用于阀系统的传感器、包括传感器的阀系统及相关方法技术方案

本发明专利技术公开了一种阀系统，包括：至少一个部件，该部件包括导电材料件；以及至少一个电感数字转换器（LDC），该电感数字转换器被构造成无线地感测导电材料件的至少一部分的位置。该阀系统被构造成：至少部分地基于该导电材料件的至少一部分的位置来确定施加至阀系统的一部分的至少一个力。用于确定与阀系统相关联的力的方法包括：利用至少一个电感数字转换器（LDC）传感器来无线地感测导电材料件的至少一部分的位置，并且至少部分地基于该导电材料件的至少一部分的位置来确定施加至该阀系统的一部分的力。

Sensor for valve system, valve system including sensor and related method

The invention discloses a valve system that includes at least one component, the component comprises a conductive material; and at least one inductive digital converter (LDC), the position of at least a part of the inductive digital converter configured for wireless sensing conductive material piece. The valve system is configured to determine at least one force applied to a portion of the valve system at least in part based on the position of at least a portion of the conductive material. Used to include the method of determining the contact force and the valve system: the use of at least one inductive digital converter (LDC) wireless sensor sensing the position of at least a portion of a conductive material, and at least partially based on part of the conductive material at least a portion of the position is applied to the valve system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于阀系统的传感器、包括传感器的阀系统及相关方法
本公开内容一般涉及用于与包括阀和阀动器中的一个或多个的阀系统一起使用的传感器，并且更具体地涉及用于检测施加至阀系统的一个或多个部件的至少一个力的传感器以及相关系统、组件和方法。
技术介绍
阀包括用于液体和气体的装置。用于使阀元件在阀内移动的阀动器可以被机械地操作。阀动器被用于操作阀并且被制造成多种形状、大小、形式并具有多种用途。阀动器可以被手动驱动、电驱动、通过流体压力进行操作，其中，轴直接地或者间接地连接至流体操作活塞或其它液压系统。例如，阀动器可以被手动地驱动、通过流体压力进行操作，其中，轴直接地或间接地连接至流体操作活塞，或者由电液压构件或电流体机构驱动。常规的阀动器包括电驱动的输入轴，该电驱动的输入轴能够在相对低转矩的情况下以相对高的速度旋转。通过减少诸如蜗轮或螺旋螺纹和螺母等齿轮，该输入轴可以使相对高转矩、低速度的输出轴旋转。致动器的大小通常被设置为使其能够提供比需要的更多的转矩以便使给定阀完全固定。可以期望的是确定由阀动器的输出轴或者驱动套筒产生的转矩。例如，当阀完全关闭和固定时，打开阀所需的转矩可能相当高。连续地监测转矩可以指示出阀是否磨损或粘住。转矩测量中的趋势模式可以使得能够进行预见性维护。致动器需要按照适于给定应用中的各种操作模式的方式来控制或者限制可以被施加至负载的转矩量。较旧的机械技术通常使用复杂的机械系统来监测施加至被致动的阀的一部分（诸如，阀轴）的转矩。如果超过转矩阈值，则停止致动阀。其它机械和非机械转矩传感器可以与旋转部件一起使用；然而，转矩传感器将需要被放置在阀动器的传动系中的扭力元件上。传动系在操作期间将转动。因此，可能难以从转动的传感器取得转矩信息。
技术实现思路
在一些实施例中，本公开内容包括阀系统，该阀系统包括：至少一个部件，该至少一个部件包括至少一个导电材料件；以及至少一个电感数字转换器（LDC）传感器，该至少一个电感数字转换器（LDC）传感器与至少一个部件的至少一个导电材料件隔开。电感数字转换器（LDC）传感器包括电感器并且被构造成无线地感测导电材料件的至少一部分的位置。阀系统被构造成至少部分地基于利用至少一个电感数字转换器（LDC）传感器感测的导电材料件的至少一部分的位置来确定施加至阀系统的一部分的至少一个力。在另一额外实施例中，本公开内容包括阀动器，该阀动器包括：蜗杆轴，该蜗杆轴包括蜗杆和至少一个导电材料件；偏压元件，该偏压元件将蜗杆轴偏压在第一位置中；马达，该马达用于使蜗杆轴旋转；蜗轮，该蜗轮被构造成与阀的阀杆结合并且驱动该阀杆以便使阀的阀元件在打开位置与关闭位置之间移动；以及至少一个电感数字转换器（LDC）传感器，该至少一个电感数字转换器（LDC）传感器与蜗杆轴的至少一个导电材料件隔开。电感数字转换器（LDC）传感器包括电感器并且被构造成无线地感测导电材料件的位移。阀系统被构造成基于利用至少一个电感数字转换器（LDC）传感器感测的导电材料件的位移以及偏压元件的已知刚度来确定与阀动器相关联的输出转矩。在另一额外实施例中，本公开内容包括用于确定与阀系统相关联的力的方法。该方法包括：将至少一个电感数字转换器（LDC）传感器定位成靠近阀系统的部件的导电材料件；利用至少一个电感数字转换器（LDC）传感器来无线地感测导电材料件的至少一部分的位置；以及至少部分地基于利用至少一个电感数字转换器（LDC）传感器感测的导电材料件的至少一部分的位置来确定与阀系统的一部分相关联的力。对于本领域的技术人员而言，通过考虑结合附图进行的下列详细描述，本公开内容的特征、优点及各种方面将是明显的。附图说明尽管本说明书以特别指出并且清楚地要求保护的被视为本公开内容的权利要求书为结论，但是当结合附图阅读时，能够从本公开内容的下列描述中更加容易地确定本公开内容的优点。图1是电驱动的阀动器的剖视图。图2是气驱动的阀动器的横截面视图。图3是根据本公开内容的实施例的包括一个或多个电感数字转换器（LDC）传感器的阀系统的示意图，该一个或多个电感数字转换器（LDC）传感器用于感测阀组件的一个或多个部件的一个或多个特性。图4是根据本公开内容的实施例的包括一个或多个LDC传感器的阀系统的部分横截面透视示意图，该一个或多个LDC传感器用于感测阀系统的部件的一个或多个特性。图5至图7分别示出了根据本公开内容的实施例的用于与包括一个或多个LDC传感器的阀系统一起使用的导电材料件。图8至图10分别示出了根据本公开内容的实施例的包括LDC传感器的阀系统的部分横截面透视示意图，该LDC传感器用于感测阀系统的部件的一个或多个特性。图11是根据本公开内容的实施例的包括一个或多个LDC传感器的阀系统的部分横截面视图，该一个或多个LDC传感器用于感测阀系统的部件的一个或多个特性。图12是被示出为处于位移位置中的图11的阀系统的部分横截面视图。图13是根据本公开内容的实施例的包括一个或多个LDC传感器的阀系统的部分横截面视图，该一个或多个LDC传感器用于感测阀系统的部件的一个或多个特性。图14至图19分别示出了根据本公开内容的实施例的包括LDC传感器的阀系统的部分视图，该LDC传感器用于感测阀系统的部件的一个或多个特性。具体实施方式本公开内容的方法、装置、设备和系统包括用于与包括阀和阀动器中的一个或多个的阀系统一起使用的传感器。例如，这样的传感器可以用于检测施加至阀系统的一个或多个部件的至少一个力。图1图示了电驱动的阀动器100。图1仅图示了电驱动的阀动器的一种类型并且不旨在限制本公开内容对任意电驱动的阀动器或其它阀动器（例如，气动致动器、液压致动器等）的适用性。阀动器100包括联接至蜗杆轴103的电动马达104。操纵轮101连接至操纵轮适配器111。操纵轮适配器111连接至驱动套筒102。驱动套筒102连接至阀杆螺母（未示出）。蜗轮110与蜗杆轴103相配。蜗轮110还联接至阀杆螺母，从而能够驱动阀的阀杆。在图1中，阀动器100没有被示出为附接至阀。电动马达104或者操纵轮101的操作使阀杆升高或降低。阀杆能够上下行进通过操纵轮101的中心。阀杆也可以旋转，并且可以操作能够使阀打开或关闭的阀中的螺母或者能够直接将阀旋转至打开或关闭位置（例如，如在蝶形阀、叶片阀或球阀中）。阀动器100可以包括用于操作阀的任意传动系、硬件、装置、电子器件和/或软件。阀动器100可以被设计用于阀内的任意类型的阀元件，包括：例如，线性阀元件、直角转弯旋转(quarter-turnrotary)阀元件，多圈旋转阀元件，球阀元件，旋塞阀元件，闸式阀元件，蝶形阀元件和隔膜阀元件。阀动器100的部件可以以任意方式设置。如本领域中已知的，操纵轮101可以被定向至阀动器100的侧部。该传动系包括任意原动机、任意手动操作机构、任何脱离或隔离机构、制动机构、任意速度调节机构以及用于附接至阀的机构。传动系还可以排除任意上述元件或者还包括附加元件。仅为了图示的目的，图1示出了作为原动机的电动马达104以及作为手动操作机构的操纵轮101。通常，离合器机构被包括以使得电动马达104或操纵轮101的操作均不会引起另一个的操作。举例来说，杠杆105和离合器分离机构113能够被提供作为脱离或隔离机构。本领域中已知多种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀系统，包括：至少一个部件，所述至少一个部件包括至少一个导电材料件；以及至少一个电感数字转换器（LDC）传感器,所述至少一个电感数字转换器（LDC）传感器与所述至少一个部件的所述至少一个导电材料件隔开，所述电感数字转换器（LDC）传感器包括电感器并且被构造成无线地感测所述导电材料件的至少一部分的位置，所述阀系统被构造成至少部分地基于利用所述至少一个电感数字转换器（LDC）传感器感测的所述导电材料件的所述至少一部分的位置而确定施加至所述阀系统的一部分的至少一个力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种阀系统，包括：至少一个部件，所述至少一个部件包括至少一个导电材料件；以及至少一个电感数字转换器（LDC）传感器,所述至少一个电感数字转换器（LDC）传感器与所述至少一个部件的所述至少一个导电材料件隔开，所述电感数字转换器（LDC）传感器包括电感器并且被构造成无线地感测所述导电材料件的至少一部分的位置，所述阀系统被构造成至少部分地基于利用所述至少一个电感数字转换器（LDC）传感器感测的所述导电材料件的所述至少一部分的位置而确定施加至所述阀系统的一部分的至少一个力。2.根据权利要求1所述的阀系统，其中，所述至少一个部件包括具有第一齿轮的轴，并且所述阀系统进一步包括与所述轴的所述第一齿轮接合的第二齿轮。3.根据权利要求1所述的阀系统，其中，所述第一齿轮包括蜗杆，以及其中，所述第二齿轮包括蜗轮。4.根据权利要求2或3所述的阀系统，其中，所述阀系统包括阀动器，以及其中，所述第二齿轮包括蜗轮，所述蜗轮被构造成与阀的阀杆接合并且驱动所述阀杆以便使所述阀的阀元件在打开位置和关闭位置之间移动。5.根据权利要求2或3所述的阀系统，进一步包括将所述轴偏压在第一位置中的偏压元件，其中，所述阀系统被构造成至少部分地基于所述导电材料件的所述至少一部分的位置以及所述偏置元件的刚度来确定施加至所述阀杆的输出转矩。6.根据权利要求2或3所述的阀系统，其中，所述偏压元件包括板，以及其中，所述轴延伸通过所述板并且被构造成在所述板的相对侧上与所述板接合并且使所述板变形。7.根据权利要求6所述的阀系统，其中，联接至所述轴的轴承被构造成在所述板的相对侧上与所述板接合并且使所述板变形。8.根据权利要求7所述的阀系统，进一步包括形成在所述板和位于所述板的至少一侧上的对应轴承之间的至少一个间隙。9.根据权利要求8所述的阀系统，进一步包括位于所述导电材料件上的平坦部分，所述平坦部分的尺寸基本上等于形成在所述板和位于所述板的至少一侧上的对应轴承之间的所述至少一个间隙的尺寸。10.根据权利要求2或3所述的阀系统，其中，所述导电材料件沿着所述轴的长度在厚度上发生变化。11.根据权利要求2或3所述的阀系统，进一步包括用于使所述轴旋转的马达。12.一种阀动器，包括：蜗杆轴，所述蜗杆轴包括蜗杆和至少一个导电材料件；偏压元件，所述偏压元件将所述蜗杆轴偏压在第一位置中；马达，所述马达用于使所述蜗杆轴旋转；蜗轮，所述蜗轮被构造成与阀的阀杆接合并且驱动所述阀杆以便使所述阀的阀元件在打开位置和关闭位置之间移动；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：WT多伦蒂，
申请(专利权)人：芙罗服务管理公司，
类型：发明
国别省市：美国,US