当测试电磁阀时稳定阀定位器的方法和装置制造方法及图纸

公开了在测试电磁阀时稳定阀定位器的方法和装置。示例性装置包括电磁阀以及流体地并通信地耦合到所述电磁阀的阀定位器。该阀定位器用于在执行对电磁阀的测试之前被设置在压力控制状态。该阀定位器用于检测由电磁阀从第一状态转换到第二状态引起的跨越电磁阀的压力变化，并且在检测所述压力变化时将所述阀定位器从压力控制状态转换到饱和状态。充分的供应压力用于稳定阀定位器以执行对电磁阀的测试。所述阀定位器用于维持饱和状态，直到跨越电磁阀的压力返回到预定的初始值。

【技术实现步骤摘要】
当测试电磁阀时稳定阀定位器的方法和装置
本专利总体上涉及电磁阀，并且更具体地，涉及当测试电磁阀时使阀定位器稳定的方法和装置。
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、排气阀)以保护在危险状况中的人、设备和/或环境。例如，应急关断阀可以被致动(例如，被关闭)以在检测到危险状况时停止危害材料的流动。在某些情况下，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
在一个示例中，一种装置包括：电磁阀和阀定位器，该电磁阀用于使致动器能够关闭应急阀，并且该阀定位器流体地并通信地耦合到电磁阀。阀定位器用于在执行对电磁阀的测试之前，被设置在压力控制状态中，以将电磁阀的上游压力维持在预定的初始值。阀定位器用于检测通过电磁阀从第一状态转换到第二状态引起的跨越电磁阀的压力变化，并且在检测到压力变化时将阀定位器从压力控制状态转换到饱和状态，在饱和状态期间，阀定位器提供了充分的供应压力。在电磁阀从第一状态转换到第二状态时充分的供应压力用于稳定阀定位器，以执行对电磁阀的测试。阀定位器用于维持饱和状态，直到跨越电磁阀的压力返回到预定的初始值。在另一个示例中，一种方法包括在执行对电磁阀的测试之前，通过经由处理器执行第一指令，将阀定位器设置在压力控制状态，以将应急系统的电磁阀的上游压力维持在预定的初始值。该方法包括通过经由处理器执行第二指令，检测通过电磁阀从第一状态转换到第二状态引起的跨越电磁阀的压力变化。该方法包括，在检测到压力变化时，通过经由处理器执行第三指令，将阀定位器从压力控制状态转换到饱和状态，在该饱和状态期间，阀定位器提供充分的供应压力，以在电磁阀从第一状态转换到第二状态时稳定阀定位器以执行对电磁阀的测试。该方法包括通过经由处理器执行第四指令，将阀定位器维持处于饱和状态，直到跨越电磁阀的压力返回到预定的初始值。在另一个示例中，一种装置包括：用于致动致动器以关闭应急阀的模块和用于定位流体地并且通信地耦合到用于致动的模块的模块。在执行对用于致动的模块的测试之前，用于定位的模块将被设置在压力控制状态中以将用于致动的模块的上游压力维持在预定的初始值。用于定位的模块包括用于检测通过用于致动的模块从第一状态转换为第二状态引起的跨越用于致动的模块的压力变化的模块。用于定位的模块包括在检测到压力变化时，用于将用于定位的模块从压力控制状态转换到饱和状态的模块，在饱和状态期间，用于定位的模块提供充分的供应压力。在用于致动的模块从第一状态转换到第二状态时充分的供应压力用于稳定用于定位的模块，以执行对用于致动的模块的测试。用于转换的模块用于维持饱和状态，直到跨越用于致动的模块的压力返回到预定的初始值。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的图1-2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的图1-2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1-2的致动器、阀定位器、和电磁阀的电流和流体流动示意图。图8描绘了在对图2-7的电磁阀的测试期间当阀定位器不稳定时，图2-7的电磁阀的压力变化测量结果。图9描绘了根据本公开内容的教导当稳定图1-2和图5-7的阀定位器时，图2-7的电磁阀的压力变化测量结果。图10描绘了根据本公开内容的教导当稳定图1-2和图5-7的阀定位器时，图2-7的电磁阀的其它压力变化测量结果。图11是根据本公开内容的教导的表示用于当测试图2-7的电磁阀时，稳定图1-2和图5-7的阀定位器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，可以在附图中扩大层的厚度。只要可能，在所有附图和附带的书面描述中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、排气阀)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关断阀可以被关闭以停止危害材料的流动，并且因此降低对人、设备和/或环境的危害的危险。例如，某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。在某些情况下，致动器包括设置在室中并可操作地耦合到弹簧的活塞。当室内的压力对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。当室内的压力下降到弹簧的预设载荷以下时，弹簧使得室内的活塞致动，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。在某些情况下，致动器的位置由电磁阀控制，该电磁阀向室提供空气和/或从室中去除(例如，排放、排出)空气。例如，在接收来自控制器的应急信号时，电磁阀从致动器排出空气，该控制器与检测存在(一个或多个)危险和/或危害状况的传感器通信。在某些情况下，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/或电磁阀以使应急阀未能致动(例如，对于关断阀的关闭，对于排气阀的打开)的方式可能恶化和/或受到损坏。要验证应急阀将在检测到这种情况时致动，则周期性地测试某些应急阀。经由部分冲程测试以测试某些已知的应急阀。为了执行部分冲程测试，定位器被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，定位器使得致动器部分地致动来自打开位置的关断阀(例如，行进到关闭位置的全冲程的一部分，诸如大约在10％和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关断阀的系统的操作。因此，通常仅每隔几年可以经由部分冲程测试来测试应急阀仅一次。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/或危险条件时，电磁阀还未恶化和/或随着时间以将防止应急阀致动的方式而还未受到损坏。通过使电磁阀跳闸(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阀。然而，这种测试可能难以控制，因为电磁阀仅具有两个控制状态(例如，通电和断电)，这禁止了对致动器的精确控制，以及禁止了在空气被排出致动器时精确地控制应急阀。此外，由于在静止位置处的室中的压力与在完全被致动位置处的室中的压力之间的差异是最小的(例如，由于大的预设载荷和弹簧的低弹性系数)，所以通常难以使室中的压力和阀定位器的位置进行关联，并且因此而确定在致动器开始致动应急阀之前必须从室排出多少空气。另外，系统中的通信的、电气的和/或机械的延迟可能使得难以确定电磁阀应该致动致动器多长时间以部分地关闭和/或部分地打开应急阀和/或将应急阀返回到其静止位置。由于难以控制这种测试，所以应急阀通常不会致动，从而导致假否定(falsenegative)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：电磁阀，所述电磁阀被配置为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：在执行对所述电磁阀的测试之前，被设置在压力控制状态中，以将所述电磁阀的上游压力维持在预定的初始值；检测由所述电磁阀从第一状态转换到第二状态引起的、跨所述电磁阀的压力变化；在检测到所述压力变化时，将所述阀定位器从所述压力控制状态转换到饱和状态，在所述饱和状态期间，所述阀定位器提供充分的供应压力，在所述电磁阀从所述第一状态转换为所述第二状态时，所述充分的供应压力使所述阀定位器稳定，以执行对所述电磁阀的测试；以及维持所述饱和状态，直到跨所述电磁阀的压力返回到所述预定的初始值为止。

【技术特征摘要】
2016.10.20 US 15/298,7171.一种装置，包括：电磁阀，所述电磁阀被配置为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：在执行对所述电磁阀的测试之前，被设置在压力控制状态中，以将所述电磁阀的上游压力维持在预定的初始值；检测由所述电磁阀从第一状态转换到第二状态引起的、跨所述电磁阀的压力变化；在检测到所述压力变化时，将所述阀定位器从所述压力控制状态转换到饱和状态，在所述饱和状态期间，所述阀定位器提供充分的供应压力，在所述电磁阀从所述第一状态转换为所述第二状态时，所述充分的供应压力使所述阀定位器稳定，以执行对所述电磁阀的测试；以及维持所述饱和状态，直到跨所述电磁阀的压力返回到所述预定的初始值为止。2.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述阀定位器确定为跨所述电磁阀的压力已经达到了所述预定的初始值时，所述阀定位器返回所述压力控制状态。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀定位器经由终点压力控制而被设置到所述压力控制状态，以暂停所述阀定位器的所述充分的供应压力，从而控制所述电磁阀的上游压力。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀定位器包括压力控制器，所述压力控制器被旁通，以将所述阀定位器从所述压力控制状态转换到所述饱和状态，所述压力控制器被配置为影响所述阀定位器的上游压力。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀定位器接收波动的供应压力并将所述电磁阀的上游压力维持为比平均供应压力低一预定量。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀定位器被配置为使用所述预定的初始值来确定所述电磁阀的功能性。7.根据权利要求1所述的装置，其中，在对所述电磁阀的测试期间，所述阀定位器维持所述上游压力的所述预定的初始值，以产生一致的压力特性。8.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述电磁阀的临界流动和亚临界流动期间，所述阀定位器被维持在所述饱和状态。9.一种方法，包括：在执行对电磁阀的测试之前，通过经由处理器执行第一指令，将阀定位器设置在压力控制状态，以将应急系统的所述电磁阀的上游压力维持在预定的初始值；通过经由所述处理器执行第二指令，检测由所述电磁阀从第一状态转换到第二状态引起的、跨所述电磁阀的压力变化；在检测到所述压力变化时，通过经由所述处理器执行第三指令，将所述阀定位器从所述压力控制状态转换到饱和状态，在所述饱和状态期间，所述阀定位器提供充分的供应压力，以在所述电磁阀从所述第一状态转换到所述第二状态时使所述阀定位器稳定，从而执行对所述电磁阀的所述测试；以及通过经由所述处理器执行第四指令，将所述阀定位器维持在所述饱和状...

【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：发明
国别省市：美国,US