KR20210060494A - 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체 - Google Patents

파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체 Download PDF

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비슈와 칼야나순다람
마이클 맥닐리
라울 알마잔
윌리엄 보켈로
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에머슨 오토메이션 솔루션즈 파이널 컨트롤 유에스 엘피
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Abstract

파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체는 릴리프 밸브, 및 압력 검출 조립체를 포함할 수 있다. 밸브 리프트 인자 또는 릴리프 유동의 인디케이터는 압력 검출 조립체에 의해 수집된 압력 측정값에 기반하여 결정될 수 있다.

Description

파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체
파일럿 작동식 릴리프 밸브는 다양한 산업, 상업용 및 기타 설정에서 시스템의 압력을 완화하기 위해서 사용될 수 있다. 일부 응용 분야에서는, 과압 이벤트 중에 밸브가 작동될 때 파일럿 작동식 릴리프 밸브로부터 완화되는 유체의 체적 또는 유동을 모니터링하는 것이 유용할 수 있다. 예를 들어, 릴리프 밸브를 통해 배출되는 유체의 체적 또는 유량은 때때로 환경 및 안전 규정 준수 여부를 결정하는 데 사용된다.
본 발명의 일부 실시형태는 파일럿 밸브, 메인 밸브, 압력 검출 조립체 및 제어 시스템을 포함할 수 있는 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체를 제공한다. 릴리프 밸브는 파일럿 밸브와 유체 연통하는 돔, 파일럿 밸브와 유체 연통하는 밸브 입구, 및 밸브 출구를 포함할 수 있다. 메인 밸브는 밸브 입구에서의 입구 압력과 돔 내의 돔 압력 사이의 압력 차이에 기반하여 밸브 입구로부터 밸브 출구로의 유동을 허용하거나 방지하도록 구성될 수 있다. 압력 검출 조립체는 돔 내의 런타임 돔 압력, 밸브 입구에서의 런타임 입구 압력, 또는 밸브 입구와 돔 사이의 런타임 압력 차이 중 적어도 하나를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 시스템은 런타임 돔 압력, 런타임 입구 압력 또는 런타임 압력 차이 중 적어도 하나에 기반하여 런타임 압력 인자를 결정하기 위해 하나 이상의 프로세서 디바이스와 통신하도록 구성될 수 있다. 제어 시스템은 또한, 메인 밸브의 런타임 밸브 리프트를 직접 측정하지 않고 런타임 압력 인자를 기반으로 런타임 밸브 리프트 인자를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태는 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체를 모니터링하는 방법을 제공하며, 이 조립체는 압력 검출 조립체, 파일럿 밸브, 및 메인 밸브를 포함하며, 메인 밸브는 파일럿 밸브와 유체 연통되는 돔, 파일럿 밸브와 유체 연통되는 밸브 입구, 밸브 출구, 및, 밸브 입구의 입구 압력과 돔 내의 돔 압력 사이의 차이에 응답하여 밸브 입구로부터 밸브 출구로의 유동을 허용하도록 구성된 피스톤을 포함한다. 방법은 압력 검출 조립체에 의한 하나 이상의 측정값에 기반하여 돔에서의 런타임 돔 압력, 밸브 입구에서의 런타임 입구 압력, 또는 밸브 입구와 돔 사이의 런타임 압력 차이 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 런타임 돔 압력, 런타임 입구 압력 또는 런타임 압력 차이 중 적어도 하나에 기반하여 런타임 압력 인자를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 피스톤의 런타임 변위를 측정하지 않고, 런타임 압력 인자를 런타임 밸브 유동 인자와 직접 연관시키는 단계, 또는 런타임 압력 인자를 기반으로 런타임 밸브 리프트 인자를 결정하는 단계 및 런타임 밸브 리프트 인자를 기반으로 런타임 밸브 유동 인자를 결정하는 단계 중 하나 이상에 기반하여 메인 밸브에 대한 런타임 밸브 유동 인자를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태는 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체, 즉 상기 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체를 위한 제어 시스템을 제공한다. 제어 시스템은 릴리프 밸브 조립체 및 하나 이상의 압력 센서를 포함할 수 있다. 릴리프 밸브 조립체는 파일럿 밸브 및 메인 밸브를 포함할 수 있으며, 메인 밸브는 파일럿 밸브와 유체 연통되는 돔, 파일럿 밸브와 유체 연통되는 밸브 입구, 밸브 출구 및 피스톤을 포함할 수 있다. 피스톤은 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능할 수 있고, 돔과 밸브 출구 사이의 압력 차이에 의해 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이에서 이동되게 될 수 있다. 메인 밸브는 피스톤의 위치에 따라 밸브 입구에서의 입구 압력에 응답하여 밸브 입구로부터 밸브 출구로의 유동을 허용하도록 구성될 수 있다. 제어 시스템은 또한, 결정된 런타임 돔 압력, 런타임 입구 압력 또는 런타임 압력 차이 중 적어도 하나에 기반하여, 메인 밸브의 런타임 밸브 리프트에서 런타임 압력 인자를 결정하도록 구성된, 그리고, 런타임 압력 인자에 기반하여 그리고 런타임 밸브 리프트 측정값을 수신하지 않고, 런타임 밸브 리프트에서 런타임 밸브 유동 인자를 결정하도록 구성된 하나 이상의 프로세서 디바이스를 포함할 수 있으며, 런타임 밸브 유동 인자는 밸브 입구로부터 메인 밸브의 밸브 출구까지의 런타임 유동에 대응된다.
일부 실시형태는 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체를 모니터링하는 방법을 제공하며, 이 조립체는 압력 검출 조립체, 파일럿 밸브, 및 메인 밸브를 포함하며, 메인 밸브는 파일럿 밸브와 유체 연통되는 돔, 파일럿 밸브와 유체 연통되는 밸브 입구, 밸브 출구, 및, 밸브 입구의 입구 압력과 돔 내의 돔 압력 사이의 차이에 응답하여 밸브 입구로부터 밸브 출구로의 유동을 허용하도록 구성된 피스톤을 포함한다. 방법은 메인 밸브에 대한 런타임 밸브 유동 인자에 대한 관계를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 피스톤의 런타임 변위를 측정하지 않고, 관계는, 런타임 압력 인자를 런타임 밸브 유동 인자에 직접 연관시키거나, 런타임 밸브 리프트 인자를 런타임 밸브 유동 인자와 연관시키는 것 중 하나 이상을 하도록 프로세스 디바이스를 제어하도록 구성되며, 런타임 밸브 리프트 인자는 런타임 압력 인자에 기반하여 결정된다. 런타임 압력 인자는, 돔에서의 런타임 돔 압력, 밸브 입구에서의 런타임 입구 압력, 또는 밸브 입구와 돔 사이의 런타임 압력 차이 중 적어도 하나 이상에 기반하여 결정되도록 구성될 수 있으며, 이들 각각은 압력 검출 조립체에 의한 하나 이상의 측정값에 기반하여 결정되도록 구성된다.
본 명세서에 포함되고 이의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시형태를 예시하고, 설명과 함께 본 발명의 실시형태의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 파일럿 릴리프 밸브의 개략도이다.
도 1c는 도 1a 및 도 1b의 파일럿 릴리프 밸브의 측정된 토출 계수 및 밸브 리프트 비율의 그래프이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 파일럿 릴리프 밸브의 개략도이다.
도 2c는 도 2a 및 도 2b의 파일럿 릴리프 밸브의 측정된 토출 계수, 압력 감소 및 파일럿 밸브 리프트 비율의 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체의 등각 투상도이다.
도 3b는 도 3a의 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체의 평면도이다.
도 4는 도 3a의 밸브 조립체에 대한 측정된 압력 인자 및 밸브 리프트 인자 및 관련 상관관계의 그래프이다.
도 5는 도 3a의 밸브 조립체에 대해 측정된 압력 인자 및 과압의 그래프이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 밸브 조립체에 대한 측정된 압력 인자 및 밸브 리프트 인자 및 관련 상관관계의 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체의 등각 투상도이다.
도 8은 도 7의 밸브 조립체에 대한 측정된 압력 인자 및 리프트 인자의 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 밸브 조립체에 대한 측정된 압력 인자 및 리프트 인자 및 관련 상관관계의 그래프이다.
다음의 논의는 당업자가 본 발명의 실시형태를 만들고 사용할 수 있게 하기 위해서 제시된다. 도해된 실시형태에 대한 다양한 수정은 당업자에게 명백할 것이며, 본원의 일반적인 원리는 본 발명의 실시형태를 벗어나지 않고 다른 실시형태 및 응용분야에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 도시된 실시형태로 제한되도록 의도되지 않고, 여기에 개시된 원리 및 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 따른다. 다음의 상세한 설명은 도면을 참조하여 읽혀질 것이며, 상이한 도면들에서 동일한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는다. 반드시 축척에 따를 않는 도면은 선택된 실시형태를 도시하며 본 발명의 실시형태의 범위를 제한하려고 의도되지 않는다. 숙련된 기술자는 본원에 제공된 실시예가 많은 유용한 대안을 가지고 있으며 본 발명의 실시형태의 범위에 속한다는 것을 인식할 것입니다.
본 발명의 임의의 실시형태가 상세하게 설명되기 전에, 본 발명은 그 적용에 있어서 이하의 설명에서 설명되거나 첨부된 도면에 예시된 구성 요소의 구성 및 배열의 세부 사항으로 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시형태가 가능하고, 다양한 방식으로 실시되거나 실행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에서 "포함하는", "포함하는" 또는 "갖는" 및 이의 변형의 사용은 이후에 나열된 항목 및 이의 균등물 및 추가 항목을 포함하는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, 물리적 연결과 관련하여 사용되는 용어 "장착된", "연결된", "지지된", "고정된" 및 "결합된" 및 그 변형은 광범위하게 사용되며 직접 및 간접 장착, 연결, 지지 및 결합 둘 다를 포함한다. 또한, 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, "연결된", "부착된" 또는 "결합된"은 물리적 또는 기계적 연결, 부착 또는 결합으로 제한되지 않는다.
본 발명의 실시형태는 컴퓨터 구현 방법을 포함하는 시스템 및/또는 방법으로서 구현될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태는 자동화 장치, 다양한 컴퓨터 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 등을 포함하는 특수 목적 또는 범용 컴퓨터와 같은 장치를 포함(또는 활용)할 수 있으며, 이는 아래 논의와 일치된다.
일부 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법의 컴퓨터화된 구현을 포함하는 본 발명의 양태는, 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용하여 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 컴퓨터 또는 프로세서 기반 장치를 제어하여 여기에 설명된 양태를 구현하는 제조 물품, 시스템, 방법, 또는 장치로서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터 판독 가능 장치, 캐리어(예를 들어, 비일시적 신호) 또는 매체(예를 들어, 비일시적 매체)로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 매체는 자기 저장 장치(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립 등), 광학 디스크(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다용도 디스크(DVD) 등), 스마트 카드 및 플래시 메모리 장치(예를 들어, 카드, 스틱)를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 반송파는 전자 메일을 송수신하거나 인터넷 또는 LAN(Local Area Network)과 같은 네트워크에 액세스하는 데 사용되는 것과 같은 컴퓨터 판독 가능 전자 데이터를 전달하는 데 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 당업자는 청구된 주제의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 이러한 구성에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있다는 점을 인식할 것이다.
본 발명의 실시형태들의 컴퓨터화된 구현의 맥락에서 본원에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, 용어 "모듈", "제어기" 등은 하드웨어, 소프트웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합 또는 실행중인 소프트웨어를 포함하는 컴퓨터 관련 시스템의 일부 또는 전부를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 모듈은 프로세서 디바이스, 프로세서 디바이스에서 실행되는 프로세스, 객체, 실행 파일, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨터는 모두 모듈이 될 수 있다. 하나 이상의 모듈(또는 컨트롤러 등)은 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있고, 한 컴퓨터에 로컬화될 수 있으며, 두 개 이상의 컴퓨터 또는 프로세서 디바이스간에 분산되고 /되거나 다른 구성 요소(또는 시스템, 모듈 등)내에 포함된다.
본 발명에 따른 방법 또는 이러한 방법을 실행하는 시스템의 특정 동작은 도면에 개략적으로 표현되거나 본 명세서에서 달리 설명될 수 있다. 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, 또는 특정 순서의 특정 동작에 대한 본 명세서의 설명은 이러한 동작이 특정 순서로 실행될 것을 요구하지 않는다. 도면에 표현되거나 본원에 달리 개시된 특정 동작은 본 발명의 특정 실시형태에 대해 적절하게 다른 순서로 실행될 수 있다. 또한, 일부 실시형태에서, 특정 작동은 전용 병렬 프로세서 또는 대형 시스템의 일부로서 상호 운용되도록 구성된 별도의 컴퓨팅 장치에 의해서 병렬로 실행될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 릴리프 밸브는 다양한 산업, 상업용 및 기타 응용 분야에서 시스템으로부터 유체 압력을 완화시키기 위해서 사용될 수 있다. 일부 응용분야에서는, 환경 또는 안전 규정 준수를 평가하는 데 필요할 수 있는 것과 같이 관련 시스템에서 방출되는 유체의 양을 결정하기 위해 특정 릴리프 밸브의 유동 용량을 결정할 필요가 있을 수 있다. 그러나 릴리프 밸브의 유동 용량을 측정하기 위한 기존의 방법은 부정확성에 의한 문제로 귀결되거나, 또는 간섭적이거나 문제가 있는 개조 또는 기타 센서 장비 수정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 기존 방법은, 압력이 해제될 때마다 릴리프 밸브가 완전히 열린다고 가정하여, 관련 릴리프 밸브의 최대 정격 리프트에 기반하여 간단히 유동 용량을 계산한다. 그러나, 특히 조절식 파일럿 작동식 릴리프 밸브를 사용하는 응용 분야에서는 가능한 최대 리프트가 아닌 부분적으로만 열린 릴리프 밸브로 압력이 완화될 수 있다. 따라서, 기존의 "완전 개방" 가정은 완화된 실제 유체 양과 비교하여 유체 완화를 과대 평가하여 수수료 또는 벌금을 증가시킬 수 있다.
다른 실시예로서, 릴리프 밸브의 유동 용량을 측정하는 일부 기존 방법은 과압 이벤트 동안 피스톤의 변위(일반적으로 "피스톤 리프트"또는 "밸브 리프트"라고도 함)를 직접 측정하는 선형 위치 트랜스듀서를 사용한다. 그러나, 피스톤 리프트를 측정하기 위해 선형 위치 트랜스듀서를 사용하는 것은 간섭적이거나 그렇지 않으면 최적이 아닐 수 있다. 예를 들어, 유체 시스템에 이미 설치된 릴리프 밸브의 경우 선형(또는 기타) 위치 트랜스듀서를 사용은 밸브의 개장(retrofit)을 요구할 수 있다. 일부 경우에, 이것은 릴리프 밸브 성능에 해로운 영향을 미치거나 추가 유지 보수 또는 인증 요구 사항을 도입하거나 릴리프 밸브 고장의 위험을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 실시형태는 이러한 문제 및 다른 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일부 실시형태는 선형 위치 트랜스듀서 또는 다른 유사한 센서 배열을 반드시 요구하지 않으면서, 밸브 리프트 또는 관련 유동 용량을 결정하기 위한 조립체, 제어 시스템 또는 관련 방법을 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 릴리프 밸브 조립체에서 하나 이상의 압력 측정은 압력 감지 조립체(예를 들어, 알려진 유형의 하나 이상의 압력 센서 배열체)에 의해 수행될 수 있다. 압력 측정 또는 이로부터 유도된 다른 데이터는 이전에 캘리브레이션된 상관관계에 기반하여 밸브 리프트 인자(예를 들어, 전체 밸브 리프트의 무차원 측정)를 계산하기 위해서 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이것은 비교적 정확하고 개장된 선형 위치 트랜스듀서 또는 기타 유사한 장치의 사용을 필요로 하지 않을 수 있는 릴리프 밸브 유동 용량의 추정을 허용할 수 있다. 또한, 이 접근법 및 본 명세서에 개시된 다른 접근법들은 런타임 동작 동안 방해없이 효과적으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시형태는 파일럿 작동 식 릴리프 밸브의 다양한 유형 및 구성과 관련하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시형태는 상이한 유형 또는 크기의 고압 또는 저압 파일럿 작동식 릴리프 밸브, 또는 상이한 유형 또는 크기의 스냅식 또는 조절식 파일럿 작동 식 릴리프 밸브 및 기타 밸브와 관련하여 구현될 수 있다.
일부 실시형태에서, 관련 밸브 유형, 밸브 크기, 작동 조건(예를 들어, 설정 압력) 또는 기타 요인에 따라 서로 다른 상관관계가 적용될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 다양한 작동 조건에서 하나 이상의 밸브(또는 밸브 유형) 각각에 대한 적절한 상관관계를 설정하기 위해 캘리브레이션 프로세스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 작동 조건에서(예를 들어, 각 밸브에 대한 다양한 파일럿 밸브 설정 압력에서) 특정 파일럿 작동 식 릴리프 밸브에 대해 리프트 인자와 압력 인자 간의 상관관계가 미리 결정될 수 있다. 대응되는 밸브의 런타임 작동 중에 적절한 상관관계 중 하나(또는 그 이상)를 사용하여 추정된 런타임 밸브 리프트 인자 또는 기타 관련 파라미터(예를 들어, 런타임 배출 인자 또는 기타 런타임 밸브 유동 인자)가 런타임 압력 측정에 기반하여 결정될 수 있다. 실제로, 일부 실시형태에서, 보다 복잡한 종래의 접근 방식과 달리, 런타임 밸브 리프트 또는 유동 인자는 압력 측정에만 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 리프트 팩터와 압력 팩터 사이의 상관관계와 같은 다수의 각각의 상관관계는 복수 유형의 파일럿 작동 식 릴리프 밸브에 대해 미리 결정될 수 있다. 예를 들어, 피스톤 리프트, 돔 압력 및 밸브 입구 압력(또는 돔-입구 압력 차이)의 일련의 측정값은 복수의 미리 결정된 설정 압력에서 일련의 과압 이벤트 동안 각 관련 밸브에 대해 얻어질 수 있다. 획득된 데이터에 기반하여, 다양한 작동 조건에서 각 밸브에 대한 상관관계가 결정될 수 있으며 나중에 대응되는 런타임 작동 중에 적용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 상관관계는 원격 또는 로컬 데이터베이스에 저장되어 런타임 작업 중에 액세스될 수 있다. 예를 들어, 관련 상관관계는 관련 밸브의 로컬 제어부에 저장되거나 런타임 동안 유선 또는 무선 연결된 밸브에 의한 액세스를 위해 원격으로 저장될 수 있다. 일부 실시형태에서, 런타임 압력 측정은 일시적으로(예를 들어, 밸브 또는 관련 컨트롤러에 로컬로) 저장된 다음 나중에 과거 이벤트에 대한 런타임 파라미터의 소급 계산을 위해 검색될 수 있다.
일부 실시형태에서, 위에서 설명된 바와 같이 미리 결정된 상관관계를 사용하면 비교적 간단한 런타임 압력 측정을 기반으로 추정된 런타임 밸브 리프트 인자를 결정할 수 있으며 경우에 따라 압력 측정이외의 런타임 측정이 필요하지 않다. 예를 들어, 특정 파일럿 작동식 릴리프 밸브에 대해 런타임 돔 및 입구 압력(또는 관련 압력 차이)이 측정될 수 있으며, 관련 로컬 또는 원격 컨트롤러는 관련 상관관계(들)에 기반하여 관련 피스톤 리프트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 이 접근법은 작업자가 간섭적인 선형 위치 트랜스듀서 또는 기타 바람직하지 않은 계측기의 사용을 피하면서 "완전 개방" 밸브와 비교하여 완화된 실제 유체 양을 보다 정확하게 계산하는 것을 허용한다.
일부 실시형태에서, 특정 시간 또는 특정 간격에 대한 특정 밸브에 대한 유동 용량은 위에서 설명된 바와 같이 결정된 런타임 밸브 리프트 인자에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 관련 런타임 밸브 리프트를 결정할 때 참조될 특정 밸브 리프트(예를 들어, 특정 상관관계 또는 특정 상관관계에 기반)에서 밸브 용량의 룩업 테이블을 생성하기 위해 사전 캘리브레이션 작업이 사용될 수 있다. 또는 미국 기계 학회(American Society of Mechanical Engineers) 또는 기타 관련 조직에서 발표한 것과 같은 제한된 리프트 용량에 대한 지침이 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 또한 위에서 언급된 바와 같이, 적절한 사전 결정된 상관관계를 사용하면 단일 데이터 트랜스미터만 사용하여 밸브 리프트 모니터링을 지원할 수 있다. 예를 들어, 2 변수 트랜스미터는 런타임 절대 값 또는 게이지 압력 및 압력 차이 데이터를 감지하고 전송하도록 구성될 수 있으며, 이 데이터는 그런 다음 필요에 따라 관련 런타임 압력 인자로 변환된 다음 런타임 압력 인자와의 미리 결정된 상관관계에 기반하여 추정되는 관련 런타임 리프트 인자로 변환될 수 있다. 또는 일부 구현예에서, 단일 변수 트랜스미터는 런타임 압력 차이 데이터만 감지하고 전송하도록 구성될 수 있으며, 이 데이터는 미리 결정된 제1 상관관계에 기반된 관련 런타임 절대 또는 게이지 압력으로 변환된 다음 미리 결정된 두 번째 캘리브레이션에 기반하여 추정되는 런타임 리프트 인자로 변환될 수 있다. 일반적으로 두 경우 모두, 예상되는 런타임 리프트 인자는 릴리프 밸브의 런타임 작동 유동 용량을 계산하기 위해서 사용될 수 있다. 어떤 경우에는, 밸브 리프트 인자를 측정하거나 계산하지 않고 밸브 압력 인자로부터 밸브 유동 인자(예를 들어, 유동 용량)가 직접 계산될 수 있다.
일반적으로, 본원에서 사용되는 "압력 인자"는 주어진 밸브에 대한 특정 압력 상태를 나타내는 파라미터를 의미한다. 일부 구현예에서, 압력 인자는 절대 또는 게이지 압력 값으로 결정될 수 있다. 일부 구현예에서, 압력 인자는 절대(또는 게이지) 압력의 압력 비율 또는 특정 압력 또는 다른 압력 차이에 대한 압력 차이의 비율과 같은 치수 없는 압력 지표로 결정될 수 있다. 일부 구현예에서, 돔 감소는 압력비, 즉 입구 압력에 대한 돔 압력의 비율로서 사용될 수 있다.
유사하게, 본원에서 사용된 바와 같이, "밸브 리프트 인자"는 일반적으로 이를 통한 허용 또는 차단된 유동에 대한 주어진 밸브의 특정 상태를 나타내는 파라미터를 지칭한다. 밸브 피스톤이 밸브를 통한 유동을 조절하는 구현예에서, 밸브 리프트 인자는 밸브 피스톤의 물리적 상태를 나타내는 파라미터를 의미한다. 일부 구현예에서, 밸브 리프트 인자는 밸브 피스톤에 대한 절대 또는 상대 변위 값으로서 결정될 수 있다. 일부 구현예에서, 밸브 리프트 인자는 정격 밸브 리프트에 대한 실제 밸브 리프트의 리프트 비율과 같은 밸브 리프트의 무차원 인디케이터로서 결정될 수 있다(예를 들어, 완전히 개방된 구성과 비교하여 특정 밸브가 개방되는 정도를 나타내는 백분율).
또한 본원에서 사용되는 바와 같이, "밸브 유동 인자"는 일반적으로 통과되는 유동을 위한 밸브의 특정 용량을 나타내는 파라미터를 의미한다. 일부 구현예에서, 밸브 유동 인자는 절대 유량 또는 다른 유사한 파라미터로 결정될 수 있다. 일부 구현예에서, 밸브 유동 인자는 기존에 정의된 토출 계수와 같이 정격 유동 용량에 대한 실제 유동 용량의 무차원 비율(즉, 주어진 밸브 상태에서 정격 유동 용량에 대한 실제 유동 용량의 비율)로서 결정될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 돔(22), 피스톤(24), 파일럿 밸브(26), 밸브 입구(28) 및 밸브 출구(30)를 구비하는 종래의 고압 파일럿 작동식 릴리프 밸브(20)를 도시한다. 일반적으로, 밸브(20)는, 압력이 설정 압력에 도달될 때 밸브 입구(28)로부터 압력을 완화(즉, "입구"또는 "탱크" 압력을 완화)시키도록 구성된다. 특히, 입구 압력이 충분히 낮을 때, 밸브 입구(28)의 압력은 돔(22)의 압력과 동일할 수 있고, 피스톤(24)의 밸브 시트는 밸브 입구(28)로부터 밸브 출구(30) 로의 유동에 대해 밸브를 밀봉할 수 있다(도 1a 참조). 그러나, 입구 압력이 설정 압력에 도달되면, 파일럿 밸브(26)가 돔(22)에서 감압을 달성하도록 작동될 수 있다. 그 결과, 밸브 입구(28)의 압력은 피스톤(24)을 개방되도록(도시된 관점에서 위쪽으로) 구동할 수 있고, 가압된 유체는 밸브 입구(28)로부터 피스톤(24)을 지나 밸브 출구(30)로 배출될 수 있다(도 1b 참조).
또한, 위에서 언급된 바와 같이, 종래의 접근 방식에서, 특정 밸브에 대한 토출 계수와 밸브 리프트 비율 사이의 상관관계는 미리 결정될 수 있다. 이것은 밸브를 통과하는 유체 유동의 예상 크기가 측정된 런타임 밸브 리프트 데이터를 사용하여 계산되는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 밸브 리프트 및 밸브 유동은 선형 트랜스듀서와 유량계 또는 다른 관련 감지 기술을 사용하여 특정 릴리프 밸브에 대한 캘리브레이션 프로세스 중에 측정될 수 있다. 다양한 릴리프 이벤트 및 시스템 조건 동안 리프트 및 유동을 모두 측정하면, 두 개의 값 사이의 상관관계가 미리 결정될 수 있다. 그러면, 런타임 동안, 실제 밸브 리프트가 측정되어, 밸브를 통과하는 실제 유동에 대해 연관지어질 수 있다.
도 1c는 도 1a 및 도 1b에 도시된 릴리프 밸브(20)와 같은 종래의 고압 파일럿 작동식 릴리프 밸브에 대한 토출 계수와 밸브 리프트 비율 사이의 예시적인 상관관계를 도시한다. 특히, 도 1c는 토출 계수(Cd)의 제한된 선형 근사를 제공하는 예시적인 곡선(32) 및 토출 계수의 보다 정확한 인디케이터를 제공하는 예시적인 곡선(34)을 각각 주어진 리프트 비율(LR)에 대해 도시한다. 이러한 또는 다른 유사한 상관관계가 결정된 상태에서, 런타임 밸브 리프트는 선형 트랜스듀서와 같은 위치 센서로 측정될 수 있다. 그러면, 도 1C에 도시된 바와 같이 밸브 리프트 인자와 밸브 유동 인자 사이의 알려진 상관관계가 릴리프 밸브에서 나오는 유체 유동의 크기를 측정된 런타임 밸브 리프트에 기반하여 추정하기 위해서 사용될 수 있다. 그러나, 위에서 언급된 바와 같이, 런타임 동안(예를 들어, 선형 트랜스듀서를 사용하여) 밸브 리프트를 능동적으로 측정해야 할 필요성은 상당한 복잡성이나 비용을 유발할 수 있다.
다른 구현예에서, 밸브 리프트와 유동 사이의 다른 대응되는 관계를 갖는 다른 유형 및 구성의 파일럿 작동식 압력 릴리프 밸브가 가능하다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b는 돔(42), 피스톤(44), 파일럿 밸브(46), 밸브 입구(48) 및 밸브 출구(50)를 구비하는 종래의 저압 다이어프램형 파일럿 작동식 압력 릴리프 밸브(40)를 도시한다. 일반적으로, 밸브(40)는 밸브(20)와 유사하게 작동될 수 있으며, 파일럿 밸브(46)는 입구(48)에서의 압력에 기반하여 돔(42)의 압력을 조절하여 피스톤(44)이 과압 이벤트 동안 리프트되는 것을 허용한다(도 2b 참조).
일부 실시형태에서, 특히 도 2a 내지 도 2b의 릴리프 밸브(40)와 같은 저압 파일럿 작동식 압력 릴리프 밸브를 관여시키는 적용의 경우, 토출 계수(Cd)는 계산된 밸브 리프트 비율(LR) 및 밸브 압력 비율(PR)의 함수로서 결정될 수 있다. Cd, LR과 PR 사이의 상관관계(52)의 예가 도 2c에 도시된다.
상관관계(52)를 생성하기 위해, 체적 유체 유동을 측정하기 위한 센서, 밸브 리프트를 측정하기위한 센서 및 적어도 하나의 압력 센서가 사용되어 캘리브레이션 테스트 동안 데이터를 측정하고, 결과 데이터가 플로팅되고 보간될 수 있다. 그러나, 고압 밸브에서와 마찬가지로, 밸브를 통한 런타임 유동을 예측하기 위한 종래의 접근 방식 하에서 상관관계(52)를 사용하는 것은 여전히 사용자가 런타임 밸브 리프트 및 적어도 하나의 런타임 압력을 측정할 것을 요구할 수 있다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 밸브 리프트의 런타임 측정에 대한 필요성은 상당한 복잡성 및 비용을 유발할 수 있다.
따라서, 밸브를 통한 런타임 유동을 예측하기 위한 기존의 방법이 상대적으로 복잡하거나 번거로울 수 있다는 점이 이해될 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 도시된 고압 밸브 상관관계 및 도 2c에 도시된 저압 밸브 상관관계의 런타임 사용을 위해, 런타임 밸브 리프트의 측정이 필요하다. 위에서 설명된 이유 및 다른 이유 때문에, 측정된 런타임 압력만을 사용하여 릴리프 이벤트 동안 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체에서 유출되는 유동의 크기를 추정하는 시스템 및 방법이 유용할 수 있다.
일부 실시형태에서, 밸브(20, 40)(및 기타)와 유사한 릴리프 밸브에는 미리 결정된 상관관계에 기반한 밸브 리프트 계산을 위한 작동 압력 데이터를 기록하고 전송하는 압력 측정 조립체가 설치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 압력 데이터의 전송을 반드시 요구하지 않으면서, 유사한 계산을 수행하기 위해 로컬 컴퓨팅 디바이스가 제공될 수 있다. 아래에 설명된 바와 같이, 단일 게이지(또는 기타) 압력 측정값도 런타임 작동 중에 밸브를 통과하는 유량을 효과적으로 결정하기 위해서 사용될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시형태에 따른 작동을 위해 구성된 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체(60)를 도시한다. 도해된 실시형태에서, 밸브 조립체(60)는, 파일럿 밸브(64), 파일럿 밸브(64)와 유체 연결되는 돔(66), 및 파일럿 밸브(64) 및 돔(66)과 유체 연통되는 밸브 입구(68)를 구비하는, 일반적으로 도 1a 및 도 1b의 밸브(20)와 유사한 릴리프 밸브(62)를 포함한다. 또한, 밸브(20)와 유사하게, 밸브(60)는 밸브 출구(70) 및 밸브 시트(미도시)를 포함하고, 밸브 입구(68)에서의 유체 압력에 기반하여 밸브 입구(68)와 밸브 출구(70) 사이의 유체 유동을 선택적으로 허용하거나 방지하도록 구성되며, 이 유체 압력은 파일럿 밸브(64)의 상태 및 돔(66)과 밸브 입구(68) 사이의 압력 차이를 제어한다. 다른 실시형태에서, 다른 유형의 릴리프 밸브가 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 밸브 조립체는 로컬 또는 원격 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b는, 하나 이상의 압력 검출기(미도시)를 포함하는 트랜스미터(78)와 같은 압력 검출 조립체로부터 압력 데이터(또는 압력 비율과 같은 연관된 압력 인자)의 측정값을 수신하는 제어 시스템(74)을 추가로 도시한다. 이해되는 바와 같이, 트랜스미터(78)와 같은 압력 트랜스미터는 하나 이상의 트랜스미터 입력부에서 수신된 유체 압력(또는 상이한 유체 압력들 사이의 차이)을 측정하는 하나 이상의 압력 센서를 포함할 수 있으며, 이를 위해 유체의 전달은 예를 들어, 매니폴드(76)와 같은 매니폴드를 통해 제어될 수 있다(도 3a 참조). 일부 실시형태에서, 트랜스미터는 무선 전송 또는 유선 채널을 통해 측정된 압력(들)을 전송하는 회로를 추가로 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 압력 검출 조립체는, 예를 들어 하나 이상의 압력 검출기를 포함하고 추가 처리를 위해 압력 데이터의 측정값을 기록하거나 전송하도록 구성된 트랜스미터(78)와 같은 조립체를 지칭한다. 다른 실시형태에서, 알려진 다양한 압력 센서를 포함하여 다양한 유형의 압력 검출기가 사용될 수 있다. 예를 들어, 압력 검출 조립체는, 커패시턴스 센서 또는 압전 저항 센서와 같은 센서, 또는 다양한 맞춤형 압력 감지 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 맞춤형 센서는 다이어프램 상에 호일 게이지를 구비하는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 구비하는 다이어프램, 휘트스톤 브리지를 형성하기 위해 가압 튜브 둘레에 감겨지고 함께 묶인 스트레인 와이어 세트, 또는 기타 휘트스톤 브리지 구성 또는 맞춤형 구성을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 압력 검출 조립체는 차압, 정압 및 온도와 같은 측정값을 통합하는 다변수 트랜스미터로 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 압력 검출 조립체는 감지된 압력에 해당되는 전기적 또는 기타 신호가 전송되어 기록되거나 또는 처리될 수 있도록 트랜스듀서로서(또는 이로써) 구성된 센서를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "압력"을 결정, 전송, 분석 또는 달리 처리하는 것에 대한 언급은 상호 교환적으로, 유체 압력의 물리적 측정, 물리적 측정값의 다른 형태(예를 들어, 전기 신호)를 갖는 신호로의 변환, 및 다양한 방법의 이러한 신호의 처리를 포함하도록 의도된다.
일부 실시형태에서, 제어 시스템(74)은 밸브 리프트 또는 밸브 유동 용량을 결정하기 위해 본원에서 논의된 동작의 일부 또는 전부를 실행하기 위해서 사용될 수 있는 로컬 프로세서 디바이스(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스미터(78)가 원격 제어기에 압력 데이터를 전송하는 것보다 또는 이에 추가하여, 로컬 프로세서 디바이스는 단독으로 또는 원격 프로세서 디바이스와 결합하여 압력 데이터에 대해 하나 이상의 유용한 작동을 국부적으로 실행할 수 있다. 일부 실시형태에서, 또한 아래에서 논의되는 바와 같이, 제어 시스템(74)은 하나 이상의 설비에 대한 분석 또는 모니터링 서비스를 제공하도록 구성된 원격 서버에 제공될 수 있는 것과 같은 것을 포함하는 원격으로 위치된 프로세서 디바이스를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에서, 하나 이상의 트랜스미터(78)(또는, 다른 압력 검출 조립체)는 압력 릴리프 밸브에 대한 압력의 다른 측면을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시형태에서, 압력 검출 매니폴드(76)는 튜브 연결부를 통해 밸브 입구(68) 및 돔(66)으로부터 유체 압력을 수신한다. 유형 및 설정에 따라, 트랜스미터(78)는, 밸브 입구(68)와 돔(66) 사이의 압력 차이, 돔(66) 내의 돔 압력, 또는 밸브 입구(68) 내의 입구 압력 중 하나 이상을 측정하고 전송하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 트랜스미터(78)는 단지 입구 압력 또는 돔 압력 중 하나(둘 다는 아님) 및 압력 차이를 측정하고 전송하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 트랜스미터(78)는 돔(66)과 밸브 입구(68) 중 하나 또는 둘 모두 내에서 절대 또는 게이지 압력만을 측정하고 전송하도록 구성될 수 있거나, 밸브 입구(68)와 돔(66) 사이의 압력 차이만을 측정하고 전송하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 2개의 압력 트랜스미터(예를 들어, 각각 자체 매니폴드를 가짐)는 밸브 입구(68) 및 돔(66) 각각에서 절대 또는 게이지 압력을 측정하기 위해 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 원시 압력 데이터는 트랜스미터(78)에 의해 제어 시스템(74)으로 전송될 수 있다. 일부 구현예에서, 압력 데이터는 전송 전에 다양한 수준으로 처리될 수 있다(또는 전혀 전송되지 않음). 예를 들어, 트랜스미터(78)와 관련된 프로세서 디바이스는 기록된 압력을 돔 압력과 입구 압력 사이의 비율과 같은 압력 인자로 변환하도록, 그리고 압력 인자를 원격 제어 시스템으로 전송하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 또한 위에서 언급된 바와 같이, 제어 시스템(74)은 밸브 리프트를 결정하기 위해 압력 데이터를 부분적으로 또는 완전히 처리하는 로컬 제어 시스템일 수 있다(아래에서 더 설명됨). 이러한 실시형태에서, 로컬 제어 시스템(74)은 압력, 밸브 리프트 및/또는 유동(또는 기타) 데이터를 추가 제어 시스템(예를 들어, 분산 제어 시스템, 프로그래밍 가능 로직 제어기, 자산 관리 시스템 등)에 추가로 전송하거나 전송하지 않을 수 있다.
일부 실시형태에서, 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 캘리브레이션 작업 동안 결정된 상관관계는 원격으로 결정될 수 있고 제어 시스템(74)에 의해 로컬하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 상관관계에 기반된 수학적 관계 또는 룩업 테이블은 원격으로 생성된 다음 제어 시스템(74)과 함께 로컬하게 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 상관관계는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 원시 데이터로서 그리고/또는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 액세스 가능 프로그램으로서 제공될 수 있다. 이와 같이, 원시 데이터 및/또는 컴퓨터 액세스 가능 프로그램은 생성, 저장, 패키징되거나 그렇지 않으면 원격 위치에서 컴퓨터 판독 가능 매체에 유형적으로 구현될 수 있고, 제어 시스템(74)과 함께 로컬하게 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 또한 아래에서 논의되는 바와 같이, 추가 작동이 가능할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 로컬 또는 원격 프로세서는 계산된 런타임 리프트 인자 또는 기타 관련 파라미터를 기반으로, 주어진 시간에 또는 주어진 시간 간격 동안 밸브 시트를 지나는 총 런타임 유체 유동(예를 들어, 완화 이벤트 동안 총 유동(또는 유량)의 크기)을 결정하도록 구성될 수 있다.
오직(또는 달리) 압력 측정값에 기반하여 밸브 조립체(60)를 모니터링하는 것을 용이하게 하기 위해, 밸브 조립체(60)로부터의 압력 데이터와 밸브 리프트(또는 유동 용량(flow capacity)과 같은 기타 요인) 사이의 상관관계를 결정하기 위해 밸브 조립체(60)에 대한 캘리브레이션 작업이 실행될 수 있다. 도 4는 특정 파일럿 밸브 압력 설정 점(예를 들어, 100 psig)에서 특정 고압 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체(예를 들어, 밸브 조립체(60))에 대한 캘리브레이션 동안 수집된 상관관계 데이터의 예를 도시한다. 특히, 도시된 상관관계 데이터는 압력 인자와 밸브 리프트 인자 간의 관계를 입증한다. 도 4에 도해된 실시형태에서, 다른 공식도 가능하지만, 압력 인자는 입구 압력에 대한 돔 압력의 비율과 동일한 돔 감소이며, 밸브 리프트 인자는 정격 밸브 리프트(rated valve lift)에 대한 실제 밸브 리프트의 비율이다. 이와 같이, 도 4에 도시된 캘리브레이션 작업 동안, 관련 밸브에 대한 센서는 돔 압력, 입구(또는 탱크) 압력 및 실제 밸브 리프트를 직접적으로 또는 간접적으로 측정하도록 구성되었을 수 있다.
캘리브레이션 프로세스 동안, 도 4에 표시된 것과 같은 상관관계 데이터는 특정 작동 조건에서 특정 밸브에 대해서, 특정 작동 조건에서 밸브 세트에 대해서, 또는 다양한 작동 조건에서 밸브 세트에 대해서 측정될 수 있다. 획득된 데이터에 기반하여, 하나 이상의 관련 밸브 및 작동 조건에 대해 하나 이상의 적절한 상관관계가 결정될 수 있다. 그 후, 대응되는 작동 조건에서 대응되는 밸브의 런타임 작동 중에, 적절한 상관관계는 측정된 압력 데이터를 밸브의 런타임 리프트 인자 또는 기타 요인(예를 들어, 미리 결정된 상관관계를 기반으로 유사하게 추정되는 밸브 유동 인자)과 관련시키기 위해서 선택될 수 있다.
도 4의 데이터에 나타난 특정 밸브 및 작동 조건에 대해, 실질적으로 모든 변조된 압력 완화 이벤트에 걸쳐 돔 감소와 리프트 비율 사이에 실질적으로 선형 관계가 결정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 보다 제한된 범위의 압력 인자에 대해 선형 관계가 적용될 수 있다. 또한, 다른 구현예에서, 비선형 상관관계를 포함하여 다른 상관관계가 결정될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 특정 작동 조건 하에서 관련 밸브의 작동은 히스테리시스의 영향을 받을 수 있다. 결과적으로, 밸브가 개방될 때 돔 감소와 리프트 비율 사이의 특정 상관관계는 밸브가 닫힐 때 이러한 인자들 사이의 특정 상관관계와 다를 수 있다. 이 점에 있어서, 예를 들어, 경우에 따라 압력 인자와 리프트 인자 사이의 다수의 상관관계를 결정할 수 있다.
일부 구현예에서, 비교적 유사한-예를 들어, 유사한 선형-개방 상관관계와 폐쇄 상관관계 사이의 거동은, 도 4의 선형 상관관계(80)와 같은 단일 상관관계가, 밸브가 개방 또는 폐쇄되는지 여부에 관계없이 효과적으로 적용되는 것을 허용할 수 있다. 이것은 예를 들어, 상대적으로 낮은 샘플링 주파수를 가진 설비에서 유용할 수 있으며, 이는 특정 압력 측정값이 밸브 개방 또는 폐쇄와 관련되어 있는지 여부에 대한 불확정으로 귀결될 수 있다. 일부 구현예에서, 밸브 개방 및 밸브 폐쇄 각각, 또는 기타 작동 또는 작동 상태에 대해 별도의 상관관계가 미리 결정되고 적용될 수 있다. 예를 들어, 밸브가 런타임 동안 열리거나 닫히는지 정확하게 평가할 수 있도록 적절한 샘플링 속도가 획득될 수 있다면, 상관관계(82, 84)는 밸브 개방 및 폐쇄 각각에 대해서 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 도 4에 도시된 바와 같이 확립된 상관관계(80)와 같은 적절한 상관관계를 사용하여, 관련 밸브 조립체의 밸브 리프트는 런타임 압력 측정값에 배타적으로(또는 주로) 기반되어 관련 작동 조건에 대해 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b의 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체(60)와 관련하여, 도 4의 상관관계(80)(또는 상관관계(82, 84) 등)과 유사한 상관관계가, 밸브 입구(68) 및 돔(66)에서 측정된(또는 유도된) 압력에 기반하여 런타임 밸브 리프트(또는 다른 인자)를 결정하기 위해서 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 트랜스미터(78)는 돔(66) 또는 밸브 입구(68)에서 절대 또는 게이지 압력과 함께 밸브 입구(68)와 돔(66) 사이의 압력 차이를 측정하도록, 돔(66)과 밸브 입구(68) 모두에서 절대 또는 게이지 압력을 측정하도록, 또는 다른 압력 센서로부터의 데이터(예를 들어, 조립체(60)보다는 관련 압력 용기에 부착된 게이지 압력)와의 조합을 위해(예를 들어, 원격으로) 이들 압력의 일부 서브 세트를 측정하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 트랜스미터(78)는 때때로 입구 압력과 압력 차, 돔 압력과 압력 차, 또는 입구 압력과 돔 압력을 측정하는 두 개의 압력 검출기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 이 값들(돔 압력, 입구 압력 및 돔-입구 압력 차이) 중 두 개의 값은, 밸브(60)로부터 원격으로 이루어진 측정에 기반하여 추정될 수 있는(예를 들어, 입구 압력에 대해 가능할 수 있는) 것을 포함하여, 상관관계(80)에서 사용되는 돔 감소를 계산하기 위해서 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 단일 압력 측정에 기초하여 도 4의 상관관계(80)와 같은 상관관계를 이용하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 추가 캘리브레이션 작업에 기반하여, 압력 인자(예를 들어, 돔 감소)를 과압(즉, 설정 압력에 대한 입구 압력의 스케일된 측정 값)과 연관시켜, 압력 차이 데이터만 돔 감소를 결정하기 위해서 사용될 수 있다. 유도된 압력 인자는 단일 런타임 압력 측정만을 기반으로 런타임 밸브 리프트(또는 기타 인자)를 결정하기 위해 위에서 설명된 것처럼 리프트 인자에 대한 압력 인자의 상관관계와 함께 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 밸브 입구(68)와 돔(66) 사이의 단일 런타임 압력 차이와 같은 단일 압력을 검출하도록 구성된 압력 트랜스미터(또는 다른 압력 검출 조립체)를 사용할 수 있다(도 3a 및 도 3b 참조). 또한, 위에서 언급된 바와 같이, 일부 관련 측정값은 다른 장비와 보다 직접적으로 연결된 기기에 의해서 획득될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 단일 압력 측정값(예를 들어, 돔-입구 차이)을 획득하도록 구성된 트랜스미터는, 각각 단일 압력을 측정하도록 구성된 다수의 압력 트랜스미터보다 획득 및 유지 비용이 저렴할 수 있다.
적절한 캘리브레이션을 통해, 때로는 다른 압력 측정값으로부터 특정 압력 데이터를 도출할 수 있어, 단일 압력 트랜스듀서가, 위에서 설명된 상관관계를 사용하여 리프트 비율을 결정하기 위해서 필요한 돔 감소 값을 도출하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 도 4에 나타낸 것과 유사한 작동 조건 및 밸브에 대한 돔 감소 및 과압 사이의 상관관계를 결정하기 위한 예시적인 캘리브레이션 작업으로부터의 데이터를 도시한다. 유용하게는, 도 4에서와 같이 상관관계의 생성을 지원하기 위해 수집된 데이터는 도 5에서와 같이 상관관계의 생성을 지원하기 위해 수집된 데이터와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 도시된 구현예의 경우, 도 4 및 도 5의 상관관계에 대한 적절한 캘리브레이션 데이터는, 알려진 설정 압력의 밸브를 설치하여 입구 압력, 돔 압력 및 밸브 리프트를 기록한 다음, 대응되는 압력 인자를(그래픽으로 또는 수치로) 대응되는 리프트 인자 및 대응되는 과압과 상호 연관시킴으로써 획득될 수 있다.
일부 구현예에서, 도 5에 도시된 바와 같은 것을 포함하여, 압력 인자(예를 들어, 돔 감소)와 과압(예를 들어, 입구 압력과 설정 압력 간의 차이를 설정 압력으로 나눈 값으로 도 5에 표시된 무차원 과압) 사이에 선형(또는 기타) 상관관계가 설정될 수 있다. 이러한 상관관계를 사용하여, 입구(또는 돔) 압력은 입구와 돔 사이의 측정된 압력 차이만에 기반하여 결정될 수 있다. 특히 선형 상관관계의 경우, 예를 들어, 도시된 캘리브레이션 데이터가 식 1에 표시된 것처럼 입구 압력, 압력 설정점 및 차압 사이의 관계를 결정하기 위해서 사용될 수 있다.
Figure pct00001
여기서 T = 런타임 입구 압력, SP = 압력 설정점, ΔP = 입구와 돔 사이의 측정된 런타임 압력 차이, c와 m은 도 5의 선형 상관관계(86)와 같은 관련 선형 상관관계에 대한 상관 인자이다. 다른 구현예에서, 다른 접근법이 가능하다. 예를 들어, 유사한 접근법이 입구 압력보다는 돔 압력을 결정하기 위해서 사용될 수 있거나, 또는 비선형 상관관계가 결정되고 적용될 수 있다.
밸브 작동에 대해 선형 또는 비선형 상관관계가 결정되는지 여부에 관계없이, 도 4 및 도 5에 예시된 예와 같은 상관관계의 조합은 단일(및 단일 변수) 압력 검출기만을 사용하여 런타임 리프트 인자가 결정되는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 단일 압력 트랜스미터는 밸브 입구(68)와 돔(66) 사이의 압력 차이를 측정하도록 구성될 수 있다. 검출된 런타임 압력 차이 데이터, (알려진) 압력 설정점, 및 밸브 조립체(60)에 대한 상관 인자는 식 1(또는 압력 값들을 관련시키는 다른 선형 또는 비선형 방정식)에 입력되거나, 또는 런타임 입구 압력을 결정하기 위해 관련 룩업 테이블에 대비될 수 있다. 그러면, 돔 압력 및 돔 감소는 측정된 압력 차이 및 계산된 입구 압력으로부터 유도될 수 있으며, 런타임 밸브 리프트는 도 4에 예시된 상관관계(80)에 기반하여 계산될 수 있다.
또한, 고압 밸브에 대해 도 1c에 도시된 종래의 상관관계(32, 34) 또는 저압 밸브에 대해 도 2c에 도시된 종래의 상관관계(52)와 같은, 밸브 리프트 인자와 밸브 유동 인자 사이의 미리 결정된 상관관계를 사용함으로써, 추정된 런타임 밸브 리프트는 시간 간격에 걸쳐 유동 크기와 같은 런타임 밸브 유동 인자를 계산하기 위해서 사용될 수 있다. 이런 방식으로, 예를 들어, 사용자는 이전 캘리브레이션 및 런타임 압력 측정값만에 기반하여 릴리프 이벤트 동안 관련 파일럿 작동식 릴리프 밸브를 통과한 유체의 양을 결정(예를 들어, 추정)할 수 있다.
또한, 일부 실시형태에서, 밸브 리프트를 측정하거나 밸브 리프트 인자(또는 다른 값)의 중간 계산을 완료할 필요 없이 런타임 압력 측정값에 기반하여 밸브 유동 인자(예를 들어, 토출 계수) 또는 전체 유동 크기를 결정하기 위해 결합된 계산이 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 일부 시스템은 파일럿 작동식 릴리프 밸브의 런타임 압력 측정값이 관련 밸브 유동 인자와 직접적으로 연관될 수 있도록 이전 캘리브레이션의 상관관계를 결합하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 압력과 토출 계수 사이의 마스터 상관관계에 도달하기 위해 종래의 상관관계(32, 34, 52) 중 어느 하나를 밸브 압력 인자와 밸브 리프트 인자 사이의 미리 결정된 상관관계와 결합하는 것이 가능할 수 있다. 이런 방식으로, 토출 계수(또는 기타 관련 밸브 유동 인자)는 런타임 밸브 리프트 또는 기타 런타임 밸브 리프트 인자의 중간 계산을 반드시 필요로 하지 않고 런타임 밸브 압력 인자로부터 직접 계산될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도 4와 유사하게, 관련 작동 조건에서 일부 밸브의 작동은 압력 인자 및 과압 측정값에 대한 히스테리시스의 영향을 받을 수 있다. 결과적으로, 밸브가 개방될 때 압력 인자(예를 들어, 돔 감소)와 과압 사이의 특정 상관관계는 밸브가 닫힐 때 이러한 인자들 사이의 특정 상관관계와 다를 수 있다. 일부 구현예에서, 압력 인자와 과압 사이의 다수의 상관관계는 밸브 개방 및 밸브 폐쇄 이벤트에 대한 별도의 상관관계를 포함하여, 별도의 밸브 상황(regime)들에 대한 별도의 상관관계들과 같이, 일부 경우에 결정될 수 있다.
그러나, 일부 구현예에서, 비교적 유사한-예를 들어, 유사한 선형-개방 상관관계와 폐쇄 상관관계 사이의 거동은, 도 5의 선형 상관관계(86)와 같은 단일 상관관계가, 밸브가 개방 또는 폐쇄되는지 여부에 관계없이 효과적으로 적용되는 것을 허용할 수 있다. 이것은 예를 들어, 상대적으로 낮은 샘플링 주파수를 가진 설비에서 유용할 수 있으며, 이는 특정 압력 측정값이 밸브 개방 또는 폐쇄와 관련되어 있는지 여부에 대한 불확정으로 귀결될 수 있다. 일부 예에서, 밸브 개방과 관련된 측정값은 후 처리 방법을 통해 밸브 폐쇄와 관련된 측정값과 분리될 수 있다. 그런 다음, 밸브 개방 및 밸브 폐쇄(또는 기타 작업)에 대해 별도의 상관관계가 미리 결정되고 적용될 수 있다.
도 6은 다른 예시적인 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체에 대한 후 처리된 리프트 인자 데이터 및 압력 인자 데이터의 예시적인 그래프를 도시한다. 도 6에서, 밸브 개방 및 밸브 폐쇄와 관련된 압력 인자 및 밸브 리프트 인자 측정값은 밸브 개방 데이터(90)의 측정값과 밸브 폐쇄 데이터(92)의 측정값 사이에 실질적으로 균등한 가중치를 부여하는 데이터 세트를 생성하기 위해 후 처리를 거쳤다. 이런 방식으로, 단일 상관관계(94)가 폐쇄 및 개방 이벤트 측정값의 집합으로부터 생성될 때, 개방 또는 폐쇄 이벤트에 대한 상관관계(94)의 어떠한 스큐잉(skewing)도 최소화될 수 있다. 또한, 밸브 리프트 팩터 축선을 따른 점들의 균일한 분포가 추출되어 특정 밸브 리프트 측정값에서 측정값 클러스터쪽으로 발생될 수 있는 스큐잉을 최소화하기 위해서 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 일부 경우에, 결과적인 상관관계(예를 들어, 상관관계(94))는 폐쇄 이벤트보다 개시 이벤트에 대해(또는 그 반대의 경우), 또는 결과적인 상관관계의 특정 측정 범위에 대해 더 정확할 수 있다. 예를 들어, 범위(96)에 대한 개방 정확도와 범위(98)에 대한 폐쇄 정확도는 서로 다를 수 있다. 이러한 경우에, 계산된 최대 편차는 상관관계를 보완하기 위해서 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 다이어프램형 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체(100)와 같은 저압 릴리프 밸브 조립체와 관련하여 전술된 것과 유사한 작동이 구현될 수 있다. 밸브 조립체(60)와 다소 유사하게, 밸브 조립체(100)는 일반적으로 도 2a 및 도 2b의 밸브(40)와 유사한, 파일럿 밸브(104), 파일럿 밸브(104)와 유체 연결되는 돔(106), 파일럿 밸브(104) 및 돔(106)과 유체 연통되는 밸브 입구(108), 밸브 출구(110) 및 밸브 시트(도시되지 않음)를 구비하는 릴리프 밸브(102)를 포함한다. 마찬가지로, 릴리프 밸브 조립체(100)는 밸브 입구(108)에서의 유체 압력에 기반하여 밸브 입구(108)와 밸브 출구(110) 사이의 유체 유동을 선택적으로 허용하거나 방지하도록 구성되며, 이 유체 압력은 파일럿 밸브(104)의 상태 및 돔(106)과 밸브 입구(108) 사이의 압력 차이를 제어한다.
또한, 밸브 조립체(60)와 유사하게, 밸브 조립체(100)는 로컬 또는 원격 제어 시스템을 포함할 수 있다. 예시된 실시형태에서, 예를 들어, 밸브 조립체(100)는 단일 또는 다중 가변 트랜스미터(118)와(예를 들어, 유선 또는 무선 링크를 통해) 통신하는 제어 시스템(114)을 포함한다.
밸브 조립체(100)의 특정 구성에 대해, 전술된 바와 같은 유사한 캘리브레이션 작업에 의한 것을 포함하여, 압력 인자와 리프트 인자 사이, 그리고 적절하게, 압력 인자와 과압 사이의 적절한 상관관계가 결정될 수 있다. 그러나 이와 관련하여, 결과적인 상관관계의 일부 양태는 도 4 및 도 5에 도시된 예와 같은 고압(예를 들어, 비다이어프램) 밸브에 대한 상관관계와 다를 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(100)에 대한 캘리브레이션 데이터는 상대적으로 적은 히스테리시스를 갖는 실질적으로 선형 부분(120) 및 특정 돔 감소에서 단계 변화(122)를 나타낸다. 이것은, 예를 들어, 돔(106) 및 관련 다이어프램(도시되지 않음)의 물리적 특성으로 인해 발생될 수 있다. 그러나, 이러한 작동 특성의 차이에 관계없이, 결과적인 상관관계(들)는 밸브 조립체(60)와 관련하여 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로 사용될 수 있어 밸브 조립체(100)에 대한 런타임 밸브 리프트(또는 다른 런타임 리프트 또는 유동 인자)를 단지 알려진 작동 조건 및 측정된 런타임 압력 또는 압력 차이에 기반하여 결정한다. 또한, 단계 변경 시 밸브 리프트는 일반적으로 일부 밸브 구성에 대해 알려져 있지만, 위에서 논의된 것과 같은 상관관계 연산의 일부로서 또는 다른 것으로서 포함하는 대응되는 돔 감소의 식별은 값을 가질 수 있다.
일부 실시형태에서, 캘리브레이션 작업으로 인한 데이터는 특정 범위의 값에 대해서만 예측 가능한 압력 인자와 리프트 인자 사이의 상관관계를 생성할 수 있다. 또 다른 실시예가 도 9에 도시되며, 이는 전술된 바와 같이 저압 릴리프 밸브 조립체로부터 수집된 캘리브레이션 데이터를 예시한다. 도시된 바 같이, 관련 밸브 리프트 인자(여기서는, 정격 리프트에 대한 런타임 밸브 리프트의 비율)가 약 0.5를 넘으면, 대응되는 돔 감소가 밸브 리프트 인자와 유용하게 상관되지 않는다. 따라서, 수정된 상관관계(124)는 밸브 리프트 인자가 예측 가능한 범위(128) 밖에 있을 때, 밸브 리프트 인자를 지정된 값으로 설정하는 지정된 단계 변경(126)을 유용하게 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 0.5 보다 큰 밸브 리프트 인자에 대응되는 데이터는 측정된 캘리브레이션 데이터 세트로부터 제거되어, 수정된 상관관계(124)가 예측 가능한 범위(128) 내의 데이터에만 기반하여 계산될 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 수정된 상관관계(124)는 0.5를 초과하는 임의의 밸브 리프트 인자에 대해 1까지의 단계 변경(126)을 포함한다.
여전히 도 9를 참조하면, 예를 들어, 압력 인자는 전술한 바와 같은 것을 포함하여 압력 검출 조립체에 의해 측정되는 런타임 압력 데이터로부터 결정될 수 있다. 특히, 예시된 실시예의 경우, 런타임 압력 측정은 런타임 돔 감소 비율을 계산하기 위해서 사용될 수 있다. 후속적으로, 수정된 상관관계(124)는 결정된 압력 인자(즉, 돔 감소)에 기반하여 런타임 밸브 리프트 인자를 계산하기 위해서 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 런타임 압력 인자가 예측 가능 범위(128) 내의 밸브 리프트 인자에 대응되는 압력 인자 값의 범위에 포함되는 경우, 수정된 상관관계(124)는 예측 가능한 범위(128) 내에 속하는 캘리브레이션 작업으로부터의 데이터에 기반하여 밸브 리프트 인자 값을 제공할 것이다. 한편, 런타임 압력이 예측 가능한 범위(128) 내의 밸브 리프트 인자에 대응되는 압력 인자 값의 범위를 벗어나면(예를 들어, 압력 인자가 도 9에 도시된 바와 같이 0.3 미만으로 감소되는 경우), 수정된 상관관계(124)는 밸브 리프트 인자가 1까지 단계 변경을 겪는다는 점을 제공한다. 유사하게, 밸브 리프트 인자는 압력 인자가 다시 0.3 보다 증가될 때 1에서 예측 가능한 범위(128)의 맨 위로 단계 변경을 겪는다.
도 9는 특정 밸브 리프트 값 세트에 걸쳐 있는 예측 가능한 범위에 기반하여 수정된 상관관계의 일 예를 도시하지만, 예측 가능한 범위는 응용 분야에 따라 다양한 다른 값 범위에 걸쳐 있을 수 있다. 또한, 일부 경우에, 관련 상관관계는, 측정 또는 계산되는 밸브 리프트 인자에 따라, 인자에 대한 최대 값보다 작을 수 있는(예를 들어, 도 9에서와 같이, 1보다 작을 수 있는) 런타임 밸브 리프트 인자(또는 다른 관련 인자)에 대한 상수 값으로의 단계 변경을 구현할 수 있다. 예를 들어, 관련 밸브 리프트 인자가 메인 밸브 시트에 대한 메인 밸브 피스톤의 변위, 정격 밸브 리프트에 대한 실제 밸브 리프트의 비율 등이면, 단계 변경의 엔드 포인트가 변경될 수 있다. 예측 가능한 범위의 특정 윤곽은 또한, 관련 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체의 특성, 릴리프 밸브 조립체에 의해 조절되는 관련 유체의 속성, 릴리프 밸브 조립체와 조절되는 시스템의 다른 유동 제어 구성 요소의 상호 작용, 또는 기타 파라미터에 의해 발생하거나 또는 이에 따라 의존되는 바와 같이, 달라질 수 있다.
또한 리프트 인자(또는 기타 계산된 인자)를 예측 가능한 범위를 벗어난 일정한 최대 값으로 설정하는 것이 편리 할 수 있으며 일반적으로 실제 밸브 작동을 반영할 수도 있지만, 다른 접근법도 가능하다. 예를 들어, 압력 기반 상관관계에 대해 예측 가능한 범위를 벗어난 단계 변경을 구현하는 대신, 일부 접근법은 선형 또는 기타 상관 근사를 구현하거나(위에서 언급된 바와 같이) 특정 최대 값과 동일하지 않은 상수 값으로 단계(또는 기타) 변경을 구현할 수 있다.
따라서, 개시된 발명의 실시형태는 종래의 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체에 대한 개선을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태는 파일럿 작동식 릴리프 밸브, 및 밸브 입구와 돔 사이의 압력 차이, 돔 내의 돔 압력, 또는 밸브 입구 내의 입구 압력 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 압력 감지 조립체를 포함하는 제어 시스템을 제공합니다. 일부 실시형태는 압력 검출 조립체 측정치에 기반하여 압력 인자를 결정하도록 구성된 하나 이상의 프로세서 디바이스를 컨트롤러에 제공합니다. 그러면, 압력 인자는 릴리프 밸브의 유동 용량을 결정하기 위해서 사용될 수 있는 리프트 인자를 계산하기 위해서 사용될 수 있다.
개시된 실시형태의 이전 설명은 당업자가 본 발명을 제조하거나 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시형태에 대한 다양한 수정은 당업자에게 쉽게 명백할 것이고, 본원에서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 도시된 실시형태로 제한되도록 의도되지 않고 본원에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 따라야 한다.

Claims (21)

  1. 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체로서,
    릴리프 밸브 조립체로서,
    파일럿 밸브; 및
    메인 밸브로서,
    상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 돔(dome);
    상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 밸브 입구; 및
    밸브 출구를 포함하되,
    상기 밸브 입구에서의 입구 압력과 상기 돔 내의 돔 압력 사이의 압력 차이에 기반하여 상기 밸브 입구로부터 상기 밸브 출구로의 유동을 허용하거나 방지하도록 구성되는, 상기 메인 밸브를 포함하는, 상기 릴리프 밸브 조립체;
    상기 돔에서의 런타임(run-time) 돔 압력, 상기 밸브 입구에서의 런타임 입구 압력, 또는 상기 밸브 입구와 상기 돔 사이의 런타임 압력 차이 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 압력 검출 조립체; 및
    하나 이상의 프로세서 디바이스와 통신하도록 구성된 제어 시스템으로서,
    상기 런타임 돔 압력, 상기 런타임 입구 압력 또는 상기 런타임 압력 차이 중 상기 적어도 하나에 기반하여 런타임 압력 인자를 결정하고;
    상기 메인 밸브의 런타임 밸브 리프트를 직접 측정하지 않고 상기 런타임 압력 인자에 기반하여 런타임 밸브 리프트 인자를 결정하는, 상기 제어 시스템을 포함하는, 상기 파일럿 직동식 릴리프 밸브 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 런타임 압력 인자는 입구 압력에 대한 돔 압력의 런타임 비율로서 계산된 런타임 돔 감소이고,
    상기 런타임 밸브 리프트 인자(factor)는 정격(rated) 밸브 리프트에 대한 실제 밸브 리프트의 비율인, 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 런타임 압력 인자에 대한 미리 결정된 범위에 걸쳐, 상기 제어 시스템은 상기 런타임 압력 인자와 상기 런타임 밸브 리프트 인자 사이의 미리 결정된 선형 상관관계에 기반하여 상기 런타임 밸브 리프트 인자를 결정하도록 구성된, 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 압력 검출 조립체는 상기 런타임 압력 차이, 상기 런타임 입구 압력 또는 상기 런타임 돔 압력 중 단지 하나만 측정하도록 구성된 단일 압력 센서만 포함하는, 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압력 검출 조립체는 상기 런타임 돔 압력이나 런타임 입구 압력이 아닌 상기 런타임 압력 차이만 측정하도록 구성된, 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 시스템은 하나 이상의 프로세서 디바이스와 통신하여,
    상기 측정된 런타임 압력 차이; 및
    상기 입구 압력과, 상기 돔 압력 또는 상기 압력 차이 중 하나 이상 사이의 미리 결정된 상관관계를 기반으로 상기 런타임 돔 압력 및 이에 따라 상기 런타임 압력 인자를 계산하도록 구성되는, 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은:
    시간 간격에 걸쳐 복수의 런타임 압력 인자를 결정하고;
    상기 런타임 압력 인자에 기반하여 복수의 대응되는 런타임 밸브 리프트 인자를 결정하고;
    상기 복수의 런타임 밸브 리프트 인자에 기반하여 상기 시간 간격에 걸쳐 상기 메인 밸브를 통한 총 유체 유동을 결정하기 위해, 상기 하나 이상의 프로세서 디바이스와 통신하도록 구성되는, 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체.
  8. 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체를 모니터링하는 방법으로서, 상기 조립체는 압력 검출 조립체, 파일럿 밸브, 및 메인 밸브를 포함하며, 상기 메인 밸브는 상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 돔, 상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 밸브 입구, 밸브 출구, 및, 상기 밸브 입구의 입구 압력과 상기 돔 내의 돔 압력 사이의 차이에 응답하여 상기 밸브 입구로부터 상기 밸브 출구로의 유동을 허용하도록 구성된 피스톤을 포함하며, 상기 방법은:
    상기 압력 검출 조립체에 의한 하나 이상의 측정값에 기반하여 상기 돔에서의 런타임 돔 압력, 상기 밸브 입구에서의 런타임 입구 압력, 또는 상기 밸브 입구와 상기 돔 사이의 런타임 압력 차이 중 적어도 하나를 결정하는 단계;
    상기 런타임 돔 압력, 상기 런타임 입구 압력 또는 상기 런타임 압력 차이 중 상기 적어도 하나에 기반하여 런타임 압력 인자를 결정하는 단계; 및
    상기 피스톤의 런타임 변위를 측정하지 않고,
    상기 런타임 압력 인자를 상기 런타임 밸브 유동 인자와 직접 연관시키는 단계; 또는
    상기 런타임 압력 인자에 기반하여 런타임 밸브 리프트 인자를 결정하는 단계, 및 상기 런타임 밸브 리프트 인자에 기반하여 런타임 밸브 유동 인자를 결정하는 단계, 중 하나 이상에 기반하여 상기 메인 밸브에 대한 런타임 밸브 유동 인자를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 런타임 압력 인자는 입구 압력에 대한 돔 압력의 런타임 비율에 대응되는 런타임 돔 감소인, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 런타임 밸브 리프트 인자는 정격 밸브 리프트에 대한 런타임 밸브 리프트의 비율을 포함하는, 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    시간 간격에 걸쳐 상기 런타임 밸브 유동 인자에 대해 반복적으로 결정된 값에 기반하여 상기 시간 간격에 걸쳐 상기 메인 밸브를 통과하는 총 유체 유동을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 압력 검출 조립체는 상기 런타임 압력 차이만을 측정하도록 구성된, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 런타임 압력 인자를 결정하는 단계는
    상기 압력 검출 조립체에 의한 측정값에 기반하여 상기 런타임 압력 차이를 결정하는 단계; 및
    상기 런타임 압력 차이에 기반하여 상기 런타임 돔 압력을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체용 제어 시스템으로서, 상기 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체는,
    릴리프 밸브 조립체로서,
    파일럿 밸브; 및
    메인 밸브로서,
    상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 돔;
    상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 밸브 입구;
    밸브 출구; 및
    완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 피스톤으로서, 상기 돔과 상기 밸브 출구 사이의 압력 차이에 의해 상기 완전 개방 위치와 상기 완전 폐쇄 위치 사이에서 이동되게 되는, 상기 피스톤을 포함하되,
    상기 피스톤의 위치에 따라 상기 밸브 입구에서의 입구 압력에 응답하여 상기 밸브 입구로부터 상기 밸브 출구로의 유동을 허용하도록 구성되는 상기 메인 밸브를 포함하는 상기 릴리프 밸브 조립체; 및
    상기 돔 내의 런타임 돔 압력, 런타임 입구 압력, 또는 상기 밸브 입구와 상기 돔 사이의 런타임 압력 차이 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 하나 이상의 압력 센서를 포함하되,
    상기 제어 시스템은:
    상기 런타임 돔 압력, 상기 런타임 입구 압력 또는 상기 런타임 압력 차이 중 상기 결정된 적어도 하나에 기반하여 상기 메인 밸브의 런타임 밸브 리프트에서의 런타임 압력 인자를 결정하고;
    상기 런타임 압력 인자에 기반하여, 그리고 상기 런타임 밸브 리프트의 측정값을 수신하지 않고, 상기 런타임 밸브 리프트에서 런타임 밸브 유동 인자를 결정하도록 구성되며, 상기 런타임 밸브 유동 인자는 상기 밸브 입구로부터 상기 메인 밸브의 상기 밸브 출구로의 런타임 유동에 대응되도록 구성된 하나 이상의 프로세서 디바이스를 포함하는, 제어 시스템,
  15. 제14항에 있어서, 상기 런타임 밸브 유동 인자는 런타임 배출 인자이고,
    상기 하나 이상의 프로세서 디바이스는:
    상기 런타임 압력 인자를 상기 런타임 토출 계수와 직접적으로 연관시키는 것, 또는
    상기 런타임 압력 인자에 기반하여, 런타임 밸브 리프트 인자를 결정하는 것, 및 상기 런타임 밸브 리프트 인자를 상기 런타임 토출 계수와 연관시키는 것 중 하나 이상에 기반하여 런타임 밸브 리프트에서 런타임 토출 계수를 계산하도록 구성되는, 제어 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서 디바이스는:
    시간 간격에 걸쳐 다수의 런타임 토출 계수를 계산하고;
    상기 다수의 런타임 토출 계수에 기반하여 상기 릴리프 밸브 조립체에 대한 릴리프 이벤트 동안 유동의 크기를 결정하도록 더 구성되는, 제어 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 런타임 압력 인자가 미리 결정된 범위 내에 있을 때, 상기 런타임 밸브 유동 인자는 상기 런타임 밸브 유동 인자와 상기 런타임 압력 인자 사이의 상관관계에 기반하여 결정되고,
    상기 런타임 압력 인자가 상기 미리 결정된 범위를 벗어나면, 상기 런타임 밸브 유동 인자가 미리 결정된 상수 값으로 설정되는, 제어 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 미리 결정된 상수 값은 상기 메인 밸브의 최대 유동 용량에 해당되는, 제어 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 상기 런타임 밸브 유동 인자는 상기 메인 밸브가 개방되거나 폐쇄되는지 여부에 관계없이 결정되는, 제어 시스템.
  20. 제14항에 있어서, 상기 런타임 밸브 유동 인자는 상기 메인 밸브가 각각 개방되었거나 폐쇄되었는지 여부에 따라 개방 유동 인자로서 그리고 폐쇄 유동 인자로서 개별적으로 결정되고,
    상기 개방 유동 인자 및 상기 폐쇄 유동 인자는 상기 런타임 압력 인자와 각각 상이한 관계에 기반하여 결정되고,
    상기 릴리프 밸브 조립체에 대한 릴리프 이벤트 동안의 유동의 크기는 상기 개방 유동 인자 및 상기 폐쇄 유동 인자에 기반하여 결정되는, 제어 시스템.
  21. 파일럿 작동식 릴리프 밸브 조립체를 모니터링하는 방법으로서, 상기 조립체는 압력 검출 조립체, 파일럿 밸브, 및 메인 밸브를 포함하며, 상기 메인 밸브는 상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 돔, 상기 파일럿 밸브와 유체 연통되는 밸브 입구, 밸브 출구, 및, 상기 밸브 입구의 입구 압력과 상기 돔 내의 돔 압력 사이의 차이에 응답하여 상기 밸브 입구로부터 상기 밸브 출구로의 유동을 허용하도록 구성된 피스톤을 포함하며, 상기 방법은:
    상기 메인 밸브에 대한 런타임 밸브 유동 인자에 대한 관계를 제공하는 단계로서, 상기 피스톤의 런타임 변위를 측정하지 않고, 상기 관계는 프로세서 디바이스를
    상기 런타임 압력 인자를 상기 런타임 밸브 유동 인자와 직접 연관시키거나;
    상기 런타임 밸브 리프트 인자를 상기 런타임 밸브 유동 인자와 연관시키고, 상기 런타임 밸브 리프트 인자는 상기 런타임 압력 인자에 기반하여 결정되는 것, 중 하나 이상을 행하게끔 제어하도록 구성되는 상기 단계를 포함하되;
    상기 런타임 압력 인자는, 상기 돔에서의 런타임 돔 압력, 상기 밸브 입구에서의 런타임 입구 압력, 또는 상기 밸브 입구와 상기 돔 사이의 런타임 압력 차이 중 적어도 하나 이상에 기반하여 결정되도록 구성되며, 이들 각각은 상기 압력 검출 조립체에 의한 하나 이상의 측정값에 기반하여 결정되도록 구성되는, 방법.
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