具有电子阀检漏系统的气阀的制作方法_3

文档序号:9643921阅读:来源:国知局
阀密封构件22b的位置。
[0042]作为监测控制信号的替代方案,或附加地,微处理器36可以通过监测来自位置传感器48的数据来监测阀密封构件22的循环的数量。例如,阀控制器26的微处理器36可以监测位置传感器48并记录以下次数:阀密封构件22在处于关闭位置之后处于打开位置的次数,和/或阀密封构件22在处于打开位置之后处于关闭位置的次数,和/或阀密封构件从关闭位置被操作到打开位置并回到关闭位置的次数。这些仅仅是一些示例。此外,如果阀控制器26在操作阀密封构件22,则阀控制器26可以通过对其自身的发送至阀致动器30和/或步进电动机94的控制信号进行计数,来监测操作循环的数量。
[0043]非易失性存储器(其可以保持和/或存储操作阀循环的数量)可以直接定位在阀体12上或与阀体12包装在一起(例如,在微控制器36的存储器上或内),并且/或者可以是可由阀控制器26访问的。这种对阀循环数据的存储、放置和/或包装可以允许更换整个系统中的部件(例如,器具控制装置60等),而不损失阀循环数据。在例示性情况中,阀循环数据可以被可靠地存储,使得它不能被篡改。例如,阀循环数据可以存储在阀控制器26的存储器37 (例如,非易失性存储器或其它存储器)中,并且阀循环数据和/或其它阀组件10数据可以被密码保护。
[0044]阀组件10的微控制器36可以构造成将阀密封构件22的操作循环的总数的计数与操作循环的阈值数量进行比较。在阀密封构件22t的操作循环的计数接近、达到或超过循环的阈值数量的情况下,微控制器36可以发出警告和/或请求限制串(limit string)67中的开关69打开,从而消除或者切断去往阀开关72、74和燃料阀致动器30的电力。替代地,或附加地,微控制器36可以发送信号来发出警报和/或将系统置于安全锁闭中,或者微控制器36可以构造成采取其它动作,根据需要而定。例如,微控制器36可以构造成在操作循环的总数达到和/或超过操作循环的阈值数量之后,阻止燃料阀致动器30允许阀密封构件22打开。在一些情况下,循环的阈值数量可以相关于阀组件10所额定的循环数量(例如,在预期可能发生失效之前的循环的最大数量等),或者相关于任何其它基准值。另外,微控制器36可以构造成基于分析捕捉到的操作循环数据来执行其它诊断,其中所述其它诊断可以包括循环的数量、循环的持续时间以及相似或不同的诊断数据,根据需要而定。
[0045]通信界面110除了被构造成向定位成邻近或远离阀组件10的装置输出信息之外,通信界面110也可以构造成接收来自远程装置或附近装置的一个或多个输入。例示性输入可以包括但不限于:对接收阀状态中的一个或多个的确认,用户设定,系统设定,阀命令,和/或其它相似或不同的输入。
[0046]在一些情况下,阀控制器26可以通过I/O界面或通信界面110与远程定位的输出块46通信,其中输出块46可以显示和/或输出与穿过流体通道18的流体流量相关的所确定量度,有时还有发送自阀控制器26的其它数据、信息和控制(见例如图9和10)。输出块46可以包括显示器和/或其它远程系统,并且微控制器36可以构造成将量度发送至输出块46的整个系统控制器50或建筑物自动系统或装置控制系统60,用于进一步监测和/或分析。如所论述的,I/O界面可以包括阀控制器26(例如,微控制器36)与输出块46系统(例如,建筑物自动系统或整个系统控制器50、燃烧器具管理系统60、手持装置、膝上型计算机、智能电话等)之间的有线和/或无线界面,其中阀控制器26可以也可以不与通信链路100连接(例如,通信链路100可以但并非必须是一个且是唯一的一个通信链路)。
[0047]在一例示性操作中,阀控制器26可以被采用在用于在阀组件10与燃烧器具控制器60之间通信信息的方法中,其中燃烧器具控制器60可以与燃烧器具(例如,与阀组件10分离并且相对于阀组件10可能远程定位的装置)相关联,对于所述燃烧器具,阀组件10可以控制燃料的流量。操作可以包括以一个或多个传感器(例如,压力传感器组件24)感测阀组件10的流体通道18内的一个或多个感测参数。感测参数可以存储在阀控制器26的存储器37 (例如,非易失性存储器或其它存储器)中。阀控制器26可以基于一个或多个感测参数确定一个或多个阀状态(例如,安全事件状态或其它阀状态)。例如,阀控制器26可以比较一个或多个感测参数与阈值参数,以确定一个或多个阀状态。如果一个或多个阀状态已经被确定,则阀控制器26可以构造成将可能与一个或多个所确定的阀状态相关的信息从阀组件10通过连接至通信界面110的总线100或通信链路发送至燃烧器具控制器60 (或其它控制器或装置)。
[0048]在一个示例中,在接收到一个或多个所确定的阀状态比如安全事件状态时,燃烧器具控制器60 (或其它控制器或装置)可以构造成打开安全开关70,使得去往与一个或多个阀致动器30联接的阀控制信号的电力被切断,因此自动地关闭一个或多个阀口 20(例如,关闭阀口 20的阀密封构件22)。在一些情况下,安全开关70可以由燃烧器具控制器60中的算法控制,其中算法的输出受到经由通信链路100传送的信息的影响。附加地,或替代地,其它反馈信号可能影响算法的输出,其中其它反馈信号可以也可以不经由通信链路100传送,并且可以也可以不源自阀组件10。
[0049]在其它例示性操作中,低气压/高气压事件可以从阀控制器26报告至燃烧器具控制器60。响应于接收所报告的低气压/高气压事件,燃烧器具控制器60可以构造成打开安全开关70。此外,在关闭指示事件于燃烧器具点火之前被报告至燃烧器具控制器60的情况下,可以不开始点火序列。在执行阀检漏系统(VPS)序列测试的某些其它情况下,燃烧器具控制器60可以使用VPS序列测试的报告结果来做出评估。例如,如果在VPS测试的评估中确定了阀正在泄漏,则器具控制器60可以被编程为打开安全开关70、启动安全锁闭、启动警报和/或采取任何其它相似或不同的措施。
[0050]在其它情形下,阀组件10可以用作控制阀,并且在该情况下,阀控制器26可以发送信号给燃烧器具控制器60,以表明阀位置,并且燃烧器具控制器60可以相应地做出反应。这些其它情形例如可以应用于平行定位系统应用、低火开关应用、辅助开关应用等。此夕卜,可想到的是,阀控制器26可以在本公开的精神内以其它相似和不同的方式与远程装置互动。
[0051]压力块或压力传感器组件24可以被包括在流量模块28中,如在图9和10中看出的,并且/或者压力传感器组件24可以至少部分地与流量模块28分离。压力传感器组件24可以构造成连续地或非连续地感测处于特征口上游和/或下游和/或沿着流体通道18的其它部分的压力或与压力相关的量度。尽管压力传感器组件24可以附加地或者替代地包括质量或体积流量计来测量穿过流体通道18的流体的流量,但是已经想到的是,这些流量计可能是更昂贵的并且难以置于阀组件10之内或之外;因此,一种有用的成本相对较低的替代和/或附加解决方案可以包括将压力传感器38、42、43、44和/或其它压力传感器设置成处于阀组件10的阀体12内、围绕所述阀体12和/或与所述阀体12 —体化,以测量穿过流体通道18的流体流量、处于输入和输出端口处的压力和/或其它相似或不同的与压力相关的量度。压力传感器38、42、43、44可以包括任何类型的压力传感器元件。例如,压力传感器元件可以是(微电子机械系统)压力传感器元件或其它相似或不同的压力传感器元件,比如绝对压力传感元件、表压传感元件、或其它压力传感元件,根据需要而定。示例性传感元件可以包括但不限于在美国专利7,503,221,7, 493,822,7, 216,547,7, 082,835、6,923,069、6,877,380 以及美国专利申请 2010/0180688、2010/0064818、2010/00184324、2007/0095144和2003/0167851中描述的那些传感元件,它们均通过引用并入本文。
[0052]在一些情况下,压力传感器组件24可以包括差动压力传感器38,其用于测量横穿特征阀口 20或横穿不同特征口的差动压力下降,如在图9中看出的。包括差动压力传感器38的压力传感器组件24可能暴露于特征阀口上游的第一压力38a以及特征阀口下游的第二压力38b。差动压力传感器38可以将与感测到的差动压力相关的量度发送至阀控制器26的微控制器36,如从图9的示意图中看出的。微控制器36可以构造成以差动压力传感器38所感测到的差动压力量度,来监测横穿特征口的差动压力。
[0053]替代地,或附加地,例示性压力传感器组件24可以包括位于特征阀口上游的一个或多个第一压力传感器42和位于特征阀口下游的一个或多个第二压力传感器43,其中第一和第二压力传感器42、43可以与流体通道18处于流体连通,并且可以构造成感测分别与特征阀口上游的压力和下游的压力相关的一个或多个量度,如在图10中看出的。在第二阀口(例如,第二阀口 20b)可以定位在第一特征阀口(例如第一阀口 20a)的下游并且在第一和第二阀口之间形成中间体积19的情况下,压力传感器组件24可以包括与中间体积19处于流体连通的一个或多个第三压力传感器44,其可以感测与中间体积19中的压力相关的一个或多个量度。在采用了两个特征口的情况下,第一压力传感器42可以在两个特征口的上游,第二压力传感器43可以在两个特征口的下游,并且第三压力传感器44可以在第一特征口的下游以及第二特征口的上游,但是这不是必需的(例如,第一和第二压力传感器42、43可以用于估算横穿阀的压力下降)。附加地,或替代地,一个或多个差动压力传感器38可以被采用来估算横穿第一特征口和/或第二特征口的压力下降。可进一步想到的是,阀口 20可以不是特征口。
[0054]压力传感器42、43、44可以构造成将感测到的量度中的每个直接发送至微控制器36。微控制器36可以构造成将感测到的量度和/或相关信息保持于存储器37 (例如,非易失性存储器或其它存储器),并且可以对接收到的感测量度执行一种或多种分析。例如,微控制器36 (其可以是阀控制器26和/或流量模块28的一部分)可以至少部分地基于接收到的与特征口上游的压力相关的感测量度以及接收到的与特征口下游的压力相关的感测量度,来确定与穿过流体路径的流体流量相关的量度。
[0055]在阀组件10包括一个或多个阀口 20的情况下,压力传感器组件24可以包括第一压力传感器42,其定位在处于进口 14处或进口 14下游的第一阀口 20a的上游,如在图11中看出的。附加地,或替代地,压力传感器组件24可以包括第二压力传感器43,其定位在处于出口 16处或出口 16上游的第二阀口 20b下游。阀组件10可以进一步包括一个或多个第三压力传感器44,其处于第一阀口 20a的下游以及第二阀口 20b的上游。压力传感器42、43、44可以构造成感测流体通道18中的压力和/或与压力相关的量度,并且将感测到的量度通信至阀控制器26,其物理地联接至阀体12或定位在阀体12内。在多个压力传感器42、43、44沿着流体通道18存在于一个或多个位置处或附近(例如,阀口 20的上游、阀口 20的中间、阀口 20的下游等)的情况下,多个压力传感器中的至少一个可以构造成感测处于一压力子范围内的压力,该压力子范围不同于该位置处的多个压力传感器的至少一个其它多个压力传感器可以构造成在其内感测压力的子范围,但是这不是必需的。在一些情况下,并且如图8中所示,多个压力传感器可以直接安装至相应的电路板,使得当电路板安装至阀体12时,压力传感器与阀体12中的相应流体端口处于流体连通。
[0056]在一些情况下,压力传感器38、42、43、44在阀组件10内的这种配置,以及阀控制器26与压力传感器38、42、43、44之间的连接可以用于模仿高气压(HGP)和低气压(LGP)开关的功能,所述高气压(HGP)和低气压(LGP)开关传统上需要布线以及进一步的延伸去往和来自阀体12和/或附接至阀体12的壳体。当阀组件10的电子装置和元件构造成模仿LGP/HGP开关时,气阀布线连接和相互作用可以被至少部分地避免、消除或简化。在一些情况下,阀控制器26和压力传感器38、42、43、44的这种构造可以减少手动操作(例如,手动地调节常规高气压(HGP)和低气压(LGP)开关的机械弹簧或其它装置),并且允许与阀组件10的电子装置的更精确的装配。
[0057]在一些情况下,压力传感器组件24可以包括与微控制器36通信的一个或多个绝对压力传感器54。绝对压力传感器54可以感测气阀组件10附近的大气压,并且可以构造成将与感测到的大气压相关的数据通信和传递至微控制器36。当确定流动穿过特征口的流体的流量和/或所附接器具的燃料消耗的估算值时,和/或当确定阈值时,微控制器36可以将来自绝对压力传感器54的大气压纳入考量。其它传感器可以被包括在阀组件10中,例如,一个其它类型的传感器可以是大气压力传感器。
[0058]如所论述的,阀组件10及其流量模块28可以包括温度传感器34,如在图9_11中看出的。温度传感器34可以定位在阀体12内,以便至少部分地暴露于流体通道18,并构造成感测流动穿过流体通道18的流体(例如,气体或液体)的温度和/或流体通道18中的任何其它温度。温度传感器34可以具有:第一温度传感器34a,其至少部分地暴露于特征阀口上游的流体通道18 ;和/或第二温度传感器34b,其至少部分地暴露于特征阀口下游的流体通道18,如在图9和10中看出的。当存在第一阀口和第二阀口(例如,阀口 20a、20b)时,若需要,可以存在第三温度传感器34c,其与第一和第二特征阀口之间的中间体积19处于流体连通。感测到的温度量度可以被流量模块28使用来例如补偿、校正或修改所确定的量度(例如,流体的密度),其相关于例如流动穿过流体通道18的流体的流体流量,这可以帮助改善流量计算的精度。操作中,温度传感器34 (例如,任何或所有的温度传感器34a、34b,34c)可以将感测到的温度量度直接地或间接地通信至阀控制器26和/或阀控制器26的存储器37 (例如,非易失性存储器或其它存储器)(例如,微控制器36中的存储器或另一位置的存储器)和/或流量模块28。阀控制器26可以进而采用感测到的温度来帮助增加穿过特征口的流体的所确定流量的精度,和/或增加所计算的流体和/或燃料消耗量的精度,根据需要而定,并且将穿过特征口的流体的计算流量和/或所计算的流体和/或燃料消耗量存储在存储器37 (例如,非易失性存储器或其它存储器)中。附加地,或替代地,在一些情况下,压力传感器38、42、43、44可以采用内置的温度传感器,其用于在操作温度范围内从内部补偿压力传感器。在这类情况下,温度读数可以在压力传感器输出端(例如,数字通信总线)
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