[发明专利]用于阀促动器的控制单元

说明书

技术领域

本发明涉及用于阀促动器的控制单元，并且更特定而言，涉及控制单元的各种部件和包括于控制单元中的处理单元起始信号的方式。

背景技术

目前，存在若干不同类型的阀并且根据其类型而在各种应用中采用。一些类型的阀为座阀，其包括例如单座阀和双座阀、隔膜阀、蝶阀等。

座阀通常受到促动器控制，促动器分别通过移动阀盘远离阀座和与阀座接触来打开和闭合阀。当阀盘抵接阀座时，即当使阀盘与阀座接触时，闭合座阀。当不使阀盘与阀座接触时，则打开阀。促动器具有弹簧，弹簧经由促动器活塞、活塞杆和阀杆向阀盘施加力，使得其与阀座接触，这有效地闭合阀。通过向促动器活塞施加压力使得生成与弹簧施加的力抵消的力而打开阀。当由压力生成的力克服了弹簧施加的力时阀打开。只要施加的压力足够高以生成克服由弹簧施加的力的力，则阀保持打开。

当压力在促动器中施加到阀打开的程度时，促动器被称作被“加压”或“启用”。当不施加压力或压力低到使得阀闭合时，促动器被称作“减压”或“停用(de-activation)”。施加这种启用和停用以分别打开或闭合座阀的促动器在许多工业中常用并且描述于多种专利文献中，例如在WO9724541中。促动器通常被称作“常闭”促动器，这表示促动器必须被加压或启用来抵消弹簧来使阀打开。“常开”促动器必须被加压或启用来抵消弹簧使得阀闭合。在其它方面，常开的促动器和常闭的促动器通常共有相同的性质。

其它类型的阀，例如蝶阀和隔膜阀，常常由类似的促动器来操作，类似的促动器可分别被“加压”或“启用”，或者“减压”或“停用”，以打开或者闭合阀(或者如果促动器为常闭促动器，则分别闭合或打开阀)。

由促动器操作的座阀、蝶阀和隔膜阀通常具有牢固的构造，并且在促动器被启用或停用后，可假定阀实际上分别打开或闭合(或对于常开促动器而言，分别闭合或打开)。但是，阀在一些情况下可并不正常操作，例如，如果向促动器供应压力的流体管线破裂。为了处置这种情形，发展了控制单元来估计或验证阀是否打开或闭合。但是，这些控制单元相对复杂且因此相当昂贵。

发明内容

本发明的目的在于改进上述技术和现有技术。特别地，本发明的目的在于提供一种控制单元，其能以简单并且可靠的方式来估计促动器是否被启用或停用。

为了实现这些目的，提供了一种用于阀促动器的控制单元。该控制单元包括：i)流体管线，其可连接到阀促动器的压力腔室；ii)控制阀，其配置成打开和闭合流体管线以在控制阀处于启用模式时启用促动器，和在控制阀处于停用模式时停用促动器；iii)压力传感器，其配置成读取流动管线中的压力；以及iv)处理单元，其连接到控制阀且连接到压力传感器，处理单元配置成通过向控制阀发送启用信号将控制阀设置为启用模式，并且配置成通过将停用信号发送给控制阀而将控制阀设置为停用模式，并且配置成监视由压力传感器所得到的压力。处理单元配置成当控制阀处于启用模式时：如果压力高于表示阀促动器启用的第一压力值，则起始指示促动器成功启用的信号，以及如果压力等于或低于第一压力值，则起始指示促动器未成功启用的信号。

通常，控制阀的启用模式表示当控制阀打开使得压力可从连接到流体管线的压力源通过流体管线且供应到促动器的压力腔室时的状态。当控制阀处于停用模式时，控制阀闭合使得并无压力供应到促动器的压力腔室。但是，在一些实施例中，可以为相反的情况，根据控制阀和流体管线如何配置，即，控制阀的启用模式可表示当控制阀闭合的状态，而停用模式表示当控制阀打开时的状态。在任何情况下，当控制阀处于启用模式时，启用(或加压)促动器，并且当控制阀处于停用模式时，停用(或减压)促动器。

控制单元有利地当起始指示促动器成功启用的信号时，提供促动器启用的可靠指示。相对应地，控制单元当起始指示促动器未成功启用的信号时提供促动器启用失败的可靠指示。启用促动器或启用促动器失败的指示以非常有成本效益的方式实现，因为控制单元需要很少和相对简单的部件。控制单元可用于常开促动器和常闭促动器。

处理单元可配置成当控制阀处于停用模式时：如果压力低于表示阀促动器停用的第二压力值，则起始指示促动器成功停用的信号，以及如果压力等于或高于第二压力值，则起始指示促动器未成功停用的信号。

这使得控制单元有利地当起始指示促动器成功停用的信号时，提供停用促动器的可靠指示。相对应地，控制单元在起始指示促动器未成功停用的信号时提供停用促动器失败的可靠指示。