控制阀的部分冲程测试的自动速度搜索装置和方法制造方法及图纸

一种用于部分冲程测试中的控制阀的自动速度搜索装置，包括：滑阀，其可操作地连接到导阀，阻断阀。电子模块可操作连接到导阀、控制流体的源以及阻断阀。在滑阀的开启位置，第一控制流体入口流体地连接第一控制流体出口，在滑阀的关闭位置，第一控制流体出口流体地连接第二控制流体出口。一种确定最佳冲程速度的方法，包括重复为电子模块的主要和次级螺线管供电以及更新参数以移动控制阀的控制元件直到控制元件的运动在要求的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及控制阀或者致动器杆的速度捜索装置，并且更具体地涉及用于控制阀的部分冲程测试的自动控制阀或致动器杆的最佳速度捜索装置。
技术介绍
现有的过程控制系统经常 应用控制阀控制流体流动通过过程控制系统。因为控制阀偶尔出现故障，需要对过程控制装置或者过程控制部件，例如控制阀，进行周期诊断，以便确定这些装置的可用性和性能。确定过程控制装置的可用性可以允许更好地安排过程控制装置的维护，因此减少故障的发生和停机时间。这可以增加效率，安全和收入。过程控制系统可以使用多种传感器和其他測量设备观察过程控制装置的特性。例如，ー些现有的控制系统可以使用数字阀控制器測量并且从控制阀上多种传感器收集数据。用来评价控制阀的诊断是阀门特征测试，其測量致动器或者致动器阀孔相对于阀门的输入的位置，例如致动器压力或者控制信号。特征图表表示可以使エ厂操作者更容易观察或者检测阀门的特性变化，这些变化可能指示设备的退化，因此，一些控制系统可以米用阀维护软件，例如AMS. TM. ValveLink. RTM.来自圣路易斯的Fisher ControlsInternational LLC的软件,显示特征图表。一些可以由阀门特征测试确定的阀门特性可以包括，但是不局限干，阀门摩擦，致动器扭矩，死区和关断能力，以及致动器弹簧应变率和实验台设置。例如，当控制阀是新的吋，为了评估控制阀的性能，可以运行阀门特征测试(例如，阀门制造商测试)。本领域的技术人员可以理解，该阀门特征测试可以记录和/或跟踪可移动元件，例如阀塞，当控制阀打开或者关闭时在控制阀内的、相对于用于发起该可移动元件的移动而施加的致动压カ的、移动距离或者位置。因为随后的阀门特征测试随着时间在控制阀上进行，特征测试的结果可以相对于以前的测试而评论，从而确定不同的特性改变，例如致动器弹簧应变率和阀门摩擦或者力矩的变化，以确定是否发生控制阀的性能或控制的任何退化。一些过程控制系统可以有阀门定位设备(例如，定位器)，既测量阀门部件的实际位置又把实际位置与ー个要求的位置相比较。如果实际位置与想要的位置不相同，定位器调整实际位置以匹配要求的位置。因为定位器既测量到阀门致动器的信号输入也測量阀门部件的位置，定位器内的软件(或者可操作地连接到定位器的计算机里的软件)可以将真实的量度与期望或者基准測量相比较以确定阀门的性能是否发生退化。不过，不太尖端的过程控制系统可能利用没有定位器的控制阀。目前没有能够无需定位器而监控控制阀的性能的、简单、经济的设备。
技术实现思路
一种用于控制阀部分冲程测试的自动速度捜索装置包括可操作地连接到导阀的滑阀，所述导阀被配置为将所述滑阀放置于开启位置和关闭位置之一，所述滑阀包括第一控制流体入口、第一控制流体出ロ以及第ニ控制流体出口，所述第一控制流体入口流体地连接到控制流体源，所述第一控制流体出ロ配置为连接到阀门致动器；阻断阀，其流体地连接到滑阀的第二控制流体出ロ ；以及电子模块，其可操作地连接到所述导阀、所述控制流体源以及所述阻断阀，其中在所述滑阀的开启位置，所述第一控制流体入口流体地连接至所述第一控制流体出口，并且在所述滑阀的关闭位置，所述第一控制流体出口流体地连接至所述第二控制流体出口。—种自动确定用于在将控制元件从开启位置移动到关闭位置或反之时的部分冲程测试的最佳冲程速度的方法，包括提供最佳速度捜索装置，其包括可操作地连接到导阀和阻断阀的滑阀。电子模块可操作连接到所述导阀、所述控制流体源以及所述阻断阀，所述电子模块包括通信地连接到所述导阀的主螺线管和通信地连接到所述阻断阀的次级螺线管。在确定控制阀从开启位置到关闭位置运动的部分冲程最佳冲程速度时，最初通过測量阀门以全速或者最大速度从完全开启位置到完全关闭位置需要多长时间来确定脉冲时间(tj。选择阀门在降低或者受控的速度下从完全开启移动到完全关闭位置的期望的时 间(T)。T比tQ稍微大。也选择开启(或者关闭)步骤的总数目(N)。每个步骤的初始长度(例如，冲程速度系数(X))根据公式X = b/N确定，并且X的边界条件最初由公式Xmin=0，以及Xmax = B = T/N设定。在N/2个步骤完成之后，测量控制元件的位置。进行调节且重复测试，直到控制元件在全的冲程长度的一半和四分之一之间移动。更具体地，主、次级螺线管被反复开启或关闭以在测试期间控制控制元件的运动。从开启位置开始进行部分冲程测试时，主螺线管最初被切断电源。次级螺线管被切断电源X秒,此后,次级螺线管通电Y秒,其中Y = B-X。次级螺线管被反复断电X秒和通电Y秒，并且测量控制元件位置。此后，X，Xmax和Xmin被调整，重复测试，直到控制元件的运动是在全冲程长度的四分之一和全冲程长度的一半之间。当确定控制阀从关闭位置到开启位置的运动的部分冲程最佳冲程速度时，次级螺线管最初通电，主螺线管通电X秒、切断电源Y秒。测量控制元件的位置，重复测试，直到控制元件在全冲程长度的四分之一和全冲程长度的一半之间移动。附图说明图I为包括用于部分冲程测试的自动速度捜索装置的控制阀的截面图。图2是阀门特征图表的例子。图3是图I中自动速度搜索装置的示意图。图4是在图3中的自动速度捜索装置的示意图，其中滑阀位于开启位置。图5是在图3中的自动速度捜索装置的示意图，其中滑阀位于关闭位置。图6是图3中自动速度捜索装置的控制器当进行部分冲程测试使控制元件从开启位置移动到关闭位置时所采用的说明逻辑步骤的逻辑图。图7是图3中自动速度捜索装置的控制器当进行部分冲程测试使控制元件从关闭位置移动到开启位置时所采用的说明逻辑步骤的逻辑图。图8是图I中自动速度捜索装置中滑阀或阻断阀的ー个实施例的分解立体图。具体实施例方式虽然下列正文阐述本专利技术的示范性实施例的详细描述，应当理解，本专利技术的合法范围由在本专利最后给出的权利要求的词语所限定。详细描述仅是示例性的而并不描述每个可能的实施例，因为描述每个可能的实施例即便不是不可能，也将是不实际的。基于阅读本公开，本领域的技术人员能够使用当前技术或者本专利申请日之后开发的技术实现ー个或者更多替换实施例。这样的附加变形仍然落入定义本专利技术的权利要求的范围。用于过程控制系统的控制装置可以包括过程控制装置，例如控制阀，阻尼器或者其他可改变的开启装置，用于调制或者控制过程控制系统内的流体流动。虽然在此描述的示例性实施例是基于气动控制阀，在没有背离本专利技术的精神和范围的情况下，也可以考虑其他过程控制装置，例如泵、电动阀、阻尼器等。通常，控制装置，例如控制阀组件，可能位于导管或者管中，以通过使用联接的致动器改变可运动部件的位置控制流体流动，可运动部件例如在控制阀内的阀塞。对控制元件的调节可以用来影响ー些エ艺条件，以保持选择的流速、压強、流体液位或者温度。 控制阀组件通常由受调节的气动流体压强源操作，例如来自工厂压缩机的空气，然而可以使用其他控制流体。流体压强通过阀门控制设备被引入致动器(例如滑动杆阀的弹簧和隔膜致动器或者回转阀的活塞致动器)，阀门控制设备响应于从过程控制系统接收的信号而控制流体压强。致动器中流体压强的大小确定弹簧和隔膜或者活塞在致动器内的运动和位置，从而控制耦接到控制阀的控制器元件的阀杆的位置。例如，在弹簧和薄膜致动器中，隔膜必须抵靠偏置弹簧而工作，将控制元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制阀的部分冲程测试的自动速度搜索装置，所述自动速度装置包括：可操作地连接到导阀的滑阀，所述导阀被配置为将所述滑阀放置于开启位置和关闭位置之一，所述滑阀包括第一控制流体入口、第一控制流体出口以及第二控制流体出口，所述第一控制流体入口流体地连接到控制流体源，所述第一控制流体出口配置为连接到阀门致动器；阻断阀，其流体地连接到所述滑阀的所述第二控制流体出口；以及电子模块，其可操作地连接到所述导阀、所述控制流体源以及所述阻断阀，其中所述滑阀的所述开启位置流体地连接所述第一控制流体入口至所述第一控制流体出口，并且所述滑阀的所述关闭位置流体地连接所述第一控制流体出口至所述第二控制流体出口。

【技术特征摘要】
2011.06.23 US 13/167,4491.一种控制阀的部分冲程测试的自动速度搜索装置，所述自动速度装置包括 可操作地连接到导阀的滑阀，所述导阀被配置为将所述滑阀放置于开启位置和关闭位置之一，所述滑阀包括第一控制流体入口、第一控制流体出口以及第二控制流体出口，所述第一控制流体入口流体地连接到控制流体源，所述第一控制流体出口配置为连接到阀门致动器； 阻断阀，其流体地连接到所述滑阀的所述第二控制流体出口 ；以及 电子模块，其可操作地连接到所述导阀、所述控制流体源以及所述阻断阀， 其中所述滑阀的所述开启位置流体地连接所述第一控制流体入口至所述第一控制流体出口，并且所述滑阀的所述关闭位置流体地连接所述第一控制流体出口至所述第二控制流体出口。2.如权利要求I所述的自动速度搜索装置，其中所述电子模块包括可操作地连接到所述导阀的主螺线管和可操作地连接到所述阻断阀的次级螺线管。3.如权利要求2所述的自动速度搜索装置，其中所述电子模块包括通信地连接到所述控制流体源的第一压强传感器。4.如权利要求3所述的自动速度搜索装置，其中所述电子模块包括通信地连接到所述阀门致动器的第一腔的第二压强传感器。5.如权利要求4所述的自动速度搜索装置，其中所述电子模块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到所述阀门致动器的位置传感器接收位置信号，所述位置传感器产生指示致动器杆或者阀杆的当前位置的位置信号。6.如权利要求5所述的自动速度搜索装置，其中所述电子模块包括处理器，所述处理器读取来自所述第一压强传感器、所述第二压强传感器以及所述位置传感器的信号，所述处理器产生用于所述主螺线管和所述次级螺线管的控制信号。7.如权利要求6所述的自动速度搜索装置，其中所述控制信号是电脉冲，所述导阀和所述阻断阀响应于所述控制信号逐步打开或关闭。8.如权利要求I所述的自动速度搜索装置，其中所述滑阀包括阀体、设置在所述阀体内的中心孔、设置在所述中心孔内的穿孔套，和设置在所述穿孔套内的可滑动的活塞。9.如权利要求8所述的自动速度搜索装置，其中所述穿孔套包括多个开口，设置在所述穿孔套和所述阀体之间的一个或多个密封件将所述多个开口分成一个或多个组。10.一种具有用于部分冲程测试的自动速度搜索设备的控制阀，所述控制阀包括 阀体，所述阀体包括流体入口、流体出口和流体地连接所述流体入口和所述流体出口的流体通道； 设置在所述流体通道内的阀塞，所述阀塞与阀座相互作用以控制通过所述阀的流体流动； 连接到所述阀塞的致动器，所述致动器响应于控制信号在开启位置和关闭位置之间移动所述阀塞，所述致动器包括被隔膜分开的第一腔和第二腔，所述控制信号包括通过控制流体输入向所述第一腔的流体压强信号；以及 连接到所述致动器的自动速度搜索装置，所述自动速度搜索装置包括， 可操作地连接到导阀的滑阀，所述导阀被配置为将所述滑阀移动到开启位置和关闭位置之一，所述滑阀包括第一控制流体入口、第一控制流体出口以及第二控制流体出口，所述第一控制流体入口流体地连接到控制流体源，所述第一控制流体出口配置为连接到阀门致动器； 阻断阀，其流体地连接到所述滑阀的所述第二控制流体出口 ；以及 电子模块，其可操作地连接到所述导阀，所述控制流体源以及所述阻断阀， 其中，所述自动速度搜索装置反复地搜索用于阀特征测试的最佳阀塞致动速度。11.根据权利要求10的控制阀，其中所述电子模块包括可操作地连接到所述导阀的主螺线管和可操作地连接到所述阻断阀的次级螺线管。12.根据权利要求11的控制阀，其中所述电子模块包括通信地连接到所述控制流体源的第一压强传感器。13.根据权利要求12的控制阀，其中所述电子模块包括通信地连接到所述致动器的第一腔的压强传感器输入端。14.根据权利要求13的控制阀，其中所述电子模块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到所述致动器的位置传感器接收位置信号，所述位置传感器产生指示致动器杆或者阀杆的当前位置的位置信号。15.根据权利要求14的控制阀，其中所述电子模块包括处理器，所述处理器读取来自所述压强传感器、所述压强传感器输入端以及所述位...

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