CN104769342B - 发光的阀位置指示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀位置指示器的实施例，该阀位置指示器具有带至少一个窗的指示器盖和构造成至少部分位于指示器盖内的转子。转子具有带一个或多个位置指示的指示表面，其中，至少其中一个位置指示构造成可与指示器盖上的窗对准从而指示阀的位置。灯可以位于转子附近并构造成照亮位置指示。阀位置指示器还可包括与指示器盖的边缘毗邻的一列LED灯。阀位置指示器可替代地包括该列LED灯而不包括指示器盖。

Description

发光的阀位置指示器

技术领域

技术领域涉及阀位置指示器。

背景技术

阀可在众多应用中用以控制流经管路系统的流体流动。存在多种不同类型的、用于控制流动的阀，例如球阀、闸阀、蝶阀、针阀、单向阀等。球阀、蝶阀、针阀和闸阀可利用致动器、手轮或手动杠杆在打开位置与关闭位置之间进行作动。要从致动器(例如手轮或电动致动器)的位置知道阀的位置可能是很难的。因此，需要有用于阀的改进的阀位置指示器。对阀指示器的另一需求是，通过显示屏更好地传达阀位置。

发明内容

一种阀位置指示器，具有带至少一个窗的指示器盖和构造为至少部分地位于该指示器盖内的转子。转子具有带一个或多个位置指示的指示表面，其中，至少一个位置指示构造为可与至少一个窗对准以指示阀位置。灯可靠近该转子布置并构造为照亮该位置指示。阀位置指示器还可包括与指示器盖的边缘毗邻的一列LED灯。阀位置指示器可替代地包括该列LED灯而不包括指示器盖。

本文所用术语LED(或L.E.D)是指发光二极管和/或任何相似类型的发光装置。

附图说明

图1描绘了具有带阀位置指示器的阀的管路系统的示意图。

图2描绘了根据一个实施例的图1中的阀和阀位置指示器的横截面视图。

图3A描绘了根据一个实施例的阀位置指示器的侧视分解图。

图3B描绘了根据一个实施例的阀位置指示器的侧视分解图。

图4描绘了根据一个实施例的用于操作阀位置指示器的指示灯的接线图。

图5是描绘用于操作一个实施例的阀位置指示器的方法流程图。

图6描绘了根据一个替代实施例的阀位置指示器的立体图。

图7A描绘了根据一个替代实施例的阀位置指示器的俯视图。

图7B描绘了与图7A相似的视图，除了示出阀处于不同位置。

图8描绘了根据一个实施例的阀位置指示器的底侧图。

图9描绘了根据一个实施例的位于“关闭”位置的阀位置指示器的前侧视图。

图10描绘了阀位置指示器的另一实施例的俯视图。

具体实施方式

下文的说明包括实施本发明主题的技术的示例性设备、方法、技术和指令序列。但应当理解，所述的多个实施例可以不按这些具体细节实施。

图1描绘了根据一个实施例的具有带阀位置指示器104的阀102的管路系统100的示意图。管路系统100可以是要求在该管路系统100中进行流动控制的任何合适的管路系统。阀102可具有构造成使阀102在打开位置与关闭位置之间运动的致动器106。致动器106可以是任何合适的致动器，包括但不限于气动致动器、液压致动器、电动致动器、手轮、杠杆等。致动器106可具有致动器轴108，该致动器轴构造成当阀102在打开位置与关闭位置之间运动时致动阀位置指示器104，如在下文中更详细说明的那样。致动器轴108可构造成使阀102在打开位置与关闭位置之间运动，或者可以是当阀102在打开位置与关闭位置之间运动时运动的独立轴。

图2描绘了阀102的示意图以及阀位置指示器104的横截面视图。示出的阀102是具有处于打开位置处的孔200的球阀。在该打开位置处，阀102的孔200可以与管路系统100的孔对准。致动器106可构造成使阀102的球体202在打开位置与关闭位置之间运动，在关闭位置处孔200不与管路系统100的孔对准。阀杆204可通过致动器106被转动，以使得阀102在打开位置与关闭位置之间运动。阀杆204如图所示地可与致动器轴108一体形成，或者单独的装置或机构可致动该致动器轴108以及阀杆204。尽管阀102以球阀进行描述，但阀102可以是任何合适的阀，包括但不限于蝶阀、针阀、闸门阀等。

致动器106可以是用于致动阀102的任何合适的致动器，包括但不限于气动致动器、液压致动器、电动致动器、手轮、杠杆等。

如所示出的，阀位置指示器104安置于致动器106的上方。尽管阀位置指示器104被示出为正好位于致动器106的上方，但阀位置指示器104可以位于任何合适的位置或侧部(例如被安装至致动器106的指示器安装表面107)，只要致动器轴108可对阀位置指示器104进行致动，如将在下文更详细地讨论的。阀位置指示器104可包括但不限于指示器盖206、转子208、在指示器盖206中的一个或多个窗210、在转子208上的一个或多个指示表面212、光源214(或灯)、以及致动器轴连接器216。当阀102在打开位置与关闭位置之间运动时，致动器轴108可以使转子208转动。当转子208运动时，所述一个或多个指示表面212可以与所述一个或多个窗210对准，从而指示阀102的位置。

致动器轴108可以在致动器轴连接器216处紧固至转子208。如所示出的，致动器轴连接器216具有凹端218，该凹端构造成接纳致动器轴108的凸端220。在一实施例中，凹端218和/或凸端220可开键槽和/或被构形成允许致动器轴108与转子208之间的传递转动或扭矩。在另一实施例中，致动器轴108可以与转子208一体形成或者利用销(未示出)与转子208连接。

指示器盖206和转子208示出呈穹顶形。转子208的穹顶可以嵌套在指示器盖206的穹顶内。尽管指示器盖206和转子208示出为圆弧形穹顶，但应当理解，它们可具有任何合适的形状，包括圆筒形(倒置的杯形)、圆锥形、椭圆形(任何绕其中心轴线旋转的椭圆形)、网格状球顶等。

转子208可具有构造成接纳指示器盖206上的销224的对准插孔222。借助于销224位于对准插孔222中，指示器盖206可大致对称地就位在转子208的上方。当致动器轴108使转子208转动时，对准插孔222可相对于销224自由地转动。指示器盖206可被直接联接至致动器106或联接至阀102的另一部分，以防止指示器盖206与转子208一起转动。

图3A描绘出指示器盖206和转子208的侧视分解图。所示指示器盖206具有用于观察指示表面212的两排300窗210：具有彼此正对的两个窗210的顶排300a和具有彼此正对的两个窗210的底排300b。在窗210之间设有板302。板302可以是实心的(非透明的)。在一个实施例中，板302可具有黑色或遮光物。尽管板302被描述为呈黑色，但应当理解，板302可以是任何颜色，只要它是非透明的即可。

转子208可具有两个指示排303，当转子208被嵌套在指示器盖206中时，该两个指示排303与指示器盖206的排300对准。指示表面212可具有一个或多个位置指示301，该一个或多个位置指示301可被进一步指定为一个或多个关闭指示304和/或一个或多个打开指示306。如所示出的，转子208具有位于顶部指示排303a上的两个关闭指示304(如图3A所示以覆盖在球面上的穹顶形呈现)和位于底部指示排303b上的两个关闭指示304(如图3A所示以覆盖在球面上的梯形呈现)。转子208可具有位于顶部指示排303a上的两个打开指示306(如图3B所示以覆盖在球面上的穹顶形呈现)以及位于底部指示排303b上的两个打开指示306(如图3B所示以覆盖在球面上的梯形呈现)。打开指示306和关闭指示304可具有与指示器盖206的窗210和板302相同的型式。尽管在指示器盖206上具有与转子208上的四个打开指示306和四个关闭指示304相对准的四个板302和四个窗210，但应当理解，可以使用任何数量的板302、窗210、打开指示306和关闭指示304，只要指示表面212与窗210和板302对准从而清晰地显示打开位置或关闭位置即可。

当阀102位于关闭位置时，关闭指示304与窗210对准从而通过窗210显示关闭指示304。关闭指示304可具有指示关闭位置的文字。如所示出的，关闭指示304具有在关闭指示304的表面上的文字“关闭(CLOSE)”。尽管该文字示出为“关闭”，但可以理解，可以使用任何合适的文字和/或符号来指示关闭位置(例如，用于关闭指示304的位置指示词语308可以是“关闭的”或“不流动的”)。作为文字指示的补充或替代，关闭指示304可以具有彩色涂层。在一个实施例中，关闭指示304可以是红色。尽管关闭指示304在一个实施例中被描述为红色，但其可以是任何合适的颜色(例如，关闭指示304可以是蓝色或绿色)。

当阀102处于打开位置时，打开指示306与窗210对准从而透过窗210显示打开指示306。打开指示306可具有指示打开位置的文字。如所示出的，打开指示306具有在打开指示306的表面上的文字“打开(OPEN)”。尽管该文字示出为“打开”，但应当理解，可以使用任何合适的文字和/或符号来指示打开位置(例如，用于打开指示306的位置指示词语308可以是“打开的”或“流动的”)。作为文字指示的补充或替代，打开指示306可以具有彩色涂层。在一个实施例中，打开指示306可以是黄色。尽管打开指示306在一个实施例中被描述为黄色，但其可以是任何合适的颜色(例如，打开指示306可以是蓝色或绿色，只要它的颜色与关闭指示304的颜色能够区分开即可)。

图3A示出了位于打开位置的转子208(如果其被嵌套在指示器盖206中)。在该打开位置，所述四个打开指示306与打开指示306的窗210对准。转子208会停留在该打开位置以透过窗210显示打开指示306。在该位置处，关闭指示304位于板302的下方，从而遮挡住关闭指示304而不可见。转子208会停留在该打开位置，直到阀102运动至关闭位置。阀102会保持在打开位置直到阀被关闭。

图3B示出了位于关闭位置的转子208(如果其被嵌套在指示器盖206中)。在该关闭位置，所述四个关闭指示304与关闭指示304的窗210对准。在该位置，打开指示306位于板302的下方从而遮挡住打开指示306而不可见。

如图2所示，阀位置指示器104可具有照亮转子208内部的光源214。转子208可以由允许光穿过转子208的半透明材料制成。光可以照亮打开指示306和关闭指示304。光照可允许打开指示306或关闭指示304在其与窗210对准时被照亮。光照可允许打开指示306或关闭指示304容易被阀102的操作者和/或工作人员看到。光源214可以是任何合适的光源，包括但不限于发光二极管(LED)、荧光灯、白炽灯泡等。光源214可以是明光或色光。例如，光源214的一个这样的实施例可以是三线LED，其中对第一线和第二线通电发射一种颜色(例如黄光)，并且对第一线和第三线通电发射另一种颜色(例如红光)。可以实施针对不同颜色的各种不同的有色光和选择。

可以从阀位置指示器104完全省去文字“打开”和/或“关闭”，从而可以仅使用颜色(和可选的声音)以通过关闭指示和打开指示304和306来指示阀的位置。或者，文字“打开”和/或“关闭”与关闭指示和打开指示304和306一起均可从阀位置指示器104完全省去，以使得整个阀位置指示器104(根据情况可为穹顶)在任何时刻均仅以一种给定的颜色发光(仅作为示例，红色照亮整个穹顶以指示“关闭”，“绿色”指示“打开”，“黄色”指示过渡，可选择地还包括闪烁的颜色用于传达信息)。在后一示例中，可以去掉转子208，并且仅用光源214与指示器盖206一起使用。

图4描绘了根据一个实施例的用于阀致动器的光源214的接线图400。接线图400描绘了接线端子排402、打开开关404、关闭开关406、照明电路408、打开电路410和关闭电路412。照明电路408在位置(2)、(5)、(7)处连接至接线端子排402。照明电路408具有分别从位置(2)和位置(5)至光源214的两个输电支路414a和414b。照明电路408具有返回至接线端子排402的位置(7)的回路416。如所示出的，打开电路410在位置(1)、位置(2)和位置(3)处连接至接线端子排402。当打开开关404处于断开位置时，如所示出的，打开电路410可以从位置(1)输电并返回至位置(3)。当打开开关404处于接通位置时，打开开关404连接至打开开关回路418，该打开开关回路418连接至接线端子排402的位置(2)，接线端402的位置(2)又向输电支路414a输电，从而点亮光源214。如所示出的，关闭电路412在位置(4)、位置(5)和位置(6)处连接至接线端子排402。当关闭开关406处于断开位置时，如所示出的，关闭电路412可以从位置(4)输电并返回至位置(6)。当关闭开关406处于接通位置时，关闭开关406连接至关闭开关回路420，该关闭开关回路420连接至接线端子排402的位置(5)，接线端402的位置(5)又向输电支路414b输电，从而点亮光源214。应当理解，可以使用任何合适的电路来操控光源214。

图5描绘了绘制出在一个实施例中用于操控阀位置指示器104的方法的流程图。该流程图开始于方框500，在方框500中提供具有一个或多个窗以及一个或多个板的指示器盖。流程图在方框502处继续，在方框502中提供至少部分地位于指示器盖中的具有至少一个指示表面的转子。流程图在方框504处继续，在方框504中转子响应于对阀的致动而转动。流程图在方框506处继续，在方框506中至少一个指示表面响应于所述转动而在指示器盖的窗下方运动。流程图在方框507处继续，在方框507中窗的内部被照亮。流程图在方框508处继续，在方框508中凭借透过窗观察指示表面212来指示阀的位置。流程图可以在方框510处继续，在方框510中阀的位置能够被感测并且发送讯号至多个LED灯。

图6描绘了根据一个替代实施例的阀位置指示器在处于打开位置时的立体图。图6中描绘的实施例包括一排或一列LED灯600，它们布置成指示器安装表面107上的、围绕并毗邻指示器盖206的边缘或周边207的同心圆或同心环。如在图7A和图7B中所示出的，LED灯600的圆环可被进一步分成任何数量的部段602以展示阀位置。部段602可与指示器盖206的板302和窗210对准。如图7A和图7B所示，LED灯600包括四个九十度的部段602用以与指示器盖206的底部指示排300b上的两个板302和两个窗210对准。应当理解，本发明涵括了包括板302、窗210和部段602的不同数量组合的多个实施例。

LED灯600还涉及通过发光以在视觉上指示阀位置，这与图2所示实施例结合或作为对图2所示实施例的补充的方式(但是这些特征还可独立于或不带指示器盖206和转子208地实施)。具体地，LED灯600能够通过发光的LED、未发光的LED、以及/或者不同颜色的LED的组合而轻易地指示阀102打开的渐增量、百分比、量或者程度。阀102打开的渐增量、百分比、量或程度可以通过位于致动器轴108上或附近或近处的传感器226(例如见图2)通知。仅通过示例并且如图7A中所示出的，如果阀102(即，与致动器轴108)被打开一半或百分之五十，则LED灯600的部段602中的九十度的连续的灯中的百分之五十或其中的四十五度可发光(凭借传感器226将信号提供至LED灯600的列)，并且每个部段602的剩余的四十五度将不会发光。如果阀102完全打开，如图6所示，则一整圈的LED灯600将会发光；如果阀102完全关闭，则一整圈的LED灯600将不会发光(或者可以以另一颜色、诸如红色发光)。

另外，并且如在图7B中示出的另一实施例，如果一圈LED灯600被分为四个九十度的部段602，并且阀102被打开1/3，则LED灯600的每个子部段的1/3或三十度将发光，并且LED灯600的每个子部段的六十度将不会发光。替代地，可以用LED灯600的发光来指示阀102被关闭的增量、百分比、量或者程度，并且可以使用未发光的LED灯600的数量来指示阀102被打开的程度。

另外，一圈LED灯600可由两种指示颜色组成，其中第一颜色可指示阀102被打开的量，第二颜色可指示阀102被关闭的量。仅作为示例，发绿光可以指示增加的打开位置，并且发红光可以指示增加的关闭位置。LED灯600可以是明光或者任何发出的色光。另外，LED灯600与位置指示301、位置指示词语308和/或光源214一起作用以显示阀位置。

示出的LED灯600的排或列是设置在围绕指示器盖206的边缘或周边207并且与其毗邻的连续同心圆或同心环中的等距地间隔开的多个嵌板604。然而，所述排或列可以小于整个圆或环，例如，仅在两组九十度的弧中延伸。示出的嵌板604为矩形，但它们可以是其它形状(例如正方形、圆形等)。嵌板604可以相对于指示器安装表面107为齐平的、凸起的、呈皇冠状的、呈球状的。嵌板604可以是邻接指示器盖206的边缘或周边207安装在指示器安装表面107上的环形的、C形的、渐缩的螺旋形的、线性的(均未示出)或其它形状的单一整体式条状嵌板。

指示器安装表面107可包括作为用于保持指示器盖206的夹紧/扣紧机构的一部分的脊部606、608和台部/凹沟610，以提高或提升嵌板604的可视性，并且/或者仅加强阀位置指示器104的外观显现度。第一脊部606可以高于第二脊部608。

图8描绘了阀位置指示器104底侧视图并且图9描绘了根据一个实施例的位于“关闭”位置的阀位置指示器104的正视图。图8和图9一起示出了与阀位置指示器104的其它特征相关的致动器轴108。要注意的是致动器轴108优选地直接置于指示器盖206和转子208的下方。致动器轴108在一端处通过致动器轴连接器216连接至阀位置指示器104(见图2)并且致动该转子208以显示一个或多个指示表面212。在另一端处，致动器轴108连接至阀102(见图1)。当阀102在打开位置与关闭位置之间改变位置时，致动器轴108将所述改变转送或传送至阀位置指示器104，并且通过指示表面212和/或LED灯600显示位置。

图10描绘了阀位置指示器104的另一实施例的俯视图。图10中的阀位置指示器104具有被分为四个部段602的被设定在指示器安装表面107的顶部上的一圈LED灯600。然而，在图10所示的实施例中，该实施例在指示器安装表面的中心107a上不具有指示器盖206或转子208(即，指示器安装表面的中心107a只是指示表面107的继续部分，其由设置成圈或环的LED灯600的列分界或分隔)。相反，在没有穹顶形指示器盖206、转子208和/或指示词语308的辅助下，通过一圈LED灯600的发光将阀102位置的指示传达信息给观察者。图10中描绘的阀102处于一半打开一半关闭的位置，其通过每个部段602的发光示出。在每个部段602内，LED灯600的50％的嵌板604以第一颜色发光以传达打开位置，并且LED灯600的50％的嵌板604不发光(或者以第二颜色发光)以传达关闭位置。尽管在该实施例中示出四个部段602，但应当理解，可以使用任何数量的部段602以向阀位置指示器104的观察者传达阀102位置。

尽管参考了各种不同的实施和操作方式描述了多个实施例，但应当理解，这些实施例是示意性的并且本发明主题的范围并不仅限于此。多种变形、修改、增加和改进是可能的。例如，本文所用的实施方式和技术可以应用于多种类型的管路系统(例如泵系统)中的任何单向阀。

可针对在此作为单一示例描述的部件、操作或结构提供多种示例。总体上，在示例性构型中以多个独立部件存在的结构和功能可以作为组合的结构或部件实施。类似地，以单一部件呈现的结构和功能可作为多个独立部件实施。这些以及其它变形、修改、增加和改进可落在本发明主题的范围内。申请人在此通过援引将在2012年11月1日提交的美国临时申请号为61/721,123的文件并入本文。

Claims (20)

1.一种阀，其包括：

致动器；

联接至所述致动器的阀位置指示器，其中，所述阀位置指示器包括：

扣紧在指示器安装表面上方的指示器盖，其中，所述指示器盖具有边缘；

多个LED灯，它们布置成在所述指示器安装表面上的、围绕并毗邻所述指示器盖的边缘的一圈，其中，所述多个LED灯构造成在响应于所述阀的位置的任何时刻均仅以一种给定的颜色发光；以及

与所述致动器和所述多个LED灯通讯连接的传感器，其中，所述传感器构造成将所述阀的位置传达给所述多个LED灯。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述多个LED灯构造成对应于所述阀的增量位置地发光。

3.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀位置指示器还包括：

在所述指示器盖上的由不透明的板分隔开的多个窗；以及

构造成至少部分地位于所述指示器盖内的转子，所述转子具有带位置指示的指示表面，其中，所述位置指示构造成可与所述指示器盖的所述窗对准从而指示阀的位置；并且其中，所述转子构造成可转动地被嵌套在所述指示器盖内。

4.根据权利要求3所述的阀，其中，所述致动器构造成当所述致动器将所述阀在打开位置与关闭位置之间致动时使所述转子相对于所述指示器盖转动，并且其中，所述位置指示还包括打开位置指示和关闭位置指示，所述打开位置指示包括在所述指示表面上的文字“打开”，并且所述关闭位置指示包括在所述指示表面上的文字“关闭”。

5.根据权利要求3所述的阀，其中，所述位置指示包括两个位置指示词语。

6.根据权利要求3所述的阀，其中，所述位置指示还包括第一位置指示和第二位置指示，其中，第一位置指示是第一颜色，第二位置指示是第二颜色。

7.根据权利要求6所述的阀，其中，所述第一颜色是在所述指示表面上的黄色，所述第二颜色是在所述指示表面上的红色。

8.根据权利要求1所述的阀，其中，所述指示器安装表面具有脊部。

9.根据权利要求1所述的阀，其中，所述多个LED灯分别能发出多于一种颜色。

10.根据权利要求1所述的阀，其中，所述给定颜色是白光。

11.根据权利要求1所述的阀，其中，所述多个LED灯构造成连续地指示所述阀打开的渐增量。

12.根据权利要求1所述的阀，其中，所述多个LED灯构造成连续地指示所述阀关闭的渐增量。

13.根据权利要求1所述的阀，其中，所述多个LED灯均构造成当所述阀关闭时发出第一颜色，当所述阀打开时发出第二颜色，当所述阀在打开和关闭之间过渡时发出第三颜色。

14.一种联接至致动器的阀位置指示器，包括：

安装在指示器安装表面上方的指示器盖，所述指示器盖具有边缘；

多个LED灯，它们布置成在指示器安装表面上的、围绕并毗邻所述指示器盖的边缘的一圈，其中，所述多个LED灯构造成在响应于给定阀的位置的任何时刻均仅以一种给定的颜色发光；以及

与所述致动器和所述多个LED灯通讯连接的传感器，其中，所述传感器构造成将所述阀的位置传达至所述多个LED灯。

15.根据权利要求14所述的阀位置指示器，其中，所述阀位置指示器还包括：

在指示器盖上的由不透明的板分隔开的多个窗；

构造为至少部分地位于所述指示器盖内的转子，所述转子具有带位置指示的指示表面，其中，所述位置指示构造成可与所述指示器盖的窗对准从而指示阀的位置，并且其中，所述转子构造成可转动地被嵌套在所述指示器盖内。

16.根据权利要求14所述的阀位置指示器，其中，所述指示器安装表面具有脊部。

17.根据权利要求14所述的阀位置指示器，其中，所述多个LED灯分别能发出多于一种颜色。

18.根据权利要求14所述的阀位置指示器，其中，所述多个LED灯构造成连续地指示所述阀打开的渐增量。

19.根据权利要求14所述的阀位置指示器，其中，所述多个LED灯构造成连续地指示所述阀关闭的渐增量。

20.根据权利要求14所述的阀位置指示器，其中，所述多个LED灯均构造成当所述阀关闭时发出第一颜色，当所述阀打开时发出第二颜色，当所述阀在打开和关闭之间过渡时发出第三颜色。