一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，包括用于控制污氮進入分子篩流量的污氮進口閥，污氮進口閥連通分子篩的再生氣管道與污氮出冷箱，污氮進口閥上設置有流量計和閥門監(jiān)控器；再生氣管道上還并聯(lián)有空氣再生閥，空氣再生閥上設置有PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器，PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器均電連接至控制器；流量計和閥門監(jiān)控器分別電連接至控制器。通過在分子篩空氣再生閥上設置閥門定位器，并將閥門定位器連接至控制器，從而可以實現(xiàn)操作的全自動控制，保持分子篩空氣再生閥開關速度的穩(wěn)定，使得高壓氣流能夠以穩(wěn)步提升的速度進入，進而可以有效地降低高壓氣流對分子篩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的沖擊力，達到延長分子篩使用壽命和性能的目的。
【專利說明】
一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及自動控制技術領域，特別是涉及一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置。
【背景技術】
[0002]空分設備就是以空氣為原料，通過壓縮循環(huán)深度冷凍的方式將空氣變?yōu)橐簯B(tài)，再經(jīng)過精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備，目前，空分設備在空分、冶金、化工和紡織等領域有著廣泛的應用。其中，起著凈化空氣作用的分子篩吸附器無論在小型還是大型空分設備上都具有重要作用。
[0003]分子篩是指具有均勻的微孔，其孔徑與一般分子大小相當?shù)囊环N物質(zhì)。在空分設備中，分子篩系統(tǒng)是由顆?；蚍勰?gòu)成，用來吸附空氣中的水分、二氧化碳以及大部分碳氫化合物，分子篩對上述成分的吸附能力有限，當吸附達到近飽和狀態(tài)時，需對分子篩進行再生，即將干燥的污氮氣加熱，反流穿過分子篩吸附劑，帶走分子篩中吸附的成分，再由另一股常溫污氮氣冷卻，從而實現(xiàn)分子篩的再生。在空壓機開車后、且膨脹機未啟動前，由于分子篩吸附器內(nèi)沒有冷氣，只能用分子篩自身出來的空氣作為分子篩的再生氣，目前，通常是由操作人員直接打開切斷閥，高壓氣流直接進入分子篩內(nèi)，實現(xiàn)分子篩的再生。
[0004]然而，通過人工操作時，高壓氣流直接進入分子篩內(nèi)容易對分子篩系統(tǒng)造成較大的沖擊，破壞分子篩的結(jié)構(gòu)，從而降低分子篩的使用性能和壽命，同時，在關閉切斷閥時，由于不同人的操作速度不同，也容易對空壓機的運行情況造成很大的影響。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實施例中提供了一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，以解決現(xiàn)有技術中的分子篩空氣再生閥在導氣進入分子篩吸附器過程中因手動操作對分子篩造成巨大沖擊，破壞分子篩的結(jié)構(gòu)，降低分子篩使用性能和壽命的問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型實施例公開了如下技術方案:
[0007]—種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，包括:用于控制污氮進入分子篩流量的污氮進口閥，所述污氮進口閥連通分子篩的再生氣管道與污氮出冷箱，所述污氮進口閥上設置有流量計和閥門監(jiān)控器;所述再生氣管道上還并聯(lián)有空氣再生閥，所述空氣再生閥上設置有PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器，所述PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器均電連接至控制器；所述流量計和閥門監(jiān)控器分別電連接至所述控制器。
[0008]優(yōu)選地，所述污氮出冷箱上設置有壓強計，所述壓強計電連接至所述控制器，所述控制器上還電連接有數(shù)據(jù)寄存器。
[0009]優(yōu)選地，所述控制器為PLC控制器。
[0010]優(yōu)選地，所述閥門定位器為Samson3730-3閥門定位器。
[0011 ]由以上技術方案可見，本實用新型實施例提供的分子篩空氣再生閥的自動控制方法及裝置，通過在分子篩空氣再生閥上設置閥門定位器，將閥門定位器連接至控制器，并通過PID調(diào)節(jié)和控制器控制閥門定位器，從而可以實現(xiàn)分子篩空氣再生閥開關操作的全自動控制，保持分子篩空氣再生閥開關速度的穩(wěn)定，使得高壓氣流能夠以穩(wěn)步提升的速度進入，進而可以有效地降低高壓氣流對分子篩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的沖擊力，達到延長分子篩使用壽命和性能的目的。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例提供的一種分子篩空氣再生閥的自動控制方法的流程示意圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例提供的一種通過PID控制調(diào)節(jié)空氣再生閥開度的流程示意圖；
[0016]圖4為本實用新型實施例提供的一種通過閥門定位器控制空氣再生閥開度的流程示意圖；
[0017]圖5為本實用新型實施例提供的另一種通過閥門定位器控制空氣再生閥開度的流程不意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型中的技術方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。
[0019]如圖1所示，為本實用新型實施例提供的一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]本實用新型提供的分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，包括:用于控制污氮進入分子篩流量的污氮進口閥，污氮進口閥連通分子篩的再生氣管道與污氮出冷箱，污氮出冷箱上設置有流量計和閥門監(jiān)控器。
[0021]再生氣管道上還并聯(lián)有空氣再生閥，空氣再生閥上設置有PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器，其中，PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器均電連接至控制器。
[0022]流量計和閥門監(jiān)控器也分別電連接至控制器，通過控制器控制PID調(diào)節(jié)器或閥門定位器來調(diào)節(jié)空氣再生閥的開度。
[0023]作為本實用新型提供的一種優(yōu)選實施例，污氮出冷箱上還設置有壓強計，用于讀取污氮出冷箱內(nèi)的壓強，壓強計電連接至控制器。同時，控制器上還電連接有數(shù)據(jù)寄存器，從而可以讀取數(shù)據(jù)寄存器的專家經(jīng)驗庫中與污氮出冷箱的壓強相對應的空氣再生閥的開度，從而實現(xiàn)對空氣再生閥進行精確控制。
[0024]進一步的，控制器為PLC控制器，閥門定位器為Samson3730-3閥門定位器。
[0025]與本實用新型提供的分子篩空氣再生閥的自動控制裝置相對應的分子篩空氣再生閥的自動控制方法，如圖2所示。
[0026]參見圖2，為本實用新型實施例提供的一種分子篩空氣再生閥的自動控制方法的流程示意圖。
[0027]如圖2所示，本實用新型實施例提供的分子篩空氣再生閥的自動控制方法，包括以下步驟:
[0028]步驟S100，判斷污氮進入分子篩的污氮進口閥的開度是否為零。污氮進口閥連通分子篩的再生氣管道與污氮出冷箱，污氮進口閥用于控制污氮進入分子篩的流量大小，且污氮進口閥上設置有用于監(jiān)測污氮進口閥開度大小的閥門監(jiān)控器。
[0029]步驟S200，當污氮進口閥的開度為零時，通過PID控制調(diào)節(jié)空氣再生閥的開度。當閥門監(jiān)控器監(jiān)控到污氮進口閥的開度為零，即全關時，分子篩空氣再生閥的開度大小通過PID控制調(diào)節(jié)。
[0030]其中，步驟S200的具體調(diào)節(jié)過程如圖3所示，圖3為本實用新型實施例提供的一種通過PID控制調(diào)節(jié)空氣再生閥開度的流程示意圖。
[0031]步驟S201，當污氮進口閥的開度為零時，檢測污氮進入分子篩的流量。其中污氮進口閥上設置有用于檢測污氮進入分子篩流量的流量計，通過流量計檢測污氮進入分子篩的流量。
[0032]步驟S202，判斷流量是否大于預設流量值。如預設流量值可設置為20000m3/h，即判斷污氮進入分子篩的流量是否大于20000m3/h。
[0033]步驟S203，當流量大于預設流量值時，通過PID控制調(diào)節(jié)空氣再生閥的開度減小。即當污氮進入分子篩的流量大于20000m3/h時，通過PID控制減小空氣再生閥的開度，其中PID控制為本領域人員所熟知，在此不再詳細闡述。
[0034]步驟S204，當流量小于或等于預設流量值時，通過PID控制調(diào)節(jié)空氣再生閥的開度增大。即當污氮進入分子篩的流量小于或等于20000m3/h時，通過PID控制增大空氣再生閥的開度。
[0035]通過PID控制即可使得污氮進入分子篩的流量和空氣再生閥中再生氣進入分子篩的流量的總和保持在一定值，從而對分子篩進行再生。
[0036]步驟S300，當污氮進口閥的開度不為零時，判斷污氮進入分子篩的流量是否大于預設流量值且污氮進口閥的開度是否為100。即當污氮進口閥的不全關時，需要判斷污氮進入分子篩的流量是否大于預設流量值，同時判斷污氮進口閥是否全開。此處的預設流量值與上面的預設流量值為同一預設流量值，同時，以下所提到的預設流量值也均為同一預設流量值，以下不再贅述。
[0037]步驟S400，當污氮進入分子篩的流量大于預設流量值且污氮進口閥的開度是100時，通過閥門定位器控制空氣再生閥緩慢關閉、直至開度為零。當污氮進入分子篩的流量大于預設值，且污氮進口閥全開時，通過閥門定位器控制空氣再生閥緩慢關閉，直到空氣再生閥完全關閉。其中閥門定位器設置于空氣再生閥上，其受控制器控制，用以精確控制空氣再生閥的開度大小。
[0038]步驟S500，當污氮進入分子篩的流量小于或等于預設流量值或污氮進口閥的開度小于100時，通過閥門定位器控制空氣再生閥打開至與污氮出冷箱的壓強對應的預設開度、再通過閥門定位器控制空氣再生閥緩慢關閉、直至開度為零。當污氮進入分子篩的流量小于或等于預設流量值，或污氮進口閥不全開，或污氮進入分子篩的流量小于或等于預設流量值且污氮進口閥不全開時，需要通過閥門定位器控制空氣再生閥打開至與污氮出冷箱的壓強相對應的預設開度，然后再通過閥門定位器控制空氣再生閥緩慢關閉，直至空氣再生閥完全關閉。
[0039]其中步驟S500的具體調(diào)節(jié)過程如圖4所示，圖4為本實用新型實施例提供的一種通過閥門定位器控制空氣再生閥開度的流程示意圖。
[0040]步驟S510，接收檢測到的污氮出冷箱的壓強。其中，污氮出冷箱上設置有壓強計，用以檢測污氮出冷箱的壓強。
[0041]步驟S520，查詢數(shù)據(jù)寄存器中與壓強對應的空氣再生閥的預設開度數(shù)。其中，數(shù)據(jù)寄存器中儲存有靜態(tài)EXCEL格式的專家經(jīng)驗庫，控制器可通過程序自控從專家經(jīng)驗庫中查詢與污氮出冷箱的壓強相對應的空氣再生閥的預設開度數(shù)。如當壓強為IkPa時，空氣再生閥的開度為100;當壓強為3kPa時，空氣再生閥的開度為88;當壓強為5kPa時，空氣再生閥的開度數(shù)為76;當壓強為7kPa時，空氣再生閥的開度為65;當壓強為9kPa時，空氣再生閥的開度為55;當壓強為1kPa時，空氣再生閥的開度為45;當壓強為IlkPa時，空氣再生閥的開度為38;當壓強為12kPa時，空氣再生閥的開度為30;當壓強為13kPa時，空氣再生閥的開度為24;當壓強為15kPa時，空氣再生閥的開度為10;當壓強為17kPa時，空氣再生閥的開度為O。當然，此處只是列出一種空氣再生閥的開度隨污氮出冷箱壓強的變換關系，并不局限于此。
[0042]步驟S530，閥門定位器控制空氣再生閥緩慢調(diào)節(jié)至預設開度數(shù)。按照在數(shù)據(jù)經(jīng)驗庫中查詢到的空氣再生閥的預設開度數(shù)，閥門定位器將空氣再生閥緩慢調(diào)節(jié)至預設開度數(shù)。
[0043]步驟S540，當空氣再生閥緩慢調(diào)節(jié)至預設開度數(shù)時，通過閥門定位器控制空氣再生閥緩慢關閉、直至開度為零。閥門定位器將空氣再生閥調(diào)節(jié)至預設開度數(shù)后，再控制空氣再生閥緩慢關閉，直至空氣再生閥完全關閉。
[0044]其中步驟S540的具體調(diào)節(jié)過程如圖5所示，圖5為本實用新型實施例提供的另一種通過閥門定位器控制空氣再生閥開度的流程示意圖。
[0045]步驟S541，當空氣再生閥緩慢調(diào)節(jié)至預設開度數(shù)時，判斷污氮出冷箱的壓強是否大于預設壓強值。如預設壓強值為12kPa，即判斷污氮出冷箱的壓強值是否大于12kPa。
[0046]步驟S542，當污氮出冷箱的壓強大于預設壓強值時，通過閥門定位器控制空氣再生閥緩慢關閉、直至開度為零。當污氮出冷箱的壓強值大于12kPa后，再通過閥門定位器控制空氣再生閥緩慢關閉、直至空氣再生閥完全關閉。
[0047]通過以上過程，就可以運用自動化技術手段，采用全自動控制的方式解決分子篩空氣再生閥在導氣進分子篩吸附器過程中因手動操作對分子篩本身造成巨大沖擊力和對空壓機工況造成不穩(wěn)的問題。
[0048]由以上技術方案可見，本實用新型實施例提供的分子篩空氣再生閥的自動控制方法及裝置，通過在分子篩空氣再生閥上設置閥門定位器，將閥門定位器連接至控制器，并通過PID調(diào)節(jié)和控制器控制閥門定位器，從而可以實現(xiàn)分子篩空氣再生閥開關操作的全自動控制，保持分子篩空氣再生閥開關速度的穩(wěn)定，使得高壓氣流能夠以穩(wěn)步提升的速度進入，進而可以有效地降低高壓氣流對分子篩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的沖擊力，達到延長分子篩使用壽命和性能的目的。
[0049]本說明書中的兩個實施例采用遞進的方式描述，兩個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與另一個實施例的不同之處。尤其，對于裝置實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及方法實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。
[0050]需要說明的是，在本文中，諸如“第一”和“第二”等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0051]以上所述僅是本實用新型的【具體實施方式】，使本領域技術人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，其特征在于，包括: 用于控制污氮進入分子篩流量的污氮進口閥，所述污氮進口閥連通分子篩的再生氣管道與污氮出冷箱，所述污氮進口閥上設置有流量計和閥門監(jiān)控器； 所述再生氣管道上還并聯(lián)有空氣再生閥，所述空氣再生閥上設置有PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器，所述PID調(diào)節(jié)器和閥門定位器均電連接至控制器； 所述流量計和閥門監(jiān)控器分別電連接至所述控制器。2.根據(jù)權利要求1所述的分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，其特征在于，所述污氮出冷箱上設置有壓強計，所述壓強計電連接至所述控制器，所述控制器上還電連接有數(shù)據(jù)寄存器。3.根據(jù)權利要求1所述的分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，其特征在于，所述控制器為PLC控制器。4.根據(jù)權利要求1所述的分子篩空氣再生閥的自動控制裝置，其特征在于，所述閥門定位器為Samson3730-3閥門定位器。
【文檔編號】B01D53/02GK205586730SQ201620347693
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】吳曉峰, 趙金鳳, 沙峰, 陳春橋, 馬春霞, 趙云, 邢紋娜, 王輝, 向兆永, 岳忠, 吳秀芹, 張燕, 袁蓉, 李志剛, 張紀康, 王利昌, 戴軍, 李紅, 肖風英
【申請人】萊蕪鋼鐵集團電子有限公司