ВЕНТИЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВОГО КЛАПАННОГО ПОЗИЦИОНЕРА Российский патент 2019 года по МПК F16K15/14 F16K47/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в общем относится к цифровым клапанным позиционерам, и, в частности, к вентиляционному устройству для цифрового клапанного позиционера с высокой пропускной способностью.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Системы управления технологическими процессами, подобные тем, которые используются в химических, нефтеперерабатывающих и других технологических процессах, обычно содержат один или более технологических контроллеров, соединенных посредством связи с одним или более полевыми устройствами через аналоговые, цифровые или комбинированные аналоговые/цифровые шины. Полевые устройства, которые могут представлять собой, например, клапаны, клапанные позиционеры, например, цифровые клапанные позиционеры, и преобразователи, например, датчики температуры, давления, уровня и расхода, располагаются в окружающей среде технологического процесса и осуществляют функции технологического процесса, такие как открывание или закрывание клапанов и измерение параметров технологического процесса. "Умные" полевые устройства, такие как полевые устройства, соответствующие хорошо известному протоколу FOUNDATION® Fieldbus, также могут выполнять вычисления, связанные с управлением, функции сигнализации и другие функции управления, обычно реализуемые в устройстве управления. Устройства управления технологическим процессом получают сигналы, характеризующие измерения технологического процесса, выполненные полевыми устройствами и/или другую информацию, относящуюся к полевым устройствам. Затем устройство управления исполняет программу устройства управления, которая запускает, например, различные модули управления, которые принимают решения относительно управления технологическим процессом, генерируют управляющие сигналы на основании принятой информации и согласуют свои действия с модулями управления или блоками, реализуемыми в полевых устройствах, таких как полевые устройства на основе HART и Fieldbus. Модули управления в устройстве управления отправляют управляющие сигналы по линиям связи в полевые устройства, чтобы тем самым управлять работой технологической установки.

[0003] Более конкретно, схема управления технологическим процессом или система содержит одно или более устройств управления технологическим процессом, соединенных с одной или более главными рабочими станциями или компьютерами (которые могут представлять собой любой тип персонального компьютера, рабочей станции или другого компьютера) и с архивным хранилищем данных через соединение связи. Соединение связи может представлять собой, например, сеть связи Ethernet или любой другой тип частной сети или сети общественного пользования. Каждое из устройств управления соединено с одним или более устройствами ввода/вывода (I/O), каждое из которых, в свою очередь, соединено с одним или более полевыми устройствами, такими как цифровой клапанный позиционер. Специалисту в данной области техники будет понятно, что система управления технологическим процессом может содержать любое другое количество устройств управления и любые желаемые количество и типы полевых устройств. Несомненно, устройства управления соединены с возможностью связи с полевыми устройствами, использующими любое желаемое аппаратное обеспечение и программное обеспечение, ассоциированное, например, с устройствами стандарта 4-20 мА и/или любым "умным" протоколом связи, таким как протоколы Fieldbus или HART. Как в общем известно, устройства управления, которые могут представлять собой, исключительно в качестве примера, устройства управления DeltaVTM, реализуемые компанией Fisher Rosemount Systems, Inc., выполняют или осуществляют контроль выполнения подпрограмм управления технологическим процессом или модулей управления, хранящихся в них или другим образом связанных с ними, и осуществляют связь с указанными устройствами для управления технологическим процессом любым необходимым способом.

[0004] Как было отмечено, приведенный в качестве примера полевой прибор системы управления технологическим процессом представляет собой цифровой клапанный позиционер. Обычным специалистам в данной области техники известно, что цифровой клапанный позиционер преобразует входной сигнал тока в пневматическое выходное давление, подаваемое на исполнительный привод, с которым функционально соединен цифровой клапанный позиционер. Помимо этой стандартной работы, цифровой клапанный позиционер также использует протокол связи, такой как протокол связи HART, чтобы обеспечить легкий доступ к информации, критической для технологической операции. В одном примере цифровой клапанный позиционер выдает детальные диагностические сигналы касательно клапана, к которым имеется возможность легкого доступа через полевой коммуникатор и доставляет уведомление о текущих или потенциальных проблемах оборудования в систему управления основными фондами. Например, эти сигналы помогают в распознании и оповещении о нескольких ситуациях, включающих: (1) отклонение хода клапана вследствие чрезмерного трения клапана или заедания; и (2) ход клапана выше или ниже заданной точки. Эти сигналы сохраняются в памяти внутри цифрового клапанного позиционера.

[0005] Одной из тенденций на рынке цифровых клапанных позиционеров в частности, и на рынке электропневматических приборов в общем, является проектирование приборов со значительно большими значениями пропускной способности, чем обычные приборы. Например, обычные цифровые клапанные позиционеры, как правило, имеют коэффициент пропускной способности (Cv), равный 0,3, тогда как цифровые клапанные позиционеры с большей пропускной способностью имеют коэффициент пропускной способности (Cv), находящийся в диапазоне от 1,2 до 6,4. Эта большая пропускная способность означает, что пневматические каналы в изделии, например, каналы подачи, выпускные каналы и выхлопные каналы, должны быть значительно больше, чем, например, у обычных цифровых клапанных позиционеров.

[0006] Такие большие каналы, однако, могут приводить к увеличению вероятности того, что грязь и влага и любая другая внешняя среда в окружающей среде проникает в цифровой клапанный позиционер, что может негативно отразиться на работе внутренних устройств цифрового клапанного позиционера. В частности, выхлопные каналы цифрового клапанного позиционера являются основными областями, через которые грязь, влага и другая внешняя среда может попасть в цифровой клапанный позиционер. Кроме того, более высокие значения расхода цифрового клапанного позиционера с большей пропускной способностью генерируют больше шума, так что уровни шума увеличиваются прямо пропорционально увеличению расхода.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] В соответствии с первым приведенным в качестве примера аспектом данного изобретения описывается цифровой клапанный позиционер для применения с исполнительным приводом. Цифровой клапанный позиционер содержит корпус по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала, образованное в корпусе, и вентиляционное устройство, функционально соединенное с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала. Вентиляционное устройство содержит основную часть, функционально соединенную с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала, при этом эта основная часть содержит проход, и седло клапана, окружающее этот проход. Внутри прохода расположен обратный клапан, при этом обратный клапан выполнен с возможностью смещаться из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала. Кроме того, вокруг обратного клапана расположено множество барьеров, и размещены они так, чтобы огораживать обратный клапан, при этом множество барьеров предназначены для предотвращения проникновения внешней среды в обратный клапан и для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство.

[0008] Согласно другому приведенному в качестве примера аспекту настоящего изобретения описывается цифровой клапанный позиционер для применения с исполнительным приводом, при этом цифровой клапанный позиционер содержит корпус по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала, выполненное в корпусе, и вентиляционное устройство, функционально соединенное с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала. Вентиляционное устройство содержит основную часть, функционально соединенную с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала, при этом эта основная часть содержит проход, и седло клапана, окружающее этот проход. Внутри прохода расположен обратный клапан, при этом обратный клапан выполнен с возможностью смещаться из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала. Кроме того, к основной части съемно прикреплена крышка, при этом крышка имеет множество барьеров, выступающих из нее и расположенных вокруг обратного клапана, чтобы огораживать обратный клапан, при этом крышка и множество барьеров предназначены для предотвращения проникновения внешней среды в обратный клапан и для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство.

[0009] В соответствии с другим приведенным в качестве примера аспектом настоящего изобретения описывается вентиляционное устройство для цифрового клапанного позиционера, функционально соединенного с исполнительным приводом. Это вентиляционное устройство содержит основную часть, имеющую впускное отверстие, выпускное отверстие, проход, расположенный между впускным отверстием и выпускным отверстием, множество отверстий, окружающих проход, и седло клапана, окружающее множество отверстий. Основная часть приспособлена для функционального прикрепления к отверстию выхлопного канала цифрового клапанного позиционера. Вентиляционное устройство дополнительно содержит зонтичный клапан, расположенный внутри прохода, при этом зонтичный клапан смещен в закрытом положении так, что зонтичный клапан имеет возможность смещаться между закрытым положением, в котором он прижат к седлу клапана, и открытым положением, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через впускное отверстие основной части. Кроме того, вокруг зонтичного клапана расположено ограждение, и оно размещено так, чтобы огораживать зонтичный клапан, при этом ограждение содержит множество барьеров, предназначенных для предотвращения проникновения внешней среды в зонтичный клапан и для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство, без влияния на пропускную способность.

[00010] В соответствии с еще одним приведенным в качестве примера аспектом описывается способ вентиляции с применением цифрового клапанного позиционера, функционально соединенного с исполнительным приводом. Цифровой клапанный позиционер содержит корпус и по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала, выполненное в этом корпусе. Указанный способ включает установку вентиляционного устройства, содержащего обратный клапан, окруженный множеством барьеров, и функциональное прикрепление вентиляционного устройства к по меньшей мере одному отверстию выхлопного канала. Способ дополнительно включает направление выхлопной среды в обратный клапан и через множество барьеров, уменьшение звука выхлопной среды, протекающей через вентиляционное устройство, и предотвращение проникновения внешней среды в обратный клапан без влияния на пропускную способность цифрового клапанного позиционера.

[00011] Также в соответствии с одним или более из приведенных в качестве примера аспектов цифровой клапанный позиционер, исполнительный привод и/или вентиляционное устройство согласно этому изобретению необязательно могут иметь любую одну или более из следующих дополнительных предпочтительных форм.

[00012] В некоторых предпочтительных формах основная часть расположена над по меньшей мере одним выхлопным каналом и содержит внешнюю торцевую поверхность. Основная часть может определять впускное отверстие, выпускное отверстие и проход, расположенный между впускным отверстием и выпускным отверстием. Кроме того, во внешней торцевой поверхности и вокруг прохода может быть расположено множество отверстий. По меньшей мере, одно отверстие выхлопного канала может содержать два отверстия выхлопных каналов, и основная часть может быть расположена над по меньшей мере двумя отверстиями выхлопных каналов. Каждый барьер из множества барьеров может содержать продолговатый выступ, выступающий из внешней торцевой поверхности основной части и имеющий первый конец и второй конец. По меньшей мере, один из первого и второго концов перекрывается с одним или более из первого и второго концов другого продолговатого выступа множества барьеров, чтобы огораживать обратный клапан. Вентиляционное устройство может дополнительно содержать крышку, расположенную над множеством барьеров, чтобы дополнительно огораживать обратный клапан и уменьшать звук, проходящий через вентиляционное устройство, и между основной частью и крышкой может быть расположен экран, при этом экран позволяет выхлопной среде протекать через множество барьеров для выхода в атмосферу. Обратный клапан может содержать зонтичный обратный клапан. Обратный клапан расположен в закрытом положении, так что, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала, выхлопная среда направляется через множество отверстий и в обратный клапан, смещая обратный клапан в открытое положение для выпускания выхлопной среды через множество барьеров и в атмосферу.

[00013] В некоторых предпочтительных формах основная часть может дополнительно иметь второй проход, второе седло клапана, окружающее второй проход, и второй обратный клапан, расположенный внутри этого прохода. Второй обратный клапан выполнен с возможностью смещаться из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно выхлопное отверстие. Вокруг второго обратного клапана расположено множество барьеров, и они размещены так, чтобы огораживать второй обратный клапан, предотвращая проникновение внешней среды во второй обратный клапан.

[00014] В некоторых предпочтительных формах крышка содержит лицевую поверхность и заднюю поверхность, при этом задняя поверхность имеет вогнутый участок, предназначенный для размещения обратного клапана, когда обратный клапан находится в открытом положении. Множество барьеров может содержать множество штырей, при этом множество штырей выступает из задней поверхности и окружает обратный клапан. Каждый штырь из множества штырей смещен относительно других штырей, чтобы огораживать обратный клапан и чтобы обеспечивать отсутствие прямой видимости между внешней средой и обратным клапаном.

[00015] Описываются дополнительные и необязательные аспекты, которые могут быть применены любым функционально подходящим способом, либо индивидуально, либо в какой-либо функционально жизнеспособной комбинации, в соответствии с идеями данного изобретения. Другие аспекты и преимущества станут очевидными после рассмотрения следующего подробного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[00016] На фиг. 1 проиллюстрирован вид в перспективе цифрового клапанного позиционера согласно настоящему изобретению, функционально соединенного с исполнительным приводом;

[00017] На фиг. 2 проиллюстрирован вид спереди в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 1, при этом цифровой клапанный позиционер имеет вентиляционное устройство в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения;

[00018] На фиг. 3 проиллюстрирован вид сзади в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 2;

[00019] На фиг. 4 проиллюстрирован вид сзади в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 2, при этом цифровой клапанный позиционер имеет вентиляционное устройство, снятое с него;

[00020] На фиг. 5 проиллюстрирован вид сзади в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 2, имеющий частично покомпонентный вид вентиляционного устройства согласно настоящему изобретению;

[00021] На фиг. 6 проиллюстрирован вид сверху в перспективе основной части вентиляционного устройства согласно настоящему изобретению;

[00022] На фиг. 7 проиллюстрирован поперечный разрез основной части вентиляционного устройства, проиллюстрированного на фиг. 6, выполненный по линии A-A, проиллюстрированной на фиг. 6;

[00023] На фиг. 8 проиллюстрирован вид в перспективе другого приведенного в качестве примера вентиляционного устройства в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, при этом вентиляционное устройство выполнено с возможностью функционального соединения с цифровым клапанным позиционером, проиллюстрированным на фиг. 4;

[00024] На фиг. 9 проиллюстрирован покомпонентный вид вентиляционного устройства, проиллюстрированного на фиг. 8;

[00025] На фиг. 10 проиллюстрирован вид снизу в перспективе крышки вентиляционного устройства, проиллюстрированного на фиг. 8;

[00026] На фиг. 11 проиллюстрирован вид в перспективе цифрового клапанного позиционера, имеющего другое вентиляционное устройство в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;

[00027] На фиг. 12 проиллюстрирован вид сбоку в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 11;

[00028] На фиг. 13 проиллюстрирован вид сзади в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 11, при этом цифровой клапанный позиционер имеет вентиляционное устройство, снятое с него;

[00029] На фиг. 14 проиллюстрирован вид сзади в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 11, имеющий частично покомпонентный вид вентиляционного устройства;

[00030] На фиг. 15 проиллюстрирован другой вид сзади в перспективе цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 11, имеющий покомпонентный вид вентиляционного устройства; и

[00031] На фиг. 16 проиллюстрирован поперечный разрез вентиляционного устройства, проиллюстрированного на фиг. 12, выполненный по линии B-B, проиллюстрированной на фиг. 12.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[00032] В общем, описывается цифровой клапанный позиционер для применения с исполнительным приводом. Цифровой клапанный позиционер содержит корпус по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала, образованное в корпусе, и вентиляционное устройство, функционально соединенное с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала. Как объясняется более подробно ниже, вентиляционное устройство как защищает отверстие выхлопного канала от проникновения любой внешней среды, такой как грязь, влага, дождь, ветер, град или другой находящийся снаружи материал в окружающей среде, так и уменьшает уровни шума, создаваемые сильным потоком выхлопной среды через выхлопной канал. Вентиляционное устройство достигает таких технических результатов без влияния на пропускную способность цифрового клапанного позиционера.

[00033] Теперь обратимся к фиг. 1, на которой показан приведенный в качестве примера полевой прибор 10, установленный на исполнительном приводе 12 клапана. Полевой прибор 10 может представлять собой электропневматический полевой прибор, такой как цифровой клапанный позиционер 14. Цифровой клапанный позиционер 14 содержит основной кожух 16, узел пневматического реле (не показан), расположенный под кожухом 16, электропневматический модуль или преобразователь (не показан), также расположенный под кожухом 16, измерительные приборы 22, модуль электроники (не показан), основной корпус 26, соединительную коробку 28 и кожух 30 соединительной коробки. Цифровой клапанный позиционер 14 преобразует входной сигнал тока, такой как управляющий сигнал стандарта 4-20 мА, передаваемый по двум линиям, в пневматическое выходное давление, подаваемое на исполнительный привод 12.

[00034] Теперь обратимся к фиг. 2-4, цифровой клапанный позиционер 14 дополнительно содержит блок 36 каналов, имеющий два выпускных канала 38A и 38B и канал 40 подачи. Выпускные каналы 38A, 38B функционально соединены с исполнительным приводом 12 известным способом. Кроме того, канал 40 подачи функционально соединен с источником 20 подачи (фиг. 1). Иначе говоря, канал 40 подачи выполнен с возможностью соединения с источником 20 подачи (фиг. 1) известным способом и только в схематическом виде показан на фиг. 1.

[00035] Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 4, блок 36 каналов дополнительно содержит два выхлопных канала 42A и 42B, которые соответствуют выпускным каналам 38A и 38B соответственно. Другими словами, каждый выпускной канал 38A и 38B имеет соответствующий выхлопной канал 42A и 42B. Кроме того, каждый выхлопной канал 42A и 42B содержит отверстие 44A, 44B выхлопного канала. Размер канала каждого из выпускных каналов 38A, 38B, канала 40 подачи и выхлопных каналов 42A и 42B, и, следовательно, цифровой клапанный позиционер 14, могут иметь большую пропускную способность, имеющую коэффициент пропускной способности (Cv) любого значения из диапазона от 1,2 до 3,2. Как дополнительно проиллюстрировано на каждой из фиг. 2 и 3, цифровой клапанный позиционер 14 также содержит вентиляционное устройство 100, которое функционально соединено с по меньшей мере одним отверстием 44A, 44B выхлопного канала, как объясняется более подробно ниже. В одном примере, и как проиллюстрировано на фиг. 3, вентиляционное устройство функционально соединено с обоими отверстиями 44A, 44B выхлопных каналов.

[00036] Теперь обратимся к фиг. 5-7, вентиляционное устройство 100 содержит основную часть 102, которая функционально соединена с по меньшей мере одним отверстием 44A, 44B выхлопного канала. Основная часть 102 содержит проход 104, седло 106 клапана, окружающее проход 104, и обратный клапан 108, расположенный внутри прохода 104. Обратный клапан 108 выполнен с возможностью смещения из закрытого положения, в котором он прижат к седлу 106 клапана (фиг. 7), в открытое положение, в котором он отстоит от седла 106 клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие 44A, 44B выхлопного канала. Другими словами, обратный клапан 108 является нормально смещенным в закрытом положении, проиллюстрированном на фиг. 6 и 7, и будет смещаться в открытое положение, когда выхлопная среда течет в обратный клапан 108. Это толкает обратный клапан 108 в направлении от седла 106 клапана и позволяет выхлопной среде выходить через вентиляционное устройство 100. Нормально закрытое положение обратного клапана 108 помогает защититься от проникновения грязи и влаги, например, в обратный клапан 108, отверстие 44A, 44B выхлопного канала и, таким образом, цифровой клапанный позиционер 14, как объясняется подробнее ниже. Основная часть 102 дополнительно содержит внешнюю торцевую поверхность 110, часть которой может формировать седло 106 клапана, как проиллюстрировано, например, на фиг. 5 и 7.

[00037] Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 7, основная часть 102 вентиляционного устройства 100 дополнительно содержит впускное отверстие 112 и выпускное отверстие 114. Проход 104 расположен между впускным отверстием 112 и выпускным отверстием 114, и множество отверстий 116 расположено во внешней торцевой поверхности 110 основной части, вокруг прохода 104. Обратный клапан 108 находится в закрытом положении, так что, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие 44A, 44B выхлопного канала, выхлопная среда направляется через множество отверстий 116, окружающих проход 104, и в обратный клапан 108. Это смещает обратный клапан 108 в открытое положение для выпуска выхлопной среды в атмосферу.

[00038] Вентиляционное устройство 100 дополнительно содержит ограждение, расположенное вокруг обратного клапана 108. В одном примере, ограждение содержит множество барьеров 118. Множество барьеров 118 расположено вокруг обратного клапана 108 и размещено так, чтобы огораживать обратный клапан 108. Кроме того, множество барьеров 118 предназначено для предотвращения проникновения внешней среды, такой как ветер, дождь, грязь или любой другой продукт из окружающей среды, в отверстия 44A, 44B выхлопных каналов через обратный клапан 108. В частности, несмотря на то, что обратный клапан 108 является нормально смещенным в закрытое положение, в котором обратный клапан 108 прижат к седлу 106 клапана, усилие закрывания обратного клапана 108, как правило, проектируется небольшим, и поэтому обратный клапан 108 может быть случайно открыт, если на него непосредственно воздействует внешняя среда, такая как вода или ветер. Таким образом, множество барьеров 118 защищает обратный клапан 108 от такой внешней среды, огораживая обратный клапан 108, но по-прежнему позволяя протекать выхлопной среде, без уменьшения или воздействия на пропускную способность цифрового клапанного позиционера 114.

[00039] Более конкретно, и на примере, проиллюстрированном на фиг. 6, каждый барьер 118 из множества барьеров 118 содержит продолговатый выступ 120, выступающий из внешней торцевой поверхности 110 основной части 102. Кроме того, каждый продолговатый выступ 120 может быть изогнутым. Каждый продолговатый выступ 120 содержит первый конец 122 и второй конец 124. По меньшей мере, один из первого и второго концов 122, 124 одного выступа 120 перекрывается с одним или более из первого и второго концов 122, 124 другого выступа 120, чтобы заградить обратный клапан 108. Перекрывающиеся выступы 120 множества барьеров 118 обеспечивают отсутствие прямой видимости между обратным клапаном 108 и наружной частью основной части 102 вентиляционного устройства 100. В результате этого исключается возможность непосредственного воздействия любой внешней среды, такой как дождь, ветер или град на обратный клапан 108. Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 6, барьеры 118 также находятся на расстоянии друг от друга, чтобы при необходимости обеспечивать возможность должного выхода выхлопной среды из цифрового клапанного позиционера 14.

[00040] Несмотря на то, что в вышеуказанном примере каждый барьер 118 из множества барьеров 118 содержит продолговатый выступ 120, каждый барьер 118 из множества барьеров 118 может принимать форму из многообразия других форм и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения. Например, каждый барьер 118 из множества барьеров 118 в альтернативном варианте реализации изобретения может образовывать отдельный штырь, каждый из которых смещен относительно другого штыря таким образом, чтобы между обратным клапаном 108 и наружной частью основной части 102 вентиляционного устройства 100 не было прямой видимости. В другом примере каждый барьер 118 из множества барьеров 118 может принимать форму любой другой перекрывающейся или смещенной формы, размера или структуры и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения.

[00041] Далее, шум, создаваемый выхлопной средой, протекающей через отверстия 44A, 44B выхлопного канала, например, уменьшается за счет направления выхлопной среды ко множеству барьеров 118. Более конкретно, вентиляционное устройство 100, и, в частности, обратный клапан 108, направляющий выхлопную среду в радиальном направлении ко множеству барьеров 118, например, предотвращает образование на выходе выхлопного канала 42A, 42B цифрового клапанного позиционера 14 выхлопной среды, обладающей высокой скоростью, такой как воздух. Выхлопная среда, обладающая высокой скоростью, вместо этого смещается в область обратного клапана 108, который в радиально направляет выхлопную среду наружу и вместе с множеством барьеров 118 замедляет выхлопную среду перед ее выходом в атмосферу. Множество барьеров 118 ограничивает передачу звука через вентиляционное устройство 100, в то же время по-прежнему позволяя выхлопной среде выходить.

[00042] Снова обратимся к фиг. 5, где видно, что вентиляционное устройство 100 дополнительно содержит крышку 130, выполненную с возможностью расположения над множеством барьеров 118, чтобы дополнительно огораживать обратный клапан 108. Шум, создаваемый выхлопной средой, такой как поток воздуха, проходящей через отверстие 44 выхлопного канала дополнительно снижается за счет сочетания множества барьеров 118 и крышки 130. В одном примере множество барьеров 118 и крышка 130 вместе создают извилистую траекторию потока для шума и выхлопной среды. Другими словами, и в одном примере, множество барьеров 118 и крышка 130 вместе образуют ограждение вокруг шума, ограничивая передачу звука через вентиляционное устройство 100, в то же время по-прежнему позволяя выхлопной среде выходить в атмосферу.

[00043] Кроме того, и в одном примере, между основной частью 102 и крышкой 130 расположен экран 132, такой как перфорированный металлический экран. Этот экран 132 является проницаемым, например проницаемым для воздуха, газа и жидкости. Таким образом, экран 132 далее позволяет любой выхлопной среде, протекающей через множество барьеров 118, выходить в атмосферу.

[00044] Крышка 130 дополнительно содержит множество отверстий 134, каждое из которых предназначено для приема винта 136 для съемного прикрепления крышки 130 к основной части 102 вентиляционного устройства 100 и основной части 102 к корпусу 26 цифрового клапанного позиционера 14. В частности, основная часть 102 может быть установлена на корпус 37 блока каналов, например, как проиллюстрировано на фиг. 5. Несмотря на то, что вентиляционное устройство 100 съемно установлено на корпус 26 цифрового клапанного позиционера 14 с помощью винтов 136, в альтернативном варианте реализации изобретения без отхода от объема настоящего изобретения могут быть применены другие монтажные или крепежные механизмы.

[00045] Теперь обратимся к фиг. 8-10, на которых проиллюстрировано вентиляционное устройство 200 в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения. Вентиляционное устройство 200 выполнено с возможностью функционального соединения с цифровым клапанным позиционером 14, например проиллюстрированным на фиг. 4. В частности и подобно вентиляционному устройству 100, проиллюстрированному на фиг. 2-7, вентиляционное устройство 200 также выполнено с возможностью функционального соединения с по меньшей мере одним отверстием 44A, 44B выхлопного канала цифрового клапанного позиционера, проиллюстрированного на фиг. 4, например. В общем вентиляционное устройство 200 имеет по существу такую же функцию и подобную структуру, что и вентиляционное устройство 100, с некоторыми незначительными модификациями, как объясняется подробнее ниже. В общем вентиляционное устройство 200 содержит крышку, имеющую множество барьеров, которые образуют ограждение вокруг обратного клапана для предотвращения проникновения внешней среды в отверстия 44A, 44B выхлопных каналов. Крышка, имеющая множество барьеров также создает извилистую траекторию потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство 200, без влияния на пропускную способность цифрового клапанного позиционера 14.

[00046] Для согласованности следует отметить, что части вентиляционного устройства 200, проиллюстрированного на фиг. 8-10, которые являются такими же, что и части вентиляционного устройства 100, проиллюстрированного на фиг. 2-7, пронумерованы подобным образом. Например, части вентиляционного устройства 200 пронумерованы на сотню больше, например, 202 вместо 102, чем такая же часть вентиляционного устройства 100.

[00047] Как проиллюстрировано на фиг. 8-9, вентиляционное устройство 200 содержит основную часть 202, выполненную с возможностью функционального соединения с по меньшей мере одним отверстием 44A, 44B выхлопного канала (фиг. 4) цифрового клапанного позиционера 14. Основная часть 202 содержит проход 204. Вентиляционное устройство 200 дополнительно содержит седло 206 клапана, окружающее проход 204, и обратный клапан 208, выполненный с возможностью размещения внутри прохода 204. Подобно обратному клапану 108 вентиляционного устройства 100, обратный клапан 208 также выполнен с возможностью смещения из закрытого положения, в котором он прижат к седлу 206 клапана, в открытое положение, в котором он находится на расстоянии от седла 206 клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие 44A, 44B выхлопного канала.

[00048] Вентиляционное устройство 200 дополнительно содержит защитный кожух, такой как крышка 230, который выполнен с возможностью съемно крепиться к основной части 202. Крышка 230 содержит множество барьеров 218, выступающих из нее и расположенных вокруг обратного клапана 208, чтобы огораживать обратный клапан 208, когда крышка 230 прикреплена к основной части 202 вентиляционного устройства 200. В примере, проиллюстрированном на фиг. 9 и 10, множество барьеров 218 принимают форму множества штырей 250. Каждый штырь 250 из множества штырей 250 смещен относительно друг друга, чтобы огораживать обратный клапан 208 и обеспечивать отсутствие примой видимости между внешней средой и обратным клапаном 208, например. Специалисту в данной области техники будет понятно, что множество барьеров 218 в альтернативном варианте реализации изобретения могут принимать форму из разнообразия других форм, такую как продолговатый выступ и/или продолговатый выступ, который искривлен, и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения.

[00049] Крышка 230 и множество штырей 250 предназначены для предотвращения проникновения внешней среды, такой как дождь, ветер или град, в отверстия 44A, 44B выхлопных каналов через обратный клапан 208. Кроме того, крышка 230 и множество штырей 250 предназначены для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, протекающей через вентиляционное устройство 200, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство 200.

[00050] Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 9 и 10, крышка 230 содержит лицевую поверхность 252 и заднюю поверхность 254. Задняя поверхность 254 содержит вогнутый участок 256, расположенный в центральной области задней поверхности 254. Вогнутый участок 256 выполнен с возможностью размещения обратного клапана 208, когда обратный клапан 208, например, находится в открытом положении. Вогнутый участок 256 может содержать множество выступающих элементов 257, проходящих в радиальном направлении вокруг задней поверхности вогнутого участка 256 также, например, для размещения обратного клапана 208.

[00051] В одном примере вогнутый участок 256 дополнительно содержит центральную часть 260, от которой проходят по меньшей мере один выступающий элемент 262 из множества выступающих элементов 257. В некоторых примерах, и как проиллюстрировано на фиг. 9 и 10, каждый выступающий элемент из множества выступающих элементов 257 проходит от центральной части 260 вогнутого участка 256. Кроме того, в другом примере по меньшей мере один выступающий элемент 262 содержит первый плоский участок 264, который проходит от центральной части 260, первый наклонный участок 266, который проходит от первого плоского участка 264, и второй плоский участок 268, который проходит от первого наклонного участка 266. По меньшей мере, один выступающий элемент 262 дополнительно содержит второй наклонный участок 270, который проходит от второго плоского участка 268, и приподнятый участок 272, который проходит от второго наклонного участка 270. Приподнятый участок 272 содержит боковую поверхность 274, которая проходит вертикально от второго наклонного участка 270, перпендикулярно концу второго наклонного участка 270, и верхнюю поверхность 276. Верхняя поверхность 276 является плоской, но в альтернативном варианте реализации изобретения может быть закругленной, сферической или цилиндрической по форме и по-прежнему попадать в объем изобретения.

[00052] Как проиллюстрировано на фиг. 9 и 10, первый и второй наклонные участки 266, 270 по меньшей мере одного выступающего элемента 262 наклонены вверх от центральной части 260 вогнутого участка 256, способствуя образованию вогнутой формы. Например, первый наклонный участок 266 наклонен вверх от первого плоского участка 264, и второй наклонный участок 270 наклонен вверх от второго плоского участка 268. Несмотря на то, что это не проиллюстрировано, специалисту в данной области техники будет понятно, что первый и второй наклонные участки 266, 270 могут быть наклонены вверх под разным углом от центральной части 260 и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения. Кроме того, каждый из первого и второго плоских участков 264, 268, первого и второго наклонных участков 266, 270 и приподнятый участок 272 могут также иметь длину, которая короче или длиннее, чем длина, проиллюстрированная на фиг. 9 и 10, и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения.

[00053] Множество барьеров 218, например, множество штырей 250, выступает из задней поверхности 254 и окружает обратный клапан 208. Более конкретно, смещенные штыри 250 обеспечивают отсутствие прямой видимости между обратным клапаном 208 и наружной частью основной части 202 вентиляционного устройства 200. В результате этого исключается возможность непосредственного воздействия любой внешней среды, такой как дождь, ветер или град на обратный клапан 208. Кроме того, и подобно барьерам 118 вентиляционного устройства 100, барьеры 218 и штыри 250, например, также находятся на расстоянии друг от друга, чтобы при необходимости обеспечивать возможность должного выхода выхлопной среды из цифрового клапанного позиционера 14.

[00054] Подобно основной части 102 вентиляционного устройства 100, основная часть 202 также выполнена с возможностью расположения над по меньшей мере одним отверстием 44A, 44B выхлопного канала и содержит внешнюю торцевую поверхность 206. Основная часть 202 дополнительно определяет впускное отверстие 212 и выпускное отверстие (не проиллюстрировано) и множество отверстий 216, расположенных во внешней торцевой поверхности 206 основной части 202 и вокруг прохода 204.

[00055] Как проиллюстрировано на фиг. 8, крышка 230 может также содержать множество отверстий 234, каждое из которых предназначено для приема винта для съемного прикрепления крышки 230 к основной части 202 вентиляционного устройства 200 и основной части 202 к корпусу 26 цифрового клапанного позиционера 14. В частности, основная часть 202 может быть установлена на корпус 37 блока каналов (фиг. 4) таким образом, чтобы основная часть 202 была расположена над обоими отверстиями 44A, 44B выхлопных каналов. Несмотря на то, что вентиляционное устройство 200 съемно установлено на корпус 26 цифрового клапанного позиционера 14 с помощью винта, в альтернативном варианте реализации изобретения без отхода от объема настоящего изобретения могут быть применены другие монтажные или крепежные механизмы.

[00056] Притом, что каждое из вентиляционных устройств 100 и 200 содержит обратный клапан 108, 208, в одном примере обратные клапаны 108, 208 представляют собой зонтичные клапаны. В другом примере обратные клапаны 108, 208 представляют собой зонтичные обратные клапаны. Без отхода от объема настоящего изобретения в альтернативном варианте реализации изобретения могут быть применены другие клапаны, способные выполнять те же функции, описанные выше в отношении обратных клапанов 108, 208.

[00057] Теперь обратимся к фиг. 11-16, на которых проиллюстрировано другое вентиляционное устройство 300 в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения. Подобно вентиляционным устройствам 100, 200, вентиляционное устройство 300 также выполнено с возможностью функционального соединения с цифровым клапанным позиционером 114. В частности и подобно вентиляционным устройствам 100, 200, вентиляционное устройство 300 также выполнено с возможностью функционального соединения с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала цифрового клапанного позиционера 114. В общем вентиляционное устройство 300 имеет по существу такую же функцию и подобную структуру, что и вентиляционное устройство 100, с некоторыми незначительными модификациями, как объясняется подробнее ниже. Кроме того, цифровой клапанный позиционер 114 также имеет по существу такую же функцию и структуру, что и цифровой клапанный позиционер 14, проиллюстрированный на фиг. 1-7, с некоторыми незначительными модификациями, как объясняется подробно ниже.

[00058] Для согласованности следует отметить, что части вентиляционного устройства 300, проиллюстрированного на фиг. 11-16, которые являются такими же, что и части вентиляционного устройства 100, проиллюстрированного на фиг. 2-7, пронумерованы подобным образом. Например, части вентиляционного устройства 300 пронумерованы на две сотни больше, например, 302 вместо 102, чем такая же часть вентиляционного устройства 100. Кроме того, части цифрового клапанного позиционера 114, проиллюстрированного на фиг. 11-16, которые являются такими же частями цифрового клапанного позиционера 14, проиллюстрированного на фиг. 2-7 так же подобным образом пронумерованы, например, пронумерованы на одну сотню больше, чем цифровой клапанный позиционер 14.

[00059] Как проиллюстрировано на фиг. 11-15, цифровой клапанный позиционер 114 содержит кожух 116, корпус 126 и блок 136 каналов. Блок 136 каналов содержит один выпускной канал 138 и один канал 140 подачи. Подобно цифровому клапанному позиционеру 14, выпускной канал 138 функционально соединен с исполнительным приводом, таким как исполнительный привод 12, хорошо известным способом. Кроме того, канал 140 подачи функционально соединен с источником подачи, таким как источник 20 подачи (фиг. 1), также хорошо известным способом. Как проиллюстрировано на фиг. 13, блок 136 каналов дополнительно содержит один выхлопной канал 142, который соответствует выпускному каналу 138. Кроме того, выхлопной канал 142 содержит отверстие 144 выхлопного канала. Размер канала выпускного канала 138 и выхлопного канала 142 больше, чем выпускные каналы 38A, 38B и выхлопные каналы 42A, 42B цифрового клапанного позиционера 14, проиллюстрированного на фиг. 2-7, и может, таким образом, обеспечивать большую пропускную способность. Например, цифровой клапанный позиционер 114 может иметь коэффициент пропускной способности (Cv), равный 6,4. Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 11 и 12, например, цифровой клапанный позиционер 114 также содержит вентиляционное устройство 300, которое функционально соединено с отверстием 144 выхлопного канала, как объясняется более подробно далее.

[00060] Теперь обратимся к фиг. 14-16, вентиляционное устройство 300 содержит основную часть 302, которая функционально соединена с отверстием 144 выхлопного канала. Основная часть 302 содержит верхнюю часть 303 и нижнюю часть 305. Нижняя часть 305 содержит удлинение, выполненное с возможностью расположения в отверстии 144 выхлопного канала, как проиллюстрировано на фиг. 15. Верхняя часть 303 содержит первый проход 304A (фиг. 16) и второй проход 304B (фиг. 16) рядом с первым проходом 304A. Первое седло 306 клапана окружает первый проход 304A и первый обратный клапан 308 расположен внутри первого прохода 304A. Подобным образом, второе седло 309 клапана окружает второй проход 304B, и второй обратный клапан 311 расположен внутри второго прохода 304B. Оба обратных клапана 308, 311 выполнены с возможностью смещения из закрытого положения, в котором они прижаты к седлам 306, 309 клапанов, в открытое положение, в котором он отстоит от седел 306, 309 клапанов, когда выхлопная среда течет через отверстие 144 выхлопного канала. Другими словами, обратные клапаны 308, 311 нормально смещены в закрытые положения, проиллюстрированные на фиг. 14 и 16, и будут смещаться в открытое положение, когда выхлопная среда течет в обратные клапаны 308, 311, толкая обратные клапаны 308, 311 от седел 306, 309 клапанов и позволяя выхлопной среде выходить через вентиляционное устройство 300. Нормально закрытое положение обратных клапанов 308, 311 помогает защититься от проникновения внешней среды в обратные клапаны 308, 311, отверстие 144 выхлопного канала, и, таким образом, цифровой клапанный позиционер 114, как объясняется подробно далее. Подобно вентиляционному устройству 100, основная часть 302 дополнительно содержит внешнюю торцевую поверхность 310, часть которой может образовывать седла 306, 309 клапанов.

[00061] Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 16, основная часть 302 вентиляционного устройства 300 дополнительно содержит впускное отверстие 312 и выпускное отверстие 314. Проходы 304A, 304B расположены между впускным отверстием 312 и выпускным отверстием 314, и множество отверстий 316 расположено во внешней торцевой поверхности 310 основной части, вокруг проходов 304A, 304B. Обратные клапаны 308, 311 находятся в закрытом положении, так что, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие 144 выхлопного канала, выхлопная среда направляется через множество отверстий 116, окружающих проходы 304A, 304B и в обратные клапаны 308, 311. Это смещает обратные клапаны 308, 311 в открытое положение для выпуска выхлопной среды в атмосферу.

[00062] Вентиляционное устройство 300 дополнительно содержит ограждение, расположенное вокруг обратных клапанов 308, 311. В одном примере, ограждение содержит множество барьеров 318. Множество барьеров 318 расположено вокруг обратных клапанов 308, 311 и размещено так, чтобы огораживать обратные клапаны 308, 311. Кроме того, множество барьеров 318 предназначено для предотвращения проникновения внешней среды, такой как ветер, дождь, грязь или любой другой продукт из окружающей среды, в отверстие 144 выхлопного канала через обратные клапаны 308, 311. Подобно множеству барьеров 118 вентиляционного устройства 100, множество барьеров 318 защищают обратные клапаны 308, 311 от любой внешней среды, огораживая обратные клапаны 308, 311. Ограждение по-прежнему позволяет выхлопной среде течь без уменьшения или влияния на пропускную способность цифрового клапанного позиционера 114.

[00063] Также подобно вентиляционному устройству 100, и в примере, проиллюстрированном на фиг. 14-16, каждый барьер 318 из множества барьеров 318 содержит продолговатый выступ 320, выступающий из внешней торцевой поверхности 310 основной части 202. Как проиллюстрировано на фиг. 14, например, каждый продолговатый выступ 320 также может быть изогнутым. Кроме того, каждый продолговатый выступ 320 содержит первый конец 322 и второй конец 324. По меньшей мере, один из первого и второго концов 322, 324 одного выступа 320 перекрывается с одним или более из первого и второго концов 322, 324 другого выступа 320, чтобы заградить обратные клапаны 308, 311. Перекрывающиеся выступы 320 множества барьеров 318 обеспечивают отсутствие прямой видимости между обратными клапанами 308, 311 и наружной частью основной части 302 вентиляционного устройства 300. В результате этого исключается возможность непосредственного воздействия любой внешней среды, такой как дождь, ветер или град на обратные клапаны 308, 311. Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 14 и 15, барьеры 318 также находятся на расстоянии друг от друга, чтобы при необходимости обеспечивать возможность должного выхода выхлопной среды из цифрового клапанного позиционера 114.

[00064] Несмотря на то, что в вышеуказанном примере каждый барьер 318 из множества барьеров 318 содержит продолговатый выступ 320, каждый барьер 318 из множества барьеров 318 может в альтернативном варианте реализации изобретения принимать форму из многообразия других форм и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения. Например, каждый барьер 318 из множества барьеров 318 в альтернативном варианте реализации изобретения может образовывать отдельный штырь, каждый из которых смещен относительно другого штыря таким образом, чтобы между обратными клапанами 308, 311 и наружной частью основной части 302 вентиляционного устройства 300 не было прямой видимости. В другом примере каждый барьер 318 из множества барьеров 318 может принимать форму любой другой перекрывающейся или смещенной формы, размера или структуры и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения. В другом примере, каждый барьер 318 может в альтернативном варианте реализации изобретения выступать из внутренней поверхности крышки 330, расположенной напротив внешней торцевой поверхности 310 основной части 302, как проиллюстрировано, например, на фиг. 14, и по-прежнему попадать в объем настоящего изобретения.

[00065] Далее, шум, создаваемый выхлопной средой, протекающей через отверстие 144 выхлопного канала, например, уменьшается за счет направления выхлопной среды ко множеству барьеров 318. Более конкретно, обратные клапаны 308, 311 направляют выхлопную среду в радиальном направлении ко множеству барьеров 318, что предотвращает образование на выходе выхлопного канала 142 выхлопной среды, обладающей высокой скоростью потока. Выхлопная среда, обладающая высокой скоростью, вместо этого смещается в область обратных клапанов 308, 311 которые вместе с множеством барьеров 318 замедляют выхлопную среду перед ее выходом в атмосферу. Множество барьеров 318 ограничивает передачу звука через вентиляционное устройство 100, в то же время по-прежнему позволяя выхлопной среде выходить.

[00066] Подобно вентиляционному устройству 100, и в одном примере, ограждение вентиляционного устройства 300 может дополнительно содержать крышку 330, которая выполнена с возможностью расположения над множеством барьеров 318, чтобы дополнительно огораживать обратные клапаны 308, 311. Шум, создаваемый выхлопной средой, проходящей через отверстие 144 выхлопного канала дополнительно снижается за счет сочетания множества барьеров 318 и крышки 330. В одном примере множество барьеров 318 и крышка 330 вместе создают извилистую траекторию потока для шума и выхлопной среды. Другими словами, и в одном примере, множество барьеров 318 и крышка 330 вместе образуют ограждение вокруг шума, ограничивая передачу звука через вентиляционное устройство 300, в то же время по-прежнему позволяя выхлопной среде выходить в атмосферу.

[00067] Кроме того, экран 332 (фиг. 15), такой как перфорированный металлический экран, может быть расположен между основной частью 302 и крышкой 330. Этот экран 332 является проницаемым, например проницаемым для воздуха, газа и жидкости. Таким образом, экран 332 помогает обеспечить возможность выхлопной среде, протекающей через множество барьеров 318, выходить в атмосферу.

[00068] Крышка 330 дополнительно содержит множество отверстий 334, каждое из которых предназначено для приема винта 336 для съемного прикрепления крышки 330 к основной части 302 вентиляционного устройства 300 и основной части 302 к корпусу 137 блока каналов. Несмотря на то, что вентиляционное устройство 300 съемно установлено на цифровой клапанный позиционер 114 с помощью винтов 336, в альтернативном варианте реализации изобретения без отхода от объема настоящего изобретения могут быть применены другие монтажные или крепежные механизмы. Подобно вентиляционным устройствам 100, 200, в одном примере, обратные клапаны 308, 311 вентиляционного устройства 300 представляют собой зонтичные клапаны. В другом примере обратные клапаны 308, 311 вентиляционного устройства 300 представляют собой зонтичные обратные клапаны.

[00069] Таким образом, множество барьеров 318, окружающих обратные клапаны 308, 311, эффективно предотвращают проникновение внешней среды в обратные клапаны 308, 311 и создают извилистую траекторию потока для выхлопной среды, текущей из цифрового клапанного позиционера 114 с высокой пропускной способностью, имеющего коэффициент пропускной способности (Cv), равный 6,4. Другими словами, вентиляционное устройство 300 может иметь более высокую пропускную способность, чем цифровой клапанный позиционер 114 с высокой пропускной способностью, и по-прежнему как эффективно предотвращать проникновение выхлопной среды в обратные клапаны 308, 311, так и эффективно уменьшать звук, создаваемый вентиляционным устройством 300.

[00070] Несмотря на то, что это не проиллюстрировано ни на одной из вышеупомянутых фигур, специалисту в данной области техники будет понятно, что основная часть вентиляционного устройства может содержать более чем два обратных клапана, и они по-прежнему будут попадать в объем настоящего изобретения. Например, другое альтернативное вентиляционное устройство может содержать основную часть, имеющую три прохода, каждый из которых содержит седло клапана, окружающее проход, и обратный клапан, расположенный внутри прохода, и один из множества барьеров или множества штырей, окружающих каждый обратный клапан и образующих ограждение вокруг него. Такая компоновка обеспечит дополнительную защиту от проникновения внешней среды в цифровой клапанный позиционер без влияния на пропускную способность, а также обеспечит дополнительное уменьшение шума.

[00071] С учетом сказанного выше, специалисту в данной области техники будет понятно, что все вентиляционные устройства 100, 200 и 300 согласно настоящему изобретению могут защитить внутренние компоненты цифрового клапанного позиционера 14, 114 и уменьшить уровни шума выхлопной среды благодаря предусмотрению вентиляционного устройства 100, 200, 300, содержащего по меньшей мере один обратный клапан 108, 208, 308, 311, окруженный множеством барьеров 118, 218, 318. Вентиляционные устройства 100, 200 и 300 могут дополнительно направлять выхлопную среду в по меньшей мере один обратный клапан 108, 208, 308, 311 и через множество барьеров 118, 218, 318, уменьшая звук выхлопной среды, протекающей через вентиляционное устройство 100, 200, 300. Вентиляционные устройства 100, 200 и 300 могут дополнительно защищать цифровой клапанный позиционер 14, 114 от внешней среды за счет предотвращения проникновения внешней среды в обратные клапаны 108, 208, 308, 311 через множество барьеров 118, 218, 318, окружающих обратные клапаны 108, 208, 308, 311, без влияния на пропускную способность цифрового клапанного позиционера 14, 114.

[00072] Кроме того, специалисту в данной области техники также будет понятно, что конструкция и распределение множества барьеров 118, 218, 318 не только служат для защиты каждого вентиляционного устройства 100, 200, 300 от непосредственного воздействия из окружающей среды и уменьшения уровней шума, но также предотвращают значительное накапливание воды в области обратных клапанов 108, 208, 308, 311 и множества барьеров 118, 218, 318. Благодаря предотвращению значительного накапливания воды, любое замерзание такой воды также предотвращается, в случае снижения температуры окружающей среды ниже точки замерзания. Кроме того, каждое вентиляционное устройство 100, 200, 300 является самодренирующимся, независимо от ориентации, благодаря тому, что позволяет дождевой воде, например, которая проникает в область множества барьеров 118, 218, 318, пройти через вентиляционное устройство 100, 200, 300 и слиться на его противоположной стороне.

[00073] С учетом вышесказанного, специалисту в данной области техники также будет понятно, что каждое вентиляционное устройство 100, 200 и 300 может направлять выхлопную среду через множество отверстий 116, 216, расположенных вокруг прохода 104, 204 основной части 102, 202, 302 вентиляционного устройства 100, 200, 300, в обратные клапаны 108, 208, 308, 311, расположенные внутри проходов 104, 204, и затем в радиальном направлении наружу ко множеству барьеров 118, 218, 318. Специалисту в данной области техники также будет понятно, что вентиляционное устройство 100, 200, 300 может уменьшать уровень звука выхлопной среды, текущей через вентиляционные отверстия 100, 200, 300, благодаря созданию извилистой траектории потока как в крышке 130, 230 и 330, так и во множестве барьеров 118, 218, 318. Специалисту в данной области техники также будет понятно, что предотвращение поступления внешней среды в обратные клапаны 108, 208, 308, 311 без влияния на пропускную способность цифровых клапанных позиционеров 14, 114 включает ограждение обратного клапана 108, 208, 308, 311 посредством как крышки 130, 230, 330, так и множества барьеров 118, 218, 318.

[00074] В данном описании, объекты во множественном числе могут реализовывать компоненты, операции или структуры, описанные как объект в единственном числе. Хотя отдельные операции одного или более способов, проиллюстрированы и описаны как отдельные операции, одна или более отдельных операций могут выполняться одновременно, и ничто не требует, чтобы операции выполнялись в том порядке, который показан. Структуры и функциональность, представленные в виде отдельных компонентов, что и в примерных конфигурациях, могут быть реализованы в виде объединенной структуры или компонента. Подобным образом, структура и функциональность, представленные в виде одного компонента, могут быть реализованы как отдельные компоненты. Эти и другие изменения, модификации, дополнения и улучшения попадают в объем объекта изобретения настоящего описания.

[00075] Используемая в настоящем описании любая ссылка на “один из примеров” или “пример” означает, что конкретный элемент, признак, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом реализации изобретения, включены по меньшей мере в один из вариантов реализации изобретения. Употребления фразы “в одном примере” в различных местах в описании не обязательно относятся к одному и тому же примеру.

[00076] Некоторые примеры могут быть описаны с помощью выражения “связанный” и “соединенный” вместе с их производными. Например, некоторые примеры могут быть описаны с использованием термина “связанный” для обозначения того, что два или более элементов имеют непосредственный физический или электрический контакт. Однако, термин “связанный” может означать, что два или более элементов не имеют непосредственного контакта друг с другом, но по-прежнему объединены или взаимодействуют друг с другом. В этом контексте примеры не являются ограниченными.

[00077] Как использовано в настоящем описании, термины “содержит”, “содержащий”, “включает”, “включающий ”, “имеет”, “имеющий” или любые их вариации предназначены для охвата неисключительного включения. Например, процесс, способ, изделие или устройство, которые содержат перечень элементов, не обязательно ограничены только этими элементами, но могут содержать другие элементы, которые конкретно не перечислены или присущи такому процессу, способу, изделию или устройству. Кроме того, если явно не указано обратное, “или” относится к включающему или и не относится к исключающему или. Например, условие A или B удовлетворяется любым из следующего: A – истина (или присутствует), и B – ложь (или отсутствует), A – ложь (или отсутствует) и B – истина (или присутствует), и оба A и B – истина (или присутствуют).

[00078] Кроме того, использование неопределенной формы используется для описания элементов и компонентов вариантов реализации изобретения, приведенных в настоящем описании. Это делается просто для удобства и чтобы дать общий смысл описания. Это описание и следующую за ним формулу изобретения следует читать как включающие одно или по меньшей мере одно, и единственное число также включает множественное число, если не очевидно, что имеется в виду другое.

[00079] Это подробное описание должно быть истолковано в качестве примеров и не описывает каждый возможный вариант реализации изобретения, поскольку описание каждого возможного варианта реализации изобретения было бы непрактичным, если не невозможным. Можно реализовать многочисленные альтернативные варианты с использованием либо современной технологии, либо технологии, разработанной после даты подачи данной заявки.

[00080] Несмотря на то что выше были описаны различные варианты реализации изобретения, это изобретение не должно ограничиваться ими. В описанные примеры могут быть внесены изменения, которые по-прежнему находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.

Заявлена группа изобретений под названием вентиляционное устройство и способ вентиляции с применением цифрового клапанного позиционера. Цифровой клапанный позиционер содержит корпус, одно отверстие выхлопного канала, образованное в корпусе, и вентиляционное устройство, функционально соединенное с одним отверстием выхлопного канала. Вентиляционное устройство содержит основную часть, имеющую проход, седло клапана, окружающее проход, и обратный клапан, расположенный внутри прохода. Обратный клапан выполнен с возможностью смещаться из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана. Множество барьеров расположено вокруг обратного клапана и размещено так, чтобы огораживать обратный клапан. Множество барьеров предназначено для предотвращения проникновения внешней среды в обратный клапан и для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство. Техническим результатом является создание цифрового клапанного позиционера, в частности вентиляционного устройства для цифрового клапанного позиционера с высокой пропускной способностью. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Цифровой клапанный позиционер для применения с исполнительным приводом, содержащий:

корпус;

по меньшей мере, одно отверстие выхлопного канала, выполненное в этом корпусе;

вентиляционное устройство, функционально соединенное с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала, при этом вентиляционное устройство содержит:

основную часть, функционально соединенную с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала, при этом основная часть содержит проход;

седло клапана, окружающее проход; и

обратный клапан, расположенный внутри прохода, при этом обратный клапан выполнен с возможностью смещаться из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала; и

множество барьеров, расположенных вокруг обратного клапана и размещенных так, чтобы огораживать обратный клапан, при этом множество барьеров предназначены для предотвращения проникновения внешней среды в обратный клапан и для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство.

2. Цифровой клапанный позиционер по п. 1, отличающийся тем, что основная часть, расположена над по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала и содержит внешнюю торцевую поверхность.

3. Цифровой клапанный позиционер по п. 2, отличающийся тем, что основная часть определяет впускное отверстие и выпускное отверстие, проход, расположенный между впускным отверстием и выпускным отверстием, и множество отверстий, расположенных во внешней торцевой поверхности и вокруг прохода.

4. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала содержит два отверстия выхлопных каналов, при этом основная часть расположена над по меньшей мере двумя выхлопными отверстиями.

5. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что каждый барьер из множества барьеров содержит продолговатый выступ, выступающий из внешней торцевой поверхности основной части и имеющий первый конец и второй конец, при этом по меньшей мере один из первого и второго концов перекрывается с одним или более из первого или второго концов другого продолговатого выступа множества барьеров, чтобы огораживать обратный клапан.

6. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что вентиляционное устройство дополнительно содержит крышку, расположенную над множеством барьеров, чтобы дополнительно огораживать обратный клапан и уменьшать звук, проходящий через вентиляционное устройство, и экран, расположенный между основной частью и крышкой, при этом экран позволяет выхлопной среде, протекающей через множество барьеров, выходить в атмосферу.

7. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что обратный клапан содержит зонтичный обратный клапан.

8. Цифровой клапанный позиционер по п. 3, отличающийся тем, что обратный клапан расположен в закрытом положении, так что, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала, выхлопная среда направляется через множество отверстий и в обратный клапан, смещая обратный клапан в открытое положение для выпускания выхлопной среды через множество барьеров и в атмосферу.

9. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что основная часть дополнительно содержит второй проход, второе седло клапана, окружающее второй проход, и второй обратный клапан, расположенный внутри прохода, при этом второй обратный клапан выполнен с возможностью смещения из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно выхлопное отверстие, и при этом множество барьеров расположены вокруг второго обратного клапана и размещены так, чтобы огораживать второй обратный клапан, предотвращая проникновение внешней среды во второй обратный клапан.

10. Исполнительный привод, содержащий:

корпус исполнительного привода; и

цифровой клапанный позиционер по п. 1, при этом цифровой клапанный позиционер функционально соединен с корпусом исполнительного привода для преобразования входного сигнала в пневматическое выходное давление, подаваемое на исполнительный привод.

11. Цифровой клапанный позиционер для применения с исполнительным приводом, содержащий:

корпус;

по меньшей мере, одно отверстие выхлопного канала, выполненное в этом корпусе;

вентиляционное устройство, функционально соединенное с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала, при этом вентиляционное устройство содержит:

основную часть, функционально соединенную с по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала, при этом основная часть содержит проход;

седло клапана, окружающее проход; и

обратный клапан, расположенный внутри прохода, при этом обратный клапан выполнен с возможностью смещаться из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала; и

крышку, съемно прикрепленную к основной части, при этом крышка имеет множество барьеров, выступающих из нее и расположенных вокруг обратного клапана, чтобы огораживать обратный клапан, при этом крышка и множество барьеров предназначены для предотвращения проникновения внешней среды в обратный клапан и для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство.

12. Цифровой клапанный позиционер по п. 11, отличающийся тем, что крышка содержит лицевую поверхность и заднюю поверхность, при этом задняя поверхность имеет вогнутый участок, выполненный с возможностью размещения обратного клапана, когда обратный клапан находится в открытом положении, множество барьеров, содержащее множество штырей, при этом множество штырей выступает из задней поверхности и окружает обратный клапан.

13. Цифровой клапанный позиционер по п. 12, отличающийся тем, что каждый штырь из множества штырей смещен относительно других штырей, чтобы огораживать обратный клапан и чтобы обеспечивать отсутствие прямой видимости между внешней средой и обратным клапаном.

14. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 11 или 12, отличающийся тем, что основная часть, расположена над по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала и содержит внешнюю торцевую поверхность.

15. Цифровой клапанный позиционер по п. 14, отличающийся тем, что основная часть определяет впускное отверстие и выпускное отверстие, проход, расположенный между впускным отверстием и выпускным отверстием, и множество отверстий, расположенных во внешней торцевой поверхности и вокруг прохода.

16. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 11 или 12, отличающийся тем, что по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала содержит два отверстия выхлопных каналов, при этом основная часть расположена над по меньшей мере двумя выхлопными отверстиями.

17. Цифровой клапанный позиционер по любому из пп. 11 или 12, отличающийся тем, что обратный клапан содержит зонтичный обратный клапан.

18. Исполнительный привод, содержащий:

корпус исполнительного привода; и

цифровой клапанный позиционер по п. 11, при этом цифровой клапанный позиционер функционально соединен с корпусом исполнительного привода для преобразования входного сигнала в пневматическое выходное давление, подаваемое на исполнительный привод.

19. Вентиляционное устройство для цифрового клапанного позиционера, функционально соединенное с исполнительным приводом, содержащее:

основную часть, имеющую впускное отверстие, выпускное отверстие, проход, расположенный между впускным отверстием и выпускным отверстием, множество отверстий, окружающих проход, седло клапана, окружающее множество отверстий, при этом основная часть выполнена с возможностью функционального прикрепления к отверстию выхлопного канала цифрового клапанного позиционера;

зонтичный клапан, расположенный внутри прохода, при этом зонтичный клапан смещен в закрытом положении так, что зонтичный клапан имеет возможность смещаться между закрытым положением, в котором он прижат к седлу клапана, и открытым положением, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через впускное отверстие основной части; и

заграждение, расположенное вокруг зонтичного клапана и размещенное, чтобы огораживать зонтичный клапан, при этом заграждение содержит множество барьеров, предназначенных для предотвращения проникновения внешней среды в зонтичный клапан и для создания извилистой траектории потока для выхлопной среды, что уменьшает звук, проходящий через вентиляционное устройство, без влияния на пропускную способность,

причем основная часть содержит внешнюю торцевую поверхность, при этом из этой внешней торцевой поверхности выступает множество барьеров, причем каждый барьер из множества барьеров содержит продолговатый выступ, имеющий первый конец и второй конец, при этом по меньшей мере один из первого и второго концов перекрывается с одним или более из первого или второго концов другого барьера из множества барьеров, чтобы огораживать зонтичный клапан.

20. Вентиляционное устройство по п. 19, отличающееся тем, что заграждение дополнительно содержит крышку, съемно расположенную над множеством барьеров, чтобы дополнительного огораживать зонтичный клапан и уменьшать звук, проходящий через вентиляционное устройство, и экран, расположенный между множеством барьеров и крышкой, при этом экран позволяет выхлопной среде течь по извилистой траектории потока через множество барьеров, чтобы выйти в атмосферу.

21. Вентиляционное устройство по п. 19, отличающееся тем, что каждый барьер из множества барьеров содержит штырь, выступающий из крышки, при этом крышка имеет вогнутую часть, выполненную с возможностью размещения зонтичного клапана, когда зонтичный клапан находится в открытом положении, при этом вогнутая часть окружена множеством барьеров, и каждый штырь смещен относительно каждого из других штырей, чтобы огораживать зонтичный клапан.

22. Вентиляционное устройство по п. 19, отличающееся тем, что основная часть дополнительно содержит второй проход, второе седло клапана, окружающее второй проход, и второй обратный клапан, расположенный внутри прохода, при этом второй обратный клапан выполнен с возможностью смещения из закрытого положения, в котором он прижат к седлу клапана, в открытое положение, в котором он отстоит от седла клапана, когда выхлопная среда течет через по меньшей мере одно выхлопное отверстие, и при этом множество барьеров расположены вокруг второго обратного клапана и размещены так, чтобы огораживать второй обратный клапан, предотвращая проникновение внешней среды во второй обратный клапан.

23. Способ вентиляции с применением цифрового клапанного позиционера, функционально соединенного с исполнительным приводом, при этом цифровой клапанный позиционер содержит корпус и по меньшей мере одно отверстие выхлопного канала, выполненное в корпусе, включающий:

установку вентиляционного устройства, содержащего обратный клапан, окруженный множеством барьеров;

функциональное прикрепление вентиляционного устройства к по меньшей мере одному отверстию выхлопного канала;

направление выхлопной среды в обратный клапан и через множество барьеров, уменьшая звук выхлопной среды, протекающей через вентиляционное устройство; и

предотвращение проникновения внешней среды в обратный клапан без влияния на пропускную способность цифрового клапанного позиционера.

24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что функциональное прикрепление вентиляционного устройства к по меньшей мере одному отверстию выхлопного канала включает расположение вентиляционного устройства над по меньшей мере одним отверстием выхлопного канала и съемное прикрепление вентиляционного устройства к корпусу цифрового клапанного позиционера с помощью одного или более из винта или другого соединительного механизма.

25. Способ по любому из пп. 23 или 24, отличающийся тем, что направление выхлопной среды в обратный клапан и через множество барьеров включает направление выхлопной среды через множество отверстий, расположенных вокруг прохода основной части вентиляционного устройства, в обратный клапан, расположенный внутри этого прохода, и в радиальном направлении наружу ко множеству барьеров.

26. Способ по любому из пп. 23 или 24, отличающийся тем, что уменьшение звука выхлопной среды, протекающей через вентиляционное устройство, включает создание извилистой траектории потока, по которой протекает выхлопная среда, причем извилистая траектория потока создается крышкой и множеством барьеров.

27. Способ по любому из пп. 23 или 24, отличающийся тем, что предотвращение проникновения внешней среды в обратный клапан без влияния на пропускную способность цифрового клапанного позиционера включает огораживание обратного клапана посредством крышки и множества барьеров, окружающих обратный клапан.