专利名称：用于改进的电磁阀的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明所披露的实施方式一般地涉及到用于使用电磁阀来控制在危险区域中流 体流动的装置和方法。更具体地，所披露的实施方式涉及使用具有仪器外壳的电磁阀以控 制在危险区域中流体流动。
背景技术：
通常诸如气体分析仪、气体样品处理系统和其它气体条件装置的仪器外壳往往需 要在危险区域中操作。危险区域限定为可能产生易燃气体、蒸汽或粉尘浓聚物的地方。必 须安装在这些地点的电气装置被特别地设计和测试，以确保其不会由于电弧接触或装置表 面的高温而启动爆炸。防止易燃气体与暴露在仪器外壳周围的空气爆炸/点火的常见的方法已知为加 压和吹扫。装置外壳可以用清洁的空气或惰性气体加压并且互锁，以使如果加压气体供应 失败则装置断开连接或引发报警(根据区域的危险等级)。在加压和吹扫方法中，仪器外壳 保持在正大气压力下，以防止外部的、潜在的爆炸性大气的进入，其否则将被仪器点燃。在 仪器的正常功能需要可燃气体进入外壳的情况下，加压气体也可以被使用以施加连续吹扫 到外壳以稀释任何可能的内部的泄漏(释放源)到一个安全的水平。在某些情况下，涉及的仪器需要使用阀控制气体或流体流量。例如，选择校准或用 于气体分析仪的过程样品要求控制气体流量。用于涉及气体/流体流量的这类仪器的爆炸 保护的一个方法是使用通用电磁阀提供的气体/液体的直接控制。电磁阀或者完全地置于 外壳内部或者完全地置于外壳的外部。当电磁阀完全地放置在外壳内部时，阀落入加压的 封套中并且因此不会直接地点燃外部爆炸性环境。然而，在其中被控制流体本身就是易燃 的情况下，流体可能在外壳内从阀和/或阀的相关连接泄漏到外壳。当电磁阀放在外壳的 外部时，阀必须在危险区域中安全操作。隔爆型或本质安全电磁阀可用于这个目的。替换 地，外壳内的通用目的电磁阀可以用于开关压缩空气，压缩空气又气动地操作外壳外部的 所控制的阀。因此，存在使用通用电磁阀和在危险区域中操作的仪器外壳而使点火风险最小化 的需要。
发明内容
一般来说，在一个方面，该发明涉及一种用于控制流体流动的装置，包括电磁阀和 仪器外壳壁，电磁阀包括位于仪器外壳外部的阀体，其中阀体包括用于控制流体流动的至 少一个连接口和位于仪器外壳内部的阀动铁芯套，其中电磁线圈在阀动铁芯套周围缠绕; 仪器外壳壁包括阀动铁芯套通过其插入到仪器外壳的孔。—般来说，在一个方面，发明涉及在包括仪器外壳的危险区域中使用电磁阀的方 法，该方法包括使用电磁阀控制流体，其中电磁阀包括位于危险区域中的阀体和被电磁线 圈缠绕的阀动铁芯套，其中阀体包括用于控制流体流动并且位于在危险区域中仪器外壳之外的至少一个连接口，并且其中柱塞阀套和电磁线圈位于仪器外壳内部。一般来说，在一个方面，本发明涉及用于改装电磁阀的方法，电磁阀包括阀体部和 电磁线圈在其周围缠绕的阀动铁芯套部，以在包括仪器外壳的危险区域操作，该方法包括 在仪器外壳的外壳壁中形成孔，从电磁阀中移除电磁线圈，通过外壳壁重装配电磁线圈，其 中通过外壳壁重装配电磁线圈包括通过外壳壁的孔插入柱塞阀套部，把阀体部放在危险区 域中的仪器外壳外部在，并再连接电磁线圈到位于仪器外壳内部的阀动铁芯套部。从下面的说明和附后权利要求中，本发明的其他方面将是明显的。
在此披露的实施方式一般地涉及用于使用电磁阀以控制在危险区域中流体流动 的装置和方法。更具体地说，本文所披露实施方式涉及使用具有仪器外壳的电磁阀以控制 在危险区域中流体流动。参照附图进一步描述此处所披露的实施方式。图1示出根据本文所披露的一个或多个实施方式的电磁阀。图2A-2B示出根据在此披露的一个或多个实施方式的六通阀集管组件的示例。图3示出用于改型根据在此披露的一个或多个实施方式的改装的电磁阀的流程 图。
具体实施例方式参照附图详细描述本发明的具体实施方式
。在各个附图相同元件为一致性而由相 同参考数字标注。在本发明的实施方式的如下详细说明中，陈述大量具体细节，以提供对本发明的 更透彻的理解。然而，对本领域普通技术人员而言，本发明显而易见地可在没有这些具体细 节的情况下实现。在其他实例中，众所周知的特征没有被详细地描述，以避免不必要地使说 明复杂化。在一般情况下，本文所披露的实施方式提供用于通用目的的电磁阀的方法和装置 以操作控制在危险区域中液/气体流动。更具体地，在此披露的实施方式将通用目的电磁 阀的电气部件结合进入加压仪器外壳来实现在危险区中的安全，而阀门的流体处理部分保 持在仪器外壳外侧。图1示出根据本文所披露的一个或多个实施方式的电磁阀100。具体来说，图1示 出在外部危险区域114操作的电磁阀100。在一个或多个的实施方式中，电磁阀100可以是 两个口的常闭的通用目的电磁阀。电磁阀100包括阀动铁芯套104和阀体120。在此披露的一个或多个实施方式中， 电磁阀100的上述两个部分由在危险区域114操作的仪器外壳112的外壳壁102隔开。在 此披露的一个或多个实施方式中，仪器外壳可以是，但不限于，样品处理系统、气体分析仪 或任何其他类型的合适的气体调节装置。在一个或更多的实施方式中，仪器外壳112可以 受非易燃流体/气体的压力。分开外部危险区域114和加压仪器外壳112的外壳壁102可 以由低碳钢、不锈钢或任何其他合适的材料制成。不锈钢的等级可以变化以与仪器外壳的 环境兼容。此外，外壳壁102可以用其他材料覆盖里层(如喷漆)以防止外壳壁102和阀 体120和/或电磁阀的阀动铁芯套104之间的直接接触并且防止腐蚀。
外壳壁102的最小厚度可符合管理加压和吹扫的外壳的机械强度的现行规定，并 且可以取决于外壳尺寸。在一个或多个的实施方式中，外壳壁102的最小厚度可以为1mm。 外壳壁102的最大厚度可以是4mm。在此披露的一个或多个实施方式中，外壳壁的厚度可 能会影响线圈对阀的分离。当这是一个问题时，阀可能被安装在薄的底板上，板又密封到外 壳壁102。图2A示出用于六通阀集管202的底板204和用于底板204的组件200的示例。 图2B示出六通阀集管202和用于底板204的组件200的另一个视图。在此披露的一个或多个实施方式中，外壳壁包括孔(未显示)，阀动铁芯套通过该 孔插入，以使电磁阀100的一部分(即阀动铁芯套104和相关电磁线圈106)位于加压外壳 112内，而电磁阀100的另一部分(即阀体120)位于危险区114中的加压外壳112的外侧。阀体120包括用于控制流体流动的全部连接口 116、118。该阀动铁芯套104包括 缠绕阀动铁芯套104周围的电磁线圈106。在本发明的一个或多个实施方式中，阀动铁芯 套104由单片金属加工和/或是焊接组件。在焊接组件的情况下，组件还遵守BSI标准文 件EN 60079-2中说明的绝对可靠性要求，其详细说明用于特定危险区域的安全级别要求。在此披露的一个或多个实施方式中，密封垫108 (或其他类型的密封件)设置在阀 动铁芯套104和外壳壁102之间。密封垫108可用于填补保持在阀动铁芯套104和外壳壁 102之间的任何空隙。同样地，密封件110可以设置在阀体120和外壳壁102之间。密封件 110可以被放置以关闭存在在外壳壁102和阀体120之间的任何空隙。在一个或多个实施 方式中，密封件110可以是0形圈。密封垫108和密封件110可以因而防止外壳壁102和 电磁阀100的各自的部分之间的泄漏。本领域技术人员都明白，虽然图1只示出单个电磁阀，在此披露的实施方式可以 使用在集管(未显示)中相互操作地连接的多个电磁阀实现。在这种情况下，在集管中电 磁阀的每一个可以是参照图1的上述阀门。使用如图1所示的一个电磁阀，本发明的实施方式提供允许通用目的电磁阀在危 险区域中使用的方法。具体地，该方法结合电磁阀的电气部件(即电磁线圈及相关的连接) 到加压仪器外壳中，以实现在危险区域中的安全性，而流体处理部件(即，电磁阀阀体上的 一个或多个连接口)放置在危险区域中的仪器外壳外侧。在此披露的一个或多个实施方式 中，该方法包括通过提供电流到电磁线圈而使用电磁阀控制流体流量。电流通过电磁阀转 换为机械能，而机械地打开和/或关闭在电磁阀的阀体上的流体连接口。此外，该方法涉及采用非易燃流体/气体使仪器外壳中加压。例如，在此披露的一 个或更多的实施方式中，压缩空气可用于加压和吹扫仪器外壳，以避免仪器外壳内的电磁 线圈和相关连接的点火。在其它实施方式中，也可使用诸如氮、氩、氪或其他合适的非易燃 气体的惰性气体。图3示出用于根据在此披露的一个或多个实施方式在危险区域操作的用于改装 的电磁阀的流程图。改装的电磁阀包括将电磁阀拆开，并且通过仪器外壳的外壳壁重新装 配阀门。虽然在图3的流程中的各个步骤按顺序地介绍和说明，普通技术人员会明白，部分 或所有步骤可能以不同顺序执行，可以结合或省略，部分或所有步骤可以并行执行。首先，孔形成在仪器外壳的外壳壁中(ST300)。孔可以使用任何合适的工具来形成 以穿孔进入外壳壁。随后，电磁线圈从电磁阀移除(ST302)。更具体地，电磁线圈在成形机 上，即罐装和密封单元。线圈作为单个完整机构移除。接下来，阀动铁芯套通过形成的孔插入外壳壁(ST304)。具体地，阀动铁芯套从仪器外壳的外面插入仪器的外壳。在本发明的一 个实施方式中，当阀动铁芯套通过孔插入时，阀动铁芯套放置在加压外壳内部，而电磁阀的 阀体保持在仪器外壳的外侧，在危险区域中(ST306)。在此披露的一个或多个实施方式中，虽然在图3中没有显示，在电磁阀的改装过 程中，可以有密封/垫圈插在外壳壁的两侧上以消除间隙和防止阀动铁芯套和外壳壁以及 阀体和外壳壁两者之间的渗漏。在这个阶段，电磁线圈重新连接到仪器外壳内的阀动铁芯套(ST308)。一旦电磁阀 通过外壳壁重装配，电磁阀可如上所述被用于控制流体流动(ST310)。控制流体流动提供电 流到电磁线圈，然后将其转换为用来打开/关闭电磁阀的阀体中的连接口的机械能。此外， 控制流体流动也可以包括通过用非易燃流体/气体填充外壳使仪器外壳中加压。本领域技术人员都明白，上述过程可重复用于集管中的多级电磁阀或当单个电磁 阀被另一电磁阀取代时。此外，本领域的技术人员会明白，因为改装电磁阀的过程包括从阀 中移除线圈，电磁阀必须能承受当移除电磁线圈并且通过外壳壁重新组装配时可能出现的 任何阀门对线圈间隔变化。也就是说，由电磁阀的改装而产生的任何阀门对线圈的间隔变 化必须不影响阀门的功能性。这是当选择电磁阀类型以使用于在此披露的本实施方式中时 所考虑的因素之一。在此披露的实施方式提供将被使用的通用目的电磁阀，在危险区域中结合加压仪 器外壳。使用一般目的电磁阀来控制在危险区域中的流体流动大大地节省成本、减少复杂 性和对空间的要求。虽然已经参照有限实施方式描述了本发明，从本公开中受益的本领域技术人员会 明白，不偏离本文在此所披露的发明的范围的其他实施方式可以被设计。因此，本发明的范 围仅受限于所附权利要求。
权利要求
1.一种用于控制流体流动的装置，包括 电磁阀，包括阀体，位于仪器外壳的外部，其中所述阀体包括至少一个用于控制流体流动的连接口， 阀动铁芯套，位于仪器外壳内部，其中电磁线圈围绕所述阀动铁芯套部缠绕；和 仪器外壳壁，包括孔，阀动铁芯套通过所述孔插入所述仪器外壳。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述仪器外壳在危险区域操作。
3.根据权利要求1所述的装置，其中电磁线圈能够从电磁阀的阀体部移除。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括 密封垫，设置在仪器外壳壁和阀动铁芯套之间。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括 密封件，设置在仪器外壳壁和阀体之间。
6.根据权利要求1所述的装置，其中阀动铁芯套包括焊接组件。
7.根据权利要求1所述的装置，其中阀动铁芯套由单块实心金属加工而成。
8.根据权利要求1所述的装置，其中电磁阀是两个口的常闭阀。
9.根据权利要求1所述的装置，其中仪器外壳是从由气体分析仪和流体处理系统组成 的组中选择的一个。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述电磁阀为集管中的多个电磁阀中的一个。
11.根据权利要求1所述的装置，其中仪器外壳中利用压缩空气被加压。
12.根据权利要求1所述的装置，其中仪器外壳中利用氮气和氩气的至少一种被加压。
13.—种在包括仪器外壳的危险区域中使用电磁阀的方法，该方法包括 使用电磁阀控制流体流动，其中电磁阀包括位于危险区域中的阀体，和 周围由电磁线圈缠绕的阀动铁芯套，其中，阀体包括用于控制流体流动并且在危险区域中位于仪器外壳的外部的至少一个 连接口，其中，阀动铁芯套和电磁线圈位于仪器外壳内部。
14.根据权利要求13所述的方法，其中控制流体流动包括提供电流到电磁线圈，其中，电流配置为机械地打开和关闭在电磁阀的阀体中的至少 一个连接口。
15.根据权利要求13所述的方法，其中控制流体流动包括 使用非易燃流体使仪器外壳中加压。
16.根据权利要求13所述的方法，其中电磁阀是两个口的常闭阀。
17.一种用于改装电磁阀以在包括仪器外壳的危险区域中操作的方法，所述电磁阀包 括阀体部分和周围缠绕电磁线圈的阀动铁芯套部，所述方法包括在仪器外壳的外壳壁中形成孔； 从电磁阀中移除电磁线圈；通过外壳壁重新组装电磁线圈，其中通过外壳壁重新组装电磁线圈的步骤包括 通过外壳壁的孔插入阀动铁芯套部， 将阀体部放置在危险区域中仪器外壳的外部，和将电磁线圈再连接到位于仪器外壳内部的阀动铁芯套部。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括插入配置以密封外壳壁和阀动铁芯套部之间的空间的第一密封件。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括插入配置以密封外壳壁和阀体部之间的空间的第二密封件。
20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括使用位于危险区域中的电磁阀的阀体部控制流体流动。
21.根据权利要求20所述的方法，其中控制流体流动包括提供电流到电磁线圈，其中，电流配置为机械地打开和关闭在电磁阀的阀体中至少一 个连接口。
22.根据权利要求20所述的方法，其中控制流体流动包括 利用压缩空气使仪器外壳中加压。
全文摘要
本发明公开一种用于控制流体流动的包括电磁阀的装置。电磁阀包括仪器外壳外部的阀体，其中阀体包括至少一个用于控制流体流动的连接口和位于仪器外壳内部的阀动铁芯套，其中电磁线圈围绕阀动铁芯套部缠绕。该装置还包括仪器外壳壁，仪器外壳壁包括孔，阀动铁芯套通过孔插入仪器外壳。
文档编号F16K51/00GK102147031SQ20111003277
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年1月28日
发明者格拉哈姆·戴维·乔斯兰德 申请人:思姆菲舍尔科技公司