一种串级控制的气体保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种串级控制的气体保护装置，包括充气回路、排气回路和控制回路，高压气瓶通过一三通阀分别与充气回路和排气回路连通，充气回路和排气回路的另一端分别连接容器的进气口和排气口；控制回路包括设置在排气回路上的变频泵。本发明专利技术采用串级加分程控制系统，当容器内部压力过低时，使用高压储能罐内预装的大量高压惰性气体进行补充，当容器内部压力过高时，将多余的惰性气体抽入至高压储能罐内备用。通过串级控制可以避免由于压力控制的滞后导致设备内压力的波动，采用分程控制可以控制设备内部充气和排气。

【技术实现步骤摘要】
一种串级控制的气体保护装置
本专利技术涉及装置的气体保护
，特别是涉及一种串级控制的气体保护装置。
技术介绍
近年来，随着技术的不断进步，设计生产的设备越来越精致，相对应的存储、维护以及运输等的要求也相应提高。某些设备，如发电设备(核电、火电、风电以及水电设备等)、石油化工设备和一些电子设备等，在长途运输和储存过程中，为了防止设备内部由于接触氧气和水蒸气而发生氧化或者腐蚀，一般都是采用密封元件将设备内部与外部间隔离，然后内部填充一定压力的氮气等惰性气体进行保护，由于此时内部压力大于外界环境大气压力，可以有效的防止外部空气和水蒸气的进入，杜绝腐蚀和氧化，尤其是采用轮船运输时效果更明晰。现有的充气保护方法，是在密封好的设备内部填充一定压力的惰性气体，然后直接储存或运输。由于考虑经济成本,设备未安装之前，接口密封处一般都不采用原配密封垫，或者由于某些接管后续将连接管道故没有安装密封圈的构造，这些管口都采用临时密封结构，两种密封方式都不能承受较高的内压。另一方面，如果保持较低的内压，则不能保证设备内部与外部处于隔离状态。由于设备不存放在暖库内，或者运输路途较远，跨越纬度较大导致温度差异明显，且白天与夜晚的温差很大，根据气体平衡方程，容器内部的惰性气体压力会有很大的波动，经常会有超出允许的内压范围的情况发生；现有的技术方法是配备一定量的备用气瓶，当容器内部压力过低时，用瓶内惰性气体对其进行补充，而当由于温度升高导致内压过高时无法处理，极有可能在管口处泄露。此方法的局限性非常大，当容器内部压力过低后再补充气体调整至规定值，需要一定的时间周期，这个时间周期内，容器内部处于非保护状态；而当温度升高导致内压过高后，内压可能导致密封失效。此外，现有技术方法无法解决白天和夜晚温差反复变化导致内压循环波动的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种保持内压稳定、实时调节、克服温度影响，可快速克服温度对内压影响的气体保护装置，而且是一个反应迅速，克服滞后的串级控制系统的气体保护装置。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种串级控制的气体保护装置，包括充气回路、排气回路和控制回路，高压气瓶通过一三通阀分别与所述充气回路和排气回路连通，所述充气回路和排气回路的另一端分别连接容器的进气口和排气口；所述控制回路包括设置在所述排气回路上的变频泵。优选的，所述充气回路上设置有电动调节阀。优选的，所述控制回路包括内回路，所述内回路采用温度传感器测量所述容器内壁温度并将测量信号传递给温度变送器，所述温度变送器将温度信号转换为温度控制器可识别的标准信号；所述温度控制器分别与所述电动调节阀和变频泵电联接。优选的，所述控制回路还包括外回路，所述外回路采用压力传感器测量所述容器内部压力并将测量信号传递给压力变送器，所述压力变动器将压力信号转换为压力控制器可识别的标准信号；所述压力控制器分别与所述电动调节阀和变频泵电联接。优选的，将温度和压力的测量信号分别与所述温度控制器和压力控制器中各自的设定值比较，所得差值作为各控制器的输入值，然后各控制器根据输入值计算得出输出值；所述压力控制器的输出值与温度测量值共同作为所述温度控制器的输入值，所述温度控制器计算得出的最终输出值用于控制所述电动调节阀和变频泵运行。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术采用串级加分程控制系统，当容器内部压力过低时，使用高压储能罐内预装的大量高压惰性气体进行补充，当容器内部压力过高时，将多余的惰性气体抽入至高压储能罐内备用。通过串级控制可以避免由于压力控制的滞后导致设备内压力的波动，采用分程控制可以控制设备内部充气和排气。此外，控制器采用PID控制规律中的比例积分(PI)方法，既可以消除余差，又可以保证被控参数的快速稳定再平衡，因而可以实现对设备内部压力的实时、准确控制，克服了温度变化的影响，保证容器内部压力的稳定，实现全程密封，因此具有很大的推广前景和社会需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种串级控制的气体保护装置的结构示意图。图2为一种串级控制的气体保护装置的控制方框图；其中，1高压气瓶；2三通阀；3电动调节阀；4压力控制器；5压力变送器；6压力传感器；7温度传感器；8温度变送器；9温度控制器；10变频泵；11容器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种保持内压稳定、实时调节、克服温度影响，可快速克服温度对内压影响的气体保护装置，而且是一个反应迅速，克服滞后的串级控制系统的气体保护装置。本专利技术提供的串级控制的气体保护装置，包括充气回路、排气回路和控制回路，高压气瓶通过一三通阀分别与充气回路和排气回路连通，充气回路和排气回路的另一端分别连接容器的进气口和排气口；控制回路包括设置在排气回路上的变频泵。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。请参考图1-2，其中，图1为一种串级控制的气体保护装置的结构示意图。图2为一种串级控制的气体保护装置的控制方框图。如图1所示，本专利技术提供一种串级控制的气体保护装置，包括高压气瓶1、三通阀2、电动调节阀3、压力控制器4、压力变送器5、压力传感器6、温度传感器7、温度变送器8、温度控制器9和变频泵10，图中带方向箭头的为管线，实线部分为实际的气体管道，虚线部分为控制回路。气体管道主要分为设备充气回路和排气回路两条，且其流通方向固定，其中排气回路中惰性气体由设备内部由变频泵10抽出，然后经过三通阀2后被打入高压气瓶1中；充气管道回路中，由于压差的作用，惰性气体由高压气瓶1经过三通阀2后，通过电动调节阀3控制流量后打入设备内部。控制回路部分，整个系统采用串级加分程控制系统，内回路为粗调的温度控制，外回路为细调的压力控制，控制器根据设备内部的测量信号来决定电动调节阀和变频泵的工作状态以及运行功率，实现容器11内部的充压或减压。采用温度传感器7测量容器11内壁处的温度，然后将测量信号传递给温度变送器8后转换为4-20mA的标准信号，可以被温度控制器9所识别；压力传感器6测量容器11内部压力，然后将测量信号传递给压力变送器5，压力变送器5将压力信号转换为4-20mA的标准信号，可以被压力控制器4所识别；将温度和压力的测量信号分别与各自设定值比较，差值作为各自控制器的输入值，然后温度控制器9和压力控制器4根据给定的控制规律，计算出输出值，其中压力控制器4的输出与温度测量值共同作为温度控制器9的输入值，最终温度控制器9计算得出的输出值用以控制电动调节阀3和变频泵10，即可实现排气回路和充气回路中哪个回路运行，以及运行功率多大，实现容器11内部的精确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串级控制的气体保护装置，其特征在于：包括充气回路、排气回路和控制回路，高压气瓶通过一三通阀分别与所述充气回路和排气回路连通，所述充气回路和排气回路的另一端分别连接容器的进气口和排气口；所述控制回路包括设置在所述排气回路上的变频泵。

【技术特征摘要】
1.一种串级控制的气体保护装置，其特征在于：包括充气回路、排气回路和控制回路，高压气瓶通过一三通阀分别与所述充气回路和排气回路连通，所述充气回路和排气回路的另一端分别连接容器的进气口和排气口；所述控制回路包括设置在所述排气回路上的变频泵。2.根据权利要求1所述的串级控制的气体保护装置，其特征在于：所述充气回路上设置有电动调节阀。3.根据权利要求2所述的串级控制的气体保护装置，其特征在于：所述控制回路包括内回路，所述内回路采用温度传感器测量所述容器内壁温度并将测量信号传递给温度变送器，所述温度变送器将温度信号转换为温度控制器可识别的标准信号；所述温度控制器分别与所述电动调节阀和变频泵电联接。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：张红升，曹丽琴，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13