[发明专利]具有真实流量反馈的先进阀门致动器

说明书

一种阀门和致动器组件，其包括配置为控制进入盘管或换热器的液体流量的阀门。阀门和致动器组件还包括配置为经由阀门闭合件的定位控制阀门的打开和闭合的阀门致动器。阀门致动器还配置为提供流经阀门的液体的最大流率和最小流率。在一个实施例中，阀门致动器包括阀门闭合件位置传感器，阀门闭合件位置传感器配置为基于流经阀门的液体的流率确定阀门闭合件的位置。

技术领域

本发明总体上涉及阀门和阀门致动器，并且更具体地涉及被配置为受到电子控制的阀门和阀门致动器。

背景技术

很多类型的商业和工业系统包含经由流体控制系统来供应液体的过程，流体控制系统可以包括各种各样的泵组件和控制阀门。这些流体控制系统包括但不限于发电站、化学制造操作、食物和饮料加工、液化气供应和处理、水供应和处理、加热、通风和空调(HVAC)系统等中使用的那些系统。改进用于这些流体控制系统的各种部件的控制机制可以减少能量使用并且提高这些系统的效率。

在典型的常规流体控制系统中，控制阀门组件基于阀门闭合件位置一直跟随阀门致动器阀门杆位置的假设提供反馈信号。概括而言，存在的假设是阀门联动装置被适当地设立且完全被操作，尽管可能不是这种情况。误差可能被引入所述系统，因为在传统阀门致动器和阀门之间存在机械联动装置，机械联动装置可以从反冲、移动滞后、或故障引入误差。通常，流体控制阀门组件提供阀门杆的位置。然而，如果水流相对于阀门杆位置是非线性的，则位置反馈信号可能不指示流经阀门的流体流量的百分比。

通常，流量计在物理上串联地安装在管道上以测量流经阀门的流体流量，且通常位于阀体的外部。这些流量计可在工业和/或HVAC应用中使用。

本发明的实施例表示对现有技术关于流体控制系统及其控制方面的进步。根据本文中提供的对本发明的描述，本发明的这些和其它优点以及额外的发明特性将变得明显。

发明内容

在一方面，本发明的实施例提供阀门和致动器组件，其包括：阀门， 其配置为测量且控制进入盘管或换热器的流体流量；和阀门致动器，其配置为经由阀门塞或闭合件的定位控制阀门的打开和闭合。阀门致动器可以还配置为提供流经阀门的液体的最大流率和最小流率。在一个实施例中，阀门致动器包括阀门闭合件位置传感器，阀门闭合件位置传感器配置为从阀门闭合件的位置和其它感测输入确定流经阀门的流体流量。

在具体实施例中，通信模块被配置为通过串行通信总线与建筑物管理系统(BMS)通信。阀门致动器以可保持的方式存储来自BMS的信号，从而允许阀门致动器在失去与BMS的通信的情况下正确地工作。此外，阀门致动器被配置为使其操作可以与BMS、以及与建筑物的机械加热、冷却和泵系统同步，以提高建筑物的HVAC系统的能量效率。利用通信网络实施的建筑物管理系统在美国专利公开No.2010/0142535中公开，其教导和公开内容通过引用结合于此。

在某些实施例中，阀门致动器包括以定位阀门线性移动闭合件需要的动态致动器受力、阀门闭合件的位置、以及阀门的已知尺寸和几何特征为基础的流体流量的计算。在其它实施例中，阀门致动器包括以定位阀门的旋转移动式闭合件需要的动态致动器转矩、阀门闭合件的位置、以及阀门的已知尺寸和几何特征为基础的流体流量的计算。在仍其它实施例中，阀门致动器包括以由两个单独的绝对压力传感器或单一压差传感器感测的横跨阀门入口到出口的压差、阀门闭合件的位置、以及阀门的已知几何特征为基础的流体流量的计算。在仍其它实施例中，阀门致动器具有通信模块，通信模块配置为通过网络促进与阀门致动器通信，且还配置为允许流经阀门的流量的远程监测和阀门致动器的远程控制。阀门闭合件位置传感器可联接到通信模块，以使来自阀门闭合件位置传感器的数据可以被远程访问。

在至少一个实施例中，阀门致动器也包括内部流体温度传感器、可选流率计、感测在管路系统中的另一位置的流体温度的第二流体温度传感器，并且来自内部温度传感器、可选流率计、以及第二流体温度传感器的数据能够被本地或远程访问。