[發(fā)明專利]用于檢測控制閥部件失效的診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510624725.2
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN105114692B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·D·威爾克
• 申請（專利權(quán)）人: 費(fèi)希爾控制國際公司
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 曹雯

本申請是2010年8月30日提出的申請?zhí)枮?00980107133.6的“用于檢測控制閥部件失效的診斷方法”的分案申請。

發(fā)明領(lǐng)域

本專利一般涉及在過程工廠(process plant)中實(shí)施診斷和維護(hù)，尤其是，涉及以在過程工廠中減少或防止控制閥失效的方式來在過程工廠中提供診斷能力。

背景技術(shù)

工業(yè)過程中的控制閥失效幾乎一直影響著工廠運(yùn)行。一般來說，控制閥失效能影響控制閥對控制信號的響應(yīng)。尤其是，控制閥可能變得較少響應(yīng)于或緩慢響應(yīng)于控制信號，這可能導(dǎo)致控制性能的降低而引發(fā)過程可變性，其使得在工廠操作者方面花費(fèi)很大或者更為糟糕，可能導(dǎo)致危險(xiǎn)情況。因此，對控制閥劣化或損壞的早期檢測可允許以防止對過程工廠的運(yùn)行破壞的方式來有序安排控制閥的維護(hù)。

控制閥性能下降可能由于很多原因而發(fā)生。一般來說，部件零件的損壞可能是主要因素。然而，零件損壞典型地只在控制閥運(yùn)行下降到控制閥發(fā)生故障的程度才能被檢測到，該控制閥發(fā)生故障是由于，例如，部件失效而產(chǎn)生，而到該程度可能來不及實(shí)施預(yù)防性維護(hù)。預(yù)防性維護(hù)的一種方法可以是定期物理地檢查控制閥的部件。然而，此選擇代價昂貴，因?yàn)闉榱藱z查，需要使應(yīng)用了控制閥的過程控制環(huán)停工和/或?qū)⒖刂崎y移除和拆卸。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個或多個公開的實(shí)施例，要求保護(hù)的方法和系統(tǒng)識別過程控制閥中的部件的故障和/或損壞。在一些實(shí)施方式中，要求保護(hù)的方法和系統(tǒng)檢測致動器彈簧、氣動管道和管路以及波紋管密封件的損壞和/或故障。

在一個實(shí)施方式中，能通過監(jiān)視致動器壓力和致動器桿移動來檢測氣動控制閥中的致動器彈簧的損壞或故障。

在一個實(shí)施方式中，能通過監(jiān)視波紋管室壓力和閥移動來檢測控制閥中的波紋管的損壞或故障。

在一個實(shí)施方式中，能識別致動器泄漏源。在一個實(shí)施方式中，能檢測在儀器管道或隔膜中的一個中的泄漏。

附圖說明

圖1示出了控制閥；

圖2示出了控制閥的橫截面圖；

圖3A示出了直接作用閥(direct-acting valve)構(gòu)造；

圖3B示出了反向作用閥(reverse-acting valve)構(gòu)造；

圖4A示出了控制閥的一實(shí)施方式，該控制閥配置成確定彈簧損壞；

圖4B示出了用于檢測彈簧損壞的一過程實(shí)施方式；

圖5A示出了安裝在控制閥中的波紋管密封；

圖5B示出了用于檢測波紋管失效的一過程實(shí)施方式；

圖6A示出了適合于識別氣動致動器中泄漏的控制閥的一實(shí)施方式；

圖6B示出了用于識別致動器泄漏部件的一過程實(shí)施方式；

圖7示出了氣動致動器的構(gòu)造，在該氣動致動器中，定位器的排氣口流體地耦合到致動器的排氣口；

圖8示出了泄漏檢測系統(tǒng)的一實(shí)施方式，該泄漏檢測系統(tǒng)使用了改進(jìn)的雙作用定位器；

圖9示出了計(jì)算設(shè)備，該計(jì)算設(shè)備可用于實(shí)現(xiàn)檢測算法；

圖10示出了檢測模塊的一實(shí)施方式；以及

圖11示出了可實(shí)現(xiàn)一個或多個控制閥和檢測模塊的過程工廠的過程控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

圖1示出了控制閥組件10，其能用于過程控制系統(tǒng)，例如，處理工廠。控制閥組件10包括閥12、致動器22和控制閥儀器或定位器34。閥12包括閥體14、進(jìn)口16、出口18，并且致動器22包括閥蓋20和氣動隔膜盒(pneumatic diaphragm casing)40。閥桿32可以貫穿閥蓋20設(shè)置，該閥桿32可用于操作閥12。軛30能被連接到閥蓋20或者和閥蓋20一起被提供。盡管軛30能被連接到閥蓋20，如圖1所示，但是軛30在其他實(shí)施方式中能被安裝到閥體14的另一零件上。能使用軛30將氣動隔膜盒40耦合到閥體14。閥桿32能形成閥桿組件15的一部分，這將在下文中進(jìn)一步描述，并且閥桿32能適合于將來自氣動隔膜盒40的力傳遞到閥12，從而控制閥12的操作。

氣動定位器34能被連接到軛30。可以使用定位器34來控制致動器22。一般來說，諸如定位器34的定位器可以是電-氣動的，并且可以用于過程控制環(huán)，以便以規(guī)定的方式操作控制閥組件10。即，定位器34可以通過在I/P(電流到壓力)階段(部件未示出)接收電輸入信號以便將電輸入信號轉(zhuǎn)換成氣動輸出信號來運(yùn)行，該氣動輸出信號可以驅(qū)動致動器22。可以將輸出壓力信號直接應(yīng)用于氣動隔膜盒，氣動隔膜盒則將氣動信號耦合到閥，以便以與電輸入信號成比例的方式來控制流量。