具有電子健康監(jiān)測(cè)的氣體閥的制作方法
【專利說明】具有電子健康監(jiān)測(cè)的氣體閥
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)與2011年12月15日提交的名稱為“Gas Valve With Electronic Proof ofClosure System”的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)13/326，366、2011年12月15日提交的名稱為“GasValve With Electronic Valve Proving System” 的美國專利申請(qǐng)序列號(hào) 13/326，353、2011 年 12 月 15 日提交的名稱為 “Gas Valve with High/Low Gas Pressure Detect1n”的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)13/326，357、2011年12月15日提交的名稱為“Gas Valve WithFuel Rate Monitor”的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)13/326，691、2011年12月15日提交的名稱為“Gas Valve With Overpressure Diagnostics” 的美國專利申請(qǐng)序列號(hào) 13/326，355、2011年12月15日提交的名稱為“Gas Valve With Valve Leakage Test”的美國專利申請(qǐng)序列號(hào) 13/326，358、2011 年 12 月 15 日提交的名稱為 “Gas Valve With Electronic CycleCounter”的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)13/326，361、和2011年12月15日提交的名稱為“GasValve With Communicat1n Link”的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)13/326，523相關(guān)，這些專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以參考的方式并入本文中用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開一般地涉及閥，更具體地涉及氣體閥組件。
【背景技術(shù)】
[0003]通常將閥與用于調(diào)節(jié)流體流量的許多裝置共同使用。例如，經(jīng)常將氣體閥并入燃?xì)庋b置中，用以調(diào)節(jié)流到燃燒室或燃燒器的氣體的流量。這種燃?xì)庋b置的例子可包括但不限于:熱水器、加熱爐、鍋爐、嵌入式壁爐、爐具、烘箱、干燥機(jī)、柵形烤架、油炸鍋、或者其中期望有氣體控制的任何這種裝置。在這種燃?xì)庋b置中，可利用引燃火焰、電子點(diǎn)火源、或者其它點(diǎn)火源來點(diǎn)燃?xì)怏w，從而導(dǎo)致氣體在燃燒器元件中的燃燒，由此產(chǎn)生用于該裝置的熱。在許多情況下，響應(yīng)于來自控制裝置(如溫控器或其它控制器)的控制信號(hào)，氣體閥可在阻止氣體流動(dòng)的閉合位置與允許氣體流動(dòng)的打開位置之間運(yùn)動(dòng)。在一些情況下，氣體閥可以是調(diào)整的氣體閥，該氣體閥允許氣體以在完全打開位置與完全閉合位置之間的一個(gè)或多個(gè)中間流率而流動(dòng)。另外或可替代地，將閥使用用于控制流量(例如，流體(如液體或氣體)的流量、或者其它材料的流量)的一個(gè)或多個(gè)其它用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開一般地涉及閥，更具體地涉及氣體閥組件。在一個(gè)示例性的但非限制性的實(shí)例中，一種閥組件系統(tǒng)可包括閥組件和用戶界面。閥組件可包括:具有進(jìn)口和出口的閥體，流體通路在進(jìn)口與出口之間延伸；位于流體通路中的閥；被固定到閥體的閥致動(dòng)器；與流體通路連通的一個(gè)或多個(gè)傳感器；相對(duì)于閥體被固定并且與一個(gè)或多個(gè)傳感器連通的控制器；和相對(duì)于閥體被固定并且可操作地聯(lián)接到控制器的存儲(chǔ)器。一個(gè)或多個(gè)傳感器可感測(cè)流體通路內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且控制器可基于一個(gè)或多個(gè)感測(cè)的參數(shù)并通過對(duì)和一個(gè)或多個(gè)感測(cè)參數(shù)相關(guān)的值與一個(gè)或多個(gè)閾值進(jìn)行比較而確定一種或多種閥狀態(tài)。存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)兩個(gè)或更多個(gè)可選擇選項(xiàng)，其中各可選擇選項(xiàng)識(shí)別用于一個(gè)或多個(gè)閾值的相應(yīng)的閾值。一旦選擇了可選擇選項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)對(duì)和一個(gè)或多個(gè)感測(cè)的參數(shù)相關(guān)的值與一個(gè)或多個(gè)閾值進(jìn)行比較時(shí)，控制器可構(gòu)造成使用對(duì)應(yīng)于所選擇的可選擇選項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)閾值。
[0005]在一些示例性的情況下，一種閥組件可包括:進(jìn)口和出口，流體通路在進(jìn)口和出口之間延伸；位于流體通路中的閥；相對(duì)于閥體被固定的閥致動(dòng)器；用于感測(cè)閥、閥致動(dòng)器和/或閥體內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)局部傳感器；一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程傳感器輸入；和相對(duì)于閥體被固定的控制器。一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程傳感器輸入可接收來自位于閥體、閥和閥致動(dòng)器外部的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程定位的傳感器的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)的參數(shù)?？刂破骺梢耘c多個(gè)局部傳感器和一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程傳感器輸入連通，并且控制器可構(gòu)造成通過對(duì)和多個(gè)局部傳感器的感測(cè)的參數(shù)和來自一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程定位傳感器的感測(cè)的參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的值與一個(gè)或多個(gè)閾值進(jìn)行比較而確定一種或多種閥狀態(tài)。
[0006]在一些示例性的情況下，閥組件的存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)固定閾值及一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)閾值，其中固定閾值可以不能夠由在現(xiàn)場(chǎng)的用戶進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果與感測(cè)的參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的值超過固定閾值中的一個(gè)或多個(gè)，那么閥組件的控制器可關(guān)閉閥組件。如果與感測(cè)的參數(shù)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)值超過可調(diào)節(jié)閾值中的一個(gè)或多個(gè)，那么控制器可允許閥組件繼續(xù)操作但可發(fā)出警報(bào)。
[0007]在一些情況下，閥組件可按照以下方法進(jìn)行操作。示例性地，該操作方法可包括接收與一個(gè)或多個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)的選擇相關(guān)的輸入，其中各安全標(biāo)準(zhǔn)可指定一個(gè)或多個(gè)閾值。在該示例性的方法中，可感測(cè)閥組件的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且可將感測(cè)的參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值傳輸至閥組件的控制器。該示例性的方法可包括:利用閥組件的控制器并基于一個(gè)或多個(gè)感測(cè)的參數(shù)及由所選擇的安全標(biāo)準(zhǔn)指定的一個(gè)或多個(gè)閾值來確定一種或多種閥狀態(tài)。在一些情況下，可將一種或多種閥狀態(tài)的指示顯示于閥組件系統(tǒng)的用戶界面上。
[0008]前面的
【發(fā)明內(nèi)容】
是提供用來促進(jìn)對(duì)部分的本公開特有的創(chuàng)新特征的理解，而并非意圖是完整的描述。通過將全部的說明書、權(quán)利要求、附圖、和摘要作為整體，可以獲得對(duì)本公開的完整理解。
【附圖說明】
[0009]通過考慮以下對(duì)各種示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明并結(jié)合附圖，可以更加充分地理解本公開，在附圖中:
圖1是示例性的流體閥組件的示意性透視圖；
圖2是圖1的示例性流體閥組件的示意性第一側(cè)視圖；
圖3是圖1的示例性流體閥組件的示意性第二側(cè)視圖，其中第二側(cè)視圖是從第一側(cè)視圖相反側(cè)所看到的；
圖4是圖1的示例性流體閥組件的示意性輸入側(cè)視圖；
圖5是圖1的示例性流體閥組件的示意性輸出側(cè)視圖；
圖6是圖1的示例性流體閥組件的示意性俯視圖；
圖7是沿圖4的線7-7所截取的圖1的示例性流體閥組件的剖視圖； 圖8是沿圖2的線8-8所截取的圖1的示例性流體閥組件的剖視圖；
圖9是示出了與建筑物控制系統(tǒng)和裝置控制系統(tǒng)相連接的示例性流體閥組件的示意圖，其中流體閥組件包括聯(lián)接到閥控制器的壓差傳感器；
圖10是示出了與建筑物控制系統(tǒng)和裝置控制系統(tǒng)相連接的示例性流體閥組件的示意圖，其中流體閥組件包括連接到閥控制器的多個(gè)壓力傳感器；
圖11是示出了示例性的低氣體壓力/高氣體壓力限制控制的示意圖；
圖12是示出了示例性的閥控制和燃燒裝置控制的示意圖，其中控制器是經(jīng)由通信鏈路而連接；
圖13是示出了示例性的閥控制和關(guān)閉系統(tǒng)的證明以及燃燒裝置的示意圖；并且圖14-圖17是用于感測(cè)閥在示例性閥組件內(nèi)部的位置和/或狀態(tài)的不同方法的各種示例性示意圖。
[0010]雖然本公開適合于各種修改和替代形態(tài)，但上面已通過在附圖中舉例揭示了其細(xì)節(jié)，并且將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不是將本公開的各方面限制于所描述的具體示例性實(shí)施例。相反，本發(fā)明涵蓋落在本公開的精神和范圍內(nèi)所有修改、等同物和替代物。
【具體實(shí)施方式】
[0011]應(yīng)當(dāng)參照附圖來閱讀以下描述，其中在全部的若干視圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。詳細(xì)說明和附圖中揭示了若干示例性實(shí)施例，這些實(shí)施例意圖是對(duì)請(qǐng)求保護(hù)的本公開的說明。
[0012]閥組件和/或閥組件系統(tǒng)可包括:在閥體內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)閥、串聯(lián)的兩個(gè)或更多個(gè)閥、并聯(lián)的兩個(gè)或更多個(gè)閥、和/或包括至少一個(gè)閥的任何其它閥組件構(gòu)造。本文中所公開的閥組件和閥組件系統(tǒng)可使用于任何用途，其中閥可用于幫助控制流量。示例性地，閥組件和閥組件系統(tǒng)可應(yīng)用于燃燒裝置/系統(tǒng)中的燃料控制、灌溉系統(tǒng)中的流動(dòng)、商用和家用電器的流動(dòng)、和/或其它用途。
[0013]在一個(gè)實(shí)例中，閥組件可適用于燃燒裝置。這些燃燒裝置可用于提供舒適性(例如，商業(yè)建筑物等中的室內(nèi)加熱)和/或處理熱(例如，在工業(yè)部門和其部門)。因?yàn)槿紵b置是任何住宅或工業(yè)系統(tǒng)的重要部分，所以由于燃燒裝置系統(tǒng)中的意外故障所導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間會(huì)是代價(jià)高。因此，可以基于燃燒裝置系統(tǒng)的健康而計(jì)劃并且在燃燒裝置發(fā)生故障之前的預(yù)防性維修會(huì)是優(yōu)選的，因?yàn)樗膳懦馔獾墓收喜⑶?或者使燃燒裝置系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間的影響最小化。如果基于實(shí)際的實(shí)時(shí)系統(tǒng)健康指示物來計(jì)劃燃燒裝置系統(tǒng)的維修，而不是以固定的時(shí)間間隔和/或預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃進(jìn)行維修，則可優(yōu)化停機(jī)時(shí)間。燃燒裝置系統(tǒng)的部件常常不具有監(jiān)測(cè)燃燒裝置(或其部件)的健康的能力，因此不能提供與預(yù)防性維修計(jì)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0014]具有電子器件和一組或多組傳感器的閥能夠通過觀察指示一種或多種閥狀況和/或閥狀態(tài)的各種變量或參數(shù)(例如，診斷參數(shù))來監(jiān)測(cè)其健康。這種變量和/或參數(shù)可包括但不限于:閥(例如，開關(guān)閥)的總循環(huán)次數(shù)、閥的累計(jì)重復(fù)定位(例如，調(diào)整閥)、流體壓力、溫度、在閥證明系統(tǒng)測(cè)試期間所檢測(cè)的泄漏水平、在年度泄漏測(cè)試期間所檢測(cè)的泄漏水平、“閉合”時(shí)的安全閥的位置、在連接的煙道或其它位置的特定氣體濃度(例如，氧氣(02)、二氧化碳(C02)、一氧化碳(CO)等)、閥的故障歷史、距離最后一次維修的時(shí)間、其它變量和/或參數(shù)、和/或變量和/或參數(shù)的任意組合。示例性地，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)的變量或參數(shù)開始接近閾值時(shí)(例如，由安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的閾值、由用戶設(shè)定的閾值水平等)，具有一個(gè)或多個(gè)傳感器或者與一個(gè)或多個(gè)傳感器連接的閥組件10可向用戶發(fā)出報(bào)警，同時(shí)只要不超過處于特定水平的閾值則維持燃燒裝置系統(tǒng)的操作。
[0015]根據(jù)本公開，可將閥裝配成包括傳感器、開關(guān)和/或其它機(jī)械或電子裝置并且/或者與傳感器、開關(guān)和/或其它機(jī)械或電子裝置連通，以幫助對(duì)閥和/或連接的裝置或系統(tǒng)的操作進(jìn)行監(jiān)測(cè)和/或分析。根據(jù)需要，傳感器和/或開關(guān)可屬于機(jī)電類型、電子類型、和/或其它類型的傳感器和/或開關(guān)。會(huì)需要鑰匙(例如，電子鑰匙)和/或口令來訪問傳感器和/或開關(guān)的數(shù)據(jù)和/或設(shè)置。
[0016]在一些情況下，閥組件10可構(gòu)造成監(jiān)測(cè)和/或控制各種操作，包括但不限于監(jiān)測(cè)流體流量和/或流體消耗、電子循環(huán)計(jì)數(shù)、超壓診斷、高壓和低壓檢測(cè)、閥證明系統(tǒng)測(cè)試、閥泄漏測(cè)試、閥關(guān)閉測(cè)試的證明、診斷通信、和/或根據(jù)需要的任何其它合適的操作。
[0017]如上所述，可將閥加入到將燃料和/或流體提供至裝置(例如，燃燒器等)的流體通路系統(tǒng)中，或者可單獨(dú)地使用或者在不同的系統(tǒng)中使用。在一些情況下，可將氣體安全截止閥可用作自動(dòng)冗余閥。通過放置至少兩個(gè)串聯(lián)的安全截止閥，而實(shí)現(xiàn)管理機(jī)構(gòu)經(jīng)常所要求的冗余。前述的冗余閥可以是在現(xiàn)場(chǎng)配合在一起的單獨(dú)的閥和/或在單個(gè)閥體中在一起的閥，這些冗余閥通常被稱為雙隔斷閥。盡管本文中詳細(xì)描述了安全截止閥，但本公開的概念也可應(yīng)用于其它閥組件構(gòu)造，包括具有單個(gè)閥的閥組件構(gòu)造。
[0018]圖1是用于控制流到燃燒裝置或其它類似或不同裝置的流體流量的示例性流體(例如，氣體、液體等)閥組件10的示意性透視圖。在該示例性的實(shí)施例中，氣體閥組件10可包括閥體12，該閥體12可大體上呈六邊形或者根據(jù)需要可采用任何其它形狀，并且可形成為單體或者可以是連接在一起的多件。如圖所示，閥體12可大體呈六邊形，具有第一端12a、第二端12b、頂部12c、底部12d、背部12e和前部12f，如圖1-圖6的各種視圖中所示。術(shù)語“頂部、底部、后前、左、和右”是相對(duì)術(shù)語，僅僅是用于幫助描述附圖，而并非意圖是以任何方式限制本發(fā)明。
[0019]示例性的閥體12包括進(jìn)口 14、出口 16以及在進(jìn)口 14與出口 16之間延伸的流體通路或流體通道18。此外，閥體12可包括定位或位于流體通道18中的一個(gè)或多個(gè)氣體閥口 20 (例如，圖7和圖8中所示的第一閥口 20a和第二閥口 20b)、一個(gè)或多個(gè)燃料或氣體閥構(gòu)件，有時(shí)被稱為可在氣體閥口 20內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的(一個(gè)或多個(gè))閥密封構(gòu)件22 (例如，第一閥密封構(gòu)件22a在第一閥口 20a內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，第二閥密封構(gòu)件22b在第二閥口 20b內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，如圖7中所示)、一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器組件24 (例如，