一种包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置的制作方法

本实用新型涉及阀门安全联锁领域，具体涉及一种包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置。

背景技术：

电磁阀在工业生产中应用十分广泛，在石油化学工业中尤为普遍。它既可用于水、空气和中性气体以及其他与电磁阀材质相适宜的气体、液体的开关控制(二通)，又可作为安全联锁保护系统中不可缺少的重要部分。在安全联锁保护系统中应用的电磁阀主要有二位二通、二位三通、二位四通和二位五通，二位的含义为：对于电磁阀是带电或失电，对应其自身的打开或关闭。

在炼油厂各种型号的控制蝶阀上，电磁阀作为安全联锁的控制元件应用十分广泛。根据工艺要求以及阀门气缸本身的结构，应用的电磁阀型号种类繁多。但电磁阀作为阀门控制的辅助仪表设备，在检修期间安排阀门返厂修理时一般不要求仪表辅助设备随阀一起返厂修理、调试，当阀门已无修理价值时，会购买新阀门回装，而新阀门往往与旧阀门型号不同，因此会造成旧阀门的仪表辅助设备已不适用新阀门的安装要求。

在日常工作中我们时常会遇到这种情况，当一个控制、联锁蝶阀由于老化严重已无修理价值时，会换一个新的蝶阀，而原有的仪表辅助设备(电气转换器、气动阀门定位器、电磁阀、回讯开关)没有要求随阀返厂一起修理调试，当新的蝶阀自带一台电气阀门定位器时，在回装时原有仪表辅助设备会在安装上产生问题，原有仪表电磁阀的应用方式已无法满足新阀门的安全联锁要求。

如图1所示，为原控制蝶阀(阀门)的安全联锁装置示意图，蝶阀为气开式，联锁动作时蝶阀关闭。此阀门的安全联锁装置应用了三个电磁阀，电磁阀s1为二位三通电磁阀，电磁阀s2与电磁阀s3为二位二通电磁阀。该装置具体包含：电气转换器，其一端通过过滤减压阀连通自管道网络来的仪表净化风，另一端通过一个电磁阀s1连通气动阀门定位器，气动阀门定位器一端连通自管道网络来的仪表净化风，另一端连通a气缸和b气缸，a气缸和b气缸分别连通电磁阀s2与电磁阀s3，电磁阀s2开启后为放空气路，电磁阀s3开启后接通自管网仪表净化风气路。

该装置的联锁逻辑为：正常状态下三个电磁阀都得电，电磁阀s1得电后气路2、1连通，1、3放空气路关闭，来自dcs(distributedcontrolsystem，即分散控制系统，又叫集中分散控制系统，简称集散系统)的4-20ma调节信号通过电气转换器(d/q)转换为0.02-0.1mpa气信号输出至气动阀门定位器来控制阀门开、关动作；电磁阀s2得电后通道关闭，切断0.5mpa的仪表净化风进入a气缸；s3得电后通道关闭使b气缸内的气体无法通过电磁阀s3向外排空，因此在正常状态下三个电磁阀各司其职，不会影响蝶阀的正常调节。当装置事故状态时由紧急停车系统(esd)发出联锁信号，三个电磁阀同时失电动作，电磁阀s1将电气转换器传输向气动定位器的调节气路2、1关闭气路1、3连通，将输入进气动定位器的仪表净化风信号排空，从而导致双输出气动定位器切换为一路输出，因为此阀为气开阀，所以气动定位器的输出信号必然的切换到关阀的气路上，并且b气缸内的气体开始通过气动定位器内的排气口排放；电磁阀s2通道打开，0.5mpa的仪表净化风通过电磁阀s2进入气缸a，以快速推动气缸内活塞；电磁阀s3通道打开，b气缸的气体通过电磁阀s3快速排放，以保障活塞快速动作至关阀的位置。三个电磁阀联锁动作一气呵成，使阀门最短时间内达到工艺所需要的位置。但是含有电气阀门定位器的新阀门安装回工艺线路上时，原有的安全联锁装置已无法适用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置，通过合理地选择和连接电磁阀，合理设计电磁阀、气缸结构以及电气阀门定位器的连接及工作关系，并将其中一个电磁阀的出气口作为仪表净化风的进口，有效地保证了安全联锁的有效性，符合工艺设备的要求，保障了蝶阀的正常工作，减小了故障发生的可能性。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置，该装置包含：

电气阀门定位器、过滤减压阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第一气缸和第二气缸；

所述电气阀门定位器供风气源端口通过过滤减压阀与自管道网络来的仪表净化风连通，其输出端口与需安全联锁的蝶阀连通；

所述第一电磁阀包含至少三个端口，第一端口与第二气缸连通，第二端口与电气阀门定位器连通，第三端口连通大气；

所述第二电磁阀包含至少三个端口，第四端口与第一气缸连通，第五端口与电气阀门定位器连通，第六端口与自管道网络来的仪表净化风连通；

所述第一气缸与所述第二气缸通过活塞分隔，所述活塞还与需安全联锁的蝶阀连通。

优选地，所述自管道网络来的仪表净化风为0.5mpa仪表净化风。

优选地，还包含：

平衡阀，所述平衡阀两端分别通过三通管与所述第一气缸和所述第二气缸连通。

优选地，所述第一电磁阀和/或所述第二电磁阀为二位三通电磁阀。

优选地，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀型号规格相同。

优选地，所述电气阀门定位器为双作用双输出电气阀门定位器。

优选地，还包含：

控制系统，其控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀协同动作使需安全联锁的蝶阀打开或关闭。

优选地，当所述第一电磁阀接收到联锁信号时，所述第一端口与所述第二端口的通路被切断，所述第一端口与所述第三端口的通路打开，所述第二气缸排气，所述活塞向上运动，需安全联锁的蝶阀关闭。

优选地，当所述第二电磁阀接收到联锁信号时，所述第四端口与所述第五端口的通路被切断，所述第四端口与所述第六端口的通路打开，自管道网络来的仪表净化风进入所述第一气缸，所述活塞向上运动，需安全联锁的蝶阀关闭。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)本实用新型的一种包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置，通过合理地选择和连接电磁阀，合理设计电磁阀、气缸结构以及电气阀门定位器的连接及工作关系，有效地保证了安全联锁的有效性，符合工艺设备的要求，保障了蝶阀的正常工作，减小了故障发生的可能性；

(2)该安全联锁装置将其中一个电磁阀的出气口作为仪表净化风的进口，充分利用了二位三通电磁阀的功能，合理地规划了该安全联锁装置的设计，避免了不必要的事故发生，如避免设备内介质倒流入阀门管线内等。

附图说明

图1为现有技术的一种阀门的安全联锁装置；

图2为本实用新型的一种包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

如图2所示，为本实用新型的一种包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置，新阀门(蝶阀)的工作原理与老阀门的相同，气缸结构都是双气缸(不带复位弹簧)，只是新阀门采用电气阀门定位器并且气缸上只有2个进气口，为了使新阀门在不安全工况下实现与老阀门一样的安全联锁保护，现采用以下安全联锁装置来保证蝶阀联锁动作的效果。

该安全联锁装置包含：电气阀门定位器i/p、过滤减压阀、第一电磁阀s1、第二电磁阀s2、a气缸和b气缸。在本实用新型中，电气阀门定位器i/p为双作用双输出电气阀门定位器i/p。需安全联锁的蝶阀为气开阀，a气缸进气，b气缸排气时阀门为关动作。

所述电气阀门定位器i/p供风气源端口通过过滤减压阀与自管道网络来的仪表净化风连通，其输出端口与需安全联锁的蝶阀连通；所述电气阀门定位器i/p通过一个第一电磁阀s1与所述b气缸连通，所述第一电磁阀s1至少包含三个端口，其中一个端口连通大气，以形成气体传输通道和出气通道；所述电气阀门定位器i/p通过一个第二电磁阀s2与a气缸连通，所述第二电磁阀s2至少包含三个端口，其中一个端口连通自管道网络来的仪表净化风，以形成进气通道和气体传输通道，所述a气缸与所述b气缸通过活塞分隔，增加所述a气缸进气量推动活塞动作可加速所述b气缸的排气速度，所述活塞还与需安全联锁的蝶阀连通。

在本实用新型中，所述自管道网络来的仪表净化风为0.5mpa仪表净化风。所述第一电磁阀s1和所述第二电磁阀s2都为二位三通电磁阀且型号规格相同，均包含3个端口。示例地，第一电磁阀s1和第二电磁阀s2均为asco二位三通电磁阀，其型号为：ef8320g184。

所述第一电磁阀s1的端口1与b气缸连通，端口2与电气阀门定位器连通，端口3连通大气，所述第一电磁阀s1得电状态下其端口1和端口2连通，形成气体传输通道，所述第一电磁阀s1失电状态下其端口1和端口3连通，形成出气通道(排气通道)。所述第二电磁阀s2的端口1与a气缸连通，端口2与电气阀门定位器连通，端口3与自管道网络来的仪表净化风连通，所述第二电磁阀s2得电状态下其端口1和端口2连通，形成气体传输通道，所述第二电磁阀s2失电状态下其端口1和端口3连通形成进气通道。

第一电磁阀s1和第二电磁阀s2相互配合联动，缺一不可。根据双作用双输出电气阀门定位器i/p工作原理，如果没有第二电磁阀s2，即使联锁信号发出后第一电磁阀s1动作，蝶阀也不会按要求关闭。此处电磁阀的选型确定后如何安装是尤为关键的，在此我们做出的特别改进为将第二电磁阀s2的原排气口3作为联锁动作时第二电磁阀s2的进气端口3来使用，使其连通自管道网络来的仪表净化风，以形成进气通道和气体传输通道，此技术手段充分利用了二位三通阀的功能。

采用上述电磁阀的连接方式，可避免不必要的事故发生，如设备内介质倒流入阀门管线内等，当esd系统发出联锁信号后此时联锁蝶阀应按要求关闭，同时打开事故蒸汽阀将蒸汽引入再生器底部保持设备内催化剂成流化状态，如果蝶阀未及时关闭，设备内的催化剂可能会在蒸汽的作用下吹扫进蝶阀管道引起管道堵塞，而本实用新型的安全联锁装置的设计保证了工艺联锁的安全可靠性。

另外，该安全联锁装置还包含平衡阀，所述平衡阀两端分别通过三通管与所述a气缸和所述b气缸连通。蝶阀正常自动使用时平衡阀关闭，蝶阀自控发生故障时需将自动控制通过手轮(图中未标出)切换到手动控制，此时打开平横阀，其作用是使两个气缸(a气缸和b气缸)的气压保持平衡防止气缸憋压影响手轮切换。

在使用过程中，双气缸双作用蝶阀动作过程为将来自dcs(distributedcontrolsystem，即分散控制系统，又叫集中分散控制系统，简称集散系统)的4-20ma调节信号通过电气阀门定位器i/p转换成气信号输出至a气缸、b气缸推动活塞动作来带动执行机构开、关蝶阀。

正常状态下第一电磁阀s1和第二电磁阀s2都得电，此时第一电磁阀s1进气端口2打开，排气端口3关闭，气路2、1连通将电气阀门定位器i/p输出的一路调节气信号引入b气缸，放空气路(出气通道)1、3关闭；第二电磁阀s2进气端口2打开，进气端口3关闭，气路3、1关闭，气路2、1连通将电气阀门定位器i/p输出的另一路调节气信号引入a气缸，蝶阀正常接受电气阀门定位器i/p输出的调节蝶阀开、关的气信号，蝶阀动作正常(此蝶阀为气开阀，根据现场调试情况，当b气缸进气而a气缸排气时推动活塞向下运动为阀门开启动作，反之则为关阀动作。图2中双作用双输出电气阀门定位器i/p的两个输出端口分别连接至a气缸、b气缸的输入端口，当电气阀门定位器i/p接到4-20ma电流调节信号增大或减小指令后发生一路出气而另一路排气的动作，从而推动气缸内活塞向上或向下运动达到开阀或关阀的动作要求，端口不能接错，阀门的开、关阀动作应符合工艺要求)。

联锁状态下，第一电磁阀s1和第二电磁阀s2同时失电动作，第一电磁阀s1进气端口2关闭，气路2、1关闭，切断进入b气缸的气信号，排气端口3打开，气路1、3连通，进入b气缸的仪表净化风被切断，同时b气缸内的仪表净化风通过第一电磁阀s1的气路1、3气路排空；第二电磁阀s2进气口2关闭，气路2、1关闭，切断进入a气缸的气信号，进气端口3打开，气路3、1连通，此时接在进气端口3上的仪表净化风通过气路3、1进入a气缸，使得a气缸快速推动活塞向上运动，直至b气缸仪表净化风排净，同时活塞向上运动也带动蝶阀的执行机构将蝶阀按联锁逻辑快速关闭以达到联锁自保的要求。

综上所述，本实用新型的包含电气阀门定位器的阀门安全联锁装置，通过合理地选择和连接电磁阀，合理设计电磁阀、气缸结构以及电气阀门定位器的连接关系，并将其中一个电磁阀的出气口作为仪表净化风的进口，有效地保证了安全联锁的有效性，符合工艺设备的要求，保障了蝶阀的正常工作，减小了故障发生的可能性。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。