阀特征诊断和泄漏检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种阀特征诊断和泄漏检测装置，所述阀特征诊断和泄漏检测装置包括滑动阀，所述滑动阀有效连接至导向阀，所述导向阀配置成使所述滑动阀处于开启位置和闭合位置之一上。阻断阀流体连接至滑动阀的控制流体出口。电模块有效连接至导向阀、控制流体供应源和阻断阀，所述电模块能够将脉冲式电信号发送至所述导向阀和所述阻断阀，以便选择性地使所述滑动阀和所述阻断阀处于开启或闭合位置。

【技术实现步骤摘要】
阀特征诊断和泄漏检测装置
本专利技术总地涉及控制阀特征(signature)诊断和泄漏检测装置，更具体地说，涉及具有电脉冲触发的阻断阀的控制阀特征诊断和泄漏检测装置。
技术介绍
现有的过程控制系统通常利用控制阀来控制通过所述过程控制系统的流体流量。因为控制阀偶尔发生故障，所以希望在过程控制装置或过程控制部件(例如控制阀)上实施周期性诊断，以便确定这些装置的可操作性和性能。确定过程控制装置的可操作性可更好地安排过程控制装置的维护，从而减少故障的发生并减少停机时间。这可以产生高效率、高安全性和高收益。过程控制系统可以使用各种传感器和其他测量装置来观测过程控制装置的特性。例如，一些现有的控制系统可能使用数字阀控制器来从控制阀上的各种传感器中测量和收集数据。用于评估控制阀的诊断是一种阀特征检测，它测量致动器或致动器阀开口相对于通向所述阀的输入端的位置，例如致动器压强或控制信号。特征图的图像显示可以使得设备操作人员更容易注意到或者探测到阀特性中的变化，这些变化可能表明设备的老化，因此，一些控制系统可以执行阀维护软件，例如、密苏里州圣路易斯费希尔控制设备国际公司(FisherControlsInternationalLLCofSt.Louis,Mo.)的软件AMS.TM.ValveLink.RTM，用于显示特征图。可以由阀门特征检测中确定的一些阀特性可以包括(但不限于)阀门摩擦、致动器转矩、死区和关断能力、致动器弹簧刚度以及工作台设置(benchset)。例如，当控制阀是新的，可以运行阀特征检测，以便衡量控制阀的性能(例如阀门制造商检测)。本领域普通技术人员可以理解，阀门特征检测可以记录当相对于启动这种移动所应用的致动压强进行打开和关闭时控制阀中可移动元件(例如阀塞)的移动距离或者位置和/或使所述移动距离或者位置发生转向。当随后的阀门特征检测在控制阀上随着时间运行时，可以相对于前一次检测审查所述特征检测的结果，以确定各种特性变化，例如致动器弹簧刚度和阀门摩擦或者转矩的变化，以便确定控制阀是否在性能或者对其控制上发生了老化。除了阀门特征检测，控制阀还经常需要泄漏检测，以确定何时阀门发生泄流以及阀门是否发生泄漏，泄露后需要修理或更换。一些过程控制系统可以具有阀门定位装置(例如定位器)，所述阀门定位装置既测量阀门元件的实际位置又比较所述实际位置与理想位置。如果实际位置与理想位置彼此不同，那么定位器调节实际位置以适应理想位置。因为定位器既测量阀门致动器的输入信号又测量阀门元件的位置，定位器内(或者与定位器有效连接的计算机中)的软件可以将实际测量与理想或基线测量进行比较，以确定阀门性能是否在退化。定位器可以包括泄漏检测功能。然而，不太复杂的过程控制系统可以使用不带定位器的控制阀。目前没有能够监测控制阀性能或者进行泄漏检测而不带有定位器的、简单的、成本低的装置。
技术实现思路
阀特征诊断和泄漏检测装置包括滑动阀，所述滑动阀有效连接(operativelyconnect)至导向阀，所述导向阀配置成使所述滑动阀处于开启位置和闭合位置之一上。所述滑动阀包括第一控制流体入口、第一控制流体出口和第二控制流体出口，所述第一控制流体入口流体连接至控制流体供应源，而所述第一控制流体出口配置成与阀门致动器连接。阻断阀流体连接至所述滑动阀的所述第二控制流体出口。电模块有效连接至所述导向阀、所述控制流体供应源和所述阻断阀，所述电模块能够将脉冲式电信号发送至所述导向阀和所述阻断阀，以便选择性地使所述滑动阀和所述阻断阀处于开启或闭合位置。在开启位置上，所述滑动阀将所述第一控制流体入口流体连接至所述第一控制流体出口，而在闭合位置上，所述滑动阀将所述第一控制流体出口流体连接至所述第二控制流体出口。一种不用定位器来产生(perform)控制阀的阀特征图的方法包括：将电信号从所述电模块发送至所述阻断阀，所述电信号使阻断阀闭合；将电信号以脉冲的方式从所述电模块发送至所述滑动阀，以使所述滑动阀开启；允许控制流体逐步进入阀门致动器。针对每个脉冲都测量致动器内部的压强和控制元件的位置，绘制所述压强和所述位置，以产生阀特征图。一种不用定位器在控制阀中实施泄漏检测的方法包括：将电信号从所述电模块发送至所述阻断阀，所述电信号使阻断阀闭合；将电信号从所述电模块发送至所述滑动阀，所述电信号使所述滑动阀闭合。持续特定时间段地监测致动器内部的压强和所述控制元件的位置，以确定在所述致动器中是否存在泄漏。附图说明图1示出包括阀特征诊断和泄漏检测装置的控制阀的剖视图。图2示出阀特征图的示例。图3示出图1的阀特征诊断和泄漏检测装置的示意图。图4示出图3的阀特征诊断和泄漏检测装置的一部分的示意图，其中滑动阀处于开启位置。图5示出图3的阀特征诊断和泄漏检测装置的一部分的示意图，其中滑动阀处于闭合位置。图6示出使用图1的阀特征诊断和泄漏检测装置来进行阀特征检测的逻辑框图。图7示出使用图1的阀特征诊断和泄漏检测装置来进行泄漏检测的逻辑框图。图8示出图1的阀特征诊断和泄漏检测装置的滑动阀或阻断阀的实施例的分解透视图。具体实施方式尽管下面的内容阐明的是对本专利技术的示例性实施方式的详细描述，但是应该理解为，本专利技术法律上的保护范围由在本申请末尾处阐明的权利要求的文字来限定。该详细描述应理解为仅仅是示例性的并且没有描述出本专利技术的每种可能的实施方式，因为对每种可能的实施方式都进行描述是不现实的，不然就是不可能的。基于对该公开内容的阅读，本领域普通技术人员能够使用当前技术或本申请提交日之后出现的技术来实施一种或多种可供选择的实施方式。这种附加的起诉(indictment)仍然会落入限定本专利技术的权利要求的保护范围。用在过程控制系统中的控制装置可以包括过程控制装置，例如控制阀、调节闸(damper)或者其他可更改的开启机构，以便调节或者控制所述过程控制装置内的流体流。尽管在这里描述的实施例都是基于气动作用的控制阀，但是其他过程控制装置例如泵、电作用的阀门、调节闸以及类似装置也是可以预期到的，它们并未离开本专利技术的实质精神和保护范围。通常，控制装置(例如控制阀组件)可以被安置在管道或管子中，以通过使用附上的致动器来改变可移动元件(例如控制阀内的阀塞)的位置来控制流体流。对控制元件的调节可以被用来影响一些过程条件，以维持所选流速、压强、流体液位或者温度。控制阀组件一般由气动流体压强的调节源(例如来自工厂压缩机的空气)来进行操作，尽管可以使用其他控制流体。该流体压强通过阀控制工具被引入致动器(例如用于使杆阀门滑动的弹簧膜片式致动器或者用于旋转阀门的活塞致动器)，所述阀控制工具响应于从过程控制系统所接收到的信号来控制流体压强。致动器中流体压强的大小确定了致动器中弹簧式膜片或者活塞的运动和位置，由此来控制联接至控制阀的控制元件的阀杆位置。例如，在弹簧膜片式致动器中，膜片必须抵着偏置弹簧地工作，从而使得控制元件(例如阀塞)处于控制阀入口与出口之间的阀通路内，以更改过程控制系统中的流。致动器能够以如下方式来设计，即，使得压强室中流体压强增加要么导致控制元件开口大小增加要么导致其减小(例如直接动作或者反向动作)。系统的控制阀10在图1中示出，包括涉及输出变量(例如阀位置)与输入变量(例如设定点或者指令信号)之间特性循环(loo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制阀的阀特征诊断和泄漏检测装置，所述阀特征诊断和泄漏检测装置包括：滑动阀，所述滑动阀有效连接至导向阀，所述导向阀配置成使所述滑动阀处于开启位置和闭合位置之一上，所述滑动阀包括第一控制流体入口、第一控制流体出口和第二控制流体出口，所述第一控制流体入口流体连接至控制流体供应源，而所述第一控制流体出口配置成与阀门致动器连接；阻断阀，所述阻断阀流体连接至所述第二控制流体出口；以及电模块，所述电模块有效连接至所述导向阀、所述控制流体供应源和所述阻断阀，所述电模块能够将脉冲式电信号发送至所述导向阀和所述阻断阀，以便选择性地使所述滑动阀和所述阻断阀处于开启位置或闭合位置，其中，所述滑动阀的所述开启位置将所述第一控制流体入口流体连接至所述第一控制流体出口，而所述滑动阀的所述闭合位置将所述第一控制流体出口流体连接至所述第二控制流体出口。

【技术特征摘要】
2011.06.30 US 13/173,5501.一种用于控制阀的阀特征诊断和泄漏检测装置，所述阀特征诊断和泄漏检测装置包括：滑动阀，所述滑动阀有效连接至导向阀，所述导向阀配置成使所述滑动阀处于开启位置和闭合位置之一上，所述滑动阀包括第一控制流体入口、第一控制流体出口和第二控制流体出口，所述第一控制流体入口流体连接至控制流体供应源，而所述第一控制流体出口配置成与阀门致动器连接；阻断阀，所述阻断阀流体连接至所述第二控制流体出口；以及电模块，所述电模块有效连接至所述导向阀、所述控制流体供应源和所述阻断阀，所述电模块能够将脉冲式电信号发送至所述导向阀和所述阻断阀，以便选择性地使所述滑动阀和所述阻断阀处于开启位置或闭合位置，其中，所述滑动阀的所述开启位置将所述第一控制流体入口流体连接至所述第一控制流体出口，而所述滑动阀的所述闭合位置将所述第一控制流体出口流体连接至所述第二控制流体出口，并且所述电模块包括第一压强传感器，所述第一压强传感器连通性连接至所述控制流体供应源以检测所述控制流体供应源中的压强。2.根据权利要求1所述的阀特征诊断和泄漏检测装置，其特征在于，所述电模块包括第二压强传感器，所述第二压强传感器连通性连接至所述阀门致动器的第一室。3.根据权利要求1所述的阀特征诊断和泄漏检测装置，其特征在于，所述电模块还包括位置传感器输入端，所述位置传感器输入端配置成从连接至所述阀门致动器的位置传感器接受位置信号，所述位置传感器生成位置信号，所述位置信号表明致动器杆或者阀杆的当前位置。4.根据权利要求3所述的阀特征诊断和泄漏检测装置，其特征在于，所述电模块包括处理器，所述处理器从所述第一压强传感器、第二压强传感器和所述位置传感器读取信号，所述处理器生成用于主螺线管和辅螺线管的控制信号。5.根据权利要求1所述的阀特征诊断和泄漏检测装置，其特征在于，所述滑动阀包括阀体、布置在所述阀体中的中心孔、布置在所述中心孔内部的带孔套筒、以及布置在所述带孔套筒内部的可滑式活塞。6.根据权利要求5所述的阀特征诊断和泄漏检测装置，其特征在于，所述带孔套筒包括多个开口，所述多个开口被一个或多个环形圈分成一个或多个组。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·R·彭宁，李敬力，B·里格斯比，R·L·拉方泰恩，
申请(专利权)人：通用设备和制造公司，
类型：发明
国别省市：