[发明专利]本质安全电压钳制设备

说明书

本申请要求2013年10月28日递交的美国临时专利申请的优先权权益，该临时专利申请编号为No.61/896475，标题为“用于本质安全(intrinsic safety)的电压钳制设备”，在此该临时申请通过引用被包含进本申请中，其在整体上是通用的。

技术领域

本公开指向本质安全设备，并且更具体地，指向具有热限制和/或功率限制的本质安全电压钳制设备。

背景技术

一些工业过程(比如，石油工业中的工业过程)要求设备在危险气氛中或者其他危险条件下工作。这些设备常常由“本质安全”标准(比如，ISA-60079-11标准，具体说明用于危险气氛中的设备的特定条件)规制。这些条件试图限制在设备电路中存储的能量的量(例如，通过对电容器限制电压或者对电感器限制电流)或者限制所储蓄能量的放电(例如，通过限制部件的间距，从而能量的放电将不会引起点火。另外，就ISA-60079-11标准而言，即使有一定数量的故障，电路必须在电路的正常工作期间保持安全。

在一些标准中，对单个装置(或设备)的对待不同于是较大装置的一部分的部件的装配。例如，在ISA-60079-11标准中，与是较大装置的一部分的分路安全组件相比，作为单个装置来制造的分路安全组件必须坚持该标准的不同章节。对于单个装置的不同要求能够允许制造商生产具备有益性能(比如，物理上紧密的封装)的设备。然而，这种独立的电压钳制设备也会遭受与过热有关的故障，使得它们在很多应用中不能实行。

发明内容

一种本质安全电压钳制设备包括调节轨、接地轨和分路调节器组件。分路调节器组件被耦接至调节轨和接地轨两者，并且包括一个或者多个调节部件。并且，分路调机器组件被配置为将施加于调节轨和接地轨两端的电压钳制为安全钳位电压值。本质安全电压钳制设备还包括热激活部件，该热激活部件被配置为当调节部件中的至少一个调节部件的温度超过阈值时，使一个或者多个限制部件降低在该调节部件中的至少一个调节部件中消耗的功率。

在另一个实施例中，一种过程控制设备包括具有第一端子和第二端子的设备部件，当在该设备部件的第一端子和第二端子两端施加电压时该设备部件存储能量。该过程控制设备还包括电耦接至该设备部件的两个或者多个电压钳制设备。每个电压钳制设备与其他的电压钳制设备平行地布置，并且每个电压钳制设备被配置为将施加于设备部件两端的电压钳制为安全钳位电压。另外，每个电压钳制设备包括包括一个或者多个调节部件的分路调节器组件以及热激活部件，该热激活部件被配置为当调节部件中的至少一个调节部件的温度超过阈值时，使一个或者多个限制部件降低在该调节部件中的至少一个调节部件中消耗的功率。

在另一个实施例中，一种本质安全电压钳制设备包括调节轨、接地轨和分路调节器组件。分路调节器组件被耦接至调节轨和接地轨两者，并且包括一个或者多个调节部件。并且，分路调机器组件被配置为将施加在调节轨和接地轨两端的电压钳制为安全钳位电压值。该本质安全电压钳制设备还包括电流检测电阻器，该电流检测电阻器被配置为当流经电阻器的电流超过阈值时，使一个或者多个限制部件降低在该调节部件中的至少一个调节部件中消耗的功率。

附图说明

图1是一种在其中实施了初级电压钳制设备和冗余电压钳制设备的示例系统的方框图；

图2A示出了一种可作为本质安全电压钳制设备被封装并且被实施为图1所示的电压钳制设备中的一个的示例电路；

图2B示出了另一个可作为本质安全电压钳制设备被封装并且被实施为图1所示的电压钳制设备中的一个的示例电路；

图3A-3C是其中能够封装本质安全电压钳制设备，比如，图2所示的电路，的示例设备封装的方框图。

具体实施方式

本公开指向本质安全电压钳制设备，并且特别地，指向通过热限制和/或功率限制部件防止对独立的设备封装中的电压调节设备部件的热损害。特别地，根据本公开的电压钳制设备满足分路电压调节器的功能要求而且同时，允许物理上的紧密和本质安全封装。在实施例中，热限制部件被利用来自动地降低设备的钳位电压和减少在一个或者多个调节部件中的功率消耗。其结果是，该限制部件可针对与过热有关的损害对设备的电压调节部件进行保护，同时保持安全临界的最大钳位电压。