用于阀控制应用的微型发电机制造技术

一种微型发电机被集成在气动阀控制器中，从而该微型发电机由同一个用于操作阀的压缩空气供应源供以动力。微型发电机包括连接到直流发电机的微型涡轮，和用于驱动微型涡轮以经由发电机发电的压缩空气源。系统可以包括气动地连接到压缩空气供应源的阀控制器。该阀控制器可以包括用于显示阀控制器的状态的电子器件。所述系统可以包括与阀控制器通信以便显示阀控制器的状态的电子现场装置。微型涡轮发电机可以电连接到现场装置以向电子现场装置供电。披露了其它实施例并且对这些实施例要求权利。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例总体上涉及阀控制领域，并且更具体地，本专利技术的实施例涉及用于增强阀控制装置的功能性的微型涡轮发电的领域。
技术介绍
目前许多阀用气动致动器驱动来打开和关闭。为了能够操作，这种致动器需要持续的压缩空气供应源。当用这种阀成为自动控制环路的一部分(即，来支持过程自动化)时，阀借助于被称为控制装置的阀定位器或者电磁阀来控制(定位)。控制装置用来打开、关闭、或者调制附接了该控制装置的阀的位置。大多数情况下，这些控制装置是电子装置，因此需要电力源来操作。这带来了挑战，因为这种被自动控制的阀的最大市场是常位于危险和/或难以到达的地域中的油气工业、石化工业和化学工业。这对电子装置以及对该装置的电源的易接近性(accessibility)强加了严峻的限制。欠缺充足的电源是难以构建出具有大量功能性的控制装置(以及其它类型的现场装置)的。例如，许多现场装置并不具有可以在手机中找到的相同性能，诸如全色图形显示器、大量RAM等等。因而，需要一种用于在各种操作环境中为阀控制器供电以提供增强的功能性的改进的装置。
技术实现思路
所披露装置是一种被集成在气动阀控制器中的微型发电机，该微型发电机由同一个用于操作阀的压缩空气供应源供以动力。结果得到了一种高度可靠的电力源，其可以被用来为在包括危险应用场合和分类应用场合的各种应用场合中使用的现场装置提供增加的功能性。在一个实施例中，微型发电机包括连接到小型直流发电机的微型涡轮，和用于驱动微型涡轮以经由发电机发电的压缩空气源。所披露的布置可以减轻上文提及的与现有阀控制装置相关的一些限制。本专利技术披露了一种用于向阀控制系统供电的系统。该系统包括压缩空气供应源和气动地连接到该压缩空气供应源的阀控制器。所述阀控制器还可以具有用于显示控制器的状态的电子器件。主电源向阀控制器的电子器件供电。该系统还包括与阀控制器通信以显示阀控制器的状态的电子现场装置。该系统还包括气动地连接到压缩空气供应源的微型涡轮发电机。微型涡轮发电机被构造成将来自压缩空气供应源的动力转化成电力。微型涡轮发电机还电连接到现场装置以便向电子现场装置供电。本专利技术披露了一种用于向阀控制装置供电的方法。该方法可以包括为阀控制器提供压缩空气供应源，所述阀控制器具有用于显示该控制器的状态的电子器件；为电子器件供电；使用与阀控制器通信的电子现场装置来显示所述阀控制器的状态；使用气动地连接到压缩空气供应源的微型涡轮发电机将来自压缩空气供给装置的动力转化成电力；以及，将电力提供给电子现场装置。附图说明附图示出了所披露装置的示例性实施例，这些示例性实施例迄今被设计用于实际应用所披露装置的原理，并且其中图I是结合有所披露微型发电机的阀控制系统的示意图；图2是图I的系统的方框图；图3是用在图I的系统中的微型涡轮发电机的剖视图；并且图4是被安装在示例性滑阀中的图3的微型发电机的剖视图。具体实施例方式所披露系统米用了由微型发电机(常称为微型润轮发电机(MTG))产生的补充电力，所述微型发电机由同一个用于操作相关联的气动阀的压缩空气源供以动力。微型涡轮发电机将另外的电力提供给各种现场装置中的任一个现场装置。与主电源并联地提供这种另外的电力，但该另外的电力与主电源保持分离。参照图1，示出了一种阀控制系统1，该阀控制系统包括被气动操作的球阀2、气动阀控制器4、用于操作气动阀控制器的压缩空气供应源6、与压缩空气供应源连接的微型涡轮发电机8、主电源10、本质安全栅(IS barrier) 12、和现场装置14。将应当理解，不是在所有应用场合中都需要本质安全栅12，但是对于危险环境应用场合而言通常需要它。主电源10和微型涡轮发电机与现场装置14连接，该现场装置在一个实施例中是在Windows上运行的现场通信器。现场装置14可以具有各种特征，例如，彩色背光显示器、带有屏上按钮(on-screen button)的触摸屏和物理导航按钮。在现场装置14中还可以提供有其它的功能性。在所示实施例中，微型涡轮发电机8位于阀控制器4的内部。当前尚未有这种带有嵌入式微型涡轮发电机的装置。然而将应当理解，可以根据期望将微型涡轮发电机设置在其它位置处。图2是方框图，示出了图I的系统的部件的相互连接。空气供应源6与微型涡轮发电机气动地连接，该微型涡轮发电机又与一个或者更多个外围电子器件9电连接。在一个实施例中，外围电子器件包括现场通信器14，该现场通信器具有关于图I的系统所描述的功能性。主电源10向阀控制器4的主电子板11供电。主电子板11和外围电子器件9可以经由通信链路16连接起来，该通信链路可以是硬线链路或者无线链路。通信链路16可以在外围电子器件与主电子板之间提供电流隔离18。图3示出用在图I和2的微型涡轮发电机8中的示例性微型涡轮组件18。如将应理解地，微型涡轮组件18进行操作，以便将来自压缩空气供应源的能量转化成旋转运动，该旋转运动继而使可以与小型直流马达连接的轴旋转。因此，来自压缩空气供应源6的空气经由气动连接器20进入组件18并且经由一组静止不动的喷嘴22膨胀，在这些喷嘴处空气 沿着与涡轮转子24相切的方向偏转。空气通过转子24之后经出口盘28中的开口 26离开。外壳30包含上述部件。轴32可以将涡轮转子24的旋转运动传送给直流发电机32(图4)。在一个实施例中，外壳30具有约15毫米的直径和约25毫米的长度。微型涡轮发电机8可以包括图3的微型润轮组件18,并且在Jan Peirs, Dominiek等人的“A Microturbine forElectric Power Generation，，(发表于 MME’ 02,13th Micromechanics Europe Workshop,2002年10月6号至8号在罗马尼亚锡纳亚举办)得以更加详细地描述，该文献的整个内容以引用的方式并入本文。在备选实施例中，简化的微型涡轮发电机8可以包括被附接至无刷式直流马达的轴的小型涡轮机叶片(螺旋桨)。图4示出了将图3的微型涡轮组件18结合入微型涡轮发电机8中以便集成入图I的阀控制器4中的实施例。微型涡轮发电机包括直流发电机32，该直流发电机将涡轮转子的旋转运动转化成直流电力。该电力继而被用来支持与阀控制器4相关联的电子组件34。如可以看到地，电子组件34包括显示器36。来自直流发电机32的另外的电力可以被提供到一个或者更多个现场装置(参见图I)。所披露的系统的优点在于，该系统与现有的主电源并联地使用，因此即使空气供应源被中断，阀控制装置和现场装置也不会失去电力。微型 涡轮发电机8与主电源并联使用是有益的，从而微型涡轮发电机可以将电力供给到另外的RAM (其在HART装置中已是关键的)以及诸如能够实现背光的功能更强的IXD。在又一个备选实施例中，微型涡轮发电机可以与电池或者超级电容器连接以储存电力，以便之后空气供应源发生中断时用来向无线控制装置供电。虽然已经参照某些实施例披露了本专利技术，但是如同在所附权利要求中限定的那样在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下能够对所述实施例进行多种修改、改变和变化。因此，本专利技术意欲不受所述实施例的限制，但是本专利技术具有由以下权利要求及其等同方案的语言所限定的全部范围。权利要求1.一种用于向阀控制装置供电的系统，其包括 压缩空气供应源； 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：L·迈纳维尼，W·D·费拉西，
申请(专利权)人：西锁控制公司，
类型：发明
国别省市：