專利名稱：一種遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械電氣控制，特別涉及一種遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)。
背景技術：
氣體保壓和充放氣的自動化控制是一個古老而又不斷更新的課題，隨著自動控制和計算機技術迅猛發(fā)展，給氣體保壓控制和自動充放氣技術帶來了深刻的影響。精密氣壓的產生與控制技術應用已越來越廣泛，特別在液壓和氣動精細設備的應用，對氣壓控制穩(wěn)定性和控制速度提出了越來越高的要求。目前，現(xiàn)代工業(yè)生產日益復雜化，為滿足生產條件和產品精密、速度的要求必須不斷改進系統(tǒng)控制的方式方法，向更加快捷、高效、準確、實時以及遠程控制的方向發(fā)展。氣體控制是利用各種控制元件(各種閥、缸等)和控制器，組成控制回路，以進行自動控制。而目前一般常用的氣動設備的保壓和充放氣控制是通過復雜的組合閥組或現(xiàn)場簡單閥門的手動調節(jié)啟閉實現(xiàn)，或通過遠程控制電動閥來啟閉閥門實現(xiàn)，這樣很難在現(xiàn)場應用需要時及時實現(xiàn)啟閉響應迅速的要求。目前采用先進的計算機精確控制的自動化控制壓力和充放氣系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由PC104VDX6354微電腦和步進電機實現(xiàn)控制功能，基于VC++和Matlab混合編程，由PC機根據(jù)精密數(shù)字壓力表實時傳輸來的數(shù)據(jù)建立氣壓預測模型，閉環(huán)控制步進電機，調節(jié)精密閥門的啟閉和開啟度，從而確保工作氣體的高精度注入和排放。然而這一控制系統(tǒng)由于其成本高，實施復雜，適應于精確度較高要求的場合應用，而對于一般通用氣體設備場合的應用難于推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)，可以提高現(xiàn)場氣體設備的遠程充放氣壓力控制、保壓控制和設備故障的快速處理響應速度，還可降低整個控制系統(tǒng)的成本，使氣體充排氣、保壓遠程控制經(jīng)濟化、簡單化，普及化。為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)，設置于用戶氣體容器與氣源之間；其包括，組合充排氣閥，包括，閥體，其內設第一 第三通道及相應的第一 第三氣體接口 ；其中，第一通道位于閥體上部，軸向貫通閥體上部，該通道中部內壁環(huán)設凸筋，第一通道一側端口封閉，另一端口為第一氣體接口 ；第二通道，平行設置于第一通道下方，其一端開口，成為第三氣體接口，第三氣體接口通過管道接用戶氣體容器；第三通道，垂直貫穿于第一、第二通道，并徑向貫通閥體，第三通道的上端口為第二氣體接口 ；第三通道內壁、與第一、第二通道貫通處之間還設兩個旁通道，該兩個旁通道的另一端連通于第二通道；第一單作用氣閥組件，設置于閥體第一通道內，包括支撐并帽、第一閥芯、復位彈簧和固定并帽；所述的支撐并帽設置于閥體第一通道內一側端口，將其封閉，閥體第一通道的另一側端口為第一氣體接口 ；支撐并帽內側面設計有中心孔道和一個與中心孔道平行、底部與中心孔道相通的偏孔道；第一閥芯包括底板及其上的閥桿，閥桿桿身中部設一錐臺，錐臺底面抵靠第一通道中部內壁的凸筋；復位彈簧套設于第一閥芯錐臺與底板之間的桿身；固定并帽固定于閥體第一通道內另一側端，固定并帽設與閥體第一氣體接口相通的中心通孔；第二單作用氣閥組件，設置于閥體第三通道內，包括第二閥芯、復位彈簧和固定并帽；固定并帽固定于閥體第三通道的下端口 ；第二閥芯包括閥桿及閥桿頭，該閥桿頭端面為與第一閥芯錐臺匹配的錐面；閥桿桿身設固定環(huán)，復位彈簧套設于閥桿上，閥桿尾端于固定并帽，復位彈簧兩端分別抵靠固定環(huán)和固定并帽；單電控二位五通電磁閥，設置于氣源管路中，其設一個接氣源的第一端口，另設第二、第四端口分別通過管道連接所述組合充排氣閥的第一、第二氣體接口 ；控制接觸器，其常開觸點串接單電控二位五通電磁閥的電磁線圈并接電源；控制接觸器的繼電器線圈串接一常開型按鍵開關并接電源。進一步，所述的氣源管路中還設有控制閥、過濾器、調壓閥。又，所述單電控二位五通電磁閥第四端口與所述組合充排氣閥的第二氣體接口之間的管道上設壓力表。本發(fā)明的用于遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)的組合充排氣閥，其包括，閥體，其內設第一 第三通道及相應的第一 第三氣體接口 ；其中，第一通道位于閥體上部，軸向貫通閥體上部，該通道中部內壁環(huán)設凸筋，第一通道一側端口封閉，另一端口為第一氣體接口 ；第二通道，平行設置于第一通道下方，其一端開口，成為第三氣體接口，第三氣體接口通過管道接用戶氣體容器；第三通道，垂直貫穿于第一、第二通道，并徑向貫通閥體，第三通道的上端口為第二氣體接口 ；第三通道內壁、與第一、第二通道貫通處之間還設兩個旁通道，該兩個旁通道的另一端連通于第二通道；第一單作用氣閥組件，設置于閥體第一通道內，包括支撐并帽、第一閥芯、復位彈簧和固定并帽；所述的支撐并帽設置于閥體第一通道內一側端口，將其封閉，閥體第一通道的另一側端口為第一氣體接口 ；支撐并帽內側面設計有中心孔道和一個與中心孔道平行、底部與中心孔道相通的偏孔道；第一閥芯包括底板及其上的閥桿，閥桿桿身中部設一錐臺，錐臺底面抵靠第一通道中部內壁的凸筋；復位彈簧套設于第一閥芯錐臺與底板之間的桿身；固定并帽固定于閥體第一通道內另一側端，固定并帽設與閥體第一氣體接口相通的中心通孔；第二單作用氣閥組件，設置于閥體第三通道內，包括第二閥芯、復位彈簧和固定并帽；固定并帽固定于閥體第三通道的下端口 ；第二閥芯包括閥桿及閥桿頭，該閥桿頭端面為與第一閥芯錐臺匹配的錐面；閥桿桿身設固定環(huán)，復位彈簧套設于閥桿上，閥桿尾端于固定并帽，復位彈簧兩端分別抵靠固定環(huán)和固定并帽，固定并帽底部中央設排氣孔。本發(fā)明遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)適用于密閉氣體容器和特殊的氣囊充放氣遠程控制和自動保壓中使用，在這個控制系統(tǒng)中，采用一種特殊的組合充排氣閥，通過遠程控制室簡單的按鍵控制和氣源壓力的調節(jié)來實現(xiàn)較為復雜控制系統(tǒng)才能達到的氣體充放氣和壓力保壓控制。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)以其簡單、方便、實施和配置要求低，應用成本低廉和適用范圍廣等優(yōu)點，將替代復雜和原始的控制方法，可實現(xiàn)了現(xiàn)場氣體設備的遠程充放氣和保壓控制、提高了設備故障的快速處理和響應能力，對能源的節(jié)約起到了保護的作用。


圖1為本發(fā)明組合充排氣閥的立體圖。圖2為本發(fā)明組合充排氣閥的立體剖面圖。圖3為本發(fā)明組合充排氣閥中的第一單作用氣閥組件的立體分解圖。圖4為本發(fā)明組合充排氣閥中的第一單作用氣閥組件的立體分解剖面圖。圖5為本發(fā)明組合充排氣閥中的第二單作用氣閥組件的立體分解圖。圖6為本發(fā)明組合充排氣閥中的第二單作用氣閥組件的立體分解剖面圖。圖7為本發(fā)明系統(tǒng)的電路原理圖。圖8為本發(fā)明系統(tǒng)對用戶氣體容器進行充氣的過程示意圖。圖9為本發(fā)明系統(tǒng)對用戶氣體容器進行保壓的過程示意圖。圖10為本發(fā)明系統(tǒng)對用戶氣體容器進行排氣的過程示意圖。
具體實施例方式參見圖1 圖7，本發(fā)明的遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)，設置于用戶氣體容器與氣源之間；其包括，組合充排氣閥1，包括，閥體11，其內設第一 第三通道101 103及相應的第一 第三氣體接口 104 106 ;其中，第一通道101位于閥體I上部，軸向貫通閥體I上部，該通道中部內壁環(huán)設凸筋1011,第一通道101 —側端口封閉，另一端口為第一氣體接口 104 ;第二通道102，平行設置于第一通道101下方，其一端開口，成為第三氣體接口106，第三氣體接口 106通過管道接用戶氣體容器；第三通道103，垂直貫穿于第一、第二通道101、102，并徑向貫通閥體1，第三通道103的上端口為第二氣體接口 105 ;第三通道103內壁、與第一、第二通道101、102貫通處之間還設兩個旁通道107、107’，該兩個旁通道107、107’的另一端連通于第二通道102 ；第一單作用氣閥組件12，設置于閥體第一通道101內，包括支撐并帽121、第一閥芯122、復位彈簧123和固定并帽124 ;所述的支撐并帽121設置于閥體第一通道101內一側端口，將其封閉，閥體第一通道101的另一側端口為第一氣體接口 104 ;支撐并帽121內側面設計有中心孔道1211和一個與中心孔道1211平行、底部與中心孔道1211相通的偏孔道1212 ;第一閥芯122包括底板1221及其上的閥桿1222，閥桿1222桿身中部設一錐臺1223，錐臺底面抵靠第一通道101中部內壁的凸筋1011 ;復位彈簧123套設于第一閥芯122錐臺1223與底板1221之間的桿身；固定并帽124固定于閥體第一通道101內另一側端，固定并帽124設與閥體第一氣體接口 104相通的中心通孔1241 ；支撐并帽內側設計有中心孔道和偏孔道，中心孔道用于支撐閥芯前端、偏孔道與中心孔道相通，用于閥桿移動過程中的排氣。支撐并帽外側設計為外螺紋，用于與閥體安裝上的螺紋連接相配，其中心設計有便于安裝的內六角孔。由于設計有復位彈簧，此閥才稱其為單作用氣閥組，當無壓力時，復位彈簧起到了將閥芯復位的作用。固定并帽用于定位閥芯和連接進氣管用。第二單作用氣閥組件13，設置于閥體第三通道103內，包括第二閥芯131、復位彈簧132和固定并帽133 ;固定并帽133固定于閥體第三通道103的下端口 ；第二閥芯131包括閥桿1311及閥桿頭1312，該閥桿頭1312端面為與第一閥芯錐臺1223匹配的錐面；閥桿1311桿身設固定環(huán)1313，復位彈簧132套設于閥桿1311上，閥桿1311尾端于固定并帽133，復位彈簧132兩端分別抵靠固定環(huán)1313和固定并帽133 ;固定并帽133底部中央設排氣孔1331。第二閥芯的閥桿頭設計為與第一閥芯斜度一致的斜面錐臺狀，中間設計為與閥體內徑相仿的安裝有密封的固定環(huán)。此閥芯的移動起到打開和關閉閥體第三氣體接口 106的作用。復位彈簧原理與第一單作用氣閥組件中的復位彈簧基本相同，所不同的就是在第二閥芯兩頭壓力相等時，復位彈簧還起到了復位關閉氣道后的保壓作用。固定并帽用于第二閥芯和復位彈簧的定位安裝，中心排氣孔為閥桿移動時的排氣用，內六角孔為方便安裝用，外螺紋用于與閥體內螺紋的連接安裝。 單電控二位五通電磁閥2，設置于氣源管路中，其設一個接氣源的第一端口 21，另設第二、第四端口 22、24分別通過管道連接所述組合充排氣閥I的第一、第二氣體接口 104、105 ;控制接觸器3，其常開觸點K-1串接單電控二位五通電磁閥2的電磁線圈并接電源；控制接觸器的繼電器線圈K-2串接一常開型按鍵開關4并接電源。遠程控制通過常開型按鍵開關的按下，二位五通電磁閥的電磁線圈導電，二位五通電磁閥吸，第一、第四端口相通，再當按鍵開關松開，二位五通電磁閥放，第一、第二端口相通。進一步，所述的氣源管路中還設有控制閥、過濾器、調壓閥。又，所述單電控二位五通電磁閥2第四端口 24與所述組合充排氣閥I的第二氣體接口 105之間的管道上設壓力表5。將用戶氣體容器上的進氣孔通過氣管與組合充排氣閥I上的第三氣體接口 106連接。打開氣源，單電控二位五通電磁閥2上第一、第二端口 21、22連通，氣體進入組合充排氣閥I上第一氣體接口 104，推動第一單作用氣閥組件12第一閥芯122向前移動，在第一閥芯122中間的錐臺1223斜面與第二單作用氣閥組件13的第二閥芯131閥桿1311上的閥桿頭1312錐面接觸，在兩斜面作用下第二閥芯131向下移動，打開第二通道102，若此時應用部分內有氣體就會由組合充排氣閥I的第二氣體接口 105向單電控二位五通電磁閥2的第四端口 24處排放，完成應用部分(用戶氣體容器)放氣、收縮的過程，此狀態(tài)為應用部分常開狀態(tài)。如在其應用部分(用戶氣體容器)進氣口安裝單向節(jié)流閥可以控制氣流量的大小來調節(jié)單作用閥芯的動作速度。當遠程控制按下常開按鍵開關，此時單電控二位五通電磁閥2的電磁線圈通電，單電控二位五通電磁閥2上第一、第四端口 21、24連通，氣源進入組合充排氣閥I上的第二氣體接口 102，此時在氣體的壓力大于第二單作用氣閥組件13的第二閥芯131上的復位彈簧132力時，第二閥芯131被壓下，第三通道103打開，氣體通過第三通道103流向組合充排氣閥I第三氣體接口 106向連接的用戶氣體容器充氣，達到了為應用部分充氣的作用。當用戶氣體容器的氣體壓力充至與進氣壓力相等時，第二單作用氣閥組件13的第二閥芯131在復位彈簧132的作用下，第二閥芯復位，第三通道103關閉，此時起到了自動保壓的作用。參見圖8，其反映了本發(fā)明系統(tǒng)應用組合充排氣閥對應用部分進行充氣的過程。當單電控二位五通電磁閥2的電磁線圈導電，二位五通電磁閥吸，其第一、第四端口相通，此時組合充排氣閥I上的第二氣體接口 105進氣，推動第一單作用閥組12的第一閥芯向下移動，虛線通氣通道被打開，氣體通過虛線通氣通道流向第三氣體接口 106，為連接第三氣體接口 106的用戶氣體容器進行充氣。參見圖9，其反映了本發(fā)明系統(tǒng)應用組合充排氣閥對應用部分進行保壓的過程。當單電控二位五通電磁閥2的電磁線圈通電，單電控二位五通電磁閥2第一、第四端口 21、24相通，氣源進入第二單作用氣閥組件13的第二氣體接口 105進氣，第一閥芯打開，氣體進入應用部分，完成應用部分(用戶氣體容器)充氣。而當應用部分內的氣體膨脹到一定壓力受阻后，其內部壓力與進入的氣體壓力相等時，第二單作用氣閥組件13在復位彈簧的作用下，第二閥芯回彈，復位，自動關閉虛線通氣通道，同時第三氣體接口 106被關閉。而當應用部分氣體降低到進入的氣體大于應用部分內部氣體和復位彈簧力時，在進氣的壓力下第二單作用氣閥組件13的第二閥芯又會向下移動，虛線通氣通道被再次自動打開，第三氣體接口 106通氣，此一設計起到了自動保壓作用。參見圖10，其反映了本發(fā)明系統(tǒng)應用組合充排氣閥對應用部分(用戶氣體容器)進行排氣的過程。在單電控二位五通電磁閥2的電磁線圈斷電情況下，單電控二位五通電磁閥2第一、第二端口 21、22相通，氣源進入第一單作用氣閥組件12，推動第一單作用氣閥組件12的第一閥芯向前移動，在第一、第二單作用氣閥組件12、13的閥芯斜面接觸移動作用下，第二單作用氣閥組件13的第二閥芯向下移動，虛線氣道被打開，第三氣體接口 106暢通，應用部分(用戶氣體容器)內的氣體通過第三氣體接口 106經(jīng)第二單作用氣閥組件13的第二氣體接口 105向單電控二位五通電磁閥2的第四端口 24處排出。遠程控制通過按鍵開關的按下，單電控二位五通電磁閥的電磁線圈導電，二位五通電磁閥吸，第一、第四端口相通，再當按鍵開關松開，二位五通電磁閥放，第一、第二端口相通。
權利要求
1.一種遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)，設置于用戶氣體容器與氣源之間；其特征在于，包括，組合充排氣閥，包括，閥體，其內設第一 第三通道及相應的第一 第三氣體接口 ；其中，第一通道位于閥體上部，軸向貫通閥體上部，該通道中部內壁環(huán)設凸筋，第一通道一側端口封閉，另一端口為第一氣體接口 ；第二通道，平行設置于第一通道下方，其一端開口，成為第三氣體接口，第三氣體接口通過管道接用戶氣體容器；第三通道，垂直貫穿于第一、第二通道，并徑向貫通閥體，第三通道的上端口為第二氣體接口 ；第三通道內壁、與第一、第二通道貫通處之間還設兩個旁通道，該兩個旁通道的另一端連通于第二通道；第一單作用氣閥組件，設置于閥體第一通道內，包括支撐并帽、第一閥芯、復位彈簧和固定并帽；所述的支撐并帽設置于閥體第一通道內一側端口，將其封閉，閥體第一通道的另一側端口為第一氣體接口 ；支撐并帽內側面設計有中心孔道和一個與中心孔道平行、底部與中心孔道相通的偏孔道；第一閥芯包括底板及其上的閥桿，閥桿桿身中部設一錐臺，錐臺底面抵靠第一通道中部內壁的凸筋；復位彈簧套設于第一閥芯錐臺與底板之間的桿身； 固定并帽固定于閥體第一通道內另一側端，固定并帽設與閥體第一氣體接口相通的中心通孔；第二單作用氣閥組件，設置于閥體第三通道內，包括第二閥芯、復位彈簧和固定并帽； 固定并帽固定于閥體第三通道的下端口 ；第二閥芯包括閥桿及閥桿頭，該閥桿頭端面為與第一閥芯錐臺匹配的錐面；閥桿桿身設固定環(huán)，復位彈簧套設于閥桿上，閥桿尾端于固定并帽，復位彈簧兩端分別抵靠固定環(huán)和固定并帽；固定并帽底部中央設排氣孔；單電控二位五通電磁閥，設置于氣源管路中，其設一個接氣源的第一端口，另設第二、 第四端口分別通過管道連接所述組合充排氣閥的第一、第二氣體接口 ；控制接觸器，其常開觸點串接單電控二位五通電磁閥的電磁線圈并接電源；控制接觸器的繼電器線圈串接一常開型按鍵開關并接電源。
2.如權利要求1所述的遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣源管路中還設有控制閥、過濾器、調壓閥。
3.如權利要求1所述的遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單電控二位五通電磁閥第四端口與所述組合充排氣閥的第二氣體接口之間的管道上設壓力表。
4.用于遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)的組合充排氣閥，其特征在于，包括，閥體，其內設第一 第三通道及相應的第一 第三氣體接口 ；其中，第一通道位于閥體上部，軸向貫通閥體上部，該通道中部內壁環(huán)設凸筋，第一通道一側端口封閉，另一端口為第一氣體接口 ；第二通道，平行設置于第一通道下方，其一端開口，成為第三氣體接口，第三氣體接口通過管道接用戶氣體容器；第三通道，垂直貫穿于第一、第二通道，并徑向貫通閥體，第三通道的上端口為第二氣體接口 ；第三通道內壁、與第一、第二通道貫通處之間還設兩個旁通道，該兩個旁通道的另一端連通于第二通道；第一單作用氣閥組件，設置于閥體第一通道內，包括支撐并帽、第一閥芯、復位彈簧和固定并帽；所述的支撐并帽設置于閥體第一通道內一側端口，將其封閉，閥體第一通道的另一側端口為第一氣體接口 ；支撐并帽內側面設計有中心孔道和一個與中心孔道平行、底部與中心孔道相通的偏孔道；第一閥芯包括底板及其上的閥桿，閥桿桿身中部設一錐臺，錐臺底面抵靠第一通道中部內壁的凸筋；復位彈簧套設于第一閥芯錐臺與底板之間的桿身； 固定并帽固定于閥體第一通道內另一側端，固定并帽設與閥體第一氣體接口相通的中心通孔；第二單作用氣閥組件， 設置于閥體第三通道內，包括第二閥芯、復位彈簧和固定并帽； 固定并帽固定于閥體第三通道的下端口 ；第二閥芯包括閥桿及閥桿頭，該閥桿頭端面為與第一閥芯錐臺匹配的錐面；閥桿桿身設固定環(huán)，復位彈簧套設于閥桿上，閥桿尾端于固定并帽，復位彈簧兩端分別抵靠固定環(huán)和固定并帽；固定并帽底部中央設排氣孔。
全文摘要
一種遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)，設置于用戶氣體容器與氣源之間；其包括組合充排氣閥，組合充排氣閥設第一～第三氣體接口；單電控二位五通電磁閥，其兩個端口連接第一～第三氣體接口；控制接觸器，其常開觸點串接單電控二位五通電磁閥的電磁線圈并接電源；控制接觸器的繼電器線圈串接一常開型按鍵開關并接電源。本發(fā)明遠程氣體充排氣保壓控制系統(tǒng)可以提高現(xiàn)場氣體設備的遠程充放氣壓力控制、保壓控制和設備故障的快速處理響應速度，還可降低整個控制系統(tǒng)的成本，使氣體充排氣、保壓遠程控制經(jīng)濟化、簡單化，普及化。
文檔編號F16K11/10GK103047445SQ20121057972
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者胡海勇, 王軍, 張洪利 申請人:寶鋼不銹鋼有限公司