CN1068652A - 监测再循环控制系统性能的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种监测再循环控制系统性能的方法和 设备。按照本发明，流经控制系统的液体其压力直接 由压力传感器和压差传感器在主入口处测出。在再 循环出口的液体流量调节装置具有装在活塞室内的 一个活塞的场合，也可以测出活塞室内液体的压力。 压力数据可以存储和显示出来，或传送到远处以进行 分析。

Description

本发明涉及监测再循环控制系统或阀门的性能的方法和设备，尤其涉及从远地进行所述监测的方法和装置，以力求测定阀门和系统的至关重要的性能参数，而且最好把这些测量值传送到远方的监控地点。本发明包括一个独立的数据采集和发送系统，能在设有电话通信链路的任何地方传送阀门和系统性能的测量结果。

再循环控制系统经常用于使用离心泵的场合中，用以防止离心泵过热。在低的系统需求量阶段期间，再循环控制系统会自动将流体再循环返回到储料槽中。再循环控制系统可能具有几个阀门的组合体或一个单一的再循环控制阀门。一种这样的阀门已在LOOS的美国专利4，967，783中公开，该文件这里作为参考文件列出。这种阀门是整体配套的，包括一个流量感测元件、一个旁通控制阀门和一个多级减压阀门，全部装在一体中。另几种再循环控制阀门已在美国专利4，779，639和4，914，502中公开，这两个专利也列在这里作为参考文件。

再循环控制系统或阀门的一个缺点是，装置操作人员很难确认是否该系统或阀门正在正确地运行中。而且为了检查一些具体的部件，通常要做一些不必要的拆卸和检查。然而，即便是这样做了，也不能确认在所有的系统状态下一个阀门实际上是否正在适当地工作中。尚且，阀门的检查和修理通常要由经过训练的工厂代表来执行，这就存在附加费用和安排时间表的问题。

再循环系统或阀门的重要特性需要它时时都得正确地运行。为此，本发明的一个目的是在阀门工作时监测阀门的性能。本发明的另一个目的是把性能数据传送到远方的监测地点。在监测地点处熟悉存取阀门状态的人员可以分析该数据，并向用户报告阀门的工作情况。这样可使该阀门的用户避免了由于不必需的维护和不期望的故障所致的关闭该阀门。

一种用以监测再循环控制系统性能的方法及其设备在这里公开了。根据本发明，流经该控制系统的液体的压力可由该控制系统主入口、主出口和再循环出口处的压力传感器和压差传感器直接测定。在用以调节流到再循环出口处流体流量的装置包括装在活塞室中活塞时，还可测定活塞室内液体的压力。压力数据可被存储和显示，或被传送到远地供分析用。

本发明包括一种用以监测液体所直接流经的一个再循环控制系统的性能方法，该控制系统有一个主入口、一个主出口和一个再循环出口，本发明的方法包括：在该系统的主入口处获取有关流经该系统的液体压力的数据，在该系统的主出口处获取有关流经该系统的液体压力的数据，在该系统的再循环出口处获取有关流经该系统的液体压力的数据，以及存储已得到的数据以供分析或显示用。凡在再循环控制系统具有用以调节流入再循环出口的液体流量的装置内含装在活塞室中的活塞时，本方法还可以包括在系统工作期间获取活塞室内液体压力数据的步骤。

本发明还包括一种用以监测再循环控制系统性能的设备。该设备包括：用以在该系统的主入口处获取取流经该系统的液体的压力数据的装置;用以在该系统的主出口处获取流经该系统的液体的压力数据的装置;用以在该系统的再循环出口处获取流经该系统的液体的压力数据的装置;以及用以存储已得到的供分析或显示用的数据的装置，该存储装置连接到每个上述用以获取压力数据的装置上。凡在再循环控制系统具有用以调节流入再循环出口的液体流量的装置内含装在活塞室中的活塞时，该设备还可包括用以在系统工作期间获取活塞室内液体压力数据的装置，该装置与存储所获得数据的装置相连接。

结合附图阅读上述的概述和以下详细的描述将会更好地理解本发明。为说明本发明，附图中示出了目前最佳的一个实施例，但应该理解本发明并不局限于所示的具体装置仪表。

图1    示出最佳实施例的示意性剖视图，该实施例适用于再循环控制阀，该控制阀具有一个导阀驱动的活塞旁通阀。

图2    示出图1的再循环阀沿2-2线截取的剖视图，并且示出该阀的再循环出口和压力传感器的位置。

图3    示出另一最佳实施例的示意图。

本发明的方法包括在一段时间内监测再循环控制系统性能的关键参数。这些参数是：流经该系统主入口的液体的压力，流经系统主出口的液体的压力，或入口压力与出口压力的压差值，以及流经系统再循环出口的液体的压力。在再循环控制阀具有一个用以调节流经再循环出口流体流量的导阀和活塞装置（例如美国专利4，967783所公开的那一种）的情况下，还希望测定和监测活塞室中液体的压力。液体压力的数据最好直接由压力传感器和压差传感器收集。数据可以用各种装置以模拟或数字的形式，利用各种装置诸如模拟显示器、条纹图表记录器、数字显示器、电子缓冲存储器、打印机、描图机磁记录媒体、光记录媒体等导存在或显示。用以获取数据和存在或显示数据的装置最好用适当的配线互连。

参看图1和图2，两图示出了本发明的再循环控制系统监测设备。阀门组件10含有一个主外壳11，主外壳11具有一个主入口12和一个主出口14。主入口12经再循环导管20与再循环系统连通。

再循环导管20与里面装有可滑动活塞26的套管22连通，接着，套管22经再循环口15与再循环出口16连通。下游的需求存在时（亦即对应于出口压力的一种减小），导阀组件28动作，使活塞室24充满液体。活塞室24中充满液体时，可滑动活塞26就向上被推到套管22的阀座上，从而调节流向再循环出口16的液体流量。

压力传感器30在主入口12处感测液体压力，并将此数据转换为电信号并传送出去。同样，压力传感器34和36分别在再循环出口16和活塞室24处感测液体压力。主出口14处的压差传感器32测量主入口12与主出口14处液体压力的差值。任何适当的压力传感器或压差传感器都可以使用，例如使用美国密苏里州伊登普雷里市罗斯芒特公司出口的1151    HP和1151DP型传感器。

在一个最佳实施例中，本发明包括：压力和压差检测仪表，用以测定再循环控制阀中四个重要特性参数;数字式数据记录器，用以将这些读数转换成数字码值缓冲存储器，存储这些读数;以及一个调制解调器，由电话链路将这些值传送到远地。此外，一个现场的仪表箱含有：供现场硬拷贝备用信息用的一个条纹图表记录器以及压力传感器和压差传感器操作用的电源。

图3示出了与再循环控制系统连接的本发明一个最佳实施例的示意图，该再循环控制系统具有一个控制装置，用以调节流入再循环出口的液体流量，而且包括一个导阀和活塞，就象美国专利4，967，783所公开的那种再循环控制阀那样。参看图3，这些较佳的仪表的技术规格如下：

压力和压差测量仪表：应用容性电池技术的四个高性能传感器，满刻度精确度为±0.25%，输出为直流4-20毫安或直流1-5伏。

数字式数据记录器：独立应用的仪表，能测定至少4个直流4-20毫安或直流1-5伏的信号，并将其转换成数字形式。输入阻抗大于20兆欧，与47纳法的电容并联。共模噪声抑制能力大于140分贝。用一个12比特的积分转换器能以4频道/秒的速度扫描。配备有RS-232型接口和可以选择波特率的开关。

电子缓冲存储器：数字式数据存储器件，至少能存储8000个读数，配备有RS-232型接口，和为输入端口和输出端口都可单独选择的串行通信设备。

调制解调器：外部的分立装置，能以300至2400比特/秒异步传输数据。与RJ-11型听筒塞孔接口。100%地与海氏（Hayes）传输电路兼容（“AT”命令设备），并能与贝尔（Bell）103和212A以及CCITT（国际电报电话咨询委员会）V.22和V.22    bis（商业信息系统）标准兼容。配备有自动拨号和自动回话的能力。

电源：调节好的直流电压，具有足够的输出电流能使发射机工作。最好为四个发射机的每一个配备单独的电源。

条纹图表记录器：100毫米宽的图表记录器，起码有三个信道。图表速度可选在1厘米/小时或以下，卷起图表纸卷而且描图笔可自由安排。满刻度精确度0.1%，满刻度响应小于0.5秒。在输入阻抗大于20兆欧的情况下，最小输入范围为直流5伏。共模噪声抑制能为120分贝，简正模噪声抑制能力为60分贝。

现场仪表箱：NEMA12型的防油防尘电气外壳，能在工业环境中保护复杂的控制和仪表系统。CSA（通信业务局）检验合格证号为LR    21001和LL21312。

现场仪表箱最好安置在有待监测和再循环控制阀附近。压力和压差传送器与四个特定的阀位连接，以测定个别阀门和系统的操作值。这些测定值由数据记录器以模拟到数字形式转换。这些测定值作为硬拷贝显示由条纹图表记录器测定和记录。来自数据记录器的已数字化的数据读数由一个电子缓冲存储器存储起来，直到要求将该信息加以卸除为止。在需要将性能数据传送到远地的现场时，先要从远地监控现场至调制解调器通过电话建立通信链路。在这个通信链路建立之后，“数据传输”信号就通过调制解调器发送到电子缓冲存储器。这使所存储的数据从电子缓冲存储器卸除，并通过调制解调器传送到电话链路和远地的监控现场。

本领域的技术人士都知道，在不脱离本发明的具有广度的发明构思的前提下可以对本发明的上述实施例作出种种修改。因此，不言而喻，本发明并不局限于这里所公开的特定实施例，但本发明可以复盖所有在所附权利要求书所限定的本发明范围和精神内的各种修改。

Claims (20)

1、一种用以监测直接流经液体的再循环控制系统的功能的方法，该系统包括一个主入口、一个主出口和一个再循环出口，所述方法其特征在于包括以下步骤：

在系统工作期间，在主入口处获取流经该系统的液体的压力数据；

在系统工作期间，在主出口处获取流经系统的液体的压力数据；

在系统工作期间，在再循环出口处获取流经系统的液体的压力数据；和

存储所获得的数据，供分析或显示用。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将数据传送到在空间上远离再循环控制系统的一个地点的步骤。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在主出口处获得的压力数据是主入口处与主出口处液体压力之间的压差。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在主出口处获得的压力数据是主入口处与主出口处液体压力之间的压差。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的再循环控制系统还包括具有一个位于活塞室内的活塞的装置，用以调节流入再循环出口液体的流量，所述方法还包括在系统工作期间获取活塞室内液体压力数据的步骤。

6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的再循环控制系统还包括具有一个位于活塞室内的活塞的装置，用以调节流入再循环出口液体的流量，所述方法还包括在系统工作期间获取活塞室内液体压力数据的步骤。

7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的再循环控制系统包括具有一个位于活塞室内的活塞的装置，用以调节流入再循环出口的液体流量，所述方法还包括在系统工作期间获取活塞室内液体压力数据的步骤。

8、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的再循环控制系统包括具有一个位于活塞室内的活塞的装置，用以调节流入再循环出口的液体流量，所述方法还包括在系统工作期间获取活塞室内液体压力数据的步骤。

9、一种用以监测直接流经液体的再循环控制系统的功能的设备，该系统包括一个主入口、一个主出口和一个再循环出口，所述设备其特征在于包括：

用以在该系统工作期间在主入口处获取流经系统的液体压力数据的装置;

用以在该系统工作期间在主出口处获取流经系统的液体压力数据的装置;

数据存储装置，与各所述压力数据获取装置连接，用以存储所获得的数据，供分析或显示用。

10、根据权利要求8所述的设备，其特征在于，该设备还包括数据传送装置，用以将数据传送到在空间上远离再循环控制系统的一个地点。

11、根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述的再循环控制系统还包括具有一个位于活塞内的活塞的装置，用以调节流入再循环出口的液体流量，所述设备还包括一个数据获取装置，与存储所获取数据的装置连接，用以在系统工作期间获取活塞室内液体的压力数据。

12、根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述的再循环控制系统还包括具有一个位于活塞室内的活塞的装置，用以调节流入再循环出口液体的流量所述设备还包括一个数据获取装置，与所获数据的存储装置连接，用以在该系统工作期间获取活塞室内液体压力的数据。

13、根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述的再循环控制系统是一个个再循环控制阀门。

14、根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述的再循环控制系统是一个再循环控制阀门。

15、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述的再循环控制系统是一个再循环控制阀门。

16、根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述的再循环控制系统是一个再循环控制阀门。

17、一种用以直接流经液体的再循环控制阀门，具有一个主入口、一个主出口和一个再循环出口，所述的阀门其特征在于包括：

一个用以在该系统工作期间在主入口处获取流经该阀门的液体的压力数据的装置;

一个用以在该系统工作期间在主出口处获取流经该阀门的液体的压力数据的装置;和

一个用以在该系统工作期间在再循环出口处获取流经该阀门的液体的压力数据的装置。

18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述再循环控制阀门还包括：

一个具有位于活塞室内的一个活塞的装置，用以调节流入再循环出口的液体流量;

一个数据获取装置，用以在阀门工作期间获取活塞室内液体的压力数据。

19、根据权利要求17所述的设备，其特征在于，各所述压力数据获取装置包括一个压力传感器或夺差传感器。

20、根据权利要求18所述的设备，其特征在于，各所述压力数据获取装置包括一个压力传感器或压差传感器。