢流閥(13)的溢流口管路接入三通接頭，三通接頭再分別連接低壓電磁截止閥(10)與壓縮空氣管道相連通；連接低壓電磁截止閥(9)與回水管路相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多工位自動(dòng)清洗裝置，其特征是電控截止閥(18)、電控溢流閥(13)是采用了電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)的閥，閥體本身與壓縮空氣管路構(gòu)成控制回路。
全文摘要
本發(fā)明公開了高壓水射流多路切換控制方法和高壓水射流多工位自動(dòng)清洗裝置。其特征是高壓水泵輸出管路與高壓多通閥塊之間的管路中串接了可以泄放掉該管路中壓力的電控溢流閥。在高壓水泵不必停止工作的條件下，通過電控溢流閥、電控截止閥的相互配合動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)各支路之間的自動(dòng)通斷切換。電控截止閥每次動(dòng)作前增加卸載環(huán)節(jié)，即電控溢流閥要先回到溢流狀態(tài)，使電控截止閥在低壓下動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)防高壓沖擊保護(hù)，提高設(shè)備的使用壽命。具有結(jié)構(gòu)簡單，功能完備，性能穩(wěn)定，控制可靠，適用壓力范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。具有很好的推廣使用價(jià)值。主要應(yīng)用于焦化、冶金、化工、礦山等領(lǐng)域的高壓水射流清洗、作業(yè)。
文檔編號(hào)B08B3/02GK1943887SQ20061004493
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者郭學(xué)武, 王濤, 孔令彬, 趙鳳岐, 劉慶玉, 馬受錦, 叢衛(wèi)軍, 王愛倫, 姜黎輝, 唐聚成, 蘇循高, 王利東 申請(qǐng)人:濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司機(jī)械設(shè)備制造廠