具有電子閥檢漏系統(tǒng)的氣閥的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有電子閥檢漏系統(tǒng)的氣閥
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)相關(guān)于2011年12月15日提交的且題為Gas Valve With Electronic Proofof Closure System的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/326，366、2011年12月15日提交的且題為GasValve With Electronic Valve Proving System 的美國(guó)申請(qǐng) N0.13/326，353、2011 年 12月 15 日提交的且題為 Gas Valve with High/Low Gas Pressure Detect1n 的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/326，357、2011 年 12 月 15 日提交的且題為 Gas Valve With Fuel Rate Monitor 的美國(guó)申請(qǐng) N0.13/326，691、2011 年 12 月 15 日提交的且題為 Gas Valve With OverpressureDiagnostics 的美國(guó)申請(qǐng) N0.13/326，355、2011 年 12 月 15 日提交的且題為 Gas Valve WithValve Leakage Test的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/326，358、2011年12月15日提交的且題為GasValve With Electronic Cycle Counter 的美國(guó)申請(qǐng) N0.13/326，361 以及 2011 年 12 月 15日提交的且題為Gas Valve With Communicat1n Link的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/326，523，所有這些美國(guó)申請(qǐng)均通過(guò)引用以其整體并入本文并用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開(kāi)總體上涉及閥，并且更特別地涉及氣閥組件。
【背景技術(shù)】
[0003]閥通常與用于調(diào)節(jié)流體流量的許多器具協(xié)同使用。例如，氣閥常常被并入燃?xì)馄骶咧校哉{(diào)節(jié)去往燃燒室或燃燒器的氣體的流量。這類(lèi)燃?xì)馄骶叩氖纠梢园ǖ幌抻谒訜崞?、爐子、鍋爐、裝在壁爐里的火爐、爐灶、烤箱、干燥機(jī)、烤架、深炸鍋、或希望控制氣體的任何其它這類(lèi)裝置。在這類(lèi)燃?xì)馄骶咧?，可以通過(guò)引燃火焰、電子點(diǎn)火源或其它點(diǎn)火源來(lái)點(diǎn)燃?xì)怏w，使得氣體在燃燒器元件處燃燒，從而產(chǎn)生用于器具的熱量。在許多情況下，響應(yīng)于來(lái)自控制裝置比如恒溫器或其它控制器的控制信號(hào)，氣閥可以在阻止氣體流動(dòng)的關(guān)閉位置與允許氣體流動(dòng)的打開(kāi)位置之間移動(dòng)。在一些情況下，氣閥可以是調(diào)節(jié)氣閥，其允許氣體以處于完全打開(kāi)位置與完全關(guān)閉位置之間的一個(gè)或多個(gè)中間流量流動(dòng)。附加地或替代地，在一個(gè)或多個(gè)其它應(yīng)用中使用閥來(lái)控制流量(例如，比如液體或氣體等流體的流量或其它材料的流量)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開(kāi)總體上涉及閥，并且更特別地涉及氣閥組件。在一個(gè)例示性而非限制性的示例中，閥組件可以構(gòu)造成控制去往燃燒器具的燃料流，其中燃燒器具可以在操作循環(huán)序列期間循環(huán)接通和關(guān)閉。閥組件在一些情況下可以在操作循環(huán)期間和/或操作循環(huán)之間執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)閥檢漏測(cè)試，來(lái)幫助確保一個(gè)或多個(gè)閥恰當(dāng)?shù)仃P(guān)閉。
[0005]在一個(gè)例示性實(shí)施例中，所述閥組件可以包括閥體，其具有進(jìn)口和出口，以及在進(jìn)口與出口之間延伸的流體路徑。所述閥組件可以包括:第一閥，其位于所述進(jìn)口與所述出口之間的流體路徑中；和第二閥，其位于所述進(jìn)口與所述出口之間的流體路徑中，處于第一閥的下游，且在第一閥與第二閥之間限定出中間體積?？梢栽陂y組件中包括第一和第二閥致動(dòng)器，使得第一和第二閥致動(dòng)器可以能夠在關(guān)閉進(jìn)口與出口之間的流體路徑的關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間分別移動(dòng)第一和第二閥。
[0006]所述閥組件可以包括壓力傳感器，其與第一閥與第二閥之間的中間體積處于流體連通，用于感測(cè)與中間體積中的壓力相關(guān)的量度。閥控制器可以操作地聯(lián)接至第一閥致動(dòng)器、第二閥致動(dòng)器和壓力傳感器。在一些情況下，閥控制器可以構(gòu)造成:識(shí)別第一閥和第二閥均處于關(guān)閉位置；識(shí)別與中間體積中由中間體積壓力傳感器感測(cè)到的壓力的壓力變化速率相關(guān)的量度；以及至少部分地基于與所述中間體積中的壓力變化速率相關(guān)的量度以及與所述中間體積的體積相關(guān)的量度來(lái)識(shí)別與泄漏速率相關(guān)的量度。閥控制器可以進(jìn)一步構(gòu)造成:將與泄漏速率相關(guān)的量度與閾值進(jìn)行比較；以及如果與泄漏速率相關(guān)的量度越過(guò)所述閾值，則輸出警報(bào)信號(hào)。
[0007]在一些情況下，閥控制器可以構(gòu)造成:識(shí)別預(yù)定持續(xù)時(shí)間；經(jīng)由第一閥致動(dòng)器關(guān)閉第一閥并且經(jīng)由第二閥致動(dòng)器關(guān)閉第二閥；以及識(shí)別與所述閥體的中間體積中的初始?jí)毫ο嚓P(guān)的量度?？梢灾辽俨糠值鼗谂c初始?jí)毫ο嚓P(guān)的量度以及所識(shí)別的預(yù)定持續(xù)時(shí)間來(lái)通過(guò)閥控制器確定用于閥檢漏測(cè)試的閾值。閥控制器于是可以在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間識(shí)別與中間體積中的壓力相關(guān)的量度，并且將與中間體積中的壓力相關(guān)的所識(shí)別的量度與所確定的閾值進(jìn)行比較，并且如果與中間體積中的壓力相關(guān)的量度越過(guò)閾值，則輸出警報(bào)信號(hào)。
[0008]在一些情況下，對(duì)氣閥組件執(zhí)行閥檢漏測(cè)試的方法可以包括:關(guān)閉第一閥和第二閥；識(shí)別與由中間體積壓力傳感器感測(cè)到的壓力的壓力變化速率相關(guān)的量度；以及至少部分地基于與中間體積中的壓力變化速率相關(guān)的量度以及與中間體積的體積相關(guān)的量度來(lái)識(shí)別與泄漏速率相關(guān)的量度。然后，所述方法可以包括:將與泄漏速率相關(guān)的量度與閾值進(jìn)行比較；以及如果與泄漏速率相關(guān)的量度越過(guò)所述閾值，則輸出警報(bào)信號(hào)。
[0009]前述
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供來(lái)幫助理解本公開(kāi)獨(dú)有的一部分創(chuàng)新性特征，并不旨在成為完整的說(shuō)明。通過(guò)作為整體來(lái)理解整個(gè)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要，能獲得被本公開(kāi)的全面理解。
【附圖說(shuō)明】
[0010]結(jié)合附圖考慮以下對(duì)多個(gè)例示性實(shí)施例的詳細(xì)描述可以更全面地理解本公開(kāi)，附圖中:
圖1是一例示性流體閥組件的示意性透視圖；
圖2是圖1的例示性流體閥組件的示意性第一側(cè)視圖；
圖3是圖1的例示性流體閥組件的示意性第二側(cè)視圖，其中第二側(cè)視圖來(lái)自與第一側(cè)視圖相反的一側(cè)；
圖4是圖1的例示性流體閥組件的示意性輸入側(cè)視圖；
圖5是圖1的例示性流體閥組件的示意性輸出側(cè)視圖；
圖6是圖1的例示性流體閥組件的示意性俯視圖；
圖7是沿圖4的線(xiàn)7-7所取的圖1的例示性流體閥組件的截面圖；
圖8是沿圖2的線(xiàn)8-8所取的圖1的例示性流體閥組件的截面圖；
圖9是示意圖，示出了與建筑物控制系統(tǒng)和器具控制系統(tǒng)通信的例示性流體閥組件，其中流體閥組件包括連接至閥控制器的差動(dòng)壓力傳感器；
圖10是示意圖，示出了與建筑物控制系統(tǒng)和器具控制系統(tǒng)通信的例示性流體閥組件，其中流體閥組件包括連接至閥控制器的多個(gè)壓力傳感器；
圖11是示意圖，示出了低氣壓/高氣壓限制控制裝置的例示性示意圖；
圖12是示意圖，示出了例示性的示意性閥控制裝置和燃燒器具控制裝置，其中控制裝置經(jīng)由通信鏈路連接；
圖13是示意圖，示出了與燃燒器具協(xié)同使用的例示性閥控制和關(guān)閉指示系統(tǒng)；
圖14-17是用于感測(cè)例示性閥組件內(nèi)的閥的位置和/或狀態(tài)的不同方法的多個(gè)例示性示意圖；
圖18和19是示意性的壓力對(duì)時(shí)間的坐標(biāo)圖，示出了壓力閾值；
圖20是執(zhí)行閥檢漏系統(tǒng)測(cè)試的例示性方法的示意性流程圖；
圖21是執(zhí)行閥檢漏系統(tǒng)測(cè)試的例示性方法的示意性流程圖；并且圖22A和22B是執(zhí)行閥檢漏系統(tǒng)測(cè)試的例示性方法的示意性流程圖。
[0011]雖然本公開(kāi)服從各種修改和替代形式，但是其特定情況已經(jīng)通過(guò)示例方式在附圖中示出并且將被詳細(xì)描述。然而，應(yīng)該理解的是，并非旨在將本公開(kāi)的多個(gè)方面限制于所描述的特定例示性實(shí)施例。相反，意圖是覆蓋落于本公開(kāi)的精神和范圍內(nèi)的所有變型、等同方案和替代方案。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下描述應(yīng)該參考附圖來(lái)閱讀，其中相似的附圖標(biāo)記在各圖中表示相似的元件。詳細(xì)描述和附圖示出了數(shù)個(gè)例示性的實(shí)施例，其旨在例示所要求的公開(kāi)內(nèi)容。
[0013]任何描述用語(yǔ)，比如第一、第二、第三、第四、第五、左、右、上、下、底、頂，都并非旨在進(jìn)行限制，除非另有明確說(shuō)明。相反，這些描述用語(yǔ)可以用于表示某一特征與另一特征的關(guān)系如何，以達(dá)到清楚的目的。
[0014]氣閥可以添加至向器具(例如，燃燒器等)供給燃料和/或流體的流體路徑系統(tǒng)，或者可以單獨(dú)使用或使用在不同系統(tǒng)中。在一些情況下，氣體安全切斷閥可以被用作自動(dòng)冗余閥。冗余得以實(shí)現(xiàn)，并且很多時(shí)候是監(jiān)管部門(mén)所要求的，方法是將至少兩個(gè)安全切斷閥串聯(lián)設(shè)置。前述冗余閥可以是在現(xiàn)場(chǎng)裝配在一起的單獨(dú)的閥，和/或在單個(gè)閥體中位于一起的閥，這些冗余閥通常被稱(chēng)為雙截?cái)嚅y。依據(jù)本公開(kāi)，這些以及其它氣閥可以被裝配為包括傳感器和/或開(kāi)關(guān)和/或其它機(jī)械或電子裝置，以協(xié)助監(jiān)測(cè)和/或分析氣閥和/或所連接的器具的操作。傳感器和/或開(kāi)關(guān)可以為機(jī)電類(lèi)型或電子類(lèi)型，或者為其它類(lèi)型的傳感器和/或開(kāi)關(guān)，根據(jù)需要而定。
[0015]在一些情況下，氣閥組件可以構(gòu)造成監(jiān)測(cè)和/或控制各種操作，包括但不限于監(jiān)測(cè)流體流量和/或流體消耗、電子循環(huán)計(jì)數(shù)、過(guò)壓診斷、高氣壓和低氣壓檢測(cè)、閥檢漏系統(tǒng)測(cè)試、閥泄漏測(cè)試、閥關(guān)閉指示測(cè)試、診斷通信和/或任何其它適當(dāng)?shù)牟僮?，根?jù)需要而定。
[0016]閥組件
圖1是示意性透視圖，示出了一例示性流體(例如，氣體、液體等)閥組件10，其用于控制流向燃燒器具或其它相似或不同裝置的流體流量。在例示性實(shí)施例中，氣閥組件10可以包括閥體12，其通常可以為六面形狀或可以呈任何其它形狀(根據(jù)需要而定)，并且可以形成為單體或者可以為連接在一起的多個(gè)部件。如所示，閥體12通?？梢詾榱嫘螤?，其具有第一端部12a、第二端部12b、頂面12c、底面12d、背面12e和前面12f，如圖1_6的各視圖中示出的。術(shù)語(yǔ)頂面、底面、背面、前面、左和右是僅用于協(xié)助描述附圖的相對(duì)術(shù)語(yǔ)，并非旨在以任何方式進(jìn)行限制。
[0017]例示性閥體12包括進(jìn)口 14、出口 16以及在進(jìn)口 14與出口 16之間延伸的流體路徑或流體通道18。此外，閥體12可以包括:一個(gè)或多個(gè)氣閥口 20 (例如，第一閥口 20a和第二閥口 20b，圖7和8所示)，位于或處于流體通道18中；一個(gè)或多個(gè)燃料或氣體閥構(gòu)件，有時(shí)被稱(chēng)為閥密封構(gòu)件22，能在氣閥口 20內(nèi)移動(dòng)(例如，第一閥口 20a內(nèi)的第一閥密封構(gòu)件22a和第二閥口 20b內(nèi)的第二閥密封構(gòu)件22b，如圖7中所示)；一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器組件24 (例如，如圖8中所示);一個(gè)或多個(gè)位置傳感器48 ;和/或一個(gè)或多個(gè)閥控制器26 (例如，如圖8中所示)，其相對(duì)于閥體12固定或聯(lián)接至閥體12，和/或與壓力傳感器組件24和位置傳感器48電連通(例如，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)連接)。
[0018]閥組件10可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，用于操作其中的移動(dòng)部件。例如，閥組件10可以具有致動(dòng)器，包括但不限于一個(gè)或多個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)94(在圖1中被示為從閥體12的底面12d向下延伸)、一個(gè)或多個(gè)螺線(xiàn)管(或電磁閥)96(在圖1中被示為從閥體12的頂面12c向上延伸)以及一個(gè)或多個(gè)伺服閥98(在圖1-3中伺服閥98被示為從閥體12的頂面12c向上延伸，其中省略了第二伺服閥)，其中伺服閥98可以是3路自動(dòng)伺服閥或者可以是任何其它類(lèi)型的伺服閥。也可以采用其它致動(dòng)器，根據(jù)需要而定。
[0019]在一個(gè)例示性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)螺線(xiàn)管96可以控制一個(gè)或多個(gè)氣閥口 20是否打開(kāi)或關(guān)閉。一個(gè)或多個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)94可以在相應(yīng)的氣閥密封構(gòu)件22被相應(yīng)的螺線(xiàn)管96打開(kāi)時(shí)，確定氣閥口 20的開(kāi)口尺寸。當(dāng)然，也可以不設(shè)置一個(gè)或多個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)94，例如，當(dāng)閥組件10不是在閥打開(kāi)時(shí)允許多于一種的可選流量流過(guò)閥的“調(diào)節(jié)”閥時(shí)。
[0020]如所示，閥體12可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器和電子裝置隔室56，其在例示性實(shí)施例中，從背面12e延伸，如圖1、2和4-6所示。傳感器和電子裝置隔室56可以聯(lián)接至閥體12或者可以與閥體12 —體地形成，并且可以封裝和/或容納至少一部分的閥控制器26、壓力傳感器組件24和/或操作閥組件10所需的電子裝置，如本文所描述的。盡管隔室56可以被例示性地示為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，但是隔室56也可以是閥體12的單個(gè)結(jié)構(gòu)部分、從閥體12延伸和/或聯(lián)接至閥體12。
[0021 ] 一個(gè)或多個(gè)流體閥口 20可以包括第一氣閥口 20a和第二氣閥口 20b，其沿著流體通道18定位和/或與流體通道18連通。這是一種雙截?cái)嚅y設(shè)計(jì)。在每個(gè)氣閥口 20內(nèi)，氣閥密封構(gòu)件22可以位于在流體通道18中，并且可以圍繞軸線(xiàn)定位(例如，同心地或以其它方式)，圍繞所述軸線(xiàn)可旋轉(zhuǎn)，沿縱向和沿軸向可平移，可旋轉(zhuǎn)地平移，和/或在相應(yīng)閥口 20內(nèi)在第一位置(例如，打開(kāi)或關(guān)閉位置)與第二位置(例如，關(guān)閉或打開(kāi)位置)之間以其它方式可選擇性地移動(dòng)。閥密封構(gòu)件22的運(yùn)動(dòng)可以打開(kāi)和關(guān)閉閥口 20。
[0022]可想到的是，閥密封構(gòu)件22可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè):閥盤(pán)91、閥桿92和/或閥密封件93，用于密封住位于流體通道18中的閥座32，如圖14-17中最佳看出的；和/或有助于密封的其它相似或不同的部件。替代地，或附加地，閥密封構(gòu)件22可以包括以下結(jié)構(gòu)特征和/或部件:閘閥；閥盤(pán)在閥座上的閥；球閥；蝶形閥和/或任何其它類(lèi)型的閥，其構(gòu)造成從關(guān)閉位置操作到打開(kāi)位置以及回到關(guān)閉位置。閥密封構(gòu)件22的打開(kāi)位置可以是任何位置，其允許流體流動(dòng)穿過(guò)閥密封構(gòu)件22位于其中的相應(yīng)氣閥口 20，而關(guān)閉位置可以是閥密封構(gòu)件22在相應(yīng)閥口 20處形成至少部分密封時(shí)的位置，如圖7中所示。閥密封構(gòu)件22可以通過(guò)任何技術(shù)得到操作。例如，閥密封構(gòu)件22可以通過(guò)采用以下部件得到:彈簧31 ;致動(dòng)器30，用以克服彈簧31實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)；以及在一些情況下的位置傳感器48，用以傳感閥密封構(gòu)件22的位置。
[0023]閥致動(dòng)器30可以是任何類(lèi)型的致動(dòng)器，其構(gòu)造成在氣閥組件10和/或致動(dòng)器30的壽命期間，在多個(gè)操作循環(huán)中的每個(gè)期間，通過(guò)將閥密封構(gòu)件22從關(guān)閉位置致動(dòng)到打開(kāi)位置然后回到關(guān)閉位置，來(lái)操作閥密封構(gòu)件22。在一些情況下，閥致動(dòng)器30可以是螺線(xiàn)管致動(dòng)器(例如，如在圖7中看到的第一閥致動(dòng)器30a和第二閥致動(dòng)器30b)、液壓致動(dòng)器、磁性致動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)致動(dòng)器和/或其它相似或不同類(lèi)型的致動(dòng)器，根據(jù)需要而定。在所示示例中，閥致動(dòng)器30a、30b可以構(gòu)造成在關(guān)閉位置(其關(guān)閉閥體12的進(jìn)口 14與出口 16之間的流體通道18)與打開(kāi)位置之間選擇性地移動(dòng)閥口 20a、20b的閥或閥密封構(gòu)件22a、22bο如所論述的，圖1-8的氣閥組件10是氣體安全切斷閥或雙截?cái)嚅y的