CN114901980A - 具有测力计的阀件 - Google Patents

Abstract

本文公开的实施例涉及一种用于监控阀件(10)的装置，具有：包含控流元件(12)的阀体(11)；自所述阀体延伸出的并且连接至安装支座(17)的颈部(15)，其中所述颈部部分地容置连接至所述控流元件的阀杆(13)，并且进一步，其中所述阀杆延伸穿过所述安装支座；环绕阀杆安装的压盖环(22)，其中所述压盖环部分地位于所述安装支座内；安装在所述安装支座内压盖环之上的压盖挡圈(20)；一个或多个将所述压盖挡圈连接至所述阀体的紧固件(18)；以及一个或多个环绕所述紧固件安装的并且位于所述压盖挡圈之上的测力计(50)，其中每个测力计构造为感测所述测力计的顶部表面和底部表面之间的夹紧力。

Description

具有测力计的阀件

技术领域

本发明的主题通常涉及用于监控和管理工业过程控制系统、尤其为基础阀件和制动器的装置和技术。所述主题还涉及基于监控特性的预测分析，尤其是监控阀杆和填料元件的压缩力以及监控工业过程控制系统中基础阀件中潜在的排放和泄露。

背景技术

工业过程控制系统过程的整体性能可通过监控与过程相关的关键指标来表征。关键指标可以直接或间接地测量，这两种技术都具有固有的优点和缺点。间接测量通常用于试图通过演绎过程获得经验数据。例如，通过监控电机电流可以推断出电动致动器上的致动器工作扭矩。通过将该测量值与振动超时进行比较以获得基准振动测量值，可以推断出阀件磨损。直接测量技术最为理想，但也最不切实际，迄今为止尚未在实践中得以成功地商业实施。监控控制阀件的关键指标的挑战包括传感器的放置、为传感器提供电力以及处理来自传感器的数据。因此，存在对于可以提供关键指标(例如是对阀杆填料的作用压力或填料完整性和排放物的存在)的直接测量的设备和技术的需求，考虑到控制阀件的物理约束，这通常非常难以获得和测量。此外，申请人在此通过援引将以下内容在此整体并入：2018年10月12日申请的美国临时申请号62/744,793，2019年10月14日申请的美国非临时申请号16/600,864。

发明内容

本文所公开的实施例涉及一种用于监控阀件的装置，具有：包含控流元件的阀体；自阀体延伸并连接至安装支座的颈部，其中颈部部分地容置连接至控流元件的阀杆，并且进一步地，其中阀杆延伸穿过安装支座；环绕阀杆安装的压盖环，其中压盖环部分地位于安装支座内；安装在安装支座内的压盖环之上的压盖挡圈；一个或多个将压盖挡圈连接至阀体的紧固件；以及一个或多个围绕紧固件安装并位于压盖挡圈之上的测力计，其中每个测力计配置为感测测力计的顶部表面和底部表面之间的夹紧力。

附图说明

通过参考附图，本领域技术人员可以更好地理解这些实施例，并且许多技术问题、特征和优点显而易见。这些附图仅用于示出本发明的典型实施例，不应被视为对其范围的局限，因为本发明可以承认其他同样有效的实施例。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和简洁起见，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大或示意性地示出。

图1示出具有一个或多个测力计的阀件的示例性实施例的局部剖视图。

图2示出具有一个或多个测力计的阀件的示例性替代实施例的正视图。

图3示出具有压盖挡圈测力计的阀件的示例性替代实施例的正视图。

图4示出具有压盖环测力计的阀件的示例性替代实施例的正视图。

图5示出阀件的示例性替代实施例的局部剖视图，该阀件具有一个或多个位于填料元件附近的测力计。

图6示出待与阀件一起使用的测力计的示例性实施例的等轴测图。

图7示出待与阀件一起使用的测力计的示例性替代实施例的等轴测图。

图8示出用于具有一个或多个测力计的阀件的微控制器或微处理器的示例性实施例的示意图。

图9示出图2所示的示例性实施例的压盖挡圈和测力计的放大视图的示意图。

图10示出图1所示的实施例的压盖挡圈和测力计的放大示意图的示意图。

具体实施方式

以下说明包括体现本发明主题的技术的示例性装置、方法、技术和指令顺序。然而，应当理解的是可以在没有这些具体细节的情况下实践所描述的实施例。

图1示出具有一个或多个测力计50的阀件10的示例性实施例的局部剖视图，其中阀件10连接至容置测力计50的安装支座17。图2示出具有一个或多个测力计50的阀件10的示例性替代实施例的正视图，其中阀件10与安装支座17一体。在设计阀件装置或系统10以监控表征控制阀10的性能和磨损的所需关键指标时的挑战包括：测力计50的放置、向测力计50提供电力和数据以及处理从测力计50接收的数据60。用于监控源自阀件10的多余排放或泄漏的排放传感器80也存在这些相同或相似的问题。阀系统10可包括设置在阀体11内的控流元件12。控流元件12可以是任何种类的流控元件，例如仅作为示例而不限于阀盘、阀球、阀门等。阀件10可以通过由致动器(未示出)致动的阀杆13来控制经过控流元件12的介质流动。阀体11可以具有远离阀体11延伸的颈部15。阀颈15可以为中空的并且容置阀杆13，阀杆13可以可旋转地操纵设置在阀体11内的控流元件12。如图1的局部剖视图中能够观察到一个或多个填料元件14，其环绕阀杆13可安装在颈部15的顶端附近。在图1的示例性实施例中，在阀体11的对置端，阀颈15可以终止于安装支座或壳体17安装在其上的凸缘16中。安装支座17的底部可以用一个或多个紧固件18紧固至颈部15的凸缘16中。在图2的示例性替代实施例中，颈部15与安装支座17一体。安装支座17可以具有限定安装支座开口17c的壁部或侧部17b。在所示的示例性实施例中，容置压盖环22、压盖挡圈20、测力计50和螺栓/螺柱40和/或螺母41安装支座17的内部可以通过开口17c得以外露并且可由阀件10的操作人员接近。在进一步的示例性替代实施例中，安装支座/壳体17可以不带开口17c而完全封闭，以防止水和污垢进入，或者以其他进入方式(仅作为示例，连接至可以打开或关闭的安装支座/壳体17的门板)完全封闭。在某些示例性实施例中，安装支座17可以被称为支架或壳体17。阀杆13可以通过顶部和底部安装支座孔或出口17a延伸穿过安装支座17的端部。在某些示例性实施例中，压盖环22可以插入或装配在底部安装支座出口17a内。致动器(未示出)可以在安装支座17之上阀杆13的自由端处(与阀杆13连接至流动元件12的对置位置)与阀杆13接合，并且在打开和关闭的位置之间致动或控制流动元件12。

仅作为示例，在图1和图2中所示的示例性实施例中，本公开提出在阀体11上方的安装支座17中安装一个或多个测力计50(例如，图6-7中示出的测力计、承载垫圈、螺栓传感器或垫圈型测力计50)，并且如下文进一步详细描述。如图1-2所示，可以有四个测力计50，但是在示例性替代实施例中，可以根据阀件/阀系统10的操作人员的需要安装更多或更少的测力计50。额外的测力计50可以在每个测力计50中提供所感测压缩的多个数据点60，并且在平均时，可以提供对阀杆13和填料元件14所经受的实际压缩力的更准确的预测。压盖环22可位于安装支座17内，环绕杆13并位于填料元件14之上。压盖环22也可以部分地容置在颈部15或凸缘16内。压盖挡圈20安装在压盖环22之上。压盖挡圈20可以通过一个或多个紧固件18紧固至凸缘16(如图1所示)。在图1中，紧固件18是与螺栓40在螺栓螺纹42上的接合的螺母41。图1的示例性实施例中的测力计50也螺纹连接、插入或以其他方式安装到螺栓40上，如位于螺母41下方。测力计50通过螺母41被压紧或夹紧在压盖挡圈20上。在某些示例性实施例中，测力计50可各自具有与测力计50的表面52、53中的一个或两个相邻的平垫圈19，将测力计50与紧固件18(在图1中为螺母41)和/或压盖挡圈20分离。垫圈19可以是本领域普通技术人员已知的任何类型的垫圈，例如仅作为示例而不限于平垫圈19。压盖挡圈20、压盖环22、螺柱/螺栓40、六角头螺母41和平垫圈19(参见如图9-10)，可以作为一个整体称为阀杆填料系统70。安装支座17中的阀杆填料系统70可以便于操作人员接近以调节六角头螺母41，而不需要通过安装支座开口17c移除致动器。压盖挡圈20、压盖环22、螺柱/螺栓40、螺母41、平垫圈19和填料元件14可以确保在阀颈15内的压缩、压力、密封、力或“挤压”充分以防止溢流阀排放。测力计50可以监控从螺母41(或紧固件18)传递到颈部15内的填料14的压缩力、密封或压力作为数据。随着时间和阀件10的使用，阀颈15内的压缩、挤压或密封可能由于各种原因而降低(例如，仅作为示例，阀杆13或填料元件14磨损或劣化)。测力计50可以检测压缩、密封、压力、力或“挤压”的这种变化，并将数据60传输到计算单元30以进行相应的记录和/或分析。仅作为示例，测力计50所感测/所测量压力或力的降低可对应于阀件10排放泄漏的可预测趋势。

此外，阀件10可以可选地包括泄漏监控器或排放传感器80，其位于填料元件14上方、阀杆13上或以其他方式紧邻填料14区域，以检测溢流排放或由控流元件12控制的源自介质流的介质/气体/液体/流体泄漏。排放传感器80还可以通过有线/线缆连接或无线与微处理器单元30(包括通知/警报单元35)进行数据通信。排放传感器80可定制为检测百万分之几的特定介质；仅作为示例且不限于，排放传感器80可定制为检测来自介质流的碳氢化合物排放、甲烷或挥发性有机化合物(VOC)排放。如阀系统10的操作人员所期望的，由排放传感器80检测其他排放被认为包括在本公开中。排放传感器或检测器也可以安装在阀件10或阀体11的区域外侧但在该区域中。

在图2的示例性替代实施例中，压盖挡圈20通过紧固件18固定至阀颈15和阀体11上。在如图2所示的实施例中，紧固件18是具有螺栓头40a的螺纹螺栓40。测力计50位于螺栓头40a下方和压盖挡圈20之上。在某些示例性实施例中，测力计50可以各自包括与测力计50的表面52，53中的一个或两个相邻的平垫圈19，该平垫圈将测力计50与紧固件18(在图2中，例如螺栓头40a)和/或压盖挡圈20分离。在图2的示例性替代实施例中，螺栓头40a将测力计50夹紧、压紧或紧固至压盖挡圈20。尽管在图1-2中将紧固件18图示为螺母41和具有螺纹42的螺栓40，只要紧固件18能够将测力计50可调节地紧固、挤压或压紧至压盖挡圈20的顶部，并且能够松开、释放或减轻对测力计50的相同压紧力或压力，则认为本领域已知的任何类型的紧固件18都在本公开的范围内。

如图2所示，测力计50可以具有导线或线缆连接51，其允许往返计算设备、微控制器或微处理器30的数据60的通信。在替代实施例中，如图1所示，测力计50可以与微控制器30无线通信。一个或多个平垫圈19(如图9-10中的示意图所示)可以可选地安装在测力计50和压盖挡圈20之间的螺栓40上；或者替代地，一个或多个垫圈(未示出)可以可选地安装至螺母41/螺栓头40a和测力计50之间的螺栓40上。根据需要，垫圈19可以包括在与测力计50的顶部表面52直接相邻、与测力计50的底部表面53直接相邻、或与测力计50的两侧/表面相邻之处。如图5所示的示例性替代实施例中，一个或多个测力计50可以安装至阀颈15内的填料元件14的顶部或下方。填料元件14可以为环绕阀杆13的正密封提供恒定压缩。填料14可以可选地包括聚四氟乙烯(PTFE)或特氟隆填料、碳纤维抗挤压环和/或柔性石墨环等。在某些实施例中，填料元件14可以包括五个这样的填充材料环。图5的示例性替代实施例中的测力计50还可以具有导线/线缆连接51(图5中未示出)，或者可以可选地以无线方式输送数据60。

如图6-7中进一步示出的测力计50，在某些示例性实施例中可以是承载垫圈、螺栓传感器、垫圈型测力计，其中测力计50具有大致圆柱形的形状，具有第一圆形平直表面52和第二圆形平直表面53以及连接两个表面52、53的圆柱形壁部54。测力计50的中心可以具有开口55，其中测力计50可以通过所述开口55安装、紧固或接合至螺栓40或其他类型的紧固件18。测力计50可以是以下品牌销售的商业可获得的常规商用测力计，包括但不限于：OMEGA品牌承载垫圈或OMEGA品牌螺栓力传感器等。测力计50可以测量顶部和底部表面52，53之间的压紧力或夹紧力，并将感测到力的数据60传输至微控制器30。所感测到的压紧力的数据或信号60对应于被转换成至并施加至阀杆13和填料元件14的力并且表示阀件10的填料完整性和阀杆密封完整性。数据60可以由微控制器30连续监控并存储在其中。随着时间的推移，所监控和所跟踪的关于感测条件的数据60可以指示和警告操作人员阀件10的潜在问题，例如排放泄漏、阀杆13磨损或阀杆13损坏。此外，尽管在图1-2中阀件10示出为在每个图中均具有两个测力计50，但可以将任意数量的测力计50附接或紧固至压盖挡圈20以感测和传输数据60。

关于测力计50，每个测力计50可以感测、记录、测量或获得和传输反映测力计的两个表面52，53之间或经过两者的力、压缩或压力的测量、信号、指标或数据60。测力计50的数据60反映了填料14的填料完整性、阀杆密封完整性和阀杆13磨损和/或劣化，并且还可以指示或预测来自阀件10的潜在现有或潜在未来的排放泄漏。监控和跟踪该数据60有助于实现和保持阀件10较低的溢流排放。如本领域普通技术人员已知，测力计50可以包含应变仪和/或压电技术(未示出)或利用其进行制造。数据或信号60可以由微处理器或计算单元30进一步处理和分析，以提供预测建模或分析，或确定阀系统10的期望参数，如图8进一步所示。

图8示出用于阀件10的微控制器或微处理器30的示例性实施例的示意图。微处理器、微控制器或计算单元30可以具有包括但不限于存储设备38、数据采集单元31、风险评估或分析单元32、历史数据单元33、比较分析单元34、通知或警报单元35和收发单元36的组件。一般而言，描述为由微处理器30执行的关于基于测力计传感器50检索/观察到的数据、测量或指标60的分析和处理的任何说明或公开也可以远程执行或在阀件10的制动器的计算单元内执行。如图所示，微处理器30可以与阀件10分开定位，如通过线缆或导线连接51来进行连接。然而，在示例性替代实施例中，微处理器30可以位于阀件10的阀体11上或阀件中，或者位于阀件10的致动器中。微处理器30也可以为无线，而且接收和发送阀件10及其传感器(包括测力计50和排放传感器80)的往返数据而无需线缆连接51。

微处理器30及其组件通常实施为由存储在物理数据存储组件38中的计算机指令控制的电子电路和基于处理器的计算组件，包括各种类型的电子存储器和/或大容量存储设备。应注意，首先，存储在物理数据存储设备38中并在处理器或微控制器30中执行的计算机指令包括各种现代设备、机器和系统的控制组件，并且和设备、机器或系统的任何其他组件一样是有形的、物理的和真实的。偶尔会遇到一些陈述，表明所实施的计算机指令的控制逻辑“仅仅是软件”或抽象的东西，并且不如物理机器组件有形。熟悉现代科学技术的人士都明白，事实并非如此。处理器执行的计算机指令必须是存储在物理设备中的物理实体。否则，处理器将无法访问和执行指令。术语“软件”可以应用于程序或例程的符号表示，例如打印输出或显示的编程语言语句列表，但计算机程序的这种符号表示不由处理器执行。相反，处理器获取并执行以物理状态存储在物理数据存储设备38内的计算机指令。类似地，计算机可读介质是物理数据存储介质38，例如将数据以有形的和物理的方式存储的磁盘、存储器和大容量存储设备，随后可以从物理数据存储介质38中检索到。此外，物理数据存储介质38可以可选地与微处理器30集成。

微处理器30访问和使用各种不同类型的存储或接收的信息、信号、反馈、数据、指标、测量或输入60，包括用户/操作人员输入，以便生成可以触发或改变微处理器30或阀件10过程的输出控制或命令，或以其他方式传输信号和数据。这种改变的过程可以包括：禁用致动器或阀件10的动力；改变控流元件12的位置；向过程系统的操作人员发出视觉和听觉警示或警报等。可以单独地和共同地采集和分析数据60，以确定故障、预测的故障、与基准读数的比较以及其他使用如例如贝叶斯决策的统计模型和使用快速傅里叶变换对原始数据60的精确分析(下文中，也称为“FFT”)。可以在微处理器30和致动器、阀件10内的其他计算单元或电子设备之间分布计算或远程分布计算。无论是通过用户输入或源自任何测力计50或排放传感器80的反馈接收到微处理器30，所接收/所测量的变量、数据、测量或指标60，或输入/存储的变量、指标、信息或数据60，包括至少感测的或阈值/极限轴向压力、力或压缩数据60、排放数据60的存在以及可以正在监控阀件各方面的其他传感器。微处理器30在其算法中使用的附加信息可以包括一个或多个存储的控制计划、算法、通过控制或显示接口接收的即时控制输入，以及从其他处理系统(包括其他计算单元之间的数据通信)、远程数据处理系统，包括基于云的数据处理系统(未示出)接收的数据、命令、试运行以及其它信息，并且可能进一步包括数据60的平均值、偏差、基准偏差、贝叶斯和FFT的统计分析(包括其他分析)。此外，在示例性替代实施例中，微处理器30可以监控并协调阀件10的数据反馈和/或输入60，或者基于测量/指标60(包括排放数据60)或者对阀件10保存/存储的数据60来提醒操作人员维护或维修需要。微控制器30的模拟和数字接口可以处理测力计数据60并对所采集的数据60进行实时分析。微处理器30可以从原始实时传感器数据60中提取和推断关于(但不限于)以下内容的信息或预测：剩余阀杆13寿命、剩余填料元件14寿命、源自阀件10的潜在的溢流排放、维修间隔、潜在未决故障或服务中断，以及预防性维护。仅作为示例，微处理器30可以在几个时间段将经过测力计50表面52、53的压紧力或轴向力的数据60监控和记录至物理数据存储部件38中，并且相应地调整紧固件18的位置，以处理填料14或阀杆13的磨损/劣化，获得所需的控流元件12的流量或量值；或根据需要通过致动器操纵阀件10，对阈值水平之上的溢流阀件排放数据60进行最小化；和/或当感测数据或指标60超过所需的存储数据值或对应的感测数据60的一组参数、区间或阈值时提醒操作人员。由物理数据存储组件38存储的该历史和数据60可进一步用于由系统的操作人员或由制造商或由微处理器30自身来排除故障、维护和维修阀件10的组件(例如阀杆13、填料14、测力计50、排放传感器80、垫圈19、压盖挡圈20、压盖环22或紧固件18)。除了可选地产生控制输出以操纵阀件10的组件(仅作为示例，致动器和控流元件12)，微处理器30还可以可选地提供LED、图形、显示或模拟接口(包括数字或模拟接口或警报系统)，允许用户/操作人员易于输入控制，还可以经由信息输出接口向远程实体、其他微控制器和用J＝提供或传输输出、数据、信号和其他信息。接口系统可以是安装有电子器件的致动器，该电子器件能够显示信息并进而将进一步的信息传送至过程控制器或连接至用于致动器的网络的其它仪器，包括但不限于基于云的网络和存储。数字通信可以允许致动器内的电子器件或计算单元直接与微处理器单元30通信。通过这种方式，微处理器30可以用作感测或接收反馈以调节和校正(多个)阀件10系统的机构。

该技术的实施例可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中都可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，所公开主题的实施例可以采取以任何体现在有形表达介质中的计算机程序产品形式，该介质具有体现在介质中的计算机可用程序代码。因为这里没有列举每个可能的变形，无论当前是否描述，所述实施例可提供为计算机程序产品或软件，其可包括其上存储有指令的机器可读介质，该指令可用于根据实施例对计算机系统(或其他(多个)电子设备)进行编程以执行过程。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式(例如，软件、处理应用程序)存储或传输信息的任何机制。机器可读介质包括用于以由机器可读的形式(例如，软件、处理应用程序)存储或传输信息的任何机构。机器可读介质可以包括但不限于磁性存储介质、光感存储介质、磁光存储介质、只读存储器；随机存取存储器、可擦写可编程存储器；闪存、或适合存储电子指令的其他类型的介质。此外，各种实施例可以体现在电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)或有线、无线或其他通信/遥测介质中。

用于执行实施例的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写。程序代码可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上、作为独立软件包、部分在用户计算机上和部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以经由任何类型的网络连接至用户的计算机，包括局域网(LAN)、个人局域网(PAN)或广域网(WAN)，或者连接可以使外部计算机(例如，经使用Intemet服务提供商的Intemet)。

存储设备38可以是用于存储数据的任何合适的存储设备。数据采集单元31可以对由测力计50或排放传感器80传输的关于阀件10的数据60进行采集、收集、操纵和/或分类。如果使用多个测力计50，每个测力计50可以提供指标或数据60，这些指标或数据60会产生关于阀杆13和阀填料元件14的基础阀件10状态的局部视图。当使用实时分析技术对一组测力计50和/或排放传感器80的指标60进行组合时，可以获得对阀件10和致动器状态的准确评价。数据采集单元31可以将采集的数据处理成在操作期间允许操作人员和/或微处理器30采取适当动作的格式。风险评估或分析单元32可从数据采集单元31接收分类数据60以确定阀件10是否可能存在任何当前或未来风险，并可作出不限于剩余阀件10寿命、剩余致动器寿命、剩余阀杆13寿命、剩余填料元件14寿命、阀件10溢流排放的潜在趋势、维修间隔、潜在待决故障或服务损失以及预防性维护的预测。风险可能基于在操作中发生的实时事件和/或基于可能发生的预测事件。风险评估或分析单元33可以对微处理器30和/或操作人员的风险进行分类(例如是否创建警示或警报)。仅作为示例，操作人员可以输入由(多个)测力计50感测的力或压力的阈限或区间，如果感测的压力/压缩指标60低于输入或所需的阈值，则其可以是与填料完整性和阀杆密封完整性直接相关的，这可以由微处理器30通过风险评估分析单元32或微处理器30的其他组件(例如比较分析单元34)识别。此外，操作人员可以输入排放传感器80可允许的阈限或区间，如果感测到的排放数据60超过阈限或区间，微处理器30可以通过风险评估分析单元32或微处理器30的其他组件(例如比较分析单元34)识别该阈值或区间，并通过通知单元35发出警报，或调节或紧固紧固件18(螺栓/螺柱40和/或六角螺母41)或关闭阀件10以防止额外的介质流动。

历史数据单元33可以对由数据采集单元31采集的历史数据、测量或指标60进行分类。比较分析单元34可以比较由数据采集单元31采集的数据、测量或指标60、分类风险和/或历史数据60，以便确定操作人员和/或微处理器30的行为过程。比较分析单元34可以进一步确定感测的指标、数据或测量值60是否在预先输入到微处理器30中的预定参数值的组内。用于测力计50、排放传感器80(和任何其他传感器)的阀件10参数可以是由制造商、操作人员、客户或任何其他合适的来源或算法设置的任何合适的参数。比较分析单元34可以基于感测和采集的数据60来确定风险的严重程度。比较分析单元34可以将信息传递至通知单元35，使得通知单元35可以提醒操作人员和/或采取行动。通知单元35可以提醒操作人员或微处理器30实时状态和/或关于阀系统10的预测状态。通知单元35可以包括(多个)视觉显示界面、可听声音或警报、动态或自动响应和/或它们的组合。收发器单元36和/或发射器可以是被配置为向微处理器30发送和/或接收数据的任何合适的设备(例如，在某些示例性实施例中，为导线或线缆51)。实施单元37可以被配置为创建和执行用于修复阀件10的实施计划(包括但不限于禁用或启用对致动器或阀件10的动力；调节其上可以连接测力计50的紧固件18；调节致动器或阀件10，改变控流元件12的位置；以及向过程系统的操作人员等发出视觉和听觉提醒或警报)。在另一个示例中，操作人员和/或微处理器30可以在执行操作时更新、确定或提供关于阀件10参数和/或数据的预测。操作人员和/或微处理器30可以通知或更新在未来需要进行比较的任何条件或参数的历史数据单元33。

在图3所示的进一步示例性替代实施例中，阀件10可以具有执行压盖挡圈20的功能的压盖挡圈测力计50a和压缩压力传感测力计50。在如图4所示的进一步的示例性替代实施例中，阀件10可以具有压盖环测力计50b，其执行压盖环22和感测压缩压力的测力计50的功能。如图3所示，压盖挡圈20也是测力计50a，其能够监控经过压盖挡圈测力计50a的顶部52a和底部53a的两个平面或表面的压力或压缩。在图4中，压盖环22还有一个测力计50b，它能够监控经过压盖环测力计50b的顶部52b和底部53b的两个平面或表面的压力或压缩。测力计50a、50b可以执行如上文所述针对如图6-7所示的测力计50的基本相似的性能，并且通过连接51(或无线地)与微处理器30基本类似地通信。螺栓40连同螺栓头40a(或螺母41)可以由操作人员或微处理单元根据需要进行调整，以实现期望的跨越测力计50a、50b的压力或压缩。

尽管已将蝶阀作为示例性实施例进行了说明，但任何类型的工业、控制或过程阀件都可以实施为阀装置10。

尽管援引各种设置和使用来描述示例性实施例，但是应当理解，这些示例性实施例是说明性的并且本发明主题的范围不限于此。许多变形、修改、添加和改进均有可能。

可以为这里描述的组件、操作或结构提供多个实例作为单个实例。通常，在示例性配置中呈现为单独组件的结构和功能可以实现为组合结构或组件。类似地，作为单个组件呈现的结构和功能可以实现为单独的组件。这些和其他变形、修改、添加和改进可以落入本发明主题的范围内。

Claims (28)

1.一种用于对阀件进行监控的装置，包括：

包含控流元件的阀体；

自阀体延伸出的并且连接至安装支座的颈部，其中所述颈部部分地容置连接至所述控流元件的阀杆，且其中所述阀杆延伸穿过所述安装支座；

环绕所述阀杆安放的压盖环，其中所述压盖环部分地位于所述安装支座内；

在所述安装支座内安装至所述压盖环上的压盖挡圈；

将所述压盖挡圈连接至所述阀体的一个或多个紧固件；和

环绕所述紧固件安装的并且位于所述压盖挡圈之上的一个或多个测力计，其中每个测力计配设为感测所述测力计的顶部表面和底部表面之间的夹紧力。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括与每个测力计数据通信的计算单元。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括一根或多根在线缆的第一端连接至每个测力计的线缆，其中每根线缆配置为向每个测力计传输数据和电力，而且进一步地，其中每根线缆在第二端连接至所述计算单元或无线传输设备。

4.根据权利要求3所述的装置，还包括位于所述阀件上的排放传感器，其中所述排放传感器配置为对溢流排放进行检测且与所述计算单元数据通信。

5.根据权利要求4所述的装置，还包括一个或多个垫圈，其中每个垫圈各自安装在每个测力计和所述压盖挡圈之间。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述计算单元还包括：

配设为从所述测力计和所述排放传感器接收关于所述阀件的数据的数据采集单元；

配设为基于所接受的数据来评估所述阀件的状态的风险评估分析单元；

在一段时间上编译数据的历史数据单元；

对数据进行比较、通过分析确定或预测并且响应于所述数据采集单元、所述风险分析单元和历史数据单元的比较分析单元，其配置以生成详述实际故障、故障可能性和/或未来故障的可能性或者维护需求的报告；和

配置为创建并且执行对所述阀件进行修复的实施计划的实施单元。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述紧固件各自包括具有螺纹的螺栓和螺母，而且进一步地，其中所述螺母与每个测力计的顶部表面结合。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述颈部还包括凸缘，而且其中所述安装支座安装至所述凸缘。

9.根据权利要求6所述的装置，其中所述紧固件各自包括具有螺纹的并且限定螺栓头的螺栓，而且进一步地，其中所述螺栓头与每个测力计的顶部表面结合。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述安装支座与所述颈部一体。

11.一种用于维护阀件的填料完整性和阀杆完整性的方法，包括以下步骤：

提供环绕阀杆安装在填料之上的压盖环；

提供安装在所述压盖环之上的压盖挡圈，其中利用一个或多个紧固件将所述压盖挡圈紧固至所述阀件，

将一个或多个测力计安装至紧固件，其中所述测力计位于所述压盖挡圈之上；

感测从每个测力计的顶部表面至底部表面的压缩力，并且将每个所感测的压缩力转化为数据点；

将数据点传输至计算单元。

12.根据权利要求11所述的方法，其中一个或多个测力计包括至少两个测力计，而且还包括对所述数据点进行平均的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括将所平均的数据点与阈值区间加以比较的步骤。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在所平均的数据点超出阈值范围的极限时利用警报来通知所述阀件的操作人员的步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括将每个紧固件拧紧抵靠至所述测力计和压盖挡圈的步骤。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括利用连接至所述阀件的排放传感器来检测溢流排放的步骤；以及在检测溢流排放时利用警报通知所述阀件的操作人员的步骤。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括在一段时间记录所平均的数据点以及预测阀杆和填料的状态的步骤。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括将数据点与阈值区间加以比较的步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括如果数据点超出阈值区间的极限时利用警报来通知所述阀件的操作人员的步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括在一段时间记录所述数据点以及预测阀杆和填料的状态的步骤。

21.一种用于监控阀件的装置，包括：

包含控流元件的阀体；

自阀体延伸出的并且连接至安装支座的颈部，其中所述颈部部分地容置连接至所述控流元件的阀杆，而且其中所述阀杆延伸穿过所述安装支座；

在所述安装支座内环绕所述阀杆安装的压盖环；

在所述安装支座内安装至压盖环之上的压盖挡圈，其中所述压盖挡圈为测力计并且配置为感测所述压盖挡圈的顶部表面和底部表面之间的压缩力；以及一个或多个将所述压盖挡圈连接至所述阀件安装支座的紧固件。

22.一种用于监控阀件的装置，包括：

包含控流元件的阀体；

自阀体延伸出的并且连接至安装支座的颈部，其中所述颈部部分地容置连接至所述控流元件的阀杆，而且其中所述阀杆延伸穿过所述安装支座；

环绕所述阀杆安装并且部分位于所述安装支座内的压盖环，其中所述压盖环为测力计并且配置为感测所述压盖环的顶部表面和底部表面之间的挤压力；

在所述安装支座内安装至所述压盖环之上的压盖挡圈；和

一个或多个将所述压盖挡圈和所述压盖环压紧至所述阀体的紧固件。

23.一种用于监控阀件的装置，包括：

包含控流元件的阀体；

自阀体延伸出的颈部，其中所述颈部部分地容置连接至控流元件的阀杆；

一个或多个环绕所述阀杆安装的填料元件，其中所述填料元件位于所述颈部的、与所述阀体对置的端部附近；

一个或多个安装在所述填料元件之上的测力计，其中每个测力计配设为感测所述测力计的顶部表面和底部表面之间的压缩力。

24.一种用于监控阀件以防止并且预测自阀件的阀杆区域的排放泄露的方法，包括以下步骤：

挤压/施加力至至少一个安装在所述阀件的阀杆近端的测力计；

通过测量所述测力计的力减小来检测由所述阀件排放泄露的潜能；

在一段时间监测所测量的力减小和相对于已有测量值的减小；并且

根据所述监测步骤推断排放泄露的潜能。

25.根据权利要求24所述的监控阀件的方法，还包括在推断由所述阀件的排放泄露的潜能的步骤之后，旋紧挤压所述阀件的阀杆上的压盖环的步骤。

26.一种所示的、所述的和/或所指的装置。

27.一种所示的、所述的和/或所指的系统。

28.一种所示的、所述的和/或所指的方法。

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