СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБХОДА УСТАНОВОЧНОГО УСТРОЙСТВА В АКТИВНОМ КОНТУРЕ УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F15B11/68 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пневматическим установочного устройствам и более конкретно к способам и устройству для обхода установочного устройства в активном контуре управления.

Уровень техники

В системах управления технологическим процессом используются различные периферийные устройства для управления технологическими параметрами. Клапанные установочные устройства обычно используются в соединении с клапанными узлами для управления положением исполнительно-приводного механизма и/или клапана. В случае необходимости ремонта и/или замены указанных клапанных установочных устройств может потребоваться деактивирование или отключение технологического контура, или его рассоединение, так что положение исполнительно-приводного механизма и/или клапана остается фиксированным и не может быть отрегулировано.

Раскрытие изобретения

Пример переключающей станции для использования с клапанным установочным устройством содержит:

корпус, образующий первый, второй и третий пути потока, причем первый путь потока обеспечивает возможность протекания текучей среды из источника питающего давления в направлении к клапанному установочному устройству, соединенному с корпусом во время нормального режима работы, второй путь потока обеспечивает возможность протекания текучей среды из клапанного установочного устройства в направлении к исполнительно-приводному механизму, соединенному с корпусом во время нормального режима работы, и третий путь потока обеспечивает возможность протекания текучей среды между первым и вторым путями потока во время обходного режима работы в обход клапанного установочного устройства; и

устройства для регулирования расхода текучей среды для управления протеканием текучей среды между источником питающего давления и клапанным установочным устройством, между клапанным установочным устройством и исполнительно-приводным механизмом во время нормального режима работы и между первым и вторым путями потока во время обходного режима работы, причем обходной режим работы обеспечивает возможность ручного управления технологическим контуром, в то время как клапанное установочное устройство не управляет указанным технологическим контуром.

Узел исполнительно-приводного механизма согласно одному варианту реализации содержит:

пневматический исполнительно-приводной механизм и

переключающую станцию, содержащую:

корпус, образующий пути потока, которые обеспечивают возможность протекания текучей среды между источником питающего давления, клапанным установочным устройством и пневматическим исполнительно-приводным механизмом, а также между источником питающего давления и пневматическим исполнительно-приводным механизмом для обхода клапанного установочного устройства без рассоединения технологического контура, содержащего указанное клапанное установочное устройство.

Переключающая станция также содержит устройства для регулирования расхода текучей среды для управления протеканием текучей среды через пути потока.

Согласно одному варианту реализации предложен способ обеспечения возможности обхода установочного устройства, содержащий этапы, на которых:

регулируют давление на выходе регулятора, чтобы оно было схожим с давлением на выходе установочного устройства,

осуществляют обход установочного устройства и обеспечивают возможность ручного управления исполнительно-приводным механизмом, соединенным с технологическим контуром путем использования указанного регулятора.

Согласно способу также уравновешивают давление на выходе указанного установочного устройства с отрегулированным давлением на выходе и

восстанавливают возможность управления исполнительно-приводным механизмом посредством указанного установочного устройства или другого установочного устройства.

Краткое описание графических материалов

На фиг.1 показана часть узла регулирующего клапана согласно одному варианту реализации.

На фиг.2 показана часть узла регулирующего клапана, показанного на фиг.1, схематически показывающая более подробный вид переключающей станции согласно одному варианту реализации.

На фиг.3 показана часть узла регулирующего клапана, показанного на фиг.1, схематически показывающая более подробный вид переключающей станции согласно другому варианту реализации.

На фиг.4 показана блок-схема варианта реализации, которая может быть использована для осуществления описанных в настоящей заявке вариантов реализации.

Осуществление изобретения

Ниже подробно описаны некоторые варианты реализации, показанные на перечисленных выше чертежах. В описании этих вариантов реализации подобные или идентичные ссылочные номера используются для обозначения одинаковых или подобных элементов. Чертежи не обязательно являются масштабированными, и некоторые особенности и виды на чертежах могут быть показаны в увеличенном масштабе или схематически для наглядности и/или краткости. Кроме того, в настоящей заявке описаны несколько вариантов реализации. Любые особенности любого варианта реализации могут содержаться в других вариантах реализации, заменять собой другие особенности в других вариантах реализации или могут быть иным способом объединены с другими особенностями других вариантов реализации.

В настоящей заявке описаны примеры реализации способов и устройств, которые без рассоединения, отключения и т.п. активного или рабочего технологического контура обеспечивают возможность ремонта, замены и/или обслуживания иным способом пневматических и/или электропневматических установочных устройств (например, клапанных установочных устройств) и/или относящихся к ним компонентов (например, электронных плат, модулей электропневматических преобразователей, пневматических реле, пневматических золотниковых клапанов, встроенных датчиков и т.п.). В отличие от некоторых известных способов, согласно которым фиксируют (например, механически фиксируют или пневматически фиксируют) регулирующий клапан во время такого ремонта и/или замены, способы и устройство согласно одному варианту реализации настоящего изобретения обеспечивают возможность управления активным технологическим контуром посредством указанного регулирующего клапана во время ремонта, замены и/или обслуживания иным способом любого связанного с ним клапанного установочного устройства или клапанных установочных устройств (например, основного установочного устройства) и/или компонентов.

Согласно некоторым вариантам реализации переключающая станция содержит источник питающего давления, из которого текучая среда обычно протекает в обход клапанного установочного устройства и перенаправляется непосредственно к соединенному с ним исполнительно-приводному механизму. Когда переключающая станция работает в режиме обхода, по меньшей мере один регулятор давления, расположенный внутри и/или снаружи переключающей станции, может обеспечивать возможность ручного управления пневматическим исполнительно-приводным механизмом, а также любым конечным устройством (например, клапаном, соединенный с указанным исполнительно-приводным механизмом). Таким образом, путем использования переключающей станции согласно этому примеру реализации управление, например, положением клапана может быть поддержано в режиме, при котором текучая среда протекает в обход клапанного установочного устройства, обычно функционально соединенного с клапаном, и таким образом указанное установочное устройство оказывается функционально отсоединено от указанного активного технологического контура.

Согласно некоторым вариантам реализации переключающая станция содержит коллектор, имеющий три пути потока, обеспечивающие протекание текучей среды между источником питающего давления и клапанным установочным устройством, между клапанным установочным устройством и исполнительно-приводным механизмом и между источником питающего давления и исполнительно-приводным механизмом, так что реализован обход клапанного установочного устройства. Переключающая станция согласно одному варианту реализации также может содержать регулирующие устройства для текучей среды (например, клапаны), через которые управляющая текучая среда протекает вдоль путей потока в коллекторе.

В нормальном режиме работы регулирующие устройства для текучей среды обеспечивают возможность протекания текучей среды (например, путем маршрутизации источника сжатого воздуха) через клапанное установочное устройство и предотвращают протекание текучей среды по обходному пути. В обходном режиме работы регулирующие устройства для текучей среды обеспечивают протекание текучей среды по обходному пути и предотвращают протекание текучей среды в направлении к клапанному установочному устройству и/или через него. При протекании текучей среды в обход клапанного установочного устройства, он может быть отремонтирован и/или заменен без сброса текучей среды из источника питающего давления, например, в атмосферу. В уравновешенном режиме работы регулирующие устройства для текучей среды обеспечивают протекание текучей среды в направлении к клапанному установочному устройству, предотвращают протекание текучей среды из клапанного установочного устройства и обеспечивают протекание текучей среды по обходному пути. Уравновешенный режим работы может обеспечивать на выходе клапанного установочного устройства давление, которое является уравновешенным и/или согласованным с давлением текучей среды, протекающей в направлении к исполнительно-приводному механизму, перед возобновлением управления технологическим контуром с использованием клапанного установочного устройства. Если давление на выходе клапанного установочного устройства по существу отличается от давления текучей среды, протекающей в исполнительно-приводной механизм, при возобновлении управления технологическим контуром с использованием указанного клапанного установочного устройства, происходит изменение давления, которое вызывает изменение положения регулирующего клапана, соединенного с указанным исполнительно-приводным механизмом.

Для ремонта и/или замены клапанного установочного устройства, соединенного с переключающей станцией согласно одному варианту реализации, оператор фиксирует давление на выходе клапанного установочного устройства. Давление на выходе клапанного установочного устройства может быть зафиксировано путем фиксации уставки управляющего сигнала (например, аналогового сигнала, цифрового сигнала) и/или путем подключения внутреннего исполнительно-приводного механизма к электропневматическому (I/P) преобразователю. Путем использования внешнего регулятора источника давления оператор может уменьшать давление текучей среды, протекающей в переключающую станцию до тех пор, пока давление текучей среды, вытекающей из переключающей станции в направлении к исполнительно-приводному механизму, соединенному с ней, не изменится и/или не станет равным давлению текучей среды, протекающей в переключающую станцию. Если переключающая станция содержит внутренний регулятор, оператор вместо внешнего регулятора может использовать внутренний регулятор для достижения давления на выходе регулятора, которое равно и/или соответствует давлению текучей среды, вытекающей из переключающей станции. В течение такой регулировки давления может быть использован по меньшей мере один манометр для отслеживания давления или давлений в различных путях потока переключающей станции.

Как только давления станут одинаковыми и/или по существу равными, оператор может переключить режим работы из нормального режима работы, в котором текучая среда протекает в клапанное установочное устройство и из него, в обходной режим работы, в котором текучая среда протекает в обход клапанного установочного устройства. При обходном режиме работы клапанное установочное устройство может быть отремонтирован и/или заменен без отвода или сброса текучей среды из источника питающего давления в атмосферу. Положение регулирующего клапана, соединенного с исполнительно-приводным механизмом, может быть изменено путем использования внешнего регулятора и/или внутреннего регулятора. Например, регулятор (например, внешний и/или внутренний регулятор) может быть настроен таким образом, что давление текучей среды, протекающей в исполнительно-приводной механизм, увеличивается и/или уменьшается, что, в свою очередь, приводит к изменению положения регулирующего клапана.

После ремонта и/или замены клапанного установочного устройства оператор может переключить режим работы из обходного режима, при котором текучая среда протекает в обход клапанного установочного устройства, в уравновешенный режим работы, при котором регулятор (например, внешний и/или внутренний регулятор) обеспечивает управление над технологическим контуром, но текучая среда из источника питающего давления также протекает в клапанное установочное устройство для подготовки к возобновлению управления технологическим контуром с использованием указанного клапанного установочного устройства. При уравновешенном режиме работы давление на выходе клапанного установочного устройства уравновешивают относительно давления текучей среды, протекающей в направлении к исполнительно-приводному механизму (например, давление на выходе регулятора, регулируемое давление на выходе). Давление на выходе клапанного установочного устройства может быть уравновешено относительно давления текучей среды, протекающей в направлении к исполнительно-приводному механизму, путем изменения уставки управляющего сигнала (например, аналогового сигнала, цифрового сигнала) и/или путем замены внутреннего исполнительно-приводного механизма, например на электропневматический преобразователь.

Затем оператор может переключить режим работы из уравновешенного режима в нормальный режим, при котором технологическим контуром управляет клапанное установочное устройство. Если переключающая станция использует внешний регулятор источника питающего давления для управления положением исполнительно-приводного механизма в обходном и уравновешенном режимах работы, оператор может использовать внешний регулятор для возвращения давления текучей среды, протекающей в переключающую станцию, обратно к нормальному рабочему давлению.

На фиг.1 показана часть узла 100 регулирующего клапана согласно одному варианту реализации, содержащего установочное устройство 102, переключающую станцию 104, имеющую коллектор 105, и исполнительно-приводной механизм 106, который может быть соединен с клапаном или другим регулирующим устройством для текучей среды (не показано). Установочное устройство 102 и исполнительно-приводной механизм 106 могут быть физически и/или коммуникативно соединены вместе в указанном узле 100 регулирующего клапана посредством переключающей станции 104. Переключающая станция 104 может быть интегрирована с исполнительно-приводным механизмом 106.

Переключающая станция 104 может быть функционально соединена между установочным устройством 102 и исполнительно-приводным механизмом 106 для обеспечения возможности ремонта и/или замены установочного устройства 102 по существу без рассоединения любого активного технологического контура, в котором используется узел 100 регулирующего клапана. Коллектор 105 может образовывать и/или содержать несколько путей и/или линий потока. По меньшей мере по одному из путей потока может протекать сжатый воздух и/или текучая среда под давлением от источника питающего давления 107 к установочному устройству 102. По другому из путей потока может протекать сжатый воздух и/или текучая среда под давлением от установочного устройства 102 к исполнительно-приводному механизму 106 для управления положением исполнительно-приводного механизма 106 и, в свою очередь, любым соединенным с ним регулирующим устройством (например, клапаном). Другой из путей потока может обходить установочное устройство 102, так что сжатый воздух и/или текучая среда под давлением, принятая от источника питающего давления 107, направлена непосредственно к исполнительно-приводному механизму 106 в обход установочного устройства 102.

Переключающая станция 104 также может содержать несколько регулирующих устройств для текучей среды (например, клапанов) для управления протеканием текучей среды вдоль путей потока, несколько манометров для отслеживания давления текучей среды в пределах путей потока и/или регуляторов (например, расположенных внутри и/или снаружи переключающей станции 104), которые могут быть использованы для регулирования давления текучей среды, протекающей к установочному устройству 102, текучей среды, вытекающей из установочного устройства 102 к исполнительно-приводному механизму 106, и/или текучей среды, протекающей в обход установочного устройства 102, например, непосредственно к исполнительно-приводному механизму 106. По меньшей мере один регулятор и/или переключающая станция 104 обеспечивают управление клапаном, соединенным с исполнительно-приводным механизмом 106, даже в обход установочного устройства 102. Таким образом, по меньшей мере один регулятор и/или переключающая станция 104 обеспечивают возможность обхода установочного устройства 102 без рассоединения технологического контура.

Установочное устройство 102 может содержать датчик 108 обратной связи по положению клапана, электронную схему 110, внутренний исполнительно-приводной механизм 112 и компонент 114 для электропневматического преобразования (например, электропневматический преобразователь). Установочное устройство 102 управляет положением клапана, соединенного с исполнительно-приводным механизмом 106, с использованием по меньшей мере одного из компонентов 108-114 и/или другой информации и/или принятых сигналов. Более конкретно, датчик 108 обратной связи по положению клапана установочного устройства 102 может принимать информацию, относящуюся к положению штока клапана или плунжера 116. Принятая информация может быть использована в установочном устройстве 102 для управления положением клапана и расходом через него.

Информация относительно положения клапана может быть передана в датчик 108 обратной связи с использованием механической связи, магнитного поля, потенциометра, матрицы магнитных датчиков и т.п. Датчик 108 обратной связи по положению может генерировать и/или передавать сигнал обратной связи для электронной схемы 110. Сигнал обратной связи может отображать положение исполнительно-приводного механизма 106, соединенного с клапаном, положение штока или плунжера клапана и/или положение элемента управления потоком (например, затвора клапана) относительно седла клапана (например, открытое положение, закрытое положение, промежуточное положение и т.п.).

Электропитание и/или управляющий сигнал или сигналы 118 могут быть приняты электронной схемой 110 по коммуникационному каналу 120. Коммуникационный канал 120 может быть проводным и/или беспроводным каналом. Электронная схема 110 может принимать сигнал обратной связи от датчика 108 обратной связи и управляющий сигнал (например, электропитание и управляющий сигнал 118) из контроллера в системе управления технологическим процессом. Управляющий сигнал может быть использован электронной схемой 110 в качестве уставки или опорного сигнала, который соответствует желательному положению клапана. После приема сигналов электронная схема 110 может сравнить значение сигнала обратной связи со значением управляющего сигнала для определения разности между значениями. Любая разность между значениями может быть связана с величиной, на которую положение исполнительно-приводного механизма 106 должно быть изменено, например, установочным устройством 102.

Для изменения положения исполнительно-приводного механизма 106 на основании разности между значением сигнала обратной связи и значением управляющего сигнала внутренний исполнительно-приводной механизм 112 может генерировать ток и передавать его в электропневматический преобразователь 114. Электропневматический преобразователь 114 может генерировать пневматическое давление (на основании принятого тока), которое через коллектор 105 подается к исполнительно-приводному механизму 106 для изменения положения исполнительно-приводного механизма 106.

На фиг.2 схематически показан подробный вид части узла 100 регулирующего клапана, показанного на фиг.1. Коллектор 105 переключающей станции 104 содержит первый путь 208 потока, второй путь 210 потока и третий путь 212 потока. Коллектор 105 дополнительно содержит с первого по третье устройство для регулирования расхода текучей среды и/или клапаны 214-218 для управления протеканием текучей среды вдоль путей потока 208-212 соответственно. Переключающая станция 204 также может содержать переключающую систему 220, которая может быть функционально и/или коммуникативно соединена с клапанами 214-218 для управления открыванием и/или закрыванием клапанов 214-218, например, на основании выбранного режима работы.

При нормальном режиме работы первый и третий клапаны 214 и 218 являются открытыми, в то время как второй клапан 216 является закрытым, в результате чего текучая среда от источника питающего давления 107 протекает через регулятор 224 питающего давления, через первый путь 208 потока, установочное устройство 102 и третий путь 212 потока к исполнительно-приводному механизму 106. При нормальном режиме работы установочное устройство 102 используется для управления положением исполнительно-приводного механизма 106.

При обходном режиме работы первый и третий клапаны 214 и 218 являются закрытыми, и второй клапан 216 является открытым, в результате чего текучая среда протекает от источника питающего давления 107, через регулятор 224 питающего давления, через первый путь 208 потока, второй путь 210 потока в обход установочного устройства 102 к третьему пути 212 потока и исполнительно-приводному механизму 106. При обходном режиме работы регулятор 224 питающего давления может быть использован для управления положением исполнительно-приводного механизма 106 путем регулирования давления текучей среды, поданной к исполнительно-приводному механизму 106.

При уравновешенном режиме работы первый и второй клапаны 214 и 216 являются открытыми, и третий клапан 218 является закрытым, в результате чего текучая среда протекает от источника питающего давления 107, через регулятор 224 питающего давления, через первый путь 208 потока, второй путь 210 потока и третий путь 212 потока к исполнительно-приводному механизму 106, причем текучая среда также протекает в установочное устройство 102, но не из него. Уравновешенный режим работы обеспечивает уравновешивание и/или согласование давления на выходе установочного устройства 102 с давлением в третьем пути 212 потока перед установочным устройством 102, в результате чего восстановлено управление технологическим контуром. При уравновешенном режиме работы регулятор 224 питающего давления может быть использован для управления положением исполнительно-приводного механизма 106 путем регулирования давления текучей среды, поданной к исполнительно-приводному механизму 106.

Для ремонта и/или замены установочного устройства 102 оператор может зафиксировать давление на выходе установочного устройства 102. Затем оператор может уменьшить давление текучей среды, протекающей в первом пути 208 потока, посредством регулятора 224 питающего давления, пока давление текучей среды, протекающей в установочное устройство 102 (например, давление в первом пути 208 потока), не станет равным давлению текучей среды, вытекающей из установочного устройства (например, давлению в третьем пути 212 потока). Оператор может отслеживать давление текучей среды в первом пути 208 потока посредством первого манометра 225 и давление текучей среды в третьем пути 212 потока посредством второго и/или третьего манометров 226 и/или 228.

Если давления в первом и третьем путях 208 и 212 потока одинаковы или по существу равны, оператор может переключить режим работы из нормального режима в обходной режим работы посредством переключающей системы 220. При обходном режиме работы первый и третий клапаны 214 и 218 находятся в закрытом положении, и второй клапан 216 находится в открытом положении, так что текучая среда протекает в обход установочного устройства 102. При обходном режиме работы установочное устройство 102 может быть удален, отремонтирован, заменен и т.п., причем регулятор 224 питающего давления может быть использован для регулирования положения исполнительно-приводного механизма 106 путем управления давлением текучей среды, поданной к исполнительно-приводному механизму 106.

После ремонта и/или замены установочного устройства 102 оператор может переключить управляющее устройство из обходного режима работы в уравновешенный режим работы посредством переключающей системы 220. В уравновешенном режиме работы первый и второй клапаны 214 и 216 находятся в открытом положении, и третий клапан 218 находится в закрытом положении, так что текучая среда, протекающая к исполнительно-приводному механизму 106, вытекает из второго пути 210 потока, но не из установочного устройства 102. В уравновешенном режиме работы давление на выходе установочного устройства 102 уравновешивают и/или выравнивают относительно давления на выходе регулятора 224 питающего давления (например, относительно регулируемого давления на выходе). Оператор может отслеживать давление на выходе установочного устройства 102 с использованием второго манометра 226 и может отслеживать давление на выходе регулятора 224 с использованием первого и/или третьего манометров 225 и/или 228. В уравновешенном режиме работы регулятор 224 питающего давления может быть использован для регулирования положения исполнительно-приводного механизма 106 путем управления давлением текучей среды, поданной к исполнительно-приводному механизму 106.

Если давления с обеих сторон третьего клапана 218 являются одинаковыми и/или по существу равными, оператор может переключить режим работы из уравновешенного режима в нормальный режим путем использования переключающей системы 220. Оператор также может увеличить давление текучей среды, протекающей в первый путь 208 потока обратно к нормальному рабочему давлению путем использования регулятора 224 питающего давления. В нормальном режиме работы установочное устройство 102 используется для управления положением исполнительно-приводного механизма 106.

На фиг.3 схематически показан дополнительный более подробный вид узла регулирующего клапана, показанного на фиг.1. В отличие от варианта реализации, описанного выше со ссылкой на фиг.2, вариант реализации, показанный на фиг.3, может содержать регулятор 302 давления, соединенный со вторым путем 210 потока и четвертым устройством для регулирования расхода текучей среды или клапаном 304. Однако, в некоторых вариантах реализации узел 100 регулирующего клапана может не содержать четвертый клапан 304.

Регулятор 302 давления может быть использован для управления положением исполнительно-приводного механизма 106 во время обходного режима работы путем регулирования давления текучей среды, поданной в исполнительно-приводной механизм 106. Регулятор 302 давления может обеспечивать переход от нормального режима работы к обходному режиму работы с относительно небольшим изменением давления текучей среды, поданной в исполнительно-приводной механизм 106, или вообще без изменения давления, и таким образом, в положении клапана могут произойти небольшие нежелательные изменения или вообще не произойдет никаких нежелательных изменений.

При нормальном режиме работы первый и третий клапаны 214 и 218 находятся в открытом положении, и второй и четвертый клапаны 216 и 304 находятся в закрытом положении. При обходном режиме работы первый и третий клапаны 214 и 218 находятся в закрытом положении, и второй и четвертый клапаны 216 и 304 находятся в открытом положении, так что текучая среда протекает в обход установочного устройства 102. При уравновешенном режиме работы первый, второй и четвертый клапаны 214, 216 и 304 находятся в открытом положении, и третий клапан 218 находится в закрытом положении, так что текучая среда, протекающая к исполнительно-приводному механизму 106, вытекает из второго пути 210 потока, но не из установочного устройства 102.

Для ремонта и/или замены установочного устройства 102 оператор может выполнить процедуры, подобные описанным выше со ссылкой на фиг.2. Однако, имеются некоторые различия, которые описаны ниже. В узле 100 регулирующего клапана, показанном на фиг.3, после фиксации давления на выходе установочного устройства 102 оператор может открыть четвертый клапан 304 путем использования переключающей системы 220 для обеспечения возможности протекания текучей среды через регулятор 302 давления. Затем оператор может регулировать регулятор 302 давления таким образом, чтобы давление на выходе регулятора 302 было подобным и/или соответствовало давлению на выходе установочного устройства 102. Оператор может отслеживать давление на выходе регулятора 302 посредством четвертого манометра 306 и может отслеживать давление на выходе установочного устройства 102 посредством второго и/или третьего манометров 226 и/или 228.

При обходном режиме работы узла 100 регулирующего клапана, показанного на фиг.3, регулятор 302 давления может быть использован для регулирования положения исполнительно-приводного механизма 106 путем управления давлением текучей среды, поданной в исполнительно-приводной механизм 106. При уравновешенном режиме работы узла 100 регулирующего клапана, показанного на фиг.3, давление на выходе установочного устройства 102 уравновешивается и/или делается равным давлению на выходе регулятора 302 давления (например, равным регулируемому давлению на выходе). Оператор может отслеживать давление на выходе установочного устройства 102 посредством второго манометра 226 и может отслеживать давление на выходе регулятора 302 посредством третьего и/или четвертого манометров 228 и/или 306.

Установочные устройства, используемые в соединении с узлами регулирующего клапана, могут содержать компоненты (например, электронную схему), которые могут подлежать периодическому ремонту, замене и/или обслуживанию иным способом. На фиг.4 показан вариант реализации способа 400, иллюстрирующий процедуры, которые оператор может выполнить для обхода установочного устройства в активном технологическом контуре при одновременном поддерживании управления технологическим контуром. Не смотря на то что способ 400 описан ниже с использованием ссылочных номеров, использованных на фиг.2 и 3, способ 400 одинаково применим ко всем описанным в настоящей заявке вариантам реализации.

Способ 400 может быть начат оператором, который на этапе 402 фиксирует давление на выходе установочного устройства 102. Давление на выходе установочного устройства 102 может быть зафиксировано путем фиксации уставки управляющего сигнала (например, аналогового сигнала, цифрового сигнала) и/или путем соединения внутреннего исполнительно-приводного механизма, например, с электропневматическим преобразователем. Затем на этапе 404 оператор может регулировать давление на выходе регуляторов 224 или 302 для уравнивания с давлением на выходе установочного устройства 102. Регуляторы 224 или 302 могут быть интегрированными с переключающей станцией 104 или могут быть расположены снаружи переключающей станции 104. Если переключающая станция 104 содержит четвертый клапан 304, оператор может открыть четвертый клапан 304 путем использования переключающей системы 220 перед регулировкой давления на выходе регулятора 302.

Если оператор определяет, что давления на выходе регуляторов 224 или 302 равны давлению на выходе установочного устройства 102, управление передается к этапу 406, на котором оператор путем использования переключающей системы 220 может изменить текущий режим работы на обходной режим работы для направления текучей среды в обход установочного устройства и обеспечить ручное управление положением исполнительно-приводного механизма/клапана. По меньшей мере один из регуляторов 224 или 302 может быть использован для ручного регулирования положения исполнительно-приводного механизма/клапана, когда текучая среда протекает в обход установочного устройства 102.

Если текучая среда протекает в обход установочного устройства 102, оператор на этапе 408 может удалить, заменить или выполнить любое другое обслуживание установочного устройства 102. После ремонта и/или замены установочного устройства 102 оператор на этапе 410 путем использования переключающей системы 220 может изменить текущий режим работы на уравновешенный режим работы для уравновешивания давления на выходе установочного устройства 102 вручную путем регулирования давления на выходе перед передачей управления технологическим контуром установочному устройству 102. Давление на выходе установочного устройства 102 может быть уравновешено регулированием давления на выходе путем изменения уставки управляющего сигнала (например, аналогового сигнала, цифрового сигнала) и/или путем соединения внутреннего исполнительно-приводного механизма с электропневматическим преобразователем. Если оператор определяет, что давления уравновешены, управление передается к этапу 412, и оператор путем использования переключающей системы 220 может изменить текущий режим работы на нормальный режим работы для передачи управления положением исполнительно-приводного механизма/клапана установочному устройству 102. На этапе 414 способа 400 определяют необходимость возврата к этапу 402. В случае отсутствия такой необходимости способ 400 завершается.

Кроме того, не смотря на то, что в настоящей заявке были описаны некоторые конкретные варианты реализации способов, устройства и использования готовых изделий, объем защиты настоящего изобретения не ограничивается указанными вариантами. Напротив, объем защиты настоящего изобретения охватывает все варианты реализации способов, устройства и использования готовых изделий, справедливо находящиеся в пределах объема пунктов приложенной формулы, выраженных буквально или согласно доктрине эквивалентов.

Описаны переключающая станция, узел и способ для обеспечения обхода установочного устройства в активном контуре управления. Узел исполнительно-приводного механизма согласно одному варианту реализации содержит пневматический исполнительно-приводной механизм и переключающую станцию. Переключающая станция содержит корпус, образующий пути потока, которые обеспечивают возможность протекания текучей среды между источником питающего давления, клапанным установочным устройством и пневматическим исполнительно-приводным механизмом, а также между источником питающего давления и пневматическим исполнительно-приводным механизмом в обход клапанного установочного устройства без рассоединения технологического контура, содержащего указанное клапанное установочное устройство. Переключающая станция также содержит устройства для регулирования расхода текучей среды для управления протеканием текучей среды через пути потока. Технический результат - повышение точности управления. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Переключающая станция для использования с клапанным установочным устройством, отличающаяся тем, что содержит:
однокорпусный коллектор, выполненный с возможностью функционирования в качестве средства сопряжения между клапанным установочным устройством и исполнительно-приводным механизмом, при этом данный коллектор образует первый, второй и третий пути потока, причем первый путь потока имеет первый впуск, подсоединяемый к источнику питающего давления, и первый выпуск, подсоединяемый к клапанному установочному устройству, причем данный первый путь потока обеспечивает возможность протекания текучей среды из источника питающего давления в направлении к клапанному установочному устройству, соединенному с корпусом во время нормального режима работы, второй путь потока имеет второй впуск, подсоединяемый к клапанному установочному устройству, и второй выпуск, подсоединяемый к исполнительно-приводному механизму, при этом данный второй путь потока обеспечивает возможность протекания текучей среды от клапанного установочного устройства в направлении к исполнительно-приводному механизму, соединенному с корпусом во время нормального режима работы, и третий путь потока обеспечивает возможность протекания текучей среды между первым и вторым путями потока во время обходного режима работы, в обход клапанного установочного устройства, и изолирует клапанное установочное устройство от любой текучей среды, поддерживая при этом протекание текучей среды к исполнительно-приводному механизму; и
первое устройство для регулирования расхода текучей среды, расположенное в указанном коллекторе и предназначенное для управления протеканием текучей среды между источником питающего давления и клапанным установочным устройством во время нормального режима работы;
второе устройство для регулирования расхода текучей среды, расположенное в указанном коллекторе и предназначенное для управления протеканием текучей среды между клапанным установочным устройством и исполнительно-приводным механизмом во время нормального режима работы;
третье устройство для регулирования расхода текучей среды, расположенное в указанном коллекторе и предназначенное для управления протеканием текучей среды между первым и вторым путями потока во время обходного режима работы, причем в обходном режиме работы обеспечена возможность ручного управления технологическим контуром, в то время как клапанное установочное устройство не управляет указанным технологическим контуром; и
переключающую систему, которая коммуникативно соединена с указанными первым, вторым и третьим устройствами для регулирования расхода текучей среды и определяет соответствующие положения этих первого, второго и третьего устройств на основе информации о том, находится ли переключающая станция в нормальном режиме работы или обходном режиме работы.

2. Переключающая станция по п. 1, дополнительно содержащая регулятор для обеспечения возможности ручного управления технологическим контуром во время обходного режима работы.

3. Переключающая станция по п. 2, в которой регулятор соединен с третьим путем потока.

4. Переключающая станция по п. 2, в котором регулятор расположен внутри переключающей станции.

5. Переключающая станция по п. 1, дополнительно содержащая переключающую систему, которая обеспечивает возможность переключения по меньшей мере между нормальным режимом работы и обходным режимом работы.

6. Переключающая станция по п. 5, в которой переключающая система при нахождении в уравновешенном режиме работы обеспечивает давление на выходе указанного клапанного установочного устройства или другого клапанного установочного устройства, которое является одинаковым с давлением в третьем пути потока перед передачей управления технологическим контуром указанному клапанному установочному устройству или другому клапанному установочному устройству в нормальном режиме работы.

7. Переключающая станция по п. 1, дополнительно содержащая отверстие для приема манометра для обеспечения возможности отслеживания давления в одном из путей потока.

8. Узел исполнительно-приводного механизма, содержащий:
пневматический исполнительно-приводной механизм;
переключающую станцию, соединенную с пневматическим исполнительно-приводным механизмом и содержащую:
коллектор, выполненный с возможностью функционирования в качестве средства сопряжения между пневматическим исполнительно-приводным механизмом и клапанным установочным устройством, при этом данный коллектор образует пути потока, которые обеспечивают возможность протекания текучей среды между источником питающего давления, клапанным установочным устройством и пневматическим исполнительно-приводным механизмом, а также между источником питающего давления и пневматическим исполнительно-приводным механизмом для обхода клапанного установочного устройства без рассоединения технологического контура, содержащего указанное клапанное установочное устройство;
устройства для регулирования расхода текучей среды, расположенные в указанном коллекторе и предназначенные для управления протеканием текучей среды по указанным путям потока и для изолирования клапанного установочного устройства при нахождении в обходном режиме работы с поддержанием при этом протекания текучей среды к пневматическому исполнительно-приводному механизму; и
переключающую систему, которая коммуникативно соединена с указанными устройствами для регулирования расхода текучей среды и выполнена с возможностью определения соответствующих положений этих устройств.

9. Узел по п. 8, дополнительно содержащий регулятор для обеспечения возможности ручного управления технологическим контуром при обходе клапанного установочного устройства.

10. Узел по п. 8, в котором переключающая система обеспечивает возможность управления протеканием текучей среды по пути потока в направлении к данному клапанному установочному устройству или другому клапанному установочному устройству, текучей среды, протекающей через указанное клапанное установочное устройство или другое клапанное установочное устройство, и текучей среды, протекающей в обход указанного клапанного установочного устройства или другого клапанного установочного устройства.

11. Узел по п. 8, в котором текучая среда, протекающая в направлении к данному клапанному установочному устройству или другому клапанному установочному устройству, относится к уравновешенному режиму работы, при котором текучая среда из источника питающего давления протекает в данное клапанное установочное устройство или другое клапанное установочное устройство для обеспечения давления на выходе указанного клапанного установочного устройства или другого клапанного установочного устройства, которое равно давлению текучей среды, протекающей по пути потока в направлении к пневматическому исполнительно-приводному механизму.

12. Узел по п. 8, в котором текучая среда, протекающая через данное клапанное установочное устройство или другое клапанное установочное устройство, относится к нормальному режиму работы.

13. Узел по п. 8, в котором текучая среда, протекающая в обход клапанного установочного устройства, относится к обходному режиму работы, обеспечивающему возможность ремонта или замены клапанного установочного устройства.

14. Способ обеспечения возможности обхода установочного устройства, отличающийся наличием этапов, на которых:
подсоединяют коллектор между установочным устройством и исполнительно-приводным механизмом, причем данный коллектор содержит устройства для регулирования расхода текучей среды и переключающую систему, которая определяет соответствующие положения этих устройств;
регулируют давление на выходе регулятора, чтобы оно было схожим с давлением на выходе установочного устройства,
используя указанную переключающую систему, осуществляют обход установочного устройства и обеспечивают возможность ручного управления исполнительно-приводным механизмом, соединенным с технологическим контуром, путем использования указанного регулятора и путем изолирования установочного устройства с поддержанием при этом протекания текучей среды к исполнительно-приводному механизму;
уравновешивают давление на выходе указанного установочного устройства с отрегулированным давлением на выходе; и,
используя указанную переключающую систему, восстанавливают возможность управления исполнительно-приводным механизмом посредством указанного установочного устройства или другого установочного устройства.

15. Способ по п. 14, согласно которому восстановление возможности управления положением исполнительно-приводного механизма посредством указанного установочного устройства включает этап, на котором не осуществляют обход установочного устройства.

16. Способ по п. 14 или 15, дополнительно содержащий этап, на котором ремонтируют или заменяют установочное устройство перед восстановлением возможности управления исполнительно-приводным механизмом.