閥特征診斷和泄漏檢測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種閥特征診斷和泄漏檢測裝置，所述閥特征診斷和泄漏檢測裝置包括滑動閥，所述滑動閥有效連接至導向閥，所述導向閥配置成使所述滑動閥處于開啟位置和閉合位置之一上。阻斷閥流體連接至滑動閥的控制流體出口。電模塊有效連接至導向閥、控制流體供應源和阻斷閥，所述電模塊能夠將脈沖式電信號發送至所述導向閥和所述阻斷閥，以便選擇性地使所述滑動閥和所述阻斷閥處于開啟或閉合位置。

【技術實現步驟摘要】
閥特征診斷和泄漏檢測裝置
本專利技術總地涉及控制閥特征(signature)診斷和泄漏檢測裝置，更具體地說，涉及具有電脈沖觸發的阻斷閥的控制閥特征診斷和泄漏檢測裝置。
技術介紹
現有的過程控制系統通常利用控制閥來控制通過所述過程控制系統的流體流量。因為控制閥偶爾發生故障，所以希望在過程控制裝置或過程控制部件(例如控制閥)上實施周期性診斷，以便確定這些裝置的可操作性和性能。確定過程控制裝置的可操作性可更好地安排過程控制裝置的維護，從而減少故障的發生并減少停機時間。這可以產生高效率、高安全性和高收益。過程控制系統可以使用各種傳感器和其他測量裝置來觀測過程控制裝置的特性。例如，一些現有的控制系統可能使用數字閥控制器來從控制閥上的各種傳感器中測量和收集數據。用于評估控制閥的診斷是一種閥特征檢測，它測量致動器或致動器閥開口相對于通向所述閥的輸入端的位置，例如致動器壓強或控制信號。特征圖的圖像顯示可以使得設備操作人員更容易注意到或者探測到閥特性中的變化，這些變化可能表明設備的老化，因此，一些控制系統可以執行閥維護軟件，例如、密蘇里州圣路易斯費希爾控制設備國際公司(FisherControlsInternationalLLCofSt.Louis,Mo.)的軟件AMS.TM.ValveLink.RTM，用于顯示特征圖。可以由閥門特征檢測中確定的一些閥特性可以包括(但不限于)閥門摩擦、致動器轉矩、死區和關斷能力、致動器彈簧剛度以及工作臺設置(benchset)。例如，當控制閥是新的，可以運行閥特征檢測，以便衡量控制閥的性能(例如閥門制造商檢測)。本領域普通技術人員可以理解，閥門特征檢測可以記錄當相對于啟動這種移動所應用的致動壓強進行打開和關閉時控制閥中可移動元件(例如閥塞)的移動距離或者位置和/或使所述移動距離或者位置發生轉向。當隨后的閥門特征檢測在控制閥上隨著時間運行時，可以相對于前一次檢測審查所述特征檢測的結果，以確定各種特性變化，例如致動器彈簧剛度和閥門摩擦或者轉矩的變化，以便確定控制閥是否在性能或者對其控制上發生了老化。除了閥門特征檢測，控制閥還經常需要泄漏檢測，以確定何時閥門發生泄流以及閥門是否發生泄漏，泄露后需要修理或更換。一些過程控制系統可以具有閥門定位裝置(例如定位器)，所述閥門定位裝置既測量閥門元件的實際位置又比較所述實際位置與理想位置。如果實際位置與理想位置彼此不同，那么定位器調節實際位置以適應理想位置。因為定位器既測量閥門致動器的輸入信號又測量閥門元件的位置，定位器內(或者與定位器有效連接的計算機中)的軟件可以將實際測量與理想或基線測量進行比較，以確定閥門性能是否在退化。定位器可以包括泄漏檢測功能。然而，不太復雜的過程控制系統可以使用不帶定位器的控制閥。目前沒有能夠監測控制閥性能或者進行泄漏檢測而不帶有定位器的、簡單的、成本低的裝置。
技術實現思路
閥特征診斷和泄漏檢測裝置包括滑動閥，所述滑動閥有效連接(operativelyconnect)至導向閥，所述導向閥配置成使所述滑動閥處于開啟位置和閉合位置之一上。所述滑動閥包括第一控制流體入口、第一控制流體出口和第二控制流體出口，所述第一控制流體入口流體連接至控制流體供應源，而所述第一控制流體出口配置成與閥門致動器連接。阻斷閥流體連接至所述滑動閥的所述第二控制流體出口。電模塊有效連接至所述導向閥、所述控制流體供應源和所述阻斷閥，所述電模塊能夠將脈沖式電信號發送至所述導向閥和所述阻斷閥，以便選擇性地使所述滑動閥和所述阻斷閥處于開啟或閉合位置。在開啟位置上，所述滑動閥將所述第一控制流體入口流體連接至所述第一控制流體出口，而在閉合位置上，所述滑動閥將所述第一控制流體出口流體連接至所述第二控制流體出口。一種不用定位器來產生(perform)控制閥的閥特征圖的方法包括：將電信號從所述電模塊發送至所述阻斷閥，所述電信號使阻斷閥閉合；將電信號以脈沖的方式從所述電模塊發送至所述滑動閥，以使所述滑動閥開啟；允許控制流體逐步進入閥門致動器。針對每個脈沖都測量致動器內部的壓強和控制元件的位置，繪制所述壓強和所述位置，以產生閥特征圖。一種不用定位器在控制閥中實施泄漏檢測的方法包括：將電信號從所述電模塊發送至所述阻斷閥，所述電信號使阻斷閥閉合；將電信號從所述電模塊發送至所述滑動閥，所述電信號使所述滑動閥閉合。持續特定時間段地監測致動器內部的壓強和所述控制元件的位置，以確定在所述致動器中是否存在泄漏。附圖說明圖1示出包括閥特征診斷和泄漏檢測裝置的控制閥的剖視圖。圖2示出閥特征圖的示例。圖3示出圖1的閥特征診斷和泄漏檢測裝置的示意圖。圖4示出圖3的閥特征診斷和泄漏檢測裝置的一部分的示意圖，其中滑動閥處于開啟位置。圖5示出圖3的閥特征診斷和泄漏檢測裝置的一部分的示意圖，其中滑動閥處于閉合位置。圖6示出使用圖1的閥特征診斷和泄漏檢測裝置來進行閥特征檢測的邏輯框圖。圖7示出使用圖1的閥特征診斷和泄漏檢測裝置來進行泄漏檢測的邏輯框圖。圖8示出圖1的閥特征診斷和泄漏檢測裝置的滑動閥或阻斷閥的實施例的分解透視圖。具體實施方式盡管下面的內容闡明的是對本專利技術的示例性實施方式的詳細描述，但是應該理解為，本專利技術法律上的保護范圍由在本申請末尾處闡明的權利要求的文字來限定。該詳細描述應理解為僅僅是示例性的并且沒有描述出本專利技術的每種可能的實施方式，因為對每種可能的實施方式都進行描述是不現實的，不然就是不可能的。基于對該公開內容的閱讀，本領域普通技術人員能夠使用當前技術或本申請提交日之后出現的技術來實施一種或多種可供選擇的實施方式。這種附加的起訴(indictment)仍然會落入限定本專利技術的權利要求的保護范圍。用在過程控制系統中的控制裝置可以包括過程控制裝置，例如控制閥、調節閘(damper)或者其他可更改的開啟機構，以便調節或者控制所述過程控制裝置內的流體流。盡管在這里描述的實施例都是基于氣動作用的控制閥，但是其他過程控制裝置例如泵、電作用的閥門、調節閘以及類似裝置也是可以預期到的，它們并未離開本專利技術的實質精神和保護范圍。通常，控制裝置(例如控制閥組件)可以被安置在管道或管子中，以通過使用附上的致動器來改變可移動元件(例如控制閥內的閥塞)的位置來控制流體流。對控制元件的調節可以被用來影響一些過程條件，以維持所選流速、壓強、流體液位或者溫度。控制閥組件一般由氣動流體壓強的調節源(例如來自工廠壓縮機的空氣)來進行操作，盡管可以使用其他控制流體。該流體壓強通過閥控制工具被引入致動器(例如用于使桿閥門滑動的彈簧膜片式致動器或者用于旋轉閥門的活塞致動器)，所述閥控制工具響應于從過程控制系統所接收到的信號來控制流體壓強。致動器中流體壓強的大小確定了致動器中彈簧式膜片或者活塞的運動和位置，由此來控制聯接至控制閥的控制元件的閥桿位置。例如，在彈簧膜片式致動器中，膜片必須抵著偏置彈簧地工作，從而使得控制元件(例如閥塞)處于控制閥入口與出口之間的閥通路內，以更改過程控制系統中的流。致動器能夠以如下方式來設計，即，使得壓強室中流體壓強增加要么導致控制元件開口大小增加要么導致其減小(例如直接動作或者反向動作)。系統的控制閥10在圖1中示出，包括涉及輸出變量(例如閥位置)與輸入變量(例如設定點或者指令信號)之間特性循環(loo本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制閥的閥特征診斷和泄漏檢測裝置，所述閥特征診斷和泄漏檢測裝置包括：滑動閥，所述滑動閥有效連接至導向閥，所述導向閥配置成使所述滑動閥處于開啟位置和閉合位置之一上，所述滑動閥包括第一控制流體入口、第一控制流體出口和第二控制流體出口，所述第一控制流體入口流體連接至控制流體供應源，而所述第一控制流體出口配置成與閥門致動器連接；阻斷閥，所述阻斷閥流體連接至所述第二控制流體出口；以及電模塊，所述電模塊有效連接至所述導向閥、所述控制流體供應源和所述阻斷閥，所述電模塊能夠將脈沖式電信號發送至所述導向閥和所述阻斷閥，以便選擇性地使所述滑動閥和所述阻斷閥處于開啟位置或閉合位置，其中，所述滑動閥的所述開啟位置將所述第一控制流體入口流體連接至所述第一控制流體出口，而所述滑動閥的所述閉合位置將所述第一控制流體出口流體連接至所述第二控制流體出口。

【技術特征摘要】
2011.06.30 US 13/173,5501.一種用于控制閥的閥特征診斷和泄漏檢測裝置，所述閥特征診斷和泄漏檢測裝置包括：滑動閥，所述滑動閥有效連接至導向閥，所述導向閥配置成使所述滑動閥處于開啟位置和閉合位置之一上，所述滑動閥包括第一控制流體入口、第一控制流體出口和第二控制流體出口，所述第一控制流體入口流體連接至控制流體供應源，而所述第一控制流體出口配置成與閥門致動器連接；阻斷閥，所述阻斷閥流體連接至所述第二控制流體出口；以及電模塊，所述電模塊有效連接至所述導向閥、所述控制流體供應源和所述阻斷閥，所述電模塊能夠將脈沖式電信號發送至所述導向閥和所述阻斷閥，以便選擇性地使所述滑動閥和所述阻斷閥處于開啟位置或閉合位置，其中，所述滑動閥的所述開啟位置將所述第一控制流體入口流體連接至所述第一控制流體出口，而所述滑動閥的所述閉合位置將所述第一控制流體出口流體連接至所述第二控制流體出口，并且所述電模塊包括第一壓強傳感器，所述第一壓強傳感器連通性連接至所述控制流體供應源以檢測所述控制流體供應源中的壓強。2.根據權利要求1所述的閥特征診斷和泄漏檢測裝置，其特征在于，所述電模塊包括第二壓強傳感器，所述第二壓強傳感器連通性連接至所述閥門致動器的第一室。3.根據權利要求1所述的閥特征診斷和泄漏檢測裝置，其特征在于，所述電模塊還包括位置傳感器輸入端，所述位置傳感器輸入端配置成從連接至所述閥門致動器的位置傳感器接受位置信號，所述位置傳感器生成位置信號，所述位置信號表明致動器桿或者閥桿的當前位置。4.根據權利要求3所述的閥特征診斷和泄漏檢測裝置，其特征在于，所述電模塊包括處理器，所述處理器從所述第一壓強傳感器、第二壓強傳感器和所述位置傳感器讀取信號，所述處理器生成用于主螺線管和輔螺線管的控制信號。5.根據權利要求1所述的閥特征診斷和泄漏檢測裝置，其特征在于，所述滑動閥包括閥體、布置在所述閥體中的中心孔、布置在所述中心孔內部的帶孔套筒、以及布置在所述帶孔套筒內部的可滑式活塞。6.根據權利要求5所述的閥特征診斷和泄漏檢測裝置，其特征在于，所述帶孔套筒包括多個開口，所述多個開口被一個或多個環形圈分成一個或多個組。7.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·R·彭寧，李敬力，B·里格斯比，R·L·拉方泰恩，
申請(專利權)人：通用設備和制造公司，
類型：發明
國別省市：