[实用新型]用于控制阀的故障-安全系统

说明书

一种用于控制阀的故障‑安全系统，具有电信号和功率故障‑安全模块以及与该电信号和功率故障‑安全模块的输出进行通信的压力故障‑安全模块。该电信号和功率故障‑安全模块监测提供给定位器的控制信号和加压流体，并包括超低功率消耗阀。在正常操作中，电信号和功率故障‑安全模块处于第一位置，以允许加压流体传递到压力故障‑安全模块；并且压力故障‑安全模块处于第一位置，以允许定位器和控制阀的致动器之间的通信。当加压流体的压力下降低于设定点时，压力故障‑安全模块移动到第二位置以将致动器移动到安全位置。当控制信号丢失或中断时，电信号和功率故障‑安全模块移动到第二位置，以将加压流体的压力节流在设定点以下、或阻止加压流体流向压力故障‑安全模块，这将压力故障‑安全模块移动到第二位置以将致动器移动到安全位置。

技术领域

本公开内容总体上涉及控制阀，并且更具体而言，涉及用于控制阀的故障-安全系统。

背景技术

控制阀是过程控制系统中的关键部件，并且基于从控制器或定位器接收的压力和/或电信号进行操作。当控制阀经历故障模式(例如，压力和/或电信号丢失或落入未预料到的程度)时，控制阀将不能正确地工作，这可能损坏整个过程控制系统。为了阻止这种情况，某些控制阀利用故障-安全设备以确保过程控制系统在任何工作条件下，特别是在故障模式中都是安全的。故障-安全设备的工作原理是将控制阀移动到安全位置(例如，完全打开、关闭、或其它安全位置)，以在故障(例如，压力损耗、电信号损耗或功率损耗)发生时保护过程控制系统。

目前，典型的控制阀故障-安全系统包括电磁阀(电气故障-安全)和开关阀或跳闸阀(压力故障-安全)，如果需要的话该开关阀或跳闸阀具有体积罐(volume tank)。在电信号损耗的情况下，电磁阀将控制阀移动到安全位置。在压力损耗的情况下或当气动压力下降到预定的设定点以下时，(可能具有体积罐的)开关/跳闸阀将控制阀移动到安全位置。

参考图1，示出了典型的控制阀故障-安全系统的一个示例，其包括具有双动式活塞致动器611的控制阀610。控制阀610由定位器605(例如，DVC 6200)通过助力器606而被控制，并且该控制阀610通过电气位置发送器607和限位开关608传送位置。定位器605通过过滤器601和调节器602，从加压流体供应源600接收加压流体。

用于控制阀610的故障-安全系统，包括：一对电磁阀609、跳闸阀604，该对电磁阀609用于在控制信号损耗的情况向定位器605提供电气故障-安全，该跳闸阀604用于在来自加压流体供应源600的加压流体损耗、或加压流体的压力下降低于设定点的情况下向定位器605提供压力故障-安全。在图1所示的系统中，跳闸阀604与体积罐603进行通信，并且该跳闸阀604具有与控制阀610的致动器611的相对压力室进行通信的输出，该输出中的一个输出通过快速释放阀610被连接。

在图1所示的典型系统中出现的一个问题在于根据IEC60381-1:1982，由定位器605使用的模拟控制信号通常为4-20mA或1-5V。然而，对于驱动电磁阀609来说该控制信号太低。因此，为了驱动电磁阀609，需要功率(信号)比较器和另外的24VDC电源。

实用新型内容

根据本实用新型的一个示例性方面，一种用于控制阀的故障-安全系统，包括：电信号和功率故障-安全模块以及与该电信号和功率故障-安全模块的输出进行通信的压力故障-安全模块。该电信号和功率故障-安全模块接收还提供给定位器的控制信号和加压流体，并包括超低功率消耗阀。在正常操作中，电信号和功率故障-安全模块处于第一位置，以允许加压流体通过该电信号和功率故障-安全模块到该压力故障-安全模块，并且该压力故障-安全模块处于第一位置，以允许定位器与控制阀的致动器之间的通信。当加压流体的压力下降低于设定点时，压力故障-安全模块移动到第二位置以将致动器移动到安全位置。当控制信号丢失或中断时，电信号和功率故障-安全模块移动到第二位置，以将加压流体的压力节流在设定点以下、或阻止加压流体流向压力故障-安全模块，这将压力故障-安全模块移动到第二位置以将致动器移动到安全位置。