專利名稱：用于改進(jìn)的電磁閥的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所披露的實施方式一般地涉及到用于使用電磁閥來控制在危險區(qū)域中流 體流動的裝置和方法。更具體地，所披露的實施方式涉及使用具有儀器外殼的電磁閥以控 制在危險區(qū)域中流體流動。
背景技術(shù)：
通常諸如氣體分析儀、氣體樣品處理系統(tǒng)和其它氣體條件裝置的儀器外殼往往需 要在危險區(qū)域中操作。危險區(qū)域限定為可能產(chǎn)生易燃?xì)怏w、蒸汽或粉塵濃聚物的地方。必 須安裝在這些地點的電氣裝置被特別地設(shè)計和測試，以確保其不會由于電弧接觸或裝置表 面的高溫而啟動爆炸。防止易燃?xì)怏w與暴露在儀器外殼周圍的空氣爆炸/點火的常見的方法已知為加 壓和吹掃。裝置外殼可以用清潔的空氣或惰性氣體加壓并且互鎖，以使如果加壓氣體供應(yīng) 失敗則裝置斷開連接或引發(fā)報警(根據(jù)區(qū)域的危險等級)。在加壓和吹掃方法中，儀器外殼 保持在正大氣壓力下，以防止外部的、潛在的爆炸性大氣的進(jìn)入，其否則將被儀器點燃。在 儀器的正常功能需要可燃?xì)怏w進(jìn)入外殼的情況下，加壓氣體也可以被使用以施加連續(xù)吹掃 到外殼以稀釋任何可能的內(nèi)部的泄漏(釋放源)到一個安全的水平。在某些情況下，涉及的儀器需要使用閥控制氣體或流體流量。例如，選擇校準(zhǔn)或用 于氣體分析儀的過程樣品要求控制氣體流量。用于涉及氣體/流體流量的這類儀器的爆炸 保護(hù)的一個方法是使用通用電磁閥提供的氣體/液體的直接控制。電磁閥或者完全地置于 外殼內(nèi)部或者完全地置于外殼的外部。當(dāng)電磁閥完全地放置在外殼內(nèi)部時，閥落入加壓的 封套中并且因此不會直接地點燃外部爆炸性環(huán)境。然而，在其中被控制流體本身就是易燃 的情況下，流體可能在外殼內(nèi)從閥和/或閥的相關(guān)連接泄漏到外殼。當(dāng)電磁閥放在外殼的 外部時，閥必須在危險區(qū)域中安全操作。隔爆型或本質(zhì)安全電磁閥可用于這個目的。替換 地，外殼內(nèi)的通用目的電磁閥可以用于開關(guān)壓縮空氣，壓縮空氣又氣動地操作外殼外部的 所控制的閥。因此，存在使用通用電磁閥和在危險區(qū)域中操作的儀器外殼而使點火風(fēng)險最小化 的需要。

發(fā)明內(nèi)容
一般來說，在一個方面，該發(fā)明涉及一種用于控制流體流動的裝置，包括電磁閥和 儀器外殼壁，電磁閥包括位于儀器外殼外部的閥體，其中閥體包括用于控制流體流動的至 少一個連接口和位于儀器外殼內(nèi)部的閥動鐵芯套，其中電磁線圈在閥動鐵芯套周圍纏繞; 儀器外殼壁包括閥動鐵芯套通過其插入到儀器外殼的孔?！銇碚f，在一個方面，發(fā)明涉及在包括儀器外殼的危險區(qū)域中使用電磁閥的方 法，該方法包括使用電磁閥控制流體，其中電磁閥包括位于危險區(qū)域中的閥體和被電磁線 圈纏繞的閥動鐵芯套，其中閥體包括用于控制流體流動并且位于在危險區(qū)域中儀器外殼之外的至少一個連接口，并且其中柱塞閥套和電磁線圈位于儀器外殼內(nèi)部。一般來說，在一個方面，本發(fā)明涉及用于改裝電磁閥的方法，電磁閥包括閥體部和 電磁線圈在其周圍纏繞的閥動鐵芯套部，以在包括儀器外殼的危險區(qū)域操作，該方法包括 在儀器外殼的外殼壁中形成孔，從電磁閥中移除電磁線圈，通過外殼壁重裝配電磁線圈，其 中通過外殼壁重裝配電磁線圈包括通過外殼壁的孔插入柱塞閥套部，把閥體部放在危險區(qū) 域中的儀器外殼外部在，并再連接電磁線圈到位于儀器外殼內(nèi)部的閥動鐵芯套部。從下面的說明和附后權(quán)利要求中，本發(fā)明的其他方面將是明顯的。


在此披露的實施方式一般地涉及用于使用電磁閥以控制在危險區(qū)域中流體流動 的裝置和方法。更具體地說，本文所披露實施方式涉及使用具有儀器外殼的電磁閥以控制 在危險區(qū)域中流體流動。參照附圖進(jìn)一步描述此處所披露的實施方式。圖1示出根據(jù)本文所披露的一個或多個實施方式的電磁閥。圖2A-2B示出根據(jù)在此披露的一個或多個實施方式的六通閥集管組件的示例。圖3示出用于改型根據(jù)在此披露的一個或多個實施方式的改裝的電磁閥的流程 圖。
具體實施例方式參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實施方式
。在各個附圖相同元件為一致性而由相 同參考數(shù)字標(biāo)注。在本發(fā)明的實施方式的如下詳細(xì)說明中，陳述大量具體細(xì)節(jié)，以提供對本發(fā)明的 更透徹的理解。然而，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明顯而易見地可在沒有這些具體細(xì) 節(jié)的情況下實現(xiàn)。在其他實例中，眾所周知的特征沒有被詳細(xì)地描述，以避免不必要地使說 明復(fù)雜化。在一般情況下，本文所披露的實施方式提供用于通用目的的電磁閥的方法和裝置 以操作控制在危險區(qū)域中液/氣體流動。更具體地，在此披露的實施方式將通用目的電磁 閥的電氣部件結(jié)合進(jìn)入加壓儀器外殼來實現(xiàn)在危險區(qū)中的安全，而閥門的流體處理部分保 持在儀器外殼外側(cè)。圖1示出根據(jù)本文所披露的一個或多個實施方式的電磁閥100。具體來說，圖1示 出在外部危險區(qū)域114操作的電磁閥100。在一個或多個的實施方式中，電磁閥100可以是 兩個口的常閉的通用目的電磁閥。電磁閥100包括閥動鐵芯套104和閥體120。在此披露的一個或多個實施方式中， 電磁閥100的上述兩個部分由在危險區(qū)域114操作的儀器外殼112的外殼壁102隔開。在 此披露的一個或多個實施方式中，儀器外殼可以是，但不限于，樣品處理系統(tǒng)、氣體分析儀 或任何其他類型的合適的氣體調(diào)節(jié)裝置。在一個或更多的實施方式中，儀器外殼112可以 受非易燃流體/氣體的壓力。分開外部危險區(qū)域114和加壓儀器外殼112的外殼壁102可 以由低碳鋼、不銹鋼或任何其他合適的材料制成。不銹鋼的等級可以變化以與儀器外殼的 環(huán)境兼容。此外，外殼壁102可以用其他材料覆蓋里層(如噴漆)以防止外殼壁102和閥 體120和/或電磁閥的閥動鐵芯套104之間的直接接觸并且防止腐蝕。
外殼壁102的最小厚度可符合管理加壓和吹掃的外殼的機(jī)械強度的現(xiàn)行規(guī)定，并 且可以取決于外殼尺寸。在一個或多個的實施方式中，外殼壁102的最小厚度可以為1mm。 外殼壁102的最大厚度可以是4mm。在此披露的一個或多個實施方式中，外殼壁的厚度可 能會影響線圈對閥的分離。當(dāng)這是一個問題時，閥可能被安裝在薄的底板上，板又密封到外 殼壁102。圖2A示出用于六通閥集管202的底板204和用于底板204的組件200的示例。 圖2B示出六通閥集管202和用于底板204的組件200的另一個視圖。在此披露的一個或多個實施方式中，外殼壁包括孔(未顯示)，閥動鐵芯套通過該 孔插入，以使電磁閥100的一部分(即閥動鐵芯套104和相關(guān)電磁線圈106)位于加壓外殼 112內(nèi)，而電磁閥100的另一部分(即閥體120)位于危險區(qū)114中的加壓外殼112的外側(cè)。閥體120包括用于控制流體流動的全部連接口 116、118。該閥動鐵芯套104包括 纏繞閥動鐵芯套104周圍的電磁線圈106。在本發(fā)明的一個或多個實施方式中，閥動鐵芯 套104由單片金屬加工和/或是焊接組件。在焊接組件的情況下，組件還遵守BSI標(biāo)準(zhǔn)文 件EN 60079-2中說明的絕對可靠性要求，其詳細(xì)說明用于特定危險區(qū)域的安全級別要求。在此披露的一個或多個實施方式中，密封墊108 (或其他類型的密封件)設(shè)置在閥 動鐵芯套104和外殼壁102之間。密封墊108可用于填補保持在閥動鐵芯套104和外殼壁 102之間的任何空隙。同樣地，密封件110可以設(shè)置在閥體120和外殼壁102之間。密封件 110可以被放置以關(guān)閉存在在外殼壁102和閥體120之間的任何空隙。在一個或多個實施 方式中，密封件110可以是0形圈。密封墊108和密封件110可以因而防止外殼壁102和 電磁閥100的各自的部分之間的泄漏。本領(lǐng)域技術(shù)人員都明白，雖然圖1只示出單個電磁閥，在此披露的實施方式可以 使用在集管(未顯示)中相互操作地連接的多個電磁閥實現(xiàn)。在這種情況下，在集管中電 磁閥的每一個可以是參照圖1的上述閥門。使用如圖1所示的一個電磁閥，本發(fā)明的實施方式提供允許通用目的電磁閥在危 險區(qū)域中使用的方法。具體地，該方法結(jié)合電磁閥的電氣部件(即電磁線圈及相關(guān)的連接) 到加壓儀器外殼中，以實現(xiàn)在危險區(qū)域中的安全性，而流體處理部件(即，電磁閥閥體上的 一個或多個連接口)放置在危險區(qū)域中的儀器外殼外側(cè)。在此披露的一個或多個實施方式 中，該方法包括通過提供電流到電磁線圈而使用電磁閥控制流體流量。電流通過電磁閥轉(zhuǎn) 換為機(jī)械能，而機(jī)械地打開和/或關(guān)閉在電磁閥的閥體上的流體連接口。此外，該方法涉及采用非易燃流體/氣體使儀器外殼中加壓。例如，在此披露的一 個或更多的實施方式中，壓縮空氣可用于加壓和吹掃儀器外殼，以避免儀器外殼內(nèi)的電磁 線圈和相關(guān)連接的點火。在其它實施方式中，也可使用諸如氮、氬、氪或其他合適的非易燃 氣體的惰性氣體。圖3示出用于根據(jù)在此披露的一個或多個實施方式在危險區(qū)域操作的用于改裝 的電磁閥的流程圖。改裝的電磁閥包括將電磁閥拆開，并且通過儀器外殼的外殼壁重新裝 配閥門。雖然在圖3的流程中的各個步驟按順序地介紹和說明，普通技術(shù)人員會明白，部分 或所有步驟可能以不同順序執(zhí)行，可以結(jié)合或省略，部分或所有步驟可以并行執(zhí)行。首先，孔形成在儀器外殼的外殼壁中(ST300)?？卓梢允褂萌魏魏线m的工具來形成 以穿孔進(jìn)入外殼壁。隨后，電磁線圈從電磁閥移除(ST302)。更具體地，電磁線圈在成形機(jī) 上，即罐裝和密封單元。線圈作為單個完整機(jī)構(gòu)移除。接下來，閥動鐵芯套通過形成的孔插入外殼壁(ST304)。具體地，閥動鐵芯套從儀器外殼的外面插入儀器的外殼。在本發(fā)明的一 個實施方式中，當(dāng)閥動鐵芯套通過孔插入時，閥動鐵芯套放置在加壓外殼內(nèi)部，而電磁閥的 閥體保持在儀器外殼的外側(cè)，在危險區(qū)域中(ST306)。在此披露的一個或多個實施方式中，雖然在圖3中沒有顯示，在電磁閥的改裝過 程中，可以有密封/墊圈插在外殼壁的兩側(cè)上以消除間隙和防止閥動鐵芯套和外殼壁以及 閥體和外殼壁兩者之間的滲漏。在這個階段，電磁線圈重新連接到儀器外殼內(nèi)的閥動鐵芯套(ST308)。一旦電磁閥 通過外殼壁重裝配，電磁閥可如上所述被用于控制流體流動(ST310)。控制流體流動提供電 流到電磁線圈，然后將其轉(zhuǎn)換為用來打開/關(guān)閉電磁閥的閥體中的連接口的機(jī)械能。此外， 控制流體流動也可以包括通過用非易燃流體/氣體填充外殼使儀器外殼中加壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員都明白，上述過程可重復(fù)用于集管中的多級電磁閥或當(dāng)單個電磁 閥被另一電磁閥取代時。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白，因為改裝電磁閥的過程包括從閥 中移除線圈，電磁閥必須能承受當(dāng)移除電磁線圈并且通過外殼壁重新組裝配時可能出現(xiàn)的 任何閥門對線圈間隔變化。也就是說，由電磁閥的改裝而產(chǎn)生的任何閥門對線圈的間隔變 化必須不影響閥門的功能性。這是當(dāng)選擇電磁閥類型以使用于在此披露的本實施方式中時 所考慮的因素之一。在此披露的實施方式提供將被使用的通用目的電磁閥，在危險區(qū)域中結(jié)合加壓儀 器外殼。使用一般目的電磁閥來控制在危險區(qū)域中的流體流動大大地節(jié)省成本、減少復(fù)雜 性和對空間的要求。雖然已經(jīng)參照有限實施方式描述了本發(fā)明，從本公開中受益的本領(lǐng)域技術(shù)人員會 明白，不偏離本文在此所披露的發(fā)明的范圍的其他實施方式可以被設(shè)計。因此，本發(fā)明的范 圍僅受限于所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于控制流體流動的裝置，包括 電磁閥，包括閥體，位于儀器外殼的外部，其中所述閥體包括至少一個用于控制流體流動的連接口， 閥動鐵芯套，位于儀器外殼內(nèi)部，其中電磁線圈圍繞所述閥動鐵芯套部纏繞；和 儀器外殼壁，包括孔，閥動鐵芯套通過所述孔插入所述儀器外殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述儀器外殼在危險區(qū)域操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中電磁線圈能夠從電磁閥的閥體部移除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 密封墊，設(shè)置在儀器外殼壁和閥動鐵芯套之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 密封件，設(shè)置在儀器外殼壁和閥體之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中閥動鐵芯套包括焊接組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中閥動鐵芯套由單塊實心金屬加工而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中電磁閥是兩個口的常閉閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中儀器外殼是從由氣體分析儀和流體處理系統(tǒng)組成 的組中選擇的一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述電磁閥為集管中的多個電磁閥中的一個。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中儀器外殼中利用壓縮空氣被加壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中儀器外殼中利用氮氣和氬氣的至少一種被加壓。
13.—種在包括儀器外殼的危險區(qū)域中使用電磁閥的方法，該方法包括 使用電磁閥控制流體流動，其中電磁閥包括位于危險區(qū)域中的閥體，和 周圍由電磁線圈纏繞的閥動鐵芯套，其中，閥體包括用于控制流體流動并且在危險區(qū)域中位于儀器外殼的外部的至少一個 連接口，其中，閥動鐵芯套和電磁線圈位于儀器外殼內(nèi)部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中控制流體流動包括提供電流到電磁線圈，其中，電流配置為機(jī)械地打開和關(guān)閉在電磁閥的閥體中的至少 一個連接口。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中控制流體流動包括 使用非易燃流體使儀器外殼中加壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中電磁閥是兩個口的常閉閥。
17.一種用于改裝電磁閥以在包括儀器外殼的危險區(qū)域中操作的方法，所述電磁閥包 括閥體部分和周圍纏繞電磁線圈的閥動鐵芯套部，所述方法包括在儀器外殼的外殼壁中形成孔； 從電磁閥中移除電磁線圈；通過外殼壁重新組裝電磁線圈，其中通過外殼壁重新組裝電磁線圈的步驟包括 通過外殼壁的孔插入閥動鐵芯套部， 將閥體部放置在危險區(qū)域中儀器外殼的外部，和將電磁線圈再連接到位于儀器外殼內(nèi)部的閥動鐵芯套部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括插入配置以密封外殼壁和閥動鐵芯套部之間的空間的第一密封件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括插入配置以密封外殼壁和閥體部之間的空間的第二密封件。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括使用位于危險區(qū)域中的電磁閥的閥體部控制流體流動。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中控制流體流動包括提供電流到電磁線圈，其中，電流配置為機(jī)械地打開和關(guān)閉在電磁閥的閥體中至少一 個連接口。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中控制流體流動包括 利用壓縮空氣使儀器外殼中加壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于控制流體流動的包括電磁閥的裝置。電磁閥包括儀器外殼外部的閥體，其中閥體包括至少一個用于控制流體流動的連接口和位于儀器外殼內(nèi)部的閥動鐵芯套，其中電磁線圈圍繞閥動鐵芯套部纏繞。該裝置還包括儀器外殼壁，儀器外殼壁包括孔，閥動鐵芯套通過孔插入儀器外殼。
文檔編號F16K51/00GK102147031SQ20111003277
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者格拉哈姆·戴維·喬斯蘭德 申請人:思姆菲舍爾科技公司