用于阀促动器的控制系统、阀促动器及相关方法
【技术领域】
[0001]本公开内容大体上涉及阀促动器，并且更具体地涉及用于包括无线人机接口的阀促动器的控制系统。
【背景技术】
[0002]阀促动器用于操作阀，且以许多形状、尺寸、形式制造，且具有多种应用。阀促动器可由流体压力人工地驱动、电驱动、操作，其中轴直接地或间接地连接到流体操作的活塞或其他液压系统上。
[0003]控制系统或其至少一部分通常定位在阀促动器的外壳上，以用于控制穿过阀的流动，阀促动器经由人机接口(HMI)连接到阀上。此控制系统允许使用者控制阀促动器的各种功能和构造，在阀促动器上运行诊断，且检查阀促动器的状态。
[0004]大体上，此控制系统具有控制输入，如，旋钮，其机械地操作来与阀促动器的控制系统对接。在一些情况下，非接触控制输入如磁性旋钮允许使用外部旋钮，同时控制系统在阀促动器内密封。在此构造中，磁性旋钮内的一个或多个磁铁的旋转改变由旋钮产生的磁场。传感器如阀促动器内的霍尔效应传感器，感测旋钮的磁场的变化，且将对应的输入信号提供至控制系统。此构造可在阀促动器的外部处于湿环境的环境条件下特别有用，在湿环境中流体或其他污染物可经由直接机械连接接近阀促动器的内部构件，如通过电位计的轴。
[0005]然而，非接触机械连接如磁性旋钮仍可具有局限性。例如，旋钮中的磁铁与阀促动器内的霍尔效应传感器之间的距离必须紧密控制，使得传感器可检测旋钮的移动。如果距离增长太远，则传感器将不会检测到旋钮中的磁铁。此外，此磁性旋钮大体上需要移动穿过限定好的弧线，以便被感测到旋转。因此，在设计和操作中必须特别注意确保污染物质如水和冰将不会累积在可动表面上，这可阻止旋钮运动完全地穿过其设计的弧线。而且，可检测到仅沿限定好的弧线运动的磁性传感器限制了旋钮的功能性。
[0006]最后，为了防止旋钮由于振动或其他意外物理输入而意外运动，可能需要旋钮与稳健的弹簧和棘爪配合，以减小旋钮意外移动的可能。然而，此稳健的弹簧和棘爪需要使用者以相对较强的力施加到旋钮上来移动它们。因此，在配置一个或多个促动器之后，对旋钮这样施力可导致一定程度的不适，因为上述一个或多个促动器都会需要较多数目的旋钮移动来完成阀促动器的配置。此外，旋钮中的弹簧和棘爪可失效，从而使得旋钮由重力或振动移动到一些意外的位置，这继而又会将促动器置于一些意外的操作模式中。
【发明内容】
[0007]在一些实施例中，本公开内容包括阀促动器，其包括用于控制穿过阀的至少一部分的流动且包括至少一个接收器的控制系统，和至少一个人机接口装置。该至少一个人机接口装置包括可由使用者操作的至少一个无线输入装置，以及构造成感测由使用者施加到该至少一个无线输入装置上的力的至少一个传感器。控制系统的该至少一个接收器可构造成检测由至少一个传感器感测到的力。
[0008]在附加实施例中，本公开内容包括一种操作阀促动器的控制系统的方法。该方法包括感测施加到至少一个无线输入装置上的力、响应于施加的力无线地传输信号、通过阀促动器的控制系统的检测器接收信号，以及通过阀促动器的控制系统来响应信号。
[0009]在又一些实施例中，本公开内容包括阀系统，该阀系统包括阀，以及包括人机接口的阀促动器。
[0010]本领域的技术人员通过连同附图考虑以下详细描述而清楚本公开内容的特征、优点和各种方面。
【附图说明】
[0011]尽管说明书以特别指出且明确提出认作是本公开内容的权利要求作为结束，但本公开内容的优点可在连同附图阅读时更容易确定本公开内容的以下描述。
[0012]图1为电驱动的阀促动器的剖开立体视图。
[0013]图2为气动驱动的阀促动器的截面视图。
[0014]图3为根据本公开内容的一个实施例的阀促动器的控制系统的分解透视图。
[0015]图4为图3的控制系统的输入装置的示意图。
[0016]图5为根据本公开内容的另一个实施例的阀促动器的控制系统的分解透视图。
[0017]图6为根据本公开内容的另一个实施例的阀促动器的控制系统的分解透视图。
[0018]图7为示出根据本公开内容的一个实施例的操作阀促动器的控制系统的方法的图表。
【具体实施方式】
[0019]本公开内容的方法、装置、设备和系统可用于操作阀促动器。例如，本公开内容可用于无线地操作阀促动器的控制系统。
[0020]图1示出了电驱动的阀促动器100。图1仅示出了电驱动的阀促动器的一个版本，且不旨在将本公开内容的适用性限于任何电驱动的或其他阀促动器(例如，气动促动器、液压促动器等)。阀促动器100包括联接到蜗杆轴103上的电动机104。手轮101连接到手轮接合器(adaptor) 111上。手轮接合器111连接到驱动套筒102上。驱动套筒102连接到阀杆螺母(未示出)上。蜗轮110与蜗杆轴103匹配。蜗轮110还联接到阀杆螺母上，其能够驱动阀的阀杆。在图1中，阀促动器100并未示为附接到阀上。电动机104或手轮101的操作升高或降低阀杆。阀杆能够向上和向下行进穿过手轮101的中心。阀杆还可旋转，且操作阀中的螺母，既可打开或闭合阀，也可将阀直接地旋转至打开或闭合位置(例如，如在蝶阀、叶片阀或球阀中)。
[0021]阀促动器100可包括在操作阀中使用的任何传动系、硬件、装置、电子装置和/或软件。阀促动器100可设计成用于任何类型的阀，例如，包括线性阀、四分之一圈回转阀、多圈回转阀、球阀、塞阀、闸阀、蝶阀和隔膜阀。阀促动器100的构件可以以任何方式布置。如本领域中已知那样，手轮101可定向至阀促动器100的一侧。
[0022]传动系包含任何原动件、任何手动操作的机构、任何解除接合或隔离机构、制动机构、任何速度调节机构，以及用于附接到阀上的机构。传动系还可排除任何以上元件，或还包括附加元件。仅出于图示的目的，图1示出了作为原动件的电动机104，以及作为手动操作的机构的手轮101。通常，离合机构将包括在内，以便电动机104或手轮101中任一个的操作不会导致另一个的操作。举例来说，杆105和离合器脱开机构113可提供为解除接合或隔离机构。许多离合器和接合机构是本领域中已知的。离合器脱开机构113可设计成使阀促动器100的传动系的任何部分接合或解除接合。
[0023]在图1中，制动机构和速度调节机构两者都结合到蜗杆轴103和蜗轮110上。作为蜗轮110和蜗杆轴103的替代或除蜗轮110和蜗杆轴103以外，阀促动器100中可使用其他齿轮类型或不使用齿轮。用于阀促动器的齿轮类型通常基于电动机104与阀杆螺母之间的减速量(如果有)来选择。在下文中，当提到阀促动器的传动系的齿轮时，主要使用蜗轮和蜗杆轴的实例。然而，应当理解的是，该论述可应用于任何齿轮。如果齿轮未存在于阀促动器中，则任何可用的原动件的输出机构也可满足。
[0024]在图1的实例中，如本领域中已知那样，用于附接到阀上的机构可为阀杆螺母和相关联的支承结构。然而，可使用本领域中已知的用于附接的任何机构。如本文使用的用语"阀"包含如本领域中使用的用语的最一般的使用，包括至少部分地控制液体、气体和/或固体的流动的装置的定义。电动机104可为能够操作阀促动器的任何电驱动的原动件。
[0025]图1还示出了用于阀促动器100