專利名稱：水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制水泵運(yùn)行系統(tǒng)，特別是涉及一種水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水泵出口管路為高壓管路，意外停電或正常停止?fàn)顟B(tài)時，水泵出口管路中的水均有倒流趨勢，為防止水倒流，水泵出口一般設(shè)置止回閥。止回閥只允許水流單方向流過而阻斷其反向流動，止回閥都會產(chǎn)生較大的流動阻力，因而加大水泵運(yùn)行時的功率消耗。為此，在設(shè)計(jì)、制造止回閥時，人們力圖減小止回閥造成的阻力。但是，由于結(jié)構(gòu)原因，目前各類止回閥的阻力依然較大。針對這一問題，現(xiàn)有技術(shù)中有針對蝶閥構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)方案，例如中國專利CN 86 2 09336 U公開的“節(jié)能緩閉止回蝶閥”，中國專利ZL 200520060150. 8公開的“蝶形液控水泵閥”，這些技術(shù)的共同特點(diǎn)是采用了特殊的偏心蝶閥，或復(fù)雜的蓄能機(jī)構(gòu)，因而制作難度大，成本高；中國專利ZL200510134606公開的“循環(huán)泵出口蝶閥控制 裝置”針對的是液壓蝶閥，旨在減少漏油壓力損失，緩解補(bǔ)油泵的頻繁啟動問題；中國專利ZL 200510094738公開的“失電關(guān)閉的電動蝶閥”可以有效解決所述技術(shù)問題，但同樣是復(fù)雜的機(jī)械構(gòu)造制約了其推廣應(yīng)用。既有應(yīng)用中，除了要求止回閥阻力小和阻止水倒流外，在水泵啟動或停止時，還需要水泵出口閥門關(guān)閉，以避免啟動時大電流和停泵時切斷大電流對電力器件的沖擊破壞，如何解決上述技術(shù)難點(diǎn)，已成為一個新的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，給出一種水流阻力小、水泵能耗低、成本低廉的水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)。該水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)正常啟動水泵時，中線式氣動蝶閥在水泵啟動數(shù)秒時長后開啟；正常關(guān)停水泵時，中線式氣動蝶閥提前關(guān)閉數(shù)秒時長后再關(guān)停水泵；異常停電水泵停機(jī)時，中線式氣動蝶閥立即被關(guān)閉，以防止出口管內(nèi)的高壓水倒流。本發(fā)明的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)的。本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)包括220V交流電源、電機(jī)和水泵。本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)的特征在于所述220V交流電源通過電導(dǎo)線并聯(lián)遠(yuǎn)程控制柜、不間斷電源和氣泵，所述遠(yuǎn)程控制柜通過電導(dǎo)線并聯(lián)所述電機(jī)接線端子和閥門控制器，所述不間斷電源通過電導(dǎo)線連接閥門控制器，所述閥門控制器一方面通過電導(dǎo)線經(jīng)開閥電磁閥或關(guān)閥電磁閥分別連接中線式氣動蝶閥，另一方面通過反饋信號與所述遠(yuǎn)程控制柜互為回饋信號連接，所述電機(jī)由聯(lián)軸器連接的所述水泵通過出口法蘭盤連接所述中線式氣動蝶閥，所述中線式氣動蝶閥通過氣管與所述氣泵連接，所述中線式氣動蝶閥的出口連接出水管道。本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)，其中所述閥門控制器為分立繼電器組或PLC方式編程控制器。本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)，其中所述氣泵為帶儲氣罐的空氣壓縮機(jī)。
本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)是將一個中線式氣動蝶閥安裝在水泵出口，中線式氣動蝶閥由閥門控制器根據(jù)水泵供電狀態(tài)或現(xiàn)場及遠(yuǎn)程指令進(jìn)行工作，使本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)達(dá)到了 在正常啟動水泵時，中線式氣動蝶閥在水泵啟動數(shù)秒時長后開啟；在正常關(guān)停水泵時，中線式氣動蝶閥提前關(guān)閉數(shù)秒時長后再關(guān)停水泵；在異常停電水泵停機(jī)時，中線式氣動蝶閥立即被關(guān)閉的運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)能耗低、流體損失小、與現(xiàn)有同類技術(shù)相比制造成本低廉，更便于在冶金、電力、化工等諸多行業(yè)應(yīng)用推廣。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。


圖I為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)現(xiàn)場控制模式時序圖。 圖3為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制模式時序圖。圖4為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)異常斷電時序圖。圖5為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)不間斷電源原理圖。圖6為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)水泵工作時J3繼電器原理圖。圖7為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)中分立繼電器組電原理圖。圖8為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)中遠(yuǎn)程控制“啟動”按鈕部分的局部電原理圖。圖9為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)中遠(yuǎn)程控制“停止”按鈕部分的局部電原理圖。圖10為本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)中PLC方式電原理圖。圖中1為電源、2為遠(yuǎn)程控制柜、3為電機(jī)、4為水泵、5為中線式氣動蝶閥、6為氣泵、7為閥門控制器、7-1為現(xiàn)場/遠(yuǎn)程切換旋鈕、7-2為啟動按鈕、7-3為停止按鈕、8為不間斷電源、9為供氣管、10為出水管道、PP為電機(jī)電源、101、102為220V交流電源接線端子、103、104為UPS輸出接線端子、105、106為接在電機(jī)電源上的接線端子、203、204為開閥電磁閥的接線端子、205、206為關(guān)閥電磁閥的接線端子。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)包括220V交流電源I、電機(jī)3和水泵4。本發(fā)明水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)中220V交流電源I通過電導(dǎo)線并聯(lián)遠(yuǎn)程控制柜2、不間斷電源8和氣泵6。遠(yuǎn)程控制柜2通過電導(dǎo)線并聯(lián)電機(jī)3接線端子和閥門控制器7。閥門控制器7為分立繼電器組或PLC方式編程控制器。不間斷電源8通過電導(dǎo)線連接閥門控制器7。閥門控制器7 —方面通過電導(dǎo)線經(jīng)開閥電磁閥或關(guān)閥電磁閥分別連接中線式氣動蝶閥5，另一方面通過反饋信號與遠(yuǎn)程控制柜2互為回饋信號連接。電機(jī)3由聯(lián)軸器連接的水泵4通過出口法蘭盤連接中線式氣動蝶閥5。中線式氣動蝶閥5通過氣管9與氣泵6連接。氣泵6為帶儲氣罐的空氣壓縮機(jī)。中線式氣動蝶閥5的出口連接出水管道10。圖2、圖3、圖4分別給出了本發(fā)明各個狀態(tài)下的時序。圖中，t0為水泵電機(jī)的工作時長，tl為電機(jī)啟動后到開閥的延遲時長，t2為開閥電源接通時長，t3為關(guān)閥電源接通時長。參看圖I 圖4，本發(fā)明的工作原理如下
中線式氣動蝶閥5安裝在水泵4的出口法蘭盤上，中線式氣動蝶閥5的出口連接出水管道10，氣泵6通過供氣管9向中線式氣動蝶閥5供氣，作為中線式氣動蝶閥5運(yùn)作的動力來源。中線式氣動蝶閥5的開關(guān)動作受閥門控制器7的控制?，F(xiàn)場/遠(yuǎn)程切換旋鈕7-1用于切換現(xiàn)場和遠(yuǎn)程控制操作?，F(xiàn)場操作時，啟動按鈕7-2按動后，閥門控制器7向遠(yuǎn)程控制柜2發(fā)出“啟動”信號，電源接通，電機(jī)3開始運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)3達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后閥門控制器7接通中線式氣動蝶閥5的開閥電源及電磁閥，中線式氣動蝶閥5打開，水泵4出水工作。停止按鈕7-3按動后，閥門控制器7接通中線式氣動蝶閥5的關(guān)閥電源及電磁閥，中線式氣動蝶閥5關(guān)閉，延遲數(shù)秒后閥門控制器7向遠(yuǎn)程控制柜2發(fā)出“停止”信號，切斷 電機(jī)3的電源，現(xiàn)場停止電機(jī)3和水泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)工作。遠(yuǎn)程操作時，操作過程是由遠(yuǎn)程控制柜2發(fā)出信號，閥門控制器7檢測電機(jī)3的電源狀態(tài)。當(dāng)停機(jī)狀態(tài)下遇到電源通電時，則表明遠(yuǎn)程操作發(fā)出“啟動”信號，則延遲數(shù)秒后閥門控制器7接通中線式氣動蝶閥5的開閥電源及電磁閥，中線式氣動蝶閥5打開；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下遇到意外停電等情況，電機(jī)電源被切斷時，閥門控制器7立即接通中線式氣動蝶閥5的關(guān)閥電源及電磁閥，中線式氣動蝶閥5關(guān)閉。閥門控制器7通過不間斷電源8連接到電源1，不間斷電源8可以在斷電時保證閥門控制器7的電力供給。本發(fā)明中的核心設(shè)計(jì)是閥門控制器7。閥門控制器7有兩種，謂之分立繼電器組或小型編程控制器(PLC)。下面通過附圖5 圖9對其中一種實(shí)施例的分立繼電器組做更具體的原理描述。如圖5 圖9所示，接線端子101、102是220V交流電源，經(jīng)旋鈕開關(guān)Kl接入不間斷電源8 (UPS),電源接通后電源指示燈LI點(diǎn)亮，接線端子103、104是UPS的220V交流輸出，接線端子105、106是取自水泵電機(jī)接線端子的電源，水泵啟動后繼電器J3線圈得電，運(yùn)行指示燈L2點(diǎn)亮。新設(shè)計(jì)的控制器電路是在現(xiàn)有水泵控制電路的基礎(chǔ)上做兩處改造一是在原遠(yuǎn)程控制“啟動”按鈕ANl的兩端并聯(lián)一個繼電器常開觸點(diǎn)J1-1，二是在原遠(yuǎn)程控制“停止”按鈕AN2的回路里串聯(lián)一個時間繼電器常閉延時開觸點(diǎn)TJ3-2，以便現(xiàn)場模式可以替代遠(yuǎn)程控制。各種工作模式如下
一、旋鈕開關(guān)7-1斷開，現(xiàn)場控制模式
a、現(xiàn)場啟動流程按“啟動”按鈕7-2，繼電器Jl得電，Jl-I接通，電機(jī)3借助原啟動控制電路啟動；繼電器J3得電將常閉觸點(diǎn)J3-2斷開，一方面時間繼電器TJl通過常開觸點(diǎn)J3-1得電開始計(jì)時，計(jì)時長度為電機(jī)3啟動后到中線式氣動蝶閥5的開閥延遲時長tl，以保證電機(jī)3在低載荷下達(dá)到額定轉(zhuǎn)速；TJ1計(jì)時達(dá)到tl時,延時閉合常開觸點(diǎn)TJl-I接通，時間繼電器TJ2得電，延時斷開常開觸點(diǎn)TJ2-1接通并開始計(jì)時，計(jì)時長度t2為開閥電源接通時長,在計(jì)時時間內(nèi)通過203、204接通開閥控制電磁閥電源，執(zhí)行中線式氣動蝶閥5開閥動作，同時開閥指示燈L3點(diǎn)亮，計(jì)時結(jié)束后，觸點(diǎn)TJ2-1斷開，啟動流程結(jié)束，系統(tǒng)正常運(yùn)行。
b、現(xiàn)場停止流程按“停止”按鈕7-3，繼電器J2得電，J2-1接通，回路自鎖，時間繼電器TJ3開始計(jì)時，同時關(guān)閥電磁閥通過接線端子205、206得電，開始關(guān)閉中線式氣動蝶閥5，電流經(jīng)過t3后，延時斷開常閉觸點(diǎn)TJ3-l，TJ3-2瞬時斷開，解開J2回路的自鎖，同時水泵6借助原停泵控制電路停止工作。c、異常停電流程停電后，不間斷電源8繼續(xù)供電，但J3失電，使常閉觸點(diǎn)J3-2接通，常閉觸點(diǎn)J3-2接通時間繼電器TJ4開始計(jì)時，計(jì)時期間內(nèi)延時斷開常開觸點(diǎn)TJ4-1接通，后面流程與現(xiàn)場停止流程相同。空壓機(jī)儲氣罐所蓄空氣足以完成關(guān)閥過程。二、旋鈕開關(guān)7-1接通，遠(yuǎn)程控制模式
d、遠(yuǎn)程啟動流程按下遠(yuǎn)程“啟動”按鈕AN1，水泵借助原啟動控制電路啟動，繼電器J3得電，后續(xù)流程與I. I相同。
e、遠(yuǎn)程停止流程按下遠(yuǎn)程“停止”按鈕AN2，水泵借助原停泵控制電路停止，繼電器J3失電，后續(xù)流程與I. 3相同。f、異常停電流程與I. 3完全相同。圖10是基于小型PLC的控制器電原理圖。圖中各電路標(biāo)號含義與分立繼電器組方案以及工作模式一致。邏輯過程用內(nèi)部編程實(shí)現(xiàn)。以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)，包括220V交流電源(I)、電機(jī)(3)和水泵(4)，其特征在于所述220V交流電源(I)通過電導(dǎo)線并聯(lián)遠(yuǎn)程控制柜(2)、不間斷電源(8)和氣泵(6)，所述遠(yuǎn)程控制柜(2)通過電導(dǎo)線并聯(lián)所述電機(jī)(3)接線端子和閥門控制器(7)，所述不間斷電源(8)通過電導(dǎo)線連接閥門控制器(7)，所述閥門控制器(7)—方面通過電導(dǎo)線經(jīng)開閥電磁閥或關(guān)閥電磁閥分別連接中線式氣動蝶閥(5)，另一方面通過反饋信號與所述遠(yuǎn)程控制柜(2)互為回饋信號連接，所述電機(jī)(3)由聯(lián)軸器連接的所述水泵(4)通過出口法蘭盤連接所述中線式氣動蝶閥(5)，所述中線式氣動蝶閥(5)通過氣管(9)與所述氣泵(6)連接，所述中線式氣動蝶閥(5)的出口連接出水管道(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)，其特征在于所述閥門控制器(7)為分立繼電器組或PLC方式編程控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)，其特征在于所述氣泵(6)為帶儲氣罐的空氣壓縮機(jī)。
全文摘要
一種水泵出口氣動蝶閥系統(tǒng)，由交流電源電導(dǎo)線并聯(lián)遠(yuǎn)程控制柜、不間斷電源和氣泵，遠(yuǎn)程控制柜電導(dǎo)線并聯(lián)電機(jī)和閥門控制器，不間斷電源導(dǎo)線連接閥門控制器，閥門控制器既通過導(dǎo)線經(jīng)開閥電磁閥或關(guān)閥電磁閥分別連接中線式氣動蝶閥，又與遠(yuǎn)程控制柜互為回饋信號連接，電機(jī)連接的水泵通過帶有出水管的中線式氣動蝶閥由氣管與氣泵連接構(gòu)成。正常啟動水泵時，中線式氣動蝶閥在水泵啟動數(shù)秒時長后開啟；在正常關(guān)停水泵時，中線式氣動蝶閥提前關(guān)閉數(shù)秒時長后再關(guān)停水泵；在異常停電水泵停機(jī)時，中線式氣動蝶閥立即被關(guān)閉的運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明能耗低、流體損失小、與現(xiàn)有同類技術(shù)相比制造成本低廉，更便于在冶金、電力、化工等諸多行業(yè)應(yīng)用推廣。
文檔編號F04B53/10GK102758768SQ201210255220
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者廖紅兵, 李朝暉, 王文海 申請人:廖紅兵, 李朝暉, 王文海