截止阀组件及检测其状态的感测子系统技术方案

一种用于流体供应系统的截止阀组件，包括截止阀，其中阀构件可在截止阀中移动以截止通过流体导管的流体流。该截止阀组件包括传感器靶组件和转子，传感器靶组件具有位于阀壳体外部的传感器靶，转子被构造为将阀壳体内的阀构件的旋转传递到传感器靶。近距离传感器位于阀壳体的外部，并构造成基于传感器靶的旋转产生阀关闭信号，该信号表示开始关闭截止阀。该设计适用于相对高温和高振动的环境。

Globe Valve Component and Sensor Subsystem for Detecting Its State

【技术实现步骤摘要】
截止阀组件及检测其状态的感测子系统
本公开总体涉及流体供应系统中的截止阀，并且更具体地涉及用于检测能够在恶劣条件下保持稳健的截止阀的状态的策略。
技术介绍
各式各样的截止阀被用在在流体系统中来截止流体向目标的流动。截止流动可以是为了避免溢出存储容器等、停止排放，或为了各种其他目的。在内燃机系统中，在某些应用情形下希望提供一种用于快速截止向发动机供应空气的机构。多年来，已经提出了各种用于发动机关闭的策略。然而，已经观察到，断绝发动机的空气来源通常是最有效且可靠的快速停止运行方式。在存在可燃气体的某些环境中使用的发动机特别需要快速关闭发动机。例如，在窨井口处，诸如天然气的可燃气体有时可能从钻孔或密闭容器中泄漏或逃逸。在这样的环境中运行的发动机最终可能面临着多余的燃料供应，多余的燃料以进入进气系统的气体的形式存在，这会产生不合乎期望的后果，例如发动机超速。在其他情况下，发动机可能由于燃烧其他可燃燃料而超速，例如燃烧木屑、酒精、汽油蒸汽、氢气，在富氧气氛中，或者甚至燃烧的就是其自己的油供给或柴油燃料供给，比如在燃料架被卡住等情况下。例如，掩闸空气截止阀提供了在壳体内枢转以阻塞发动机进气系统中的空气供应管道的闸门。这种截止阀可经受相对恶劣的条件，包括经受来自发动机的振动激励，以及温度极限。公开号为2015/0315983的美国专利申请涉及一种用于通过选择性地阻止空气进入进气口来关闭发动机的方法和装置。根据'983公开文本，一旦检测到一个或多个预定的发动机条件，则具有蝶形阀性质的阀被电磁致动以移动到关闭位置，从而阻止空气进入发动机进气口。尽管所公开的策略可能具有某些特定的应用，但是可能存在与可靠性、误脱扣或性能随时间而下降相关的缺点。
技术实现思路
在一个方面，用于流体供应系统的截止阀组件包括具有阀壳体和阀构件的截止阀，阀壳体中形成有流体导管，阀构件在阀壳体内的打开位置和关闭位置之间可移动，以选择性地截止通过流体导管的流体流动。该截止阀组件还包括传感器靶组件和转子，传感器靶组件具有位于阀壳体外部的传感器靶。转子延伸穿过阀壳体并将传感器靶联接到阀构件，使得传感器靶响应于阀构件的移动而旋转。近距离传感器位于阀壳体的外部，并构造成响应于阀构件的移动基于传感器靶的旋转产生阀关闭信号。在另一个方面，用于监测流体供应系统中的截止阀的感测子系统包括近距离传感器和支撑臂，该支撑臂被构造成用于将近距离传感器支撑在截止阀的阀壳体外部的位置。该感测子系统进一步包括传感器靶，该传感器靶具有其中形成有孔的基部，该孔限定了中心轴线，用于接纳转子，该转子延伸穿过该阀壳体以便将该截止阀中的阀构件的旋转传递至该传感器靶。传感器靶还包括连接到基座的头部。该头部包括靶表面，该靶表面限定围绕中心轴线周向延伸的弧。在又一方面，监测流体供应系统中的截止阀的状态的方法包括：响应于在截止阀中的阀构件在打开位置和关闭位置之间的移动而旋转位于截止阀外部的传感器靶。该方法还包括：通过位于截止阀外部的近距离传感器来感测传感器靶的旋转，并且基于对传感器靶的旋转的感测，从近距离传感器输出阀关闭信号。附图说明图1是根据一个实施例的机械系统的示意图；图2是根据一个实施例的适用于图1的机械系统中的流体供应系统的部件的示意图；图3是根据一个实施例的包括贯穿截止阀组件的详细放大的截面示意图；图4是根据一个实施例的截止阀组件的示意图；图5是根据一个实施例的感测子系统的分解图；和图6是根据一个实施例的感测子系统的部件的示意图。具体实施方式参见图1，示出了根据一个实施例的机械系统10，并且其示出的情境如下：内燃机系统，该内燃机系统例如可以用于发电、产生移动式机械中的推进动力、操作泵或压缩机，或用于其他各种用途。机械系统10(以下称为“系统10”)包括诸如内燃机的机械12。机械或发动机12(以下称为“发动机12”)包括其中形成有多个气缸16的发动机壳体14。多个活塞(未示出)中的每一个可以在每个气缸16内移动，从而以大致传统的方式旋转曲轴。曲轴中心线以15表示。进气歧管18与壳体14联接，排气歧管20也是如此。系统10可以进一步包括具有压缩机23的第一涡轮增压器22，以及涡轮机24，该涡轮机被构造成用于将流体(例如空气或与其他流体混合的空气)压缩并供应到进气歧管18。具有压缩机26和涡轮27的第二涡轮增压器25可设置成与涡轮增压器22流体平行。在本情境下，考虑了单一的涡轮增压器设计、多个连续的涡轮增压器级，或其他设置。涡轮24和27可以接收来自排气歧管20的热废气，并且旋转以引起压缩机23和26的旋转，从而以通常已知的方式向发动机12提供进气流。后冷却器28可以流体地定位在压缩机23和26之间并且接收平行的压缩空气流以供给到发动机12。发动机12可与变速器和/或任何其他种类的扭矩传递装置和负载联接。本公开所考虑的一种应用是在窨井口、压裂钻塔或海上石油平台或天然气平台上。如上所述，这些环境和其他环境可能经历短效可燃气体的存在，因而提供一种或多种机构，用于在发动机超速或者可能由于在用于燃烧的进气流中存在可燃流体或其他材料而导致的其他问题的情况下，截止流向发动机12的气流。系统10进一步包括流体供应系统30，该流体供应系统30与涡轮增压器22和25联接并且流体地定位在涡轮增压器22和25与后冷却器28之间。流体供应系统30包括截止阀组件32，并且在所示实施例中包括两个截止阀组件32和132，这两个截止阀组件32和132被构造成用于截止来自压缩机23和26中的相应一个的进气流。可以注意到，每个截止阀组件32和132大致定位在曲轴中心线15上方。本领域技术人员熟知许多流体供应系统所经历的恶劣条件的和典型的高温条件，特别是涡轮增压进气系统(例如流体供应系统30)所经历的恶劣条件的和典型的高温条件。大致如图所示，在曲轴中心线15上方几英尺的位置，以及在发动机系统中或发动机系统上的许多其他安装位置，会经受显著的振动。通常，振动，和高温、温度循环这样的恶劣条件，以及热疲劳和/或引发磨损的条件可能与截止阀性能下降、误脱扣和可靠性随时间而降低有关。按照期望，在服务间隔之间，某些发动机得连续运行数百小时，数千小时也是常有的事。以下描述将进一步清楚呈现的是，设想截止阀组件32和132，尤其是相关联的部件能够抵抗不合乎希望的现象，例如磨损、误脱扣，以及其他，并且设想其配备有用于监测阀状态的稳健的感测硬件和系统。现在进一步参照图2和图3，分别示出了流体供应系统30的部件的俯视图和贯穿截止阀组件32的剖视图，其以额外的细节示出了某些特征。截止阀组件32包括截止阀33，截止阀33具有阀壳体34和致动器孔42，阀壳体34包括外壳体表面36和内壳体表面38，内壳体表面38形成用于向发动机12供应流体的流体供应管道40，致动器孔42通过外壳体表面36处的外孔端43打开。截止阀33可以流体地定位在进气管44等与流体供应系统30中的邻接壳体之间，在所示的情况下是后冷却器28的壳体。在此对截止阀组件32的描述应理解为类似地涉及截止阀组件132和相关部件，这些部件可以与截止阀组件32的部件基本相同，或者除了某些部件是镜像之外基本上相同。根据本公开的机械系统中的两个或多于两个截止阀可以是相同的并且在一些实施例中是彼此可互换的。截本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于流体供应系统的截止阀组件，包括：截止阀，其包括阀壳体和阀构件，所述阀壳体具有形成于其中的流体导管，所述阀构件在所述阀壳体内在打开位置和关闭位置之间可移动，以选择性地截止通过所述流体导管的流体流；传感器靶组件，其包括位于所述阀壳体外部的传感器靶，以及转子；所述转子延伸穿过所述阀壳体并且将所述传感器靶联接到所述阀构件，使得所述传感器靶响应于所述阀构件的移动而旋转；和近距离传感器，其位于所述阀壳体的外部并且被构造成基于所述传感器靶的旋转响应于所述阀构件的移动而产生阀关闭信号。

【技术特征摘要】
2018.03.29 US 15/9404281.一种用于流体供应系统的截止阀组件，包括：截止阀，其包括阀壳体和阀构件，所述阀壳体具有形成于其中的流体导管，所述阀构件在所述阀壳体内在打开位置和关闭位置之间可移动，以选择性地截止通过所述流体导管的流体流；传感器靶组件，其包括位于所述阀壳体外部的传感器靶，以及转子；所述转子延伸穿过所述阀壳体并且将所述传感器靶联接到所述阀构件，使得所述传感器靶响应于所述阀构件的移动而旋转；和近距离传感器，其位于所述阀壳体的外部并且被构造成基于所述传感器靶的旋转响应于所述阀构件的移动而产生阀关闭信号。2.根据权利要求1所述的截止阀组件，其中，所述近距离传感器包括非接触式近距离传感器；且其中，所述非接触式近距离传感器包括电磁换能器。3.根据权利要求2所述的截止阀组件，其中，在当所述阀构件处于所述打开位置时被占用的所述传感器靶的第一位置处，第一间隙在所述传感器靶和所述近距离传感器之间延伸，并且在当所述阀构件从所述打开位置移动离开到所述关闭位置时被占据的第二位置处，不同于所述第一间隙的第二间隙在所述传感器靶和所述近距离传感器之间延伸；并且其中，所述第一间隙大于所述第二间隙，使得所述传感器靶通过从所述第一位置旋转到所述第二位置而接近所述近距离传感器。4.根据权利要求3所述的截止阀组件，其中：所述阀构件和所述传感器靶中的每一个围绕所述转子的旋转轴线在所述相应的打开位置和关闭位置以及所述第一位置和第二位置之间枢转；并且所述阀构件的所述打开位置与关闭位置之间的第一枢转角度大于所述传感器靶的所述第一位置与第二位置之间的第二枢转角度。5.根据权利要求1所述的截止阀组件，其中：所述阀构件包括闸阀构件，其能在所述打开位置与所述关闭位置之间移动穿过所述流体导管，并且其中所述转子包括枢轴销，其将所述闸阀构件支撑在所述阀壳体内；所述枢轴销...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·劳伦斯，R·S·卡普林格，B·A·斯塔克，J·J·斯塔布尼克，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US