[发明专利]用于控制和监测致动阀的系统和方法

权利要求书

1.一种致动阀系统，其包括：

阀，所述阀包括流量控制阀元件；

致动器，所述致动器与所述阀组装在一起，并且包括流体驱动的致动器构件，所述流体驱动的致动器构件与所述阀元件操作性地连接，并且响应于所述致动器的入口端口的加压而能够与所述阀元件一起从正常位置移动到致动位置；

阀控制模块，所述阀控制模块包括与所述致动器入口端口连接的致动端口、用于与加压流体源连接的加压端口以及排出端口，所述阀控制模块包括导向阀装置，所述导向阀装置能够在第一状况、第二状况以及第三状况之间操作，所述第一状况允许在所述加压端口与所述致动端口之间的流动并阻止在所述致动端口与所述排出端口之间的流动以对所述致动器入口端口进行加压，所述第二状况阻止在所述加压端口与所述致动端口之间的流动并阻止在所述致动端口与所述排出端口之间的流动以将加压流体捕获在所述致动器入口端口中，所述第三状况阻止在所述加压端口与所述致动端口之间的流动并允许在所述致动端口与所述排出端口之间的流动以使所述致动器入口端口排放；

传感器，所述传感器与所述致动器入口端口流体连通以测量所述致动器入口端口中的流体状况；以及

控制器，所述控制器与所述传感器以及与所述导向阀装置电路连通，以使所述导向阀装置操作到所述第一状况、所述第二状况和所述第三状况，其中所述控制器被配置为响应于从所述传感器传达到所述控制器的所测量流体状况来自动地调整所述导向阀装置的操作；

其中所述致动器包括偏置弹簧装置，所述偏置弹簧装置具有弹簧刚度，所述弹簧刚度被配置成使得将所述致动器构件和阀元件从所述正常位置移动到所述致动位置所需的所述致动器压力比从所述正常位置开始致动器行程所需的所述致动器压力大至少50％。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述导向阀装置包括将所述加压端口与所述致动端口连接的第一截止阀，以及将所述排出端口与所述致动端口连接的第二截止阀。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述导向阀装置包括将所述致动端口与所述加压端口和所述排出端口中的每一者连接的切换阀，所述切换阀能够在对应于所述第一状况的第一位置、对应于所述第二状况的第二位置以及对应于所述第三状况的第三位置之间移动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述传感器包括压力传感器。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述传感器设置在所述阀控制模块中。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述控制器设置在所述阀控制模块中。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述偏置弹簧装置的所述弹簧刚度被配置成使得将所述致动器构件和阀元件从所述正常位置移动到所述正常位置与所述致动位置之间的中点位置所需的所述致动器压力比从所述正常位置开始所述致动器行程所需的所述致动器压力大至少30％。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中当所述阀元件处于所述正常位置时，所述偏置弹簧装置的弹簧刚度比所述偏置弹簧装置的弹簧力大五倍。

9.一种致动阀系统，其包括：

阀，所述阀包括流量控制阀元件；以及

致动器，所述致动器与所述阀组装在一起，并且包括流体驱动的致动器构件，所述流体驱动的致动器构件与所述阀元件操作性地连接，并且响应于所述致动器的入口端口的加压而能够与所述阀元件一起从正常位置移动到致动位置；以及偏置弹簧，所述偏置弹簧被配置为响应于所述加压致动器的排放而使所述致动器构件和阀元件从所述致动位置返回到所述正常位置；

其中所述偏置弹簧装置具有弹簧刚度，所述弹簧刚度被配置成使得将所述致动器构件和阀元件从所述正常位置移动到所述致动位置所需的所述致动器压力比从所述正常位置开始致动器行程所需的所述致动器压力大至少50％。