[发明专利]用于对直角回转阀进行无线控制和监视的装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制和监视工业设施中的流体流动的系统和装置的 领域。更特定而言，本发明涉及利用气动促动阀装置来对直角回转阀(诸 如球阀)进行无线控制和监视的系统。

背景技术

在当今的工业环境中，系统和设备必须以在数十年前认为不可能的水 平运行。全球竞争推动工业利用比之前更少的人力持续地改进过程操作、 产品品质、产量和生产率。生产设备必须实现前所未有的可靠性、可用性 和可维护性水平，因为工厂经理设法降低操作和支持成本并且排除或最小 化资本投资。简言之，工业必须诉诸于新的措施来改进生产、性能、安全 性和可靠性，而同时最小化成本并且延长新的和老化设备的操作寿命。

阀和气动促动器是每个过程工业中的重要元件。同一申请人的 WO2008/078323披露了一种用于对工业设施中的阀的状态特别是角位置 进行无线监视的装置和系统。更具体而言，这个公告披露了安装到球阀上 的附加监视装置的网络。监视装置在短程无线网络诸如蓝牙、Zigbee等中 操作。每个监视装置不时地诸如在发生事件时经由短程网络向控制中心报 告相应球阀的状态。

WO2008/078323的监视装置可以附连到手动操作的球阀上、或者利用 促动阀装置加以远程促动的球阀上。WO2008/078323的监视装置的发射器 周期性地或者当发生事件时发射所述球阀的状态允许该装置的发射器大 部分时间保持在“休眠状态”，而同时仅在必需的时间“唤醒”以发射该状态。 以此操作方式，可以使用相对紧凑的电池，这种电池能持续若干年。

球阀(或直角回转)促动装置通常用于对球阀的状态进行远程控制， 即，利用从控制中心发送的信号。通常，用来使球阀从第一状态转到下一 状态的能量是气动压力。在某些情况下，气动压力用于对促动器进行双向 促动。在其它情况下，压力用于仅一个方向，而当压力供应终止时，利用 弹簧使促动器返回到其原始状态。存在两种典型的用于促动球阀的方式， 如下：

a.在易爆环境中(例如，当控制流体可能爆炸时)，在促动阀装置内 使用电力必须以很谨慎的方式来进行。在这种易爆环境中，通常，使用定 位成离促动阀装置至少若干米的接线盒(junctionbox)。多个气动压力供 应线设置于接线盒与多个相应促动阀装置之间。接线盒具有用于每一个供 应线的螺线管，螺线管控制相应阀，相应阀继而允许或释放在供应线内的 压力，由此分别造成相应促动器促动或释放。接线盒通常接收用于每个促 动阀装置的有线控制线，从控制中心在所述有线控制线上输送相应控制信 号。如图所示，在这种结构中，螺线管位于接线盒处，而不是在促动阀装 置本身处。

b.在非易爆环境下，启动螺线管通常位于促动阀装置壳体处。更具体 而言，压力管线设置到促动阀装置上，并且有线控制线设置到螺线管上。 当需要启动时，相应信号从控制中心输送到螺线管，螺线管继而造成压力 施加到促动器上，并且由此切换相应球阀的状态。如图所示，在这种布置 中，螺线管被设置于促动阀装置本身内。这后一种布置有时也应用于易爆 环境中，然而在这些情况下，必须格外小心以确保电力与可能爆炸流体的 隔离。

总之，在上文提到的两种所述典型情况下，来自控制中心的控制信号 在相应线上被输送到接线盒，或者单独地输送到每个促动阀装置。这种布 线结构是很麻烦的，需要大量的安装时间，并且如果并未适当保护，可能 甚至会造成火灾，或者其它环境危害。

在另一方面，在典型结构中，去往促动器的控制信号可能需要其将阀 杆转到特定角位置，由此造成例如74％打开。尽管WO2008/078323披露了 一种监视单元，其能向控制中心无线地报告杆的角位置、或者更具体而言 向控制中心提供确实已适当地执行了所请求控制的反馈，如所提到的那 样，促动阀装置本身仍需要线来用于启动。

因此，本发明的目的在于提供一种用于球阀的无线促动阀装置。

本发明的另一目的在于提供一种无线促动阀装置，其为完全空气压力 操作的，并且独立于任何外部电力供应。

本发明的再一目的在于提供一种空气压力操作的无线促动阀装置，其 能易于替换任何现有技术促动阀装置，即提供附加的促动阀装置。

本发明的又一目的在于提供一种组合的无线促动和监视装置，其被组 装于同一壳体内。

如下文所继续描述的，本发明的其它目的和优点将会变得显然。

发明内容