CN202284671U - 对阀进行隔离的专用系统与隔离一个或多个阀的专用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及对阀进行隔离的专用系统与隔离一个或多个阀的专用系统。一种对阀进行隔离的专用系统包括：电源电路中的电触点，其被配置成耦合至远程受控阀；远程隔离电路，其远离所述阀，并且包括手动操作开关；继电器，其耦合至所述远程隔离电路，并且被配置成响应于对所述开关的操作来产生隔离信号；以及控制线圈，其耦合至所述继电器，并且被配置成在产生所述隔离信号时使所述触点断开，以隔离所述阀。

Description

对阀进行隔离的专用系统与隔离一个或多个阀的专用系统
相关申请的交叉参考 
本申请要求于2010年5月12日提交的标题为“Valve Isolation System and Method”的美国临时专利申请第61/334,005号的优先权，在此通过引用将其全文合并于此。 
技术领域
本实用新型大体上涉及一种用于控制阀门元件的装置，更具体地，涉及一种采用用于控制和监控对阀的隔离的远程锁定站的控制系统。 
背景技术
各种隔离装置是公知的，并且当前用在工业、商业、交通业和其他产业中。传统系统采用电机开关，诸如可以通过传统扣锁(pad lock)在开放式结构中被锁定的断开器件(disconnect)。扣锁确保了该系统在服务时不会重新通电。已开发了允许电气装置和其他装置的电锁定/标定(包括从远程站锁定电路的能力)的更复杂系统。一种这样的系统可从威斯康星州密尔沃基的Rockwell Automation的商标ElectroGuardTM购得。 
然而，对适合于阀门(诸如，气动系统、液压系统、处理系统、高压水系统、气体系统、燃料、化学物和工艺流体等)的专用锁定或隔离系统一直都有需求。 
实用新型内容
本实用新型提供了一种专门设计用于阀门的锁定或隔离系统。具体地，该系统被设计与诸如电磁阀或阀致动器的电动阀一起使用。该系统可以与气动系统或液压系统一起使用，但也适用于各种流体阀，诸如，液体和气态流体、工艺流体、水、燃料等。本实用新型利用能够扩展的远程锁定站来提供可命令并控制隔离的各个位置。该系统被专门设计用于对阀门 起作用，以使得不需要在其他情况下可与电功率相关联的辅助部件(诸如，电动机和其他负载)。 
根据本实用新型的一个方面，提供了一种对阀进行隔离的专用系统，包括：电源电路中的电触点，其被配置成耦合至远程受控阀；远程隔离电路，其远离所述阀，并且包括手动操作开关；继电器，其耦合至所述远程隔离电路，并且被配置成响应于对所述开关的操作来产生隔离信号；以及控制线圈，其耦合至所述继电器，并且被配置成在产生所述隔离信号时使所述触点断开，以隔离所述阀。 
其中，对阀进行隔离的专用系统包括指示器反馈电路，所述指示器反馈电路被耦合至所述控制线圈并被配置成提供表示所述阀已被隔离的操作员感知指示。 
其中，对阀进行隔离的专用系统包括延迟电路，所述延迟电路被配置成延迟提供所述操作员感知指示。 
在对阀进行隔离的专用系统中，所述操作员感知指示包括灯发光。 
其中，对阀进行隔离的专用系统包括初始化电路，所述初始化电路被配置成当向所述阀供电时对所述阀的状态进行初始化。 
其中，对阀进行隔离的专用系统包括多个远程隔离电路，全部远程隔离电路均能够使所述继电器产生所述隔离信号。 
其中，对阀进行隔离的专用系统包括通信接口电路，所述通信接口电路被配置成将所述阀的状态的指示提供给远程监控或控制系统。 
其中，对阀进行隔离的专用系统包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成检测表示所述阀的状态的参数。 
其中，对阀进行隔离的专用系统包括指示器反馈电路，所述指示器反馈电路被耦合至所述控制线圈并且包括耦合至所述至少一个传感器的至少一个传感器监控电路，所述指示器反馈电路被配置成基于所述至少一个传感器监控电路所监控的传感器反馈来提供表示所述阀已被隔离的操作员感知指示。 
在对阀进行隔离的专用系统中，所述参数包括所述阀的下游的压力。 
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于隔离一个或多个阀的专用系统，包括：电源电路中的电触点，其被配置成耦合至一个或多个阀控制电路；多个远程隔离电路，其远离所述一个或多个阀，并且每个远 程隔离电路均包括手动操作开关；继电器，其耦合至所述远程隔离电路，并且被配置成响应于对所述开关的操作来产生隔离信号；以及控制线圈，其耦合至所述继电器，并且被配置成在产生所述隔离信号时使所述触点断开以隔离所述一个或多个阀。 
其中，用于隔离一个或多个阀的专用系统包括电触点，所述电触点被配置成耦合至控制不同流体的流动的多个阀。 
其中，用于隔离一个或多个阀的专用系统包括指示器反馈电路，所述指示器反馈电路被耦合至所述控制线圈并且包括耦合至至少一个传感器的至少一个传感器监控电路，所述指示器反馈电路被配置成基于所述至少一个传感器监控电路所监控的传感器反馈来提供表示所述一个或多个阀中的至少一个阀已被隔离的操作员感知指示。 
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，本实用新型的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，类似的附图标记表示类似的部件，其中： 
图1是将阀用于传送加压流体的示例性机器或工艺以及被设计用于允许阀隔离的电路(诸如，为了维修)的图示； 
图2是用在图1的阀隔离系统中的特定功能电路的另一图示；以及 
图3是用在该系统中的特定功能电路的更具体图示。 
具体实施方式
附图示出了用于根据本技术的阀隔离系统的特定功能电路。附图中示出的设计的某些方面可在一系列美国专利中至少部分地示出并说明，包括：USP 6,611,416，标题为“Safety Relay Circuit for Large Power Contactors”；USP 6,764,059，标题为“Valve Isolation Systems”；USP6,937,450，标题为“Grounded Isolation System”；USP 7,212,391，标题为“Grounded Isolation System”；USP 7,420,297，标题为“Combination Control System with Intermediate Module”；USP 7,610,107，标题为“Control System Having Verification M0dule”；以及USP 7,675,200，标题为“Combination Control System with Intermediate Module”；在此通 过引用将其全部合并于此。 
图1示出可对阀进行控制并且当期望“锁定”(诸如，为了维修)时的示例性机器系统10。该系统可以是任何类型的，并且提供任何期望的工艺，包括工业制造工艺、材料处理工艺、化学物和气体制作工艺、运载工艺(例如，在海运设备上)等。本实用新型并不旨在局限于任何特定类型或领域的机器或工艺。该系统包括一般由附图标记12表示的工艺机器。这里，该机器可包括气动系统、液压系统、液体和气态流体系统、工艺流体系统、水系统、燃料系统等、或者这些的任意组合。通常，机器将利用一般由附图标记14和16指定的一个或多个阀。这些阀将被设计用于在工艺的一部分到另一部分的压力下传送一个或多个流体。一个或多个传感器18将与每个阀相关联，并且将典型地检测各个阀下游的压力。然而，应该认识到，这样的仪器可感测上游压力、阀位置、流速、或作为阀门或流体系统的一部分的任何其他有用参数。最终，每个阀将由如附图标记20和22表示的分别用于阀14和16的一个或多个致动器所控制。本领域的技术人员将认识到，这样的致动器可包括螺线管和电气直接制动器，而且还可包括电动阀定位器、气动或液压控制的致动器等。 
图1还示意性地示出用于远程控制阀的状态的控制电路24。该电路可以位于阀所在的机器的部分或者位于或远离这种位置，该电路可以允许阀的开-关(即，断开-闭合)操作或者可允许计量或截留控制。此外，可自动控制或手动控制该控制电路，典型地根据工艺的类型，并且在前一种情况下，闭环控制可基于以本领域一般已知的方式的其他工艺参数。还设置了一个或多个远程锁定站26和28，并且这些远程锁定站连接至控制电路。如下文详细描述的，这些站允许操作员或服务人员隔离或停用这些阀中的一个或多个，诸如以确保没有对阀的状态进行改变。例如可在阀或下游设备的维修期间使用这种锁定程序。如所示的，一个或多个指示器30还被设置用于指示这些阀的工作状态。实际上，可以该方式使用灯、音响指示器、面板显示功能部件、或任何其他适合的装置来指示这些阀在工作、这些阀被隔离、这些阀的位置、这些指示中的多个。在本文中，在期望时，指示器至少允许指示这些阀中的一个或多个被隔离或“锁定”将是有用的，如下文所述。 
在图1所述的布置中，控制电路24耦合至输入电源，诸如120V交流电源。控制电路还耦合至向图1和图2中所示的阀隔离电路供电的24V直流电源32。图1和图2的电路示出一般由附图标记26和28标明的远 程锁定站，尽管可以提供任何数量的这种站。ElectroGuard配件(诸如，可从威斯康星州密尔沃基的Rockwell Automation购得的扩展模块)可以用于增加远程锁定站的数量。在诸如工业和商业设置、交通业设置(诸如在海上应用中)的其他设置中，可在任何适当且方便的位置中设置远程锁定站。 
此外，在图1和图2的附图中示出了阀控制电路34，并且对应于受控阀，可设置任意适当数量的这种电路。在此，再次应该注意，由所示电路供电并隔离的阀可以控制空气、液压流体、气体、燃料、工艺流体、高压水或任意其他期望流动流体的流动。图2还示出用于表明已影响隔离或者一个或多个阀的指示灯(或其他指示器)的反馈电路36。如以下讨论的，每个反馈电路均包括至少一个传感器监控电路38(参见图3)，传感器监控电路38基于所监控的参数来确定期望的阀是否已经被有效隔离。 
图3示出另一功能电路，其包括可提供用于隔离电路的状态的远程通信的信号的连接电路40，诸如向远程监控装置(例如，自动控制器、工厂地面监控器和控制器、企业监控器和控制器等)。这些通信可采用任何适合的形式，诸如，传统的DeviceNet、Profibus、以太网等，诸如可通过各种输入/输出电路(未示出)来连接。例如，连接电路可将状态信号提供给远程控制和/或监控系统。 
在图3的图示中，隔离站可包括冗余开关输入电路，如附图标记42所表示。另外，该附图示出耦合至远程锁定站的安全继电器44。如所示，操作员将压下或断开如图3所示的隔离开关46。断开任何隔离开关都将使信号从图3所示的安全继电器44发送至安全继电器触点48。将使这些触点断开，从而使线圈50和52断电。对线圈50和52的断电又对触点54和56的状态进行控制。即，断开这些触点，以在安装时从耦合至这些触点的阀门去除功率。此外，将触点58被设置为与反馈电路串联，并且响应于延迟电路60和关联线圈62。延迟电路被设置为确保安全继电器在向任何指示灯供电之前被供电，由此避免在安全继电器还未被供电且不稳定的情况下向指示灯供电。 
当与适当的阀相关联的压力传感器(或者其他参数传感器，例如，位置、流等)已确定发生的能量隔离时，如由监控电路38所示，在反馈电路中闭合触点，以使指示灯64发光，从而表示隔离已发生。此外，利用触点54和56来设置电动且隔离的阀门中的初始状态(例如，以开始给阀通电或停电)。应该注意，在每个远程锁定站26和28中设置附加指示灯， 以提供已影响隔离和锁定的本地用户感知指示。 
在操作中，附图中所示出的上述电路可用于检查在隔离任何连接的阀门前的压力读数，并且检查在隔离后的另一压力读数，以确保在停止加压流体的流动时隔离已受到影响。在诸如液压系统的特定系统中，该系统还可验证液压管已耦合至液压蓄能器，允许流体排出至储蓄器。该系统可与单个阀或与多个冗余阀门一起使用，诸如，在串联有两个阀的应用中。可以在流体被提供用于特定流体应用时向阀供电，以及可中断供电以防止提供这种流体。 
尽管本文仅示出和描述了本实用新型的特定特征，但是本领域的技术人员可想到多种修改和改变。因此，应理解，所附权利要求旨在覆盖落入本实用新型的实质精神内的全部这样的修改和改变。 
附记 
方案1.一种阀隔离方法，包括： 
将阀控制线圈耦合至继电器，所述控制线圈能够被通电以控制用于使阀控制电路通电的电触点； 
将所述继电器耦合至包括手动开关的远程隔离电路，所述手动开关可操作用于使所述继电器产生使所述控制线圈断电的隔离信号以断开所述电触点。 
方案2.根据方案1所述的方法，包括：将多个远程隔离电路耦合至所述继电器，全部远程隔离电路均能够使所述继电器产生所述隔离信号。 
方案3.根据方案1所述的方法，包括：将操作员感知指示电路耦合至所述控制线圈，所述操作员感知指示电路被配置成提供表示通过断开所述电触点使所述阀隔离的指示。 
方案4.根据方案3所述的方法，包括：将延迟电路耦合至用于延迟对所述指示的提供的所述指示电路。 
方案5.根据方案3所述的方法，包括：监控来自至少一个传感器的反馈，所述至少一个传感器监控表示所述阀的状态的参数。 
方案6.根据方案5所述的方法，其中，所述阀已被隔离的所述操作员感知指示基于耦合至所述指示电路的反馈监控电路所监控的传感器反馈。 
方案7.根据方案6所述的系统，其中，所述参数包括所述阀的下游的压力。 

Claims (12)

1.一种对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括：
电源电路中的电触点，其被配置成耦合至远程受控阀；
远程隔离电路，其远离所述阀，并且包括手动操作开关；
继电器，其耦合至所述远程隔离电路，并且被配置成响应于对所述开关的操作来产生隔离信号；以及
控制线圈，其耦合至所述继电器，并且被配置成在产生所述隔离信号时使所述触点断开，以隔离所述阀。
2.根据权利要求1所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括指示器反馈电路，所述指示器反馈电路被耦合至所述控制线圈并被配置成提供表示所述阀已被隔离的操作员感知指示。
3.根据权利要求2所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括延迟电路，所述延迟电路被配置成延迟提供所述操作员感知指示。
4.根据权利要求2所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，所述操作员感知指示包括灯发光。
5.根据权利要求1所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括初始化电路，所述初始化电路被配置成当向所述阀供电时对所述阀的状态进行初始化。
6.根据权利要求1所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括多个远程隔离电路，全部远程隔离电路均能够使所述继电器产生所述隔离信号。
7.根据权利要求1所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括通信接口电路，所述通信接口电路被配置成将所述阀的状态的指示提供给远程监控或控制系统。
8.根据权利要求1所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成检测表示所述阀的状态的参数。
9.根据权利要求8所述的对阀进行隔离的专用系统，其特征在于，包括指示器反馈电路，所述指示器反馈电路被耦合至所述控制线圈并且包括耦合至所述至少一个传感器的至少一个传感器监控电路，所述指示器反 馈电路被配置成基于所述至少一个传感器监控电路所监控的传感器反馈来提供表示所述阀已被隔离的操作员感知指示。
10.一种用于隔离一个或多个阀的专用系统，其特征在于，包括：
电源电路中的电触点，其被配置成耦合至一个或多个阀控制电路；
多个远程隔离电路，其远离所述一个或多个阀，并且每个远程隔离电路均包括手动操作开关；
继电器，其耦合至所述远程隔离电路，并且被配置成响应于对所述开关的操作来产生隔离信号；以及
控制线圈，其耦合至所述继电器，并且被配置成在产生所述隔离信号时使所述触点断开以隔离所述一个或多个阀。
11.根据权利要求10所述的用于隔离一个或多个阀的专用系统，其特征在于，所述系统包括电触点，所述电触点被配置成耦合至控制不同流体的流动的多个阀。
12.根据权利要求10所述的用于隔离一个或多个阀的专用系统，其特征在于，包括指示器反馈电路，所述指示器反馈电路被耦合至所述控制线圈并且包括耦合至至少一个传感器的至少一个传感器监控电路，所述指示器反馈电路被配置成基于所述至少一个传感器监控电路所监控的传感器反馈来提供表示所述一个或多个阀中的至少一个阀已被隔离的操作员感知指示。 
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