CN1774592A - 控制阀***安装*** - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制阀组件的***，其中该***安装在内部，从而可以防止该***受到环境、冲击或者其它外部因素的损坏。因此，不仅可以精确地测定阀的位置，还能够避免检测器件受到损坏或因暴露而带来的其它缺点。

Description

控制阀***安装***
相关申请的交叉参考
本申请是非临时申请，其要求由35 U.S.C.§119(e)所规定的、序号为60/445,752、于2003年2月7日递交的美国临时专利申请的优先权。
技术领域
本发明一般涉及阀，更具体地讲，涉及用于监测阀或阀致动器的移动部件位置的***。
背景技术
过程控制阀在许多工业应用中用于控制流体的流量。例如，在化工厂或炼油厂中，控制阀用于控制流动的流体按照需要对增加或减小进行补偿，或者控制其它负荷干扰，因而可以尽可能地按照所需要的设定点来保持所调节的流量。
控制阀一般是作为包括控制阀、控制阀致动器以及***的控制阀组件中的一部分。控制阀包括入口和出口，以及在其间的可动调节装置。通过改变调节装置的位置，就可以调节通过阀的流量。控制阀致动器通常包括连接于调节装置的杆，并向可动调节装置提供必要的推动力。***具有闭环反馈***，其监测调节装置的位置，或者更普通是监测致动器杆的位置，然后将此位置与所需要的设定点进行比较。如果检测到两者有偏差，将导致通过阀的流量不符合要求，那么***就产生信号给致动器，以相应地改变调节装置的位置。
这种控制阀组件可以有各种形式。在一种普通的结构中，将控制阀称作滑杆阀。在这种阀中，滑动塞或滑动活塞在位于阀入口和出口之间的腔体中移动。根据塞的位置，入口和出口之间开口的横截面积的大小也不同，从而使或多或少的流体通过阀。用于这种控制阀的致动器也有各种形式，但通常具有直接连接于从阀塞伸出的阀杆上的可动杆，并在致动器的薄膜外壳中利用气压或其它流体压力，使致动器杆移动。
这种***的***通常安装在致动器的外侧，包括用于接收安装在致动器滑杆上的发送器所传输信号的传感器。但是，将接收器安装在壳体的外侧具有一些缺点。例如，在连接到发送器的电源和信号线上会产生一些扭点，这可能会导致故障和错误读数。另外，接收器暴露在阀所安装的设备的工作环境和元件中，容易受到机械损坏。由于通常使用相对简单的托架或类似物安装接收器，因而有可能产生未对准，这种未对准也有可能造成错误读数。由此，必须要进行定期的调整和/或重新校准，因而提高了维护成本。
所以需要有改进的具有***的控制阀组件，以减少上述问题。
附图说明
图1为根据本发明教导所构成的滑杆控制阀组件的分解图；
图2为滑杆控制阀的截面图；
图3为阀致动器的截面图；
图4为根据本发明教导所构成的***的透视图；
图5为图4中***的侧视图；以及
图6为图4中***的俯视图。
虽然本说明书还可以有各种修改和变体，图示为本发明的一些实施例，以下对其进行详细介绍。但是，应该理解的是，这并不是将本发明限制于所公开的具体形式，相反，其涵盖落入本发明精神和范围内的所有修改、替换结构以及对等物。
具体实施方式
现在参照附图，特别是参照图1，根据本发明教导所构成的控制阀组件一般由参考标号20表示：如其中所示的那样，控制阀组件20包括控制阀22，控制阀致动器24与控制阀相连。首先需要指出的是这里所说明的控制阀组件20将被称作滑杆型控制阀，本发明的教导可以用于其它类型的阀上，包括但不局限于回转阀、蝶阀等。
现在参照图2，其中进一步详细地显示控制阀22，其包括具有入口28和出口30的壳体26。虽然没有示出，但应该理解的是，阀22适于使流体从入口28流到出口30，并且通过改变调节装置或可滑动地布置在位于其中的腔体33中的塞32的位置，还可以调节流过阀的流体的体积和流速。通过调节连接于塞32的阀杆34的位置，来调节塞32的位置。更具体地讲，通过调节阀杆34的位置，可以看到该塞32相对于入口28和出口30的位置也被调节。
为了如上所述调节阀杆34以及塞32的位置，提供控制阀致动器24。如图3所示，控制阀致动器24包括壳体36，致动器杆38适于在其中往复运动。更具体地讲，在所述实施例中，壳体36包括在底座上的轭40，以及在顶部的薄膜外壳42。如图1中最好示出的那样，轭40限定基本上为圆柱形的***41，其具有适于安装在控制阀22的凸肩45上的底部开口44。因为致动器杆38和阀杆34通过联接器46相连，所以底部开口44可以使阀杆34、致动器杆38通过其中移动。
在这样的致动器中，弹簧和流体压力控制致动器杆38的运动。如图3中最好示出的那样，致动器杆38被连接到位于薄膜外壳42内的薄膜板48上。卷簧50环绕着致动器杆38设置，并通过作用在板48和弹簧座52上来向上偏压薄膜板48。由此卷簧50将薄膜板48、致动器杆38、阀杆34和阀塞32向上偏压，并且阀塞32的位置使阀22处于开启或者关闭状态。所以，可以看出控制阀22即能够正常打开也能够正常关闭。
为了移动塞32，从而改变阀22的状态，需要调节薄膜外壳42中的流体压力。更具体地讲，应该注意，薄膜板48将薄膜外壳42分隔为上下室53和54。通过调节通常为气压的流体压力，使下室54中的压力高于上室53中的压力，薄膜板48向上移动，从而使塞32也向上移动。相反，通过调节上室53中的流体压力使其高于下室54中的流体压力，使薄模板48和塞32向下移动。当然，本领域技术人员容易理解的是，压差所产生的力必须大到足以克服卷簧50的偏压力。
理解下一点非常重要，即所描述的致动器24仅为适于调节控制阀22的阀杆和塞的位置的致动器中的一种类型。也可以是其它类型的致动器，均包含在本申请的范围之内。
使用上述结构，可以看出塞32的位置可以调节，从而可以调节通过阀22的流量。但是，为了精确地定位塞32，也就是精确地控制流体流量，提供有***56。现在参照图4至6，应该注意，该***包括壳体58和滑动组件60。如以下将要详细介绍的那样，滑动组件60包括发送器62，其适于随着致动器杆38向上或向下移动而产生信号。而且，壳体58还包括接收器64(图6)，用于监测发送器62所产生的信号，从而确定致动器杆38的相对位置。然后就可以确定塞32的位置，并且如果塞32定位不合适，则***56可以产生相应的校正信号。接着使用该校正信号调节致动器24中的压差，从而使塞32按照要求定位。更具体地讲，由于***56可以包括处理器和存储器(未示出)，处理器将接收到的信号与存储器中存储的设定点相比较，然后产生校正信号。或者，***可以通过直接连线、RF通讯等将接收到的信号传送到远程处理器，然后产生校正信号并将校正信号传输到致动器24。
可以使用多种不同的接收器和发送器技术，其中所述实施例的发送器62为磁阵列(magnet array)，接收器64为霍尔效应传感器。在可替换实施例中，位置传感器可以有其它多种形式，包括但并不限制于强磁阻装置(GMR)和电位计。更具体地讲，发送器62包括容纳多个磁铁68的磁铁架66。磁铁架66安装在杆连接器70上，而连接器70固定地连接在致动器杆38上。当发送器62随致动器杆38向上和向下移动时，与磁铁68相关的磁通量发生变化，该变化可以由霍尔效应传感器感应到。***壳体58包括槽71，用于可滑动地接收滑动组件60。连接器70可以为各种形式，所述实施例包括围绕致动器杆38安装的第一和第二半部72、74，它们使用螺钉、螺栓或其它紧固件(未示出)紧固在一起。
与以往技术中的***不同的是，本发明的***56被设计成完全使其免受外部环境和元件的损坏，从而使其读数更为可靠。这是通过如下方式实现的：将***56放入壳体58中，并将壳体58完全安装在致动器24的轭40中。***56的壳体58被固定地安装在轭40的内表面76上，从而使其静止并被保护，同时滑动组件60和发送器62随致动器杆38上下滑动。由此，包括接收器64和发送器62的***56得到保护，从而不易受到冲击、外部因素等的损坏。
如上所述，本领域普通技术人员容易地理解的是，通过本发明的教导，控制阀组件可以构造成具有完全组合到阀的壳体中的阀***，由此使其可以最少地暴露在环境因素中并减少损坏。

Claims (23)

1.一种阀定位***，包括：
***壳体；
至少部分地设置在该壳体内部的非接触位置接收器；
安装在阀致动器杆上的非接触位置发送器，用于将该致动器的位置信号传送给该接收器，该致动器杆外连接于该***壳体，并且可操作以在第一位置和第二位置之间移动阀。
2.根据权利要求1的阀定位***，还包括用于将致动器杆滑动地连接在该***壳体上的滑动组件。
3.根据权利要求2的阀定位***，其中该滑动组件还包括将该致动器杆连接于该滑动组件的连接件。
4.根据权利要求1的阀定位***，其中该发送器被连接到该滑动组件。
5.根据权利要求4的阀定位***，其中该***壳体内还包括槽，用于使该发送器在其中往复滑动。
6.根据权利要求1的阀定位***，其中该接收器适于监测由发送器产生的信号，以确定该致动器杆的相对位置。
7.根据权利要求1的阀定位***，其中该接收器包括霍尔效应传感器。
8.根据权利要求1的阀定位***，其中该发送器包括磁阵列。
9.根据权利要求1的阀定位***，其中该***包括强磁阻装置。
10.根据权利要求1的阀定位***，其中该***包括电位计。
11.根据权利要求1的阀定位***，其中该发送器包括磁铁架。
12.根据权利要求11的阀定位***，其中该磁铁架包括多个磁铁。
13.一种阀定位***，包括：
具有形成在其一侧的槽的***壳体；
可滑动地连接于该***壳体的致动器杆；
位于该壳体内部的位置接收器，适于确定该致动器杆相对于该壳体的相对位置；以及
连接于该致动器杆的位置发送器，其至少部分地位于该壳体外部，该发送器可操作以在该槽中滑动，从而将位置信号传送给该接收器。
14.根据权利要求13的阀定位***，还包括连接在该壳体和致动器杆之间的滑动组件。
15.根据权利要求14的阀定位***，其中该滑动组件还包括第一和第二元件，用于围绕着该致动器杆而将其夹住。
16.根据权利要求13的阀定位***，其中该接收器为非接触传感器。
17.根据权利要求16的阀定位***，其中该非接触传感器为霍尔效应传感器。
18.根据权利要求13的阀定位***，其中该发送器包括磁阵列。
19.根据权利要求13的阀定位***，其中该发送器包括强磁阻装置。
20.根据权利要求13的阀定位***，其中该发送器包括电位计。
21.根据权利要求13的阀定位***，其中该发送器包括磁铁架。
22.根据权利要求21的阀定位***，其中该磁铁架包括多个磁铁。
23.一种确定传动装置位置的方法，包括以下步骤：
将非接触发送器连接到该传动装置；
将非接触接收器安装在保护壳体中；
由发送器传送位置信号；
用接收器接收该信号；
将该位置信号传送到控制器；
确定该装置相对于该控制器所指令位置的位置；以及
将该传动装置移动到所指令的位置。
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