專利名稱：隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬隔膜泵自動化控制領域，尤其涉及一種隔膜泵單 向閥故障自動診斷裝置。
背景技術：
目前在隔膜泵市場，無論是進口產品還是國產設備，均無隔膜泵 單向閥故障自動診斷功能，由于設備易損件壽命相對較短，在接近使 用壽命的前期，單向閥內的閥錐、閥芯會被流體沖刷發生泄漏；或者 由于意外原因導致設備的閥錐出現卡閥、斷閥現象。而發生這些故障 時，操作人員無法及時發現，即使發現也只能靠熟練維護工人去人工 猜測故障點，無法做到排除故障的及時性、準確性。這些故障都會造 成設備壓力和流量波動，引起設備震動，影響設備壽命，或對輸送管 路造成破壞，在某些關鍵領域如化工企業甚至會對周圍事物構成重大 安全威脅。
實用新型內容
本實用新型旨在克服現有技術的不足之處而提供一種在隔膜泵 出現閥錐、閥芯泄漏或者閥錐出現卡閥、斷閥現象后，通過故障診斷， 能自動在第一時間對操作人員發出報警信號的隔膜泵單向閥故障自 動診斷裝置。為達到上述目的，本實用新型可依如下方式實現 隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置，包括開關量采集部分、模擬 量采集部分、繼電器隔離部分、隔離放大部分、PLC及報警部分；所 述開關量采集部分采集的信號經繼電器隔離部分隔離后送入PLC的 輸入端口 ；所述模擬量采集部分采集的信號經隔離放大部分隔離放大 后送入PLC的輸入端口 ；所述PLC輸出端口輸出的信號傳至報警部分 的輸入端口。
作為一種優選方案，本實用新型在報警部分的輸入端口及PLC 輸出端口間可配有繼電器隔離部分;所述PLC輸出端口輸出的信號經 繼電器隔離部分隔離后傳至報警部分的輸入端口 。
作為另一種優選方案，本實用新型所述開關量采集部分包括三 個接近開關；所述模擬量采集部分可包括四個壓力變送器。
作為第三種優選方案，本實用新型所述PLC可包括主芯片及擴展 單元部分。
本實用新型在隔膜泵單向閥發生故障后，在很短時間內就能對操 作人員發出報警信號，做到了排除故障的及時性；通過系統診斷，本 實用新型會精確到哪一個單向閥內件出了泄漏或者卡閥、斷閥故障屬 于哪一類，從而做到了排除故障的準確性。無論對于隔膜泵設備本身 還是對整個工藝系統都有一個保護功能，避免了由于單向閥故障而造 成的損失。以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。本實用新型的保護范圍將不僅局限于下列內容的表述。
圖1為本實用新型整體裝配示意圖； 圖2為本實用新型電路原理框圖； 圖3為本實用新型PLC信息流程圖； 圖4為本實用新型具體電路原理圖。
具體實施方式
如
圖1 4所示，隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置，包括開關 量采集部分、模擬量采集部分、繼電器隔離部分、隔離放大部分、PLC 及報警部分;所述開關量采集部分采集的信號經繼電器隔離部分隔離 后送入PLC的輸入端口 ；所述模擬量采集部分采集的信號經隔離放大 部分隔離放大后送入PLC的輸入端口 ；所述PLC輸出端口輸出的信號 傳至報警部分的輸入端口。本實用新型在報警部分的輸入端口及PLC 輸出端口間配有繼電器隔離部分;所述PLC輸出端口輸出的信號經繼 電器隔離部分隔離后傳至報警部分的輸入端口。本實用新型所述開關 量采集部分包括三個接近開關。所述模擬量采集部分包括四個壓力變 送器。所述PLC包括主芯片及擴展單元部分。
如圖l， l.出料閥箱；2.隔膜腔；3.隔膜；4.推進液油；5.進料 閥箱。每個隔膜室輸送料漿分為兩個階段1、排料行程；2、吸料行 程。在排料行程中，要克服管道內料漿自重、慣性和料漿與管道內壁 的摩擦力作用，通過推進液油傳遞壓力，打開出料口單向閥，將隔膜 腔內的物料排出。這個階段隔膜腔內的推進液油壓力會呈上升的趨 勢，而且在單向闔打開瞬間達到最大并持續到該結束，在行程前死點處停止排料，隨后開始吸料。在吸料行程中，隔膜室內容積變大并借 助喂料壓力將進料單向閥打開，進料管中的料漿充入隔膜室。在行程 后死點處停止吸料，進入排料行程。如此循環。
一、 泄漏故障狀態
1、出料端單向闊泄露；2、進料端單向閥泄露。從工作原理分 析，假設單向閥處于損壞密封不好狀態。(l)出料端單向閥受損時，在 吸料行程中，排出的部分料漿在管路壓力作用下通過出料端單向閥泄 漏點返回隔膜室，表現為在吸料時間內隔膜室內壓力高于正常喂料壓 力。(2)吸料端單向閥受損時，由于排料管道內的壓力遠遠大于進料壓 力，所以在排料過程時一部分物料會通過吸料端單向閥泄漏點被推回 進料管路，表現為在吸料時間內進料補償罐內壓力有較大波動或高于 正常喂料壓力。
二、 卡閥、斷閥故障狀態 若某隔膜室進料閥出現卡閥、斷閥故障，根據料漿輸送原理，
隔膜室內壓力一直為正常喂料壓力；若出料閥出現卡閥、斷閥故障， 則隔膜室內壓力一直為出料工作壓力。
本實用新型在隔膜室上安裝檢測器件，實時監測隔膜腔內的推進 液油壓力的變化范圍，判斷單向閥完好狀態，并且通過報警提示或電 控畫面顯示告知操作者進行相應的維護工作。 本實用新型測試監控電路由三部分組成
1、原始信號采集，包括測試曲拐軸位置的三個接近開關，檢測 三個隔膜室和 一個進料補償倉喂料壓力的四個壓力變送器。2、 輸入的電信號隔離。在這里涉及兩種電信號， 一種是接近開 關提供的代表斷開和閉合兩種狀態的低電平和高電平信號；另一種 是由壓力變送器提供的4-20mA的模擬量信號。由于電信號不同，采 用隔離處理的目的和方法也不相同。對于第一種開關量信號，由于信 號只有兩種狀態，它要隨著設備運轉過程中曲軸的轉動角度而變化， 那么在開和斷的兩個狀態切換瞬間必然要產生電信號的抖動，而這種 抖動勢必會影響到控制單元的判斷。另一方面，原始電信號的傳輸線 路是從設備的檢測點直接引入電氣控制箱的，那么敷設在設備外壁的 信號線很容易引入其他有危害的信號，這樣的危險信號如果沒有信號 隔離元件的存在，就會直接燒毀可編程控制器(簡稱PLC)的I/O點。 而對于第二種模擬量信號的隔離，除了要避免外電路的危險信號外， 更主要的是能夠起到信號放大的作用。模擬量信號在線路中傳輸的過 程受線路阻抗的影響中勢必要有衰減，而PLC的模擬量采集單元對信 號的分辨能力是有限的，因此我們需要在回路中添加隔離放大器。
3、 可編程控制器(簡稱PLC)。他是一種針對工業控制的集信號 采集、隔離、刷新、鎖存和數據計算等多種功能為一體的電子控制裝 置。很多電氣公司都有代表產品，本次應用的是西門子公司生產的 S7-200系列。他的信息流程如圖3。在用戶程序的運行過程中不斷重 復的執行1/0刷新。
4、 輸出的電信號隔離。輸出的電信號只有指示是否有故障的開 關信號，這些信號直接送給隔膜泵的控制中心，通過隔離繼電器把外 部電路與PLC輸出回路隔離，保護PLC輸出點的安全。如圖4所示，繼電器采用松下公司生產的AHNA21+AHN211Y2及 AHNA21+AHN20024;變送器采用昆侖海岸公司生產的KLM-3111; PLC 采用西門子公司生產的CPU224AC/DC/RLY; PLC擴展模塊采用西門子 公司生產的EM231。
權利要求1、隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置，其特征在于，包括開關量采集部分、模擬量采集部分、繼電器隔離部分、隔離放大部分、PLC及報警部分；所述開關量采集部分采集的信號經繼電器隔離部分隔離后送入PLC的輸入端口；所述模擬量采集部分采集的信號經隔離放大部分隔離放大后送入PLC的輸入端口；所述PLC輸出端口輸出的信號傳至報警部分的輸入端口。
2、 根據權利要求l所述的隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置，其 特征在于:在報警部分的輸入端口及PLC輸出端口間配有繼電器隔離 部分;所述PLC輸出端口輸出的信號經繼電器隔離部分隔離后傳至報 警部分的輸入端口。
3、 根據權利要求1或2所述的隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置， 其特征在于所述開關量采集部分包括三個接近開關。
4、 根據權利要求3所述的隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置，其 特征在于所述模擬量采集部分包括四個壓力變送器。
5、 根據權利要求4所述的隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置，其 特征在于所述PLC包括主芯片及擴展單元部分。
專利摘要本實用新型屬隔膜泵自動化控制領域，尤其涉及一種隔膜泵單向閥故障自動診斷裝置，它包括開關量采集部分、模擬量采集部分、繼電器隔離部分、隔離放大部分、PLC及報警部分；所述開關量采集部分采集的信號經繼電器隔離部分隔離后送入PLC的輸入端口；所述模擬量采集部分采集的信號經隔離放大部分隔離放大后送入PLC的輸入端口；所述PLC輸出端口輸出的信號傳至報警部分的輸入端口。在報警部分的輸入端口及PLC輸出端口間配有繼電器隔離部分；所述PLC輸出端口輸出的信號經繼電器隔離部分隔離后傳至報警部分的輸入端口。本實用新型在隔膜泵單向閥發生故障后，在很短時間內就能發出報警信號，避免了由于單向閥故障而造成的損失。
文檔編號F04B43/02GK201137561SQ200720015269
公開日2008年10月22日 申請日期2007年10月12日 優先權日2007年10月12日
發明者張金偉, 楊宏權, 麗 王, 王嘉岱, 趙愛民 申請人:中國有色集團沈陽冶金機械有限公司