專利名稱：隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬隔膜泵自動(dòng)化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種隔膜泵單 向閥故障自動(dòng)診斷裝置。
背景技術(shù)：
目前在隔膜泵市場(chǎng)，無論是進(jìn)口產(chǎn)品還是國(guó)產(chǎn)設(shè)備，均無隔膜泵 單向閥故障自動(dòng)診斷功能，由于設(shè)備易損件壽命相對(duì)較短，在接近使 用壽命的前期，單向閥內(nèi)的閥錐、閥芯會(huì)被流體沖刷發(fā)生泄漏；或者 由于意外原因?qū)е略O(shè)備的閥錐出現(xiàn)卡閥、斷閥現(xiàn)象。而發(fā)生這些故障 時(shí)，操作人員無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使發(fā)現(xiàn)也只能靠熟練維護(hù)工人去人工 猜測(cè)故障點(diǎn)，無法做到排除故障的及時(shí)性、準(zhǔn)確性。這些故障都會(huì)造 成設(shè)備壓力和流量波動(dòng)，引起設(shè)備震動(dòng)，影響設(shè)備壽命，或?qū)斔凸?路造成破壞，在某些關(guān)鍵領(lǐng)域如化工企業(yè)甚至?xí)?duì)周圍事物構(gòu)成重大 安全威脅。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種在隔膜泵 出現(xiàn)閥錐、閥芯泄漏或者閥錐出現(xiàn)卡閥、斷閥現(xiàn)象后，通過故障診斷， 能自動(dòng)在第一時(shí)間對(duì)操作人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)的隔膜泵單向閥故障自 動(dòng)診斷裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型可依如下方式實(shí)現(xiàn) 隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置，包括開關(guān)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(bào)警部分；所 述開關(guān)量采集部分采集的信號(hào)經(jīng)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(hào)經(jīng)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(hào)傳至報(bào)警部分 的輸入端口。
作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型在報(bào)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(hào)經(jīng) 繼電器隔離部分隔離后傳至報(bào)警部分的輸入端口 。
作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述開關(guān)量采集部分包括三 個(gè)接近開關(guān)；所述模擬量采集部分可包括四個(gè)壓力變送器。
作為第三種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述PLC可包括主芯片及擴(kuò)展 單元部分。
本實(shí)用新型在隔膜泵單向閥發(fā)生故障后，在很短時(shí)間內(nèi)就能對(duì)操 作人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，做到了排除故障的及時(shí)性；通過系統(tǒng)診斷，本 實(shí)用新型會(huì)精確到哪一個(gè)單向閥內(nèi)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(zhǔn)確性。無論對(duì)于隔膜泵設(shè)備本身 還是對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)都有一個(gè)保護(hù)功能，避免了由于單向閥故障而造 成的損失。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍將不僅局限于下列內(nèi)容的表述。



圖1為本實(shí)用新型整體裝配示意圖； 圖2為本實(shí)用新型電路原理框圖； 圖3為本實(shí)用新型PLC信息流程圖； 圖4為本實(shí)用新型具體電路原理圖。
具體實(shí)施方式

如
圖1 4所示，隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置，包括開關(guān) 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(bào)警部分;所述開關(guān)量采集部分采集的信號(hào)經(jīng)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(hào)經(jīng)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(hào) 傳至報(bào)警部分的輸入端口。本實(shí)用新型在報(bào)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(hào)經(jīng)繼 電器隔離部分隔離后傳至報(bào)警部分的輸入端口。本實(shí)用新型所述開關(guān) 量采集部分包括三個(gè)接近開關(guān)。所述模擬量采集部分包括四個(gè)壓力變 送器。所述PLC包括主芯片及擴(kuò)展單元部分。
如圖l， l.出料閥箱；2.隔膜腔；3.隔膜；4.推進(jìn)液油；5.進(jìn)料 閥箱。每個(gè)隔膜室輸送料漿分為兩個(gè)階段1、排料行程；2、吸料行 程。在排料行程中，要克服管道內(nèi)料漿自重、慣性和料漿與管道內(nèi)壁 的摩擦力作用，通過推進(jìn)液油傳遞壓力，打開出料口單向閥，將隔膜 腔內(nèi)的物料排出。這個(gè)階段隔膜腔內(nèi)的推進(jìn)液油壓力會(huì)呈上升的趨 勢(shì)，而且在單向闔打開瞬間達(dá)到最大并持續(xù)到該結(jié)束，在行程前死點(diǎn)處停止排料，隨后開始吸料。在吸料行程中，隔膜室內(nèi)容積變大并借 助喂料壓力將進(jìn)料單向閥打開，進(jìn)料管中的料漿充入隔膜室。在行程 后死點(diǎn)處停止吸料，進(jìn)入排料行程。如此循環(huán)。
一、 泄漏故障狀態(tài)
1、出料端單向闊泄露；2、進(jìn)料端單向閥泄露。從工作原理分 析，假設(shè)單向閥處于損壞密封不好狀態(tài)。(l)出料端單向閥受損時(shí)，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(diǎn)返回隔膜室，表現(xiàn)為在吸料時(shí)間內(nèi)隔膜室內(nèi)壓力高于正常喂料壓 力。(2)吸料端單向閥受損時(shí)，由于排料管道內(nèi)的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)料壓 力，所以在排料過程時(shí)一部分物料會(huì)通過吸料端單向閥泄漏點(diǎn)被推回 進(jìn)料管路，表現(xiàn)為在吸料時(shí)間內(nèi)進(jìn)料補(bǔ)償罐內(nèi)壓力有較大波動(dòng)或高于 正常喂料壓力。
二、 卡閥、斷閥故障狀態(tài) 若某隔膜室進(jìn)料閥出現(xiàn)卡閥、斷閥故障，根據(jù)料漿輸送原理，
隔膜室內(nèi)壓力一直為正常喂料壓力；若出料閥出現(xiàn)卡閥、斷閥故障， 則隔膜室內(nèi)壓力一直為出料工作壓力。
本實(shí)用新型在隔膜室上安裝檢測(cè)器件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隔膜腔內(nèi)的推進(jìn) 液油壓力的變化范圍，判斷單向閥完好狀態(tài)，并且通過報(bào)警提示或電 控畫面顯示告知操作者進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)工作。 本實(shí)用新型測(cè)試監(jiān)控電路由三部分組成
1、原始信號(hào)采集，包括測(cè)試曲拐軸位置的三個(gè)接近開關(guān)，檢測(cè) 三個(gè)隔膜室和 一個(gè)進(jìn)料補(bǔ)償倉喂料壓力的四個(gè)壓力變送器。2、 輸入的電信號(hào)隔離。在這里涉及兩種電信號(hào)， 一種是接近開 關(guān)提供的代表斷開和閉合兩種狀態(tài)的低電平和高電平信號(hào)；另一種 是由壓力變送器提供的4-20mA的模擬量信號(hào)。由于電信號(hào)不同，采 用隔離處理的目的和方法也不相同。對(duì)于第一種開關(guān)量信號(hào)，由于信 號(hào)只有兩種狀態(tài)，它要隨著設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度而變化， 那么在開和斷的兩個(gè)狀態(tài)切換瞬間必然要產(chǎn)生電信號(hào)的抖動(dòng)，而這種 抖動(dòng)勢(shì)必會(huì)影響到控制單元的判斷。另一方面，原始電信號(hào)的傳輸線 路是從設(shè)備的檢測(cè)點(diǎn)直接引入電氣控制箱的，那么敷設(shè)在設(shè)備外壁的 信號(hào)線很容易引入其他有危害的信號(hào)，這樣的危險(xiǎn)信號(hào)如果沒有信號(hào) 隔離元件的存在，就會(huì)直接燒毀可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC)的I/O點(diǎn)。 而對(duì)于第二種模擬量信號(hào)的隔離，除了要避免外電路的危險(xiǎn)信號(hào)外， 更主要的是能夠起到信號(hào)放大的作用。模擬量信號(hào)在線路中傳輸?shù)倪^ 程受線路阻抗的影響中勢(shì)必要有衰減，而PLC的模擬量采集單元對(duì)信 號(hào)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(jiǎn)稱PLC)。他是一種針對(duì)工業(yè)控制的集信號(hào) 采集、隔離、刷新、鎖存和數(shù)據(jù)計(jì)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(chǎn)品，本次應(yīng)用的是西門子公司生產(chǎn)的 S7-200系列。他的信息流程如圖3。在用戶程序的運(yùn)行過程中不斷重 復(fù)的執(zhí)行1/0刷新。
4、 輸出的電信號(hào)隔離。輸出的電信號(hào)只有指示是否有故障的開 關(guān)信號(hào)，這些信號(hào)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(hù)PLC輸出點(diǎn)的安全。如圖4所示，繼電器采用松下公司生產(chǎn)的AHNA21+AHN211Y2及 AHNA21+AHN20024;變送器采用昆侖海岸公司生產(chǎn)的KLM-3111; PLC 采用西門子公司生產(chǎn)的CPU224AC/DC/RLY; PLC擴(kuò)展模塊采用西門子 公司生產(chǎn)的EM231。
權(quán)利要求1、隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置，其特征在于，包括開關(guān)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(bào)警部分；所述開關(guān)量采集部分采集的信號(hào)經(jīng)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(hào)經(jīng)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(hào)傳至報(bào)警部分的輸入端口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置，其 特征在于:在報(bào)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(hào)經(jīng)繼電器隔離部分隔離后傳至報(bào) 警部分的輸入端口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置， 其特征在于所述開關(guān)量采集部分包括三個(gè)接近開關(guān)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置，其 特征在于所述模擬量采集部分包括四個(gè)壓力變送器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置，其 特征在于所述PLC包括主芯片及擴(kuò)展單元部分。
專利摘要本實(shí)用新型屬隔膜泵自動(dòng)化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷裝置，它包括開關(guān)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(bào)警部分；所述開關(guān)量采集部分采集的信號(hào)經(jīng)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(hào)經(jīng)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(hào)傳至報(bào)警部分的輸入端口。在報(bào)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(hào)經(jīng)繼電器隔離部分隔離后傳至報(bào)警部分的輸入端口。本實(shí)用新型在隔膜泵單向閥發(fā)生故障后，在很短時(shí)間內(nèi)就能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，避免了由于單向閥故障而造成的損失。
文檔編號(hào)F04B43/02GK201137561SQ200720015269
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者張金偉, 楊宏權(quán), 麗 王, 王嘉岱, 趙愛民 申請(qǐng)人:中國(guó)有色集團(tuán)沈陽冶金機(jī)械有限公司