[發明專利]用于檢測閥的驅動軸的角位置的模塊、設置有該模塊的閥和致動器以及檢測閥的打開的方法

在審

• 申請號: 202080105999.X
• 申請日: 2020-10-07
• 公開（公告）號: CN116670418A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 吉雅培羅·坦福格里奧;西蒙娜·科佩塔;弗朗西斯卡·坎普拉尼
• 申請（專利權）人: 歐美爾有限公司
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;武岑飛

描述了一種用于檢測閥的驅動軸(101)的角位置的模塊(1)。該模塊包括印刷電路(2,3)，該印刷電路(2,3)可以定位在閥體的驅動軸或其延伸元件或閥致動器的馬達軸附近。該模塊還包括一個或多個磁體(15)、一個或多個磁傳感器(10,11)以及通信接口(12)，該一個或多個磁體(15)可以緊固到將旋轉傳遞到閥體的軸，該一個或多個磁傳感器(10,11)支撐在印刷電路上。磁傳感器產生指示磁體位置的電信號。通信接口遠程傳輸相應的信號/讀數。讀數的獲取可以以預設的時間間隔進行，該時間間隔可以根據生產過程的要求進行管理。檢測模塊沒有與外部的有線連接，并且由至少一個電池(4)自供電。還描述了設置有模塊的閥(100)和適配器元件，以及用于通過模塊遠程檢測閥的打開狀態的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于檢測用于流體的閥的驅動軸的角位置的模塊，并且還涉及一種設置有該模塊的用于流體的閥和致動器，以及一種用于檢測閥的打開狀態的方法。

背景技術

眾所周知，用于攔截用于分配諸如液體和氣體的流體的管道的閥包括可以緊固到管道的殼體、殼體內的閥體和閥體的驅動軸。例如球形或蝶形類型的閥體可以在殼體中在關閉位置和打開位置之間旋轉，在關閉位置處，閥體完全攔截流體的相應分配管道并防止其通過，在打開位置處，閥體不攔截相應的管道，或者僅部分地攔截相應的管道，因此根據閥體的位置，閥體以最大容量或部分容量允許流體通過。

閥體旋轉由驅動軸施加，該驅動軸延伸穿過殼體，其一端連接到閥體，另一端可由操作者或致動器接近。

在手動閥中，驅動軸與杠桿組合，該杠桿可由操作者抓握并且可在同一驅動軸的縱向軸線上旋轉?？商娲?，在手動閥中，驅動軸被約束到手輪，該手輪可以由操作者順時針和逆時針旋轉；在這種情況下，減速齒輪可以被功能性地插入手輪和驅動軸之間以提供齒輪比。

在伺服或自動閥中，驅動軸聯接到電動或氣動的致動器。電動致動器配備有例如步進式的電動馬達，該電動馬達響應于由控制單元施加的電信號而向閥體的驅動軸施加順時針/逆時針旋轉。氣動致動器，諸如WO2013/164716(Actuatech)中描述的氣動致動器，設置有由壓縮空氣驅動的氣動活塞，并且設置有運動機構，該運動機構構造成將活塞的往復線性運動轉換成閥體的驅動軸的順時針/逆時針旋轉運動。

在許多應用中，特別是在工業領域中，需要始終遠程地知道閥體的位置，即，必須能夠檢測閥是完全關閉還是完全打開，或者甚至是部分地打開，即部分打開，以及檢測到何種程度。為實現該結果而提出的大多數解決方案基于閥體的驅動軸的角位置檢測。

例如，以下文獻描述了為借助于磁換能器檢測閥的驅動軸或相應致動器的驅動軸的角位置而提供的解決方案：US4866981、US4893502、US2019/0072210。

基本上，在已知的解決方案中，磁換能器包括安裝在驅動軸上的永磁體以及布置在驅動軸的外表面附近的磁傳感器，該永磁體具有徑向布置和規則的間距，該磁傳感器被配置為檢測磁體的位置。磁傳感器產生與相對于驅動軸上的磁體的距離成比例的電信號。電信號通過電纜傳輸到遠程單元進行處理。如果需要，遠程處理單元警告操作者需要干預以調節閥，或者它反饋控制致動器的激活以將閥體帶到期望的位置。

目前可用的解決方案的局限性如下。

磁換能器的布線涉及需要為電線布置合適的軌道或引導件以及定期檢查電線和連接器，并且這在工業場所中可能不容易，特別是在進入受限的區域中，例如存在化學污染的高風險的區域或暴露于惡劣天氣條件的場所。此外，在工業現場，安裝的閥的數量可能很高，并且根據復雜的布線圖，例如，根據為將一些閥的操作從屬于其他閥而提供的網絡，這可能導致所有換能器，即所有閥的布線復雜化。

在閥由致動器操作的情況下，已知解決方案的另一限制由換能器的尺寸給出：換能器通常應用于閥的致動器主體的外部，于是這增加了尺寸并且限制了安裝致動器和閥組件的選項。