對閥進行隔離的專用系統與隔離一個或多個閥的專用系統的製作方法

2023-11-07 09:18:22 2

專利名稱：對閥進行隔離的專用系統與隔離一個或多個閥的專用系統的製作方法
技術領域：
本實用新型大體上涉及一種用於控制閥門元件的裝置，更具體地，涉及一種採用用於控制和監控對閥的隔離的遠程鎖定站的控制系統。
背景技術：
各種隔離裝置是公知的，並且當前用在工業、商業、交通業和其他產業中。傳統系統採用電機開關，諸如可以通過傳統扣鎖(pad lock)在開放式結構中被鎖定的斷開器件 (disconnect)。扣鎖確保了該系統在服務時不會重新通電。已開發了允許電氣裝置和其他裝置的電鎖定/標定(包括從遠程站鎖定電路的能力)的更複雜系統。一種這樣的系統可從威斯康星州密爾沃基的Rockwell Automation的商標ElectroGuardw購得。然而，對適合於閥門(諸如，氣動系統、液壓系統、處理系統、高壓水系統、氣體系統、燃料、化學物和工藝流體等)的專用鎖定或隔離系統一直都有需求。

實用新型內容本實用新型提供了一種專門設計用於閥門的鎖定或隔離系統。具體地，該系統被設計與諸如電磁閥或閥致動器的電動閥一起使用。該系統可以與氣動系統或液壓系統一起使用，但也適用於各種流體閥，諸如，液體和氣態流體、工藝流體、水、燃料等。本實用新型利用能夠擴展的遠程鎖定站來提供可命令並控制隔離的各個位置。該系統被專門設計用於對閥門起作用，以使得不需要在其他情況下可與電功率相關聯的輔助部件(諸如，電動機和其他負載)。根據本實用新型的一個方面，提供了一種對閥進行隔離的專用系統，包括電源電路中的電觸點，其被配置成耦合至遠程受控閥；遠程隔離電路，其遠離所述閥，並且包括手動操作開關；繼電器，其耦合至所述遠程隔離電路，並且被配置成響應於對所述開關的操作來產生隔離信號；以及控制線圈，其耦合至所述繼電器，並且被配置成在產生所述隔離信號時使所述觸點斷開，以隔離所述閥。其中，對閥進行隔離的專用系統包括指示器反饋電路，所述指示器反饋電路被耦合至所述控制線圈並被配置成提供表示所述閥已被隔離的操作員感知指示。其中，對閥進行隔離的專用系統包括延遲電路，所述延遲電路被配置成延遲提供所述操作員感知指示。在對閥進行隔離的專用系統中，所述操作員感知指示包括燈發光。其中，對閥進行隔離的專用系統包括初始化電路，所述初始化電路被配置成當向所述閥供電時對所述閥的狀態進行初始化。其中，對閥進行隔離的專用系統包括多個遠程隔離電路，全部遠程隔離電路均能夠使所述繼電器產生所述隔離信號。其中，對閥進行隔離的專用系統包括通信接口電路，所述通信接口電路被配置成將所述閥的狀態的指示提供給遠程監控或控制系統。其中，對閥進行隔離的專用系統包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被配置成檢測表示所述閥的狀態的參數。其中，對閥進行隔離的專用系統包括指示器反饋電路，所述指示器反饋電路被耦合至所述控制線圈並且包括耦合至所述至少一個傳感器的至少一個傳感器監控電路，所述指示器反饋電路被配置成基於所述至少一個傳感器監控電路所監控的傳感器反饋來提供表示所述閥已被隔離的操作員感知指示。在對閥進行隔離的專用系統中，所述參數包括所述閥的下遊的壓力。根據本實用新型的另一個方面，提供了一種用於隔離一個或多個閥的專用系統， 包括電源電路中的電觸點，其被配置成耦合至一個或多個閥控制電路；多個遠程隔離電路，其遠離所述一個或多個閥，並且每個遠程隔離電路均包括手動操作開關；繼電器，其耦合至所述遠程隔離電路，並且被配置成響應於對所述開關的操作來產生隔離信號；以及控制線圈，其耦合至所述繼電器，並且被配置成在產生所述隔離信號時使所述觸點斷開以隔離所述一個或多個閥。其中，用於隔離一個或多個閥的專用系統包括電觸點，所述電觸點被配置成耦合至控制不同流體的流動的多個閥。其中，用於隔離一個或多個閥的專用系統包括指示器反饋電路，所述指示器反饋電路被耦合至所述控制線圈並且包括耦合至至少一個傳感器的至少一個傳感器監控電路， 所述指示器反饋電路被配置成基於所述至少一個傳感器監控電路所監控的傳感器反饋來提供表示所述一個或多個閥中的至少一個閥已被隔離的操作員感知指示。

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本實用新型的這些和其它特徵、方面和優點將變得更好理解，在附圖中，類似的附圖標記表示類似的部件，其中圖1是將閥用於傳送加壓流體的示例性機器或工藝以及被設計用於允許閥隔離的電路(諸如，為了維修)的圖示；圖2是用在圖1的閥隔離系統中的特定功能電路的另一圖示；以及圖3是用在該系統中的特定功能電路的更具體圖示。
具體實施方式
附圖示出了用於根據本技術的閥隔離系統的特定功能電路。附圖中示出的設計的某些方面可在一系列美國專利中至少部分地示出並說明，包括USP 6，611，416，標題為 「Safety Relay Circuit for Large Power Contactors" ；USP 6，764，059，標題為 "Valve Isolation Systems」 ；USP6, 937，450，標題為 「Grounded Isolation System" ；USP 7，212，391，標題為 「Grounded Isolation System" ；USP 7，420，297，標題為 「CombinationControl System with Intermediate Module" ；USP 7，610，107,標題為"Control System Having Verification MOdule」 ；以及 USP 7，675，200，標題為 「Combination Control System with Intermediate Module」；在此通過引用將其全部合併於此。圖1示出可對閥進行控制並且當期望「鎖定」(諸如，為了維修)時的示例性機器系統10。該系統可以是任何類型的，並且提供任何期望的工藝，包括工業製造工藝、材料處理工藝、化學物和氣體製作工藝、運載工藝(例如，在海運設備上)等。本實用新型並不旨在局限於任何特定類型或領域的機器或工藝。該系統包括一般由附圖標記12表示的工藝機器。這裡，該機器可包括氣動系統、液壓系統、液體和氣態流體系統、工藝流體系統、水系統、燃料系統等、或者這些的任意組合。通常，機器將利用一般由附圖標記14和16指定的一個或多個閥。這些閥將被設計用於在工藝的一部分到另一部分的壓力下傳送一個或多個流體。一個或多個傳感器18將與每個閥相關聯，並且將典型地檢測各個閥下遊的壓力。然而，應該認識到，這樣的儀器可感測上遊壓力、閥位置、流速、或作為閥門或流體系統的一部分的任何其他有用參數。最終，每個閥將由如附圖標記20和22表示的分別用於閥14和16 的一個或多個致動器所控制。本領域的技術人員將認識到，這樣的致動器可包括螺線管和電氣直接制動器，而且還可包括電動閥定位器、氣動或液壓控制的致動器等。圖1還示意性地示出用於遠程控制閥的狀態的控制電路24。該電路可以位於閥所在的機器的部分或者位於或遠離這種位置，該電路可以允許閥的開-關(即，斷開-閉合) 操作或者可允許計量或截留控制。此外，可自動控制或手動控制該控制電路，典型地根據工藝的類型，並且在前一種情況下，閉環控制可基於以本領域一般已知的方式的其他工藝參數。還設置了一個或多個遠程鎖定站沈和觀，並且這些遠程鎖定站連接至控制電路。如下文詳細描述的，這些站允許操作員或服務人員隔離或停用這些閥中的一個或多個，諸如以確保沒有對閥的狀態進行改變。例如可在閥或下遊設備的維修期間使用這種鎖定程序。如所示的，一個或多個指示器30還被設置用於指示這些閥的工作狀態。實際上，可以該方式使用燈、音響指示器、面板顯示功能部件、或任何其他適合的裝置來指示這些閥在工作、這些閥被隔離、這些閥的位置、這些指示中的多個。在本文中，在期望時，指示器至少允許指示這些閥中的一個或多個被隔離或「鎖定」將是有用的，如下文所述。在圖1所述的布置中，控制電路對耦合至輸入電源，諸如120V交流電源。控制電路還耦合至向圖1和圖2中所示的閥隔離電路供電的24V直流電源32。圖1和圖2的電路示出一般由附圖標記沈和觀標明的遠程鎖定站，儘管可以提供任何數量的這種站。 ElectroGuard配件(諸如，可從威斯康星州密爾沃基的Rockwell Automation購得的擴展模塊)可以用於增加遠程鎖定站的數量。在諸如工業和商業設置、交通業設置(諸如在海上應用中)的其他設置中，可在任何適當且方便的位置中設置遠程鎖定站。此外，在圖1和圖2的附圖中示出了閥控制電路34，並且對應於受控閥，可設置任意適當數量的這種電路。在此，再次應該注意，由所示電路供電並隔離的閥可以控制空氣、 液壓流體、氣體、燃料、工藝流體、高壓水或任意其他期望流動流體的流動。圖2還示出用於表明已影響隔離或者一個或多個閥的指示燈(或其他指示器)的反饋電路36。如以下討論的，每個反饋電路均包括至少一個傳感器監控電路38 (參見圖3)，傳感器監控電路38基於所監控的參數來確定期望的閥是否已經被有效隔離。圖3示出另一功能電路，其包括可提供用於隔離電路的狀態的遠程通信的信號的連接電路40，諸如向遠程監控裝置(例如，自動控制器、工廠地面監控器和控制器、企業監控器和控制器等)。這些通信可採用任何適合的形式，諸如，傳統的DeviceNet、Profibus, 乙太網等，諸如可通過各種輸入/輸出電路(未示出)來連接。例如，連接電路可將狀態信號提供給遠程控制和/或監控系統。在圖3的圖示中，隔離站可包括冗餘開關輸入電路，如附圖標記42所表示。另夕卜， 該附圖示出耦合至遠程鎖定站的安全繼電器44。如所示，操作員將壓下或斷開如圖3所示的隔離開關46。斷開任何隔離開關都將使信號從圖3所示的安全繼電器44發送至安全繼電器觸點48。將使這些觸點斷開，從而使線圈50和52斷電。對線圈50和52的斷電又對觸點M和56的狀態進行控制。即，斷開這些觸點，以在安裝時從耦合至這些觸點的閥門去除功率。此外，將觸點58被設置為與反饋電路串聯，並且響應於延遲電路60和關聯線圈 62。延遲電路被設置為確保安全繼電器在向任何指示燈供電之前被供電，由此避免在安全繼電器還未被供電且不穩定的情況下向指示燈供電。當與適當的閥相關聯的壓力傳感器(或者其他參數傳感器，例如，位置、流等)已確定發生的能量隔離時，如由監控電路38所示，在反饋電路中閉合觸點，以使指示燈64發光，從而表示隔離已發生。此外，利用觸點M和56來設置電動且隔離的閥門中的初始狀態 (例如，以開始給閥通電或停電)。應該注意，在每個遠程鎖定站沈和觀中設置附加指示燈，以提供已影響隔離和鎖定的本地用戶感知指示。在操作中，附圖中所示出的上述電路可用於檢查在隔離任何連接的閥門前的壓力讀數，並且檢查在隔離後的另一壓力讀數，以確保在停止加壓流體的流動時隔離已受到影響。在諸如液壓系統的特定系統中，該系統還可驗證液壓管已耦合至液壓蓄能器，允許流體排出至儲蓄器。該系統可與單個閥或與多個冗餘閥門一起使用，諸如，在串聯有兩個閥的應用中。可以在流體被提供用於特定流體應用時向閥供電，以及可中斷供電以防止提供這種流體。儘管本文僅示出和描述了本實用新型的特定特徵，但是本領域的技術人員可想到多種修改和改變。因此，應理解，所附權利要求旨在覆蓋落入本實用新型的實質精神內的全部這樣的修改和改變。附記方案1. 一種閥隔離方法，包括將閥控制線圈耦合至繼電器，所述控制線圈能夠被通電以控制用於使閥控制電路通電的電觸點；將所述繼電器耦合至包括手動開關的遠程隔離電路，所述手動開關可操作用於使所述繼電器產生使所述控制線圈斷電的隔離信號以斷開所述電觸點。方案2.根據方案1所述的方法，包括將多個遠程隔離電路耦合至所述繼電器，全部遠程隔離電路均能夠使所述繼電器產生所述隔離信號。方案3.根據方案1所述的方法，包括將操作員感知指示電路耦合至所述控制線圈，所述操作員感知指示電路被配置成提供表示通過斷開所述電觸點使所述閥隔離的指
7J\ ο方案4.根據方案3所述的方法，包括將延遲電路耦合至用於延遲對所述指示的提供的所述指示電路。[0041]方案5.根據方案3所述的方法，包括監控來自至少一個傳感器的反饋，所述至少一個傳感器監控表示所述閥的狀態的參數。方案6.根據方案5所述的方法，其中，所述閥已被隔離的所述操作員感知指示基於耦合至所述指示電路的反饋監控電路所監控的傳感器反饋。方案7.根據方案6所述的系統，其中，所述參數包括所述閥的下遊的壓力。
權利要求1.一種對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括電源電路中的電觸點，其被配置成耦合至遠程受控閥；遠程隔離電路，其遠離所述閥，並且包括手動操作開關；繼電器，其耦合至所述遠程隔離電路，並且被配置成響應於對所述開關的操作來產生隔離信號；以及控制線圈，其耦合至所述繼電器，並且被配置成在產生所述隔離信號時使所述觸點斷開，以隔離所述閥。
2.根據權利要求1所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括指示器反饋電路，所述指示器反饋電路被耦合至所述控制線圈並被配置成提供表示所述閥已被隔離的操作員感知指示。
3.根據權利要求2所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括延遲電路，所述延遲電路被配置成延遲提供所述操作員感知指示。
4.根據權利要求2所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，所述操作員感知指示包括燈發光。
5.根據權利要求1所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括初始化電路，所述初始化電路被配置成當向所述閥供電時對所述閥的狀態進行初始化。
6.根據權利要求1所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括多個遠程隔離電路，全部遠程隔離電路均能夠使所述繼電器產生所述隔離信號。
7.根據權利要求1所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括通信接口電路， 所述通信接口電路被配置成將所述閥的狀態的指示提供給遠程監控或控制系統。
8.根據權利要求1所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被配置成檢測表示所述閥的狀態的參數。
9.根據權利要求8所述的對閥進行隔離的專用系統，其特徵在於，包括指示器反饋電路，所述指示器反饋電路被耦合至所述控制線圈並且包括耦合至所述至少一個傳感器的至少一個傳感器監控電路，所述指示器反饋電路被配置成基於所述至少一個傳感器監控電路所監控的傳感器反饋來提供表示所述閥已被隔離的操作員感知指示。
10.一種用於隔離一個或多個閥的專用系統，其特徵在於，包括電源電路中的電觸點，其被配置成耦合至一個或多個閥控制電路；多個遠程隔離電路，其遠離所述一個或多個閥，並且每個遠程隔離電路均包括手動操作開關；繼電器，其耦合至所述遠程隔離電路，並且被配置成響應於對所述開關的操作來產生隔離信號；以及控制線圈，其耦合至所述繼電器，並且被配置成在產生所述隔離信號時使所述觸點斷開以隔離所述一個或多個閥。
11.根據權利要求10所述的用於隔離一個或多個閥的專用系統，其特徵在於，所述系統包括電觸點，所述電觸點被配置成耦合至控制不同流體的流動的多個閥。
12.根據權利要求10所述的用於隔離一個或多個閥的專用系統，其特徵在於，包括指示器反饋電路，所述指示器反饋電路被耦合至所述控制線圈並且包括耦合至至少一個傳感器的至少一個傳感器監控電路，所述指示器反饋電路被配置成基於所述至少一個傳感器監控電路所監控的傳感器反饋來提供表示所述一個或多個閥中的至少一個閥已被隔離的操作員感知指示。
專利摘要本實用新型涉及對閥進行隔離的專用系統與隔離一個或多個閥的專用系統。一種對閥進行隔離的專用系統包括電源電路中的電觸點，其被配置成耦合至遠程受控閥；遠程隔離電路，其遠離所述閥，並且包括手動操作開關；繼電器，其耦合至所述遠程隔離電路，並且被配置成響應於對所述開關的操作來產生隔離信號；以及控制線圈，其耦合至所述繼電器，並且被配置成在產生所述隔離信號時使所述觸點斷開，以隔離所述閥。
文檔編號F16K31/02GK202284671SQ20112015495
公開日2012年6月27日 申請日期2011年5月12日 優先權日2010年5月12日
發明者麥可·沙爾尼克 申請人:洛克威爾自動控制技術股份有限公司