EA004733B1 - Линейный индикатор для клапана - Google Patents

Abstract

Линейный исполнительный механизм обеспечивает контроль и распознавание открытого и закрытого состояний клапана. Состояние исполнительного механизма контролируют посредством двух электрических выключателей и визуально через механический индикатор. Исходное положение срабатывания электрических выключателей устанавливают посредством регулируемой системы в соответствии с произвольным положением штока клапана в открытом или в закрытом состоянии клапана. Исходное положение визуального индикатора, соответствующее положению штока клапана, также является регулируемым. Возможность регулировки системы обеспечивает ее гибкость и позволяет использовать ее для самых разнообразных штоков клапанов с различной длиной хода. Визуальный индикатор виден сверху и с боковых сторон устройства. Он виден расположенным вдоль внешней окружности устройства, поэтому он виден также и под углом. Визуальный индикатор обеспечивает отображение следующих трех возможных состояний клапана: когда клапан закрыт, то индикатор не виден, когда клапан либо открывается, либо закрывается, то видна только одна область индикации, а когда клапан полностью открыт, то видны две области индикации.

Description

Заявка на изобретение имеет приоритет на основе предварительной заявки на патент США № 60/284,839 от 19 апреля 2001 г.

Область техники

Настоящее изобретение относится, в общем случае, к индикаторам для клапанов и, в частности, к индикатору для клапанов, обеспечивающему визуальную и/или электронную индикацию положения штока клапана.

Предшествующий уровень техники

Для индикации положения пневматических или гидравлических подъемных клапанов используют различные электрические и механические индикаторы положения. В соответствующих конечных положениях хода клапана приводят в действие выключатели, создавая электрический сигнал для открытого и закрытого положений клапана. Сигнал может затем быть передан в блок управления. Аналогичным образом может быть обеспечена также и визуальная индикация открытого и закрытого положений клапана.

На фиг. 1А, 1В показаны некоторые из технических решений, обеспечивающие электрическую и/или визуальную индикацию линейного положения клапана. На фиг. 1А показан принцип, используемый в данной области техники для обеспечения электрической индикации положения штока клапана. Шток 10 клапана снабжен закрепленным на нем переходником 12. Переходник 12 приводит в действие первый выключатель 20 в тот момент, когда шток 10 клапана находится в положении, соответствующем закрытому состоянию клапана. Месторасположение первого выключателя 20 на неподвижном валу 22 является регулируемым. Следовательно, перемещение выключателя 20 вдоль вала 22 приводит к изменению положения, указывающего, что клапан находится в закрытом состоянии. Заштрихованная область 24 представляет собой ту область, в пределах которой может быть выполнена регулировка положения, указывающего, что клапан находится в закрытом состоянии.

Переходник 12 приводит в действие второй выключатель 30 в тот момент, когда шток 10 клапана находится в открытом положении. Второй выключатель 30 также является регулируемым вдоль неподвижного вала 32. Следовательно, перемещение выключателя 30 вдоль вала 32 приводит к изменению положения, указывающего, что клапан находится в открытом состоянии. Заштрихованная область 34 указывает ту область, в пределах которой может быть выполнена регулировка положения, указывающего, что клапан находится в открытом состоянии, и обеспечивающего приведение в действие выключателя 30. Однако в данном устройстве не является очевидным тот факт, что оно обеспечивает визуальную индикацию положения клапанов с различной длиной хода.

На фиг. 1Б показан другой принцип, используемый в данной области техники для обеспечения индикации положения клапана. С ссылкой на принципиальную схему из фиг. 1Б, устройство контроля подъема клапана снабжено двумя регуляторами 14 и 16, которые приводят в действие два соответствующих концевых выключателя 20 и 30. Выключатели 20 и 30 действуют в качестве датчиков положения для верхнего и нижнего положений приводного шпинделя 12. Данное устройство позволяет обеспечивать перемещение регуляторов 14 и 16 таким образом, чтобы они приводили в действие концевые выключатели 20 и 30 в открытом и в закрытом положениях при заданном ходе клапана.

Приводной шпиндель 12 имеет ту же самую длину хода, что и шток 10 клапана. Следовательно, такая конструкция не предоставляет простое техническое решение, обеспечивающее создание визуального индикатора для клапанов с различной длиной хода. Визуальный индикатор 40 должен иметь длину 42 области визуальной индикации, равную длине 18 хода штока 10 клапана. Следовательно, для клапанов с различной длиной хода визуальный индикатор 40 отобразил бы различные зоны видимой области.

На фиг. 1В показан еще один принцип, используемый в данной области техники для обеспечения индикации положения клапана. Шток 10 клапана снабжен закрепленным на нем переходником 12. Регулятор 14 приводит в действие первый выключатель 20 в тот момент, когда шток 10 клапана находится в положении, соответствующем закрытому состоянию клапана. Месторасположение регулятора 14 вдоль переходника 12 является регулируемым. Заштрихованная область 24 представляет собой ту область, в которой может быть выполнена регулировка положения, указывающего, что клапан находится в закрытом состоянии, и обеспечивающего приведение в действие выключателя 20.

Второй регулятор 16 приводит в действие второй выключатель 30 в тот момент, когда шток 10 клапана находится в положении, соответствующем открытому состоянию клапана. Месторасположение регулятора 16 вдоль переходника 12 является регулируемым. Следовательно, перемещение регулятора 16 вдоль переходника 12 приводит к изменению положения, указывающего, что клапан находится в открытом состоянии. Заштрихованная область 34 представляет собой ту область, в пределах которой может быть выполнена регулировка положения, указывающего, что клапан находится в открытом состоянии, и обеспечивающего приведение в действие выключателя 30.

В данном устройстве визуальный индикатор 40, указывающий положение клапана, должен иметь длину 42 области показаний индикатора, равную длине 18 хода за вычетом расстояния Н между этими двумя регуляторами 14 и 16.

Следовательно, непонятно, каким образом единый визуальный индикатор может быть приспособлен для данного устройства при его использовании для клапанов с различной длиной хода.

Целью настоящего изобретения является создание визуального и электрического индикатора для клапанов с различной длиной хода клапана.

Сущность изобретения

С учетом вышеизложенных и иных соображений, настоящее изобретение относится к устройству, обеспечивающему визуальную и/или электронную индикацию положения штока клапана.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено устройство, обеспечивающее индикацию положения клапана. Клапан имеет шток, перемещаемый в направлении закрывания и в направлении открывания между закрытым и открытым положениями клапана. Устройство содержит первую систему кулачков, смещаемую в направлении открывания. Первая система кулачков способна входить в регулируемое зацепление со штоком в тот момент, когда шток находится вблизи закрытого положения клапана, а после вхождения в зацепление она способна перемещаться посредством штока в направлении закрывания. Устройство также содержит вторую систему кулачков, выполненную в виде единого узла с первой системой кулачков или в виде отдельного узла и смещаемую в направлении закрывания. Вторая система кулачков способна входить в регулируемое зацепление со штоком в тот момент, когда шток находится вблизи открытого положения клапана. После вхождения второй системы кулачков в зацепление, она способна перемещаться посредством штока в направлении открывания. Устройство содержит индикатор, способный перемещаться посредством первой и второй систем кулачков. Индикатор способен обеспечивать индикацию, по меньшей мере, открытого, промежуточного и закрытого состояния клапана.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложено устройство, обеспечивающее визуальную и электронную индикацию состояния клапана. Клапан имеет шток, перемещаемый в направлении закрывания и в направлении открывания между закрытым и открытым положениями клапана. Устройство содержит первую систему кулачков, первый выключатель, вторую систему кулачков, второй выключатель и индикатор. Первая система кулачков содержит первый регулируемый элемент, входящий в зацепление со штоком в тот момент, когда шток находится вблизи закрытого положения клапана. Первая система кулачков после вхождения в зацепление способна перемещаться посредством штока в направлении закрывания. Первая система кулачков также содержит первый смещающий элемент, обеспечивающий приложение силы к первой системе кулачков в направлении открывания. Первая система кулачков способна приводить в действие первый выключатель в тот момент, когда шток находится в закрытом положении клапана. Вторая система кулачков выполнена в виде единого узла с первой системой кулачков или в виде отдельного узла. Вторая система кулачков содержит второй регулируемый элемент, входящий в зацепление со штоком в тот момент, когда шток находится вблизи открытого положения клапана. После вхождения второй системы кулачков в зацепление, она способна перемещаться посредством штока в направлении открывания. Вторая система кулачков также содержит второй смещающий элемент, обеспечивающий приложение силы ко второй системе кулачков в направлении закрывания. Вторая система кулачков способна приводить в действие второй выключатель в тот момент, когда шток находится в открытом положении клапана. Индикатор способен перемещаться посредством первой и второй систем кулачков и способен указывать, по меньшей мере, открытое, промежуточное и закрытое состояние клапана.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ индикации состояний клапана, имеющего шток. Шток способен перемещаться в направлении закрывания и в направлении открывания между закрытым и открытым положениями клапана. Способ содержит следующие операции: осуществляют регулировку первой системы кулачков таким образом, чтобы она входила в зацепление со штоком вблизи закрытого положения клапана, и осуществляют регулировку второй системы кулачков таким образом, чтобы она входила в зацепление со штоком вблизи открытого положения клапана. Способ также содержит операцию индикации закрытого состояния клапана, выполняемую путем перемещения первой системы кулачков в направлении закрывания посредством штока в положение, соответствующее закрытому состоянию клапана, и операцию индикации открытого состояния клапана, выполняемую путем перемещения второй системы кулачков в направлении открывания посредством штока в положение, соответствующее открытому состоянию клапана. Способ также содержит операцию индикации промежуточного состояния клапана, при котором отсутствует зацепление штока с первой и второй системой кулачков, выполняемую путем смещения первой системы кулачков в направлении открывания и путем смещения второй системы кулачков в направлении закрывания.

Подразумевают, что в приведенном выше разделе, относящемся к сущности изобретения, отсутствует краткое описание каждого из потенциально возможных вариантов осуществления изобретения или каждого из раскрытых здесь аспектов настоящего изобретения, а про5 сто приведено краткое изложение приложенной формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения и другие технические решения, предложенные в настоящем изобретении, станут наиболее понятными со ссылкой на подробное описание конкретных вариантов осуществления изобретения при их рассмотрении совместно с сопроводительными чертежами, на которых изображено следующее:

на фиг. 1А-1В показаны известные технические решения для индикаторов положения клапана;

на фиг. 2А-2Г показан вариант осуществления электрического и визуального индикатора согласно настоящему изобретению;

на фиг. ЗА - корпус индикатора, установленный на клапане и трубе;

на фиг. ЗБ-ЗД - подробное изображение индикатора согласно настоящему изобретению;

на фиг. 4А и 4Б - вариант осуществления индикатора в закрытом положении клапана;

на фиг. 4В и 4Г - вариант осуществления индикатора в промежуточном положении клапана;

на фиг. 4Д и 4Е - вариант осуществления индикатора в открытом положении клапана;

на фиг. 5А - пример варианта осуществления переходника;

на фиг. 5Б - пример варианта осуществления разрезного резьбового кольца;

на фиг. 5В - пример варианта осуществления резьбового стержня;

на фиг. 5Г - пример варианта осуществления держателя кулачка;

на фиг. 5Д - пример варианта осуществления регулировочной ручки;

на фиг. 5Е - пример варианта осуществления визуального индикатора;

на фиг 6А-6Д - процедура регулировки в варианте осуществления индикатора для клапанов с различной длиной хода;

на фиг. 7 - другой вариант осуществления линейного индикатора согласно настоящему изобретению;

на фиг. 8 - еще один вариант осуществления настоящего изобретения и на фиг. 9 - еще один вариант осуществления настоящего изобретения.

Несмотря на то, что настоящее изобретение допускает различные его видоизменения и альтернативные варианты, на чертежах в качестве примеров продемонстрированы конкретные варианты его осуществления, подробное описание которых приведено ниже. Однако следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными раскрытыми его вариантами. Наоборот, настоящее изобретение охватывает собой все видоизменения, эквиваленты и альтернативные варианты в пределах объема патентных притязаний изобретения, определяемого приложенной формулой изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг. 2А-2В схематично показан вариант осуществления визуального и электрического индикатора согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 А шток 10 клапана снабжен закрепленным на нем переходником 50. Одна из сторон переходника 50 снабжена регулируемой системой включения или системой кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, которая в общем обозначена ссылочным номером 100. С другой стороны переходника 50 имеется другая регулируемая система включения или система кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана, которая в общем обозначена ссылочным номером 200. Следует отметить, что в приведенном выше и в последующем описании изобретения рассмотрен конкретный вариант вертикальной ориентации. Поэтому во всем описании использованы такие термины, как верхняя точка, нижняя точка, верх, низ, справа, слева, под, ниже, выше и т. д. Следует понимать, что вертикальная ориентация использована для доходчивости и простоты описания. Настоящее изобретение может иметь любую ориентацию в зависимости от области его применения. Поэтому полагают, что фразы, используемые для описания ориентации настоящего изобретения, являются условными терминами.

Переходя к рассмотрению системы 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, держатель 102 может перемещаться в продольном направлении между верхней точкой 72 и нижней точкой 74. Держатель имеет палец 104, расположенный на его верхнем конце. На нижнем конце держателя 102 находится смещающий элемент или пружина 106, расположенная внутри продольного отверстия, имеющегося в держателе 102. Смещающий элемент 106, рассмотренный в предшествующей и в последующей части описания, обеспечивает приложение к держателю 102 силы, созданной, например, пружиной или иным упругим элементом.

Держатель 102 снабжен закрепленным на нем регулируемым элементом или регулятором 108. Регулятор 108 расположен ниже переходника 50 и может быть перемещен вдоль держателя 102 при калибровке устройства в полностью закрытом положении клапана. После первоначальной калибровки регулятор 108 фиксируют в требуемом месте на держателе 102, что показано на чертеже фиг. 2А. На держателе 102 также находится привод 110 выключателя. В тот момент, когда привод 110 входит в соприкосновение с выключателем 120, срабатывающим в закрытом положении клапана, происходит электрическая индикация закрытого состояния клапана.

Переходя к рассмотрению системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении

Ί клапана, держатель 202 также может перемещаться в продольном направлении между верхней точкой 72 и нижней точкой 74. Держатель 202 имеет палец 204, расположенный на его верхнем конце. К тому же на его верхнем конце находится смещающий элемент или пружина 206, расположенная внутри продольного отверстия, имеющегося в держателе 202. Держатель 202 снабжен закрепленным на нем регулируемым элементом или регулятором 208. Регулятор 208 расположен выше переходника 50 и может быть перемещен вдоль держателя 202 при калибровке устройства в открытом положении клапана. После первоначальной калибровки регулятор 208 находится в фиксированном месте на держателе, что показано на чертеже фиг. 2А. Кроме того, на держателе 202 в требуемом месте установлен привод 210 выключателя. В тот момент, когда привод 210 входит в соприкосновение с выключателем 220, срабатывающим в открытом положении клапана, происходит электрическая индикация открытого состояния клапана.

Выше держателей 102 и 202 расположен визуальный индикатор 60, имеющий два участка или области А и В визуальной индикации. В областях А и В индикации для визуальной передачи информации могут быть использованы цвет и/или надписи. Понятно, что в известном уровне техники существует множество средств обеспечения визуального различия между первой и второй областями индикации. Например, область А индикации может быть выполнена желтой и без надписи, а область В индикации может быть выполнена красной и иметь надпись или символ, например, надпись ОТКРЫТ. Для обеспечения визуального различия между областями А и В индикации может быть использована световая сигнализация, рефлекторы, цвета, надписи, символы или иные средства обеспечения визуального различия, доступные для специалистов в данной области техники.

Визуальный индикатор 60 сообщает о положении штока 10 клапана за счет возвратнопоступательного перемещения между нижним, минимальным положением, в котором клапан является полностью закрытым, и верхним, максимальным положением, в котором клапан является полностью открытым. Визуальный индикатор 60 имеет первый контактный выступ 62, посредством которого обеспечивают соприкосновение с пальцем 104, срабатывающим в закрытом положении клапана, а также индикатор 60 имеет более длинный второй контактный выступ 64, посредством которого обеспечивают соприкосновение с пальцем 204, срабатывающим в открытом положении клапана. На данном чертеже фиг. 2А второй контактный выступ 64 находится в соприкосновении с пальцем 204, срабатывающим в открытом положении клапана.

На чертеже переходник 50 показан в состоянии соприкосновения с регулятором 108. В частности, переходник 50 обеспечивает удержание держателя 102 в его нижней точке 74 продольного перемещения. Следовательно, пружина 106 является сжатой. В этом закрытом состоянии клапана привод 110 выключателя приводит в действие выключатель 120, срабатывающий в закрытом положении клапана, который выдает электрический сигнал, свидетельствующий о том, что клапан закрыт.

В данном положении переходник 50 не соприкасается с регулятором 208 системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана. В результате, пружина 206 принудительно удерживает держатель 202 в его нижней точке 74 продольного перемещения. Следовательно, визуальный индикатор 60, соприкасающийся с пальцем 204 через второй контактный выступ 64, удерживается ниже порога 70 видимости за счет силы сжатия пружины или силы тяжести. Любая часть индикатора 60, расположенная выше порога 70 видимости, является видимой для наблюдателя, а любая его часть, расположенная ниже порога 70 видимости, не видна. Таким образом, в данном варианте осуществления изобретения, изображенном на чертеже, показано отсутствие какой-либо видимой части визуального индикатора 60, находящейся выше порога 70 видимости, указывающее, что клапан является полностью закрытым.

С ссылкой на фиг. 2Б на этом чертеже данный вариант осуществления изобретения показан в промежуточном или в частично открытом состоянии клапана. При открывании клапана шток 10 клапана перемещает переходник 50 вверх. Освободившись от сил противодействия, пружина 106 принудительно перемещает держатель 102 вверх в верхнюю точку 72, и привод 110 выключателя выходит из соприкосновения с выключателем 120, срабатывающим в закрытом положении клапана. Тем самым обеспечивают прекращение электрической индикации закрытого состояния клапана.

Держатель 102, принудительно перемещаемый в продольном направлении в его верхнюю точку 72, обеспечивает соприкосновение пальца 104 с первым контактным выступом 62 визуального индикатора 60. Происходит подъем индикатора 60 за счет силы сжатия пружины 106. Индикатор 60 показывает первую область А индикации таким образом, что она становится расположенной выше порога 70 видимости. Область А индикации указывает, что клапан находится в промежуточном или в частично открытом состоянии. В промежуточном положении, показанном на фиг. 2Б, состояние системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана, не изменяется при изменении положения штока 10 клапана и переходника 50. Пружина 206 по-прежнему удерживает держа9 тель 210 в его нижней точке 74 в продольном направлении.

Как описано выше, имеется мертвый ход между штоком 10 клапана и системами кулачков 100, 200. В частности, шток 10 клапана и переходник 50 могут перемещаться, при этом системы 100, 200 кулачков остаются неподвижными. Вследствие наличия мертвого хода, может быть обеспечен фиксированный диапазон продольного перемещения держателей 102, 202 вне зависимости от изменений хода штока 10 клапана в различных клапанах. Кроме того, также обеспечен фиксированный диапазон перемещения визуального индикатора 60. Следовательно, один и тот же сборочный узел с его визуальной и электрической индикацией положения может быть использован для клапанов с различной длиной хода штока клапана.

С ссылкой на фиг. 2В, на этом чертеже данный вариант осуществления изобретения показан в полностью открытом положении клапана. При открывании клапана шток 10 клапана перемещает переходник 50 еще больше вверх. Пружина 206 сжимается по мере того, как выступающий переходник 50 входит в зацепление с регулятором 208 и принудительно перемещает держатель 202 вверх к верхней точке 72. При перемещении держателя 202 привод выключателя 210 входит в соприкосновение с выключателем 220, срабатывающим в открытом положении клапана, обеспечивая тем самым электрическую индикацию полностью открытого состояния клапана.

Принудительное перемещение держателя 202 в продольном направлении в его верхнюю точку 72 приводит к тому, что палец 204 входит в соприкосновение со вторым контактным выступом 64 визуального индикатора 60. Происходит подъем индикатора 60 за счет силы, приложенной посредством штока 10 клапана и переходника 50. Следовательно, индикатор 60 показывает область В индикации таким образом, что она становится расположенной выше порога 70 видимости. Область В индикации может содержать надпись или символ, служащий в качестве визуальной информации о том, что клапан является полностью открытым, или же области А и В индикации могут быть выполнены имеющими контрастирующие цвета, указывающие, что клапан находится в полностью открытом состоянии.

В открытом положении клапана, показанном на фиг. 2В, изменение положения штока 10 клапана и переходника 50 первоначально не приводит к изменению состояния системы 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана. Пружина 106 по-прежнему удерживает держатель 102 в его верхней точке 72 в продольном направлении. Данный вариант осуществления изобретения обеспечивает как визуальную, так и электрическую индикацию положения клапана. Кроме того, поскольку положе ние регуляторов 108 и 208 вдоль держателей 102 и 202 может быть изменено, то данный вариант осуществления может обеспечивать визуальную и электрическую индикацию для клапанов с различной длиной хода штока клапана.

Фиг. 2Г помогает пояснить принцип действия настоящего изобретения, в котором визуальный индикатор 60, имеющий конкретную длину области визуальной индикации, может быть использован вместе с электрическим индикатором для клапанов с различной длиной хода.

Шток 10 клапана снабжен закрепленным на нем переходником 50. Шток 10 клапана имеет возможную длину хода, обозначенную как 52. Устройство контроля подъема клапана имеет две системы 100 и 200 кулачков. Обе системы 100 и 200 кулачков снабжены регуляторами 108 и 208, которые входят в зацепление с переходником 50 на штоке 10 клапана. Каждая из систем 100, 200 кулачков имеет по приводу 110 и 210, которые приводят в действие два концевых выключателя, соответственно, 120 и 220. Выключатели 120, 220 действуют в качестве электрических датчиков положения для верхнего и нижнего положений штока 10 клапана.

Данная конструкция позволяет обеспечить перемещение регулятора 108 вдоль системы 100 кулачков таким образом, чтобы он входил в зацепление с переходником 50 в закрытом положении клапана. Линия 114 обозначает диапазон регулировки для регулятора 108. Аналогичным образом может быть обеспечено перемещение регулятора 208 вдоль системы 200 кулачков таким образом, чтобы он входил в зацепление с переходником 50 в открытом положении клапана. Линия 214 обозначает диапазон регулировки для регулятора 208. Заштрихованная область 112 отображает область срабатывания для закрытого состояния клапана, а заштрихованная область 212 отображает область срабатывания для открытого состояния клапана.

С учетом того, что длина хода штока 10 клапана не выходит за пределы длины отрезка 52, на визуальный индикатор 60 наложены ограничения, заключающиеся в том, что при всех положениях штока клапана происходит отображение только конкретных участков или областей индикатора 60. Этого достигают за счет возможности перемещения системы 100 кулачков между верхней точкой 72 и нижней точкой 74 на величину 116 смещения. Эта величина смещения, по существу, равна величине 118 смещения между приводом 110 и выключателем 120. Регулятор 108 откалиброван таким образом, что для индикации закрытого состояния клапана он входит в зацепление с переходником 50 и перемещает систему 100 кулачков, по меньшей мере, на величину 116 смещения.

Аналогичным образом, система 200 кулачков способна перемещаться между верхней точкой 72 и нижней точкой 74 на величину 216 смещения. Эта величина 216 смещения, по существу, равна величине 218 смещения между приводом 210 и выключателем 220. Регулятор 208 откалиброван таким образом, что для индикации открытого состояния клапана он входит в зацепление с переходником 50 и перемещает систему 200 кулачков, по меньшей мере, на величину 216 смещения. Несомненно, что значения 116 и 216 величины смещения могут быть одинаковыми, но это не является обязательным условием в том случае, если верхняя точка 72 и нижняя точка 74 этих двух систем 100 и 200 кулачков расположены на различном уровне.

Индикатор 60 имеет две области А и В визуальной индикации. Длина области А визуальной индикации соответствует смещению индикатора 60 в том случае, когда система 100 кулачков входит в зацепление с соответствующим ей контактным выступом. Длина области В визуальной индикации соответствует смещению индикатора 60 в том случае, когда система 200 кулачков входит в зацепление с соответствующим ей контактным выступом. Для обеспечения надлежащего функционирования в том случае, если системы 100 и 200 кулачков имеют одинаковый размер и перемещаются в пределах между одной и той же верхней точкой 72 и одной и той же нижней точкой 74, величина 116 смещения должна быть большей или равной длине области А, а величина 216 смещения должна быть, по меньшей мере, равной сумме длины области А и длины области В.

Возможны различные геометрические конфигурации помимо тех, которые представлены в данном описании. Например, системы 100 и 200 кулачков могут иметь различные размеры с различными величинами 116 и 216 смещения, и тем самым получают области А и В визуальной индикации совершенно различной длины. Данное описание геометрических конфигураций и длин предназначено для пояснения принципа мертвого хода, который обеспечивает конкретную длину области визуальной индикации для визуального индикатора согласно настоящему изобретению.

Со ссылкой на фиг. ЗА на этом чертеже представлено изометрическое изображение индикатора линейного положения согласно настоящему изобретению, установленного на клапане. Индикатор содержит корпус 80. В верхней части корпуса имеется крышка 82, показанная в снятом состоянии. В верхней части крышки 82 имеется прозрачное окно 84, через которое можно увидеть визуальный индикатор 86. Визуальный индикатор 86 совершает возвратнопоступательное перемещение внутри крышки 82 и окна 84 подобно поршню и виден через окно 84 в том случае, когда клапан находится в конкретных состояниях.

В том случае, когда визуальный индикатор 86 находится в самом высоком положении, через верхнюю и боковые стороны прозрачного окна 84 можно увидеть две области индикации, например, красная и желтая полоски или надписи. При незначительном перемещении индикатора 86 вниз первая область индикации может выйти из поля зрения, и в поле зрения может остаться только вторая область индикации. При дальнейшем перемещении индикатора 86 еще больше вниз не видна ни одна из областей индикации.

Кроме того, понятно, что для улучшения считывания или различения областей индикации на индикаторе 86 прозрачная область на окне 84 может быть выполнена матовой или может быть снабжена линзой. К тому же, вдоль окружности цилиндрического корпуса рядом с его вершиной может быть нанесена непрозрачная полоса таким образом, чтобы при полностью открытом клапане желтая часть индикатора 86 была скрыта при виде сбоку.

Корпус 80 также содержит основание 8З, имеющее одно или большее количество отверстий 85, служащих для пропускания электрических проводов и т.п. (на чертеже не показаны), идущих в корпус 80 и из него. Провода предназначены для электрических компонентов, например выключателей, срабатывающих в открытом и в закрытом состояниях клапана (на чертеже не показаны). Основание 83 присоединено к клапану 90. Клапан 90 может представлять собой пневматический или гидравлический клапан, служащий для регулировки потока через трубу 92.

В основании 83 индикатора расположена присоединенная к нему клеммная колодка 250. Клеммная колодка 250 снабжена множеством клемм 251 для электрических компонентов, например, для выключателей. Клеммная колодка 250 служит в качестве держателя для механических узлов вышеописанных систем кулачков, срабатывающих в открытом и закрытом состояниях клапана. На данном чертеже видна часть одной из систем кулачков.

На данном чертеже виден резьбовой стержень 252, удерживаемый подвижным держателем (на чертеже не показан). Резьбовой стержень 252 проходит через заплечик 253 переходника. На резьбовой стержень 252 надето разрезное резьбовое кольцо 254, входящее в зацепление с заплечиком 253 переходника. В верхней части клеммной колодки 250 видны регулировочные ручки 255 и 257 для систем кулачков, срабатывающих в открытом и закрытом состояниях клапана. Отверстие 259 в верхней части узла 250 позволяет обеспечивать контакт визуального индикатора 86 с раздвоенными пальцами держателей (на чертеже не показаны).

С ссылкой на фиг. ЗБ на этом чертеже показан корпус 80 индикатора на виде сбоку. Корпус 80 индикатора содержит крышку 82 и основание 83. В верхней части крышки 82 имеется прозрачное окно 84, через которое виден визуальный индикатор 86. Визуальный индикатор совершает возвратно-поступательное перемещение внутри крышки 82 и окна 84 подобно поршню, и на данном изображении видны две области А и В индикации.

В качестве примера приведены некоторые размеры, помогающие пояснить отличительные признаки визуального индикатора. Размеры приведены исключительно в иллюстративных целях и подразумевают, что они никоим образом не ограничивают изобретение. Для клапанов, имеющих длину хода клапана в диапазоне от 0,16 до 2,5 дюймов (от 6,3 до 65 мм), которые приведены в качестве примеров, высота Н корпуса индикатора может составлять приблизительно 4,0 дюйма (120 мм). Габаритная ширина V корпуса может составлять приблизительно 3,15 дюйма (90 мм). Высота V визуальной индикации для индикатора 86, содержащего области А и В индикации, может составлять приблизительно 0,26 дюйма (6,5 мм). При данных размерах угол обзора θ (тета) может быть выполнен близким к 30.

Таким образом, визуальный индикатор положения клапана можно легко увидеть с уровня, расположенного существенно ниже уровня индикатора 86. Понятно, что данные размеры могут и не быть подходящими для клапанов с большей или с меньшей длиной хода. К тому же, понятно, что для конкретного клапана высота V визуальной индикации для индикатора 86 может быть выполнена большей или меньшей вне зависимости от фактической длины хода Н.

С ссылкой на фиг. 3В на этом чертеже на виде сверху показан индикатор положения со снятым окном и визуальным индикатором. Внутри основания 83 расположена клеммная колодка 250 с клеммами 251. Клеммная колодка 250 прикреплена к основанию 83 тремя крепежными болтами 87, 88 и 89. На верхней стороне клеммной колодки 250 с обеих сторон отверстия 259 индикатора расположены регулировочные ручки 255 и 257. Через отверстие 259 виден переходник клапана. С обеих сторон клеммной колодки 250 также расположены выключатели 256 и 258, срабатывающие в открытом и в закрытом состояниях клапана.

С ссылкой на фиг. 3Г на этом чертеже показан индикатор положения в разрезе на виде сбоку. Крышка 82 навинчена на основание 83, а на крышку 82 навинчено окно 84. Показана клеммная колодка 250, прикрепленная к основанию 83 крепежными болтами 87 и 89 и расположенная внутри корпуса индикатора. Клеммная колодка 250 имеет группу клемм 251 для подключения необходимых электронных устройств управления и выключателей. Над клеммной колодкой 250 находится индикатор 86, расположенный таким образом, чтобы он мог быть виден через окно 84. Внутри клеммной колодки 250 расположен перемещающийся в ней переходник 253. Сзади переходника 253 показан резьбовой стержень 252 с разрезным кольцом 254, находящимся в соприкосновении с переходником. Показан один из концевых выключателей 256, прикрепленный к боковой стороне клеммной колодки 250.

С ссылкой на фиг. 3Д на этом чертеже данный вариант осуществления изобретения показан в разрезе на виде сбоку со смещением на 90 градусов относительно фиг. 3В. Как и на предыдущем чертеже, крышка 82 навинчена на основание 83, а на крышку 83 навинчено окно 84. Показана клеммная колодка 250, расположенная внутри основания 83. Над клеммной колодкой 250 находится индикатор 86, расположенный таким образом, чтобы он мог быть виден через окно 84. Внутри клеммной колодки 250 расположен перемещающийся в ней переходник 253. Показана система 100 кулачков, расположенная с одной стороны переходника 253, а также показана система 200 кулачков, расположенная с другой его стороны.

С ссылкой на фиг. 4А на этом чертеже на виде в разрезе показан другой вариант осуществления настоящего изобретения в закрытом положении клапана. Он содержит корпус 270 индикатора. Внутри корпуса 270 находятся две системы кулачков, система 100, срабатывающая в закрытом положении клапана и система 200, срабатывающая в открытом положении клапана. Шток 54 клапана расположен таким образом, что может перемещаться в продольном направлении внутри корпуса 270 индикатора в направлении закрывания и в направлении открывания между закрытым и открытым положениями клапана. Шток клапана 54 снабжен закрепленным на нем переходником 56. Приведенный в качестве примера вариант осуществления переходника показан на рассмотренном ниже чертеже фиг. 5А.

Переходя к рассмотрению системы 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, держатель 130 может перемещаться в продольном направлении внутри корпуса 270 индикатора и скользить вдоль верхних выступов 272 и нижних выступов 274. Держатель 130 имеет верхнее отверстие 140, в которое входит выступ 272, и нижнее отверстие 142, в которое входит один из нижних выступов 274. Приведенный в качестве примера вариант осуществления держателя показан на рассмотренном ниже чертеже фиг. 5Г.

Рядом с держателем 130 расположен резьбовой стержень 132, прикрепленный к верхнему кронштейну 134 держателя 130. Резьбовой стержень 132 имеет нижнее отверстие с вставленной внутрь него пружиной 144. На стержень 132 навинчено первое разрезное резьбовое кольцо 138, которое может быть перемещено вдоль стержня 132. Первое разрезное резьбовое кольцо 138 расположено ниже переходника 56. Приведенные в качестве примеров варианты осуществления резьбового стержня и разрезного кольца показаны на рассмотренных ниже чертежах фиг. 5Б и 5В.

Кроме того, держатель 130 имеет привод 136 выключателя, расположенный в фиксированном месте на боковой стороне держателя 130. Привод 136 входит в зацепление с выключателем 150, срабатывающим в закрытом положении клапана, обеспечивая электрическую индикацию того, что клапан является закрытым.

Выключатель 150, срабатывающий в закрытом положении клапана, прикреплен к корпусу 270 индикатора или к корпусу клеммной колодки.

Переходя к рассмотрению системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана, держатель 230 может перемещаться в продольном направлении внутри корпуса 270 индикатора и скользить вдоль верхних выступов 272' и нижних выступов 274', имеющихся в индикаторе. Держатель 230 имеет верхнее отверстие с пружиной 240.

Рядом с держателем 230 расположен резьбовой стержень 232, прикрепленный к верхнему компенсатору 234 держателя. Резьбовой стержень 232 имеет нижнее отверстие 244. На стержень 232 навинчено второе разрезное резьбовое кольцо 238, которое может быть перемещено вдоль стержня. Кольцо 138 расположено выше переходника 56. Аналогично системе 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, держатель 230 для системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана, имеет привод 236 выключателя, расположенный в фиксированном месте на боковой стороне держателя 230. Привод 236 расположен таким образом, что он входит в соприкосновение с выключателем 230, срабатывающим в открытом положении клапана, обеспечивая электрическую индикацию в тот момент, когда клапан является открытым.

Выше держателей 130 и 230 расположены регулировочные ручки, соответственно, 160 и 260. Ручки 160 и 260 насажены на концы резьбовых стержней 132 и 232, выступающие над держателями 130 и 230. Регулировочные ручки 160, 260 способны поворачиваться для обеспечения вращения соответствующих им резьбовых стержней 132 и 232. Вращение стержней приводит к перемещению разрезных резьбовых колец 138 и 238 вверх или вниз вдоль стержней. Каждая из ручек 160 и 260 снабжена фиксатором 162 и 262. Пример варианта осуществления регулировочной ручки показан на фиг. 5Д. Более подробное описание отличительных особенностей и функций регулировочных ручек приведено ниже с ссылкой на чертежи фиг. 6А-6Д.

Выше держателей 130 и 230 также расположен визуальный индикатор 300, имеющий форму диска. Индикатор 300 имеет область 302 индикации, содержащую две области 306 и 308 индикации. Области 306 и 308 индикации могут содержать цветные полосы контрастирующих цветов, например, желтую и красную. Кроме того, одна или большее количество областей индикации могут содержать надпись или символ, например, слова ОТКРЫТ или ЗАКРЫТ, посредством которых указывают состояние клапана.

Визуальный индикатор 300 имеет два отверстия 320 и 320', в которых размещены регулировочные ручки 160 и 260. В центре индикатора 300 имеется выступ, выступающий ниже диска в направлении закрывания. Выступ имеет первый контактный выступ 312, обеспечивающий соприкосновение с компенсатором 134 системы кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, и второй контактный выступ 310, обеспечивающий соприкосновение с компенсатором 234 системы кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана. Пример варианта осуществления индикатора показан на рассмотренном ниже чертеже фиг. 5Е.

На рассматриваемом чертеже фиг. 4А второй контактный выступ 310 входит в соприкосновение с компенсатором 234 системы кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана. Выступ также имеет центральное отверстие и скользит вдоль оси 278, имеющейся в прозрачном окне 276. Также может существовать смещающий элемент или пружина 280, расположенная вокруг вала 278 и внутри выступа. При отсутствии каких-либо сил противодействия со стороны механизма индикатора пружина 280 может принудительно смещать индикатор 300 в направлении закрывания ниже порога его видимости, определяемого окном 276.

Переходник 56 показан находящимся в соприкосновении с разрезным резьбовым кольцом 138. В частности, переходник 56 обеспечивает перемещение держателя 130 в направлении закрывания и его удержание в нижней точке в продольном направлении. Следовательно, пружина 144 является сжатой. В этом закрытом состоянии клапана привод 136 выключателя входит в соприкосновение с выключателем 150, срабатывающим в закрытом положении клапана, который выдает электрический сигнал, свидетельствующий о том, что клапан закрыт. В данном положении переходник 56 не соприкасается с регулятором 238 системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана. В результате, пружина 240 принудительно перемещает держатель 230 в направлении открывания в его нижнюю точку в продольном направлении. Кроме этого, визуальный индикатор 300 остается расположенным ниже порога его видимости, определяемого окном 276, за счет силы сжатия пружины 280.

С ссылкой на фиг. 4Б на этом чертеже изображена часть фиг. 4А и показан результирующий вид крышки 270 с присоединенным к ней окном 276 при наблюдении снаружи. Визуальный индикатор 300 выше порога, определяемого окном 276, является невидимым для наблюдате17 ля 17 А, при этом верхняя часть индикатора является также невидимой для наблюдателя 17В.

С ссылкой на фиг. 4В на этом чертеже данный вариант осуществления изобретения показан в промежуточном или в частично открытом состоянии клапана. Шток 54 клапана переместил переходник 56 вверх. Он вышел из соприкосновения с регулятором 138 закрытого состояния клапана. Пружина 144 принудительно перемещает держатель 130 вверх в направлении открывания в его верхнее положение. При перемещении держателя 130 привод 136 выключателя выходит из соприкосновения с выключателем 150, срабатывающим в закрытом положении клапана, обеспечивая прекращение электрической индикации закрытого состояния клапана.

Принудительное перемещение держателя 130 в продольном направлении в его верхнюю точку обеспечивает соприкосновение пальца 134 с первым контактным выступом 312 визуального индикатора 300. Происходит принудительный подъем индикатора 300 в направлении открывания за счет силы сжатия пружины 144. Индикатор 300 показывает первую область 306 индикации на индикаторе 300 таким образом, что она расположена выше порога видимости, определяемого крышкой 270. В промежуточном положении, показанном на фиг. 4В, состояние системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана, не изменяется при изменении положения штока клапана 54 и переходника 56. Пружина 240 по-прежнему удерживает держатель 230 в его нижней точке в продольном направлении.

При перемещении систем 100 и 200 кулачков, срабатывающих, соответственно, в открытом и в закрытом положении клапана, вверх и вниз визуальный индикатор 300 перемещается вместе с ними внутри корпуса 270. Подобная диску верхняя часть индикатора 300 имеет верхний торец 304, который может быть выполнен имеющим один сплошной цвет, например, красный цвет. Область 306 индикации может быть выполнена в виде концентрической узкой полоски другого цвета, например, желтого, и может окружать край области 302 индикации вдоль окружности индикатора 300. Ниже области 306 индикации расположена другая область 308 индикации. Область 308 индикации может быть выполнена в виде другой полоски того же самого цвета, что и верхний торец индикатора, то есть, красного цвета, и/или может содержать надпись или символ.

На фиг. 4Г показана степень видимости верхнего торца 304 и боковых областей 306, 308 индикации. Наблюдателю 17А, находящемуся сбоку, видна область 306 индикации, расположенная вдоль окружности по краю области 302 индикации вокруг индикатора 300. Вследствие наличия матовой верхней поверхности окна 276 или другого средства, препятствующего види мости верхней поверхности индикатора 300 при его слишком большом удалении от поверхности окна 276, наблюдатель 17В не может отчетливо видеть верхний торец 304 через окно 276.

С ссылкой на фиг. 4Д на этом чертеже данный вариант осуществления изобретения показан в полностью открытом положении клапана. Шток клапана 54 переместил переходник 56 еще больше вверх в направлении открывания. Пружина 240 сжимается по мере того, как выступающий переходник 56 входит в зацепление с регулятором 238 и принудительно перемещает держатель 230 вверх в направлении открывания к его верхней точке. При перемещении держателя 230 привод 236 выключателя входит в соприкосновение с выключателем 250, срабатывающим в открытом положении клапана, обеспечивая тем самым электрическую индикацию полностью открытого состояния клапана.

Принудительное перемещение держателя 230 в продольном направлении в его верхнюю точку приводит к тому, что палец 234 входит в соприкосновение со вторым контактным выступом 310 визуального индикатора 300. Происходит дальнейший подъем индикатора 300 за счет силы, приложенной посредством штока 54 клапана и переходника 56. Индикатор 300 показывает имеющуюся на индикаторе область 308 индикации, видимую через окно 276. В полностью открытом положении клапана, показанном на фиг. 4Д, изменение положения штока 54 клапана и переходника 56 первоначально не приводит к изменению состояния системы 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана. Пружина 144 по-прежнему удерживает держатель 130 в его верхней точке в продольном направлении.

Появление двух областей индикации 306 и 308 свидетельствует о том, что клапан находится в открытом положении. На фиг. 4Е показана степень видимости верхней 304 и боковых областей 306 и 308 индикации. Через окно 276 видна область 306 индикации, расположенная вдоль окружности по краю области 302 индикации вокруг индикатора 300, а также область 308 индикации. Верхний торец 304 индикатора 300 теперь стал видимым через окно 276, поскольку он расположен рядом с матовой верхней частью окна 276. Следовательно, визуальная индикация 300 открытого состояния клапана видна как наблюдателю 17А, находящемуся сбоку, так и наблюдателю 17В, находящемуся сверху индикатора 300.

С ссылкой на фиг. 5А на этом чертеже показан приведенный в качестве примера вариант осуществления переходника 330 согласно настоящему изобретению. Переходник 330 содержит часть 332 в виде стержня, посредством которой его прикрепляют к штоку клапана (на чертеже не показан). Два заплечика 334 и 336 расположены перпендикулярно стержню 332.

Заплечик 334 снабжен отверстием 335, служащим для вставки в него резьбового стержня (на чертеже не показан). Заплечик 336 снабжен отверстием 337, служащим для вставки в него второго резьбового стержня (на чертеже не показан). Переходник 330 также имеет центральное отверстие 338, служащее для вставки в него болта для присоединения переходника 330 к штоку клапана. Заплечики 334 и 336 не обязательно содержат сквозное отверстие, подобное отверстиям 335 и 337, при этом вильчатый наконечник или простая выступающая кромка на конце заплечиков являются достаточными для обеспечения зацепления с кольцом на резьбовом стержне.

С ссылкой на фиг. 5Б на этом чертеже показан приведенный в качестве примера вариант осуществления разрезного резьбового кольца согласно настоящему изобретению. Кольцо 340 имеет разрез 344, проходящий через его периферийную окружность. Этот разрез проходит вдоль центрального резьбового отверстия 342 кольца. Разрезное кольцо 340 навинчивается на резьбовой стержень, примерный вариант осуществления которого показан на фиг. 5В.

Резьбовой стержень 350 из фиг. 5В содержит стержень 352, на который навинчивается разрезное кольцо из фиг. 5Б. Стержень 352 имеет верхнюю головку 354, снабженную шпоночным пазом 355 и центральным отверстием 356. Шпоночный паз 355 и центральное отверстие 356 используют для ручки регулятора и фиксатора, подробное описание которых приведено ниже. Стержень 352 также содержит нижнюю головку 358. Стержень 352 вместе с разрезным резьбовым кольцом (на чертеже не показано) устанавливают в одном из отверстий заплечика переходника, показанного на фиг. 5А.

На фиг. 5Г изображен приведенный в качестве примера вариант осуществления держателя 360. Держатель 360 содержит участок 361, представляющий собой стержень, параллельно которому расположен резьбовой стержень (на чертеже не показан). Стержень 361 держателя 360 снабжен верхним и нижним отверстиями 362 и 362', посредством которых обеспечивают его скольжение в продольном направлении. Держатель 360 также содержит верхний компенсатор 366 со снабженным защелкой отверстием 363, которое служит для соединения с верхней головкой резьбового стержня. Держатель 360 содержит аналогичный нижний компенсатор 366' с отверстием 363', снабженным защелкой, которое служит для соединения с нижней головкой резьбового стержня.

Вдоль обращенной внутрь поверхности стержня 361 расположена продольная направляющая 364. Когда резьбовой стержень соединен с держателем 360, продольная направляющая 364 вставлена в разрез, имеющийся в резьбовом кольце, что наилучшим образом видно на фиг. 5Б. Следовательно, при вращении резьбового стержня разрезное резьбовое кольцо перемещается вверх и вниз по стержню вдоль продольной направляющей 364. Из стержня 361 держателя также выступает привод 365 выключателя.

На фиг. 5Д показан пример регулировочной ручки 380. Регулировочная ручка присоединена к верхнему концу резьбового стержня (на чертеже не показан), который выступает выше держателя (на чертеже не показан). Регулировочная ручка имеет головку 382, облегчающую вращение ручки, и шпонку 386, входящую в шпоночный паз резьбового стержня. Следовательно, поворот регулировочной ручки 380 приводит к вращению резьбового стержня, установленного в держателе, и обеспечивает перемещение резьбового кольца (на чертеже не показано) вверх или вниз вдоль продольной направляющей держателя. Посредством этого может быть изменено положение, в котором происходит соприкосновение между заплечиком переходника (на чертеже не показан) и разрезным кольцом, вдоль резьбового стержня.

Регулировочная ручка 380 также содержит центральное отверстие 386, которое является соосным с центральным отверстием в резьбовом стержне. Через эти отверстия может быть установлен фиксатор (на чертеже не показан), предотвращающий вращение резьбового стержня и обеспечивающий удержание резьбового кольца в конкретном положении на стержне.

С ссылкой на фиг. 5Е на этом чертеже показан приведенный в качестве примера вариант осуществления визуального индикатора 390 согласно настоящему изобретению. Индикатор имеет форму диска и содержит кромку 392, содержащую область индикации. В области индикации могут быть использованы цвета, надписи или символы для обеспечения необходимой визуальной индикации состояний клапана. В данном варианте осуществления область индикации на кромке 392 содержит надпись ОТКРЫТ, обозначающую, что клапан находится в открытом состоянии. Часть в виде диска снабжена левым и правым отверстиями 393 и 393', в которые входят вышеописанные регулировочные ручки (на чертеже не показаны), изображенные на фиг. 5Д. Верхняя поверхность диска имеет верхнюю область С индикации, не видимую на данном изображении. Верхняя область С индикации представляет собой выделенную область, расположенную вдоль внешней окружности верхней поверхности диска. Область С индикации видна через окно корпуса индикатора (на чертеже не показано) в том случае, когда индикатор, совершающий возвратнопоступательное перемещение, подходит достаточно близко к поверхности окна. Область С индикации может быть выполнена имеющей тот же самый цвет, что и область В индикации и/или может быть снабжена надписью, например, надписью ОТКРЫТ.

Выступ 394, расположенный в центре диска, выступает вниз относительно плоскости диска. Выступ имеет центральное отверстие 395, обеспечивающее возможность вертикального перемещения индикатора 390 на стержне (на чертеже не показан). С обеих сторон выступа расположены контактные выступы 396 и 397. Первые контактные выступы 396 и 396' выступают на всю высоту выступа 394 и, как описано выше, входят в соприкосновение с раздвоенными пальцами кронштейна.

Вторые контактные выступы 397 и 397' проходят вдоль выступа 394 на меньшую высоту и расположены таким образом, что имеют больший радиус относительно выступа, чем первые контактные выступы 396, 396'. Как описано выше, эти вторые выступы 397 и 397' входят в соприкосновение с раздвоенными пальцами кронштейна.

Для пояснения процедуры регулировки в варианте осуществления индикатора положения клапана по настоящему изобретению приведен ряд чертежей фиг. 6А-6Д. На фиг. 6А корпус 270 индикатора с системами 100 и 200 кулачков надлежащим образом установлен на клапане, а переходник 54 присоединен к штоку 50 клапана. Клапан находится в полностью закрытом положении, а шток 50 клапана расположен в его нижней точке, регулировочная ручка 160, соответствующая закрытому положению клапана, снята с фиксатора. Регулировочную ручку 160 поворачивают (по стрелке А), обеспечивая вращение резьбового стержня 132. Разрезное резьбовое кольцо 138 перемещается вдоль продольной направляющей и вверх по вращающемуся стержню (стрелка В). Кольцо 138 входит в зацепление с заплечиком переходника 52.

На фиг. 6Б вращение регулировочной ручки 160 (по стрелке А) продолжают, при этом кольцо 138 находится в зацеплении с переходником 52. Система 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, перемещается вниз (по стрелке С) и сжимает пружину 144. Регулировочную ручку 160 вращают до тех пор, пока привод 136 не войдет в соприкосновение с выключателем 150, срабатывающим в закрытом положении клапана, и не приведет его в действие. Соприкосновение с выключателем 150, срабатывающим в закрытом положении клапана, также соответствует тому положению, в котором визуальный индикатор 300 расположен ниже уровня видимости через окно 276, указывающему, что клапан находится в закрытом состоянии.

На фиг. 6В регулировочная ручка 160, соответствующая закрытому положению клапана, поставлена на фиксатор, предотвращающий вращение резьбового стержня 132 и обеспечивающий сохранение положения разрезного резьбового кольца 138 на стержне. Затем производят контрольное открывание клапана, и шток 50 клапана перемещают вверх (по стрелке Ό).

Система 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, перемещается вверх, поскольку пружина 144 разжимается (по стрелке Е). Верхняя перегородка клеммной колодки 400 останавливает перемещение системы 100 кулачков в направлении вверх. При перемещении в свою верхнюю точку система 100 кулачков, срабатывающих в закрытом положении клапана, входит в зацепление с первым контактным выступом 312 визуального индикатора 300 и принудительно перемещает индикатор вверх (по стрелке Е). Следовательно, через прозрачное окно 276 становится видимой область 306 индикации на визуальном индикаторе 300.

Как показано на фиг. 6Г, после контрольного открывания клапана в его полностью открытое положение и после того, как шток 50 клапана достиг своей верхней точки, регулировочную ручку 260 для системы, срабатывающей в открытом положении клапана, снимают с фиксатора. Регулировочную ручку 260 поворачивают (по стрелке С), обеспечивая перемещения разрезного резьбового кольца 238 вниз по резьбовому стержню 232. Затем разрезное кольцо 238 вводят в зацепление с переходником 52.

При дальнейшем вращении регулировочной ручки 260 происходит принудительное перемещение системы 200 кулачков, срабатывающих в открытом положении клапана, вверх (по стрелке Н), что показано на фиг. 6Д. Пружина 240 сжимается, и раздвоенные пальцы на компенсаторе 234 входят в зацепление со вторым контактным выступом 312 визуального индикатора 300. Регулировочную ручку 260 поворачивают, и систему 200 кулачков перемещают до тех пор, пока привод 236 не войдет в соприкосновение с выключателем 250, срабатывающим в открытом положении клапана, и не приведет его в действие.

В этот момент область 308 индикации визуального индикатора 300 полностью видна через окно 276. К тому же, через верхнюю часть окна 276 виден верхний торец 304 индикатора 300. Затем регулировочную ручку 260 ставят на фиксатор, предотвращающий изменение установленного положения. Таким образом, индикатор положения 300 является отрегулированным на конкретную длину хода для определенного клапана.

С ссылкой на фиг. 7 на этом чертеже показан другой вариант осуществления настоящего изобретения. К штоку 410 клапана присоединен переходник 420. На этом чертеже фиг. 7 шток 410 клапана и переходник 412 показаны в промежуточном или в частично открытом положении клапана. В отличие от предыдущих вариантов осуществления изобретения, в которых первая и вторая системы кулачков были выполнены в виде отдельных узлов, в настоящем варианте осуществления изобретения устройство содержит первую и вторую системы кулачков, выполненные в виде единого узла. Сначала, для обеспечения индикации закрытого положения клапана переходник 412 входит в соприкосновение с регулятором 422 при закрывании клапана. При калибровке устройства для обеспечения индикации закрытого положения клапана регулятор 422 может быть перемещен вдоль держателя 420. После первоначальной калибровки регулятор 422 находится в фиксированном месте держателя 420, показанном на данном чертеже фиг. 7. В тот момент, когда переходник 412 входит в зацепление с регулятором 422, происходит принудительное перемещение держателя 420 в его нижнюю точку 454. Пружина 424 сжимается, и закрепленный привод 426 входит в соприкосновение с выключателем 428, обеспечивая электрическую индикацию полностью закрытого положения клапана.

В промежуточном состоянии, показанном на фиг. 7, переходник 412 вышел из соприкосновения с регулятором 422. Пружина 424 разжимается и принудительно перемещает держатель 420 вверх. Продольное перемещение держателя 420 в направлении открывания ограничено пружиной 424, достигающей положения равновесия, или силой противодействия верхней пружины 432. Следовательно, держатель 420 перемещается вверх только на ограниченное расстояние. При этом перемещении держателя 420 вверх на ограниченное расстояние привод 426 выходит из соприкосновения с выключателем 428. К тому же, в результате перемещения держателя 420 вверх палец 438, соприкасающийся с контактным выступом 446 индикатора 440, принудительно перемещает индикатор вверх. Первая область 442 индикации на индикаторе 440 показана расположенной выше порога 450 видимости. Первая область 442 индикации указывает, что клапан находится в промежуточном или в частично открытом состоянии между полностью открытым и полностью закрытым состояниями.

При дальнейшем открывании клапана переходник 412 входит в зацепление с регулятором 430. При калибровке устройства для обеспечения индикации полностью открытого положения клапана регулятор 430 может быть перемещен вдоль держателя 420. После первоначальной калибровки регулятор 430 находится в фиксированном месте держателя 420, показанном на данном чертеже фиг. 7. Затем шток 410 клапана и переходник 412 принудительно перемещают держатель 420 вверх в направлении открывания в его верхнюю точку 452, в которой перемещение вверх прекращается. При перемещении держателя 420 вверх привод 434 входит в соприкосновение с выключателем 436, срабатывающим в открытом положении клапана, и приводит его в действие, обеспечивая электронную индикацию открытого положения клапана. Пружина 432 сжимается, а пружина 424 разжимается. Палец 438 также перемещается вверх вместе с держателем 420 и также толкает индикатор 440 вверх. В этом случае становится видимой вторая область 444 индикации индикатора 440, указывающая, что клапан находится в полностью открытом положении.

В данном варианте осуществления изобретения для первоначальной калибровки регуляторов 422 и 430 могут потребоваться иные операции, отличающиеся от тех операций, подробное описание которых было приведено для варианта осуществления изобретения из фиг. 6А6Д. Поскольку регуляторы 422, 430 расположены на одном и том же держателе 420, то использование резьбовых колец для регуляторов 422 и 430, как описано ранее, потребовало бы некоторого видоизменения операций регулировки устройства для клапанов с различной длиной хода. Например, для обеспечения калибровки индикатора для конкретного клапана оператор может производить регулировку положения резьбовых колец вдоль стержня вручную.

На фиг. 8 и 9 показаны примеры вариантов осуществления регуляторов и держателей в соответствии с принципом, раскрытым в варианте осуществления изобретения по фиг. 7.

С ссылкой на фиг. 8 на этом чертеже показан держатель 462 с расположенным рядом с ним резьбовым стержнем 464, присоединенным к нижнему и верхнему компенсаторам 474 и 476. Держатель 462 снабжен двумя приводами 470 и 471, способными входить в соприкосновение с концевыми выключателями (на чертеже не показаны) для обеспечения электрической индикации, соответственно, закрытого и открытого положений клапана. Держатель 462 также содержит верхнюю пружину 472 и нижнюю пружину 473.

Резьбовой стержень 464 снабжен навинченным на него нижним регулятором 466, расположенным ниже переходника 460. На стержень навинчена стопорная гайка 467, расположенная ниже нижнего регулятора 466. Регулятор 466 и стопорная гайка 467 крепко стянуты вместе, что предотвращает их перемещение вдоль резьбового стержня 464. Резьбовой стержень также снабжен навинченным на него верхним регулятором 468, расположенным выше переходника 460. Стопорная гайка 469 показана в незатянутом состоянии по отношению к регулятору 468.

В данном варианте осуществления изобретения калибровка регуляторов 466 и 468 может быть выполнена оператором вручную. Регуляторы 466, 468 могут быть непосредственно повернуты рукой в надлежащее положение на стержне 464, соответствующее крайней верхней и крайней нижней точкам возвратнопоступательного перемещения штока клапана (на чертеже не показан) и переходника 460. Например, после контрольного перемещения клапана в полностью открытое положение верхний регулятор 468 может быть перемещен по резьбе вниз стержня 464 до тех пор, пока он не войдет в соприкосновение с переходником 460. После этого стопорная гайка 469 может быть крепко стянута с регулятором 468 для предотвращения его перемещения вдоль стержня 464.

С ссылкой на фиг. 9 на этом чертеже показан держатель 480, снабженный двумя расположенными рядом друг с другом резьбовыми стержнями 482 и 484, присоединенный к нижнему и верхнему кронштейнам 496 и 496'. Держатель 480 снабжен двумя приводами 498 и 500, способными входить в соприкосновение с концевыми выключателями (на чертеже не показаны) для обеспечения электрической индикации, соответственно, закрытого и открытого положений клапана. Держатель 480 также содержит верхнюю пружину 502 и нижнюю пружину 504.

Первый резьбовой стержень 482 расположен рядом со вторым резьбовым стержнем 484. На первый резьбовой стержень 482 через резьбовое отверстие 488 навинчен нижний регулятор 486, расположенный ниже переходника 478. Второй резьбовой стержень 484 проходит через гладкое отверстие 490, имеющееся в нижнем регуляторе 486. В этом устройстве регулировочная ручка 506 приводит во вращение первый резьбовой стержень 482. При этом нижний регулятор 486 может перемещаться в продольном направлении вверх или вниз, поскольку резьбовое отверстие 488 перемещается по резьбе первого стержня 482. Гладкое отверстие 490 свободно скользит по второму стержню 484.

Аналогичным образом, на второй резьбовой стержень 484 через резьбовое отверстие 495 навинчен верхний регулятор 492, расположенный выше переходника 478, а первый стержень 482 проходит через гладкое отверстие 494. Регулировочная ручка 508 может поворачиваться, приводя второй резьбовой стержень 484 во вращение. При этом верхний регулятор 492 может быть перемещен в надлежащее положение, обеспечивающее индикацию полностью открытого положения клапана.

Для предотвращения повреждений резьбовых стержней 482 и 484 гладкими отверстиями 490 и 494, которые перемещают вверх и вниз по резьбе во время калибровки, стержни 482 и 484 могут быть выполнены имеющими верхнюю и нижнюю части. Одна из частей может иметь резьбу, а другая может быть выполнена гладкой, что зависит от расположения отверстий, через которые они должны проходить. В другом варианте осуществления изобретения гладкие отверстия 490 и 494 могут быть снабжены цилиндрическим вкладышем из нейлона, обеспечивающим свободную посадку, или же могут быть снабжены каким-либо другим средством, предотвращающим непосредственный контакт материала, в котором выполнены гладкие отверстия 490 и 494 регуляторов, с резьбой стержней 482 и 484.

Настоящее изобретение позволяет использовать единый регулируемый визуальный и электрический датчик для клапанов с различной длиной хода. Для различных клапанов расстояние, на которое перемещается клапанный элемент, совершая возвратно-поступательное перемещение, может быть различным для различных клапанов. Устройство по настоящему изобретению может быть отрегулировано таким образом, что его перемещение не превышает установленных пределов. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает управление единым визуальным индикатором и электрическими выключателями для определения состояния клапанов с различной длиной хода.

Несмотря на то, что описание настоящего изобретения было приведено с ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, для специалистов в данной области техники очевидна возможность его модификаций и изменений. Следовательно, подразумевается, что изобретение целиком охватывает собой все подобные модификации и изменения в пределах объема патентных притязаний, определяемого приведенной ниже формулой изобретения или ее эквивалентами.

Claims (26)

1. Устройство индикации положения клапана, имеющего шток, перемещаемый в направлении закрывания и в направлении открывания между закрытым и открытым положениями клапана, содержащее первую систему кулачков, смещаемую в направлении открывания, способную входить в регулируемое зацепление со штоком при его нахождении вблизи закрытого положения клапана и способную перемещаться посредством штока в направлении закрывания, после вхождения в зацепление, вторую систему кулачков, выполненную в виде единого узла с первой системой кулачков или в виде отдельного узла, смещаемую в направлении закрывания, способную входить в регулируемое зацепление со штоком при его нахождении вблизи открытого положения клапана и способную перемещаться посредством штока в направлении открывания, после вхождения в зацепление, и индикатор, способный перемещаться посредством первой и второй систем кулачков и способный обеспечивать индикацию, по меньшей мере, открытого, промежуточного и закрытого состояния клапана.

2. Устройство по п.1, в котором каждая система кулачков содержит держатель, смещаемый посредством пружины и способный перемещать индикатор, стержень, установленный на держателе, и регулируемый элемент, расположенный на стержне.

3. Устройство по п.2, в котором регулируемый элемент представляет собой кольцо, навинчиваемое на стержень и имеющее разрез, при этом в разрез вставлена направляющая, расположенная на держателе.

4. Устройство по п.2, в котором шток снабжен переходником, входящим в зацепление с регулируемым элементом.

5. Устройство по п.1, в котором индикатор смещаем в направлении закрывания.

6. Устройство по п.1, в котором при отсутствии зацепления штока с первой и второй системами кулачков индикатор указывает промежуточное состояние.

7. Устройство по п.1, в котором индикатор содержит первую и вторую видимые части, при этом в закрытом состоянии клапана индикатор не показывает ни одной из частей, в промежуточном состоянии клапана он показывает только одну из частей, а в открытом состоянии клапана он показывает обе части.

8. Устройство по п.1, в котором индикатор содержит первый элемент, способный входить в зацепление с первой системой кулачков при ее перемещении посредством первого смещающего элемента в направлении открывания, и второй элемент, расположенный в направлении закрывания дальше, чем первый элемент, и способный входить в зацепление со второй системой кулачков при ее перемещении посредством штока в направлении открывания.

9. Устройство по п.1, дополнительно содержащее первый выключатель, выполненный с возможностью его приведения в действие первой системой кулачков при нахождении штока в закрытом положении клапана; и второй выключатель, выполненный с возможностью его приведения в действие второй системой кулачков при нахождении штока в открытом положении.

10. Устройство по п.9, в котором первый и второй выключатели обеспечивают электрическую индикацию открытого, промежуточного и закрытого состояний клапана.

11. Устройство визуальной и электронной индикации состояния клапана, имеющего шток, перемещаемый в направлении закрывания и в направлении открывания между закрытым и открытым положениями клапана, содержащее первую систему кулачков, содержащую первый регулируемый элемент, входящий в зацепление со штоком при нахождении штока вблизи закрытого положения клапана, при этом первая система кулачков способна перемещаться посредством штока в направлении закрывания после вхождения в зацепление, и первый смещающий элемент, смещающий первую систему кулачков в направлении открывания, первый выключатель, выполненный с возможностью приведения его в действие первой системой кулачков при нахождении штока в закрытом положении клапана, вторую систему кулачков, выполненную в виде единого узла с первой системой кулачков или в виде отдельного узла, и содержащую вто рой регулируемый элемент, входящий в зацепление со штоком при нахождении штока вблизи открытого положения клапана, при этом вторая система кулачков способна перемещаться посредством штока в направлении открывания после вхождения в зацепление, и второй смещающий элемент, смещающий вторую систему кулачков в направлении закрывания, второй выключатель, выполненный с возможностью приведения его в действие второй системой кулачков при нахождении штока в открытом положении клапана, и индикатор, способный перемещаться посредством первой и второй систем кулачков и способный обеспечивать индикацию, по меньшей мере, открытого, промежуточного и закрытого состояния клапана.

12. Устройство по п.11, в котором шток снабжен переходником, входящим в зацепление с первым и вторым регулируемыми элементами.

13. Устройство по п.11, в котором каждая система кулачков содержит держатель, смещаемый посредством пружины и способный перемещать индикатор, резьбовой стержень, установленный на держателе, и кольцо, навинченное на стержень с возможностью его регулировки.

14. Устройство по п.13, в котором кольцо имеет разрез, в который вставлена направляющая, расположенная на держателе, при этом кольцо является регулируемым путем вращения стержня.

15. Устройство по п.11, в котором индикатор смещаем в направлении закрывания.

16. Устройство по п.11, в котором при отсутствии зацепления штока с первой и второй системами кулачков индикатор указывает промежуточное состояние.

17. Устройство по п.11, в котором индикатор содержит первую и вторую видимые части, при этом в закрытом состоянии клапана индикатор не показывает ни одной из частей, в промежуточном состоянии клапана показывает только одну из частей, а в открытом состоянии клапана показывает обе части.

18. Устройство по п.11, в котором индикатор содержит первый элемент, способный входить в зацепление с первой системой кулачков при ее перемещении посредством первого смещающего элемента в направлении открывания, и второй элемент, расположенный в направлении закрывания дальше, чем первый элемент, и способный входить в зацепление со второй системой кулачков при ее перемещении посредством штока в направлении открывания.

19. Способ индикации состояния клапана, имеющего шток, перемещаемый в направлении закрывания и в направлении открывания между закрытым и открытым положениями клапана, содержащий следующие стадии:

а) осуществляют регулировку первой системы кулачков с ее вхождением в зацепление со штоком вблизи закрытого положения клапана;

б) осуществляют регулировку второй системы кулачков с ее вхождением в зацепление со штоком вблизи открытого положения клапана;

в) обеспечивают индикацию закрытого состояния клапана путем перемещения первой системы кулачков посредством штока в направлении закрывания в положение, соответствующее закрытому состоянию клапана;

г) обеспечивают индикацию открытого состояния клапана путем перемещения первой системы кулачков посредством штока в направлении открывания в положение, соответствующее открытому состоянию клапана; и

д) при отсутствии зацепления штока с первой и второй системами кулачков обеспечивают индикацию промежуточного состояния клапана путем смещения первой системы кулачков в направлении открывания и путем смещения второй системы кулачков в направлении закрывания.

20. Способ по п.19, в котором стадия (а) содержит регулировку элемента на стержне первой системы кулачков, при этом элемент способен входить в зацепление со штоком.

21. Способ по п.20, в котором при регулировке элемента на стержне осуществляют вращение стержня для перемещения кольца, навин-

Фиг. 1А ченного на стержень, при этом кольцо имеет разрез, в который вставлена направляющая, имеющаяся в первой системе кулачков.

22. Способ по п.19, в котором стадия (в) содержит перемещение визуального индикатора в направлении закрывания до минимального уровня путем смещения визуального индикатора в направлении закрывания и устранения сил противодействия, приложенных к визуальному индикатору.

23. Способ по п.19, в котором стадия (в) содержит приведение в действие выключателя индикации открытого положения клапана.

24. Способ по п.19, в котором стадия (г) содержит перемещение визуального индикатора в направлении открывания до максимального уровня путем введения второй системы кулачков в зацепление с визуальным индикатором.

25. Способ по п.19, в котором стадия (г) содержит приведение в действие выключателя индикации закрытого положения клапана.

26. Способ по п.19, в котором стадия (д) содержит перемещение визуального индикатора в направлении открывания до промежуточного уровня путем введения первой системы кулачков в зацепление с визуальным индикатором.