专利名称：管道蝶阀气动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及阀门遥控技术领域，特别涉及一种管道蝶阀气动控制装置。
背景技术：
舰船空调通风系统管路中多采用手动蝶阀对管路中的空气进行控制，手动阀门成本低、工作可靠，但当舰船处于特殊工况下时不能够及时关闭所有的手动阀门来保护舰船人员的生命安全，因此需要对空调通风管路中与外界接触的蝶阀进行远程遥控，保证在特殊工况下及时关闭所有与外界接触的蝶阀，使舰船与外界有效隔离，保证舰船的安全。空调通风管路遍布全船，在管路穿过水密隔壁时在水密隔壁两侧都安装了蝶阀，舰船发生破损时需要关闭这些蝶阀，将破损的水密区域与其他区域进行隔离，防止进入的海水进一步的蔓延，保证舰船总体的安全。随着舰船吨位的增大，安装在水密隔壁两侧的蝶 阀数量也越来越多，应用传统手动控制的方式已无法满足快速关闭的要求，因此对这些阀门需要进行远程遥控。阀门遥控一般分为液压驱动、气压驱动、电力驱动和电液驱动等形式，其中液压驱动和气压传动广泛应用在舰船的阀门遥控系统中，而电力驱动因其驱动装置体积庞大而制约了在舰船阀门遥控中的发展，电液驱动因其成本高、不能使用在要求浸没的环境中也无法在舰船领域中广泛的使用。液压驱动方式结构简单、紧凑，体积小，液压驱动装置驱动力大，适用于大口径、高压力的阀门驱动；可用于浸液的环境中，液压驱动方式不足之处在于油液粘度随温度的影响变化大；液压管路和装置易发生泄露；发生故障不易排除。一般的气压驱动方式结构简单，气源容易获得，工作介质无污染，不会产生变质，工作后介质可直接排入大气，能得到较高的开关速度，但相同输出扭矩的气压装置与液压装置相比体积大，且控制气体多为低压空气，压力不超过O. 8MPa，不适合大口径、大扭矩的阀门驱动；易产生延时，工作速度不稳定。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题是针对上述现有技术中存在的不足提出一种输出力矩大、动作迅速、自动化程度高的管道蝶阀气动控制装置。本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为管道蝶阀气动控制装置，包括气动控制箱、电磁阀和气动执行器，其特征在于所述的气动控制箱包括可编程控制器、直流电源和继电器，所述的电磁阀与气动控制箱的继电器电连接，所述的气动执行器包括气缸、活塞齿条和传动轴，其中活塞齿条安设在气缸中，在传动轴上设有传动轴齿轮与活塞齿条相啮合，传动轴的输出端与蝶阀阀杆相连接，电磁阀与气源管道相连接，气动执行器通过管道与电磁阀相连接。按上述技术方案，所述气源的空气压力为3. 0MPa^4. 5MPa。按上述技术方案，所述的气动执行器还包括阀位反馈装置，该阀位反馈装置与气动控制箱电连接。按上述技术方案，所述的电磁阀上还安设有手动装置。按上述技术方案，所述的气动执行器上还安设有手动装置。按上述技术方案，所述的电磁阀为二位三通先导型截止式电磁阀，所述气动执行器气缸的两端分别与一个电磁阀相配合。按上述技术方案，在气动控制箱内安设有RS485通讯接口。本实用新型相对现有技术所取得的有益效果为I、采用气动控制箱集中控制气动控制对象，控制对象数量多，对到位状态进行集中显示，对未到位的气动控制对象进行集中报警，能够接受上级设备的遥控，通过设置 RS485通讯接口能将气动控制对象的状态传送至上级设备。2、气动控制装置采用空气压力3. 0MPa^4. 5MPa，远高于传统的O. 8MPa控制压力，能够实现对大负载的远程遥控，输出扭矩高。3、气动控制装置中气动执行器承压高、结构紧凑、体积小、重量轻、占空间少、安装维修方便，能适应舰船狭小的安装空间。4、气动控制装置工作可靠，在电磁阀和气动执行器上均设置了手动装置，具有多重保护措施，能实现系统失电或失去气源的情况下对阀门的操作。
图I为本实用新型的气动控制箱的内部展开图和侧视图。图2为本实用新型的电磁阀剖视图。图3为本实用新型的气动执行器局部剖视图。图4为本实用新型的单个气动蝶阀动作原理图。图5为本实用新型的系统原理图。其中1-可编程控制器(PLC)，2_继电器组，3-直流电源，4-多串口通讯单元，5-空气开关，6-指示灯，7_旋钮，8-航空电连接器，9-主阀体，10-阀芯组件，11-手动装置，12-电磁头，13-电连接器，14-气缸，15-活塞齿条，16-传动轴，17-阀位反馈装置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图I、图2、图3，管道蝶阀气动控制装置，包括气动控制箱、电磁阀和气动执行器。所述的气动控制箱包括可编程控制器(也叫PLC) I、直流电源3、继电器组2、多串口通讯单元4、显示屏、空气开关5、指示灯6、旋钮7和航空电连接器8。电磁阀与气源管道相连接，气动执行器通过管道与电磁阀相连接，所述气源的空气压力为4MPa。所述的电磁阀为二位三通先导型截止式电磁阀，电磁阀包括电连接器13、电磁头12、手动装置11、主阀体9及阀芯组件10，其中电磁阀的电连接器13与继电器2电连接。所述的气动执行器包括气缸14、活塞齿条15、手动装置、传动轴16和阀位反馈装置17，其中活塞齿条15安设在气缸中，在传动轴16上设有传动轴齿轮与活塞齿条相啮合，传动轴的输出端与蝶阀阀杆相连接，气动执行器通过管道与电磁阀相连接。气缸的两端分别与一个电磁阀配置，两个电磁阀构成一个电磁阀组，具有一个三位四通电磁阀的功能，每个气动执行器配置一个电磁阀组，通电时导通。电磁阀具有手动功能，在断电的情况可以通过操作电磁阀上的手动装置11来实现阀的接通或断开。气动执行器上还设置了手动装置，具有多重保护措施，能实现系统失电或失去气源的情况下对蝶阀的操作。其中，气动控制装置中电磁阀的布置位置采用与气动控制对象就近布置的原则，整套装置需要充气时间短，响应快，气动执行器动作迅速，完成动作时间小于ls，电磁阀与气动执行器之间距离短，气动执行器到位后排气量少，节约气源的资源。如图4、图5所示，整套气动控制装置的工作流程为初始状态气动控制箱PLC不断检测是否有来自外部的控制指令，当接收到控制指令后，经过PLC内部的逻辑处理输出DC24V控制继电器线圈通电，继电器触点部分串联接入直流电源3的DC220V电压，从而对外输出DC220V电压控制电磁阀，电磁阀电磁头12通电后，先导阀开启，主阀体9内阀芯动作，使进口端与工作端接通，气源经进口端、工作端进入气动执行器，从而在气源的作用下驱动活塞齿条15，使得传动轴16旋转，传动轴带动蝶阀阀杆阀盘一起作90°转动，达到控制阀门开关的作用。在阀门开关到位后，由阀位反馈装置17输出到位状态信号，气动控制箱·在接收气动执行器的到位信号后通过PLC内部的逻辑处理输出DC24V点亮控制箱面板上的指示灯，同时停止对外输出DC220V控制电压，电磁阀断电，先导阀关闭，主阀体内阀芯动作，进口端关闭，工作端与排空口接通，排空气动执行器内的压缩空气驱动活塞齿条15，使得传动轴16旋转，传动轴带动蝶阀阀杆阀盘一起转动，达到控制阀门关闭的作用。气动控制箱将接收到位信号存放在内部寄存器内，通过多串口通讯单元RS485通讯接口与多个上级设备之间进行数据传输。本气动控制装置气源采用中压控制空气，控制空气压力高达4. 5MPa，远高于传统的O. 8MPa控制压力，能实现对大负载荷的远程遥控，输出扭矩高达480N. m。采用气动控制箱集中控制气动控制对象，控制对象数量多，最多能同时控制45个，对到位状态进行集中显示，对未到位的气动控制对象进行集中报警，能够接受上级设备的遥控，通过RS485通讯接口将气动控制对象的状态传送至上级设备；系统中气动执行器和电磁阀组防护等级高达IP68，能够浸没在水中正常工作，适应于舰船破损浸水情况下对阀门的远程遥控。
权利要求1.管道蝶阀气动控制装置，包括气动控制箱、电磁阀和气动执行器，其特征在于所述的气动控制箱包括可编程控制器、直流电源和继电器，所述的电磁阀与气动控制箱的继电器电连接，所述的气动执行器包括气缸、活塞齿条和传动轴，其中活塞齿条安设在气缸中，在传动轴上设有传动轴齿轮与活塞齿条相 哨合，传动轴的输出端与蝶阀阀杆相连接，电磁阀与气源管道相连接，气动执行器通过管道与电磁阀相连接。
2.根据权利要求I所述的管道蝶阀气动控制装置，其特征在于所述气源的空气压力为3.0MPa"4. 5MPa。
3.根据权利要求I或2所述的管道蝶阀气动控制装置，其特征在于所述的气动执行器还包括阀位反馈装置，该阀位反馈装置与气动控制箱电连接。
4.根据权利要求3所述的管道蝶阀气动控制装置，其特征在于在所述的电磁阀上还安设有手动装置。
5.根据权利要求5所述的管道蝶阀气动控制装置，其特征在于所述的气动执行器上还安设有手动装置。
6.根据权利要求I或2所述的管道蝶阀气动控制装置，其特征在于所述的电磁阀为二位三通先导型截止式电磁阀，所述气动执行器气缸的两端分别与一个电磁阀相配合。
7.根据权利要求I或2所述的管道蝶阀气动控制装置，其特征在于在气动控制箱内安设有RS485通讯接口。
专利摘要本实用新型提供了一种管道蝶阀气动控制装置，包括气动控制箱、电磁阀和气动执行器，所述的气动控制箱包括可编程控制器、直流电源和继电器，所述的电磁阀与气动控制箱的继电器电连接，所述的气动执行器包括气缸、活塞齿条和传动轴，其中活塞齿条安设在气缸中，在传动轴上设有传动轴齿轮与活塞齿条相啮合，传动轴的输出端与蝶阀阀杆相连接，电磁阀与气源管道相连接，气动执行器通过管道与电磁阀相连接。采用气动控制箱集中控制气动控制对象，控制对象数量多，对到位状态进行集中显示，对未到位的气动控制对象进行集中报警，能够接受上级设备的遥控；且气动控制装置能够实现对大负载的远程遥控，输出扭矩高。
文档编号F16K31/12GK202660035SQ20122029783
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者张威, 严军, 刘安涟, 李玮, 丁干 申请人:中国舰船研究设计中心