经由定位器评估对电磁阀的测试的装置制造方法及图纸

公开了经由定位器评估对电磁阀的测试的装置。示例性装置包括电磁阀和阀定位器，电磁阀使致动器能够关闭应急阀，阀定位器流体地并且通信地耦合到电磁阀。阀定位器指示电磁阀以使电磁阀从第一状态转变到第二状态。阀定位器在监控持续时间内监控与电磁阀流体连通的致动器的压力腔室的相对于初始压力的压力变化。阀定位器识别在监控持续时间期间的最大压力变化，并且当最大压力变化大于最小切断值并且在监控结束时间的压力变化小于最大复位值时，确定电磁阀的准备状态。

【技术实现步骤摘要】
经由定位器评估对电磁阀的测试的装置
本专利总体上涉及电磁阀，并且更具体地，涉及经由定位器评估对电磁阀的测试的方法和装置。
技术介绍
通常在(例如，在石油和天然气工业内的)环境中使用应急阀(例如，关断阀、排放阀)以保护在危险状况中的人、设备和/或环境。例如，在检测到危险状况时，可以致动(例如，关闭)应急关断阀以停止危害材料的流动。在一些情况下，在应急阀上执行测试以验证应急关断阀能够致动。
技术实现思路
鉴于现有的测试不能检测或无法及时检测电磁阀的技术问题，提出了一种用于经由定位器评估对电磁阀的测试的方法和装置。在一个示例中，一种经由定位器评估对电磁阀的测试的装置包括电磁阀、阀定位器，该电磁阀使致动器能够关闭应急阀，该阀定位器流体地和通信地耦合到电磁阀。阀定位器针对脉冲持续时间指示电磁阀以使电磁阀从第一状态转换到第二状态。脉冲持续时间从开始时间延伸到脉冲结束时间。在脉冲持续时间结束时，电磁阀从第二状态转变到第一状态。阀定位器在监控持续时间内监控与电磁阀流体连通的致动器的压力腔室的相对于初始压力的压力变化，该监控持续时间从开始时间延伸到监控结束时间。阀定位器识别在监控持续时间期间的最大压力变化，并当最大压力变化大于最小切断值并且在监控结束时间的压力变化小于最大复位值时，确定电磁阀的准备状态。在一个优选的示例中，当以下各项中的至少一项发生时，所述阀定位器确定所述电磁阀的错误状态：所述最大压力变化小于所述最小切断值或在所述监控结束时间的所述压力变化大于所述最大复位值。在一个优选的示例中，所述阀定位器的所述监控持续时间大于所述脉冲持续时间。在一个优选的示例中，所述阀定位器通过将所述致动器的所述压力腔室的所述初始压力与由所述阀定位器测量的所述压力腔室的最小压力进行比较来确定所述最大压力变化，并且所述阀定位器通过将所述初始压力与在所述监控结束时间由所述阀定位器测量的所述压力腔室的压力进行比较来确定在所述监控结束时间的所述压力变化。在一个优选的示例中，所述最大压力变化大于所述最小切断值并小于最大切断值时，所述阀定位器进一步确定所述电磁阀的所述准备状态，所述最小切断值约为所述最大切断值的一半。在一个优选的示例中，所述最大复位值大约是相对于所述初始压力的标称压力变化的两倍。在一个优选的示例中，所述阀定位器在不使得所述电磁阀致动所述应急阀的情况下测试所述电磁阀。在一个优选的示例中，所述阀定位器独立于测试所述应急阀而测试所述电磁阀。在另一个示例中，一种经由定位器评估对电磁阀的测试的装置包括致动装置，以致动致动器关闭应急阀以及定位装置，其流体地并通信地耦合到致动装置。定位装置针对脉冲持续时间指示致动装置以使致动装置从第一状态转变到第二状态。脉冲持续时间从开始时间延伸到脉冲结束时间。在脉冲持续时间结束时，致动装置从第二状态转变到第一状态。定位装置在监控持续时间内监控与致动装置流体连通的致动器的压力腔室相对于初始压力的压力变化，该监控持续时间从开始时间延伸到监控结束时间。定位装置识别在监控持续时间期间的最大压力变化，并且当最大压力变化大于最小切断值并在监控结束时间的压力变化小于最大复位值时，确定致动装置的准备状态。在一个优选的示例中，当以下各项中的至少一项发生时，所述定位装置确定所述致动装置的错误状态：所述最大压力变化小于所述最小切断值或在所述监控结束时间的所述压力变化大于所述最大复位值。根据本技术，电磁阀能够经由定位器并独立于测试应急阀来测试。附图说明图1示出了根据本公开内容的教导的示例性关断阀、示例性致动器和示例性阀定位器。图2示出了根据本公开内容的教导的图1的致动器和阀定位器以及示例性电磁阀。图3是图2的电磁阀的剖视图。图4是图2的电磁阀的阀端口的放大剖视图。图5是根据本公开内容的教导的、处于第一状态时图1-图2的致动器、阀定位器和电磁阀的流体流动示意图。图6是根据本公开内容的教导的、处于第二状态时图1-图2的致动器、阀定位器和电磁阀的流体流动示意图。图7是根据本公开内容的教导的图1-图2的致动器、阀定位器和电磁阀的电气和流体流动示意图。图8A是根据本文的教导的描绘了经由图1-2和图5-7的阀定位器执行的对图2-7的电磁阀的测试的示例性评估的图。图8B是根据本文的教导的描绘了经由图1-2和图5-7的阀定位器执行的对图2-7的电磁阀的测试的另一个示例性评估的图。图9是经由图1-2和图5-7的阀定位器测量的示例性测量结果以评估图2-7的电磁阀的图。图10是根据本文的教导的表示经由图1-2和图5-7的阀定位器评估对图2-7的电磁阀的测试的示例性方法的流程图。附图不是按比例绘制的。相反，为了阐明多个层和区域，可以在附图中放大层的厚度。只要可能，贯穿附图和所附书面描述将使用相同的附图标号指代相同或相似的部分。具体实施方式在诸如石油和天然气工业内的环境中使用应急阀(例如，关断阀、排放阀)以保护在危险状况中的人、设备和/或环境。例如，在检测到危险状况时，可以关闭或停止关断阀以停止危害材料的流动，并且因此降低对人、设备和/或环境的危害的风险。例如，一些已知的关断阀经由致动器而被致动(例如，关闭、打开)，该致动器可操作地耦合到与控制器(例如，可编程控制器、可编程逻辑控制器、逻辑解算器等)通信的电磁阀。在一些情况下，致动器包括设置在腔室中并可操作地耦合到弹簧的活塞。当腔室内的压力向活塞施加大于弹簧的预设载荷的力时，活塞防止弹簧以及致动器致动，从而将关断阀保持在打开位置。当腔室内的压力下降到弹簧的预设载荷以下时，弹簧使得腔室内的活塞致动，并且因此使得致动器将关断阀从打开位置致动到关闭位置。在一些情况下，致动器的位置由电磁阀控制，该电磁阀向腔室提供空气和/或从腔室中去除(例如，排放、排出)空气。例如，在从与检测存在(一个或多个)危险和/或危害状况的传感器进行通信的控制器接收到应急信号时，电磁阀从致动器排放空气。在一些情况下，环境可能不具有长时间的(一个或多个)危险和/或危害状况。因此，应急阀、致动器和/或电磁阀可能不会长时间地致动。在这种情况下，在检测到危险和/或危害状况时，应急阀、致动器和/或电磁阀可能以使应急阀未能致动(例如，对于关断阀而言关闭，对于排放阀而言打开)的方式而恶化和/或变损坏。为了验证应急阀将在检测到此类状况时致动，周期性地测试一些应急阀。经由部分冲程测试来测试一些已知的应急阀。为了执行部分冲程测试，定位器可操作地耦合到致动器，使得在测试期间由定位器(而不是电磁阀)控制致动器的位置以及应急阀。例如，在关断阀的部分冲程测试期间，定位器使得致动器对关断阀从打开位置进行部分地致动(例如，向关闭位置行进完全冲程的一部分，诸如大约在10％至15％之间)。由于部分冲程测试部分地关闭关断阀，所以在执行部分冲程测试时，部分冲程测试中断和/或干扰对在其中安装有关断阀的系统的操作。因此，通常仅每隔几年经由部分冲程测试来测试应急阀一次。此外，由于在部分冲程测试期间，致动器和应急阀由定位器直接进行控制，所以这种测试未能验证当检测到危害和/或危险状况时，电磁阀尚未以将防止应急阀致动的方式而恶化和/或随着时间变损坏。通过使电磁阀切断(trip)(例如，通过使电磁阀断电)以使得应急阀部分地关闭(例如，到预定的部分打开位置)，来测试其它已知的应急本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经由定位器评估对电磁阀的测试的装置，其特征在于，包括：电磁阀，所述电磁阀使致动器能够关闭应急阀；以及阀定位器，所述阀定位器流体地并通信地耦合到所述电磁阀，所述阀定位器被配置为：针对脉冲持续时间指示所述电磁阀以使所述电磁阀从第一状态转变到第二状态，所述脉冲持续时间从开始时间延伸到脉冲结束时间，在所述脉冲持续时间结束时，指示所述电磁阀从所述第二状态转变到所述第一状态；在监控持续时间内监控与所述电磁阀流体连通的所述致动器的压力腔室的相对于初始压力的压力变化，所述监控持续时间从所述开始时间延伸到监控结束时间；识别在所述监控持续时间期间的最大压力变化；以及当所述最大压力变化大于最小切断值并且在所述监控结束时间的所述压力变化小于最大复位值时，确定所述电磁阀的准备状态。

【技术特征摘要】
2016.10.20 US 15/298,7261.一种经由定位器评估对电磁阀的测试的装置，其特征在于，包括：电磁阀，所述电磁阀使致动器能够关闭应急阀；以及阀定位器，所述阀定位器流体地并通信地耦合到所述电磁阀，所述阀定位器被配置为：针对脉冲持续时间指示所述电磁阀以使所述电磁阀从第一状态转变到第二状态，所述脉冲持续时间从开始时间延伸到脉冲结束时间，在所述脉冲持续时间结束时，指示所述电磁阀从所述第二状态转变到所述第一状态；在监控持续时间内监控与所述电磁阀流体连通的所述致动器的压力腔室的相对于初始压力的压力变化，所述监控持续时间从所述开始时间延伸到监控结束时间；识别在所述监控持续时间期间的最大压力变化；以及当所述最大压力变化大于最小切断值并且在所述监控结束时间的所述压力变化小于最大复位值时，确定所述电磁阀的准备状态。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当以下各项中的至少一项发生时，所述阀定位器确定所述电磁阀的错误状态：所述最大压力变化小于所述最小切断值或在所述监控结束时间的所述压力变化大于所述最大复位值。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阀定位器的所述监控持续时间大于所述脉冲持续时间。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阀定位器通过将所述致动器的所述压力腔室的所述初始压力与由所述阀定位器测量的所述压力腔室的最小压力进行比较来确定所述最大压力变化，并且所述阀定位器通过将所述初始压力与在所述监控结束时间由所述阀定位器测量的所述压力腔室的压力进行比较来确定在所述监控结束时间的所述压力变化。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·琼克，S·杰尔肯，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US