概括地說，本公開內(nèi)容涉及過程控制系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及針對過程控制設備的溫度控制。

背景技術：

過程控制系統(tǒng)通常包括許多過程控制現(xiàn)場設備，這些現(xiàn)場設備中的一些現(xiàn)場設備可能暴露于周圍溫度相對高或低和/或變化很大的操作環(huán)境中。由于這些現(xiàn)場設備的部件中的許多部件被設計為在更加溫和的環(huán)境中工作，因此這種溫度條件會對現(xiàn)場設備的操作具有負面影響。一些現(xiàn)場設備可以被包圍在保護性殼體中。然而，這些殼體無法有效地防止現(xiàn)場設備受到極端溫度或溫度變化的影響。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于以上提及的現(xiàn)場設備暴露于溫度過高或過低和/或變化很大的操作環(huán)境中而使其操作受到負面影響這樣的技術問題，本實用新型提供了一種過程控制裝置和用于控制其溫度的溫度控制設備。

本公開內(nèi)容的一個方面提供了一種過程控制裝置，包括：殼體；過程控制設備，所述過程控制設備位于所述殼體中；以及溫度控制設備，所述溫度控制設備操作地耦接到所述殼體，用于調(diào)節(jié)所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的溫度。所述溫度控制設備可以包括渦流管和流動控制閥。所述渦流管可以具有渦流入口、第一渦流出口、以及第二渦流出口，所述渦流入口用于接收壓縮流體，所述第一渦流出口用于從所述渦流管排放在第一溫度下的流體，并且所述第二渦流出口用于從所述渦流管排放在第二溫度下的流體，所述第二溫度高于所述第一溫度。所述流動控制閥可以耦接到所述渦流管，以選擇性地引導來自所述渦流管的所述第一渦流出口和所述第二渦流出口的流體的流動。所述流動控制閥可以包括閥體和可移動控制元件。所述閥體可以限定閥腔、第一閥入口、第二閥入口、第一閥出口、以及第二閥出口，所述第一閥入口與所述閥腔和所述渦流管的所述第一渦流出口連通，所述第二閥入口與所述閥腔和所述渦流管的所述第二渦流出口連通，所述第一閥出口與所述閥腔和所述殼體外部的環(huán)境連通，并且所述第二閥出口與所述閥腔和所述殼體內(nèi)部的環(huán)境連通。所述可移動控制元件可以設置在所述閥腔中，用于選擇性地控制來自所述第一渦流出口和所述第二渦流出口以及所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的流體的流動。

在一些版本中，所述溫度控制設備還可以包括溫度感測部件，所述溫度感測部件被設置在所述殼體中，用于控制所述可移動控制元件的移動。

在一些版本中，所述溫度感測部件可以被設置在所述流動控制閥中，并且所述流動控制閥設置在所述殼體中。

在一些版本中，所述溫度感測部件可以包括控制流體的貯存器，所述控制流體響應于所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的溫度的增加而膨脹，并且響應于所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的溫度的下降而收縮。

在一些版本中，所述閥體可以包括第三閥出口，所述第三閥出口與閥腔和所述殼體外部的環(huán)境連通，所述第二閥出口設置在所述第一閥出口與所述第三閥出口之間。

在一些版本中，所述控制元件可以包括閥桿和第一閥塞以及第二閥塞，所述第一閥塞和所述第二閥塞被設置為朝向所述閥桿的相對端，所述第一閥塞和所述第二閥塞中的每個閥塞都被設置為與所述流動控制閥的所述閥體的所述閥腔的內(nèi)表面處于密封滑動關系。

在一些版本中，所述控制元件在所述閥腔中能夠在第一位置、第二位置與第三位置之間移動。當所述控制元件處于所述第一位置時，所述第一渦流出口和所述第二渦流出口都與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第二位置時，所述第一渦流出口與所述第一閥出口流體連通，但不與所述第二閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第三位置時，所述第一渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第三閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第二閥出口流體連通。

在一些其它版本中，所述控制元件在所述閥腔中能夠在第一位置、第二位置與第三位置之間移動。當所述控制元件處于所述第一位置時，所述第一閥入口和所述第二閥入口分別被所述控制元件的所述第一閥塞和所述第二閥塞密封關閉，以使得所述第一渦流出口和所述第二渦流出口不與所述第一閥出口、所述第二閥出口、和所述第三閥出口中的任何閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第二位置時，所述第一渦流出口與所述第一閥出口流體連通，但不與所述第二閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第三位置時，所述第一渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二閥出口與所述第三閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第二閥出口流體連通。

在一些版本中，所述流動控制閥可以包括偏置構件，所述偏置構件設置在所述閥腔中并使所述控制元件朝向所述第二位置偏置。

在一些版本中，可以提供流體源以將所述壓縮流體輸送到所述渦流管的所述渦流入口。

在一些版本中，所述流體源可以是從所述過程控制裝置的流體供應設備中分流的流體。

本公開內(nèi)容的另一方面提供了一種用于控制過程控制裝置的溫度的溫度控制設備。所述溫度控制設備可以包括渦流管和流動控制閥。所述渦流管可以具有渦流入口、第一渦流出口、以及第二渦流出口，所述渦流入口用于接收壓縮流體，所述第一渦流出口用于從所述渦流管排放在第一溫度下的流體，并且所述第二渦流出口用于從所述渦流管排放在第二溫度下的流體，所述第二溫度高于所述第一溫度。所述流動控制閥可以耦接到所述渦流管，以選擇性地引導來自所述渦流管的所述第一渦流出口和所述第二渦流出口的流體的流動。所述流動控制閥可以包括閥體和控制元件。所述閥體可以限定閥腔、第一閥入口、第二閥入口、第一閥出口、以及第二閥出口，所述第一閥入口與所述閥腔和所述渦流管的所述第一渦流出口連通，所述第二閥入口與所述閥腔和所述渦流管的所述第二渦流出口連通，所述第一閥出口與所述閥腔和所述閥腔外部的環(huán)境連通，并且所述第二閥出口與所述閥腔和所述閥腔外部的環(huán)境連通。所述可移動控制元件可以被設置在所述閥腔中，用于選擇性地控制來自所述第一渦流出口和所述第二渦流出口以及所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的流體的流動。

在一些版本中，可以提供溫度感測部件，用于控制所述可移動控制元件的移動。

在一些版本中，所述溫度感測部件可以設置在所述閥腔中并且與所述控制元件連通。

在一些版本中，所述溫度感測部件可以包括控制流體的貯存器，所述控制流體響應于所感測的溫度的增加而膨脹，并且響應于所感測的溫度的下降而收縮。

在一些版本中，所述閥體還可以包括第三閥出口，所述第三閥出口與閥腔和所述閥腔外部的環(huán)境連通，所述第二閥出口設置在所述第一閥出口與所述第三閥出口之間。

在一些版本中，所述控制元件可以包括閥桿和第一閥塞以及第二閥塞，所述第一閥塞和所述第二閥塞被設置為朝向所述閥桿的相對端，所述第一閥塞和所述第二閥塞中的每個閥塞被設置為與所述流動控制閥的所述閥體的所述閥腔的內(nèi)表面處于密封滑動關系。

在一些版本中，所述控制元件在所述閥腔中能夠在第一位置、第二位置、與第三位置之間移動。當所述控制元件處于所述第一位置時，所述第一渦流出口和所述第二渦流出口都與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第二位置時，所述第一渦流出口與所述第一閥出口流體連通，但不與所述第二閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第三位置時，所述第一渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第三閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第二閥出口流體連通。

在一些其它版本中，所述控制元件在所述閥腔中能夠在第一位置、第二位置、與第三位置之間移動。當所述控制元件處于所述第一位置時，所述第一閥入口和所述第二閥入口分別被所述控制元件的所述第一閥塞和所述第二閥塞密封關閉，以使得所述第一渦流出口和所述第二渦流出口不與所述第一閥出口、所述第二閥出口、和所述第三閥出口中的任何閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第二位置時，所述第一渦流出口與所述第一閥出口流體連通，但不與所述第二閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第三位置時，所述第一渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二閥出口與所述第三閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第二閥出口流體連通。

在一些版本中，所述流動控制閥可以包括偏置構件，所述偏置構件設置在所述閥腔中并使所述控制元件朝向所述第二位置偏置。

本公開內(nèi)容的另一個方面提供了一種過程控制裝置，包括：殼體；過程控制設備，所述過程控制設備被設置在所述殼體中；以及溫度控制設備，所述溫度控制設備操作地耦接到所述殼體，用于調(diào)節(jié)所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的溫度。所述溫度控制設備可以包括渦流管和流動控制閥。所述渦流管可以具有渦流入口、第一渦流出口、以及第二渦流出口，所述渦流入口用于接收壓縮流體，所述第一渦流出口用于從所述渦流管排放在第一溫度下的流體，并且第二渦流管用于從所述渦流管排放在第二溫度下的流體，所述第二溫度高于所述第一溫度。所述流動控制閥可以耦接到所述渦流管并可以包括閥體和控制元件。所述閥體可以限定閥腔，所述控制元件設置在所述閥腔中，溫度感測部件被配置為感測所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的溫度，并且被配置為基于所感測的溫度來在多個位置之間移動所述控制元件，以將來自所述第一渦流出口和所述第二渦流出口的流體的流動選擇性地引導到所述殼體內(nèi)部的環(huán)境。

在一些版本中，所述閥體可以限定第一閥入口、第二閥入口、第一閥出口、以及第二閥出口，所述第一閥入口與所述閥腔和所述渦流管的所述第一渦流出口連通，所述第二閥入口與所述閥腔和所述渦流管的所述第二渦流出口連通，所述第一閥出口與所述閥腔和所述殼體外部的環(huán)境連通，并且所述第二閥出口與所述閥腔和所述殼體內(nèi)部的環(huán)境連通。

在一些版本中，所述溫度感測部件可以設置在所述流動控制閥中，并且所述流動控制閥設置在所述殼體中。

在一些版本中，所述溫度感測部件可以包括控制流體的貯存器，所述控制流體響應于所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的溫度的增加而膨脹，并且響應于所述殼體內(nèi)部的環(huán)境的溫度的下降而收縮。

在一些版本中，所述閥體可以包括第三閥出口，所述第三閥出口與所述閥腔和所述殼體外部的環(huán)境連通，所述第二閥出口設置在所述第一閥出口與所述第三閥出口之間。

在一些版本中，所述控制元件可以包括閥桿和第一閥塞以及第二閥塞，所述第一閥塞和所述第二閥塞被設置為朝向所述閥桿的相對端，所述第一閥塞和所述第二閥塞中的每個閥塞都被設置為與所述流動控制閥的所述閥體的所述閥腔的內(nèi)表面處于密封滑動關系。

在一些版本中，所述控制元件在所述閥腔中能夠在第一位置、第二位置、與第三位置之間移動。當所述控制元件處于所述第一位置時，所述第一渦流出口和所述第二渦流出口都與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第二位置時，所述第一渦流出口與所述第一閥出口流體連通，但不與所述第二閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第三位置時，所述第一渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第三閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第二閥出口流體連通。

在一些其它版本中，所述控制元件可在所述閥腔中在第一位置、第二位置、與第三位置之間移動。當所述控制元件處于所述第一位置時，所述第一閥入口和所述第二閥入口分別被所述控制元件的所述第一閥塞和所述第二閥塞密封關閉，以使得所述第一渦流出口和所述第二渦流出口不與所述第一閥出口、所述第二閥出口、和所述第三閥出口中的任何閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第二位置時，所述第一渦流出口與所述第一閥出口流體連通，但不與所述第二閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通。當所述控制元件處于所述第三位置時，所述第一渦流出口與所述第二閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第三閥出口流體連通，并且所述第二閥出口與所述第三閥出口流體連通，但不與所述第一閥出口和所述第二閥出口流體連通。

在一些版本中，所述流動控制閥可以包括偏置構件，所述偏置構件被設置在所述閥腔中并使所述控制元件朝向所述第二位置偏置。

通過本公開內(nèi)容的過程控制裝置和對其溫度進行控制的溫度控制設備，可以對現(xiàn)場設備所暴露的環(huán)境的溫度進行調(diào)節(jié)，以避免現(xiàn)場設備的操作受到負面影響。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的原理而構造的、包括溫度控制設備的過程控制裝置的一個實施例的示意性說明的橫截面；

圖2是示出了處于第一位置的控制元件的圖1中的溫度控制設備的一個實施例的詳細視圖；

圖3是示出了處于第二位置的控制元件的圖1中的溫度控制設備的詳細視圖；

圖4是示出了處于第三位置的控制元件的圖1中的溫度控制設備的詳細視圖；

圖5是示出了處于第一位置的控制元件的圖1中的溫度控制設備的另一個實施例的詳細視圖。

具體實施方式

圖1描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的原理而構造的過程控制裝置100的示例性實施例，其中過程控制裝置100包括殼體102、多個過程控制設備104以及溫度控制設備106。如將更透徹地描述的，溫度控制設備106被布置并配置為監(jiān)控和控制過程控制裝置100內(nèi)部的環(huán)境的溫度。這樣配置之后，可以管理過程控制設備100內(nèi)部的環(huán)境，以便即使在極端溫度條件下也能確?？捎眯?。例如，在一些條件下，裝置100外部的溫度可以低至-100℃(-148°F)或者高至200℃(392°F)。在其它條件下，裝置內(nèi)部的溫度當然可以甚至更高或者甚至更低。本實用新型不受任何特定的環(huán)境溫度范圍的限制。

在一個版本中，過程控制裝置100可以包括數(shù)字閥控制器(DVC)或者任何現(xiàn)場設備，包括通常在過程控制系統(tǒng)中使用的那些現(xiàn)場設備。在圖1中所描繪的版本中，多個過程控制設備104包括例如控制器104a、一個或多個傳感器104b、以及一個或多個閥106c?？梢园ㄆ渌^程控制設備。雖然圖1中沒有描繪，但過程控制設備104中的每個過程控制設備都可以經(jīng)由例如一個或多個有線、無線、混合和/或氣動連接而連接到其它過程控制設備104中的一個或多個過程控制設備。

示例性裝置100中的殼體102完全包圍過程控制設備104，但在其它例子中，殼體102可以僅部分地包圍過程控制設備104，可以包圍一個或多個另外的控制設備104或其它組件。殼體102還可以包括覆蓋殼體102的至少一部分的絕緣層108。絕緣層108可以是包括一層或多層的熱涂覆或者可以是可移除層(例如，織物護套)。如所示出的，絕緣層108可以應用于殼體102的外表面110，和/或應用于殼體102的內(nèi)表面112。

在圖1中所描繪的示例性過程控制裝置100中，溫度控制設備106被設置在殼體102內(nèi)并且包括渦流管108和流動控制閥110。溫度控制設備106完全設置在殼體102內(nèi)，但也可以部分地位于殼體外部，并且耦接到殼體102，以調(diào)節(jié)殼體102的內(nèi)部腔114的溫度，包括多個過程控制設備104的溫度。例如，在一些實施例中，渦流管108可以位于殼體102的外部，而流動控制閥110位于殼體102的內(nèi)部?；蛘咴谝恍嵤├校鲃涌刂崎y110的某個部分可以替代地或同樣位于殼體102的外部。

示例性裝置100的渦流管108具有本體126、渦流入口118、第一渦流出口120和第二渦流出口122。在一些版本中，渦流管108可以包括Ranque-Hilsch渦流管，Ranque-Hilsch渦流管是將供應壓縮氣體分離成熱流和冷流的常見機械設備。在所公開的例子中，流體供應設備124向渦流管108的渦流入口118提供壓縮的或加壓的空氣。渦流管108然后從第一渦流出口120排放在第一溫度下的壓縮空氣的第一流，并且從第二渦流出口122排放在比第一溫度高的第二溫度下的壓縮空氣的第二流。從第一渦流出口120排放的空氣可以被視為具有低至大約-50℃(-58°F)的溫度的“冷空氣”，并且從第二渦流出口122排放的空氣可以被視為具有高至大約200℃(392°F)的溫度的“熱空氣”?？梢曰诮?jīng)過渦流管108的空氣的壓力和流動速率來確定“冷空氣”和“熱空氣”的溫度。

在所描繪的版本中，第一渦流出口120耦接到第一流體輸送管路121以用于將“冷空氣”輸送到流動控制閥110，并且第二渦流出口122連接到第二流體輸送管路123以用于將“熱空氣”輸送到流動控制閥110。如圖1中還示出的，流體供應設備124經(jīng)由流體供應管路125向渦流入口118提供壓縮的或加壓的流體，以使得壓縮的或加壓的流體垂直于渦流管108的本體126進入渦流管108。流體供應設備124可以是專用于向渦流管108提供壓縮的或加壓的流體的系統(tǒng)。替代地，流體供應設備124還可以向過程控制系統(tǒng)中的其它地方提供壓縮的或加壓的流體。在過程控制裝置100包括DVC的版本中，流體供應設備124可以包括DVC自身，這是因為在操作期間，常規(guī)的DVC在大約10標準立方英尺/小時(SCFH)(4720cc/min)至大約30SCFH(14160cc/min)的范圍中的速率下泄放壓縮空氣。因此，這種泄放的空氣可以有利地被改變用途以便與所公開的溫度控制設備106一起使用。

仍然參考圖1，溫度控制設備106的所公開版本中的流動控制閥110包括滑閥(spool valve)，但是在其它版本中，可以使用任何其它類型的適當?shù)拈y或者閥的任何組合來實現(xiàn)期望的目標。圖1中的流動控制閥110包括閥體150、控制元件152、偏置構件154、以及溫度感測部件156。流動控制閥110的閥體150通常是中空的圓柱形構件，其包括圓柱形外壁157以及相對的第一和第二端壁159、161。閥體150限定圓柱形閥腔158，圓柱形閥腔158包含控制元件152、第一閥入口160、第二閥入口162、第一閥出口164、第二閥出口166、以及第三閥出口168。如所示出的，第一閥入口160經(jīng)由第一流體輸送管路121連接到第一渦輪出口120，并且第二閥入口162經(jīng)由第二流體輸送管路123連接到第二渦輪出口122。此外，第一和第三閥出口164、168分別連接到第一和第二流體出口管路170、172，其中第一和第二流體出口管路170、172從殼體102排出到殼體102外部的環(huán)境。相比之下，第二閥出口166直接排出到殼體102的內(nèi)部腔114中。在其它版本中，第二閥出口166可以排出到與過程控制設備104中的一個或多個過程控制設備直接連通的一個或多個流體管路中，以提供例如目標溫度控制。當少于過程控制設備104中的全部過程控制設備或者殼體102內(nèi)的其它組件是溫度敏感型時，這會是有利的。

如將更加透徹地描述的，溫度感測部件156被設置在閥體150和殼體102的內(nèi)部腔114的內(nèi)部，并且因此被配置為感測殼體102內(nèi)部的環(huán)境的溫度。基于所感測的溫度，并且如下面將更加透徹地描述的，使得控制元件152在閥體150內(nèi)處于第一位置(見圖2)、第二位置(見圖3)和第三位置(見圖4)中的一個位置，以便將流體的流動從渦流管108的渦流出口120、122中的其中之一或二者選擇性地引導到殼體102的內(nèi)部腔114中和/或殼體102的外部。

現(xiàn)在參考圖2，將更詳細地描述流動控制閥110。如提到的，流動控制閥110的閥體150包括圓柱形閥腔158，該圓柱形閥腔158包含控制元件152?？刂圃?52通常是線性構件，其包括閥桿174、第一閥塞176、第二閥塞178和活塞180。第一和第二閥塞176、178朝向閥桿174的相對端174a、174b剛性地固定?；钊?80包括活塞桿182和活塞塞頭(piston plug)184?；钊麠U182剛性地固定到閥桿174，并且鄰近于閥桿174的第二端174b遠離閥桿174軸向延伸?；钊^184在與閥桿174的第二端174b間隔開的位置處剛性地固定到活塞桿182的一端。

在圖2中所描繪的版本中，控制元件152的每個閥塞176、178包括圓柱形本體部186a和半圓柱形阻擋部186b。在所描繪的版本中，本體部186a和阻擋部186b具有共同的半徑，該共同的半徑大于閥桿174的半徑并且大致等于或小于閥體150的閥腔158的半徑。此外，在所描繪的版本中，本體部186a的軸向尺寸大約等于阻擋部186b的軸向尺寸。如所描繪的，半圓柱形阻擋部186b朝向彼此并遠離它們相對應的本體部186a在相對的軸向方向上延伸。這樣配置之后，每個閥塞176、178都限定從每個阻擋部186b與閥桿174相對的半圓柱形凹陷部188。

在所公開的例子中，第一和第二閥塞176、178的本體部186a以及活塞塞頭184中的每一個的形狀、大小都被設置并配置為與流動控制閥110的閥腔158的內(nèi)部側壁158a處于密封滑動關系。為了實現(xiàn)這種密封滑動關系，閥塞176、178的本體部186a的外圓柱形表面189和活塞塞頭184的外表面191可以包括一個或多個密封元件(沒有示出)，例如O型環(huán)、墊片、或者其它密封部件，或者替代地，可以簡單地被加工為與閥腔158的內(nèi)表面158a在緊密公差(tight tolerance)內(nèi)，以提供可接受的公差內(nèi)的氣密密封。

仍然參考圖2，除了控制元件152被設置在閥腔158中之外，偏置構件154和溫度感測部件156也被設置在閥腔158中。在所描繪的版本中，偏置構件154可以包括在閥體150的第一端壁159與第一閥塞176之間的位置處被設置在閥腔中的線圈彈簧。這樣配置之后，偏置構件154可以向第一閥塞176施加偏置力，第一閥塞176推動控制元件152遠離第一端壁159并朝向第二端壁161。

該版本的溫度感測部件156包括位于第二側壁161與控制元件152的活塞180的活塞塞頭184之間的位置處的閥腔158中所承載的流體193的貯存器(reservoir)。流體193可以是溫度敏感型流體，該流體響應于溫度的增加而膨脹并且響應于溫度的下降而收縮。這樣配置之后，當流體193的溫度增加時，流體193膨脹并向活塞塞頭184施加力，從而推動活塞180和控制元件152遠離第二端壁161并朝向第一端壁159，克服了偏置構件154的偏置。相反，當流體193的溫度下降時，流體193收縮，這允許偏置構件154推動控制元件152遠離第一端壁159并朝向第二端壁161。在一些版本中，溫度感測部件156的流體193可以包括任何溫度敏感型介質(zhì)，包括例如油、蠟、汞、或者能夠?qū)δ繕藢ο筮M行服務的任何其它流體或非流體(例如，氣體)。

如上面提到的，當前公開的溫度控制設備106的流動控制閥110的控制元件152在操作期間可以處于三個不同位置中的一個位置。在圖2中，控制元件152處于第一位置，其中，第一閥塞176在第一閥入口160與第一閥出口164之間的位置處被設置在閥腔中，并且第二閥塞178在第二閥入口162與第三閥出口168之間的位置處被設置在閥腔158中。這樣配置之后，第一和第二閥入口160、162分別與由第一和第二閥塞176、178所限定的凹陷部188對齊。因此，第一和第二渦流出口120、122都經(jīng)由閥腔158與第二閥出口166流體連通，但不與第一和第三閥出口164、168流體連通。因此，來自第一渦流出口120的“冷空氣”和來自第二渦流出口122的“熱空氣”在閥塞176、178之間流入到閥腔158中，跨越閥桿174，并且在穿過第二閥出口166并進入殼體102的內(nèi)部腔114中之前、之時和/或之后進行混合。在控制元件152如所描述地處于第一位置時，溫度控制設備106用于保持殼體102中的環(huán)境溫度，當殼體102中的操作溫度可接受并且必須期望溫度無變化時這是有用的。然而，在極端氣候條件下，可能期望增加或降低殼體102內(nèi)部的環(huán)境的溫度。

圖3描繪了當殼體102內(nèi)部的環(huán)境溫度低于期望溫度以使得溫度感測部件156中的流體193相對于例如圖2中所描繪的流體193收縮時的情況。因此，偏置構件154推動控制元件152朝向第二端壁161。在圖3中，控制元件152處于第二位置，其中第一閥塞176在第一閥入口160與第二閥出口166之間的位置處被設置在閥腔158中，并且第二閥塞178在第二閥入口162與第三閥出口168之間的位置處被設置在閥腔158中。實際上，在第二位置中，第二閥塞178的阻擋部186b被放置在第三閥出口168前方并密封關閉第三閥出口168。

因此，當控制元件152處于該第二位置時，第一渦流出口120與第一閥出口164流體連通但不與第二和第三閥出口166、168流體連通，并且第二渦流出口122與第二閥出口166流體連通但不與第一和第三閥出口164、168流體連通。因此，來自第一渦流出口120的“冷空氣”流入到閥腔158中、跨越偏置構件154、穿過第一閥出口164并最終經(jīng)由第一流體出口管路170(圖1中所示出的)排出殼體102之外。然而，來自第二渦流出口122的“熱空氣”流入閥腔158中、跨越閥桿174、穿過第二閥出口164并進入殼體102的內(nèi)部腔114中。如提到的，第二閥塞178阻擋第三閥出口168，因此沒有空氣流經(jīng)第三閥出口168。因此，在控制元件152如所描述地處于第二位置的情況下，溫度控制設備106向殼體102的內(nèi)部腔114添加“熱空氣”，以便保持殼體102內(nèi)部的環(huán)境的充足操作溫度。

圖4描繪了當殼體102內(nèi)部的環(huán)境溫度高于期望溫度以使得溫度感測部件156中的流體193相對于例如圖2中所描繪的流體1933膨脹時的情況。因此，膨脹的流體193推動控制元件152朝向閥體150的第一端壁159，從而克服了偏置構件154的偏置力。在圖4中，控制元件152處于第三位置，其中第一閥塞176在第一閥入口160與第一閥出口164之間的位置處被設置在閥腔158中，并且第二閥塞178在第二閥入口162與第二閥出口166之間的位置處被設置在閥腔158中。實際上，在第三位置中，第一閥塞176的阻擋部186b被設置在第一閥出口164前方并且密封關閉第一閥出口164。

因此，當控制元件152處于第三位置時，第一渦流出口120與第二閥出口166流體連通但不與第一和第三閥出口164、168流體連通，并且第二渦流出口122與第三閥出口168流體連通但不與第一和第二閥出口164、166流體連通。因此，來自第一渦流出口120的“冷空氣”流入到閥腔158中、跨越閥桿154、穿過第二閥出口166并進入殼體102的內(nèi)部腔114中。然而，來自第二渦輪出口122的“熱空氣”流入到閥腔158中、跨越活塞180、穿過第三閥出口168并最終經(jīng)由第二流體出口管路172(圖1中所示出的)排出到殼體102之外。如所提到的，第一閥塞176阻擋第一閥出口164，因此沒有空氣流經(jīng)第一閥出口164。因此，在控制元件152如所描述地處于第三位置時，溫度控制設備106向殼體102的內(nèi)部腔114添加“冷空氣”，以便保持殼體102內(nèi)部的環(huán)境的充足操作溫度。

基于前述內(nèi)容，可以理解的是，雖然針對控制元件152僅描述了三個位置，但在第二和第三位置之間有可能存在無限數(shù)量的位置。例如，以圖2開始，當殼體102內(nèi)部的環(huán)境溫度下降時，流體193會自然地開始收縮，以使得偏置構件154將開始推動控制元件152朝向例如圖3中所描繪的位置。但是，有可能的是，溫度感測部件156周圍的溫度僅下降得足以使得流體193部分地收縮并且控制元件152部分地朝向圖3中所描繪的位置移動。在這種情況下，第一閥塞176可以不完全移動通過閥體150的第一閥入口160，以使得較少量的“冷空氣”最終與從第二閥入口162供應的“熱空氣”混合。因此，可以看到的是，上面描述的溫度控制設備106通常可以提供對殼體102內(nèi)部的溫度的連續(xù)監(jiān)控和調(diào)節(jié)，以確保對控制設備104的恰當操作，這是因為溫度感測部件156自身位于殼體104的內(nèi)部腔114中并且能夠發(fā)送不同的溫度變化。

如上面相對于圖2所描述的，當殼體102內(nèi)部的溫度在針對控制設備104的恰當操作的可接受極限內(nèi)時，前述溫度控制設備106可以提供控制元件152的第一位置，其中“冷空氣”和“熱空氣”在閥腔158中混合并流入到殼體102中。當向渦流管108提供壓縮氣體的連續(xù)供應時，這種布置使得溫度控制設備106向殼體102的內(nèi)部腔114提供環(huán)境溫度空氣的連續(xù)供應。這主要是通過對第一和第二閥塞176、178的配置來實現(xiàn)的，第一和第二閥塞176、178限定與第一和第二閥入口160、162對齊的半圓柱形凹陷部188，以使得保持渦流管120、122與殼體102的內(nèi)部腔114之間的連通。當存在至渦流管108的壓縮氣體的連續(xù)供應時，這種配置運行良好，當過程控制裝置100自身包括例如DVC時會出現(xiàn)這種情況，并且這種連續(xù)供應無論如何必須排出DVC。

然而，在其它情況下(其中流體供應設備124源自專用供應設備)，當殼體102的內(nèi)部腔114內(nèi)的溫度在可接受的操作極限內(nèi)時停止壓縮空氣的流動可能是有益的。圖5描繪了能夠執(zhí)行這種功能的一個替代的溫度控制設備106。圖5中的溫度控制設備106基本上類似于參考圖2-4所描述的溫度控制設備106，并且因此，將用類似的附圖標記來標識類似的特征。實際上，圖5中的溫度控制設備106與圖2-4中的溫度控制設備106之間的僅有區(qū)別在于第一和第二閥塞176、178的形狀和配置。所有其它特征都是相同的。即，圖5中的控制元件152的第一和第二閥塞176、178僅包括圓柱形本體部186，而不包括任何半圓柱形阻擋部或凹陷部。另外，圖5中的閥塞176、178的本體部196的軸向尺寸大致等于圖2-4中的閥塞176、178的本體和阻擋部186a、186b的組合的軸向尺寸。因此，圖5中的閥塞176、178的整體軸向尺寸與圖2-圖4中的閥塞176、178的整體軸向尺寸相同。

在控制元件152被配置為如圖5中所描述的情況下，當殼體102的內(nèi)部腔114中的溫度可接受并且控制元件152處于第一位置時，第一和第二閥塞176、178分別阻擋并關閉第一和第二閥入口160、162。因此，沒有壓縮空氣穿過溫度控制設備106，這可以有助于保護流體供應設備124、減少浪費并節(jié)約能量。雖然圖5中的流動控制閥110的操作與控制元件152處于第一位置時先前所描述的那些操作不同，但是在控制元件152處于第二和第三位置時的情況下的操作與上面所描述的操作相同。

雖然前述實施例中的每個實施例都已經(jīng)被描述為包括具有第一、第二和第三閥出口164、166、168的流動控制閥，但在一些版本中，流動控制閥110可以呈現(xiàn)與滑閥不同的形式(例如，一個或多個旋轉(zhuǎn)球閥、截止式滑桿閥、提升閥等等)，以使得僅第一和第二閥出口是必要的。

雖然前述內(nèi)容已經(jīng)將本公開內(nèi)容的溫度控制設備106描述為包括通過流體管路121和123流體連接的渦流管108和流動控制閥110，但在其它版本中，渦流管108和流動控制閥110可以由單個一件式組件構成，以使得不需要外部的流體管路。例如，在一個版本中，渦流管108和流動控制閥110可以由單件材料加工、鍛造或鑄造成期望的結構來進行構造，以使得渦流出口120、122與閥入口160、162之間的任何連通會直接或經(jīng)由內(nèi)部流動路徑而出現(xiàn)在單件材料內(nèi)。類似地，雖然流動控制閥110已被公開為連接到流體出口管路170、172以用于將空氣排出殼體102，但是裝置100的其它實施例可以以如下方式來構造：使得流動控制閥110的第一和第三渦流出口164、168直接排出殼體102而不需要外部的流體出口管路170、172。

如上面提到的，從渦流管108排放的“冷空氣”和“熱空氣”的溫度依賴于穿過渦流管108的空氣的壓力和流動速率。因此，調(diào)節(jié)壓力和/或流動速率可以調(diào)節(jié)溫度。此外，如上面提到的，示例性裝置100包括耦接到一個或多個傳感器104b的控制器104a。在一些實施例中，例如，一個或多個傳感器104b可以包括用于測量例如殼體102的內(nèi)部腔114的溫度的傳感器、過程控制設備104中的一個或多個過程控制設備的操作溫度、和/或殼體102外部的溫度。在操作中，并且基于所感測的溫度，控制器104a可以經(jīng)由流體供應設備124來調(diào)節(jié)通過渦流管108的渦流入口118的流體流動，以調(diào)節(jié)、控制或調(diào)整離開渦流管108的流體的溫度。例如，可以通過調(diào)節(jié)流體供應設備124與渦流入口118之間的閥(沒有示出)來調(diào)節(jié)流體的溫度和從渦流管108到殼體102的內(nèi)部腔114中的流體的流動速率。減小通過渦流管108的流動速率增加了離開渦流管108的第一和第二渦流出口120、122的流體的溫度，而增加流動速率降低了離開渦流管108的第一和第二渦流出口120、122的流體的溫度。

可以用硬件、軟件、固件和/或硬件、軟件和/或固件的任意組合來實現(xiàn)示例性控制器104a。因此，可以通過一個或多個模擬或數(shù)字電路、邏輯電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)和/或現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPLD)來實現(xiàn)示例性控制器104a。示例性控制器104a可以包括有形計算機可讀儲存設備或儲存盤，例如儲存軟件和/或固件的存儲器、數(shù)字多功能盤(DVD)、壓縮盤(CD)、藍光盤等等。此外，示例性控制器104a可以包括一個或多個元件、過程和/或設備和/或可以包括任意或所有元件、過程和設備中的一個以上。

另外，示例性控制器104a可以使用任何類型的有線連接(例如，數(shù)據(jù)總線、USB連接等等)或者無線通信機制(例如，射頻、紅外線等等)、使用任何過去、現(xiàn)在或?qū)淼耐ㄐ艆f(xié)議(例如，藍牙、USB 2.0、USB 3.0等等)與傳感器104b或閥104c、或流體供應設備124與渦流入口118之間的閥進行通信。此外，控制器104a或閥104c中的一個或多個可以使用這種有線連接或無線通信機制彼此通信。

雖然本文中已經(jīng)公開了某些示例性的方法、裝置和制品，但是本專利的覆蓋范圍不限于此。相反，本專利覆蓋落入本專利的權利要求的范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制品。