[实用新型]电动气动换能器、闭锁电动气动换能器

说明书

本实用新型提供了集成式换能器。用于连接到流体压力源的换能器，其具有用于通过电输入信号来设定气动输出的机构。换能器提供下部壳体组件和上部壳体组件。下部壳体组件包括构造成接收供应喷嘴的下部壳体。供应喷嘴与供应端口流体连通并且通过内部流体通道与下部壳体的输出端口间歇地流体连通。上部壳体组件包括构造成接收线圈和电枢的上部壳体，使得上部壳体、线圈和电枢限定闭锁电磁回路，该闭锁电磁回路提供电枢与下部壳体组件的供应喷嘴的交替接触。

技术领域

本公开内容总体涉及过程控制系统中的现场仪表，并且更具体而言，涉及用于控制过程控制系统中的阀的电动气动转换器。

背景技术

工业加工厂在从控制炼油厂中的过程流程到维持油罐区中的液位的各种应用中使用控制阀。通常是自动化的控制阀用于通过像可变孔口(orifice) 或通道一样工作来管理这种流体流动。通过控制诸如阀塞的内部阀部件，可以精确调节通过阀体的产品量。控制阀通常使用由远程操作的现场仪器控制的压力操作的致动器来自动化。现场仪表与过程控制计算机进行通信，以控制阀内的流体流量变化，以通过压力操作致动器实现工厂操作员所需的控制策略。诸如电流-压力换能器之类的电动气动转换器通常用于现场仪表中，以将电信号转换为体积流量或压力输出以控制致动器并因此控制控制阀。

当前的电动气动转换器或者提供连续的、成比例的电流-压力转换或者提供间歇或者脉冲模式的电流-压力转换。现有的连续转换式电动气动转换器在操作过程中会持续消耗或排放空气。在某些应用中，高空气消耗量是不希望的，诸如当现场仪表和电动气动转换器的流体供应是类似于天然气的过程介质时。例如，与在流体供应系统中提供额外容量相关的成本可能是相当大的。另外，这种过程介质的不断排放既昂贵又对环境造成浪费。或者，电流脉冲模式电动气动转换器通常基于压电技术或多个螺线管配置。诸如由德国Altenstadt的Hoerbiger股份有限公司提供的已知设计的压电设计可能实施起来非常耗电的并且相对昂贵。此外，压电设计由于压电效应在大约-20摄氏度下开始降低的事实而受到温度限制。另外，由于电磁回路的复制，多个螺线管设计是复杂的并且制造成本昂贵。

实用新型内容

鉴于上述问题，本公开内容的第一方面提供了一种下部块组件，所述下部块组件包括下部壳体和供应喷嘴。所述供应喷嘴与供应端口流体连通并且通过内部流体通道与下部壳体的输出端口间歇流体连通。所述下部壳体还包括排出孔，所述排出孔与排出端口流体连通并且通过所述内部流体通道与所述下部壳体的所述输出端口间歇流体连通；以及上部块组件。所述上部块组件包括上部壳体、线圈和电枢，所述上部壳体、线圈和电枢限定闭锁电磁回路，所述闭锁电磁回路在设置有所述下部壳体组件的所述供应喷嘴的阀塞上提供所述电枢的交替接触力。所述线圈被布置为接收电输入信号以激活和去激活电磁回路以将输出端口闭锁在高输出状态和低输出状态，并且所述电枢包括多个铰链。所述铰链提供与磁力矩相反的弹簧力矩，以交替地将所述电枢闭锁成紧邻所述上部壳体以及不与所述上部壳体相邻。

在一些实施例中，所述换能器被布置为交替地调节通过所述供应端口和所述排出端口的流体流动。

在一些实施例中，所述下部壳体还被配置为接收偏置弹簧调节螺钉，并且所述上部壳体还被配置为接收偏置弹簧。

在一些实施例中，所述偏置弹簧和偏置弹簧调节螺钉相配合以提供偏置弹簧力，从而偏置所述电磁回路的所述电枢。

在一些实施例中，所述电动气动换能器被布置为连接到气动供应源，并且其中，所述换能器还被布置为在大约20psig到150psig的范围内的气动供应压力下进行操作。

在一些实施例中，所述上部壳体组件和所述下部壳体组件的预定热膨胀系数相配合，以提供大约+85摄氏度至-60摄氏度的操作温度范围。

在一些实施例中，内部流体通道还包括压力腔室、供应端口孔、排出端口孔和输出孔。