基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統技術方案

一種基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統，第一控制閥和第二控制閥均包括有一端連接分子篩塔另一端連接天然氣進氣管或再生氣出氣干管的開關閥門和用于控制開關閥門開關的氣動膜頭，氣動膜頭的膜片通過閥桿連接開關閥門的閥芯，閥桿上設置閥位傳感器，閥位傳感器輸出端電連接閥位控制模塊的閥位信號輸入端，閥位控制模塊的壓力信號輸入端電連接壓力變送器，氣動膜頭的上、下氣室的氣口分別通過開關／開度轉換機構與開關控制電磁閥連接，閥桿上端貫穿氣動膜頭與開度控制機構相連接，開關／開度轉換機構和開度控制機構的控制信號輸入端分別電連接閥位控制模塊的控制信號輸出端。本實用新型專利技術取消6條升降壓支路和其上的開關閥及孔板，節省大量資金。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統，第一控制閥和第二控制閥均包括有一端連接分子篩塔另一端連接天然氣進氣管或再生氣出氣干管的開關閥門和用于控制開關閥門開關的氣動膜頭，氣動膜頭的膜片通過閥桿連接開關閥門的閥芯，閥桿上設置閥位傳感器，閥位傳感器輸出端電連接閥位控制模塊的閥位信號輸入端，閥位控制模塊的壓力信號輸入端電連接壓力變送器，氣動膜頭的上、下氣室的氣口分別通過開關／開度轉換機構與開關控制電磁閥連接，閥桿上端貫穿氣動膜頭與開度控制機構相連接，開關／開度轉換機構和開度控制機構的控制信號輸入端分別電連接閥位控制模塊的控制信號輸出端。本技術取消6條升降壓支路和其上的開關閥及孔板，節省大量資金。【專利說明】基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統
本技術涉及一種對分子篩進行氣體干噪處理中再生過程的降壓及升壓控制系統。特別是涉及一種基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統。
技術介紹
分子篩干燥是很多氣體加工中不可缺少的工藝過程。干燥的分子篩(吸附劑)很容易吸收周圍介質(吸附質)的水分，這個過程的結果是降低了吸附劑自身原先所擁有的“表面自由能”，而該過程能自發進行。吸收了水份的飽和分子篩必須經過加熱再生過程才能釋放出吸收的水份回復其”表面的自由能”，只有經過再生過程恢復了表面自由能的分子篩才能再次吸附含水介質內的水分。再生過程主要是首先對干燥塔勻速降壓降到確定的壓力后再通入高溫再生氣流直到把分子篩里的水分析出，經過高溫干燥處理后的分子篩還要經過冷吹降溫后再進行勻速升壓才能恢復了吸附劑的表面自由能，才能再次進入干燥程序。當采用低壓干氣再生時，分子篩干燥器需要降壓再生及冷吹升壓的過程。當降壓升壓速度過快時，一方面設備、管道可能發生局部變形并導致危險事故；另一方面壓力的快速變化可能破壞分子篩內部結構，造成吸附能力下降甚至對吸附劑造成永久性損害對生產造成較大損失。太慢會打亂程序的正常運行，降低干燥的質量、延長再生時間并影響后續工藝過程的連續性。在2002年出版的《天然氣利用手冊》中明確指出“因再生壓力低于吸附壓力，干燥器在切換時應控制降壓與升壓速度，一般宜小于0.3MPa/min”。降壓升壓的速度要嚴格控制，所以控制好降壓和升壓的速度及時間是分子篩干燥過程中較為關鍵的步驟。為了實現分子篩塔降壓或升壓的控制，傳統方案如圖1所示，是利用并聯在原料氣進口開關閥40及再生氣出口開關閥43旁的專用升降壓支路來完成的。升降壓支路上安裝作為流速限定裝置的限流孔板42、44及開關閥41、45。當旁路開關閥41、45打開時，氣體在限流孔板42、44的限制下以不高于0.3MPa/min的初始速度通過開關閥，經一定時間后完成分子篩干燥器的降壓或升壓。該方法中限流孔板42、44的孔徑不可變，即隨著升降壓過程的進行孔板兩端壓差也逐漸降低而造成速度亦隨之降低。并聯在原料氣進口開關閥40及再生氣出口開關閥43旁的專用升降壓支路48、47是完全相同的結構，具體如圖1所示。圖中為保證設備及分子篩的安全性，必須控制升降壓過程的最高(初始)流速不高于0.3MPa/min,因此必然導致隨著升降壓的進行流速在不斷減慢，設備升降壓的時間被延長，生產效率下降等問題。而且目前的這種控制方法其降壓升壓過程必須通過降壓升壓專用支路來完成。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是，提供一種通過改變現有技術中進氣源主路及再生氣進/出主路上開關閥的開度來進行控制，實現升壓降壓速度調節的基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統。本技術所采用的技術方案是:一種基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統，包括一端連接分子篩塔另一端連接天然氣進氣管的第一控制閥和一端連接分子篩塔另一端連接再生氣出氣干管的第二控制閥，所述的第一控制閥和第二控制閥結構完全相同，均包括有一端連接分子篩塔另一端連接天然氣進氣管或再生氣出氣干管的開關閥門和用于控制開關閥門開關的氣動膜頭，其中，將氣動膜頭分割為上氣室和下氣室的膜片通過閥桿連接開關閥門的閥芯，所述的閥桿上在位于氣動膜頭和開關閥門之間設置有閥位傳感器，所述的閥位傳感器的輸出端電連接閥位控制模塊的閥位信號輸入端，所述閥位控制模塊的壓力信號輸入端電連接設置在分子篩塔的取壓點上的壓力變送器，所述氣動膜頭的上氣室的氣口和下氣室的氣口分別通過開關/開度轉換機構與開關控制電磁閥連接，所述的閥桿在與膜片相連的這一端貫穿氣動膜頭與位于氣動膜頭上方的進行升壓和降壓控制的開度控制機構相連接，所述的開關/開度轉換機構和開度控制機構的控制信號輸入端分別電連接所述的閥位控制模塊的控制信號輸出端。所述的開度控制機構包括有底端連接在氣動膜頭上，頂端與手輪離合機構相連的閥座，所述的閥桿上端絲杠貫穿閥座通過手輪離合機構與手輪和固定在手輪下部的從同步齒輪連接，其中，所述的從同步齒輪通過同步齒形帶連接主同步齒輪，所述的主同步齒輪連接伺服電機的輸出軸，所述的伺服電機是通過固定在閥座上的伺服電機支撐板而固定設置在閥座的一側，所述伺服電機的驅動控制端通過導線連接電機驅動控制模塊，所述的電機驅動控制模塊的信號輸入端連接閥位控制模塊的控制信號輸出端。還設置有用于控制手輪離合機構驅動手輪與閥桿之間進行脫離與嚙合的氣缸，以及控制氣缸動作的作為開關/開度狀態轉換的兩位四通電磁閥，其中，所述的兩位四通電磁閥的氣源進氣口通過管路與儀表氣源端相連，排氣口與外部大氣相通，所述的兩位四通電磁閥的一個端口通過管路連接所述氣缸上氣室，所述的兩位四通電磁閥的另一端口通過管路連接所述氣缸下氣室，所述的氣缸的活塞桿鉸接到手輪離合機構的手動/自動轉換撥鈕上，所述兩位四通電磁閥的控制信號輸入端電連接所述閥位控制模塊的第三控制信號輸出端。所述的氣缸固定在所述的閥座上。所述的開關/開度轉換機構包括有與所述的開關控制電磁閥相連用于阻斷或接通開關控制電磁閥與氣動膜頭連通的第一兩位三通電磁閥和第二兩位三通電磁閥，其中，所述的開關控制電磁閥的氣源進氣口通過管路與儀表氣源端相連，排氣口與外部大氣相通，所述的開關控制電磁閥的一個端口通過管路連接所述第一兩位三通電磁閥第一端口，所述的第一兩位三通電磁閥的第二端口通過管路連接所述的氣動膜頭的上氣室的氣口，所述的開關控制電磁閥的另一端口通過管路與所述的第二兩位三通電磁閥的第一端口連接，所述的第二兩位三通電磁閥的第二端口通過管路連接所述的氣動膜頭的下氣室的氣口，所述第一兩位三通電磁閥的第三端口和第二兩位三通電磁閥的第三端口均與大氣相連。所述的開關控制電磁閥的控制信號輸入端電連接閥位控制模塊的第一控制信號輸出端，用于阻斷或接通開關控制電磁閥與氣動膜頭連通的第一兩位三通電磁閥和第二兩位三通電磁閥的控制信號輸入端電連接閥位控制模塊的第二控制信號輸出端。本技術的基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統，對于三塔干燥流程可取消6條升降壓支路及上使用的開關閥及孔板，可節省大量資金投入。分子篩干燥系統使用的開關閥均工作在高溫高壓工況下而且要求泄漏量極低，目前國產閥門較難勝任即使能短時使用壽命也得不到保證，國外也只有少數廠家才能生產出符合要求的閥而且造價不菲。如果能去掉專用生降壓支路就能省掉6只開關本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統，包括一端連接分子篩塔（1）另一端連接天然氣進氣管（2）的第一控制閥（A）和一端連接分子篩塔（1）另一端連接再生氣出氣干管（21）的第二控制閥（B），所述的第一控制閥（A）和第二控制閥（B）結構完全相同，均包括有一端連接分子篩塔（1）另一端連接天然氣進氣管（2）或再生氣出氣干管（21）的開關閥門（3）和用于控制開關閥門（3）開關的氣動膜頭（5），其中，將氣動膜頭（5）分割為上氣室（51）和下氣室（52）的膜片（55）通過閥桿（4）連接開關閥門（3）的閥芯，其特征在于，所述的閥桿（4）上在位于氣動膜頭（5）和開關閥門（3）之間設置有閥位傳感器（6），所述的閥位傳感器（6）的輸出端電連接閥位控制模塊（7）的閥位信號輸入端，所述閥位控制模塊（7）的壓力信號輸入端電連接設置在分子篩塔（1）的取壓點上的壓力變送器（PT），所述氣動膜頭（5）的上氣室（51）的氣口（53）和下氣室（52）的氣口（54）分別通過開關／開度轉換機構與開關控制電磁閥（8）連接，所述的閥桿（4）在與膜片（55）相連的這一端貫穿氣動膜頭（5）與位于氣動膜頭（5）上方的進行升壓和降壓控制的開度控制機構相連接，所述的開關／開度轉換機構和開度控制機構的控制信號輸入端分別電連接所述的閥位控制模塊（7）的控制信號輸出端。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李平，何乾，蘇春園，
申請(專利權)人：天津市振津工程設計咨詢有限公司，
類型：新型
國別省市：天津;12