加壓容器的監測系統的製作方法

2023-06-09 14:37:46

專利名稱：加壓容器的監測系統的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及用於檢測加壓容器的方法和系統。更具體地說，本發明涉及包括 安全裝置或信息提供裝置的加壓容器的監測系統。
背景技術：
諸如管道或槽罐系統的含有加壓流體或可加壓流體的容器通常都包括減壓設備， 這些設備被設計來保證容器的安全和/或提供有關系統運行的信息。這些減壓設備可以包 括例如卸壓裝置，壓力釋放裝置，壓力控制系統，壓力指示裝置，壓力驅動的開關裝置，溫度 指示裝置，流體PH值指示裝置和振動指示裝置。卸壓裝置通常用作安全裝置，防止流體容器承受潛在危險的超壓或欠壓條件。當 容器內的流體壓力達到指出超壓狀態的預先確定的壓力限度時，卸壓裝置被設計成在此時 被促動或打開。卸壓裝置的促動產生了一個排放通道，流體可以通過該通道逃逸以解除加 壓容器中的超壓狀態。卸壓裝置可以包括例如破裂盤，減壓閥，壓力安全閥，控制閥，蝶閥，閘閥，球閥，隔 板閥，搭扣銷裝置，槽罐排放，爆破板或其他這樣的裝置，這些卸壓裝置可以被連接到容器 上，因此卸壓裝置的至少一部分被暴露於容器中的流體。當流體達到或超過預先確定的壓 力限度時，卸壓裝置上的流體的力作用在該卸壓裝置上，促動該卸壓裝置而將其打開。然後 流體可以通過該開口從容器中逃逸，接觸該超壓狀態。壓力釋放裝置通常用於使加壓流體從一個容器向另一個容器或系統移動。壓力釋 放裝置可以是例如控制閥，蝶閥，閘閥，球閥，隔板閥或其他這樣的裝置，這些壓力釋放裝置 可以被連接到容器上，因此壓力釋放裝置的至少一部分被暴露於容器中的流體。壓力釋放 裝置被設計成根據命令促動或打開。促動可以基於使用者的需要而人工或自動進行。當流 體被需要從容器中排放時，壓力釋放裝置可以被促動而產生一個開口。壓力釋放裝置的促 動產生了一個排放通道，流體可以通過該通道從加壓容器逃逸。在一個容器中可以包括不同類型的減壓設備的組合。例如，一個卸壓裝置可以和 系統接合而提供保護，免於在特定的容器中發生超壓狀態。一個壓力釋放裝置可以和容器 接合，當達到一定的內部或外部條件，需要並且能夠從容器中排放加壓流體時，使流體從容 器的排放按照操作者或適當的自動傳感系統的指令進行。每個加壓容器都被設計成能承受一個最大的容許工作壓力。如果容器中的流體壓力超過該最大容許工作壓力而卸壓裝置未被促動，該容器就將處於不安全狀態。為了保證容器的壓力不超過最大容許工作壓力和超壓容許的相關的設計代碼，可以將一種被構型成 在最大容許工作壓力的一定的寬容(例如105% )的壓力下促動的卸壓裝置接合在該容器 中。 保證減壓設備在額定壓力，或在額定壓力的製造寬容下促動是非常重要的。如果卸壓裝置在高於額定壓力下才促動，流體壓力就可能超過最大容許工作壓力。如果卸壓裝 置在低於額定壓力下促動，這樣的促動就可能干擾系統的正常運行，潛在地導致流體過早 地從系統中損耗。加壓容器可以進一步包括一個壓力控制系統，該系統被設計成防止加壓容器經受超壓和欠壓的潛在危險。這些壓力控制系統檢測容器中流體的壓力。當流體壓力接近指出 即將發生超壓或欠壓狀態的預先確定的壓力限度時，壓力控制系統就可以促動諸如一個控 制閥的控制裝置，該控制閥向工作流體注入一種化學反應劑，催化劑，猝滅劑或穩定劑。該 壓力控制系統的促動因此可以避免需要產生一個排放通道來減小加壓系統中的流體的壓 力。或者，壓力控制系統可以促動一個壓力釋放裝置，諸如一個蝶閥或一個球閥以釋放足夠 數量的流體，避免或限制發生超壓或欠壓狀態。這樣，控制系統可以自動地處理壓力釋放裝 置中排放通道的開閉以減小容器中的壓力。加壓容器可以應用壓力控制裝置和卸壓裝置的組合。這些壓力控制裝置檢測容器中流體的壓力。當流體壓力達到對於壓力釋放裝置的正常功能可能太低或太高的水平時， 壓力控制系統可以促動一個預告系統來警戒使用者重視加壓容器的不正常的運行條件。卸 壓裝置可以另外用於提供足夠數量的流體的自動釋放一避免或限制發生超壓或欠壓狀態。加壓容器也可以包括一個識別容器中的流體是否耗盡的壓力指示裝置。該壓力指示裝置可以用於防止容器承受使使用者感到不方便的潛在的低壓或高壓狀態。當系統中流 體的壓力達到一個指出流體被耗盡的預先確定的低壓限度時，壓力指示裝置被設計成此時 觸發一個響應，諸如打開一個供應閥。當加壓容器達到一個潛在破壞真空的條件時，這樣的 壓力指示也可以觸發一個響應。加壓容器可以進一步包括一個識別容器中的流體數量增加的壓力指示裝置。這些壓力指示裝置可以防止容器承受可能破壞容器的高壓狀態。當系統中流體的壓力達到一個 指出流體被充滿的預先確定的限度時，壓力指示裝置被設計成此時觸發一個響應，諸如打 開或關閉一個供應閥。已經發現，流體容器的運行條件，諸如流體的溫度和壓力可以對和容器接合的上述卸壓裝置和信息提供裝置的運行發生影響。例如，容器的運行條件可以對卸壓裝置被促 動的壓力發生影響。在某些情況下，容器的運行條件可以使卸壓裝置在低於所希望的壓力 下被促動。在其他情況下，容器的運行條件可以使卸壓裝置在高於所希望的壓力下被促動。在用破裂盤作為卸壓裝置的容器中，容器中流體的溫度可以影響破裂盤被促動的壓力。破裂盤的促動壓力部分地是由用於形成該破裂盤的材料的物理性能確定的。過熱或 過冷都可以改變材料的物理性能，從而改變破裂盤的促動壓力。其他的運行條件，諸如壓力漲落，壓力水平，振動頻率和幅度和酸性水平也能影響破裂盤或其他這樣的卸壓裝置的促 動壓力。相似地，容器的運行條件也能影響壓力釋放裝置，壓力控制裝置和/或壓力指示裝置的運行。例如，過高的壓力或溫度可影響壓力控制裝置在超壓條件達到之前向化學反應過程傳遞穩定劑的能力。另外，運行條件也可以妨礙壓力指示裝置提供精確的壓力指示。更早對可以影響壓力容器流體系統或相關的壓力釋放裝置，卸壓裝置，和/或壓力控制裝置的運行產生影響的運行條件作出識別可以使操作者採取正確的措施。例如，在經歷了一個有問題的運行條件後，受到影響的裝置可以被修理或更換。在這種方式中，可以保持壓力容器流體系統和信息系統的可靠性以及相關的安全性。根據上述內容，存在對用於檢測加壓容器所經受的運行條件，以識別可以對和該容器相接合的卸壓裝置，壓力控制系統和/或信息提供裝置的運行產生影響的條件的方法和系統的需要。

發明內容
因此，本發明致力於檢測加壓容器以及相關的卸壓裝置，壓力控制系統或信息提供系統所經歷的運行條件的方法和系統，該方法和系統能排除先有技術的檢測裝置的一個或多個局限和缺點。本發明的優點和目的將部分在對本發明的敘述中闡明，從該敘述中部分將是很明顯的，或者可以通過實踐本發明學習。從在附後的權利要求中特別指出的項目及其組合中將可以實現和得到本發明的優點和目的。為了獲得本發明的優點，根據本發明的目的，如在本文中實施和廣泛敘述的那樣，本發明致力於用於具有至少一個附屬裝置的加壓容器的監測系統。該系統包括一個傳感器，該傳感器操作性地設置在該系統中並產生指明該加壓容器的至少一個運行條件的監測信號。一個控制器操作性地連接到該傳感器並可操作地接收監測信號，當加壓容器的至少一個運行條件將不利地影響該附屬裝置的運行時，該控制器發出報警。在另一個實施例中，本發明致力於檢測加壓容器經歷的條件的方法。加壓容器的至少一個運行條件被檢測，產生指明該加壓容器的至少一個運行條件的監測信號。監測信號被接收。當加壓容器的至少一個運行條件將不利地影響附屬裝置的運行時發出報警。在另一個實施例中，本發明致力於檢測一種和加壓容器密封性地接合的卸壓裝置經歷的條件的方法。一系列指明加壓容器的至少一個運行條件的監測信號被接收。每一個監測信號都指明一個存在於特定時間的運行條件。每一個監測信號都存儲在一個第一存儲器中。從一個壓力事件傳感器接收一個壓力事件信號。監測信號的歷史記錄被傳遞到第二存儲器。歷史記錄包括在接收到壓力事件信號之前最靠近的一個預先確定的時間周期內接收到的監測信號。在另一個實施例中，本發明致力於一種用於和加壓容器密封性地接合的卸壓裝置的監測系統。該系統包括一個當一個有意義的壓力事件被識別時可操作地產生一個事件信號的壓力事件傳感器。一個條件傳感器設置在加壓容器中並在一個特定時間裡可操作地產生一個指明加壓容器的至少一個運行條件的運行信號。一個控制器可操作地接收來自壓力事件傳感器的信號。該控制器有一個第一存儲器和一個第二存儲器，第一存儲器用於存儲指明在一個預先確定的時間周期內的至少一個運行條件的運行信號的歷史記錄。控制器在接收到事件信號時將運行信號的的歷史記錄轉移到第二存儲器。應該理解的是，上述總體的敘述和下文的詳盡敘述都只是示例性的和解釋性的， 不是如權利要求那樣是對本發明的限定。



結合在本說明書中並構成說明書的一部分的

本發明的一個實施例，並和 本敘述一起解釋本發明的原理。圖中圖1是對根據本發明的一個實施例的用於加壓容器的監測系統的示意性的和圖 解性的說明。圖2是對根據本發明的一個實施例的用於卸壓裝置的監測系統的一個實施例的 示意性的和圖解性的說明。圖3是對根據本發明的一個實施例的用於監測系統的控制器的示意性的和圖解 性的說明。圖4是說明根據本發明的一個實施例的用於檢測卸壓裝置經受的進口壓力條件 的方法的流程圖。圖5是說明根據本發明的一個實施例的用於檢測卸壓裝置經受的進口和出口壓 力條件的方法的流程圖。圖6是說明根據本發明的一個實施例的用於檢測卸壓裝置經受的溫度條件的方 法的流程圖。
具體實施例方式現在將對本發明的一個優選實施例進行詳盡參考，該實施例的一個實例在附圖中 說明。在所有可能的附圖中，相同的參考數字將用來表示相同的或相似的部件。圖1顯示 了一個用於加壓容器的監測系統的示例性的實施例，該實施例由參考數字10總體指定。根據本發明提供了一個用於加壓容器的監測系統。本發明的監測系統可以和任何 包括一個附屬裝置的加壓容器一起使用，該附屬裝置諸如安全裝置，卸壓裝置，壓力控制系 統，或信息提供系統。這樣的卸壓裝置可以包括例如卸壓裝置和壓力釋放裝置。這樣的信 息提供裝置可以包括例如壓力指示裝置和指示什麼時候容器滿或空的裝置。如圖1所示，附屬裝置12和和含有加壓流體或可以加壓的流體的容器11相接合。 為了本揭示的目的，術語「容器」被廣泛應用並包括任何類型的加壓系統，管道，槽罐或其他 這樣的設備。附屬裝置12暴露於容器11內的流體，因此附屬裝置可以進行其計劃中的功 能。例如，附屬裝置12可以是一個卸壓裝置，其被構型成當系統中的流體達到一個預先確 定的壓力水平時被促動或打開。卸壓裝置可以是例如破裂盤，減壓閥，壓力安全閥，控制閥， 搭扣銷裝置，槽罐排放，爆破板或其他相似的裝置。或者，附屬裝置12可以是一個卸壓裝置，其被構型成響應外力而促動。該卸壓裝 置可以響應來自操作者的指令人工促動，或響應來自自動控制系統的信號自動促動。當操 作者或自動控制系統檢測到需要和能夠從容器11釋放流體的條件時，該卸壓裝置可以被 促動。如技術上已知，卸壓裝置可以以任何方式和容器11接合，該方式將卸壓裝置的一 個操作部分暴露到容器11中包含的流體中。當容器中的流體達到預先確定的壓力水平時， 卸壓裝置將被促動而產生一個排放通道，流體可以通過該通道從容器中逃逸以減小容器中 的壓力。事實證明，在容器11中的或者相鄰於容器11的不同的位置可以接合多個卸壓裝置。在圖2所示的監測系統的示例實施例中，附屬裝置12是一個破裂盤40。破裂盤40密封性地接合在進口安全頭26和出口安全頭28之間。然後進口和出口安全頭26，28被 緊固在進口管18和出口管19之間。本發明反覆認識到，破裂盤40可以以任何本技術領域 熟練的人員顯而易見的方式和容器11相接合，諸如三通管道法蘭之間，螺紋接頭之間，焊 接到容器，或直接在管道法蘭之間。進口管18包括一個進口法蘭24，出口管包括一個出口法蘭30。一系列螺栓22將進口法蘭24緊固到出口法蘭30上。當螺栓擰緊時，一個力施加到進口法蘭24和進口安全 頭26以及出口法蘭30和出口安全頭28上。該力密封性地將破裂盤40接合到容器11上。在圖2的實施例中，進口管18有一個提供通向破裂盤40的流體通道的開口 32。進口安全頭26包括一個將破裂盤40的可破裂部分向容器11中的流體暴露的開口。破裂 盤40的可破裂部分被構型成當跨越破裂盤40的可破裂部分的壓力差達到一個預先確定的 限度時該可破裂部分破裂。破裂盤40的破裂產生了一個通道，流體通過該通道可以從容器 11逃逸。出口管19有一個開口 34，該開口為通過進發並因此打開破裂盤而從容器11逃逸的流體提供一個排放通道。出口管19可以導向溢流庫(未顯示)。或者，如果容器11中的 流體沒有危險性，破裂盤40可以直接通向環境，或出口管19可以將逃逸流體引導到環境。參考圖1，傳感器14操作性地設置在容器11上以檢測容器11的至少一個運行條件。但是反覆考慮的是，在容器11和/或附屬裝置12上可以操作性地設置多個傳感器以 同時檢測裝置的進口，出口，或進口和出口兩者的幾個運行條件。被監測的運行條件可以包 括例如進口壓力，出口壓力，流體溫度，流體PH值/酸度水平，振動頻率和/或振幅以及流 體水平。本發明反覆考慮的是也可以檢測其他的運行條件。傳感器14產生一個信號16。信號16可以包括容器11的一個單運行條件的描述。或者，信號16可以包括容器11的多運行條件的描述。在圖2顯示的破裂盤實施例中，第一壓力傳感器44可以在破裂盤40的進口側暴 露到系統流體。如圖所示，第一壓力傳感器44可以設置在進口安全頭26上。或者，第一壓 力傳感器44可以另外設置在進口安全頭26的上遊或可以直接附接到加壓容器11上。第 一壓力傳感器44產生一個描述施加在破裂盤40的進口一側的流體壓力的信號。第二壓力傳感器45可以在破裂盤40的出口側暴露到系統流體。如圖所示，第二壓力傳感器45可以設置在出口安全頭28上。或者，第二壓力傳感器45可以另外設置在出 口安全頭28的下遊。第二壓力傳感器45產生一個描述施加在破裂盤40的出口一側的流 體壓力的信號。另外，溫度傳感器46可以在破裂盤40的進口側暴露到系統流體。如圖所示，溫度傳感器46可以設置在進口安全頭26上。或者，溫度傳感器46可以另外設置在進口安全頭 26的上遊或可以直接附接到加壓容器11上。溫度傳感器46產生一個描述所檢測到的系統 流體溫度的信號。本發明反覆考慮的是，壓力事件傳感器42可以操作性地和卸壓裝置12相接合。在圖2所示的實施例中，壓力事件傳感器42是一個「進發」傳感器，當破裂盤40促動時產 生一個信號。進發傳感器可以是一個「斷線」進發傳感器，如由BS&B Safety System, Inc.製造的Burst Alert Sensor.但本發明反覆考慮到也可以使用不同類型的壓力事件傳感 器，諸如洩漏傳感器，磁促動接近開關和壓力開關，這些傳感器可以和不同類型的卸壓裝置 或控制裝置一起使用。如圖2所示，壓力事件傳感器42位於出口安全頭28上。壓力事件傳感器42包括 一個設置在出口安全頭28附近的導線43。導線43連接到可以是例如一個電池的電源(未 顯示)上。電源和導線43形成一個橫越來自破裂盤40的出口流體通道的加電的電路。當破裂盤40破裂使流體流進出口管19時，流體的力，由於破裂盤的破裂造成的在 管中的衝擊波，和破裂盤的實體接觸或者這些事件的組合使導線43斷裂。另外，如果破裂 盤40顯示洩漏，結果建立的和壓力事件傳感器42相抵抗的流體也將足以使適當構型的導 線43斷裂。當導線43斷裂時，加電電路從閉路變到開路，電路的開路就是一個指明卸壓裝 置已經被促動或洩漏的信號。本發明反覆考慮的是，傳感器14可以是本技術領域中的熟練人員顯而易見的任 何類型的傳感器。例如，傳感器14可以是流體pH值/酸度水平傳感器，振動傳感器或流體 水平傳感器。如圖1所示，控制器50操作性地連接到傳感器14以接收產生的信號16。控制器 50處理該信號16以識別證明可以傳送一個警報給操作者的運行條件，如當運行條件可以 影響附屬裝置12的運行時候。控制器50可以產生一個警報，同時操作者應警惕可能影響 附屬裝置運行的運行條件。傳感器14可以通過硬體連接將信號16傳送給控制器50。或者傳感器14可以包 括一個發射器將無線信號16傳送給控制器50。反覆考慮的是，無線通訊可以是一個RF傳 送，其頻率在約902和928MHz之間。無線通訊可以在任何特許的或未被特許的RF頻帶上 進行，或在其他可以接受的頻率上進行。無線通訊可以使用任何一種標準通訊協議，包括例如短範圍無線標準和技術，諸 如藍牙；第三代數字電話系統；GSM/CDMA ；短消息SMS ；無線乙太網「Wi-Fi」 ；或無線應用協 SWAP。另外，無線通訊可以構型成「頻率跳躍」，其中無線通訊使用的頻率在連續的發射之 間變化。無線通訊可以應用對本技術領域的熟練人員顯而易見的任何普通的「頻率跳躍」算法。控制器50也可以連接到一個內部或外部存儲器58。控制器50可以將加壓容器 11和/或附屬裝置12經受的運行條件的歷史記錄存儲在存儲器58中。存儲的歷史記錄可 以是諸如傳感器14通過信號16傳送的歷史記錄的原始數據的編輯。或者，控制器50可以 處理數據16而只將在處理中識別的一定的數據存儲在存儲器58中。控制器50可以包括一個處理器或計算機。圖3更詳盡地描繪了一個適用於控制 器50的計算機。如圖所示，計算機可以有一個第一存儲器60，一個第二存儲器62，一個諸 如中央處理單元的處理器66，一個輸入裝置70和一個輸出裝置72。計算機也可以包括一 個顯示裝置68。第一存儲器60和第二存儲器62可以存儲應用程式，諸如應用程式64，或 由處理器66執行和使用的信息。本發明反覆考慮的是，計算機可以連接到網絡，諸如互聯 網。雖然計算機用各種元件描繪，但是本技術領域熟練的人員能理解的是，該計算機 可以包括額外的或不同的元件。還有，雖然本發明的實施例是以存儲在存儲器中進行敘述.但在本技術領域熟練的人員可以理解的是，這些實施例也可以存儲在其他類型的電腦程式產品或計算機可讀媒介上或從這些程序產品或媒介上讀取，諸如計算機晶片和第二存儲 器裝置，諸如硬碟，軟盤，CD-ROM,或其他形式的RAM或ROM上。本發明的實施例也可以包括 在軟體，硬體或其組合中實施的，構型成執行特定方法的模塊，這些特定方法實施和本發明 相容的實施例。另外，計算機可讀媒介可以包括控制計算機系統執行特定方法的指令。在圖2所示的實施例中，控制器50被構型成接收描繪容器或許也有附屬裝置的運 行條件的信號，如由溫度，壓力和進發傳感器產生的信號。控制器50通過導線48連接到第 一壓力傳感器，通過導線51連接到第二壓力傳感器，通過導線49連接到溫度傳感器以及通 過導線43連接到壓力事件傳感器42。每個傳感器都可以在連續的或周期性的基礎上產生 和發射描繪它們各自功能的信號。控制器50接收每個信號並處理這些信號。信號可以通 過硬體連接或通過無線通訊傳送到控制器50。本發明反覆考慮的是，由每個條件傳感器產 生的信號可以通過一個總線系統傳遞到控制器50，諸如Fieldbus，Modbus或Profibus，該 總線系統用一個單股的雙線連接來分配來自一個應用傳感器陣列的輸出。控制器50可以 經編程而處理多附屬裝置和多壓力容器。本發明進一步反覆考慮的是，每個傳感器控制器50都可以包括一個構型成同時 發送和接收信號的裝置，諸如收發器。這種雙向通訊能力可以用於檢驗系統功能是否發揮 正常。例如，控制器50可以發送一個信號到每個傳感器以確定各具體的傳感器是否處於工 作狀態。作為響應，傳感器可以返回一個信號到控制器50以提供診斷的信息。根據這些返 回信息，或返回信號預設，控制器50可以確定每個傳感器是否功能發揮正常。如圖3所示，控制器50也包括一個輸入裝置70。輸入裝置70可以是連接到控制 器50或和控制器50整體形成的鍵板或相似裝置。或者，輸入裝置可以是一個和控制器50 分離的PC或一個便攜計算機。應用輸入裝置70，使用者可以進入和卸壓裝置12的運行相 關的規定的性能特徵。這樣的性能特徵可以包括例如系統的最大可容許工作壓力，卸壓裝 置的額定促動壓力，溫度參數(即高低溫度)，可容許背壓力，壽命循環信息，卸壓裝置材料 信息和閾值參數(下文將更詳盡地敘述)。控制器50處理由每個傳感器提供的監測信號以確定操作者是否應警惕當前的或 過去的運行條件。例如，當運行條件將影響附屬裝置12的運行或容器11中的流體接近滿 或接近空是，操作者需要通知。例如，在圖2的破裂盤實施例中，控制器50將識別可能影響 破裂盤的促動壓力或其工作壽命的一個條件或多個條件。如果運行條件符合一定的狀況， 控制器50產生一個警報54(參見圖1)。另外，控制器50可以構型成將和容器11的運行條件以及附屬裝置12的功能有關 的歷史數據存儲在內部或外部存儲器58中。在一個當前反覆考慮的實施例中，控制器50 將一系列監測信號存儲在第一存儲器60中。被存儲的監測信號描繪了當前時間周期的系 統運行條件，諸如前15分鐘的運行條件。當接收到新的監測信號時，新的信號被儲存在第 一存儲器60，而最老的信號將從第一存儲器60刪除。在這種方式中，控制器50保持了附屬 裝置12經受的當前運行條件的記錄。在接收到一個諸如來自壓力事件傳感器的事件信號 的觸發信號時，控制器50可以將儲存在第一存儲器60中的信號的歷史記錄發送到第二存 儲器62。然後可以分析該信號的歷史記錄以提供和緊接著接收到觸發信號之前的容器運行 條件有關的信息。
如圖1所示，一個提醒裝置52可以和控制器50相通。提醒裝置52可以和控制器50通過硬體連接或通過無線通訊協議向聯通。本發明反覆考慮的是，提醒裝置52可以是能 夠顯示或提供由控制器50產生的報警的任何裝置。這樣的裝置可以包括例如計算機監視 器，光發射二極體，聲音產生裝置，尋呼機，基於網際網路的服務，帶整體LCD顯示器的處理器 以及行動電話。下文的討論總體敘述了幾種處理方法，該方法中，控制器50可以確定，運行條件 使報警信息有根據能夠發出，諸如當運行條件將影響卸壓裝置的運行時。這些處理方法將 結合如圖2所示的破裂盤的實施例而敘述。本發明反覆考慮的是，也可以採用和其他類型 的安全裝置和/或壓力信息提供裝置相結合的相似的處理方法。壓力條件圖4的流程圖說明了分析由第一壓力傳感器44產生的傳感壓力信號的第一示例 方法80。如上所述，控制器50接收到來自第一壓力傳感器44的信號，該信號描繪破裂盤 40的進口側的流體壓力(步驟82)。然後控制器50確定該盤的運行壓力比是否超過(步驟84)。當由第一壓力傳感器 44檢測到的壓力大於運行壓力比閾值時，破裂盤的運行壓力比就超過了。運行壓力閾值通 常被定義為破裂盤的促動壓力的百分數。控制器50被編程，使其能認識該百分比或實際的 壓力值。最好的是，在建立的應用程式對控制器編程期間，確定運行壓力比是否超過所需要 的信息被輸入到控制器50作為特定卸壓裝置的性能特徵的一部分。如果檢測的壓力大於 該閾值，就產生運行壓力的警報(步驟86)。所產生的警報可以是設計成通知潛在問題的處理人員的任何形式的提醒。例如， 該警報可以是一個顯示在監視器上的消息，一個被點亮的發光二極體，一個音響警報或一 個遙控裝置，諸如尋呼機或行動電話的促動。最好的是，所產生的警報包括一個觸發該警報 的運行條件的消息或其他指示。例如，運行壓力警報可以包括一個諸如「運行壓力比超過」 那樣的消息。控制器50也確定破裂盤40的真空能力是否已經超過(步驟88)。特定的破裂盤 的真空閾值可以被輸入到控制器50作為性能特徵的一部分，或者可以用一個默認值。如果 由第一壓力傳感器44檢測的壓力低於真空閾值，就產生一個真空警報，向操作者提醒注意 真空條件。控制器50也確定破裂盤40的循環壽命是否已經超過(步驟90)。當系統壓力在 一個低值和一個高值之間漲落時，「壓力循環」就發生了。定義高值的參數可以輸入控制器 50或用一個默認值。當經歷到一個預先確定的壓力循環數時，控制器50將產生一個「循環 壽命超過」的警報(步驟91)。破裂盤40經受的「壓力循環」數可以用幾種不同的方法計算。在一個當前反覆考 慮的實施例中，當破裂盤40經歷了一個從低閾值到高閾值再回到低閾值的壓力漲落時，循 環計數增加1。或者，當破裂盤40經歷了一個從高閾值到低閾值再回到高閾值的壓力漲落 時，循環計數增加1。控制器50也可以儲存一個循環計數目標的滯後值。該滯後值識別一個可以影響 破裂盤的循環壽命但不符合上述閾值標準的壓力變化。當破裂盤40經受一個在高閾值和 低閾值之間但大於該滯後值的壓力漲落時，該壓力漲落可以被計為一個循環。例如，一個破裂盤可以有一個75psi的低循環閾值，一個92psi的高循環閾值和一個10psi的滯後閾值。每次壓力漲落IOpsi但為達到75psi或92psi時，循環計數增加1。用這種方法，可能影響 破裂盤40的循環壽命的所有壓力漲落將都被計數。控制器50還確定動態循環壽命是否超過(步驟92)。動態循環壽命是對從負到正或從正到負跨越破裂盤的壓力差變化次數的測量。定義該動態循環壽命的值可以輸入控制 器50或用一個默認值。控制器50保持一個由第一壓力傳感器44檢測的壓力從負到正或從正到負變化次數的計數。達到一個預先確定的變化次數，控制器50發出一個「動態循環 壽命超過」警報(步驟93)。圖5的流程圖說明了分析由第一壓力傳感器44和第二壓力傳感器45產生的傳感 壓力信號的第二示例方法100。如上所述，控制器50接收到來自第一壓力傳感器44的描繪 破裂盤40的進口側的流體壓力的信號(步驟102)以及來自第二壓力傳感器45的描繪破 裂盤40的出口側的流體壓力的信號(步驟104)。控制器50確定運行壓力比是否已經超過(步驟106)。當接收到進口和出口壓力信號時，控制器50確定壓力差，即進口壓力-出口壓力，是否超過運行壓力比閾值。如上所 述，運行壓力比被確定為一個破裂盤40的促動壓力的百分比。定義運行壓力比閾值的參數 可以輸入控制器50或用一個默認值。如果壓力差超過運行壓力比閾值，就產生一個「運行 壓力比」警報(步驟107)。控制器50也可以確定是否有一個背壓力(步驟110)。如果由第二壓力傳感器45檢測的壓力超過一定的水平就可以存在一個過大的背壓力。如果破裂盤40上的壓力差是 一個負值，即出口壓力大於進口壓力，而且負壓力差超過一個預先確定的限度，也可以存在 一個背壓力。定義背壓力條件的參數可以輸入控制器50或用一個默認值。如果存在任何 一種背壓力條件，則產生一個「背壓力」警報(步驟111)。控制器50也可以確定最大可容許工作壓力是否超過(步驟112)。如上所述，當橫越破裂盤40的壓力差大於促動壓力時破裂盤40將被促動。如果在破裂盤40上施加一 個足夠大的背壓力，就可能在進口壓力提高到最大容許工作壓力而不促動破裂盤。這個條 件使整個系統處於危險。如果這個條件被檢測到，控制器50產生一個「MAWP超過」的警報 (步驟113)。控制器50也可以確定循環壽命是否超過(步驟114)。當破裂盤40上的壓力差在一個低閾值和一個高閾值之間循環時「壓力循環」也可以發生。定義高和低閾值的參數可 以輸入控制器50或用一個默認值。當經歷一定次數的壓力循環以後，控制器50將產生一 個「循環壽命超過」的警報(步驟115)。控制器50也可以確定動態循環壽命是否超過(步驟92)。如上所述，動態循環壽 命是對從負到正或從正到負跨越破裂盤的壓力差變化次數的測量。控制器50保持壓力差 從負到正或從正到負變化次數的計數。預先確定的變化次數超過以後，控制器50發出一個「動態循環壽命超過」警報(步驟117)。控制器50也可以應用由壓力和溫度傳感器提供的信息驅動一個受控的安全減壓 系統(「CSPRS 「)。如果檢測到的條件指出一個即將發生的超壓條件，控制器50可以促動 該CSPRS緩解或防止該超壓條件。CSPRS的促動可以導致控制閥的打開，向工作流體注入化 學反應劑，催化劑或穩定劑，或導致某一個閥的促動，諸如一個蝶閥或一個球閥，將使足夠數量的流體釋放，避免或限制超壓或欠壓的條件。控制器50也可以產生一個適當的警報提 醒操作者注意CSPRS的促動。溫度條件圖6的流程圖說明一個分析由溫度傳感器46產生的傳感信號的示例方法120。如 上所述，控制器50接收來自溫度傳感器46的信號，該信號描繪破裂盤40的進口側的流體 溫度(步驟122)。控制器50確定設計溫度是否超過(步驟124)。如果檢測到的溫度高於一個高閾 值或低於一個低閾值，設計溫度就超過了。這些閾值可以輸入控制器50或用一個默認值。 在任何一種條件下，控制器50將產生一個「超過溫度」警報(步驟126)。控制器50也可以確定系統中的流體溫度是否將影響破裂盤40的促動壓力(步驟 128)。如果系統中的流體溫度偏離一定的限度，破裂盤40的促動壓力可以受到影響。用於 破裂盤40的材料類型可以和該特定材料的壓力/溫度曲線一起儲存在控制器50的存儲器 中。該壓力/溫度曲線識別了在一個溫度範圍中破裂盤的促動壓力的變化量。如果控制器 50確定，當前的系統溫度將增加破裂盤的促動壓力一定的百分比，諸如5%，就產生「促動 壓力受影響」警報(步驟130)。控制器50也可以確定系統中的流體溫度是否將影響破裂盤40的工作壽命(步驟 132)。如果系統中的流體溫度超過一定限度，破裂盤40的工作壽命可受到影響。一個比希 望的溫度高的溫度可使破裂盤在一個較低的壓力或壓力差下被促動。控制器50用儲存的 特定破裂盤材料的壓力/溫度曲線確定破裂盤的促動壓力是否將減小一定的百分比，諸如 5%。如果這個條件存在，控制器50產生「工作壽命受影響」警報(步驟134)。反覆考慮的是，控制器50可以用上述壓力和溫度確定的組合來識別需要產生警 報的其他條件。例如，如果系統中的流體溫度升高到將導致促動壓力降低的限度，控制器50 可以用該降低的促動壓力作為進行運行壓力比閾值計算的基礎。在該方案中，運行壓力比 閾值也將下降以補償下降的促動壓力。運行壓力比閾值的下降可以和促動壓力的下降成比 例。促動條件控制器50也可以產生一個或多個警報響應所接收的信號，這些信號指出破裂盤 40已經經歷一個壓力事件，諸如促動或洩漏。如下文將更詳盡的敘述，這些條件通過從一個 或多個壓力事件傳感器42，第一壓力傳感器44和第二壓力傳感器45接收的信號識別。當控制器50從壓力事件傳感器接收到破裂盤已經被促動的信號時，控制器50檢 驗促動信號是精確的。控制器50將檢驗破裂盤40的進口側和/或出口側上檢測的壓力支 持該促動信號。例如，一種出口壓力處在或接近大氣壓的條件可以指出促動信號是錯誤的。 另外，一種進口壓力不一致下降的條件也可以指出促動信號是錯誤的。控制器50可以產生 一個警報指出促動信號從壓力事件傳感器42產生，但壓力讀數並不支持該促動信號。如果 壓力讀數確實支持該促動信號，即進口壓力下降，出口壓力上升，控制器50可以產生一個 警報，破裂盤已經被促動。控制器50也可以識別破裂盤40已經被促動但壓力事件傳感器42未提供促動信 號的條件。在低壓破裂的情況下這種條件可能發生，這種情況中流體的流動不足以大到觸 發壓力事件傳感器42。這種條件也可以通過進口壓力的下降伴以出口壓力的上升而識別。如果該條件被檢測到，控制器50將產生一個適當的警報。其他條件控制器50也可以識別其他的條件，諸如疑似的破裂盤失靈。一部分破裂盤有大於 1的損壞比例。這指出，損壞的破裂盤將在大於額定的促動壓力下被促動。如由第一壓力 傳感器44和第二壓力傳感器45檢測的進口壓力或壓力差超過額定的促動壓力一定的百分 比，諸如110%時，控制器50可以識別這種條件。當這種條件被識別時，控制器50將產生一 個適當的警報。當容器11內的流體接近滿或接近空時控制器50也可以提醒操作者。一個諸如壓 力開關或壓力指示器的傳感器可以被連接到容器11以檢測容器內的流體水平。當傳感器 確定容器11內的流體水平接近最大或最小時，控制器50可以發送一個信號到控制器50，指 出即將發生超壓或欠壓條件。該信號可以通過前述無線通訊系統傳送到控制器50。在接收 該信號時，控制器可以給操作者產生一的適當的警報。然後操作者可以打開一個提供閥將 流體供應充灌進容器11，或關閉提供閥停止流體流進容器11。例如，如果容器11被用於向 一個過程饋送流體，當容器11內的流體水平接近排空時，控制器50可以產生一個報警。同 樣，如果容器11從一個供應槽接收流體，當容器11已經接收其需要的流體供應量時，控制 器50可以產生一個報警。也反覆考慮的是，控制器50可以和供應系統結合在一起做到自 動開閉閥門，減輕或防止超壓或欠壓條件。從上述揭示中將顯而易見的是，本發明的加壓容器監測系統基於加壓容器的運行 條件提供警報以提醒操作者注意潛在的問題。這些問題可以基於安全裝置或信息提供裝置 經歷的運行條件。本發明的系統和方法提醒操作者注意問題，因此操作者可以採取正確的 措施，諸如修理或更換特定的裝置。本發明以這樣的方式保證加壓系統的完整和運行。對於在本技術領域熟練的人員將是顯而易見的是，在實施本發明的方法和加壓容 器監測系統的結構中可以進行各種修改和變化而不背離本發明的範圍和精神。通過在本文 中揭示的對本說明書的敘述以及對本發明的實踐，對於在本技術領域熟練的人員而言，本 發明的其他的實施例將是顯而易見的。本文的意圖是，本說明書和實例僅被考慮為示例性 的，而本發明的確切的範圍和精神將由下文的權利要求指出。
權利要求
一種監測密封性地接合在一個加壓容器中的減壓裝置經受的條件的方法，該方法包括的步驟為接收一系列描繪該加壓容器的至少一個運行條件的監測信號，每個監測信號描繪在一個特定時間存在的運行條件；將每個監測信號存儲到一個第一存儲器；和將監測信號的歷史記錄組傳輸到一個第二存儲器，該歷史記錄組包括在一個預先確定的緊靠接收到壓力事件信號之前的時間周期內接收的監測信號。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括在該預先確定的時間周期終結之後從第一存 儲器刪除該監測信號的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，進一步包括監測加壓容器的運行條件的步驟。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中運行條件包括加壓容器中的溫度。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中運行條件包括加壓容器中的壓力。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中運行條件包括加壓容器中的PH值。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中運行條件包括施加在減壓裝置上的背 壓力。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，至少一個傳感器生成所述一系列描繪該加 壓容器內的直接測量的信號，並且所述方法還包括向所述至少一個傳感器發送詢問信號以 確定所述至少一個傳感器是否工作。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述至少一個傳感器提供響應於所述詢問 信號的回覆信號，所述回覆信號提供與所述至少一個傳感器相關的診斷信息。
10.一種用於密封性地接合在一個加壓容器中的減壓裝置的監測系統，該系統包括一個在卸壓裝置被促動時可操作地產生一個事件信號的壓力事件傳感器；一個設置在加壓容器中並可操作地產生一個描繪該加壓容器在一個特定時間的至少 一個運行條件的運行信號的條件傳感器；一個可操作地接收來自壓力事件傳感器和條件傳感器的信號的控制器，該控制器具有 一個用於存儲在一個預先確定的時間周期內的描繪至少一個運行條件的運行信號的歷史 記錄組的第一存儲器，和一個第二存儲器，在接收事件信號時，控制器將運行信號的歷史記 錄組轉移到該第二存儲器。
11.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，其中監測信號描繪加壓容器中的壓力。
12.如權利要求11所述的系統，其特徵在於，其中系統具有一個最大可容許工作壓力， 當系統中的壓力超過一個作為該最大可容許工作壓力的一定百分比的閾值時控制器可操 作地產生一個警報。
13.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，其中監測信號描繪加壓容器中的溫度。
14.如權利要求13所述的系統，其特徵在於，其中當溫度超過一個溫度上限時控制器 可操作地產生一個警報。
15.如權利要求13所述的系統，其特徵在於，其中當溫度下降低於一個溫度下限時控 制器可操作地產生一個警報。
16.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，其中監測信號描繪一個施加在減壓裝置 上的背壓力，當該背壓力超過一個背壓力限度時控制器產生一個警報。
17.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，其中監測信號表示pH值，當pH值在一個 預先確定的PH值範圍之外時控制器產生一個警報。
18.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述控制器可操作用於生成並向所述條 件傳感器發送詢問信號以確定所述條件傳感器是否工作。
19.如權利要求18所述的系統，其特徵在於，所述條件傳感器可操作用於提供響應於 所述詢問信號的回覆信號，所述回覆信號提供與所述條件傳感器相關的診斷信息。
全文摘要
提供一種監測具有一個附屬裝置的加壓容器的系統和方法。該系統包括一個傳感器，該傳感器可操作地提供描繪該加壓容器的至少一個運行條件的信號。該系統也包括一個控制器，該控制器可操作地接收來自傳感器的信號，並當檢測的運行條件將影響附屬裝置的運行時產生一個警報。
文檔編號F17C13/12GK101799687SQ20091026680
公開日2010年8月11日 申請日期2002年8月23日 優先權日2001年8月24日
發明者G·C·布拉齊爾, J·E·斯莫沃德, J·P·克拉克三世 申請人:Bs&B安全體系有限公司