專利名稱：用于確定氣動(dòng)式控制閥組件的故障模式的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及控制閥組件，更具體地，涉及診斷和報(bào)告控制閥中的故障模式的控制閥組件。
背景技術(shù)：
過程控制閥用于大量的工業(yè)應(yīng)用中，以控制流體的流動(dòng)。例如，在化學(xué)處理工廠或煉油廠中，控制閥用于操作流動(dòng)流體，以補(bǔ)償按需要的增加或減少，或其他負(fù)荷擾動(dòng)，并且因此保持流體流動(dòng)得到調(diào)節(jié)?？刂崎y通過被提供為具有控制閥、控制閥致動(dòng)器以及定位器的控制閥組件的一部分?？刂崎y包括入口和出口，以及在入口與出口之間的可移動(dòng)的閥塞。通過調(diào)節(jié)閥塞的位置，調(diào)節(jié)通過閥的流體流動(dòng)?？刂崎y致動(dòng)器通常包括連接至閥塞的閥桿，以及為移動(dòng)閥塞提供必需的原動(dòng)力。定位器提供了閉環(huán)反饋系統(tǒng)，其將加壓流體提供給控制閥致動(dòng)器(其可以包括由隔膜分開的兩個(gè)腔室)，并且定位器監(jiān)控閥塞的位置，或更通常地監(jiān)控致動(dòng)器桿的位置，并且將該位置與期望的設(shè)定點(diǎn)比較。如果檢測(cè)出在實(shí)際位置與期望的設(shè)定點(diǎn)之間具有會(huì)導(dǎo)致通過閥的不希望的流動(dòng)的偏差，則定位器將流體信號(hào)發(fā)送至致動(dòng)器，以相應(yīng)地調(diào)節(jié)配量裝置的位置。能夠以各種形式提供這種閥組件。在一個(gè)常用布置中，控制閥被稱為滑動(dòng)閥桿閥。 在這種閥中，滑動(dòng)閥塞或活塞被設(shè)置在閥的入口與出口之間。根據(jù)活塞的位置，調(diào)節(jié)在入口與出口之間的開口的橫截面積，因此允許較多或較少的流體穿過該閥。也能夠以各種形式提供用于這種控制閥的致動(dòng)器，但是該致動(dòng)器通常具有可移動(dòng)的桿，其直接耦接至從閥塞延伸而來的閥桿，并且該致動(dòng)器在致動(dòng)器的隔膜殼內(nèi)使用空氣壓強(qiáng)或其他流體壓強(qiáng)，以由此使得致動(dòng)器桿移動(dòng)。這種系統(tǒng)的定位器通常安裝在致動(dòng)器的外部，并且包括在定位器中的傳感器，其適于接收來自安裝在致動(dòng)器的滑動(dòng)桿上的發(fā)送器的信號(hào)。定位器包括流體地將定位器連接至控制閥致動(dòng)器的管道，以便將流體信號(hào)作為控制流體壓強(qiáng)發(fā)送給致動(dòng)器。該管道可以在控制閥的外部，或該管道可以包括在外殼中。近來，已經(jīng)引入了所謂的“智能”定位器，其能夠診斷并且報(bào)告控制閥內(nèi)的某種故障。智能定位器的一個(gè)示例是由費(fèi)希爾控制所制造的FIELDVUE 定位器。在在此引用作為參考的美國(guó)專利公開號(hào)2001/0037159中描述了另一個(gè)這種定位器。這種定位器診斷并通過發(fā)送信號(hào)給中央處理控制器來報(bào)告各種控制閥故障。智能定位器可以經(jīng)由任意數(shù)量的協(xié)議與中央過程控制器通信。該些協(xié)議包括但不限于FOUNDATION 現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議和HART 協(xié)議。雖然已知的智能定位器能夠檢測(cè)控制閥中的某種普遍的故障，但是這些定位器不能夠區(qū)分控制閥組件內(nèi)的控制流體泄漏的某個(gè)類型?？刂崎y組件中的控制流體泄漏能夠發(fā)生在定位器與致動(dòng)器之間、管道中或隔膜自身中。雖然管道中的控制流體泄漏通常維修起來較容易且便宜，但是隔膜自身中的控制流體泄漏維修起來將更加昂貴及耗時(shí)。在許多控制閥位于過程控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程位置的情況下，當(dāng)智能定位器報(bào)告控制流體泄漏時(shí)，維修人員必須攜帶所有的、對(duì)于維修管道泄漏或隔膜泄漏而言必需的零件和工具。


圖1示出了根據(jù)本公開教導(dǎo)構(gòu)建的滑動(dòng)閥桿控制閥組件的立體圖；圖2示出了圖1的滑動(dòng)閥桿控制閥的截面圖；圖3示出了包括定位器的、圖1的滑動(dòng)閥桿控制閥的截面圖；圖4示出了用于診斷圖1的滑動(dòng)閥桿控制閥中的控制流體泄漏的位置的方法的邏輯圖；圖5示出了根據(jù)本公開教導(dǎo)構(gòu)建的滑動(dòng)閥桿控制閥組件的一個(gè)替代的實(shí)施例；以及圖6示出了根據(jù)本公開教導(dǎo)構(gòu)建的滑動(dòng)閥桿控制閥組件的另一個(gè)替代的實(shí)施例。雖然本公開易受各種變形和替代結(jié)構(gòu)，但是在附圖中已經(jīng)示出了本發(fā)明的某些示范性的實(shí)施例，并且將在下文中詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，并沒有將本公開限制至所公開的特定的方式的意圖，與之相反，意圖是覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變形、替代的結(jié)構(gòu)和等同物。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，并且具體地參考圖1，由附圖標(biāo)記20指出控制閥組件?？刂崎y組件 20包括控制閥22，控制閥致動(dòng)器M連接至控制閥22。雖然在此所述的控制閥組件20將稱為滑動(dòng)閥桿類型的控制閥，但是本公開的教導(dǎo)能夠用于其他類型的控制閥，包括但不限于旋轉(zhuǎn)閥、蝶形閥以及類似的?，F(xiàn)在參考圖2，詳細(xì)地示出了控制閥22，其包括具有入口觀和出口 30的外殼沈。 雖然未示出，但是能夠理解，閥22適于允許流體從入口觀流動(dòng)至出口 30，并且通過調(diào)節(jié)可滑動(dòng)地設(shè)置在外殼26內(nèi)的閥塞32的位置，也能夠調(diào)節(jié)流體流過的體積和速率。通過調(diào)節(jié)連接至閥塞32的閥桿34的位置，來調(diào)節(jié)閥塞32的位置。更具體地，通過調(diào)節(jié)閥桿34的位置，能夠看見，還調(diào)節(jié)了閥塞32相對(duì)于設(shè)置在入口觀與出口 30之間的座圈33的位置。致動(dòng)器M調(diào)節(jié)閥桿34的位置，并且由此調(diào)節(jié)閥塞32的位置。致動(dòng)器M包括外殼36，在外殼36中，致動(dòng)器桿38適于往復(fù)移動(dòng)。更具體地，在所示出的實(shí)施例中，外殼36 在其基底處包括軛40，在其頂部處包括隔膜殼42。軛40限定底部40，該底部適于安裝至閥 22。由彈簧和流體壓強(qiáng)控制致動(dòng)器桿38的移動(dòng)。如圖3中最佳地所示，致動(dòng)器桿38 連接至位于隔膜殼42內(nèi)的隔膜48。螺旋彈簧50圍繞致動(dòng)器桿38設(shè)置，并且在圖3中通過作用在隔膜48和彈簧座52上來朝上偏置隔膜48。因此，在圖3中，彈簧50朝上偏置隔膜48、致動(dòng)器桿38、閥桿34以及閥塞32。因此，能夠看見，根據(jù)閥塞32與閥座33的相對(duì)關(guān)系，可以以正常打開或正常關(guān)閉的閥的形式提供控制閥22。為了移動(dòng)閥塞32并且由此調(diào)節(jié)閥22的位置，在隔膜殼42中調(diào)節(jié)控制流體壓強(qiáng)。 更具體地，值得注意的是，隔膜48將隔膜殼42分別分成上腔室53和下腔室M。隔膜48可以至少部分地由隔膜板49支持。通過調(diào)節(jié)通過控制管路57的在上腔室53中的控制流體壓強(qiáng)，通常為空氣壓強(qiáng)，使得隔膜板48根據(jù)彈簧50與上腔室53中的控制流體壓強(qiáng)之間的相對(duì)力朝上或朝下移動(dòng)。示出的致動(dòng)器M只是適于調(diào)節(jié)控制閥22的閥桿和閥塞的位置的一種類型的致動(dòng)器。其他類型的致動(dòng)器也是可能的，并且被包括在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。使用例如上述的結(jié)構(gòu)，能夠看見，能夠調(diào)節(jié)閥塞32的位置，以因此調(diào)節(jié)通過閥22 的流體的流動(dòng)。然而，為了精確地放置閥塞32，并且由此精確地控制通過閥22的流體的流動(dòng)，提供了定位器56。定位器56包括外殼58，該外殼具有連接至加壓控制流體源(未示出)的流體入口 60、控制流體排放口 61以及控制管路57。定位器56可以包括發(fā)送器(未示出)，其適于當(dāng)致動(dòng)器桿38朝上和朝下移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生信號(hào)。此外，定位器56可以包括接收器(未示出)，其適于監(jiān)控由發(fā)送器產(chǎn)生的信號(hào)，并且由此確定桿38的相對(duì)位置。轉(zhuǎn)而，確定了閥塞32的位置，并且如果閥塞32放置不合適，則定位器56能夠產(chǎn)生相應(yīng)的校正信號(hào)， 該校正信號(hào)能夠通過控制管路57發(fā)送，以通過改變上腔室53中的控制流體壓強(qiáng)來致動(dòng)桿 38。更具體地，定位器56可以包括處理器和存儲(chǔ)器(未示出)，處理器可以將接收的信號(hào)與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的設(shè)定點(diǎn)比較，以由此產(chǎn)生校正信號(hào)。替代地，定位器56可以通過直接線路、射頻通信等將接收的信號(hào)傳輸至遠(yuǎn)程處理器，該遠(yuǎn)程處理器繼而產(chǎn)生校正信號(hào)并且將其發(fā)送至致動(dòng)器對(duì)。當(dāng)上腔室53中的控制流體壓強(qiáng)上升時(shí)，隨著上腔室53中的控制流體壓強(qiáng)克服由彈簧50產(chǎn)生的彈簧力，隔膜48朝下移動(dòng)。在該圖中，當(dāng)隔膜48朝下移動(dòng)時(shí)，下腔室M的容積減少，而上腔室53的容積上升。上腔室53的增加的容積由來自控制管路57的控制流體填充。下腔室包括致動(dòng)器排放口 63，以允許當(dāng)下腔室M的容積減少時(shí)，流體從下腔室M 流出。類似地，當(dāng)上腔室53中的控制流體壓強(qiáng)減少時(shí)，下腔室M的容積增加，而上腔室53 的容積減少。當(dāng)上腔室的容積減少時(shí)，定位器將控制流體從上腔室53經(jīng)過控制管路57通過排放口 61排出，并且流體通過致動(dòng)器排放口 63進(jìn)入下腔室54，以填充下腔室M的擴(kuò)張的容積。定位器56診斷控制閥組件20中的某個(gè)故障，并可以向中央處理控制器55報(bào)告該故障。特別地，定位器56檢測(cè)并且報(bào)告控制閥組件20內(nèi)的控制流體泄漏?？刂屏黧w泄漏通常發(fā)生在兩個(gè)位置中的一個(gè)上。第一，控制流體泄漏能夠發(fā)生在控制管路57，例如外部管道。第二，控制流體泄漏能夠發(fā)生在隔膜48自身中，例如通過隔膜48中的裂口或孔洞泄漏。為了區(qū)分在這兩個(gè)位置處的泄漏，控制閥組件20包括安裝在致動(dòng)器排放口 63上的流動(dòng)開關(guān)65。流動(dòng)開關(guān)65是無源裝置，其不需要任何動(dòng)力。定位器56通過通信連接，例如管路68輪詢或監(jiān)控流動(dòng)開關(guān)65的狀態(tài)?？梢栽谝?guī)則的或不規(guī)則的間隔上監(jiān)控流動(dòng)開關(guān)65的狀態(tài)，或當(dāng)定位器56檢測(cè)到故障，諸如空氣泄漏時(shí)，可以輪詢或檢查流動(dòng)開關(guān)65的狀態(tài)。作為說明，可以在規(guī)則的時(shí)間間隔上，例如每分鐘、每五分鐘、每十分鐘等，周期地監(jiān)控流動(dòng)開關(guān)65的狀態(tài)。替代地，定位器56可以在不規(guī)則的時(shí)間間隔上監(jiān)控流動(dòng)開關(guān)65的狀態(tài)，諸如當(dāng)定位器56檢測(cè)到空氣泄漏時(shí)，或當(dāng)定位器 56檢測(cè)到控制閥組件20中的任何其他故障時(shí)。在定位器56檢測(cè)到故障時(shí)輪詢流動(dòng)開關(guān) 65使得定位器56能夠診斷和定位故障源，并且將故障源報(bào)告給中央過程控制器55。在定位器56與流動(dòng)開關(guān)65之間的通信連接能夠是任何適于將流動(dòng)開關(guān)65的狀態(tài)發(fā)送至定位器56的通信連接，例如有線連接、無線連接、紅外線連接、射頻連接等。實(shí)際上，可以使用任何類型的流動(dòng)開關(guān)65。流動(dòng)開關(guān)65的例子包括Gentech FCS-04、Malema M-60和Malema M064流動(dòng)開關(guān)。附加地，流動(dòng)開關(guān)65可以在低的流動(dòng)條件下關(guān)閉，或在高的流動(dòng)條件關(guān)閉。 重要的僅僅是，流動(dòng)開關(guān)65的位置指示特定的流動(dòng)條件。如圖4所示，定位器56包括邏輯400，其當(dāng)檢測(cè)到控制流體泄漏時(shí)分析控制流體泄漏的位置。當(dāng)檢測(cè)到控制流體泄漏時(shí)，例如當(dāng)定位器56將控制信號(hào)發(fā)送給致動(dòng)器，而閥桿未能移動(dòng)或閥桿以不相應(yīng)于控制信號(hào)的速率移動(dòng)時(shí)，該邏輯以步驟410開始。在步驟420 中，定位器56通過通信連接68輪詢流動(dòng)開關(guān)65。在步驟430中，確定流動(dòng)開關(guān)65的位置。 如果在步驟430中流動(dòng)開關(guān)65的位置是打開的，則低的流動(dòng)條件被指出，意味著如在440 處所指示的控制管路57中的泄漏。一旦確定控制管路57中的泄漏，則在450處定位器56 可以輸出控制管路泄漏警報(bào)，該警報(bào)可以被發(fā)送至中央過程控制器。如果在步驟430中流動(dòng)開關(guān)65是關(guān)閉的，則在460處定位器56通過監(jiān)控檢測(cè)桿38移動(dòng)的傳感器來確定桿38 是否正在移動(dòng)。移動(dòng)中的桿38指示出，至少一些控制信號(hào)流體進(jìn)入致動(dòng)器外殼42的上腔室53，以引起隔膜48移動(dòng)。如果桿38正在移動(dòng)，則在步驟470中定位器56等待5秒鐘，然后在步驟430中重新輪詢流動(dòng)開關(guān)65。重復(fù)反饋環(huán)475，直至流動(dòng)開關(guān)65指示關(guān)閉，并且桿38不在移動(dòng)。當(dāng)流動(dòng)開關(guān)65關(guān)閉(指示高的流動(dòng)條件)并且桿38不在移動(dòng)時(shí)，在步驟 480中指示隔膜48中的泄漏。在步驟490中，定位器56可以輸出隔膜故障警報(bào)，并且可以將警報(bào)發(fā)送至中央過程控制器。圖4中示出的邏輯400用于在低的流動(dòng)條件中打開的流動(dòng)開關(guān)。為了將該邏輯用于在低的流動(dòng)條件中關(guān)閉的流動(dòng)開關(guān)，可以自步驟430起顛倒打開和關(guān)閉輸出?，F(xiàn)在參考圖5，示出了根據(jù)本公開教導(dǎo)構(gòu)建的控制閥組件524的一個(gè)替代的實(shí)施例。類似于圖1-3的實(shí)施例，控制閥組件5 包括控制閥522、致動(dòng)器524以及定位器556。 定位器556具有控制流體入口 560，其連接至加壓控制流體源(未示出)，以及具有控制流體排放口 561，以排放過量的加壓控制流體。致動(dòng)器5M包括外殼M2，其具有致動(dòng)器排放口 563，用于在致動(dòng)器5M運(yùn)行期間將流體從外殼542中排放出。同樣類似于圖1_3的實(shí)施例，排放口 563包括流動(dòng)開關(guān)565，其通過通信管路568通信地連接至定位器556。然而，不像圖1-3中的實(shí)施例那樣流動(dòng)開關(guān)565被直接地連接至大氣，而是，流動(dòng)開關(guān)565通過排放管路570連接至定位器排放口 561。排放管路570和定位器排放口 561接合在一起，并且都通過管路572被連接至大氣。通過經(jīng)由定位器排放口 561不斷地排放少量的加壓流體，排放管路570中的流體保持略高于大氣壓強(qiáng)的壓強(qiáng)。因此，大氣壓強(qiáng)不能進(jìn)入排放管路570。 換而言之，排放口 561的不斷的少量的加壓流體的排放連續(xù)地清除下腔室M4中的流體，而不影響隔膜的運(yùn)行。因此，在致動(dòng)器524的運(yùn)行期間流入和流出低隔膜腔室554的流體總是加壓控制流體。通常，加壓控制流體被過濾并且去濕。因此，致動(dòng)器524的內(nèi)部組件并不受大氣雜質(zhì)和/或腐蝕性化合物的影響。因此，控制閥組件520將理想地適用于用在控制閥組件易于經(jīng)受會(huì)縮短內(nèi)部致動(dòng)器部件的壽命的腐蝕的大氣條件或逃逸性排放的影響的場(chǎng)景中。例如，圖5中示出的控制閥組件50理想地適用于海上作業(yè)中?，F(xiàn)在參考圖6，示出了根據(jù)本公開教導(dǎo)構(gòu)建的控制閥組件620的一個(gè)替代的實(shí)施例。類似于圖1-3，控制閥組件620包括控制閥622、致動(dòng)器624以及定位器656。定位器 656具有控制流體入口 660，其連接至加壓流體源(未示出)，以及具有定位器排放口 661， 以排出過量的加壓控制流體。致動(dòng)器擬4包括外殼642，其具有排放口 663，以用于在致動(dòng)器624運(yùn)行期間從外殼642排放流體。圖6中示出的定位器656包括安裝在內(nèi)部的流動(dòng)開關(guān) 665。在這個(gè)實(shí)施例中，流動(dòng)開關(guān)665是無源裝置，并且不需要任何動(dòng)力。在組裝期間，流動(dòng)開關(guān)665可以安裝在定位器656中，或可以根據(jù)現(xiàn)有的定位器656更新改進(jìn)流動(dòng)開關(guān)665。 致動(dòng)器排放口 663可以通過管路659連接至定位器656，并且因此連接至流動(dòng)開關(guān)665。因此，安裝在內(nèi)部的流體開關(guān)665流體地連接至下腔室654。因此，致動(dòng)器外殼642的下腔室 654與環(huán)境條件相隔離，并且類似于圖5的實(shí)施例，致動(dòng)器624的內(nèi)部元件被保護(hù)以免遭有害的大氣因素。具有安裝在內(nèi)部的流動(dòng)開關(guān)665的定位器656的優(yōu)點(diǎn)在于，定位器656可以容易地連接安裝至具有現(xiàn)有的定位器的控制閥組件620，而無需流動(dòng)開關(guān)。以這種方式，實(shí)際上，能夠?qū)⑷魏慰刂崎y組件620升級(jí)至上述能夠檢測(cè)和診斷空氣泄漏的控制閥組件。此夕卜，防止安裝在內(nèi)部的流動(dòng)開關(guān)665遭受環(huán)境條件和可能在運(yùn)輸和安裝期間發(fā)生的損壞。與現(xiàn)有技術(shù)中的控制閥組件相反，本公開的控制閥組件能夠區(qū)別不同類型和/或位置的控制流體泄漏。該功能有利地允許了技術(shù)人員在出發(fā)去修理可能位于較遠(yuǎn)位置的控制閥組件之前選擇適合的工具和零件。如上所述，通過本公開的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地理解，能夠?qū)⒖刂崎y組件構(gòu)造為具有能夠區(qū)別不同類型的故障的閥定位器。此外，能夠?qū)⒖刂崎y組件構(gòu)造為防止致動(dòng)器的內(nèi)部部件遭受有害的環(huán)境條件。
權(quán)利要求
1.一種控制閥組件，包括控制閥，其具有流體入口和流體出口，所述控制閥包括閥塞，其可移動(dòng)地設(shè)置在所述流體入口與所述流體出口之間，以控制通過所述閥的流體的流動(dòng)；致動(dòng)器，其用于移動(dòng)所述閥塞，所述致動(dòng)器包括致動(dòng)器外殼，以及安裝在所述致動(dòng)器外殼內(nèi)的隔膜，所述隔膜將所述致動(dòng)器外殼分成至少兩個(gè)腔室，所述腔室中的至少一個(gè)包括致動(dòng)器排放口，并且所述腔室中的至少一個(gè)包括致動(dòng)器控制流體入口，以及連接至所述隔膜和所述閥塞的閥桿，所述閥桿被安置以響應(yīng)于所述隔膜的移動(dòng)來移動(dòng)所述閥塞；定位器，其包括定位器控制流體入口、控制流體排放口、以及控制管路，所述控制管路連接至所述控制流體入口；其中，所述致動(dòng)器排放口連接至流動(dòng)開關(guān)，所述流動(dòng)開關(guān)能夠檢測(cè)通過所述致動(dòng)器排放口的流動(dòng)條件，所述流動(dòng)開關(guān)通信地耦接至所述定位器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述定位器被安置以通過輪詢所述流動(dòng)開關(guān)來獲取所述流動(dòng)開關(guān)的位置，來確定通過所述致動(dòng)器排放口的流動(dòng)條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制閥組件，其特征在于，所述定位器被安置以當(dāng)檢測(cè)到控制流體的泄漏時(shí)，向中央控制器發(fā)送警報(bào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制閥組件，其特征在于，所述定位器被安置以區(qū)分所述控制流體管路中的控制流體泄漏與所述隔膜中的控制流體泄漏，并且發(fā)送至所述中央控制器的所述警報(bào)包括識(shí)別流體泄漏的類型的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述流動(dòng)開關(guān)經(jīng)由有線連接、無線連接、射頻連接和紅外線連接中的一個(gè)連接至所述定位器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述控制流體是氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述定位器排放口連接至所述致動(dòng)器排放口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制閥組件，其特征在于，在所述定位器排放口連接所述致動(dòng)器排放口的位置的下游，所述定位器排放口和所述致動(dòng)器排放口連接至大氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制閥組件，其特征在于，所述流動(dòng)開關(guān)設(shè)置在所述致動(dòng)器排放口與所述定位器排放口之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述流動(dòng)開關(guān)的打開位置指示通過所述致動(dòng)器排放口的低的流動(dòng)條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述流動(dòng)開關(guān)的關(guān)閉位置指示通過所述致動(dòng)器排放口的低的流動(dòng)條件。
12.—種控制閥組件，包括閥，其具有流體入口與流體出口，所述閥包括閥塞，所述閥塞設(shè)置在所述流體入口與所述流體出口之間以控制通過所述閥的流體的流動(dòng)；致動(dòng)器，用于移動(dòng)所述閥塞，所述致動(dòng)器包括致動(dòng)器外殼和安裝在所述致動(dòng)器外殼內(nèi)的隔膜，所述隔膜將所述致動(dòng)器外殼分成至少兩個(gè)腔室，所述腔室中的至少一個(gè)包括致動(dòng)器排放口，并且所述腔室中的至少一個(gè)包括致動(dòng)器控制流體入口，以及連接至所述隔膜和所述閥塞的閥桿，所述隔膜的移動(dòng)移動(dòng)所述閥桿，所述閥桿轉(zhuǎn)而移動(dòng)所述閥塞；定位器，其包括定位器控制流體入口、控制流體排放口、第一控制管路、以及第二控制管路，所述第一控制管路連接至所述致動(dòng)器控制流體入口，并且所述第二控制管路連接至所述致動(dòng)器排放口；其中，流動(dòng)開關(guān)檢測(cè)通過所述致動(dòng)器排放口的流動(dòng)條件，所述流動(dòng)開關(guān)通信地連接至所述定位器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制閥組件，其特征在于，所述定位器包括所述流動(dòng)開關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制閥組件，其特征在于，所述定位器通過輪詢所述流動(dòng)開關(guān)來確定通過所述致動(dòng)器排放口的流動(dòng)條件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制閥組件，其特征在于，當(dāng)所述定位器檢測(cè)到控制流體的泄漏時(shí)，所述定位器向中央控制器發(fā)送警報(bào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制閥組件，其特征在于，所述定位器所述警報(bào)區(qū)分所述控制流體管路中的控制流體泄漏與所述隔膜中的控制流體泄漏。
17.一種用于確定控制閥組件中的故障模式的方法，包括 檢測(cè)控制流體的泄漏；輪詢連接至致動(dòng)器排放口的流動(dòng)開關(guān)，以確定所述流動(dòng)開關(guān)的位置； 確定所述流動(dòng)開關(guān)是否打開或關(guān)閉；基于所述流動(dòng)開關(guān)的位置來確定通過所述致動(dòng)器的流動(dòng)條件； 確定閥桿是否移動(dòng)；如果所述閥桿在移動(dòng)，則在接著輪詢所述流動(dòng)開關(guān)之前等待一段時(shí)間； 如果所述流動(dòng)開關(guān)指示通過所述致動(dòng)器排放口的低的流動(dòng)條件，則輸出控制管路泄漏警報(bào)；以及如果所述流動(dòng)開關(guān)指示通過所述致動(dòng)器排放口的高的流動(dòng)條件并且閥桿沒有移動(dòng)，則輸出隔膜泄漏警報(bào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述一段時(shí)間大約為5秒。
19.一種用于控制閥組件的定位器，包括 夕卜殼；控制管路，其從所述外殼延伸；以及流動(dòng)開關(guān)，其安裝在內(nèi)部，其中，所述安裝在內(nèi)部的流動(dòng)開關(guān)適于連接至致動(dòng)器組件中的腔室，由此防止所述腔室中的流體遭受大氣雜質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的定位器，其特征在于，所述流動(dòng)開關(guān)是無源流動(dòng)開關(guān)。
全文摘要
在此描述了用于確定氣動(dòng)式控制閥組件的故障模式的裝置與方法。控制閥組件能夠診斷該控制閥組件中的故障，并且辨別該控制閥組件(56)中的控制流體泄漏的位置。該控制閥組件包括控制閥(22)、致動(dòng)器(24)以及定位器(56)。該致動(dòng)器包括致動(dòng)器外殼中的致動(dòng)器排放口(63)，該致動(dòng)器排放口連接至流動(dòng)開關(guān)(65)。通過確定通過該致動(dòng)器排放口的流動(dòng)條件，該定位器確定控制流體泄漏是否位于控制管路(57)中或隔膜(48)中。
文檔編號(hào)F16K37/00GK102472408SQ201080029605
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
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