[实用新型]电控气动换能器、闭锁电控气动换能器和电控气动开关阀

说明书

本实用新型提出电控气动换能器、闭锁电控气动换能器和电控气动开关阀。具有下部壳体组件和上部壳体组件的换能器用于连接到流体压力源，该流体压力源具有用于经由电输入信号来设置气动输出的机制。下部壳体组件包括被配置成接纳供应喷嘴的下部壳体，该供应喷嘴通过内部流体通道与供应端口流体连通，并且与下部壳体的输出端口间歇流体连通。下部壳体进一步包括排出喷嘴，该排出喷嘴与排出端口流体连通，并通过内部流体通道与下部壳体的输出端口间歇流体连通。上部壳体组件包括被配置成接纳线圈和电枢的上部壳体，使得该上部壳体、线圈和电枢定义闭锁电磁回路，该闭锁电磁回路提供电枢与供应喷嘴以及下壳体组件的排出喷嘴的交替接触。

技术领域

本公开涉及过程控制系统中的现场装备，并且更具体地涉及用于控制过程控制系统中的阀的电控气动转换器。

背景技术

工业加工工厂在各种各样的应用(从控制炼油厂中的过程流到维护油罐区中的液位)中使用控制阀。通常为自动化的控制阀用于通过像可变孔或通道那样运作来管理这样的流体流动。通过控制诸如阀塞之类的内部阀组件，可准确地调节通过阀主体的产品量。通常使用由远程操作现场装备控制的压力操作致动器来使控制阀自动化。现场装备与过程控制计算机进行通信以指挥阀内的流体流动改变，以便经由压力操作致动器来实现工厂操作者的期望控制策略。电控气动转换器(诸如电流到压力换能器)在现场装备中常用于将电信号转换到体积流量或压力输出，以控制致动器，并因此控制控制阀。

当前的电控致动转换器要么提供连续的比例电流到电压的转换，要么提供间歇性或脉冲模式的电流到压力的转换。现有的连续转换电控气动转换器在操作期间不断地消耗或排出空气。在某些应用中(诸如当到现场装备和电控气动转换器的流体供应是如天然气之类的过程介质时)，高空气消耗不是合乎需要的。例如，与在流体供应系统中提供附加能力相关联的成本可能是显著的。另外，这样的过程介质的持续流出既昂贵又浪费环境。替换地，当前的脉冲模式电控气动转换器通常基于压电技术或多重螺线管配置。压电设计(诸如由德国阿尔滕斯塔特的Hoerbiger Gmbh公司提供的已知设计)可能极其耗电，并且实现起来相对昂贵。此外，归因于压电效果在约-20摄氏度以下开始降级的事实，压电设计有温度限制。另外，归因于电池电路的重复，多重螺线管设计是复杂的，并且可能制造起来是昂贵的。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了电控气动换能器、闭锁电控气动换能器以及电控气动开关阀。

首先，本实用新型提出了一种电控气动换能器，包括：下部块组件，所述下部块组件包括下部壳体和供应喷嘴，所述供应喷嘴通过内部流体通道与供应端口流体连通，并与所述下部壳体的输出端口间歇地流体连通，所述下部壳体进一步包括排出喷嘴，所述排出喷嘴通过所述内部流体通道与排出端口流体连通，并与所述下部壳体的所述输出端口间歇地流体连通；以及上部块组件，所述上部块组件包括上部壳体、线圈和电枢，所述上部壳体、线圈和电枢限定电磁回路，所述电磁回路提供所述电枢与所述下部壳体组件的所述供应喷嘴的交替接触，所述电磁回路被布置为接收电输入信号以将所述输出端口闭锁在高输出状态，并在缺失所述电信号的情况下将所述输出端口解锁为故障保护、低输出状态，所述电枢进一步包括多个铰链，所述铰链提供与磁力矩相反的弹簧力矩，以交替地将所述电枢闭锁为紧邻所述上部壳体以及将所述电枢解锁为不与所述上部壳体相邻。

在一种实施方式中，所述换能器被布置成交替地调节通过所述供应喷嘴和所述排出喷嘴的流体流动。

在一种实施方式中，所述下部壳体被进一步配置成容纳偏置弹簧调节螺钉，并且所述上部壳体被进一步配置成容纳偏置弹簧。

在一种实施方式中，所述偏置弹簧和所述偏置弹簧调节螺钉相配合以提供偏置弹簧力，从而偏置所述电磁回路的所述电枢。

在一种实施方式中，所述电磁回路的所述电枢由低磁滞材料制成。

在一种实施方式中，缺失所述电信号是功率丢失或零电流电输入信号中的至少一者。