旋轉(zhuǎn)閥位置指示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及流體閥,更具體地,涉及一種旋轉(zhuǎn)閥位置指示器。
【背景技術(shù)】
[0002] 過(guò)程控制廠或系統(tǒng)經(jīng)常采用旋轉(zhuǎn)流體閥,例如球閥、蝶閥、偏心盤閥、偏心塞閥等, 以控制過(guò)程流體的流動(dòng)。通常旋轉(zhuǎn)閥包括通過(guò)軸設(shè)置在流體路徑中并且可旋轉(zhuǎn)地耦接至該 旋轉(zhuǎn)閥的主體的流體流動(dòng)控制部件。通常,軸從旋轉(zhuǎn)閥伸出的部分可操作地耦接至該旋轉(zhuǎn) 閥的致動(dòng)器(例如氣動(dòng)致動(dòng)器、電動(dòng)致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器等)的軸。
[0003] 某些旋轉(zhuǎn)流體閥包括可視位置指示器以顯示致動(dòng)器輸出軸或閥軸的角位置,從而 指示該閥體中的流體流動(dòng)控制部件的位置??梢曃恢弥甘酒髟试S過(guò)程工程師或儀器技術(shù)員 觀察閥位置和操作,而無(wú)需使任何其它設(shè)備,諸如筆記本電腦或者測(cè)量?jī)x表,與閥的閥控制 器相連接。
[0004] 可視位置指示器能夠是電氣的或機(jī)械的。電氣可視位置指示器利用電子可視顯示 器,如LED或LCD顯示器,來(lái)顯示由電子位置傳感器指示的閥位置,該電子位置傳感器配置 用于產(chǎn)生響應(yīng)于閥軸的角位置的變化的電信號(hào)。因?yàn)樗鼈冃枰~外的功率來(lái)運(yùn)行且可能非 常昂貴,在某些應(yīng)用中這種電子可視位置指示器可能是不可取的。此外,電子可視位置指示 器可能要求操作員輸入或交互以顯示位置,這對(duì)安裝在難以夠著的區(qū)域中的閥來(lái)說(shuō)可能是 不可取的。
[0005] 機(jī)械可視位置指示器直接或間接地耦接至致動(dòng)器輸出軸或閥軸,并且因此不需 要額外的功率來(lái)運(yùn)行。因此,雖有功率損耗,機(jī)械可視位置指示器允許過(guò)程工程師和儀表技 術(shù)人員觀察閥位置。相反,電子可視位置指示器僅顯示電子位置傳感器的輸出。因此,如果 該電子傳感器失效,軸位置是不能夠容易確定的。然而,機(jī)械可視位置指示器直接或間接地 耦接至致動(dòng)器輸出軸或閥軸且獨(dú)立于任何電子位置傳感器運(yùn)行。因此,即使電子傳感器失 效,機(jī)械可視位置指示器繼續(xù)顯示軸位置。此外,機(jī)械可視位置指示器提供除了來(lái)自電子位 置傳感器的位置信號(hào)以外的第二位置指示。該第二位置指示對(duì)在設(shè)置和校準(zhǔn)階段驗(yàn)證該位 置傳感器操作準(zhǔn)確可能會(huì)有所幫助。
[0006] 在許多應(yīng)用中,理想的是減小流體閥構(gòu)件的功耗。許多閥被安裝在例如油田的遠(yuǎn) 程位置,其中外部電源可能不可用。因此,某些閥可以使用由光伏電池捕獲的能量運(yùn)行。光 伏電池的成本通常與其能量輸出成比例。因此,流體閥被設(shè)計(jì)用于減小功率需求以減小驅(qū) 動(dòng)閥所需太陽(yáng)能系統(tǒng)的尺寸。因此,機(jī)械可視位置指示器通常是可取的,因?yàn)樗鼈儾恍枰?何額外的功率地運(yùn)行。
[0007] 許多流體閥被用在惡劣和/或危險(xiǎn)環(huán)境中,且與這樣的環(huán)境有關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相一 致地推動(dòng)具體設(shè)計(jì)要求。在某些應(yīng)用中,流體閥被用在操作環(huán)境中可能包括可燃?xì)怏w、蒸汽 或者其他化合物的設(shè)施中。例如,流體閥通常用在使用氫氣的天然氣加工廠或設(shè)施中。美 國(guó)的國(guó)家電氣規(guī)范(NEC)和加拿大電氣規(guī)范(CEC)要求在危險(xiǎn)場(chǎng)所使用的電氣裝置獲得公 認(rèn)的審批機(jī)構(gòu)的相應(yīng)的審批。北美的三個(gè)主要的審批機(jī)構(gòu)為工廠互助保險(xiǎn)協(xié)會(huì)(FM)和美 國(guó)的保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(UL)以及加拿大的加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(CSA)。審批包括保護(hù)的類型和等 級(jí)、分工、分組和運(yùn)行環(huán)境的溫度。在北美常用的認(rèn)證包括,例如防爆、本質(zhì)安全、非易燃和 粉塵防燃。
[0008] 例如,致動(dòng)器內(nèi)的電子器件可能會(huì)產(chǎn)生火花,該火花具有點(diǎn)燃致動(dòng)器殼體內(nèi)或周 圍的可燃?xì)怏w或蒸氣的可能性。防爆閥致動(dòng)器利用外殼,該外殼能夠承受其內(nèi)部的氣體或 蒸汽的爆炸以及防止點(diǎn)燃可能圍繞其的可燃?xì)怏w或蒸汽。除了具有足夠的強(qiáng)度以遏制爆 炸,將防爆外殼的內(nèi)部連接到外部環(huán)境的所有通道還必須提供火焰通路,以允許燃燒氣體 在其在內(nèi)部爆炸期間膨脹時(shí),但僅僅在其已被充分冷卻以防止點(diǎn)燃外部環(huán)境中的氣體或蒸 汽之后從裝置中逸出。限定火焰路徑的接口必須被制造成具有非常嚴(yán)格的公差,這可能需 要專門的制造技術(shù)。此外,附加的部件,如密封件,可能需要從外部環(huán)境的密封火焰路徑。因 此,理想的是降低限定通過(guò)外殼的火焰路徑接口的總數(shù)以減少成本和復(fù)雜性。
[0009] 一種已知的可視位置指示器包括安裝在閥門致動(dòng)器外殼外部的、在閥軸對(duì)面的旋 轉(zhuǎn)定位輪。旋轉(zhuǎn)定位輪通常通過(guò)附加軸、齒輪、凸輪和/或其他類型的耦接部件間接地耦接 至致動(dòng)器輸出軸以顯示軸位置。指示器通常包括聚碳酸酯的殼或蓋,以從外部環(huán)境保護(hù)該 旋轉(zhuǎn)定位輪。雖然這種類型的位置指示器提供了可視位置顯示,而不需要電力,但是它在閥 門致動(dòng)器的外殼外部的位置需要外殼中的附加開(kāi)口。對(duì)于防爆外殼,這需要嚴(yán)格公差的加 工孔和制造零件并且需要額外的密封件以從外部環(huán)境密封該接口。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 一種已知的可視位置指示器包括安裝在閥門致動(dòng)器外殼外部的、在閥軸對(duì)面的旋 轉(zhuǎn)定位輪。旋轉(zhuǎn)定位輪通常通過(guò)附加軸、齒輪、凸輪和/或其他類型的耦接部件間接地耦接 至致動(dòng)器輸出軸以顯示軸位置。指示器通常包括聚碳酸酯的殼或蓋,以從外部環(huán)境保護(hù)該 旋轉(zhuǎn)定位輪。雖然這種類型的位置指示器提供了可視位置顯示,而不需要電力,但是它在閥 門致動(dòng)器的外殼外部的位置需要外殼中的附加開(kāi)口。對(duì)于防爆外殼,這需要嚴(yán)格公差的加 工孔和制造零件并且需要額外的密封件以從外部環(huán)境密封該接口。為了解決以上問(wèn)題,本 實(shí)用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)閥位置指示器。
[0011] 本實(shí)用新型的第一方面提供了一種旋轉(zhuǎn)閥位置指示器,所述旋轉(zhuǎn)閥位置指示器包 括限定防爆外殼邊界的致動(dòng)器殼體。致動(dòng)器輸出軸具有第一軸部和第二軸部,該第一軸部 部分地設(shè)置在防爆外殼邊界內(nèi),并且該第二軸部設(shè)置在防爆外殼邊界之外。可視位置指示 器設(shè)置在致動(dòng)器輸出軸的第二軸部上并且用于指示該致動(dòng)器輸出軸相對(duì)于致動(dòng)器殼體的 旋轉(zhuǎn)位置。
[0012] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述可視位置指示器通過(guò)所述致動(dòng)器殼體上的 窗口是可見(jiàn)的。
[0013] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述旋轉(zhuǎn)閥位置指示器進(jìn)一步包括連接所述致 動(dòng)器殼體的標(biāo)尺,所述標(biāo)尺對(duì)齊所述可視位置指示器以指示所述致動(dòng)器輸出軸的所述旋轉(zhuǎn) 位置。
[0014] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述可視位置指示器包括標(biāo)尺,并且進(jìn)一步包 括設(shè)置在所述致動(dòng)器殼體上的記號(hào),所述標(biāo)尺對(duì)齊所述記號(hào)以指示所述致動(dòng)器輸出軸的所 述旋轉(zhuǎn)位置。
[0015] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述致動(dòng)器殼體包括防爆外殼。
[0016] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述防爆外殼具有不超過(guò)兩個(gè)火焰路徑。
[0017] 本實(shí)用新型的第二方面提供了另一種旋轉(zhuǎn)閥位置指示器,所述旋轉(zhuǎn)閥位置指示器 包括具有頸部的旋轉(zhuǎn)閥致動(dòng)器殼體,并且該頸部具有指示器窗口。安裝支架耦接至頸部以 支承旋轉(zhuǎn)流體閥。致動(dòng)器輸出軸至少部分地設(shè)置在頸部?jī)?nèi)并設(shè)置用于支承旋轉(zhuǎn)流體閥的 軸??梢曃恢弥甘酒黢罱又林聞?dòng)器輸出軸,以指示致動(dòng)器輸出軸的旋轉(zhuǎn)位置??梢曃恢弥?示器通過(guò)指示器窗口是可見(jiàn)的。
[0018] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述致動(dòng)器殼體包括防爆外殼。
[0019] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述頸部至少部分地處于所述防爆外殼之外。
[0020] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述可視位置指示器設(shè)置在所述頸部處于所述 防爆外殼以外的部分中。
[0021] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述防爆外殼具有不超過(guò)兩個(gè)火焰路徑。
[0022] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述旋轉(zhuǎn)閥位置指示器進(jìn)一步包括設(shè)置在所述 致動(dòng)器殼體上并且通過(guò)所述致動(dòng)器殼體上的窗口可見(jiàn)的標(biāo)尺,所述標(biāo)尺對(duì)齊所述可視位置 指示器以指示所述致動(dòng)器輸出軸的所述旋轉(zhuǎn)位置。
[0023] 本實(shí)用新型的第三方面提供了另一種旋轉(zhuǎn)閥位置指示器,所述旋轉(zhuǎn)閥位置指示器 包括具有由通道連接的第一隔室和第二隔室的致動(dòng)器殼體。致動(dòng)器輸出軸具有第一部分和 第二部分。該第一部分至少部分地設(shè)置在該第一隔室和該通道內(nèi),并且該第二部分至少部 分地設(shè)置在該第二隔室內(nèi)和設(shè)置用于支承旋轉(zhuǎn)流體閥的軸??梢曃恢弥甘酒髟O(shè)置在致動(dòng)器 輸出軸的第二部分上以指示致動(dòng)器輸出軸的旋轉(zhuǎn)位置。可視位置指示器從外部是可見(jiàn)的。
[0024] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述第一隔室限定設(shè)置用于承受所述第一隔室 內(nèi)的氣體或蒸汽的爆炸以及用于防止點(diǎn)燃所述第一隔室周圍的爆炸性氣體或蒸汽的防爆 外殼。
[0025] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述第一隔室包括耦接至耦接接口處的基座的 蓋,所述耦接至接口限定足夠長(zhǎng)度的第二火焰路徑以冷卻在所述第一隔室內(nèi)點(diǎn)燃的所述燃 氣或蒸汽,從而所述第二火焰路徑防止點(diǎn)燃所述第一隔室周圍的爆炸性氣體和蒸汽。
[0026] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述致動(dòng)器輸出軸的所述第一部分和所述通道 之間的間隙限定足夠長(zhǎng)度的第一火焰路徑以冷卻在所述第一隔室內(nèi)點(diǎn)燃的氣體和蒸汽,從 而所述第一火焰路徑防止點(diǎn)燃所述第一隔室周圍的爆炸性氣體和蒸汽。
[0027] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中,所述第一隔室具有不超過(guò)