具有电子阀检漏系统的气阀的制作方法_4

文档序号:9643921阅读:来源:国知局
处或另一位置处是可访问的。
[0059]阀组件10的流量模块28可以进一步包括位置传感器系统,其可以构造成连续地或不连续地感测处于流体阀口 20内或围绕流体阀口 20的阀密封构件22的轴向位置、旋转位置和/或径向位置中的至少一个或多个。在一些情况下,位置传感器系统可以包括多于一个的位置传感器48,使得每个位置传感器48可以监测阀的总行程的子范围。另外,位置传感器系统可以被采用作为关闭指示(proof of closure)开关系统。位置传感器系统的位置传感器48可以位于或定位在阀体12中处于阀口 20处或周围。例如,并且在一些情况下,位置传感器48可以流体地隔离于流体通道18 (例如,通过阀体12流体地隔离于流体通道18),并且沿径向与一轴线间隔开,阀密封构件22可以在该轴线上在关闭位置与打开位置之间轴向地和/或旋转地移动,如在图14-17中看出的。
[0060]一例示性气阀组件10可以包括第一阀口 20a和第二阀口 20b (见图7),以及监测第一阀密封构件22a的第一位置传感器48a和监测第二阀密封构件22b的第二位置传感器48b,其中位置传感器48a、48b可以是分离的装置,或者可以共享外壳和/或其它部分。在一例示性情况中,第一位置传感器48a可以流体地隔离于流体通道18并沿径向与第一阀口20a的第一轴线间隔开,并且第二位置传感器48b可以流体地隔离于流体通道18并沿径向与第二阀口 20b的第二轴线间隔开(见图14-17)。
[0061]如以上论述的,位置传感器48可以构造成检测与阀密封构件22是处于打开位置还是关闭位置相关的量度,和/或与阀密封构件22在流体阀口 20内的中间位置相关的量度。在一个示例中,位置传感器48可以构造成为阀口 20(例如,第一阀口 20a和/或第二阀口 20b)提供关闭指示(P0C)传感器。
[0062]在阀密封构件22在阀口 20内(例如,旋转地和/或轴向地)具有行程范围的情况下,位置传感器48可以构造成感测阀密封构件22沿着阀密封构件22的行程范围任何地方所处的当前位置。位置传感器48于是可以将与阀密封构件22的位置相关的量度的感测到的位置数据发送(例如,通过电子或其它通信方式)发送至阀控制器26和/或流量模块28的确定块和/或微控制器36和/或存储器37 (例如,非易失性存储器或其它存储器),其中微控制器36可以构造成通过位置传感器系统48监测阀密封构件22在阀口 20内的轴向位置。
[0063]在一些情况下,阀控制器26可以包括电子电路板,并且/或者有线或无线通信链路100可以促进位置传感器48与阀控制器26的电子电路板或其它装置之间的通信。阀控制器26可以构造成进一步通过通信线路(例如,通信链路100)将位置信息传送至远程装置,并且/或者将阀密封构件22的位置数据显示在附接于阀组件10和/或远程装置上的一个或多个显示器76上,如在图13中看出的。阀控制器26可以用显示器76上的或包括显示器76的一个或多个视觉指示器来指示阀密封构件22的关闭或打开位置或阀密封构件22的打开程度(例如,10%,20%,30%等),如在图13中看出的,比如用作阀状态和/或位置的视觉指示的一个或多个发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)、触摸屏、其它用户界面和/或与用户互动或向用户显示信息的任何其它显示器。
[0064]在一些情况下,位置传感器系统可以包括一个或多个开关64 (例如,第一开关64a和第二开关64b,其中开关64可以是或可以包括继电器或其它开关类型,比如FET、TRIACS等),其具有一个或多个切换信号路径66和一个或多个控制输入装置68 (例如,第一控制输入装置68a和第二控制输入装置68b),如在图13中看出的。例如,一个开关64可以被采用来用于多个位置传感器48,或者多于一个的开关64可以被采用来用于多个位置传感器(例如,以1对1的方式或其它方式),根据需要而定。控制输入装置68可以将切换信号路径66的状态设定为第一状态或第二状态或另一状态,根据需要而定。如图13所示,阀控制器26可以联接至位置传感器48,以及开关64的控制输入装置68,其中阀控制器26和位置传感器48均可以隔离于流体连通于流体通道18。在一些情况下,阀控制器26可以构造成在第一位置传感器48a感测到第一阀口 20a未关闭或第一阀密封构件22a不处于关闭位置时,将切换信号路径66的状态设定为第一状态,并在位置传感器48感测到第一阀口 20a关闭或第一阀密封构件22a处于关闭位置时,将切换信号路径66的状态设定为第二状态。类似地,阀控制器26可以构造成在第二传感器48b感测到第二阀口 20b未关闭或第二阀密封构件22b不处于关闭位置时,将切换信号路径66的状态设定为第一状态,并在位置传感器48感测到第二阀口 20b关闭或第二阀密封构件22b处于关闭位置时,将切换信号路径66的状态设定为第二状态。在替代方案中,阀控制器26可以构造成在第一和第二传感器阀口20a,20b中的至少一个未关闭或第一和第二阀密封构件22a、22b中的至少一个不处于关闭位置时,将切换信号路径66的状态设定为第一状态,并在位置传感器48感测到第一和第二阀口 20a、20b均关闭或第一和第二阀密封构件22a、22b均处于关闭位置时,将切换信号路径66的状态设定为第二状态。根据需要,可以为每个位置开关64和控制输入装置68采用相似或相同或者不同的过程。
[0065]例如,阀密封构件22可以包括传感器元件80,并且位置传感器48可以包括一个或多个变换器(transducer)或场传感器82。例如,阀密封构件22可以包括传感器元件80 (例如,当使用场传感器82时为磁体,当使用线性可变差动变压器(LVDT)84时为铁芯,或其它传感元件,和/或相似或不同的指示器),其相对于阀密封构件22固定并且可随阀密封构件22平移。位置传感器48可以包括一个或多个场传感器82(例如,磁场传感器、LVDT 84、霍尔效应传感器或其它相似或不同的传感器),如在图14-15中看出的。场传感器82可以定位在阀体12内,或者可以定位在阀体12外并沿径向与阀口 20和/或阀密封构件22的纵向轴线间隔开。位置传感器48可以定位成完全位于流体通道18外。完全位于流体通道18外的意义可以包括与位置传感器48连接的所有位置传感器48和所有电子装置(例如,导线、电路板)均在流体通道18外。在位置传感器48包括LVDT的情况下,LVDT可以定位成同心地围绕阀密封构件22并且沿径向与阀密封构件22间隔开,如图15中所示,并且/或者LVDT的轴线可以沿径向与阀密封构件22间隔开并与阀密封构件22平行。
[0066]在一些情况下,应变计86(如图16所示)或其它机电传感器也可以被采用来通过感测与阀密封构件22连通的弹簧31所施加的应变水平,从流体地位于流体通道18外的位置感测阀密封构件22在流体通道18内部内的位置。替代地,或附加地,阀密封构件22可以包括一个或多个视觉指示器88 (例如,光反射器或其它视觉指示器),并且位置传感器48可以包括一个或多个光学传感器90,如在图17中看出的,其中视觉指示器可以是任何指示器,其被构造成通过被0形环或密封件89密封的透明窗口 87或通过另一构造被光学传感器观察,使得光学传感器90可以至少确定阀密封构件22是否处于关闭或打开位置。在采用了视觉位置指示器88的场合,并且在一些情况下,用户可以能够在视觉上确定阀密封构件22何时不处于关闭位置。
[0067]如可以从本公开推断出的,位置传感器48可以在一些情况下通过检测阀密封构件22的位置和/或可选地具有阀体12的阀组件10内的阀杆92或类似物的位置来进行操作,其中阀密封构件22可以在阀口 20内沿着平移或纵向轴线“A”相对于阀体12的阀口 20是可平移的。在一些情况下,传感器元件80 (相对于阀密封构件22固定)可以定位在阀体12的内部,并且可以可选地与流体通道18流体地连通;然而,位置传感器48也可以隔离于流体通道18和/或定位在阀体12的外部。在一例示性实施例中,阀密封构件22可以沿着平移轴线A定位在阀口 20内部内的第一位置处。可以通过感测相对于带有位置传感器48的阀密封构件22固定的传感器元件80的位置,由位置传感器48感测阀密封构件22的第一位置。然后,位置传感器48可以自动地或根据请求和/或连续地或不连续地将阀密封构件22的感测到的位置和/或打开或闭合状态发送至阀控制器26。
[0068]可想到的是,阀控制器26可以电子地校准阀密封构件22和/或阀杆92的关闭位置。当阀密封构件22和/或阀杆92处于已知的关闭位置时(例如在安装阀组件10期间),这种校准可以存储阀密封构件22和/或阀杆92的位置。在后续操作期间,阀密封构件22和/或阀杆92的位置可与存储的位置进行比较,以确定阀密封构件22和/或阀杆92是否处于关闭位置。相似的途径可以用于电子地校准阀密封构件22和/或阀杆92的其它位置(例如完全打开位置,或一些中间位置),根据需要而定。
[0069]阀检漏系统测试
阀控制器26可以构造成对阀组件10执行电子阀检漏系统(VPS)测试,其中VPS所需的所有或基本上所有的结构可以直接集成到阀组件10中。当如此设置时,直接集成可以允许VPS测试所需的传感器和电子装置共享同一壳体。替代地或附加地,VPS测试可以由器具控制器60 (例如,燃烧器控制器)启动。
[0070]在一例示性操作中,可以对阀组件10执行VPS测试,所述阀组件10联接至非切换气源或其它气源,其在VPS测试期间处于正压以对于泄漏测试气阀组件10。替代地,或附加地,可以对其它构造的阀组件10执行VPS测试。
[0071]阀组件10可以与燃烧器具控制器60或其它装置通信,并且可以至少部分地控制通过流体通道18去往燃烧器具的燃料流。例如,燃烧器具可以在操作循环序列期间循环接通和关闭,其中至少一部分操作循环可以包括在相应操作循环期间点燃接收到的燃料之前和/或之后执行VPS测试。例如,可以在相应操作循环期间在点燃接收到的燃料之前对每个阀口 20执行VPS测试,可以在满足所要求的热量之后(例如,在操作循环的最末端)对每个阀口 20执行VPS测试,或者可以在相应操作循环期间在点燃接收到的燃料之前对第一阀口 20a并且在满足所要求的热量之后对第二阀口 20b执行VPS测试。例如,VPS测试可以是在每个或至少一些操作循环时发生的自动程序(例如,一旦由现场安装者或在原始设备制造商处设置好了 VPS测试,则可以不需要终端用户以任何方式参与测试)。
[0072]用于VPS测试的阀组件10的结构设置可以包括阀控制器26与压力传感器44通信,所述压力传感器44可以与两个阀口 20 (例如,第一阀口 20a和第二阀口 20b,如在图8中看出的)之间的中间体积19处于流体连通。在阀控制器26可以与压力传感器44通信的情况下,阀控制器26可以构造成在作为燃烧器具的至少一部分操作循环的一部分执行的每个VPS测试期间或者在其它时候确定与中间体积19中的压力(例如,绝对压力、表压、差动压力和/或其它量度)相关的量度。替代地,或附加地,阀控制器26可以与入口压力传感器42、出口压力传感器43和/或其它压力传感器(例如,差动压力传感器38和/或其它传感器)中的一个或多个通信,其中压力传感器38、42、43感测分别与第一口 20a上游的压力和第二口 20b下游的压力相关的量度,并将感测到的量度通信至阀控制器26。尽管这些口下游的压力传感器(例如,压力传感器43)可以不直接用于确定阀是否在泄漏,但是在一些情况下,下游压力传感器43可以在阀的泄漏测试之前、之中和/或之后监测出口压力,并且在一些情况下,可以有助于在检测到阀泄漏时确定是哪个阀在泄漏。
[0073]由于在操作循环之前和/或之后或两者进行VPS测试的时机,所以可以与在个体器具的有用操作一致的时间量(例如,短时间量10-15秒、5-30秒或更长的时间量)中实现测试,其可以取决于以下中的一个或多个:入口压力,中间体积19中的初始压力,中间体积19的大小,器具燃烧室的体积,器具预净化循环的时长,器具燃烧器的引燃速率,泄漏阈值水平(例如,允许的泄漏水平/速率),等等。在一些情况下,VPS测试持续时间可以是固定的,并且保存在阀组件10、燃烧器具的存储器中,和/或保存在其它存储器中。例如,VPS测试持续时间可以以永久方式固定在控制器(例如,阀控制器26、燃烧器具控制器60或其它控制器)的存储器中或可由所述控制器访问,达一定时间周期、多个循环、每次VPS测试,其发生在由用户或自动系统和/或以任何其它适当的方式改变VPS测试持续时间之前。例如,可以由用户在现场通过与阀控制器26和/或燃烧器具控制器60互动来修改固定的VPS测试持续时间。
[0074]固定的VPS测试持续时间或其它预定持续时间(例如,可以在其间监测中间室中的压力的持续时间或其它持续时间)可以缓解或消除基于初始安装阀组件10时的一个或多个因素计算VPS测试持续时间或其它预定持续时间的需求,所述一个或多个因素例如为但不限于预期的入口气体或燃料压力或允许的泄漏速率。相反,并且在一些情况下,安装者可以在不执行任何计算的情况下将固定的持续时间设定为所需的持续时间。附加地或替代地,当采用了固定VPS测试持续时间或其它预定持续时间时,允许的泄漏速率(例如由标准制定机构、制造商、其它实体、安装者或用户设定的)可以在一些情况下在阀组件10或燃烧器具的寿命期间被调节。在一些情况下,可以由用户通过与阀控制器26和/或燃烧器具控制器60互动来调节允许的泄漏速率。
[0075]在一些情况下,VPS测试持续时间或其它预定持续时间可以在初始安装阀组件10时是固定的,方法是将设定的VPS测试持续时间或其它预定持续时间保存于阀组件10的存储器37 (例如,非易失性存储器或其它存储器)或者可能远程定位的但是与阀控制器26通信的其它存储器。替代地或附加地,VPS测试持续时间或其它预定持续时间可以存储在燃烧器具的存储器中。在安装阀组件10期间,安装者可以将阀控制器26和/或燃烧器具控制器60中的VPS测试持续时间或其它预定持续时间编程为固定的持续时间,用于所有的或基本上所有的所需泄漏水平和/或用于流体通道18中的所有预期气体或燃料压力(例如,阀口 20上游的入口气体或燃料压力)。在一些情况下,也可以在后期通过与阀组件10处的或远离阀组件10的阀控制器26互动来修改VPS测试持续时间或其它预定持续时间。
[0076]在一些情况下,可以将一个或多个VPS阈值编程到阀控制器26中。在一些情况下,可以计算一个或多个VPS阈值(例如,第一和第二VPS子测试阈值)。在一些情况下,阀控制器26可以构造成基于一个或多个参数计算一个或多个VPS阈值,并且
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