MX2015001736A - Aparato para la deteccion de filtraciones en dispositivos de control de fluidos. - Google Patents

Abstract

Se describen aparatos para la detección de filtraciones en dispositivos de control de fluidos. Un ejemplo de un aparato de acuerdo con lo indicado en esta descripción incluye múltiples conexiones. Una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos. El aparato incluye un sensor para medir un valor en la conexión de purga y un procesador para comparar el valor a un valor predeterminado o un valor medido con anterioridad para determinar si el valor se encuentra fuera de un umbral predeterminado.

Description

APARATO PARA LA DETECCIÓN DE FILTRACIONES EN DISPOSITIVOS DE CONTROL DE FLUIDOS Campo de la Invención La presente patente se refiere, en general, a la detección de filtraciones y, más específicamente, a un aparato para la detección de filtraciones en dispositivos de control de fluidos. Antecedentes de la Invención Los dispositivos de control de fluidos que se implementan en aplicaciones peligrosas y/o letales (por ejemplo, en la producción de cloro y/o polisilicio) pueden incluir fuelles para prevenir que los fluidos usados en el proceso se filtren a traves de una cubierta e ingrese a la atmósfera. Sin embargo, con el tiempo, estos fuelles pueden sufrir filtraciones. En algunas ocasiones, se pueden usar estos Sensores para detectar filtraciones en el fuelle de un dispositivo de control de fluidos.

Breve Descripción de la Invención Un ejemplo de un aparato de acuerdo con lo indicado en esta descripción incluye múltiples conexiones. Una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos. El aparato incluye un sensor para medir un valor en la conexión de purga y un procesador para comparar el valor a un valor predeterminado o un valor medido con anterioridad para determinar si el valor se encuentra fuera de un umbral predeterminado.

Otro aparato incluye múltiples conexiones. La primera de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y una segunda conexión está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de cubierta de un dispositivo de control de fluidos. Un fuelle colocado entre una abertura de flujo del dispositivo de control de fluidos y la conexión de cubierta está diseñado para prevenir, de manera considerable, que el fluido usado en el proceso circule hacia la conexión de cubierta. El aparato tambien incluye un sensor para medir un valor en la conexión de cubierta y un procesador para comparar el valor de la presión con un valor de presión predeterminado o un valor de presión medido con anterioridad, para determinar si existió una filtración en el fuelle.

Otro ejemplo de aparato incluye múltiples conexiones. Una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos. El aparato incluye un sensor para medir un valor en la conexión de purga y un procesador para determinar si existió una filtración en el dispositivo de control de fluidos, en base al valor que se midió. Breve Descripción de las Figuras Figura 1 representa un dispositivo de control de fluidos conocido.

Figura 2 representa un dispositivo de control de fluidos y un ejemplo de controlador de acuerdo con lo indicado en esta descripción.

Figura 3 es una ilustración esquemática de una plataforma de procesador de ejemplo que puede usarse y/o programarse para implementar cualquiera o todos los metodos de ejemplo son aparatos descritos en la presente.

Descripción Detallada de la Invención Se muestran determinados ejemplos en las Figuras identificadas anteriormente y que se describen en detalle más adelante. Para describir estos ejemplos, se usan números de referencia similares o idénticos para identificarlos o elementos similares. Las Figuras no son necesariamente a escala y determinadas características y determinadas vistas de las Figuras pueden mostrarse exageradamente a escala o de forma esquemática por claridad y/o concisión. De manera adicional, se han descrito varios ejemplos a lo largo de la presente memoria descriptiva. Cualquier característica de cualquier ejemplo puede incluirse con , ser un reemplazo de o de otra forma combinarse con otras características de otros ejemplos.

Los dispositivos de control de fluidos que se implementan en aplicaciones peligrosas y/o letales (por ejemplo, en la producción de cloro y/o polisilicio) pueden incluir fuelles para prevenir que los fluidos usados en el proceso se filtren a traves de una cubierta e ingrese a la atmósfera. Sin embargo, con el tiempo, estos fuelles pueden sufrir filtraciones. Detectar dichas filtraciones en fuelles puede ser difícil sin instalar componentes de monitoreo del aire adicionales y/o sin exponer a los operarios a condiciones peligrosas.

En algunos ejemplos, las filtraciones en fuelles se pueden detectar en o alrededor de una válvula usando equipos de monitoreo de aire, medidores de presión y/o transmisores (por ejemplo componentes de monitoreo de aire). Los componentes de monitoreo del aire pueden acoplarse a una conexión de purga de la cubierta de una válvula que se está monitoreando. Durante la operación , se transmiten las medidas de calidad del aire y/o de presión a un sistema de control que analiza los valores que se midieron . El sistema de control se encuentra lejos de los componentes de monitoreo del aire. Basándose en el análisis, el sistema de control podrá alertar a un operador sobre filtraciones potenciales en el fuelle. Aunque son eficaces al monitorear las filtraciones en los fuelles, los circuitos lógicos de dichos sistemas están alejados de los componentes de monitoreo del aire.

Los ejemplos que se describen en la presente monitorean posibles filtraciones en los fuelles y automáticamente alertan y/o detectan de forma prematura y/o emiten notificaciones remotas respecto a dichas filtraciones usando un controlador, un controlador electroneumático y/o un controlador de válvula digital (DVC , por sus siglas en ingles). Dicho enfoque elimina la necesidad de componentes de monitoreo del aire adicionales, a la vez que mejora la seguridad en la planta al no exponer a los operadores al entorno que rodea la válvula (por ejemplo, el sitio de la válvula) que se monitorea.

En algunos ejemplos, para monitorear una válvula en búsqueda de filtraciones en el fuelle, una conexión de purga de una cubierta se acopla a una conexión que detecta la presión de un DVC con capacidades de detección de presión integral . En ejemplos en que la válvula es una válvula de efecto simple, la conexión de detección de presión puede ser una abertura sin usar del DVC que se configure para medir la presión de la conexión de purga. En los ejemplos en que la válvula es una válvula de doble efecto, la conexión de detección de presión puede ser un puerto del DVC dedicado a medir la presión de la conexión de purga y, por lo tanto, a detectar las filtraciones en fuelles. Más allá del tipo de válvula que se monitorea, los ejemplos que se describen monitorean filtraciones en fuelles por medio de la detección de cambios de presión en una conexión de purga . Si el DVC determina que el cambio en la presión corresponde a un valor particular, el DVC notifica a un operador al transmitir una alerta a un sistema de control y/o a un software de monitoreo. A su vez, el DVC puede generar y/o proporcionar información para generar un informe, incluyendo la fecha, la hora, etcétera, de la filtración en el fuelle.

En algunos ejemplos, para permitir que el DVC detecte un cambio en la presión, se crea un perfil usando las capacidades de diagnóstico del DVC que permite realizar diagnósticos de desempeño del DVC para monitorear la válvula (por ejemplo monitorear la salud de la válvula). En algunos ejemplos, el perfil se configura y/o se instala usando software de monitoreo. El perfil puede especificar un cambio en presión del fuelle mínimo previo al envío de una alerta. Sin embargo, en otros ejemplos, el firmware que se usa para implementar los ejemplos descritos pueden incluir una alerta de filtración en el fuelle. En algunos de esos ejemplos, no se crea un pefil para el cambio de presión (por ejemplo un operador no lo configura). En cualquiera de los ejemplos descritos, el software de monitoreo puede ser un software AMS o un software ValveLink Solo de Emerson Process Management. Aunque el ejemplo anterior describe el metodo de medir la presión para identificar una filtración en un fuelle, también se pueden medir y usar, de manera alternativa, otros parámetros como la calidad del aire para detectar una filtración .

En aplicaciones en que la presión del proceso es superior a alrededor de 150 libras por pulgada cuadrada (psi), se puede instalar un regulador de presión entre la conexión de purga y el DVC para prevenir los daños considerables que la presión del proceso pueda causar al DVC . En algunos ejemplos, para prometer al DVC de los fluidos del proceso, un diafragma que detecta la presión separa a los fluidos del proceso del DVC. El diafragma que detecta la presión puede ser una parte integral del DVC y/o o ser externo al DVC .

Figura 1 representa un dispositivo de control de fluidos conocido y/o una válvula 102 que incluye un fuelle 104 para prevenir, de forma considerable, que los fluidos del proceso se filtren a la atmósfera. El fuelle 104 se encuentra entre una vía de flujo 106 y una conexión de purga 108 del dispositivo de control de fluidos 102. Sin embargo, con el tiempo, el fuelle 104 puede sufrir filtraciones.

Durante la operación , para monitorear las filtraciones en el fuelle, un sensor 1 10 mide un valor en la conexión de purga 108. El valor es usado por un sistema de control 112 que se encuentra lejos del sensor 1 10 para determinar si hay filtraciones en el fuelle 104. En ejemplos en los que el valor que se mide es un valor de calidad de aire, el sistema de control 1 12 puede determinar hay una filtración en el fuelle 104 si el valor de calidad del aire cambió y/o se encuentra fuera de un valor de calidad del aire aceptable y/o predeterminado. En ejemplos en los que el valor que se mide es un valor de presión , el sistema de control 1 12 puede determinar que hay filtraciones en el fuelle 104 si el valor de presión que se mide es mayor que una presión predeterminada y/o si la presión sufrió un aumento puntual. En ejemplos en los que el sensor 1 10 no se encuentra acoplado al sistema de control 1 12 , el dispositivo de control de fluidos 102 puede ser monitoreado por posibles filtraciones por un operador que se acerque al sitio de la válvula y observe el sensor 1 10.

Para controlar la ubicación del dispositivo de control de fluidos 102, se acopla un controlador electroneumático 1 14 a un accionador 1 15 por medio de una primera conexión 1 16 y se acopla a un suministro de aire 118 por medio de una segunda conexión 120. En ejemplos en los que el accionador 1 15 es un accionador de doble efecto, el controlador 1 14 tambien se acopla al accionador 1 15 por medio de una tercera conexión 122. Sin embargo, en ejemplos en los que el accionador 1 15 es un accionador de efecto simple, como se ilustra en la Figura 1 , no se usará la tercera conexión 122. Durante la operación, el controlador 1 14 mide la posición del accionador 1 15 y, basándose en las órdenes recibidas desde el sistema de control remoto 1 12, hace que el accionador 1 15 se desplace a una posición particular.

Figura 2 representa un ejemplo de controlador 200 con capacidades integradas de detección de filtraciones en el fuelle de acuerdo con lo indicado en la presente descripción. Durante la operación, para monitorear posibles filtraciones en el fuelle, una primer conexión y/o conexión de monitoreo del aire 202 del controlador 200 se acopla a la conexión de purga 108 para permitir que un sensor 204 del controlador 200 mida un valor en la conexión de purga 108. El valor que se midió es usado por un procesador 206 del controlador 200 para determinar si hay filtraciones en el fuelle 104. Por lo tanto, en contraposición con ejemplos conocidos que usan las capacidades de procesamiento remoto del sistema de control 1 12 (Figura 1 ) y requieren equipos externos adicionales de monitoreo, el controlador 200 determina si hay filtraciones en el fuelle 104 en el sitio de la válvula (es decir, la determinación es local) .

El sensor 204 puede ser un sensor de presión , un sensor de calidad del aire, etcetera. En ejemplos en los que el sensor 204 es un sensor de calidad del aire, el procesador 206 puede determinar que hay una filtración en el fuelle 104, si el valor de calidad del aire cambió y/o se encuentra fuera de un valor de calidad del aire aceptable y/o predeterminado. En ejemplos en que el sensor 204 es un sensor de presión , el sistema de control 1 12 puede determinar que hay filtraciones en el fuelle 104, si el valor de presión que se mide es mayor a una presión predeterminada, umbral o fija y/o si la presión sufrió un aumento puntual durante una cierta cantidad de tiempo, por ejemplo.

Si el procesador 206 determina que hay filtraciones en el fuelle 104, el procesador 206 podrá alertar y/o notificar automáticamente a un sistema de control y/o sistema de monitoreo 208 y/o a un operador asociado con estos. Dichas notificaciones tempranas de filtraciones en el fuelle mejoran la seguridad de los operadores ya que el dispositivo de control de fluidos 102 puede usarse para controlar el flujo de fluidos y/o materiales peligrosos. De manera adicional o alternativa, el procesador 206 podrá generar y/o proporcionar información para generar un informe asociado con una filtración detectada en el fuelle. En algunos de estos ejemplos, el informe podrá incluir un registro de tiempo (por ejemplo, fecha, hora, etcétera).

Para prevenir considerablemente la presión excesiva durante el proceso y/o que los fluidos usados en el proceso dañen el sensor 204 y/o el controlador 200, se puede acoplar de forma fluida un regulador de presión 210 y/o un diafragma que detecte la presión, entre la conexión de purga 108 y el sensor 204.

Para controlar la ubicación del dispositivo de control de fluidos 102, el controlador 200 se acopla al accionador 1 15 por medio de una segunda conexión 212 y se acopla a un suministro de aire 1 18 por medio de una tercera conexión 214. En ejemplos en los que el accionador 1 15 es un accionador de doble efecto, el controlador 200 también se acopla al accionador 1 15 por medio de una cuarta conexión 216. Mientras que el controlador 200 incluye la cuarta conexión 216, en otros ejemplos el controlador 200 puede no incluir la cuarta conexión 216. Durante la operación, el controlador 200 mide la posición del accionador 1 15 y, basándose en las órdenes recibidas desde el sistema de control 208, hace que el accionador 1 15 se desplace a una posición particular.

Figura 3 es un diagrama esquemático de una plataforma de procesador de ejemplo P100 que puede usarse y/o programarse para implementar el controlador 200 y/o cualquiera de los otros ejemplos descritos en la presente. Por ejemplo, la plataforma de procesador P100 se puede implementar mediante uno o más procesadores de uso general, núcleos de procesador, microcontroladores, etcetera.

La plataforma de procesador P100 del ejemplo de la Figura 3 incluye al menos un procesador de uso general programable P105. El procesador P105 ejecuta instrucciones codificadas P1 10 y/o P 1 12 que se encuentran en la memoria principal del procesador P 105 (por ejemplo dentro de una memoria RAM P1 15 y/o ROM P120) . El procesador P105 puede ser cualquier tipo de unidad procesadora, como un núcleo de procesador, un procesador y/o un microcontrolador. El procesador P105 podrá ejecutar, entre otras cosas, los métodos y aparatos de ejemplo que se describen en la presente.

El procesador P 105 se encuentra en comunicación con la memoria principal (incluyendo una memoria ROM P120 y/o la memoria RAM P115) mediante un bus P125. La RAM P1 15 se puede implementar mediante una memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM), una memoria dinámica de acceso aleatorio síncrona (SDRAM) y/o cualquier otro tipo de dispositivo RAM , y la memoria ROM se puede implementar mediante una memoria instantánea y/u otro tipo de dispositivo de memoria que se desee. El acceso a la memoria P1 15 y la memoria P120 podrá ser controlado mediante un controlador de memoria (no se muestra).

La plataforma del procesador P100 también incluye un circuito de interfaz P130. El circuito de interfaz P130 puede implementarse mediante cualquier estándar de interfaz, como una interfaz de memoria externa, un puerto serial, una entrada/salida para uso general, etcetera. Uno o más dispositivos de entrada P135 y uno o más dispositivos de salida P140 se conectan al circuito de interfaz P130.

Como se establece en la presenta, un aparato incluye múltiples conexiones. Una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos. El aparato incluye un sensor para medir un valor en la conexión de purga y un procesador para comparar el valor a un valor predeterminado o un valor medido con anterioridad para determinar si el valor se encuentra fuera de un umbral predeterminado.

En algunos ejemplos, el hecho de que el valor se encuentre por fuera del umbral predeterminado se asocia con una filtración en el fuelle del dispositivo de control de fluidos. En algunos ejemplos, el procesador generará una alerta si el valor se encuentra fuera del umbral predeterminado. En algunos ejemplos, el procesador comunicará una alerta de forma automática a un sistema de monitoreo remoto, en base a la detección por parte del procesador de que un valor se encuentra fuera del umbral predeterminado. En algunos ejemplos, el procesador generará un informe si el vaor se encuentra por fuera del umbral predeterminado. En algunos ejemplos, el informe incluye un registro de tiempo.

En algunos ejemplos, el aparato tambien incluye un regulador de presión que se acopla de forma fluida entre la conexión de purga y el sensor. En algunos ejemplos, el sensor incluye un montaje de un diagrama de detección de presión. En algunos ejemplos, el valor incluye un valor de presión.

Otro aparato incluye múltiples conexiones. La primera de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y una segunda conexión está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de cubierta de un dispositivo de control de fluidos. Un fuelle colocado entre una abertura de flujo del dispositivo de control de fluidos y la conexión de cubierta está diseñado para prevenir, de manera considerable, que el fluido usado en el proceso circule hacia la conexión de cubierta. El aparato también incluye un sensor para medir un valor en la conexión de cubierta y un procesador para comparar el valor de la presión con un valor de presión predeterminado o un valor de presión medido con anterioridad para determinar si existió una filtración en el fuelle.

En algunos ejemplos, el procesador generará una alerta si el procesador determina que hay una filtración en el fuelle. En algunos ejemplos, el procesador comunicará una alerta de forma automática a un sistema de monitoreo remoto, en base a si el procesador determina que hay una filtración en el fuelle. En algunos ejemplos, el procesador generará un informe basado en si el procesador determina que hay una filtración en el fuelle.

Otro ejemplo de aparato incluye múltiples conexiones. Una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos. Se coloca un fuelle entre la abertura de flujo del dispositivo de control de fluidos y la conexión de purga para prevenir, de manera considerable, que el fluido usado en el proceso circule a la conexión de purga. El aparato tambien incluye medios para detectar la filtración de un fuelle en el dispositivo de control de fluidos.

En algunos ejemplos, los medios para detectar una filtración comprenden un sensor para medir un valor en la conexión de purga. En algunos ejemplos, los medios para detectar una filtración comprenden un procesador para comparar el valor con un valor predeterminado o un valor medido anteriormente para determinar si hay una filtración.

Otro ejemplo de aparato incluye múltiples conexiones. Una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos. El aparato incluye un sensor para medir un valor en la conexión de purga y un procesador para determinar si existió una filtración en el dispositivo de control de fluidos, en base al valor que se midió.

En algunos ejemplos, la filtración en el dispositivo de control de fluidos se asocia con que el valor medido se encuentra fuera de un umbral predeterminado. En algunos ejemplos, el procesador comparará el valor de presión medido con el umbral predeterminado. En algunos ejemplos, el valor que se mide incluye un valor de presión .

Aunque se han descrito en la presente ciertos metodos, aparatos y artículos de fabricación de ejemplo, el alcance de cobertura de esta patente no se limita a estos. Al contrario, esta patente cubre todos los métodos, aparatos y artículos de fabricación incluidos verdaderamente dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, ya sea literalmente o según la doctrina de los equivalentes.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1 . U n aparato que comprende: múltiples conexiones, una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos; un sensor para medir un valor en la conexión de purga y un procesador para comparar el valor con un valor predeterminado o un valor medido con anterioridad para determinar si el valor se encuentra fuera de un umbral predeterminado.

2. El aparato de la reivindicación 1 , donde el hecho de que el valor se encuentre por fuera del umbral predeterminado se asocia con una filtración en el fuelle del dispositivo de control de fluidos.

3. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el procesador generará una alerta si el valor se encuentra fuera del umbral predeterminado.

4. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el procesador comunicará una alerta de forma automática a un sistema de monitoreo remoto, en base a la detección por parte del procesador de que un valor se encuentra fuera del umbral predeterminado.

5. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el procesador generará un informe si el valor se encuentra fuera del umbral predeterminado.

6. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el informe comprende un registro de tiempo.

7. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tambien incluye un regulador de presión que se acopla de forma fluida entre la conexión de purga y el sensor.

8. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el sensor comprende un montaje de un diagrama de detección de presión.

9. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el valor comprende un valor de presión.

10. Un aparato, que comprende: múltiples conexiones, una primera de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y una segunda de las conexiones está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de cubierta de un dispositivo de control de fluidos; un fuelle colocado entre una abertura de flujo del dispositivo de control de fluidos y la conexión de cubierta para prevenir, de manera considerable, que el fluido usado en el proceso circule hacia la conexión de cubierta; un sensor para medir un valor de presión en la conexión de cubierta y un procesador para comparar el valor de presión con un valor de presión predeterminado o con un valor de presión medido anteriormente para determinar si hay una filtración en el fuelle.

1 1 . El aparato de la reivindicación 10, donde el procesador generará una alerta si el procesador determina que hay una filtración en el fuelle.

12. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el procesador comunicará una alerta de forma automática a un sistema de monitoreo remoto, en base a si el procesador determina que hay una filtración en el fuelle.

13. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el procesador generará un informe basándose en si el procesador determina que hay una filtración en el fuelle.

14. Un aparato, que comprende: múltiples conexiones, una de las conexiones diseñada para recibir una presión de abastecimiento para ejecutar un accionador y otra de las conexiones para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos, un fuelle colocado entre una abertura de flujo del dispositivo de control de fluidos y la conexión de purga para prevenir, de manera considerable, que los fluidos del proceso circulen hacia la conexión de purga; y medios para detectar la filtración de un fuelle en el dispositivo de control de fluidos.

15. El aparato de la reivindicación 1 7, donde los medios para detectar una filtración comprenden medir un valor en la conexión de purga.

16. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los medios para detectar una filtración comprenden un procesador para comparar el valor con un valor predeterminado o un valor medido anteriormente para determinar si hay una filtración .

17. Un aparato, que comprende: múltiples conexiones, una de las conexiones está diseñada para recibir una presión de abastecimiento que ejecuta un accionador y otra de las conexiones está diseñada para acoplarse de manera fluida a una conexión de purga de un dispositivo de control de fluidos; un sensor para medir un valor en la conexión de purga y un procesador para determinar si hay una filtración en el dispositivo de control de fluidos basándose en el valor medido.

18. El aparato de la reivindicación 17, donde la filtración en el dispositivo de control de fluidos se asocia con que el valor medido se encuentra fuera de un umbral predeterminado.

19. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el procesador comparará el valor de presión medido con el umbral predeterminado.

20. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el valor que se mide comprende un valor de presión .