非惰性气体认证的电子控制器

申请号 CN201610479854.1 申请日 2016-06-27 公开(公告)号 CN106439165A 公开(公告)日 2017-02-22
申请人 泰思康公司; 发明人 J·T·R·雷诺莱特; E·J·伯吉特;
摘要 提供了一种非惰性气体认证的 电子 控制器 。适于将非惰性 流体 用作控制流体的电动- 气动 控制器包括底座部分和可拆卸地固定到底座部分的盖帽部分。非本质上安全的处理器可以布置在盖帽部分的内部内。多个通道可以布置通过底座部分。电动-气动控制器还包括隔爆屏障组件,其可以包括多个隔爆接合部,每一个隔爆接合部布置在多个通道的所希望的部分内。多个隔爆接合部协同配合以至少部分地限定第一区域,隔爆接合部适于防止或限制由于非惰性控制流体的点燃而发生的明火或爆炸的扩散。
权利要求

1.一种适于将非惰性流体用作控制流体的电动-气动控制器,所述电动-气动控制器包括:
外壳组件,所述外壳组件具有底座部分和可拆卸地固定到所述底座部分的盖帽部分,所述盖帽部分具有内部;
第一电磁,所述第一电磁阀耦合到所述底座部分,且被至少部分地布置在所述盖帽部分的内部内,所述第一电磁阀具有入口、出口和能够在关闭位置与打开位置之间移动的阀构件,其中,所述第一电磁阀的阀构件位于所述关闭位置时,从所述入口到所述出口的流动被阻止,所述阀构件位于所述打开位置时,从所述入口到所述出口的流动被允许;
第二电磁阀,所述第二电磁阀耦合到所述底座部分,且被至少部分地布置在所述盖帽部分的内部内,所述第二电磁阀具有入口、出口和能够在关闭位置与打开位置之间移动的阀构件,其中,所述第二电磁阀的阀构件位于所述关闭位置时,从所述入口到所述出口的流动被阻止,所述第二电磁阀的阀构件位于所述打开位置时,从所述入口到所述出口的流动被允许;
处理器,所述处理器布置在所述盖帽部分的内部内,所述处理器与所述第一电磁阀和所述第二电磁阀通信,所述处理器适于向所述第一电磁阀发送命令以使得所述第一电磁阀从所述关闭位置移动到所述打开位置或者从所述打开位置移动到所述关闭位置,并且向所述第二电磁阀发送命令以使得所述第二电磁阀从所述关闭位置移动到所述打开位置或者从所述打开位置移动到所述关闭位置;
输入通道,所述输入通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,所述输入通道具有第一端和第二端,所述第一端耦合到所述非惰性流体的源,所述第二端耦合到所述第一电磁阀的入口;
中间通道,所述中间通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,所述中间通道具有第一端和第二端,所述第一端耦合到所述第一电磁阀的出口,所述第二端耦合到所述第二电磁阀的入口;
出口通道,所述出口通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,所述出口通道具有第一端和第二端,所述出口通道的第一端耦合到所述中间通道,所述出口通道的第二端适于耦合到气动致动器
排气通道,所述排气通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,所述排气通道具有第一端和第二端,所述第一端耦合到所述第二电磁阀的出口,所述第二端耦合到大气;以及隔爆屏障组件,所述隔爆屏障组件包括多个隔爆接合部,其中,第一隔爆接合部被布置在所述输入通道内,第二隔爆接合部被布置在所述出口通道内,第三隔爆接合部被布置在所述排气通道内,所述多个隔爆接合部相配合以至少部分地限定第一区域,所述隔爆接合部适于防止或限制由于非惰性控制流体的点燃而发生的明火或爆炸的扩散。
2.根据权利要求1所述的电动-气动控制器,其中,所述隔爆接合部中的每一个隔爆接合部都是阻火器。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,所述处理器是非本质安全的。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,所述第一电磁阀是常闭阀,所述第二电磁阀是常闭阀。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,当所述第一电磁阀的阀构件位于所述打开位置时,所述第一电磁阀具有与所述入口和所述出口流体连通的内部部分,其中,当所述第二电磁阀的阀构件位于所述打开位置时,所述第二电磁阀具有与所述入口和所述出口流体连通的内部部分,并且其中,第一区域还包括所述第一电磁阀的内部部分和所述第二电磁阀的内部部分。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,所述第一电磁阀的底表面被布置在所述底座部分的顶表面的第一部分上或与所述底座部分的顶表面的第一部分相邻,并且第一密封件被布置在所述第一电磁阀的底表面与所述底座部分的顶表面的第一部分之间,并且
其中,所述第二电磁阀的底表面被布置在所述底座部分的顶表面的第二部分上或与所述底座部分的顶表面的第二部分相邻,并且第二密封件被布置在所述第二电磁阀的底表面与所述底座部分的顶表面的第二部分之间。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,所述第一密封件和所述第二密封件的每一个都是O形圈。
8.根据权利要求1所述的电动-气动控制器,其中,压换能器测量所述中间通道和/或所述出口通道中的压力。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,具有管通道的圆柱形管被固定到所述底座部分,并且相邻于所述底座部分的通道的与所述中间通道和/或所述出口通道连通的孔,所述压力换能器耦合到所述圆柱形管。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,所述第一隔爆接合部与所述输入通道的第一端相邻。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,所述第二隔爆接合部被布置在所述出口通道的第一端与第二端之间。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,所述第三隔爆接合部与所述排气通道的第二端相邻。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,每一个阻火器都包括细长的外壁和端壁,所述细长的外壁沿轴从所述阻火器的第一端延伸到第二端,所述端壁被布置在所述阻火器的第一端。
14.根据前述权利要求中任意一项所述的电动-气动控制器,其中,每一个阻火器都是由烧结工艺制成的单一的整体部件。
15.一种转换具有非本质安全的电子设备的电动-气动控制器以将非惰性流体用作控制流体的方法,所述电动-气动控制器包括:外壳组件,所述外壳组件具有底座部分和可拆卸地固定到所述底座部分的盖帽部分;第一电磁阀和第二电磁阀,所述第一电磁阀和第二电磁阀中的每一个都耦合到所述底座部分且都被至少部分地布置在所述盖帽部分的内部内,所述第一电磁阀和第二电磁阀中的每一个都具有入口、出口和阀构件,所述阀构件能够在关闭位置与打开位置之间移动;和非本质安全的处理器,所述处理器被布置在所述盖帽部分的内部内,并与所述第一电磁阀和第二电磁阀中的每一个都通信,所述方法包括:
将第一隔爆接合部放置在输入通道内,所述输入通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,并且所述输入通道具有耦合到非惰性流体的源的第一端和耦合到所述第一电磁阀的入口的第二端;
将第二隔爆接合部放置在出口通道内,所述出口通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,并且所述出口通道具有耦合到中间通道的第一端和适于耦合到气动致动器的第二端,其中,所述中间通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,并且所述中间通道具有耦合到所述第一电磁阀的出口的第一端和耦合到所述第二电磁阀的入口的第二端;以及将第三隔爆接合部放置在排气通道内,所述排气通道被布置为至少部分地通过所述底座部分,并且所述排气通道具有耦合到所述第二电磁阀的出口的第一端和耦合到大气的第二端。
16.根据权利要求15所述的方法,进一步包括:
将第一密封件放置在所述第一电磁阀的底表面与所述底座部分的顶表面的第一部分之间;及
将第二密封件放置在所述第二电磁阀的底表面与所述底座部分的顶表面的第二部分之间。
17.根据前述权利要求中任意一项所述的方法,其中,所述第一密封件和第二密封件中的每一个都是O形圈。
18.根据前述权利要求中任意一项所述的方法,其中,所述隔爆接合部中的每一个都是阻火器。
19.根据前述权利要求中任意一项所述的方法,其中,每一个阻火器都包括细长的外壁和端壁,所述细长的外壁沿轴从所述阻火器的第一端延伸到第二端,所述端壁被布置在阻火器的第一端。
20.根据前述权利要求中任意一项所述的方法,其中,每一个阻火器都是由烧结工艺制成的单一的整体部件。

说明书全文

非惰性气体认证的电子控制器

技术领域

[0001] 本公开内容总体上涉及用于过程控制或调节器的控制器,具体而言,涉及电动-气动控制器。

背景技术

[0002] 电动-气动控制器(也称为电动-气动调节器)典型地用于精确控制用于定位受气动控制的设备的控制流体的压。例如,电动-气动控制器可以用于控制控制流体进入过程控制阀或调节器的气动致动器的压力,以精确定位过程控制阀或调节器。电动-气动控制器可以包括一个或多个通道,用以接收控制流体,一个或多个电磁阀可以控制控制流体通过电动-气动控制器的通道的流动。一个或多个电磁阀可以与微处理器及相关电路通信,微处理器可以与布置在电动-气动控制器外(例如在过程控制阀或调节器的气动致动器的内部内)的一个或多个传感器通信,以提供电动-气动控制器和/或过程控制阀或调节器的闭环控制。一个或多个通道、一个或多个电磁阀和微处理器及相关电路可以全部布置在外壳内,其允许电动-气动控制器充当模化设备。由于惰性气体典型地用作控制流体,就不存在微处理器或相关电路点燃控制流体的危险。发明内容
[0003] 适于将非惰性流体用作控制流体的电动-气动控制器包括外壳组件,外壳组件具有底座部分和可拆卸地固定到底座部分的盖帽部分,盖帽部分具有内部。电动-气动控制器还包括第一电磁阀,耦合到底座部分,且至少部分地布置在盖帽部分的内部内。第一电磁阀包括入口、出口和阀构件,阀构件可以在关闭位置与打开位置之间移动。在关闭位置阻止从入口到出口的流动,在打开位置允许从入口到出口的流动。电动-气动控制器进一步包括第二电磁阀,耦合到底座部分,且至少部分地布置在盖帽部分的内部内。第二电磁阀包括入口、出口和阀构件,阀构件可以在关闭位置与打开位置之间移动。在关闭位置阻止从入口到出口的流动,在打开位置允许从入口到出口的流动。电动-气动控制器还包括处理器,至少部分地布置在盖帽部分的内部内,处理器与第一电磁阀和/或第二电磁阀通信。处理器适于将命令发送到第一电磁阀,以便从关闭位置移动到打开位置,或者从打开位置移动到关闭位置,及将命令发送到第二电磁阀,以便从关闭位置移动到打开位置40,或者从打开位置移动到关闭位置。电动-气动控制器还包括输入通道,至少部分地布置通过外壳组件的底座部分。输入通道具有第一端和第二端,第一端耦合到流体的源,第二端耦合到第一电磁阀的入口。中间通道至少部分地布置通过外壳组件的底座部分,中间通道具有第一端和第二端,第一端耦合到第一电磁阀的出口,第二端耦合到第二电磁阀的入口。出口通道至少部分地布置通过外壳组件的底座部分,出口通道具有第一端和第二端,出口通道的第一端耦合到中间通道,出口通道的第二端适于耦合到气动致动器。排气通道至少部分地布置通过外壳组件的底座部分,排气通道具有第一端和第二端,第一端耦合到第二电磁阀的出口,第二端耦合到大气。电动-气动控制器还包括隔爆屏障组件,包括多个隔爆接合部。具体而言,第一隔爆接合部布置在输入通道内,第二隔爆接合部布置在出口通道内,第三隔爆接合部布置在排气通道内。多个隔爆接合部协同配合以至少部分地限定第一区域,隔爆接合部适于防止或限制由于非惰性控制流体的点燃而发生的明火或爆炸的扩散。
[0004] 公开了一种转换具有非本质上安全的电子设备的电动-气动控制器以将非惰性流体用作控制流体的方法。电动-气动控制器包括外壳组件,外壳组件具有底座部分和可拆卸地固定到底座部分的盖帽部分,第一电磁阀和第二电磁阀,每一个都耦合到底座部分,且至少部分地布置在盖帽部分的内部内,第一电磁阀和第二电磁阀的每一个都具有入口、出口和阀构件,阀构件可以在关闭位置与打开位置之间移动,及非本质上安全的处理器,布置在盖帽部分的内部内,与第一电磁阀和第二电磁阀的每一个通信。方法包括将第一隔爆接合部放置在输入通道内,输入通道至少部分地布置通过底座部分,具有耦合到非惰性流体的源的第一端和耦合到第一电磁阀的入口的第二端。方法还包括将第二隔爆接合部放置在出口通道内,出口通道至少部分地布置通过底座部分,包括耦合到中间通道的第一端和适于耦合到气动致动器的第二端,其中,中间通道至少部分地布置通过底座部分,包括耦合到第一电磁阀的出口的第一端和耦合到第二电磁阀的入口的第二端。方法还包括将第三隔爆接合部放置在排气通道内,排气通道至少部分地布置通过底座部分,包括耦合到第二电磁阀的出口的第一端和耦合到大气的第二端。附图说明
[0005] 图1是电动-气动控制器的实施例的示意图;
[0006] 图2A是电动-气动控制器的实施例的正视图;
[0007] 图2B是沿线S-S得到的图2A中所示电动-气动控制器的实施例的截面图;
[0008] 图3A是隔爆接合部的实施例的正视图;
[0009] 图3B是沿线A-A得到的图3A中所示隔爆接合部的实施例的截面图;
[0010] 图4A是在打开位置的第一电磁阀的实施例的截面图;
[0011] 图4B是在关闭位置的图4A的第一电磁阀的实施例的截面图;
[0012] 图5A是在打开位置的第二电磁阀的实施例的截面图;
[0013] 图5B是在关闭位置的图5A的第一电磁阀的实施例的截面图;
[0014] 图6A是耦合到底座部分的第一电磁阀的实施例的截面图;
[0015] 图6B是耦合到底座部分的第二电磁阀的实施例的截面图;及
[0016] 图7是例示了第一区域和第二区域的电动-气动控制器的实施例的示意图。

具体实施方式

[0017] 如图1所示,适于将非惰性流体用作控制流体的电动-气动控制器10包括外壳组件12,具有底座部分92和可拆卸地固定到底座部分92的盖帽部分94,盖帽部分94具有内部93。
电动-气动控制器10还包括第一电磁阀18,耦合到底座部分92,且至少部分地布置在盖帽部分94的内部93内。第一电磁阀18包括入口20、出口22和阀构件24,阀构件24可以在关闭位置
26与打开位置28之间移动(分别在图4B和4A中示出)。在图4B所示的关闭位置26阻止从入口
20到出口22的流动,在打开位置28允许从入口20到出口22的流动。参考图1,电动-气动控制器10进一步包括第二电磁阀30,耦合到底座部分92,且至少部分地布置在盖帽部分94的内部93内。第二电磁阀30包括入口32、出口34和阀构件36,阀构件36可以在关闭位置38与打开位置40之间移动(分别在图5B和5A中示出)。在图5B所示的关闭位置38阻止从入口32到出口
34的流动,在打开位置40允许从入口32到出口34的流动。
[0018] 参考图1,电动-气动控制器10还包括处理器42,至少部分地布置在盖帽部分94的内部93内,处理器42与第一电磁阀18和/或第二电磁阀30通信。处理器42适于将命令发送到第一电磁阀18,以便从关闭位置26移动到打开位置28,或者从打开位置28移动到关闭位置26,及将命令发送到第二电磁阀30,以便从关闭位置38移动到打开位置40,或者从打开位置
40移动到关闭位置38。
[0019] 电动-气动控制器10还包括输入通道44,至少部分地布置通过外壳组件12的底座部分92,如图1所示。输入通道44具有第一端46和第二端48,第一端46耦合到流体的源50,第二端48耦合到第一电磁阀18的入口20。中间通道52至少部分地布置通过外壳组件12的底座部分92,中间通道52具有第一端54和第二端56,第一端54耦合到第一电磁阀18的出口22,第二端56耦合到第二电磁阀30的入口32。出口通道58至少部分地布置通过外壳组件12的底座部分92,出口通道58具有第一端60和第二端62,出口通道58的第一端60耦合到中间通道52,出口通道58的第二端62适于耦合到气动致动器64。排气通道66至少部分地布置通过外壳组件12的底座部分92,排气通道66具有第一端68和第二端70,第一端68耦合到第二电磁阀30的出口34,第二端70耦合到大气72。
[0020] 仍参考图1,电动-气动控制器10还包括隔爆屏障组件74,包括多个隔爆接合部75。具体而言,第一隔爆接合部75a布置在输入通道44内,第二隔爆接合部75b布置在出口通道
58内,第三隔爆接合部75c布置在排气通道66内。多个隔爆接合部75协同配合以至少部分地限定第一区域14,隔爆接合部75适于防止或限制由于非惰性控制流体的点燃而发生的明火或爆炸的扩散。借助如所述布置的隔爆屏障组件74和如所述限定的第一区域14,未被认证使用非惰性控制流体的现有电动-气动控制器10可以改装为使用这种非惰性控制流体。
[0021] 转向更详细的电动-气动控制器10,参考图2A和2B,外壳组件12可以包括底座部分92和固定到底座部分92的盖帽部分94。如图2B所示,盖帽部分94具有一个或多个内壁,其协同配合以限定内部93,内部93可以包含第一电磁阀18、第二电磁阀30和/或处理器42的至少一部分。在一些实施例中,盖帽部分94可以具有圆柱形或基本上圆柱形,其沿纵轴96从闭合的第一端95延伸到开放的第二端96。盖帽部分94可以由任何适合的材料制成或制造,例如塑料、(例如不锈钢)或。盖帽部分94可以以任何已知的方式可拆卸地固定到底座部分
92。例如,可以使盖帽部分94的开放的第二端96的尺寸适合于容纳环形法兰95,开放的第二端96可以耦合到环形法兰95(例如借助螺纹连接)和/或底座部分92的一个或多个部分(例如借助机械固件)。
[0022] 如图2B所示,底座部分92还可以沿纵轴96从第一端98延伸到第二端99,在将盖帽部分94固定到底座部分92时,盖帽部分94的开放的第二端96可以与第一端99相邻。底座部分92可以由任何适合的材料制成或制造,例如塑料、钢(例如不锈钢)或铝。如图1所示,底座部分92可以包括多个通道97,例如输入通道44、之间通道52、出口通道58和/或排气通道66。多个通道97的全部或部分可以布置通过底座部分92或者在底座部分92内。多个通道97(或多个通道97的每一个)可以具有任何适合的横截面形状和/或尺寸或形状和/或尺寸的组合。例如,多个通道97的每一个可以具有环形横截面形状。
[0023] 参考图1,多个通道97可以包括输入通道44,输入通道44的全部或部分可以至少部分地布置通过底座部分92。输入通道44可以包括第一端46,其可以耦合到流体(例如非多相气体,诸如天然气)的源50,第一端46可以布置在底座部分92的侧面100的第一部分101或与之相邻。输入通道44可以包括第一段102,其可以是线性的,可以通过底座部分92垂直于(或基本上垂直于)纵轴96从第一端46延伸到部分103。输入通道44还可以包括第二段104,其可以是线性的,可以通过底座部分92沿(或基本上沿)纵轴96从角部分103延伸到第二端48。第二端48可以耦合到第一电磁阀18的入口20。
[0024] 多个通道97还可以包括中间通道52,其可以至少部分地布置在底座部分92内,中间通道52的全部或部分可以至少部分地布置通过外壳组件12的底座部分92。中间通道52可以从耦合到第一电磁阀18的出口22的第一端54延伸到耦合到第二电磁阀30的入口32的第二端56。具体而言,如图1所示,中间通道52可以包括第一段106,其从第一端54延伸到第一角部分108,第一段106可以是线性的(或者基本上线性的),可以沿(或基本上沿)纵轴96从第一端54延伸到第一角部分108,再到第二端48。中间通道52还可以包括第二段110,其从第二端56延伸到第二角部分112,第二段110可以是线性的(或基本上线性的),可以沿(或基本上沿)纵轴96从第二端56延伸到第二角部分112。中间通道52可以进一步包括第三段114,其在第一段106与第一角部分108和第二角部分112之间的第二段110之间延伸,第三段114可以垂直于(或者基本上垂直于)纵轴96。
[0025] 多个通道97还可以包括出口通道58,其可以至少部分地布置在底座部分92内,出口通道58的全部或部分可以至少部分地布置通过外壳组件12的底座部分92。出口通道58可以耦合到中间通道52和例如控制阀(未示出)的气动致动器64的体122。具体而言,出口通道58可以包括第一端60,其在第一角部分108与第二角部分112之间(例如位于中间)耦合到中间通道52的第三段。出口通道58的第二端62适于耦合到气动致动器64的体122,出口通道58可以是线性的,与纵轴96平行(或同轴对准)。
[0026] 多个通道97还可以包括排气通道66,排气通道66的全部或部分可以至少部分地布置通过外壳组件12的底座部分92。排气通道66可以包括第一端68,其可以耦合到第二电磁阀30的出口34。排气通道66可以包括第一段116,其可以是线性的,可以通过底座部分92沿(或基本上沿)纵轴96从第一端68延伸到角部分118。排气通道66还可以包括第二段120,可以是线性的,可以通过底座部分92垂直于(或基本上垂直于)纵轴96从角部分118延伸到第二端70。第二端70可以耦合到大气72,第二端70可以布置在底座部分92的侧面100的第二部分121或与之相邻。
[0027] 电动-气动控制器10还可以包括处理器42,与第一电磁阀118和/或第二电磁阀30通信。处理器42可以与远离电动-气动控制器10设置的一个或多个设备(未示出)通信(例如硬连线通信或无线通信)。处理器42可以安装到布置在盖帽部分94的内部94内的电路板84。电路板84可以与第一电磁阀18和/或第二电磁阀30的每一个的顶部相邻或偏移地布置,电路板84可以垂直于纵轴96。
[0028] 第一电磁阀18可以固定或耦合到底座部分92,第一电磁阀18可以布置在盖帽部分94的内部93内。第一电磁阀18可以具有出口20,其与输入通道44的第二端48连通,和出口
22,其与中间通道52的第一端54连通。第一电磁阀18还具有阀构件24,可以在关闭位置26(参见图4B)与打开位置28(参见图4A)之间移动,第一电磁阀18可以是常闭阀。参考图4A,第一电磁阀18还可以具有内部部分134,其可以是在阀构件24处于打开位置28时,第一电磁阀
18的内部中与入口20和出口22流体连通的体积。具体而言,内部部分134可以是纵向(沿可以平行于纵轴96的轴151)从第一电磁阀18的第一端150(例如相邻于入口20和/或出口22的点)延伸到布置在第一端150与纵向相对的第二端153之间的点152的体积。横向壁162可以垂直于(或基本上垂直于)轴151。内部部分134可以进一步由一个或多个侧壁154限定,侧壁
154可以沿(或基本上沿)轴151延伸。内部部分134可以包括隔膜148的全部或部分,隔膜148可以固定到阀构件24(或是其部分)。在一些示例中,内部部分134可以部分地由隔膜148的底表面149限定,由于隔膜沿轴151平移,内部部分134还可以随隔膜149平移而改变形状。在其他实施例中,点152在隔膜149竖直上方,内部部分134是固定体积。在关闭位置26,可以阻止从入口20到出口22的流动。在打开位置28,可以允许从入口20到出口22的流动(例如通过入口20,进入内部部分134,从出口22出去)。
[0029] 如图6A所示,第一电磁阀18的底表面136可以布置在底座部分92的顶表面137的第一部分上或与之相邻,密封件138(例如O形圈)可以布置在第一电磁阀18的底表面136与底座部分92的顶表面137之间。密封件138可以(至少部分地)布置在凹槽139、140中,凹槽139、140分别形成于第一电磁阀18的底表面136与底座部分92的顶表面137的每一个中。凹槽
139、140和密封件138可以具有环形形状(当垂直于底座部分92的顶表面137观看时),凹槽
139、140和密封件138可以围绕第一电磁阀18的出口22和入口20以防止在第一电磁阀18的底表面136与底座部分92的顶表面137之间形成的缝隙之间的流体泄露(从第一电磁阀18的入口20到出口22流动)。第一电磁阀18可以包括由素钢(例如,碳钢)和/或(镀铬黄铜)制成的组件。
[0030] 第一电磁阀18可以与处理器42通信(例如,通过通信线路123),处理器可以提供一个或多个信号以将阀构件24从打开位置28移动到关闭位置26和/或从关闭位置26到打开位置28。例如,处理器42可以提供第一信号以将阀构件24从关闭位置26移动到打开位置28和/或提供第二信号以将阀构件24从打开位置28移动到关闭位置26。
[0031] 第二电磁阀30可以具有入口32,该入口与中间通道52的第二端56和与排气通道66的第一端68连通的出口34连通。第二电磁阀30还具有阀构件36,可以在关闭位置38(图5B中所示)与打开位置40(图5A中所示)之间移动,第二电磁阀30可以是常闭阀。参考图5A,第二电磁阀30还可以具有内部部分135,其可以是在阀构件36处于打开位置40时,第二电磁阀30的内部中与入口32和出口34流体连通的体积。具体而言,内部部分135可以是纵向(沿可以平行于纵轴96的轴155)从第二电磁阀30的第一端156(例如相邻于入口32和/或出口34的点)延伸到布置在第一端156与纵向相对的第二端158之间的点157的体积。横向壁163可以延伸通过或相邻于点157,横向壁163可以垂直于(或基本上垂直于)轴155。内部部分135可以进一步由一个或多个侧壁159限定,侧壁159可以沿(或基本上沿)轴155延伸。内部部分135可以包括隔膜160的全部或部分,隔膜160可以固定到阀构件36(或是其部分)。在一些示例中,内部部分135可以部分地由隔膜160的底表面161限定,由于隔膜沿轴155平移,内部部分135还可以随隔膜160平移而改变形状。在其他实施例中,点157在隔膜160竖直上方,内部部分135是固定体积。在关闭位置38,可以阻止从入口32到出口34的流动。在打开位置40,可以允许从入口32到出口34的流动(例如通过入口32,进入内部部分135,从出口34出去)。
[0032] 如图6B所示,第二电磁阀30的底表面141可以布置在底座部分92的顶表面137的第二部分上或与之相邻,密封件142(例如O形圈)可以布置在第二电磁阀30的底表面141与底座部分92的顶表面137之间。密封件142可以(至少部分地)布置在凹槽143、144中,凹槽143、144分别形成于第二电磁阀30的底表面141与底座部分92的顶表面137的每一个中。凹槽
143、144和密封件142可以具有环形形状(当垂直于底座部分92的顶表面137观看时),凹槽
143、144和密封件142可以围绕第二电磁阀30的出口34和入口32以防止在第二电磁阀30的底表面141与底座部分92的顶表面137之间形成的缝隙之间的流体泄露(从第二电磁阀30的入口32到出口34流动)。
[0033] 第二电磁阀30可以与处理器42通信(例如,通过通信线路124),处理器可以提供一个或多个信号以将阀构件24从打开位置40移动到关闭位置38和/或从关闭位置38到打开位置40。例如,处理器42可以提供第一信号以将阀构件24从关闭位置26移动到打开位置40和/或提供第二信号以将阀构件24从打开位置40移动到关闭位置38。第二电磁阀30可以包括由碳素钢(例如,镀铬碳钢)和/或黄铜(镀铬黄铜)制成的组件。
[0034] 一个或多个压力换能器126可以耦合到处理器42或与之通信,一个或多个压力换能器126(或压力传感器)可以适于测量在多个通道97的一个或全部的所希望部分中的压力。可以使用任何合适类型的压力换能器126,诸如具有用于隔膜的陶瓷型材料的压力换能器126。在一些实施例中,可以放置或布置压力换能器126以测量在中间通道52和/或出口通道58中的压力。例如,如图1所示,具有管通道164的圆柱形管128可以固定到底座部分92,相邻于底座部分92的通道129的孔,该孔与中间通道52和/或出口通道58连通,可以围绕圆柱形管128的一部分(例如端部86)或相邻于(可以密封地接合)底座部分92的一部分或相邻于底座部分92的通道129布置密封件85(例如,O形圈)。密封件85可以防止控制流体从底座部分92的通道129到由圆柱形管128限定的管通道128的泄漏。圆柱形管128的管通道164和通道129可以(至少部分地)限定换能器通道130,该换能器通道与中间通道52和/或出口通道58连通,并且可以垂直向上且平行于或沿纵轴96延伸。压力换能器126可以固定或耦合到圆柱形管128,可以布置在或相邻于换能器通道130的端部132,换能器126的顶部145可以相邻于电路板84的底部146布置。一个或多个压力换能器126可以是本领域中已知的任何类型的换能器或传感器,如数字,模拟和/或机械传感器。
[0035] 电动-气动控制器的10可能是比例-积分-微分(“PID”)控制器,其计算误差值,作为测量的过程变量和所期望的设定值之间的差,PID控制器试图通过借助使用受操纵变量的调整过程来使得误差最小。为此,当希望增大致动器64的体积122中的压力时,处理器42发送适当的信号打开第一个电磁阀18,并关闭第二电磁阀30。结果,第一电磁阀18的阀构件24移动到打开位置28,允许流体从源50通过输入通道44,通过中间通道52,通过出口通道
58,并进入气动致动器64的体积122,从而增大体积122内部的压力。当第二电磁阀30的阀构件36移动到关闭位置38时,防止来自致动器64的体积122的流体流过第二电磁阀30并排放到大气71。
[0036] 当希望减小在致动器64的体积122中的压力时,处理器42发送适当的信号关闭第一电磁阀18,并打开第二电磁阀30。结果,第一电磁阀18的阀构件24从打开位置28移动到关闭位置26,防止来自源50的流体通过输入开口44,中间通道52,出口通道58,并进入气动致动器64的体积122中。当第二电磁阀30的阀构件36从关闭位置38移动到打开位置40时,允许来自致动器64的体积122的流体流过出口通道58,中间通道52,和出口通道66排放到大气71。通过按照所希望的调整气动致动器64的体积122中的压力,可以精确控制控制阀(未示出)的阀构件(未示出)的位置。
[0037] 在一些应用中,源50可以包括非惰性控制流体(例如,天然气)。由于非惰性控制流体可以是易燃的,必须采取预防措施,以防止非惰性控制流体的点燃。例如,布置在外壳组件12内(例如,在盖帽部分94的内部93内)的处理器42及相关电子设备可以本质上是安全的,这意味着相关的电压和/或电流被调节到低于会点燃非惰性控制流体的值的最大值。然而,这种本质上安全的电子设备可能需要相当大的对提供有传统控制器的现有非本质上安全的电子设备的重新设计,因此提供本质上安全的电子设备显著增加了控制器的成本。代替提供本质上安全的电子设备,可以将隔爆屏障布置在外壳组件12(其包含处理器42、通信线路123,124及相关电子设备)内,具体而言,至少部分布置在布置于外壳组件12内的多个通道97内。隔爆屏障组件74防止如果非惰性控制流体被处理器42或相关电子设备点燃时爆炸燃烧逸出到屏障外部。
[0038] 因此,在使用非惰性气体作为控制流体的电动-气动控制器10的一些实施例中,隔爆屏障组件74可以包括一个或多个隔爆接合部75,如图1所示。每一个隔爆接合部75可以布置在多个通道97的所希望的一个中,以防止或限制由于非惰性过程流体的点燃而发生的明火或爆炸的扩散。每一个隔爆接合部75可以是阻火器76。阻火器76通过从以亚音速蔓延的火焰锋面吸收热量而起作用,从而将燃烧气体/空气混合物降低到其自燃温度以下并熄灭火焰。如图3a和3b所示,每一个阻火器76可以是细长的,沿轴77从第一端82延伸到开放的第二端83,在第一端82与第二端83之间的距离可以为9.5mm。每一个阻火器76可以沿该轴确定形状和尺寸,以紧密配合在多个通道97任意一个的所希望部分内(例如,通道44,52,58,66)。
[0039] 如图3B所示,每一个阻火器76可以具有外壁78,外壁78可以是细长的,可以沿轴77从阻火器76的第一端82延伸到第二端83,外壁78可能圆柱形状。可以确定外壁78的大小和尺寸以紧密配合在多个通道97任意一个的所希望部分内,外壁78的外表面79的横截面形状可以对应于多个通道97中布置阻火器76的一个的内部形状。从外表面79向内偏移的内表面81的横截面形状还可以对应于外表面79的形状。例如,外壁78的外表面79和内表面81的横截面形状及多个通道97中所述一个的内部形状的每一个都可以是环形。在外壁78与构成布置阻火器76的通道97的壁之间的间隙可以具有0.1mm的最大值。端壁80可以布置在阻火器
76的第一端82,端壁可以垂直于轴77。整个阻火器76可以是单一的整体组件,可以通过烧结工艺制成(即可能是烧结组件)。即,细金属粉末(如具有最小密度45%的烧结金属316L SST)可以在压力下被压缩,以产生“杯”形的端壁80和外壁78。随后热处理半成品阻火器76以保持“杯”形。在完成的烧结阻火器76中,最大孔径可以为62微米,标称孔径可以为20微米。更小的最大孔径也可能的,更小的标称孔径同样如此(例如,在20和10微米之间)。从点燃的非惰性气体所产生的火焰的热量可以通过在阻火器76的烧结端壁80中形成微孔吸收,在烧结端壁80上的压降也可以禁止或减少火焰通过阻火器76蔓延。每一个阻火器都可以以本领域中已知的任何方式固定在多个通道97任意一个的所希望部分内(例如,通道44,52,
58,66)。例如,卡环(未示出)可以围绕外壁78的外表面79的外周部分布置,卡环可以接合在多个通道97任意一个的所希望部分中形成的圆周凹槽。
[0040] 如图1所示,第一隔爆接合部75a(例如,第一阻火器76a)可以布置在输入通道44中。第一隔爆接合部75a可以布置在输入通道44的第一段102中,第一隔爆接合部75a可以与输入通道44的第一端46相邻。第二隔爆接合部75b(例如,第二阻火器76b)可以布置在出口通道58中,第二隔爆接合部75b可以布置在第一端60和第二端62之间。第三隔爆接合部75c(例如,第三阻火器76c)可以布置在排气通道66中。第三隔爆接合部75c可以设置在排气通道66的第二段120中。第三隔爆接合部75c可以与排气通道66的第二端70相邻。
[0041] 隔爆接合部75(例如,第一隔爆接合部75a、第二隔爆接合部75b、第三隔爆接合部75c)在多个通道97中所希望的一个(例如,通道44、58、66)内的位置至少部分地限定了多个通道97的至少一部分内的第一区域14(例如,多个通道97的存在非惰性控制流体并能够点燃的部分)。如图1和图7所示,第一区域14因而可以包括或包含输入通道44的全部或部分(例如,输入通道44在第一隔爆接合部75a和输入通道44的第二端48之间的部分),中间通道
52的全部或部分(例如,在中间通道52的第一端54和第二端56之间的),出口通道58的全部或部分(例如,出口通道58在第二隔爆接合部75b和出口通道58的第一端60之间的部分),以及排气通道66的全部或部分(例如,排气通道66在第一端68和第三隔爆接合部75c之间的部分)。
[0042] 仍参考图1和图7,第一区域14还可以包括或包含第一电磁阀18的内部部分134的全部或部分和入口20和/或出口22的全部或部分(即限定或至少部分地限定入口20和/或出口22的全部或部分的第一电磁阀18的通道或管路)。第一区域14可以进一步包括或包含第二电磁阀30的内部部分135的全部或部分和入口32和/或出口34的全部或部分(即限定或至少部分地限定入口32和/或出口34的全部或部分的第二电磁阀30的通道或管路)。第一区域14还可以包括或包含换能器通道130的全部或部分(例如,圆柱形管128的管通道164和底座部分92的通道129的全部或部分)。例如,第一区域14可以包括换能器通道130从中间通道52和/或出口通道58直到或相邻于端部132的全部或部分。第一区域14还可以包括压力换能器
126的全部或部分。
[0043] 隔爆接合部75(例如,第一隔爆接合部75a、第二隔爆接合部75b、第三隔爆接合部75c)可以被放置在多个通道97中与可以被由于点燃的火焰的蔓延而受到灾难性伤害的组件相连通的部分。例如,第一隔爆接合部75a可以布置在输入通道44的第一段102中以防止火焰向非惰性控制流体的源50蔓延。第二隔爆接合部75b可以布置在出口通道58中以防止火焰向致动器64和控制阀(未示出)蔓延。第三隔爆接合部75c(例如,第三阻火器76c)可布置在排气通道66中以防止火焰向大气72蔓延。任何另外的隔爆接合部75可以被包括或放置在多个通道97的其他任何一个中(包括没有明确公开的通道,如通过底座部分92延伸以容纳压力传感器或换能器的通道)以防止火焰通过该通道蔓延。
[0044] 如此进行配置,可以由隔爆屏障组件74至少部分地限定隔断墙和隔爆接合部。具体而言,阻火器76(及相关卡环)可以限定隔爆接合部75。隔断墙可以由底座部分92、第一电磁阀18、第二电磁阀30、密封件85(围绕圆柱形管128的一部分布置)、密封将138、142(布置在第一电磁阀18、第二电磁阀30与底座部分之间)、管128、和/或换能器126的全部或部分限定。隔断墙和隔爆接合部可以协调配合以限定第一区域14。因而在第一区域14的边界外产生第二区域16,第二区域16可以包括在内部部分134外的第一电磁阀18的全部或部分及在内部部分135外的第二电磁阀30的全部或部分。
[0045] 借助如所述布置的隔爆屏障组件74和如所述限定的第一区域14与第二区域16,没有被认证使用非惰性控制流体的现有电动-气动控制器10可以改装为使用这种非惰性控制流体。因此,如果唯一可用的(或经济上可行的)的控制流体是非惰性控制流体(例如,天然气),可以迅速和经济地修改一个或多个现有的电动-气动控制器10,不必用昂贵的本质上安全的电子设备替换现有的电子设备。此外,隔爆接合部全部或部分地提供且限定在第一区域14(也称为“区域0”)和第二区域16(也称为“区域1”)之间受到认证的屏障,符合IEC 60079-0,60079-1,和60079-26标准。
[0046] 尽管以上说明了多个实施例,但本公开内容并非旨在局限于此。可以对所公开的实施例做出改变,其仍在所附权利要求书的范围内。
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