用于过程控制设备的涡流管温度控制的制作方法
【技术领域】
[0001]概括地，本公开内容涉及过程控制系统，更具体而言，涉及用于过程控制设备的涡流管温度控制。
【背景技术】
[0002]过程控制系统通常包括众多的过程控制现场设备，这些过程控制现场设备中的一些设备会暴露在环境温度相对高或低、和/或变化很大的操作环境中。这种温度条件会对现场设备的操作产生不利影响，因为这些现场设备的部件中的许多部件被设计为在更温和的环境中工作。一些现场设备可以封装在保护性的壳体中。但是，这些壳体不能有效地防止现场设备受到极端温度或温度变化的影响。
【发明内容】
[0003]—种示例性的装置包括:壳体；设置在所述壳体中的过程控制设备；和耦合到所述壳体以调节所述过程控制设备的操作温度的涡流管。所述涡流管具有流体入口、第一流体出口和第二流体出口，其中所述流体入口用于接收流体。所述流体在所述第一流体出口处的第一部分的温度高于所述流体在所述第二流体出口处的第二部分的温度和流体在所述流体入口处的温度。所述第一流体出口排放所述流体的第一部分以调节所述过程控制设备的所述操作温度。
[0004]—种示例性的方法包括:测量设置在壳体中的过程控制设备或者所述壳体的内部的至少其中之一的温度；将流体经由涡流管传送到所述壳体；以及基于所测量的温度来调整所述流体通过所述涡流管的流动，以保持所述设备和/或所述壳体的内部的基本上恒定的操作温度。
【附图说明】
[0005]图1是根据本公开内容的教导的一种示例性装置的示意框图。
[0006]图2是根据本公开内容的教导的另一种示例性装置的示意框图。
[0007]图3是根据本公开内容的教导的另一种示例性装置的示意框图。
[0008]图4是表示可以利用本文的示例性装置中的任何装置来实现的示例性方法的流程图。
[0009]图5是可以与本文所公开的例子中的任何例子一起使用的处理器平台的图。
【具体实施方式】
[0010]本文所公开的示例性装置包括涡流管，其耦合到包含过程控制现场设备的壳体。本文所描述的涡流管具有流体入口、热流体出口和冷流体出口。来自热流体出口的流体用于对过程控制设备壳体的内部腔体进行加热，以便即使在极端寒冷的环境中，也保持围绕过程控制设备的基本上恒定的、温和的局部环境温度。可以通过改变进入涡流管的入口的流体的流动和/或改变离开热流体出口的流体的流动来调整离开涡流管的热流体出口的流体的温度。
[0011]图1中所描述的示例性装置100包含分别与图2和图3的其它示例性装置200和300的部件基本上相似或相同的部件。贯穿图1-图3对这些相似或相同的部件一致地编号。
[0012]参考图1，示例性装置100包括壳体102，在壳体102中设置过程控制现场设备104 (例如，阀)。示例性装置100中的壳体102完全地包围过程控制设备104，但是在其它例子中，壳体102可以部分地包围过程控制设备104、可以包围一个或多个另外的部件106和/或可以包围多个过程控制设备。壳体102还可以包括隔热层108，其用于覆盖至少一部分的壳体102。隔热层108可以是包括一层或多层的热涂覆层或者可以是可拆卸层(例如，织物护套)。隔热层108可以应用于壳体102的外壁110 (如所示出的)和/或应用于壳体102的内壁112。
[0013]在示例性装置100中，涡流管116设置在壳体102中，但是还可以位于其它地方，如下面所描述的。如图1的示例性装置100中所示出的，涡流管116耦合到壳体102以调节壳体102的内部腔体114的温度、设置在壳体102中的过程控制设备104的温度和/或设置在壳体102中的其它部件106的温度。部件106可以是与过程控制设备104分离的(如所示出的)，或者可以是过程控制设备104的一部分(例如，集成到过程控制设备104中)。
[0014]示例性装置100的涡流管116具有流体入口 118、第一流体出口 120和第二流体出口 122。流体供应设备124将经压缩的或经加压的流体提供给流体入口 118并且进入垂直于涡流管116的本体126的涡流管116。流体供应设备124可以是专用于将经压缩的或经加压的流体提供给涡流管116的系统。或者流体供应设备124还可以将经压缩的或经加压的流体提供给过程控制系统中的其它地方。
[0015]离开第一流体出口 120的流体具有高于离开第二流体出口 122的流体的温度。在示例性装置100中，对离开第一流体出口 120的流体进行引导，以对壳体102的内部腔体114和/或过程控制设备104进行加热。可以将来自第一流体出口 120的流体在离开第一流体出口 120后，经由流体通道或导管划分成多个部分或多个流。这些流体流还可以用于对壳体102内的一个或多个另外的部件106进行加热。来自第二流体出口 122的流体被排放到壳体102的外部。如图1中所示出的，可以将涡流管116的第二流体出口 122设置为使得第二流体出口 122穿过壳体102和隔热层108。
[0016]示例性装置100包括控制器128，控制器128耦合到一个或多个传感器130以测量壳体102的内部腔体114的温度、过程控制设备104的操作温度和/或一个或多个另外的部件106的温度。在操作中，控制器128可以经由流体供应设备124来调整流体通过涡流管116的流体入口 118的流动，以对离开涡流管116的第一流体出口 120的流体的温度进行调整、控制或调节。还可以通过调整第一流体出口处的阀132，来调整流体的温度和流体从涡流管116的第一流体出口 120到壳体102的内部腔体114的流动速率。降低涡流管116的第一流体出口 120处的流体的流动速率会提高流体的温度，而提高涡流管116的第一流体出口 120处的流体的流动速率会降低流体的温度。
[0017]图2的示例性装置200与图1的示例性装置100类似。但是，示例性装置200的涡流管116完全位于壳体102的内部腔体114内，以使得使用排泄口 202来将离开第二流体出口 122的流体排放到壳体的外部。排泄口 202流体地耦合到第二流体出口 122并且穿过壳体102和隔热层108。
[0018]图3的示例性装置300也与图1的示例性装置100类似。在示例性装置300中，涡流管116完全放置在壳体102的外部。排泄口 202流体地耦合到第一流体出口 120并且穿过隔热层108和壳体102，以对壳体102内的内部腔体114、过程控制设备104和/或部件106进行加热。
[0019]图1-图3的示例性控制器128可以由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，示例性控制器128可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑器件(FPLD)来实现。当阅读本专利的装置或方法权利要求中的任何权利要求以涵盖纯软件和/或固件实现方式时，示例性控制器128由此被明确地定义为包括存储软件和/或固件的有形的计算机可读存储设备或存储光盘，例如存储器、数字多功能光盘(DVD)、压缩光盘(⑶)、蓝光光盘等。此外，图1-图3的示例性控制器128可以包括一个或多个元件、过程和/或设备，和/或可以包括任何元件、过程和/或设备中的一个以上或所有元件、过程和/或设备中的一个以上。
[0020]此外，图1-图3的示例性控制器128可以使用任何类型的有线连接(例如，数据总线、USB连接等)或无线通信机制(例如，射频、红外线等)，利用任何过去、现在或将来的通信协议(例如，蓝牙、USB 2.0、USB 3.0等)，来与传感器130或者流动控制构件132中的一者或多者进行通信。此外，图1-图3的控制器128或者流动控制构件132中的一者或多者可以使用这种有线连接或无线通信机制彼此进行通信。
[0021]图4是表示可以利用本文所描述的示例性装置来实现的示例性方法400的流程图。首先，将流体经由流体供应设备124提供给涡流管116的流体入口 118(框402)。流体供应设备124可以是与一个或多个其它部件106共享的流体供应设备，其中流体的用于涡流管116的部分已从现有的流体供应设备124分流。还可以从流体供应设备124获得流体，其中流体供应设备124专用于提供经压缩的或经加压的流体，特别是为了向涡流管116的流体入口 118供应流体的目的。
[0022]控制器128测量至少过程控制设备104和/或壳体102的内部腔体114的温度(框404)。控制器128然后通过将所测量的温度与设定点温度进行比较来确定过程控制设备104或者壳体102的内部腔体114的温度是否基本上等于设定点温度(框406)。如果所测量的温度不是基本上等于(例如，在10°C的差别内)设定点温度，则在将通过涡流管116的流动引导到过程控制设备104或者壳体102的内部腔体114(框410)之前对该流动进行调整(框408)。可以通过改变流体在涡流管116的流体入口 118处的压力和/或通过例如使用阀132来改变流体在涡流管116的第一流体出口 120处的流动，来对流动进行调整。
[0023]如果在框406处所测量的温度和设定点温度基本上相等，则将来自第一流体出口120的流体引导到至少过程控制设备104或者壳体102的内部腔体114(框410)，而不首先对通过涡流管116的流体的流动进行调整。来自第一流体出口 120的流体可以划分成多个部分，这些部分中的至少一个部分分流到过程控制设备104或者壳体102的内部腔体114。其它部分中的一个或多个部分可以分流到过程控制设备104的其它部件106。
[0024]在该例子中，图4中的流程图所表示的方法中的至少一部分可以使用机器可读指令来实现，其中所述机器可读指令包括用于由处理器来执行的程序，例如由下面结合图5所讨论的示例性处理器平台500