在此描述了用于确定气动式控制阀组件的故障模式的装置与方法。控制阀组件能够诊断该控制阀组件中的故障，并且辨别该控制阀组件(56)中的控制流体泄漏的位置。该控制阀组件包括控制阀(22)、致动器(24)以及定位器(56)。该致动器包括致动器外壳中的致动器排放口(63)，该致动器排放口连接至流动开关(65)。通过确定通过该致动器排放口的流动条件，该定位器确定控制流体泄漏是否位于控制管路(57)中或隔膜(48)中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及控制阀组件，更具体地，涉及诊断和报告控制阀中的故障模式的控制阀组件。
技术介绍
过程控制阀用于大量的工业应用中，以控制流体的流动。例如，在化学处理工厂或炼油厂中，控制阀用于操作流动流体，以补偿按需要的增加或减少，或其他负荷扰动，并且因此保持流体流动得到调节。控制阀通过被提供为具有控制阀、控制阀致动器以及定位器的控制阀组件的一部分。控制阀包括入口和出口，以及在入口与出口之间的可移动的阀塞。通过调节阀塞的位置，调节通过阀的流体流动。控制阀致动器通常包括连接至阀塞的阀杆，以及为移动阀塞提供必需的原动力。定位器提供了闭环反馈系统，其将加压流体提供给控制阀致动器(其可以包括由隔膜分开的两个腔室)，并且定位器监控阀塞的位置，或更通常地监控致动器杆的位置，并且将该位置与期望的设定点比较。如果检测出在实际位置与期望的设定点之间具有会导致通过阀的不希望的流动的偏差，则定位器将流体信号发送至致动器，以相应地调节配量装置的位置。能够以各种形式提供这种阀组件。在一个常用布置中，控制阀被称为滑动阀杆阀。 在这种阀中，滑动阀塞或活塞被设置在阀的入口与出口之间。根据活塞的位置，调节在入口与出口之间的开口的横截面积，因此允许较多或较少的流体穿过该阀。也能够以各种形式提供用于这种控制阀的致动器，但是该致动器通常具有可移动的杆，其直接耦接至从阀塞延伸而来的阀杆，并且该致动器在致动器的隔膜壳内使用空气压强或其他流体压强，以由此使得致动器杆移动。这种系统的定位器通常安装在致动器的外部，并且包括在定位器中的传感器，其适于接收来自安装在致动器的滑动杆上的发送器的信号。定位器包括流体地将定位器连接至控制阀致动器的管道，以便将流体信号作为控制流体压强发送给致动器。该管道可以在控制阀的外部，或该管道可以包括在外壳中。近来，已经引入了所谓的“智能”定位器，其能够诊断并且报告控制阀内的某种故障。智能定位器的一个示例是由费希尔控制所制造的FIELDVUE 定位器。在在此引用作为参考的美国专利公开号2001/0037159中描述了另一个这种定位器。这种定位器诊断并通过发送信号给中央处理控制器来报告各种控制阀故障。智能定位器可以经由任意数量的协议与中央过程控制器通信。该些协议包括但不限于FOUNDATION 现场总线协议和HART 协议。虽然已知的智能定位器能够检测控制阀中的某种普遍的故障，但是这些定位器不能够区分控制阀组件内的控制流体泄漏的某个类型。控制阀组件中的控制流体泄漏能够发生在定位器与致动器之间、管道中或隔膜自身中。虽然管道中的控制流体泄漏通常维修起来较容易且便宜，但是隔膜自身中的控制流体泄漏维修起来将更加昂贵及耗时。在许多控制阀位于过程控制系统中的远程位置的情况下，当智能定位器报告控制流体泄漏时，维修人员必须携带所有的、对于维修管道泄漏或隔膜泄漏而言必需的零件和工具。附图说明图1示出了根据本公开教导构建的滑动阀杆控制阀组件的立体图；图2示出了图1的滑动阀杆控制阀的截面图；图3示出了包括定位器的、图1的滑动阀杆控制阀的截面图；图4示出了用于诊断图1的滑动阀杆控制阀中的控制流体泄漏的位置的方法的逻辑图；图5示出了根据本公开教导构建的滑动阀杆控制阀组件的一个替代的实施例；以及图6示出了根据本公开教导构建的滑动阀杆控制阀组件的另一个替代的实施例。虽然本公开易受各种变形和替代结构，但是在附图中已经示出了本专利技术的某些示范性的实施例，并且将在下文中详细描述。然而，应当理解，并没有将本公开限制至所公开的特定的方式的意图，与之相反，意图是覆盖落入本专利技术的精神和范围内的所有变形、替代的结构和等同物。具体实施例方式现在参考附图，并且具体地参考图1，由附图标记20指出控制阀组件。控制阀组件 20包括控制阀22，控制阀致动器M连接至控制阀22。虽然在此所述的控制阀组件20将称为滑动阀杆类型的控制阀，但是本公开的教导能够用于其他类型的控制阀，包括但不限于旋转阀、蝶形阀以及类似的。现在参考图2，详细地示出了控制阀22，其包括具有入口观和出口 30的外壳沈。 虽然未示出，但是能够理解，阀22适于允许流体从入口观流动至出口 30，并且通过调节可滑动地设置在外壳26内的阀塞32的位置，也能够调节流体流过的体积和速率。通过调节连接至阀塞32的阀杆34的位置，来调节阀塞32的位置。更具体地，通过调节阀杆34的位置，能够看见，还调节了阀塞32相对于设置在入口观与出口 30之间的座圈33的位置。致动器M调节阀杆34的位置，并且由此调节阀塞32的位置。致动器M包括外壳36，在外壳36中，致动器杆38适于往复移动。更具体地，在所示出的实施例中，外壳36 在其基底处包括轭40，在其顶部处包括隔膜壳42。轭40限定底部40，该底部适于安装至阀 22。由弹簧和流体压强控制致动器杆38的移动。如图3中最佳地所示，致动器杆38 连接至位于隔膜壳42内的隔膜48。螺旋弹簧50围绕致动器杆38设置，并且在图3中通过作用在隔膜48和弹簧座52上来朝上偏置隔膜48。因此，在图3中，弹簧50朝上偏置隔膜48、致动器杆38、阀杆34以及阀塞32。因此，能够看见，根据阀塞32与阀座33的相对关系，可以以正常打开或正常关闭的阀的形式提供控制阀22。为了移动阀塞32并且由此调节阀22的位置，在隔膜壳42中调节控制流体压强。 更具体地，值得注意的是，隔膜48将隔膜壳42分别分成上腔室53和下腔室M。隔膜48可以至少部分地由隔膜板49支持。通过调节通过控制管路57的在上腔室53中的控制流体压强，通常为空气压强，使得隔膜板48根据弹簧50与上腔室53中的控制流体压强之间的相对力朝上或朝下移动。示出的致动器M只是适于调节控制阀22的阀杆和阀塞的位置的一种类型的致动器。其他类型的致动器也是可能的，并且被包括在本申请的范围内。使用例如上述的结构，能够看见，能够调节阀塞32的位置，以因此调节通过阀22 的流体的流动。然而，为了精确地放置阀塞32，并且由此精确地控制通过阀22的流体的流动，提供了定位器56。定位器56包括外壳58，该外壳具有连接至加压控制流体源(未示出)的流体入口 60、控制流体排放口 61以及控制管路57。定位器56可以包括发送器(未示出)，其适于当致动器杆38朝上和朝下移动时产生信号。此外，定位器56可以包括接收器(未示出)，其适于监控由发送器产生的信号，并且由此确定杆38的相对位置。转而，确定了阀塞32的位置，并且如果阀塞32放置不合适，则定位器56能够产生相应的校正信号， 该校正信号能够通过控制管路57发送，以通过改变上腔室53中的控制流体压强来致动杆 38。更具体地，定位器56可以包括处理器和存储器(未示出)，处理器可以将接收的信号与存储在存储器中的设定点比较，以由此产生校正信号。替代地，定位器56可以通过直接线路、射频通信等将接收的信号传输至远程处理器，该远程处理器继而产生校正信号并且将其发送至致动器对。当上腔室53中的控制流体压强上升时，随着上腔室53中的控制流体压强克服由弹簧50产生的弹簧力，隔膜48朝下移动。在该图中，当隔膜48朝下移动时，下腔室M的容积减少，而上腔室53的容积上升。上腔室53的增加的容积由来自控制管路57的控制流体填充。下腔室包括致动器排放口 63，以允本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·D·威科，
申请(专利权)人：费希尔控制国际公司，
类型：发明
国别省市：
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