[发明专利]低消耗气动控制器

说明书

相关申请

本申请要求作为于2007年9月10日递交的申请号为11/852,786的美国 申请的后续部分的优先权，并且本申请要求于2006年10月2日递交的申请 号为60/827,823的美国临时专利申请的权益，上述各申请的全部内容通过引 用合并于此。

技术领域

本公开大体上涉及气动控制器，更具体而言，涉及一种使用在要求非常 低的供应流体消耗的过程控制应用中的气动控制器的改进。

背景技术

过程控制系统典型地使用诸如压缩空气或气体等供应流体来操作过程 控制系统内的气动过程控制部件。在远程地点，过程控制系统还已知为使用 受控的过程介质来操作诸如气动仪器或控制器等控制系统部件和控制阀致 动器。在很多过程应用中，被用来操作控制系统的气动供应流体的一部分可 能在操作期间被消耗(即，供应气体在操作期间被排放，没有被捕获或再循 环)。例如，一般已知的是，闭合回路气动控制器经常使用比例带阀来调节 气动控制器的伺服回路内的反馈信号。大多数比例带阀被实施为将一部分供 应流体排放或者排出到大气中的可预设定的三通阀或二通分压器。

用于操作气动控制器的供应流体或者气体的量可分成两类：使诸如控制 阀等气动控制装置工作所需的供应流体，以及被消耗或者膨胀来操作气动控 制器的供应流体。例如，在需要压力控制的系统中，包括控制阀和气动控制 器的控制回路可被使用。对于这种控制回路，供应气体被用来致动或者移动 控制阀，并且在气动控制器的操作期间被消耗以产生气动控制信号来致动控 制阀。过程控制回路内的将供应流体排放到大气的元件本质上浪费排放中的 供应流体。在一些过程控制应用中，大量供应流体被浪费。作为示例，比例 带阀可排出高达80％的用于操作控制器的供应气体。

根据受控过程，供应气体的排出在某些情况下可产生问题并且是昂贵 的，例如在天然气用作供应流体的天然气工业中。这样，如天然气等高价值 流体的损失可为操作者提供限制供应流体消耗的重要的经济动机。另外，供 应流体泄漏对环境的影响和对某些种类的排放或排出超过限制的现有规定 处罚形成限制气动仪器消耗的另外的激励。即使在压缩空气用作供应气体的 非远程地点，压缩空气从众多气动控制器的排放可增大供应压缩空气所需的 压缩机的操作成本和/或尺寸。

发明内容

根据一个示例，一种用于控制过程的气动控制器包括：气动控制架，用 于向控制元件提供过程控制信号；气动反馈组件，用于向所述气动控制架提 供表示所述过程的反馈控制信号，其中所述反馈控制信号修改所述过程控制 信号；以及连接到所述气动反馈组件的反馈比例配置装置，用于提供对所述 反馈控制信号的调节。

根据另一示例，一种用于气动过程控制器的反馈比例配置装置包括：反 馈检测器，用于提供表示控制信号的反馈信号；和悬臂组件，用于提供对所 述反馈信号的预定调节。所述悬臂组件实质上减小所述气动过程控制器的供 应流体消耗。

附图说明

相信具有新颖性的本发明的特征具体阐释在所附权利要求中。通过参见 下面结合所附附图的描述可对本发明进行最佳的理解，其中各附图中相同的 附图标记表示相同的元件，其中：

图1为表示包括悬臂反馈调节机构的示例性气动控制器的示意图；

图2为悬臂反馈调节机构的放大图；

图3为表示用于气动控制器的偏心凸轮调节器的示意图；

图4A为用于气动控制器的示例性齿条齿轮反馈机构的透视图；

图4B为示例性齿条齿轮反馈机构的外侧齿条的侧视图；

图4C为示例性齿条齿轮反馈机构的剖视端视图；和

图5为示例性齿条齿轮反馈机构的悬臂的俯视图。

具体实施方式