CN116670476A - 支架扭矩装置 - Google Patents

Abstract

本文公开的实施例涉及一种用于阀***的支架，其具有限定了第一组一个或多个孔的所述支架的致动器侧；所述支架的阀侧，其中所述阀侧与所述致动器侧相对，并且其中所述阀侧还限定了第二组一个或多个孔；连接所述致动器侧和所述阀侧的壁；以及安装至所述壁的应变计。

Description

支架扭矩装置

技术领域

本申请的主题一般涉及用于观察和计算工业过程控制***的扭矩的装置和技术、特别是用于阀。

背景技术

目前商业上可用的计算阀***扭矩的装置涉及安装在圆柱形体上的扭矩单元或传感器(例如，扭矩单元或传感器安装在圆杆或管件上)。对于这些目前可用的配置，从应变到扭矩的转换是相对简单和直接的。应变到扭矩的转换依赖于使用直径、杨氏模量、泊松比的已知方程，这些方程可以应用于圆形体的微应变到扭矩的转换。然而，在工业过程控制***领域，目前还没有在阀的非圆柱形体或部件上测量应变并随后转换为可用的扭矩值。因此，需要有测量非圆柱体上的应变的能力，并从测量的应变值准确可靠地计算出扭矩值。

发明内容

本文发明的实施例涉及用于阀***的支架，具有限定了第一组一个或多个孔的支架的致动器侧；支架的阀侧，其中该阀侧与致动器侧是相背的，并且其中该阀侧还限定了第二组一个或多个孔；将该致动器侧和该阀侧相接的壁(或多个壁)；以及安装在壁(或多个壁)的应变计。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本发明的实施例，并且许多任务、特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的。这些附图仅用于说明本发明的典型实施例，而不应被视为限制其范围，本发明可以接受其他同等有效的实施例。这些图不一定是按比例绘制的，为了清楚和简洁起见，图中的某些特征和某些视图可能被放大了比例或示意图。

图1绘出了阀的示例性实施例的正等轴测视图，其具有带有应变计的支架和安装到支架的致动器。

图2绘出了带有应变计的支架示例性实施例的放大等轴测视图。

图3绘出了具有带有应变计的凹陷支架的替代示例性实施例的放大等轴测视图。

图4绘出了带有应变计连接板的支架的替代示例性实施例的放大等轴测视图。

图5绘出了带有应变计控制箱外壳的支架的替代示例性实施例的放大等轴测视图。

图6绘出了带有应变计的支架的示例性实施例的正面放大视图。

图7绘出了带有一个或多个应变计的支架的替代示例性实施例的等轴测视图。

图8绘出了用于带应变计连接板的支架的微控制器或微处理器的示例性实施例的示意图。

图9绘出了具有应变计的支架的替代示例性实施例的等轴测视图。

图10绘出了带有应变计控制箱外壳的支架的替代示例性实施例的等轴测视图。

图11绘出了带有应变计的支架的替代示例性实施例的侧视图。

图12绘出了带有应变计的支架的替代示例性实施例的前视图或后视图。

图13绘出了具有应变计的支架的替代示例性实施例的等轴测视图。

图14绘出具有应变计的支架的替代示例性实施例的侧视图。

图15绘出了阀的替代示例性实施例，其具有带有应变计的支架和安装到支架的致动器。

图16绘出了具有应变计的支架的致动器和微处理器的替代示例性实施例的正分解视图。

具体实施方式

下面的描述包括体现本发明主题技术的示例性装置、方法、技术和指令顺序。然而，可以理解的是，所描述的实施例可以在没有这些具体细节的情况下进行实践。

图1图示了阀***10的示例性实施例的正等轴测视图，包括具有安装支架、壳体、接头或带有应变计50的支架40的阀10a，其中支架40是C形支架。图15图示了阀***10的替代示例性实施例，其具有与图1所示的阀***10大体相似的特征，但其中支架40具有管状形状。支架40安装在阀10a的阀体11的顶部，并且致动器70进一步地安装在支架40的顶部，其中阀体11和致动器70位于支架40的相背的两侧或末端。阀10a可以包括设置在阀体11内的流量控制元件或封闭件12。流量控制元件、控制元件或封闭件12是阀10a内部的(多个)可动部件，其用作机械地阻挡或控制管道中的流体流动。控制元件或封闭件12可以是任何种类的流量控制元件或封闭件，比如仅举例说明，并不限于盘阀/碟阀、球阀、闸门及其他。阀10a可以通过由致动器70驱动的阀杆13来控制通过流量控制元件或封闭件12的介质流量。阀杆13可以部分地穿过支架40来容置，并且可以通过支架40进入。

图2-7和图9-14中图示了支架40的示例性实施例的放大视图。图1和图2-7中的安装支架或支架40可以具有大体上是C形的、C形通道或开缝的矩形管结构。支架40在每个侧都具有将顶侧或面板41和底侧或面板42相接的壁或臂47。顶侧41也可称为致动器侧或面板41，而底侧42也可称为阀侧或面板42。顶侧或面板41可以具有(即安装时与致动器70相接)与底侧或面板42的安装面(即安装时与阀体11或阀盖相接)的平面平行的安装面。底侧或面板42可以是与每个侧壁47的底部相邻并连接的凸缘、唇边或延伸部分42a，并向支架40的内部延伸。支架40的壁47在支架40的前部和后部限定出开口48a和在底侧42的开口或开缝48b。底部支架开口或开缝48b可以限定在两个凸缘或延伸部42a之间。支架40的每个侧壁47还包括内壁或内侧壁面47a和外壁面或外侧壁面47b，如图6中最佳所示。壁式支架厚度40a可限定为内壁面47a和外壁面47b之间的距离。在替代示例性实施例中，壁47可选地在一个或多个壁47上限定铣削面、凹陷、凹陷面或缺口43，其中凹陷43的厚度40a比(多个)壁47的其余部分更薄、减少或较小的厚度。在其他示例性的实施例中，厚度可以增加到超过(多个)壁47的其余部分的厚度。凹陷43可以优化阀/致动器***或组合10的任何特定组合的应变反应或测量的应变或应力。与传统的“扭矩单元”设计相比，凹陷43的存在允许可调整性和通用性，其中整个阀/致动器组合或阀***10将需要返工或更换，以改变应变响应。此外，有限元分析(以下也称“FEA”)可用于计算或确定用于任何阀/致动器组合10所需的支架厚度40a，这将允许改进后的支架40易于扩展到不同类型的阀***10的大小尺寸。多个壁或侧47可以被交替或另外变更，以提供更多的应变反应来提高测量应变的功效。仅作为例子，如图在图13-14中所示，多个壁47可以具有穿过一个或多个壁或侧47移除、从其切出的开口或孔80的、或另外的限定的图案，来改善应变响应或增加应变计的灵敏度。仅作为例子，在图13-14的示例性实施例中，图示了X-样式的壁47，限定了开口80。在某些实施例中，开口80可以穿过壁47的整个厚度40a来限定。开口80可以是单一的开口80，或替代地，也可以是多个开口80的样式。在进一步的示例性实施例中，壁47可以具有不同的变更组合，以提供所需的应变反应量(比如，作为例子，与限定的样式或开口80相关的凹陷43)。虽然图13—14中所示的开口图案80是穿过侧47限定的四个三角形开口或孔，其中应变计50安装在开口80之间的剩余壁47材料上，穿过壁47材料限定的、或切出的、或从中移除的任何数量和种类的形状或样式的开口80，(比如一个或多个圆形、矩形、正方形或不规则形状)均包括在此公开中。

压盖环22可以环绕阀杆13，并且还可以至少部分地被容纳和位于支架40的内部或内部。架40的内部或内侧可以是壁47、致动器侧/端41和阀侧/端42内限定的区域。压盖固定件20安装在压盖环22的上方。压盖固定件20可以通过一个或多个紧固件18固定到阀体11(如图1所示)。在如图示的示例性实施例中，支架40的内部区域或内侧24，其容纳了作为阀杆组件14的部件的压盖环22、压盖固定件20、阀杆13和紧固件18，可以通过40前部和后部开口48a向阀***10的操作者开放和由其进入。因此，支架40可以允许操作者方便地接近以调整、操纵或拆除关键的阀部件，如需要间歇性维修的阀杆组件14(包括压盖固定件20)、紧固件18、应变计50、应变计控制箱外壳51和应变计连接板52。传统上可用的阀***可能完全封闭阀10a的这一部分，特别是关于阀杆组件14，这可能需要在维修期间拆除，因此可能是困难和耗时的。

在又一替代示例性实施例中，支架40可以是完全封闭的，不带开口48a，以防止水和污物进入，或者完全封闭用其他进入方式(仅作为例子，与安装支撑或支架40连接的门板，可以打开或关闭)。阀杆13可以通过限定穿过顶侧41的阀杆孔45延伸穿过支架40的顶侧或顶端41，并通过支架槽或开口48b延伸穿过支架40的底侧或顶端42。在某些示例性的实施例中，压盖环22可以被***或安装在底部支架槽或开口48b内。致动器70可在杆13的自由端(与杆13连接到流动元件或封闭件12的地方相反)、在支架40上方与杆13接合，并在打开和关闭位置之间致动或控制流动元件或封闭件12。

进一步地，一个或多个致动器侧或致动器连接孔或端口44被钻出或限定在穿过支架40的顶侧41的图案中，以允许或能实现致动器70通过紧固件18紧固或安装到支架40。类似地，一个或多个阀侧孔或端口49以样式钻出或穿过支架40的底侧42(例如延伸部分42a)限定，以允许或能实现通过紧固件18将阀体11紧固、安装或直接联接到支架40。本发明内容中描述的紧固件18可以是本领域普通技术人员已知的任何类型的紧固、连接或安装机构或装置。

在图1-2和图7中图示的示例性实施例中，应变计50可以被安装或粘合到支架壁47上，其中支架壁47具有均匀的厚度40a。在替代示例性实施例中，支架40具有凹陷43，应变计50可以转而安装或粘合至凹陷43，其中凹陷43具有更薄或较小的支架厚度或壁厚40a(与壁47的未凹陷部分43a的厚度40a相比，或不属于凹陷43的壁区43a)。支架40上可以有一个以上的凹陷43，包括两个壁47上的凹陷43；或者替代地，在同一壁47的内表面47a的凹陷43，在同一壁47的外表面47b的另一个凹陷43一一许多组合是可能的，并考虑在本发明的范围内。

应变计50可在阀***10的操作期间检测或感测壁面47(或壁面47的凹陷43)上的应力或应变。特别地，应变计50可以检测阀体11和致动器70之间所承受的应力或应变。应变计50可以是本领域普通技术人员已知的剪切、线性、花式或任何其他类型的应变计。应变计50可以是商业上可用的金属箔类型的应变计。此外，可以在支架40上安装一个以上的应变计50，应变计50可以安装在壁47的内表面47a或外表面47b中的一个或两个(例如见图7，在第一壁47的内表面47a具有应变计50，而在第二壁47的外表面47b具有第二应变计50)。仅作为例子，在第一个实施例中，单个应变计50可以安装在壁47的外表面47b。在替代第二示例性实施例中，第一应变计50可以安装至第一壁47的第一外表面47b，第二应变计50可以安装至第二壁或对面壁47的第二外表面47b。通过又一例子，在第三替代示例性实施例中，第一应变计50可以安装在第一壁47的外表面47b上，而第二应变计50可以安装在第一壁47的内表面47a上。本发明内讨论的任何应变计50都可以可选地安装至壁47的凹陷43。应变计50可以配置成全桥、半桥或四分之一桥(惠斯通((Wheatstone))配置。此外，可以利用多个惠斯通电桥来优化应变计50的响应和功能。

应变计50可以包括通信机制、接口或引线53，其连接到应变计连接板52和/或微处理单元30。如在某些示例性实施例中，应变计连接板52可以是柔性电路。从图2-3和图7中可以很好地看到，应变计50可以具有一个或多个引线或接头53，其允许数据60到或自计算装置、微控制器或微处理器30的通信。在又一替代示例性实施例中，通信机制53可以是无线通信装置，它可以容纳在微处理器30中。计算装置或微处理单元30可以与应变计连接板52相同或与之相连。应变计连接板52可以安装在每个应变计50的顶部，并进一步固定到壁47。此外，应变计50和连接板52还可以容纳或封闭在控制箱外壳51中。连接板52和控制箱外壳51可以通过***如所述壁47中限定的安装孔46的紧固件18固定到支架40的壁47。控制箱外壳51可以提供一定的进水或进尘保护能力，以保护容纳在内的连接板52和应变计50免受水或灰尘的损害。仅作为例子，控制箱外壳51可以提供IP67的能力，或避免有害的灰尘侵入的保护，以及浸泡在深度至多1m(米)的水中持续达30分钟的保护。

从(多个)壁47上的应变计50感测、观察或测量的应力、微应变或应力数据或信号60对应于作用在阀***10和支架40上的扭矩力或应变，比如在通过致动器70驱动或操作控制元件或封闭件12期间。原始观察数据60需要转换、计算或变更，以便将原始数据60对应于相关的扭矩值、量或数据60a。当阀***10运行时，数据60、60a可由微控制器30连续监测并存储在内。关于感测条件的数据60和计算/转换后的数据60a，随着时间的推移监测和跟踪，可以指示和提醒操作者阀***10的潜在问题，比如过大的扭矩量、部件的故障、阀密封性下降或致动器性能问题。C形支架40和各种致动器侧孔44、阀侧孔49和安装孔46的存在导致了独特而复杂的几何形状，没有目前已知或可用的方法将应变计50测量或感测的应变60转换为可理解或可用的扭矩值60a，以确定阀***10上可接受的应变、应力和扭矩水平。由于本发明内容利用具有非圆柱形、不对称主体的支架40，其上安装有应变计50，这需要采用非传统的方法将微应变数据60转换为扭矩值或数据60a。

支架40，虽然在图1-7中被图示成具有C形，但可以具有其他形状。比如但不限于：闭合管形状、平行四边形形状、四边形形状、圆形形状、具有三个相连的平面的形状、梯形形状、或本领域普通技术人员已知的任何其他几何形状。在如图9-15图示的又一示例性实施例中，支架40具有管子或大体管状形状，其中底部或阀侧42是连接着两侧或壁47的面板或表面；而其中顶部或致动器侧41也连接两侧或壁47。如在图12所示的实施例的图示，支架40在正视图或后视图中具有大体矩形形状或外观。如图9所示，阀侧42包括一组开口、端口或孔49，它们相比致动器或顶侧41上的一组开口44有明显或不同的图案。然而，如图10所示，阀或底侧42上的一组开口49可以是与致动器或顶侧41上的一组开口44大体相同的样式。与图1-7的支架底部开口48b相似，底部42上的一组开口49包括阀杆开口45a，其允许阀杆穿过并允许支架40连接、安装、固定或直接联接到阀体11。顶侧41上的一组开口44提供了类似图1-7中描述的阀杆开口45。图9-15中的支架40的管状形状也具有前、后侧的开口48a，以允许进入支架40的内部24，以维修阀10a。本文对图1-7的实施例中的应变计50的描述适用于图9-15中所示的实施例。

第一种建议的方法是将已知的扭矩值(比如，作为例子，使用输出数字扭矩扳手)物理地施加到该装置或阀***10，用应变计50测量应变或微应变数据60，重复各种不同的扭矩水平或数值，将数据记录到连接板/微控制器52，并确定或映射微应变数据60与已知扭矩之间的关系。这种过程可以产生具有以下形式的线性方程的关系：

y＝mx+b，

或替代地：(扭矩)＝(m)(应变)+(b)，

其中，y是计算出的和求解的扭矩值60a；x是从应变计50获得的应变数据测量值60；而变量m和b是从每个装置或阀***10的物理测试中实验确定的数值。包括变量m和b的方程，可以存储在微控制器52中，用于将原始感测数据60转换为扭矩值60a，并将它们存储作为应变计50测量/感测阀***10的条件。在替代示例性实施例中，可以使用多项式曲线拟合来描述应变数据60和已知扭矩之间的关系，并且随后用于将未来的原始数据60转换为计算的扭矩值60a。

替代地，可以开发一个公式或方程以提供测量的应变或微应变数据60和扭矩60a之间的关系，作为基于支架40的各种尺寸和材料性能，以便能够将原始数据60转换成扭矩60a。这可能包括支架40的尺寸属性或几何形状，包括长度、宽度、高度、应变计50处的厚度40a、应变计50或支架40的取向、开口或孔的数量和/或螺栓或紧固件18圈或孔的(多个)直径。计算也可以考虑到机械性能，包括杨氏模量、泊松比以及其他。虽然可能已经存在用于简单形状的方程，但对于具有复杂几何形状的支架40(比如具有不同尺寸的多个开口，包括前侧和后侧开口48a，包括孔44、45、45a、46和49的钻孔图案，以及不同的支架厚度40a)，则不能这样说。仅作为示例，但不限于，进一步的几何尺寸和特征，如安装孔(例如44、45、45a、46和49)直径、孔的数量和(多个)孔的取向可以被并入方程中。

数据或信号60可由微处理器或计算单元30进一步处理、转换和/或分析，以提供阀***10的对应扭矩值60a，如对图8进一步图示，图8图示了阀10的微控制器或微处理器30的示例性实施例的示意图。微处理器、微控制器或计算单元30可以有包括但不限于存储设备38、数据收集单元31、风险评估或分析单元32、历史数据单元33、比较分析单元34、通知或报警单元35和收发单元36等。一般来说，关于基于应变计50检索/观察到的数据、测量或指标60的分析和处理的任何描述或披露，被描述为由微处理器30执行，也可以由阀***10的致动器的计算单元远程或内部执行。如图示，微处理器30可以位于控制箱外壳51内，作为连接到支架40的应变计连接板52的一部分。在替代示例性实施例中，微处理器30可以与阀***10和/或支架40分开，通过电缆或电线连接53连接。在又一替代示例性实施例中，微处理器30可以位于阀10a的主体11上或内，阀10a的致动器70上或内，阀10a的阀位置指示器或阀状态监视器(VSM)19上或内(例如，如图16中示意性表示的)，或支架40外部或远程的另一位置。微处理器30也可以是无线的，并无需引线或接头53来接收和传输数据60、60a到阀10和应变计50。

微处理器30及其组件通常实现为电子电路和由存储在物理数据存储组件38中的计算机指令控制的基于处理器的计算组件，该计算组件包括各种类型的电子存储器和/或大容量存储设备。首先应该指出的是，存储在物理数据存储设备38中并在处理器或微控制器30内执行的计算机指令包括各种现代装置、机器和***的控制组件，并且与设备、机器或***的任何其他组件一样是有形的、物理的和真实的。偶尔会遇到这样的陈述，即计算机指令实现的控制逻辑“仅仅是软件”或抽象的东西，不如物理机器部件有形。熟悉现代科学和技术的人明白，情况并非如此。由处理器执行的计算机指令必须是存储在物理装置中的物理实体。否则，处理器将无法访问和执行这些指令。术语“软件”可适用于程序或例行程序的符号表示，比如打印输出或显示的编程语言语句列表，但计算机程序的这种符号表示并不由处理器执行。相反，处理器获取并执行存储在物理数据存储设备38内的物理状态的计算机指令。类似地，计算机可读介质是物理数据存储介质38，比如磁盘、存储器和大容量存储设备，它们以有形的、物理形式存储数据，随后可以从物理数据存储介质38中检索出来。此外，物理数据存储介质38可以可选地与微处理器30集成。

微处理器30可以访问和使用各种不同类型的已存储或已接收的信息、信号、反馈、数据、指标、测量值或输入60，包括，用户/操作者的输入，以便产生输出控制或命令，它们可以触发或改变微处理器30或阀10a的过程，或另外传输信号和数据60、60a。除此之外，这种改变的过程可以包括向过程***的操作者发出视觉和听觉的警告或警报。数据60，60a可以单独和集体地收集和分析，以提供警告和警报(实时和预测的方式)、确定故障、预测故障、与基线读数的比较、以及其他。计算可以在微处理器30和其他计算单元或致动器70、阀10a内的电子装置之间或远程分配。接收/测量的变量、数据、测量值或指标60、60a，或输入/存储的变量、指标、信息或数据60、60a，无论是通过用户输入或来自任何应变计50的反馈接收到微处理器30，至少包括感测的或阈值/极限应力、应变或微应变数据60，计算或导出的扭矩值60a以及其他可能监测包括阀10a的阀***10的各个方面的传感器。由微处理器30在其算法中使用的其他信息可以包括一个或多个存储的控制计划、算法、通过控制或显示接口收到的即时控制输入，以及从其他处理***(包括其他计算单元之间的数据通信)、远程数据处理***，包括基于云的数据处理***(未图示)收到的数据、命令、调试和其他信息，并且还可以包括数据60和60a的计算或分析。此外，在替代示例性实施例中，微处理器30可以监测和协调用于阀10的数据反馈和/或输入60、60a，或者基于阀***10的测量/计量、计算值或保存/存储的数据60、60a提醒操作者维护或维修需求。微控制器30的模拟和数字接口可以处理应变计数据60和扭矩数据60a，并执行收集的数据60、60a的实时分析。微处理器30可以从原始的实时传感器数据60提取并推断出有关或计算/转换后的数据60a的信息或预测。仅作为示例，微处理器30可以监测并将在几个时间段内的数据60、60a记录到物理数据存储部件38中，并在感测数据或指标60、60a超过存储的期望数据值或用于相应的感测数据或计算值60、60a的参数集、范围或阈值时提醒操作者。由物理数据存储部件38存储的历史和数据60、60a还可用于操作者或***制造商对阀***10的部件(如阀杆13、应变计50、支架40、压盖固定件20、压盖环22或紧固件18及其他)进行故障排除、维护和修理。微处理器30也可以可选择提供LED、图形、显示或模拟接口(包括数字或模拟接口或报警***)，它们允许用户/操作者能够方便地输入控制，也可以通过信息输出接口向远程实体、其他微控制器以及用户提供或传输输出、数据、信号和其他信息。接口***可以是安装电子装置的致动器，该电子装置具有显示信息的能力，并反过来将进一步的信息传达给过程控制器或连接到用于致动器的网络的其他仪器，包括但不限于基于云的网络和存储。数字通信可允许致动器内的电子或计算单元与微处理器单元30直接通信。以这种方式，微处理器30可以作为感测或接收反馈的机制，以调整和纠正(多个)阀10***。

本技术的实施例可以采取完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文通常可被称为“电路”、“模块”或“***”。此外，所公开主题的实施例可以采取体现在任何有形表达介质中的计算机程序产品的形式，该介质具有体现在该介质中的计算机可用的程序代码。因为这里没有列举每一种可想象的变化，无论目前是否描述，所述的实施例可作为计算机程序产品或软件提供，该软件可包括具有存储在其上的指令的机器可读介质，该指令可用于对计算机***(或其他(多个)电子装置)进行编程，以根据实施例执行流程。机器可读介质包括以机器(例如计算机)可读的形式(如软件、处理应用程序)存储或传输信息的任何机制。机器可读介质可以包括但不限于磁存储介质；光存储介质；磁光存储介质；只读存储器；随机存取存储器；可擦除可编程存储器；闪存；或其他适于存储电子指令的介质类型。此外，各种实施例可以体现为电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)，或有线、无线或其他通信/遥测介质。

用于执行本发明实施例的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合编写。作为一个独立的软件包，该程序代码可以完全在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上、部分地在远程计算机上、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络与用户的计算机连接，包括局域网(LAN)、个人区域网络(PAN)或广域网(WAN)，或者连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。

存储设备38可以是用于存储数据的任何合适的存储设备。数据收集单元31可以收集、搜集、处理和/或归类关于阀***10的数据60、60a。如果使用多个应变计50，每个应变计50可以贡献指标或数据60、60a，从而导出关于阀***10所承受的扭矩60a的底层阀***10状况的部分视图。当使用实时分析技术将一组应变计50的指标60、60a结合起来时，可以获得对阀10a和致动器70或阀***10状况的准确评估。数据收集单元31可以将收集到的数据60、60a处理成允许操作员和/或微处理器30在操作期间采取适当行动的格式。风险评估或分析单元32可以从数据收集单元31接收分类的数据60、60a，以确定在阀***10是否可能存在任何现在或未来的风险，并可以进行不限于阀***10剩余寿命、致动器70剩余寿命和扭矩值60a的潜在趋势的预测。风险可以基于操作中正在发生的实时事件和/或基于可能发生的预测性事件。风险评估或分析单元33可以对微处理器30和/或操作员的风险进行分类(比如是否建立警报或报警)。仅作为示例，操作者可以输入由(多个)应变计50感测的应变或应力的阈值极限或范围(或扭矩值60a的阈值极限或范围，即阈值扭矩值)，如果感测的指标60、60a高于输入或期望的阈值，则可由微处理器30通过风险评估分析单元32或微处理器30的其他组件(比如比较分析单元34)识别并可选地通过通知单元35发出报警。

历史数据单元33可以对由数据收集单元31收集的历史数据、测量值、指标或计算值60、60a进行分类。比较分析单元34可以比较由数据收集单元31收集的数据、测量值或指标值60、60a、分类的风险和/或历史数据60、60a，以确定操作员和/或微处理器30的行动方案。比较分析单元34还可确定感测的指标、数据或测量值60、60a是否在先前输入微处理器30的一组预定参数值内。应变计50的阀10a参数，可以是由制造商、操作员、客户或任何其他合适的来源或算法设置的任何合适参数。比较分析单元34可以基与所感测、收集和/或计算的数据60、60a，判断风险的严重程度。比较分析单元34可以将信息转达给通知单元35，以便通知单元35可以提醒操作员和/或采取行动。通知单元35可以提醒操作者或微处理器30有关阀***10的实时状况，和/或预测状况。通知单元35可以包括(多个)视觉显示界面、声音或警报、或自动响应，和/或其组合。收发单元、发射器和/或通信装置36可以是被配置为与微处理器30通信、发送和/或接收数据(比如，作为例子，在某些示例性实施例中，电线或电缆53或无线)的任何合适的装置。收发装置或通信装置36可以位于微处理器30、控制箱外壳51中，或在单独的位置上遥控。收发单元或通信装置36能实现微处理器30与应变计50或阀***10外的又一计算单元30进行通信。执行单元37可以被配置为创建和执行阀***10的补救措施的执行计划(向工艺***的操作者发出视觉和听觉警报或警告及其他)。在另一个例子中，操作员和/或微处理器30可以在操作正在执行时更新、确定或提供关于阀***10参数和/或数据的预测。操作员和/或微处理器30可以通知或更新需要在未来进行比较的历史数据单元33的任何条件或参数。由所披露的阀***10和微处理器或计算单元30创建的数据60、60a以及随后的计算被用来向终端用户提供阀10a的良好运行监测服务，这包括但不限于：在网页、在线或远程平台上的数据60、60a和分析的可视化；建议基于阀10a性能的分析执行维护行动的报警通知；以及进一步由阀***10和微处理器30提供的分析，通过确定为防止意外停机和实现正常运行所需的具体维护，实现用于阀***10的有效的维修服务(作为例子，对关键阀部件如包括压盖挡圈20的阀杆组件14的维护)。基于数据60、60a的监测、可视化和用于维护或维修的通知可以在一段时间被存储、跟踪和分析

如图示，支架40的示例性实施例可以只包括或仅包括支架40和应变计50。支架40的替代示例性实施例还包括微处理器或计算单元30，其或在支架40内或支架40上、或在通过电线53连接或与应变计50无线通信的单独的位置。支架40的又一替代示例性实施例还可以包括通信装置36，它可以通过电线53或无线地与阀***10的部件和/或阀***10外部的部件通信，并且可以与微处理器30一起位于外壳51中，或者与阀10a分开位于其中。应变计连接板52是可选的，以包括在本文讨论的这些支架40的任何实施例中。

虽然蝶阀已被示出成示例性实施例，但任何类型的工业阀、控制或过程阀都可以被实现为阀装置或***10。

2020年12月31日提交的、标题为“带负载单元的阀”(Valve with Lo ad Cell)的美国专利申请号17/139,284和2019年12月6日提交的、标题为“具有集成电子装置的智能阀适配器”的美国专利申请号16/706,229的发明内容和教导在此通过援引而并入。

虽然参照各种实施方式和利用方式描述了示例性实施例，但将理解这些示例性实施例是说明性的，并且本发明主题的范围不限于它们。许多变型、变更、补充和改进都是可能的。

可以为本文作为单个实例描述的组件、操作或结构提供多个实例。一般来说，在示例性配置中作为单独部件呈现的结构和功能可以被实现成组合结构或组件。类似地，作为单一组件呈现的结构和功能可以被实现成单独的组件。这些和其他的变化、变更、补充和改进可以落入本发明主题的范围内。

Claims (37)

1.一种用于阀***的支架，包括：

支架的致动器侧，其限定有第一组一个或多个孔；

支架的阀侧，其中所述阀侧与所述致动器侧是相背的，并且其中所述阀侧限定出第二组一个或多个孔；

将所述致动器侧和所述阀侧相接的壁；以及

安装至所述壁的应变计。

2.根据权利要求1所述的支架，其中所述壁还限定有相对于所述壁的非凹陷部分具有较小厚度的凹陷；并且其中所述应变计安装至所述壁的凹陷。

3.根据权利要求1所述的支架，还包括穿经所述壁的开口图案，其中所述开口图案被配置为增大应变计的应变响应。

4.根据权利要求1所述的支架，还包括容纳应变计的控制箱外壳，其中控制箱外壳能防止水和灰尘的进入。

5.根据权利要求1所述的支架，还包括将所述致动器侧和所述阀侧相接的第二壁，其中所述第二壁与所述第一壁是相对的；以及安装至所述第二壁的第二应变计。

6.根据权利要求1所述的支架，其中所述壁包括外壁面和内壁面，其中所述第一应变计安装至所述外壁面，还包括安装至所述内壁面的第二应变计。

7.根据权利要求1所述的支架，其中所述支架限定有前侧开口和后侧开口，其中所述前侧开口和所述后侧开口均形成进入所述支架的内部区域的通道。

8.根据权利要求1所述的支架，其中所述应变计连接到应变计连接板。

9.根据权利要求1所述的支架，其中所述支架是C形支架。

10.根据权利要求1所述的支架，其中该支架是管状支架。

11.一种用于监测扭矩的阀***，包括

阀体，其容纳阀体的封闭件；

致动器，其配置成用于驱动阀体的封闭件；

安装在致动器下方和阀体上方的支架，

其中所述支架包括第一横向侧壁和第二横向侧壁；和

安装至所述第一横向侧壁的应变计。

12.根据权利要求11所述的阀***，还包括限定于所述支架中的多个孔。

13.根据权利要求12所述的阀***，其中所述阀***还包括与所述封闭件相连的阀杆，以及与阀杆相连的阀杆组件，并且进一步其中所述阀杆组件能够通过所述支架的前侧开口和所述支架的后侧开口进入并取出。

14.根据权利要求12所述的阀***，还包括安装至所述支架的第二应变计。

15.根据权利要求12所述的阀***，其中每个横向侧壁限定有外壁面和内壁面，并且进一步地，其中所述应变计安装至所述第一横向侧壁的外壁面。

16.根据权利要求15所述的阀***，还包括限定在所述第一横向侧壁中的凹陷，其中所述凹陷具有减小的壁厚。

17.根据权利要求15所述的阀***，还包括穿经所述第一横向侧壁的开口图案，其中该开口图案被构造成增大所述应变计的应变响应。

18.一种获取由支架承受的扭矩的确定值的方法，包括以下步骤：

提供安装至支架的应变计；

施加第一已知扭矩到支架；

从所述应变计获取第一应变测量数据；

施加第二已知扭矩到支架；

从应变计获取第二应变测量数据；以及

确定所述第一已知扭矩、所述第一应变测量数据、所述第二已知扭矩和所述第二应变测量数据之间的关系。

19.根据权利要求18的方法，还包括以下步骤：施加未知应变至支架，并使用确定出的关系将所述未知应变转换成所述支架的扭矩的确定值。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述支架包括C形结构。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述支架包括管状结构。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述支架还在支架的顶侧和底侧限定有多个孔。

23.根据权利要求19所述的方法，其中所述应变计被安装至所述支架的凹陷。

24.根据权利要求19所述的方法，其中所述支架还包括开口图案，并且还包括通过所述开口图案增大应变计的所述应变响应的步骤。

25.根据权利要求19所述的方法，还包括以下步骤：提供外壳以容纳所述应变计，并通过所述外壳防止所述应变计免受水和灰尘的侵入。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括将所述应变计连接至容纳在所述外壳内的微处理器的步骤。

27.根据权利要求19所述的方法，还包括监测扭矩的确定值随时间推移的步骤。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括将随时间推移的扭矩的确定值可视化的步骤。

29.根据权利要求27所述的方法，还包括基于扭矩的确定值提供维护或修理通知的步骤。

30.一种获取由阀***所承受的扭矩的计算值的方法，包括以下步骤：

在阀***的致动器和阀体之间提供支架；

提供限定在所述支架中的多个第一开口和多个第二开口；

提供安装至所述支架的应变计；

从所述应变计获得应变测量数据；以及

通过基于所述支架的几何形状和所述支架的材料性能的方程，将应变测量数据转换成扭矩的计算值。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述几何形状包括所述支架的长度、宽度、高度和厚度。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述方程还基于所述支架的机械性能。

33.根据权利要求32所述的方法，其中多个第一开口包括前部开口和后部开口，以及其中所述多个第二开口包括用于将所述支架安装至所述致动器的钻孔图案。

34.一种用至少一个支架监测阀***状态的方法，包括校准、确定维修可能性和预测所述阀***中至少一个阀或至少一个致动器的寿命，包括以下步骤：

感测至少一个所述支架的应变，其中所述支架安装在配置成用于驱动至少一个阀的封闭件的致动器下方和容纳所述阀***的封闭件的阀体上方；其中所述支架包括第一横向侧壁和第二横向侧壁，以及安装至所述第一横向侧壁的应变计；

通过转换感测到的应变确定至少一个所述支架所承受的扭矩值；

监测随着时间的推移的和相对于先前确定的扭矩值的扭矩的确定值；

确定扭矩的值是否达到扭矩的阈值；

根据监测步骤和确定扭矩是否达到阈值的步骤，推断用于所述阀***的维护事件的可能性；以及

根据推断维修事件可能性的步骤，通知终端用户进行阀状态的反应。

35.一种如图所示、所述和/或隐含的装置。

36.一种如图所示、所述和/或隐含的***。

37.一种如图所示、描述和/或隐含的方法。