[发明专利]用于阀控制应用的微型发电机

说明书

相关申请的交叉参考

该申请是2010年3月2日提交的未决的美国临时专利申请序列No.61/309,604的非临时申请，该美国临时专利申请的整个内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及阀控制领域，并且更具体地，本发明的实施例涉及用于增强阀控制装置的功能性的微型涡轮发电的领域。

背景技术

目前许多阀用气动致动器驱动来打开和关闭。为了能够操作，这种致动器需要持续的压缩空气供应源。当用这种阀成为自动控制环路的一部分（即，来支持过程自动化）时，阀借助于被称为控制装置的阀定位器或者电磁阀来控制（定位）。

控制装置用来打开、关闭、或者调制附接了该控制装置的阀的位置。大多数情况下，这些控制装置是电子装置，因此需要电力源来操作。这带来了挑战，因为这种被自动控制的阀的最大市场是常位于危险和/或难以到达的地域中的油气工业、石化工业和化学工业。这对电子装置以及对该装置的电源的易接近性（accessibility）强加了严峻的限制。

欠缺充足的电源是难以构建出具有大量功能性的控制装置（以及其它类型的现场装置）的。例如，许多现场装置并不具有可以在手机中找到的相同性能，诸如全色图形显示器、大量RAM等等。因而，需要一种用于在各种操作环境中为阀控制器供电以提供增强的功能性的改进的装置。

发明内容

所披露装置是一种被集成在气动阀控制器中的微型发电机，该微型发电机由同一个用于操作阀的压缩空气供应源供以动力。结果得到了一种高度可靠的电力源，其可以被用来为在包括危险应用场合和分类应用场合的各种应用场合中使用的现场装置提供增加的功能性。

在一个实施例中，微型发电机包括连接到小型直流发电机的微型涡轮，和用于驱动微型涡轮以经由发电机发电的压缩空气源。所披露的布置可以减轻上文提及的与现有阀控制装置相关的一些限制。

本发明披露了一种用于向阀控制系统供电的系统。该系统包括压缩空气供应源和气动地连接到该压缩空气供应源的阀控制器。所述阀控制器还可以具有用于显示控制器的状态的电子器件。主电源向阀控制器的电子器件供电。该系统还包括与阀控制器通信以显示阀控制器的状态的电子现场装置。该系统还包括气动地连接到压缩空气供应源的微型涡轮发电机。微型涡轮发电机被构造成将来自压缩空气供应源的动力转化成电力。微型涡轮发电机还电连接到现场装置以便向电子现场装置供电。

本发明披露了一种用于向阀控制装置供电的方法。该方法可以包括：为阀控制器提供压缩空气供应源，所述阀控制器具有用于显示该控制器的状态的电子器件；为电子器件供电；使用与阀控制器通信的电子现场装置来显示所述阀控制器的状态；使用气动地连接到压缩空气供应源的微型涡轮发电机将来自压缩空气供给装置的动力转化成电力；以及，将电力提供给电子现场装置。

附图说明

附图示出了所披露装置的示例性实施例，这些示例性实施例迄今被设计用于实际应用所披露装置的原理，并且其中：

图1是结合有所披露微型发电机的阀控制系统的示意图；

图2是图1的系统的方框图；

图3是用在图1的系统中的微型涡轮发电机的剖视图；并且

图4是被安装在示例性滑阀中的图3的微型发电机的剖视图。

具体实施方式

所披露系统采用了由微型发电机（常称为微型涡轮发电机（MTG））产生的补充电力，所述微型发电机由同一个用于操作相关联的气动阀的压缩空气源供以动力。微型涡轮发电机将另外的电力提供给各种现场装置中的任一个现场装置。与主电源并联地提供这种另外的电力，但该另外的电力与主电源保持分离。

参照图1，示出了一种阀控制系统1，该阀控制系统包括被气动操作的球阀2、气动阀控制器4、用于操作气动阀控制器的压缩空气供应源6、与压缩空气供应源连接的微型涡轮发电机8、主电源10、本质安全栅（IS barrier）12、和现场装置14。将应当理解，不是在所有应用场合中都需要本质安全栅12，但是对于危险环境应用场合而言通常需要它。