无线阀致动器系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及无线阀致动器系统和方法。一种用于与天然气管道中的阀一起使用的气液联动致动器系统。该系统包括：气液联动致动器和无线位置监测器，无线位置监测器操作地耦接至气液联动致动器。无线位置监测器包括整体的开中心滑阀并且适于经由无线网络或无线网关通信地耦接至远程工作站。至少一个开关继电器操作地耦接至气液联动致动器和无线位置监测器。当从远程工作站接收到无线命令时，无线位置监测器使来自开中心滑阀的压强信号驱动至该至少一个开关继电器以管理至气液联动致动器的高压强供应并且使阀移动至期望的位置。

Wireless valve actuator system and method

The present invention relates to a wireless valve actuator system and method. A gas-liquid linkage actuator system for use with valves in a gas pipeline. The system comprises a gas-liquid linkage actuator and a wireless position monitor, and the wireless position monitor is operatively coupled to the gas-liquid linkage actuator. The wireless position monitor includes an integral open central slide valve and is adapted to be coupled to a remote workstation via wireless networks or wireless gateways. At least one switching relay is operatively coupled to the gas-liquid linkage actuator and the radio position monitor. When the remote workstation receives a radio command, the pressure signal from the wireless position monitor center spool drive to the at least one relay to switch to pneumatic actuator management of high voltage supply and moves the valve to the desired position.

【技术实现步骤摘要】
无线阀致动器系统和方法
概括地说，本专利技术涉及阀致动器系统，并且具体而言，涉及用于与天然气管道中的阀一起使用的无线气液联动(gas-over-oil)致动器系统和方法。
技术介绍
气液联动致动器(也被称为气体/液压致动器或以气体为动力的致动器)典型地安装在阀(诸如，天然气分配管道)上并且用于利用高压强天然气来控制阀。例如，气液联动致动器可以由直接从天然气管道得到的天然气压强(例如，75bar)提供动力。在此常规系统中，所有电气设备必须针对特定危险区进行认证，控制室与气液联动致动器之间的电气连接也是如此。在一个示例中，并且现在参照图1A和图1B，常规的气液联动致动器10包括开启侧气液罐12和闭合侧气液罐14。安装支架16可以用于将气液联动致动器10安装在被设置在天然气管道中的阀(未示出)上。如在图1B中示出的，气液联动致动器10还包括开启的电磁阀18和闭合的电磁阀20，这两个电磁阀可以安装在例如致动器控制上。将来自有线供电输入(例如，两个不同的24VDC)的命令(诸如，开启/闭合命令)发送至开启的电磁阀18和闭合的电磁阀20以控制和操作阀。另外，限位开关22(图1A)安装在气液联动致动器10的顶部上并且用于开启/闭合位置反馈。两个不同的有线的信号用作开启/闭合位置反馈。另外，两个不同的手动超控系统(overridesystem)、油超控系统(未示出)和电磁阀手动超控系统(未示出)典型地安装在气液联动致动器10上。如果管道是空的或如果天然气压强是不充足的，则油超控系统使阀移动。如果电气设备或电源发生故障，则电磁阀手动超控系统使阀移动。气液联动致动器10可以由本地电按钮或从主调度中心来远程地操作。在一个示例中，控制面板(HSV)上的一个或多个灯可以示出开启/闭合阀位置，以及电气控制面板(HSV)位于安全区域中。在一些工厂布局配置中，两个压力变送器也安装在管道中，一个在阀的上游，而另一个在阀的下游。例如，一旦阀处于闭合位置中时，压力变送器监测管道中的气压并且核实任何气体泄漏。在前述的常规系统中，工厂中安装的所有仪器以例如铠装电缆和电缆封套来物理地连线至在控制室中安装的控制面板。由于电缆绝缘层的固有的多孔性，经历了渗透现象。另外，所有电连线通过沿着电缆路径实施适合的托架以防止机械应力来布置。
技术实现思路
根据本公开内容的第一示例性方面，公开了一种气液联动致动器系统，所述气液联动致动器系统用于与天然气管道中的阀一起使用，并且所述气液联动致动器系统包括：气液联动致动器和无线位置监测器，所述无线位置监测器操作地耦接至所述气液联动致动器。所述无线位置监测器具有整体的开中心(openedcenter)滑阀并且适于通信地耦接至远程工作站。至少一个开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器。所述至少一个开关继电器从所述无线位置监测器的所述开中心滑阀接收信号。当从所述远程工作站无线地接收到命令时，所述无线位置监测器使来自所述开中心滑阀的信号驱动至所述至少一个开关继电器，以管理至所述气液联动致动器的压强供应并且使所述阀移动至期望的位置。根据本公开内容的另一个示例性方面，一种过程控制系统包括：阀，所述阀安装在在天然气管道中；以及气液联动致动器系统，所述气液联动致动器系统操作地耦接至所述阀。所述气液联动致动器系统包括：气液联动致动器；以及无线位置监测器，所述无线位置监测器操作地耦接至所述气液联动致动器。所述无线位置监测器具有整体的气动先导阀。另外，至少一个开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器，所述至少一个开关继电器用于从所述无线位置监测器的所述气动先导阀接收信号。所述过程控制系统还包括工作站，所述工作站具有经由无线网络通信地耦接至所述无线位置监测器的控制器。因此，当经由所述网络从所述控制器接收到命令时，所述无线位置监测器使来自所述气动先导阀的信号驱动至所述至少一个开关继电器，以管理至所述气液联动致动器的压强供应，使所述阀移动至期望的位置。根据本公开内容的另外的示例性方面，公开了一种无线致动器系统，所述无线致动器系统用于与天然气管道中的阀一起使用。所述无线致动器系统包括：致动器，所述致动器适于操作地耦接至被设置在天然气管道中的阀；以及无线位置监测器，所述无线位置监测器操作地耦接至所述致动器。所述无线位置监测器具有整体的开中心滑阀并且适于经由无线网络通信地耦接至远程工作站。至少一个开关继电器操作地耦接至所述致动器和所述无线位置监测器。所述至少一个开关继电器用于从所述无线位置监测器的所述开中心滑阀接收信号。当从所述远程工作站接收到无线命令时，所述无线位置监测器使来自所述开中心滑阀的所述压强信号驱动至所述至少一个开关继电器，以管理至所述致动器的压强供应并且使所述阀移动至期望的位置。在本公开内容的另一个示例性方面中，公开了一种对设置在天然气管道内的阀进行操作的方法。所述方法包括：将无线位置监测器集成至操作地耦接至所述阀的致动器中，所述无线位置监测器经由无线网络通信地耦接至工作站；以及经由一个或多个发射器将来自所述工作站的控制器的命令经由所述无线网络发送至所述无线位置监测器。所述方法还包括：当接收到所述命令时将来自所述无线位置监测器的气动先导阀的压强信号发送至至少一个开关继电器，所述至少一个开关继电器操作地耦接至所述无线位置监测器和所述致动器。所述方法还包括：经由所述至少一个开关继电器管理至所述致动器的高压强供应，以响应于从所述气动先导阀接收的所述压强信号来使所述阀移动至期望的位置。进一步根据这些示例性方面中的任何一个或多个示例性方面，本公开内容的气液联动致动器系统、过程控制系统和/或致动器系统可以包括下面进一步优选的形式中的任何一个或多个。在一些优选形式中，所述远程工作站可以包括包含了以下各项中的一项或多项的远程工作站：控制器、通信地耦接至所述控制器的网络网关、耦接至所述网络网关的膝上型计算机、操作地耦接至所述控制器的控制面板、以及操作地耦接至所述控制器的LCD屏幕。另外，所述气液联动致动器还可以包括第一气/油罐、第二气/油罐、以及手动超控系统，所述手动超控系统被设置为邻近于所述第一气/油罐和所述第二气/油罐并且位于所述第一气/油罐与所述第二气/油罐之间。另外，所述系统可以包括开启的开关继电器和闭合的开关继电器，所述开启的开关继电器和所述闭合的开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器。此外，所述气液联动致动器还可以包括第一罐和第二罐，所述第一罐与所述开启的开关继电器相连通，并且所述第二罐与所述闭合的开关继电器相连通，并且所述开启的开关继电器和所述闭合的开关继电器中的每一个可以包括通风口。在一些其它优选形式中，被驱动至所述至少一个开关继电器的、来自所述开中心滑阀的所述信号是低压强信号，并且至所述气液联动致动器的所述压强供应是高压强供应。在另一个示例中，被驱动至所述至少一个开关继电器的、来自所述开中心滑阀的所述信号是高压强信号，并且至所述气液联动致动器的所述压强供应与所述高压强信号的压强水平相同。在一些优选形式中，所述系统还包括压强调节器，所述压强调节器操作地耦接至所述无线位置监测器。所述压强调节器可以具有泄放阀并且可以限制从所述天然气管道至所述无线位置监测器的所述开中心滑阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液联动致动器系统，所述气液联动致动器系统用于与天然气管道中的阀一起使用，所述系统包括：气液联动致动器；无线位置监测器，所述无线位置监测器操作地耦接至所述气液联动致动器，所述无线位置监测器具有整体的开中心滑阀并且适于通信地耦接至远程工作站；至少一个开关继电器，所述至少一个开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器，所述至少一个开关继电器用于从所述无线位置监测器的所述开中心滑阀接收信号；其中，当从所述远程工作站无线地接收到命令时，所述无线位置监测器使来自所述开中心滑阀的信号驱动至所述至少一个开关继电器，以管理至所述气液联动致动器的压强供应并且使所述阀移动至期望的位置。

【技术特征摘要】
2015.09.16 US 62/219,251;2015.11.05 US 14/933,9181.一种气液联动致动器系统，所述气液联动致动器系统用于与天然气管道中的阀一起使用，所述系统包括：气液联动致动器；无线位置监测器，所述无线位置监测器操作地耦接至所述气液联动致动器，所述无线位置监测器具有整体的开中心滑阀并且适于通信地耦接至远程工作站；至少一个开关继电器，所述至少一个开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器，所述至少一个开关继电器用于从所述无线位置监测器的所述开中心滑阀接收信号；其中，当从所述远程工作站无线地接收到命令时，所述无线位置监测器使来自所述开中心滑阀的信号驱动至所述至少一个开关继电器，以管理至所述气液联动致动器的压强供应并且使所述阀移动至期望的位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气液联动致动器还包括第一气/油罐、第二气/油罐、以及手动超控系统，所述手动超控系统被设置为邻近于所述第一气/油罐和所述第二气/油罐并且位于所述第一气/油罐与所述第二气/油罐之间。3.根据权利要求1所述的系统，还包括开启的开关继电器和闭合的开关继电器，所述开启的开关继电器和所述闭合的开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述气液联动致动器还包括第一罐和第二罐，所述第一罐与所述开启的开关继电器相连通，并且所述第二罐与所述闭合的开关继电器相连通。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述开启的开关继电器和所述闭合的开关继电器中的每一个都包括通风口。6.根据权利要求1所述的系统，其中，被驱动至所述至少一个开关继电器的、来自所述开中心滑阀的所述信号是低压强信号，并且至所述气液联动致动器的所述压强供应是高压强供应。7.根据权利要求1所述的系统，其中，被驱动至所述至少一个开关继电器的、来自所述开中心滑阀的所述信号是高压强信号，并且至所述气液联动致动器的所述压强供应与所述高压强信号的压强水平相同。8.根据权利要求1所述的系统，还包括压强调节器，所述压强调节器操作地耦接至所述无线位置监测器，所述压强调节器具有泄放阀并且用于限制从所述天然气管道至所述无线位置监测器的所述开中心滑阀的入口压强。9.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述无线位置监测器的外部的至少一个电磁阀，所述至少一个电磁阀由所述无线位置监测器驱动以从所述天然气管道提供高压强气体供应通过所述开中心滑阀并且进入所述至少一个开关继电器中。10.根据权利要求1所述的系统，还包括排放阀，用于将所述至少一个开关继电器维持在开启位置达所述阀完成期望的行进距离所需要的时间，所述排放阀具有防止篡改的锁定螺母并且设置在可上锁的柜子内。11.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个扭矩限制设备，所述至少一个扭矩限制设备被设置在所述无线位置监测器与所述至少一个开关继电器之间以防止来自所述气液联动致动器的过度扭矩。12.一种过程控制系统，包括：阀，所述阀安装在在天然气管道中；气液联动致动器系统，所述气液联动致动器系统操作地耦接至所述阀，所述气液联动致动器系统包括：气液联动致动器；无线位置监测器，所述无线位置监测器操作地耦接至所述气液联动致动器，所述无线位置监测器具有整体的气动先导阀；以及至少一个开关继电器，所述至少一个开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器，所述至少一个开关继电器用于从所述无线位置监测器的所述气动先导阀接收信号；工作站，所述工作站具有经由无线网络通信地耦接至所述无线位置监测器的控制器；其中，当经由所述无线网络从所述控制器接收到命令时，所述无线位置监测器使来自所述气动先导阀的信号驱动至所述至少一个开关继电器，以管理至所述气液联动致动器的压强供应并且使所述阀移动至期望的位置。13.根据权利要求12所述的过程控制系统，所述工作站还包括以下各项中的一项或多项：通信地耦接至所述控制器的网络网关、耦接至所述网络网关的膝上型计算机、操作地耦接至所述控制器的控制面板、以及操作地耦接至所述控制器的LCD屏幕。14.根据权利要求12所述的过程控制系统，还包括开启的开关继电器和闭合的开关继电器，所述开启的开关继电器和所述闭合的开关继电器操作地耦接至所述气液联动致动器和所述无线位置监测器。15.根据权利要求14所述的过程控制系统，其中，所述气液联动致动器还包括第一罐和第二罐，所述第一罐与所述开启的开关继电器相连通，以及所述第二罐与所述闭合的开关继电器相连通。16.根据权利要求12所述的过程控制系统，其中，所述气动先导阀是开中心滑阀，被驱动至所述至少一个开关继电器的所述信号是低压强信号，并且至所述气液联动致动器的所述压强供应是高压强供应。17.根据权利要求12所述的过程控制系统，还包括压强调节器，所述压强调节器操作地耦接至所述无线位置监测器，所述压强调节器具有泄放阀并且用于限制从所述天然气管道至所述无线位置监测器的所述气动先导阀的入口压强。18.根据权利要求12所述的过程控制系统，还包括排放阀，所述排放阀用于将所述至少一个开关继电器维持在开启位置达所述阀完成期望的行进距离所需要的时间，所述排放阀具有防止篡改的锁定螺母并且设置在可上锁的柜子内。19.根据权利要求12所述的过程控制系统，还包括压差变送器，所述压差变送器操作地耦接至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·塔兰蒂诺，F·L·马斯特罗彼得罗，F·多尔多尼，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US