專利名稱：變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種輸氣控制系統(tǒng)，特別涉及一種變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)。
目前，煤氣、天然氣等輸氣行業(yè)使用的輸氣設(shè)備主要都是北京、蚌埠空氣壓縮機(jī)廠生產(chǎn)的氣泵，使用時(shí)，將氣泵編成4組，在用氣高峰時(shí)間(如6-9點(diǎn)、11-14點(diǎn)、17-20點(diǎn))4組泵全部運(yùn)行;在用氣低峰時(shí)間(如9-11點(diǎn)、14-17點(diǎn)、20-次日6點(diǎn))有3組泵停機(jī)，1組泵繼續(xù)運(yùn)行。如上述供氣方式，輸氣管網(wǎng)很難保證恒壓，滿足不了用氣低峰時(shí)用氣大戶的需要且操作方式全部由人工控制，啟動時(shí)，一人控制開關(guān)、另一人控制離心輪，盤幾圈后送電啟動，否則送電后不能旋轉(zhuǎn)，時(shí)間稍長還容易將電機(jī)燒毀。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種微機(jī)控制的變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式輸氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動化和無人操作，提高系統(tǒng)電機(jī)及電器的使用壽命，并為實(shí)現(xiàn)煤氣系統(tǒng)微機(jī)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)站控制奠定基礎(chǔ)。
本發(fā)明由控制部分、壓力反映器部分、微機(jī)處理部分和管網(wǎng)信號反饋部分組成?？刂撇糠钟脕砜刂茪庠矗瑹o氣不啟動;當(dāng)管網(wǎng)有氣后，控制部分通過微機(jī)部分控制主氣泵馬達(dá)的啟動和停止;控制部分的電源輸出端聯(lián)接著壓力反映器部分，壓力反映器部分的輸出端聯(lián)接有由計(jì)算機(jī)和VF機(jī)組成的微機(jī)處理部分;在管網(wǎng)的入氣口和輸氣口還安裝有壓力控制器和遠(yuǎn)傳壓力表。其工作原理是輸氣口的遠(yuǎn)傳壓力表將管網(wǎng)內(nèi)的壓力變化信號傳遞給壓力反映器，經(jīng)壓力反映器將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后輸出給計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，處理后輸出給VF機(jī)，通過VF機(jī)的調(diào)頻處理控制主氣泵馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，主氣泵馬達(dá)將根據(jù)VF機(jī)的輸出頻率的不同相應(yīng)改變轉(zhuǎn)速并根據(jù)管網(wǎng)用氣量的大小自動調(diào)整輸氣量，使管網(wǎng)的壓力保持恒定，實(shí)現(xiàn)全自動控制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是自動化程度高，可以實(shí)現(xiàn)無人操作并為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)站控制奠定了基礎(chǔ)，由于采用變頻調(diào)速，當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到額定壓力臨界值時(shí)，電機(jī)減速運(yùn)行，因而具有節(jié)能的效果;由于所采用的VF機(jī)具有欠壓、過壓、過載、過流、過熱和失速防止等保護(hù)功能，因而本系統(tǒng)的使用可靠性高;由于采用軟啟動、軟停止的方式，還可以延長系統(tǒng)電機(jī)及電器的使用壽命。
下面結(jié)合附圖提供本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)總圖;
圖2是本發(fā)明控制部分的電路結(jié)構(gòu)圖;
圖3是本發(fā)明壓力反映器部分電路結(jié)構(gòu)圖;
圖4是本發(fā)明馬達(dá)驅(qū)動部分示意圖;
圖5是本發(fā)明管網(wǎng)信號反饋部分示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明有一個(gè)與主電源線15連接的控制部分1，控制部分1的電源輸出端連接著壓力反映器部分2，壓力反映器部分2的輸出端連接著由VF機(jī)(3a)和8031計(jì)算機(jī)(3b)組成的微機(jī)處理部分，微機(jī)處理部分的VF機(jī)(3a)的輸入端與主電源線15連接，VF機(jī)(3a)的輸出端連接著主氣泵4，在輸氣管網(wǎng)的入氣口或在儲氣罐10上安裝有壓力控制器9，在輸器管網(wǎng)的輸氣口安裝有遠(yuǎn)傳壓力表7和壓力控制器8，為了使本發(fā)明使用上更經(jīng)濟(jì)，控制部分1還直接連接有至少一臺輔助氣泵5和驅(qū)動馬達(dá)6，輔助氣泵5和驅(qū)動馬達(dá)6直接與主電源線15連接。在輸氣管網(wǎng)上還分別安裝有止回閥11，閘閥12及止回閥13和14。
圖2所示為本發(fā)明的控制部分電路結(jié)構(gòu)。如圖2所示，本系統(tǒng)采用380V三相交流電源輸入，在電源輸入線上安裝有給整個(gè)系統(tǒng)主回路與控制回路送電的空氣開關(guān)(DK1)，在電源輸入線的TN線上取出控制回路，并在控制回路的T線上安裝有空氣開關(guān)(DK2)和控制回路工作開關(guān)(K1)，在控制回路上還安裝有用來檢測輸氣管網(wǎng)壓力的壓力控制器9的觸點(diǎn)(YKQ1)和交流接觸器(6C)，如輸氣管網(wǎng)壓力大于額定值(如0.05kg/cm2)時(shí)，壓力控制器(YKQ1為)觸點(diǎn)為常閉觸點(diǎn)，無壓時(shí)為常開觸點(diǎn)，如輸入管網(wǎng)煤氣壓力大于額定值時(shí)，交流接觸器(6C)接通，此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)主回路也接通。在控制回路上還設(shè)有控制輔助氣泵5和驅(qū)動馬達(dá)6的電源工作開關(guān)(K2)和壓力控制器8的觸點(diǎn)(YKQ2)，如輸出管網(wǎng)壓力達(dá)到額定值(如0.4kg/cm2)時(shí)，壓力控制器8的觸點(diǎn)(YKQ2)成為常開點(diǎn)，達(dá)不到上述額定值就為常閉點(diǎn)。在壓力控制器(YKQ2)后端還連接有用來啟動輔助氣泵5的交流接觸器(1C)、(2C)和(3C)及相應(yīng)的觸點(diǎn)，并在交流接觸器(1C)的線包兩端上并聯(lián)有時(shí)間繼電器(T1);在交流接觸器(2C)的左端還安裝有用來保護(hù)輔助氣泵5、使其防止過熱的熱繼電器(RJ)，當(dāng)輔助氣泵5電機(jī)過電流時(shí)，熱繼電器(RJ)自動切斷。在壓力控制器(YKQ2)及交流接觸器(3C)的后端還連接有用來啟動驅(qū)動馬達(dá)6的交流接觸器(4C)和(5C)及相應(yīng)的觸點(diǎn)并在交流接觸器(4C)的線包兩端并聯(lián)有時(shí)間繼電器(T2);此外，在控制回路上還設(shè)有電源指示燈(D1)和輔助氣泵5的工作顯示燈(D2)。
圖3所示為本發(fā)明的壓力反映器部分電路結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，壓力反映器的輸入端與控制部分的TN線連接，在輸入端安裝有降壓變壓器(B1)，通過降壓變壓器(B1)將220V電壓降為12V電壓，在降壓變壓器(B1)的輸出端連接整流管(BG1～BG4)橋式整流;經(jīng)橋式整流，得到12V直流電作為8031計(jì)算機(jī)的工作電壓。在橋式整流管(BG1～BG4)的后端連接有電解電容器(C1)，在電解電容器(C1)的后端連接有電阻(R1)、電位器(W1)和電阻(R2)，所說的電位器(W1)安裝在遠(yuǎn)傳壓力表7內(nèi)，電位器(W1)中心端連接調(diào)整管(BG5)的基極，調(diào)整管(BG5)的基極通過電容(C2)接地;調(diào)整管(BG5)的集電極與電阻(R1)、電解電容器(C1)的正極端相連，調(diào)整管(BG5)的發(fā)射極連接電解電容器(C3)、電阻(R3)和電位器(W2)的正極端，電解電容器(C3)的負(fù)端、電阻(R3)的另一端接地，電位器(W2)通過電阻(R4)接地，電位器(W2)的中心端和接地端向計(jì)算機(jī)8031輸出0～5V可變電壓或輸出4～20mA的可變電流。
圖4所示為本發(fā)明的馬達(dá)驅(qū)動部分示意圖。如圖4所示，在輔助氣泵5的電機(jī)軸上的離心輪外緣固定有一個(gè)大齒輪;在驅(qū)動馬達(dá)6的輸出軸上安裝有一個(gè)與大齒輪相嚙合的小齒輪，大齒輪和小齒輪的齒數(shù)比為15∶1，在驅(qū)動馬達(dá)6的上端還安裝有磁力開關(guān)(7C)，在驅(qū)動馬達(dá)6與主電源線之間設(shè)有交流接觸器(4C)的觸點(diǎn)(4C');在輔助氣泵5的輸入端分別設(shè)有交流接觸器(1C)、(2C)和(3C)的觸點(diǎn)(1C')、(2C')和(3C')，當(dāng)交流接觸器(1C)、(2C)得電后，形成“Y”形接法，啟動3秒后，交流接觸器(1C)切斷，交流接觸器(3C)得電，形成“△”接法，投入運(yùn)行。
圖5為本發(fā)明的管網(wǎng)信號反饋部分示意圖。如圖5所示，在管網(wǎng)的入氣口安裝有用來控制管網(wǎng)內(nèi)有無氣體的壓力控制器9，在管網(wǎng)的輸氣口安裝有檢測管網(wǎng)的壓力變化的遠(yuǎn)傳壓力表7，用以將管網(wǎng)內(nèi)隨壓力變化而變化的壓力信號傳送給壓力反映器，在管網(wǎng)的輸氣口還安裝有用來檢測管網(wǎng)內(nèi)壓力的壓力控制器8，所說的壓力控制器8和9的信號傳送給控制部分1的壓力控制器的觸點(diǎn)(YKQ2)和(YKQ1)。
本發(fā)明的工作原理(工作過程)是首先打開主電源線15上的空氣開關(guān)(DK1)和控制回路的空氣開關(guān)(DK2)以及控制回路的工作開關(guān)(K1)和(K2)，如果管網(wǎng)內(nèi)氣壓保持在額定值(如0.05kg/cm2)時(shí)，壓力控制器9變?yōu)槌ｉ]點(diǎn)，交流接觸器(6C)接通使整個(gè)系統(tǒng)電路通電且電源指示燈(D1)亮，這時(shí)只要用戶管網(wǎng)內(nèi)壓力低于額定值(如0.4kg/cm)時(shí)，壓力控制器8接通，交流接觸器(1C)、(2C)得電，輔助氣泵5形成“Y”形接法啟動;3秒后時(shí)間繼電器(T1)動作，切斷交流接觸器(1C)，同時(shí)交流接觸器(3C)得電，這樣“Y”形接法變?yōu)椤啊鳌毙谓臃?，輔助氣泵5投入正常運(yùn)行，由于輸氣設(shè)備電機(jī)功率較大，上述方法不能使輔助氣泵5正常運(yùn)行，所以在交流接觸器(1C)和(2C)得電的同時(shí)，控制系統(tǒng)的交流接觸器(4C)和驅(qū)動馬達(dá)6的磁力開關(guān)(7C)也得電，推進(jìn)驅(qū)動馬達(dá)6上的小齒輪與輔助氣泵5上的大齒輪嚙合并帶動氣泵5旋轉(zhuǎn)，5秒后時(shí)間繼電器(T2)動作，使交流接觸器(4C)和磁力開關(guān)(7C)切斷，小齒輪退回，同時(shí)交流接觸器(5C)得電并將時(shí)間繼電器(T2)切斷，這樣可以防止驅(qū)動馬達(dá)再次啟動，以上動作完成后，輔助氣泵5正常運(yùn)行。若管網(wǎng)壓力達(dá)到額定值(如0.4kg/cm2)時(shí)，壓力控制器8的觸點(diǎn)(YKQ2)變?yōu)槌ｉ]點(diǎn)，輔助氣泵5停機(jī)，但是由型號為8031的計(jì)算機(jī)(3b)控制的VF機(jī)(3a)的馬達(dá)變頻調(diào)速器帶動的主氣泵4仍在減速狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行，所說的VF機(jī)使主氣泵4的馬達(dá)無級變速的閉環(huán)控制信號來源于遠(yuǎn)傳壓力表7的機(jī)械信號并通過壓力反映器2轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺冸娦盘?0～5V或4～20mA)，可變電信號隨管網(wǎng)的壓力變化而變化，傳送給8031計(jì)算機(jī)3b，計(jì)算機(jī)3b把隨壓力變化而變化的電信號處理成脈沖電信號傳送給VF機(jī)3a的微電腦控制系統(tǒng)，VF機(jī)3a的微電腦控制系統(tǒng)驅(qū)動著VF機(jī)的主回路大功率晶體管的基極回路，使頻率在0～50HZ/60HZ范圍內(nèi)變化并將變化的頻率輸出給主氣泵4的馬達(dá)調(diào)速，使管網(wǎng)內(nèi)保持在額定值(如0.6kg/cm2)上恒壓，馬達(dá)調(diào)速，使輸氣管網(wǎng)內(nèi)保持0.6kg/cm2)恒壓，如用氣量高峰時(shí)間(早、中、晚)，主氣泵4、輔助氣泵5的馬達(dá)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，隨用氣量減少，主氣泵4減速運(yùn)行，管網(wǎng)壓力上升到額定值(0.4kg/cm2)時(shí)，輔助氣泵5停機(jī)，這時(shí)主氣泵4仍在VF機(jī)(3a)的控制下繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到額定值(如0.6kg/cm2)時(shí)，主氣泵停止運(yùn)行，最終達(dá)到變頻器輸出的電壓為0V，頻率為0HZ。用戶用氣量增加時(shí)，主氣泵4的馬達(dá)又重新開始工作。
權(quán)利要求
1.一種變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，包括電動機(jī)、氣泵及供氣管網(wǎng)，其特征在于，有一個(gè)與主電源線15連接的控制部分1，控制部分1的電源輸出端連接著壓力反映器部分2，壓力反映器部分2的輸出端連接著由VF機(jī)(3a)和8031計(jì)算機(jī)(3b)組成的微機(jī)處理部分，微機(jī)處理部分的VF機(jī)(3a)的輸入端與主電源線15連接，VF機(jī)(3a)的輸出端連接著主氣泵4，在輸氣管網(wǎng)的入氣口或在儲氣罐10上安裝有壓力控制器9，在輸氣管網(wǎng)的輸氣口安裝有遠(yuǎn)傳壓力表7和壓力控制器8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，其特征在于，控制部分1還直接連接有至少一臺輔助氣泵5和驅(qū)動馬達(dá)6，輔助氣泵5和驅(qū)動馬達(dá)6直接與主電源線15連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，其特征在于，在電源輸入線15上安裝有給整個(gè)系統(tǒng)主回路與控制回路送電的空氣開關(guān)(DK1)，在電源輸入線的TN線上取出控制回路，并在控制回路的T線上安裝有空氣開關(guān)(DK2)和控制回路工作開關(guān)(K1)，在控制回路上還安裝有用來檢測輸氣管網(wǎng)壓力的壓力控制器9的觸點(diǎn)(YKQ1)和交流接觸器(6C)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所說的變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，其特征在于，在控制回路上還設(shè)有控制輔助氣泵5和驅(qū)動馬達(dá)6的電源工作開關(guān)(K2)和壓力控制器8的觸點(diǎn)(YKQ2)，在壓力控制器(YKQ2)的后端還連接有用來啟動輔助氣泵5的交流接觸器(1C)、(2C)和(3C)及相應(yīng)的觸點(diǎn)，并在交流接觸器(1C)的線包兩端上并聯(lián)有時(shí)間繼電器(T1);在交流接觸器(2C)的輸出端還安裝有用來保護(hù)輔助氣泵5、使其防止過熱的熱繼電器(RJ)在壓力控制器(YKQ2)及交流接觸器(3C)的后端還連接有用來啟動驅(qū)動馬達(dá)6的交流接觸器(4C)和(5C)及相應(yīng)的觸點(diǎn)并在交流接觸器(4C)的線包兩端并聯(lián)有時(shí)間繼電器(T2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，其特征是在壓力反映器的輸入端安裝有降壓變壓器(B1)，在降壓變壓器(B1)的輸出端連接整流管(BG1～BG4)橋式整流在橋式整流管(BG1～BG4)的后端連接有電解電容器(C1)，在電解電容器(C1)的后端連接有電阻(R1)、電位器(W1)和電阻(R2)，所說的電位器(W1)安裝在遠(yuǎn)傳壓力表7內(nèi)，電位器(W1)中心端連接調(diào)整管(BG5)的基極，調(diào)整管(BG5)的基極通過電容(C2)接地;調(diào)整管(BG5)的集電極與電阻(R1)、電解電容器(C1)的正極端相連，調(diào)整管(BG5)的發(fā)射極連接電解電容器(C3)、電阻(R3)和電位器(W2)的正極端，電解電容器(C3)的負(fù)端、電阻(R3)的另一端接地，電位器(W2)通過電阻(R4)接地，電位器(W2)的中心端和接地端向計(jì)算機(jī)8031輸出0～5V可變電壓或輸出4～20mA的可變電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，其特征在于，在輔助氣泵5的電機(jī)軸上的離心輪外緣固定有一個(gè)大齒輪;在驅(qū)動馬達(dá)6的輸出軸上安裝有一個(gè)與大齒輪相嚙合的小齒輪，在驅(qū)動馬達(dá)6的上端還安裝有磁力開關(guān)(7C)，在驅(qū)動馬達(dá)6與主電源線之間設(shè)有交流接觸器(4C)的觸點(diǎn)(4C')在輔助氣泵5的輸入端分別設(shè)有交流接觸器(1C)、(2C)和(3C)的觸點(diǎn)(1C')、(2C')和(3C')。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，其特征在于，在管網(wǎng)的入氣口安裝有用來控制管網(wǎng)內(nèi)有無氣體的壓力控制器9，在管網(wǎng)的輸氣口安裝有檢測管網(wǎng)的壓力變化的遠(yuǎn)傳壓力表7，在管網(wǎng)的輸氣口還安裝有用來檢測管網(wǎng)內(nèi)壓力的壓力控制器8。
全文摘要
一種變頻調(diào)速恒壓驅(qū)動式煤氣輸氣系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有供氣方式很難保證輸氣管網(wǎng)恒壓，滿足不了用氣低峰時(shí)用氣大戶需要的問題，由控制、壓力反映器、微機(jī)處理和管網(wǎng)信號反饋等部分組成，控制部分用來控制氣源，無氣不啟動；當(dāng)管網(wǎng)有氣后，控制部分通過微機(jī)控制主氣泵馬達(dá)的啟動和停止；優(yōu)點(diǎn)是自動化程度高，當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到額定壓力臨界值時(shí)，電機(jī)減速運(yùn)行，因而可以節(jié)能；由于采用軟啟動、軟停止的方式，還可以延長電機(jī)及電器的使用壽命。
文檔編號F17D3/01GK1044849SQ9010135
公開日1990年8月22日 申請日期1990年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月19日
發(fā)明者金國柱, 姜志順 申請人:金國柱, 姜志順