调节装置的制作方法

概括地，本公开内容涉及调节器，更具体而言，涉及控制包括加载室的调节器的致动的方法和装置。

背景技术：

调节器有时用于控制流体流到下游过程。在一些情况下，当下游压力满足第一阈值时，调节器关闭。当下游压力满足第二阈值时，调节器打开。

技术实现要素：

为了提升阀的工作的效率，本实用新型公开了一种控制包括加载室的调节器的致动的装置。

一种示例性装置包括：第一气动调节器，其包括加载室，所述第一气动调节器使流体流向下游过程；第二气动调节器，所述第二气动调节器耦接在所述加载室与所述下游过程之间，所述第二气动调节器在正常操作期间基于所述第一气动调节器下游的第一压力与所述加载室内的第二压力之间的压力差来控制所述第一气动调节器的致动；以及耦接在所述加载室与所述下游过程之间的阀，所述阀在关闭事件期间控制所述第一气动调节器的所述致动。

在一种实施例中，所述下游过程包括涡轮机并且所述装置还包括控制器，所述控制器处理涡轮机状态数据以识别所述关闭事件，响应于识别所述关闭事件,所述控制器使得所述阀打开以使流体流出所述加载室，从而使得所述第一气动调节器关闭。

在一种实施例中，所述阀是第一阀，并且其中，响应于识别所述关闭事件，所述控制器将使得第二阀关闭以阻止流体流入所述涡轮机。

在一种实施例中，所述阀是第一阀，并且所述装置还包括耦接在所述加载室与上游过程之间的第二阀，所述第二阀在低压力事件期间在下游流程处控制所述第一气动调节器的致动。

在一种实施例中，所述装置还包括控制器，所述控制器处理涡轮机状态数据以识别所述低压力事件，响应于识别所述低压力事件,所述控制器使得所述第二阀打开以使流体流入所述加载室，从而使得所述第一气动调节器打开。

一种示例性方法包括：处理涡轮机状态数据以识别关闭事件；以及响应于识别所述关闭事件，使得第一阀关闭以阻止流体流入涡轮机，并且使得第二阀打开以使流体流出调节器的加载室，从而关闭所述调节器以阻止流体流到涡轮机。

在一种实施例中，使流体流出所述加载室包括使所述流体从所述加载室流出到耦接所述调节器和所述涡轮机的流线。

在一种实施例中，在识别所述关闭事件之前，所述第一阀打开并且所述第二阀关闭。

在一种实施例中，还包括处理所述涡轮机状态数据以在识别所述关闭事件之前识别低压力事件，响应于识别所述低压力事件，使得第三阀打开以使流体流入所述调节器的所述加载室，从而打开所述调节器以使流体能够流到所述涡轮机。

一种示例性方法包括：在正常操作期间使用气动调节器来控制调节器的致动，所述气动调节器响应于所述调节器下游的第一压力与所述调节器的加载室内的第二压力之间的压力差；以及在关闭事件期间使用阀来控制所述调节器的所述致动，所述阀响应于控制信号。

在一种实施例中，所述阀耦接在所述调节器的所述加载室与所述调节器下游的流线之间，当所述阀处于打开位置时，流体将从所述加载室流到所述流线以使得所述调节器关闭。

在一种实施例中，所述控制信号是第一控制信号并且所述阀是第一阀，还包括在正常操作期间使用第二阀来控制所述调节器的致动，所述第二阀响应于第二控制信号。

在一种实施例中，所述第二阀耦接在所述加载室与所述调节器上游的流线之间，当所述第二阀处于打开位置时，流体将流入所述加载室以使得所述调节器打开。

在一种实施例中，还包括通过处理涡轮机状态数据来识别所述关闭事件。

在一种实施例中，所述阀是第一阀，并且其中，响应于识别所述关闭事件，使得第二阀关闭所述涡轮机以阻止流体流入所述涡轮机。

在一种实施例中，响应于识别所述关闭事件，使得所述阀致动以使流体流出所述加载室以阻止流体向下游流动

一种示例性装置包括：第一气动调节器，其包括加载室，所述第一气动调节器使流体流向下游过程；第二气动调节器，其耦接在所述加载室与所述下游过程之间，所述第二气动调节器在正常操作期间基于所述第一气动调节器下游的第一压力与所述调节器的所述加载室内的第二压力之间的压力差来控制所述第一气动调节器的致动；以及耦接在所述加载室与相对于所述第一气动调节器的上游过程之间的阀，所述阀在低压力事件期间控制所述第一气动调节器的所述致动。

在一种实施例中，所述下游过程包括涡轮机，并且所述装置还包括控制器，所述控制器处理涡轮机状态数据以识别所述低压力事件，响应于识别所述低压力事件，所述控制器使得所述阀打开以使流体流入所述加载室，从而使得所述第一气动调节器打开。

在一种实施例中，所述阀是第一阀并且还包括耦接在所述加载室与所述下游过程之间的第二阀，所述第二阀在关闭事件期间控制所述第一气动调节器的所述致动。

在一种实施例中，还包括控制器，所述控制器处理涡轮机状态数据以识别所述关闭事件，响应于识别所述关闭事件，所述控制器使得所述第二阀打开以使流体流出所述加载室，从而使得所述第一气动调节器关闭。

与一些已知装置相比，本实用新型的技术方案可以在关断事件期间将主调节器的致动时间减少大约88％。因此，本文所公开的示例降低了涡轮机与主调节器之间的压力增加到高于将致动减压阀并且将引起附加的停机时间的阈值的可能性。

附图说明

图1是用于控制流体流到涡轮机的示例性过程控制系统。

图2是用于控制流体流到图1的涡轮机的另一个示例性过程控制系统。

图3是用于控制流体流到图1的涡轮机的另一个示例性过程控制系统。

图4是用于控制流体流到图1的涡轮机的又一示例性过程控制系统。

图5是表示可以用于实现图1、2和4的控制器的方法的流程图。

图6是表示可以用于实现图3和4的控制器的方法的流程图。

图7是可以用于执行指令以实现图5和6的方法以及图1-4的控制器的处理器平台。

这些图不是按比例绘制的。只要有可能，将贯穿附图和附随的书面描述使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。

具体实施方式

本文公开的示例涉及在关断和/或关闭事件期间调节流体流到下游过程。在一些示例中，关断事件包括过程控制器使紧邻天然气发电站的涡轮机的第一阀关闭，以阻止或防止附加的燃料和/或流体流入涡轮机。然而，一旦检测到关断事件，如果在第一阀被关闭之后第一阀上游的主调节器保持打开，则流体和/或燃料可以继续朝向第一阀流动，并且在第一阀与主调节器之间的流体路径内的压力可能增加。

为了阻止或防止第一阀与主调节器之间的流体路径内的压力超过可以使得释放阀致动的阈值(这可能导致停机)，本文公开的示例通过打开第二阀来使得主调节器能够被快速致动(例如关闭)，以抽空主调节器的加载室。在一些示例中，第二阀耦接在加载室和第一阀与主调节器之间的流体路径之间。当加载室被抽空时和/或当加载室内的压力被减小时，主调节器关闭以阻止或防止附加的燃料和/或流体流向第一阀和/或涡轮机。可以使用与检测到关断事件时使得第一阀关闭的信号相同或基于相同信号的控制信号 (例如电控制信号)来致动第二阀。

另外，本文公开的示例可以用于在低压力事件期间调节流体流到下游过程。为了阻止或防止涡轮机与主调节器之间的流体路径内的压力低于阈值，本文公开的示例涉及通过打开第二阀使得主调节器快速致动(例如，打开)，以使流体流入主调节器的加载室。在一些示例中，第二阀耦接在主调节器的加载室与主调节器上游的流体路径之间。通过加载加载室和/或增加主调节器内的压力，主调节器迅速打开以使得附加的燃料和/或流体流向第一阀和/或涡轮机。

图1是包括主调节器102的示例性过程控制系统100的示意图，主调节器102调节向涡轮机和/或下游过程104的流体和/或燃料的流动。在所例示示例中，为了控制主调节器102的位置，并且进而使流体和/或燃料流向涡轮机104，过程控制系统100包括第一调节器106、第二调节器108和第三调节器110。

在图1的示例中，第一调节器106将上游压力114减小到第二压力116，第二调节器108调节进入主调节器102的加载室117的流体的流动，并且第三调节器110调节离开加载室117的流体的流动。具体而言，在该示例中，第二调节器108基于第二调节器108的弹簧力与作用在第二调节器108 上的下游压力118之间的差，通过使流体流入加载室117来使得主调节器 102打开。另外，在该示例中，第三调节器110在正常操作期间通过基于第三调节器110的弹簧力与作用在第三调节器110上的下游压力118之间的差使流体流出加载室117而使得主调节器102关闭。

在操作中，涡轮机104的关断事件可能发生。为了监测这样的事件，所例示的示例包括控制器120，其从涡轮机104和/或相关的传感器访问涡轮机状态数据122以确定是否发生关断事件。在一些示例中，当控制器120 检测到关断事件时，控制器120生成使得截止阀126关闭并阻止或防止附加的流体和/或燃料流向涡轮机104的第一控制信号124。如果截止阀126 被关闭并且主调节器102继续使流体和/或燃料朝向涡轮机104流动，则下游压力118可以增加到高于阈值，在该阈值处，在第三调节器110感测到下游压力118的增加之前，减压阀128将下游压力11排空到大气。

为了避免如果减压阀128将下游压力118排空到大气中可能引起的停机时间，示例性过程控制系统100包括耦接在加载室117与下游压力118 之间的阀和/或螺线管130。因此，在所例示的示例中，当控制器120检测到关断事件时，控制器120生成第二控制信号132，该第二控制信号132使得阀130打开以使流体流出加载室117以降低其中的压力，从而在检测到关闭事件之后使得主调节器和/或气动调节器102能够相对快速地关闭，以阻止或防止附加的流体和/或燃料流向涡轮机104。在一些示例中，主调节器102在与如果使用第三调节器110来排空加载室117相比，基于阀130 抽空加载室117的速度明显更快(例如，快大约88％)地关闭。因此，在过程控制系统100的正常操作期间，第三调节器110可以用于排空加载室 117，并且当控制器120检测到关断事件时，阀130可以用于排空加载室117。

图2是与图1的示例性过程控制系统100类似的示例性过程控制系统 150的示意图。然而，与图1的示例性过程控制系统100相比，示例性过程控制系统150包括阀152，该阀152被实施为控制第二调节器108和主调节器102的加载室117以及下游压力118之间的流体的流动的三通阀。

在操作中，当控制器120检测到关断事件时，控制器120生成使得截止阀126关闭的第一控制信号124以及使得阀152阻止上游压力114流入加载室117的第二控制信号154，，并使得流体流出加载室117以在检测到关断事件之后相对较快地关闭主调节器102,从而阻止或防止附加的流体和/或燃料流向涡轮机104。因此，在图2的示例中，当控制器120检测到关断事件时，阀152阻止流体流入加载室117。

图3是与图1的示例性过程控制系统100类似的示例性过程控制系统 200的示意图。然而，与图1的示例性过程控制系统100相比，阀130被耦接在主调节器102的加载室117与上游压力114之间而不是耦接到下游压力118。因此，示例性过程控制系统200使得能够引导流体从上游压力114 流入加载室117。

在操作中，控制器120从涡轮机104访问涡轮机状态数据122，并且压力传感器202测量下游压力118的压力值204，并向控制器120提供对压力值204的访问。在一些示例中，控制器120访问涡轮机状态数据122并将压力值204与参考值进行比较以确定压力值204是否低于阈值和/或处于涡轮机可使用附加的流体和/或燃料的水平。在所例示的示例中，当压力值204 低于参考值和/或当压力值204满足阈值时，控制器120生成第二控制信号 132，其由阀130提供和/或可访问的并且使得阀130打开。在图3的示例中，打开阀130使得上游压力114能够对加载室117进行加载，从而快速致动 (例如，打开)主调节器102以使附加的流体和/或燃料流向涡轮机104。

图4是作为图1的示例性过程控制系统100与图3的示例性过程控制系统200的组合的示例性过程控制系统300的示意图。因此，在图4的示例中，当控制器120检测到关断事件时，控制器120生成第一控制信号124 以关闭截止阀126并生成第二控制信号132以打开第一阀302，从而减小加载室117内的压力并使得主调节器102关闭。另外，在图4的示例中，当控制器120确定压力值204低于参考值时，控制器120生成第三控制信号 304，其使得第二阀306打开以增加加载室117内的压力，从而使得主调节器102打开。在一些示例中，当控制器120将第一阀302致动到打开位置时，第二阀306处于关闭位置。在一些示例中，当控制器120将第二阀306 致动到打开位置时，第一阀302处于关闭位置。

在图5和6中示出表示用于实现图1-4的控制器120的示例性方法的流程图。在该示例中，可以使用机器可读指令来实现这些方法，该机器可读指令包括由处理器(在下面结合图7讨论的示例性处理器平台600中示出的处理器612)执行的程序。该程序可以体现在储存在有形计算机可读储存介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘或与处理器612相关联的存储器)中，但是整个程序和/或其部分可替代地由除了处理器612之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，虽然参照图5和图6所例示的流程图来描述示例性程序，但是可以替代地使用许多其他实现示例性控制器120的方法。例如，块的执行顺序可以被改变、和/或所描述的一些块可以被改变、消除或组合。

如上所述，可以使用储存在有形的计算机可读储存介质(诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或任何其他储存设备或储存盘等)上的经编码的指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图5和图6的示例性方法，其中信息在任何持续时间上(例如，延长的时间周期段上、永久的、为短暂的实例地、为了临时缓冲和/或为了缓存信息)储存在该有形的计算机可读储存介质中。如本文所使用的，术语有形的计算机可读储存介质被明确定义为包括任何类型的计算机可读储存设备和/或储存盘并且排除传播信号以及排除传输介质。如本文所使用的，可替换地使用“有形的计算机可读储存介质”和“有形的机器可读储存介质”。另外地或可替换地，可以使用经编码的指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图5和6的示例性过程，经编码的指令储存在非暂时性计算机和/或机器可读介质 (诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、压缩盘、数字多功能盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其他储存设备或储存盘等)上，其中信息在任何持续时间上(例如，在延长的时间周期上、永久地、为短暂的实例地、为了临时缓冲、和/或为了缓存信息)被储存在该非暂时性计算机和/或机器可读介质上。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确定义为包括任何类型的计算机可读储存设备和/或储存盘并且排除传播信号以及排除传输介质。如本文所使用的，当短语“至少”被用作权利要求的前序中的过渡术语时，其以与术语“包括”是开放式的相同的方式是开放式的。

图5的方法400开始于控制器120访问涡轮机状态数据122(框402)。控制器120处理涡轮机状态数据122以确定是否存在关断事件(框404)。例如，基于计划的维护和/或如果涡轮机104的操作参数在范围之外，则可能发生关断事件。在框406处，如果控制器120未检测到关断事件，则方法400返回到框402。然而，如果控制器120在框406处检测到关断事件，则控制器120使得阀130打开以在检测到关断事件之后相对较快地减小加载室117内的压力以关闭主调节器102，并阻止或防止附加的流体和/或燃料流到涡轮机104(框408)。

图6的方法500开始于控制器120访问下游压力值204(框502)。控制器120将压力值204与参考值进行比较以确定压力值204是否满足阈值 (框504)。在一些示例中，当压力值204小于指示需要附加的流体和/或燃料的涡轮机104的参考值时，压力值204满足阈值。在框506处，如果控制器120确定压力值204不满足阈值，则程序返回至框502。然而，如果控制器120在框506处确定压力值204满足阈值，则控制器120使得阀130 打开以增加加载室117内的压力，从而相对快速地打开主调节器102以使附加的流体和/或燃料流到涡轮机104(框508)。

图7是能够执行指令以实现图5和图6的方法以及图1-4的装置的示例性处理器平台600的框图。处理器平台600可以是例如服务器、个人计算机、移动设备(例如，手机、智能手机、诸如iPadTM的平板电脑)、个人数字助理(PDA)、互联网器具或任何其他类型的计算设备。

所例示的示例的处理器平台600包括处理器612。所例示的示例的处理器612是硬件。例如，处理器612可以由来自任何期望的系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器来实现。

所例示的示例的处理器612包括本地存储器613(例如，高速缓存)。所例示的示例的处理器612经由总线618与包括易失性存储器614和非易失性存储器616的主存储器进行通信。易失性存储器614可以通过同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS 动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其他类型的随机存取存储器设备来实现。非易失性存储器616可以由闪存和/或任何其它期望类型的存储器设备来实现。对主存储器614、616的访问由存储器控制器控制。

所例示的示例的处理器平台600还包括接口电路620。接口电路620 可以通过任何类型的接口标准(诸如以太网接口、通用串行总线(USB) 和/或PCI Express接口)来实现。

在所例示的示例中，一个或多个输入设备622连接到接口电路620。输入设备622允许用户将数据和命令输入到处理器612中。输入设备(一个或多个)可以通过例如音频传感器、麦克风、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、跟踪板、轨迹球、等点和/或语音识别系统来实现。

一个或多个输出设备624也连接到所例示的示例的接口电路620。输出设备624可以例如通过显示设备(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、打印机和/或扬声器)。因此，所例示的示例的接口电路620通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或图形驱动器处理器。

所例示的示例的接口电路620还包括诸如发射机、接收机、收发机、调制解调器和/或网络接口卡之类的通信设备以促进经由网络626(例如，以太网连接、数字订户线路(DSL)、电话线路、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部机器(例如，任何类型的其他计算设备)交换数据。

所例示的示例的处理器平台600还包括用于储存软件和/或数据的一个或多个大容量储存设备628。这种大容量储存设备628的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字多功能盘 (DVD)驱动器。

用于实现图4和5的方法的经编码的指令632可以被储存在大容量储存设备628中，在易失性存储器614中，在非易失性存储器616中和/或在可移动的有形计算机可读储存介质(例如CD或DVD)中。

从上文中可以理解的是，上面公开的方法、设备和制造物品涉及控制包括加载室的调节器的致动以更快速地使得主调节器致动到关闭位置和/或减少关断事件发生时的停机时间。具体而言，本文公开的示例包括在使得耦接至加载室的阀和/或螺线管致动的事件期间生成控制信号。

在一些示例中，事件包括低压力事件，在低压力事件中主调节器下游的压力不满足阈值。在包括低压力事件的示例中，致动阀和/或螺线管使得主调节器上游的流体流入加载室中以致动主调节器并使得较高压力的上游流体能够向下游流动。换而言之，致动阀和/或螺线管增加加载室内的压力以打开主调节器。

在一些示例中，事件包括关断事件。在事件包括关断事件的示例中，致动阀和/或螺线管使得加载室内的流体流出加载室以降低加载室内的压力以关闭主调节器。通过排空加载室和/或减小主调节器内的压力，主调节器关闭以阻止或防止附加的燃料和/或流体向下游流动和/或朝向下游过程(例如涡轮机)流动。

与一些已知装置相比，本文公开的示例可以在关断事件期间将主调节器的致动时间减少大约88％。因此，本文所公开的示例降低了涡轮机与主调节器之间的压力增加到高于将致动减压阀并且将引起附加的停机时间的阈值的可能性。

示例性装置包括：第一气动调节器，其包括加载室，第一气动调节器用于使流体朝向下游过程流动；第二气动调节器，其被耦接在加载室与下游过程之间，第二气动调节器在正常操作期间基于第一气动调节器下游的第一压力与第一气动调节器的加载室内的第二压力之间的压力差来控制第一气动调节器的致动；以及耦接在加载室与下游过程之间的阀，该阀在关闭事件期间控制第一气动调节器的致动。

在一些示例中，下游过程包括涡轮机并且还包括控制器，控制器处理涡轮机状态数据以识别关闭事件，响应于识别关闭事件,控制器使得阀打开以使流体流出加载室，从而使得第一气动调节器关闭。在一些示例中，阀是第一阀，并且其中，响应于识别关闭事件，控制器将使得第二阀关闭以阻止流体流入涡轮机。在一些示例中，阀是第一阀，并且还包括耦接在加载室与上游过程之间的第二阀，第二阀在下游过程中在低压力事件期间控制第一气动调节器的致动。在一些示例中，装置包括控制器，控制器处理涡轮机状态数据以识别低压力事件，响应于识别所述低压力事件,控制器使得第二阀打开以使流体流入加载室以使得第一气动调节器打开。

示例性方法包括处理涡轮机状态数据以识别关闭事件；并且响应于识别关闭事件，使得第一阀关闭以阻止流体流入涡轮机，并且使得第二阀打开以使流体流出调节器的加载室，从而关闭调节器以阻止流体流到涡轮机。在一些示例中，流体流出加载室包括使流体流出加载腔室流到耦接调节器和涡轮机的流线。在一些示例中，在识别关闭事件之前，第一阀打开并且第二阀关闭。在一些示例中，该方法包括：处理涡轮机状态数据以在识别关闭事件之前识别低压力事件，响应于识别低压事件，使得第三阀打开以使流体流入加载室，从而打开调节器以使得流体能够流到涡轮机。

示例性方法包括在正常操作期间使用气动调节器控制调节器的致动，该气动调节器响应于调节器下游的第一压力与调节器的加载室内的第二压力之间的压力差；以及在使用阀在关闭事件期间控制调节器的致动，该阀响应于控制信号。在一些示例中，当阀处于打开位置时，阀被耦接在加载室与调节器下游的流线之间，流体将从加载室流到流线以使得调节器关闭。在一些示例中，控制信号是第一控制信号并且阀是第一阀，还包括在正常操作期间使用第二阀来控制调节器的致动，第二阀响应于第二控制信号。

在一些示例中，当第二阀处于打开位置时，第二阀耦接在加载室与调节器上游的流线之间，流体将流入加载室以使得调节器打开。在一些示例中，该方法包括通过处理涡轮机状态数据来识别关闭事件。在一些示例中，阀是第一阀，其中，响应于识别关闭事件，使得第二阀关闭涡轮机以阻止流体流入涡轮机。在一些示例中，响应于识别关闭事件，使得阀致动以使流体流出加载室以阻止流体向下游流动。

示例装置包括：第一气动调节器，其包括加载室，第一气动调节器使流体流向下游过程；第二气动调节器，其被耦接在加载室与下游过程之间，第二气动调节器在正常操作期间基于第一气动调节器下游的第一压力与加载室内的第二压力之间的压力差来控制第一气动调节器的致动；以及耦接在加载室与相对于第一气动调节器的上游过程之间的阀，阀在低压力事件期间控制第一气动调节器的致动。

在一些示例中，下游过程包括涡轮机并且还包括控制器，控制器处理涡轮机状态数据以识别低压力事件，响应于识别低压力事件,控制器使得阀打开以使流体流入加载室以使得第一气动调节器打开。在一些示例中，阀是第一阀并且还包括耦接在加载室与下游过程之间的第二阀，第二阀在关闭事件期间控制第一气动调节器的致动。在一些示例中，装置包括控制器，控制器处理涡轮机状态数据以识别关闭事件，响应于识别关闭事件,控制器使得第二阀打开以使流体流出加载室，从而使得第一气动调节器关闭。

虽然本文已经公开了某些示例性方法、装置和制造物品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利涵盖了完全落入本专利权利要求范围内的所有方法、装置和制造物品。