用于渦流管溫度控制的裝置的制造方法
【專利摘要】描述了用于渦流管溫度控制的裝置。溫度控制器包括殼體、過程控制設備和渦流管，其中過程控制設備設置在殼體中，渦流管耦合到殼體以調節過程控制設備的操作溫度。渦流管具有流體入口、第一流體出口和第二流體出口，其中流體入口用于接收流體，其中，流體在第一流體出口處的第一部分的溫度高于流體在第二流體出口處的第二部分流體的溫度和流體入口處的流體的溫度，第一流體出口用于排放流體的第一部分以調節過程控制設備的操作溫度。
【專利說明】
用于渦流管溫度控制的裝置
技術領域
[0001]概括地，本公開內容涉及過程控制系統，更具體而言，涉及用于過程控制設備的渦流管溫度控制。
【背景技術】
[0002]過程控制系統通常包括眾多的過程控制現場設備，這些過程控制現場設備中的一些設備會暴露在環境溫度相對高或低、和/或變化很大的操作環境中。這種溫度條件會對現場設備的操作產生不利影響，因為這些現場設備的部件中的許多部件被設計為在更溫和的環境中工作。一些現場設備可以封裝在保護性的殼體中。但是，這些殼體不能有效地防止現場設備受到極端溫度或溫度變化的影響。
【實用新型內容】
[0003]—種示例性的裝置包括:殼體;設置在所述殼體中的過程控制設備;和耦合到所述殼體以調節所述過程控制設備的操作溫度的渦流管。所述渦流管具有流體入口、第一流體出口和第二流體出口，其中所述流體入口用于接收流體。所述流體在所述第一流體出口處的第一部分的溫度高于所述流體在所述第二流體出口處的第二部分的溫度和流體在所述流體入口處的溫度。所述第一流體出口排放所述流體的第一部分以調節所述過程控制設備的所述操作溫度。
[0004]在一個示例中，所述渦流管被設置在所述殼體內。
[0005]在一個示例中，所述渦流管耦合到所述殼體的外部。
[0006]在一個示例中，所述的裝置還包括隔熱層，所述隔熱層耦合到所述殼體。
[0007]在一個示例中，所述隔熱層包括應用于所述殼體的涂覆層。
[0008]在一個示例中，所述隔熱層包括能夠拆卸的蓋子，所述能夠拆卸的蓋子用于至少部分地覆蓋所述殼體的外部。
[0009]在一個示例中，所述流體在所述第二流體出口處的所述第二部分經由排泄口被排放到所述殼體的外部的周圍環境。
[0010]在一個示例中，所述的裝置還包括流體源，所述流體源用于將所述流體傳送到所述渦流管的所述流體入口。
[0011]在一個示例中，所述流體源是從用于所述過程控制設備的流體供應設備所分流的流體。
[0012]在一個示例中，所述的裝置還包括控制器，所述控制器用于測量所述殼體的內部的溫度或所述過程控制設備的所述操作溫度的至少其中之一。
[0013]在一個示例中，所述控制器用于調整所述流體在所述渦流管的所述入口處的流動，以保持所述殼體的所述內部或所述過程控制設備的至少其中之一的基本上恒定的溫度。
[0014]—種示例性的裝置包括:傳感器，所述傳感器用于測量被設置在殼體中的過程控制設備或所述殼體的內部的至少其中之一的溫度;流體供應設備，所述流體供應設備用于將流體經由渦流管傳送到所述殼體；以及控制器，所述控制器用于基于所述溫度來調整所述流體通過所述渦流管的流動，以保持所述設備或所述殼體的所述內部的基本上恒定的溫度。
[0015]在一個示例中，從用于所述過程控制設備的所述流體供應設備分流一部分流體到所述渦流管的流體入口。
[0016]在一個示例中，將所述渦流管的第一流體出口處的第一流體部分引導至所述殼體，以對所述設備或所述殼體的所述內部的至少其中之一進行加熱。
[0017]在一個示例中，將來自所述渦流管的所述第一流體出口的所述流體的所述第一流體部分的流動劃分為第一流和第二流，所述第一流和所述第二流分別用于對所述過程控制設備的第一部件和第二部件進行加熱。
[0018]在一個示例中，將所述流體在所述渦流管的第二流體出口處的第二部分引導至所述殼體的外部的周圍環境。
[0019]在一個示例中，所述控制器被配置為調整以下至少其中之一:所述流體在所述渦流管的流體入口處的壓力，或者所述流體在所述渦流管的第一流體出口處的第一流體部分的流出。
[0020]—種示例性的裝置，包括:用于包含過程控制設備的至少一部分的單元;用于控制溫度的單元，所述溫度是所述用于包含過程控制設備的至少一部分的單元的溫度，所述用于控制所述溫度的單元具有流體入口；以及用于在所述流體入口處向所述用于控制所述溫度的單元供應流體以對所述過程控制設備進行加熱的單元。
[0021]在一個示例中，所述用于控制所述溫度的單元還包括第一流體出口和第二流體出口，所述第一流體出口用于提供第一流體流出，所述第一流體流出的溫度高于所述第二流體出口處的第二流體流出的溫度，所述第一流體流出用于對所述過程控制設備進行加熱。
[0022]在一個示例中，所述的裝置還包括:用于對所述用于控制所述溫度的單元進行調整的單元。
【附圖說明】
[0023]圖1是根據本公開內容的教導的一種示例性裝置的示意框圖。
[0024]圖2是根據本公開內容的教導的另一種示例性裝置的示意框圖。
[0025]圖3是根據本公開內容的教導的另一種示例性裝置的示意框圖。
[0026]圖4是表示可以利用本文的示例性裝置中的任何裝置來實現的示例性方法的流程圖。
[0027]圖5是可以與本文所公開的例子中的任何例子一起使用的處理器平臺的圖。
【具體實施方式】
[0028]本文所公開的示例性裝置包括渦流管，其耦合到包含過程控制現場設備的殼體。本文所描述的渦流管具有流體入口、熱流體出口和冷流體出口。來自熱流體出口的流體用于對過程控制設備殼體的內部腔體進行加熱，以便即使在極端寒冷的環境中，也保持圍繞過程控制設備的基本上恒定的、溫和的局部環境溫度。可以通過改變進入渦流管的入口的流體的流動和/或改變離開熱流體出口的流體的流動來調整離開渦流管的熱流體出口的流體的溫度。
[0029]圖1中所描述的示例性裝置100包含分別與圖2和圖3的其它示例性裝置200和300的部件基本上相似或相同的部件。貫穿圖1-圖3對這些相似或相同的部件一致地編號。
[0030]參考圖1，示例性裝置100包括殼體102，在殼體102中設置過程控制現場設備104(例如，閥)。示例性裝置100中的殼體102完全地包圍過程控制設備104，但是在其它例子中，殼體102可以部分地包圍過程控制設備104、可以包圍一個或多個另外的部件106和/或可以包圍多個過程控制設備。殼體102還可以包括隔熱層108，其用于覆蓋至少一部分的殼體102。隔熱層108可以是包括一層或多層的熱涂覆層或者可以是可拆卸層(例如，織物護套)。隔熱層108可以應用于殼體102的外壁110(如所示出的)和/或應用于殼體102的內壁112。
[0031]在示例性裝置100中，渦流管116設置在殼體102中，但是還可以位于其它地方，如下面所描述的。如圖1的示例性裝置100中所示出的，渦流管116耦合到殼體102以調節殼體102的內部腔體114的溫度、設置在殼體102中的過程控制設備104的溫度和/或設置在殼體102中的其它部件106的溫度。部件106可以是與過程控制設備104分離的(如所示出的)，或者可以是過程控制設備104的一部分(例如，集成到過程控制設備104中)。
[0032]示例性裝置100的渦流管116具有流體入口118、第一流體出口 120和第二流體出口122。流體供應設備124將經壓縮的或經加壓的流體提供給流體入口 118并且進入垂直于渦流管116的本體126的渦流管116。流體供應設備124可以是專用于將經壓縮的或經加壓的流體提供給渦流管116的系統。或者流體供應設備124還可以將經壓縮的或經加壓的流體提供給過程控制系統中的其它地方。
[0033]離開第一流體出口120的流體具有高于離開第二流體出口 122的流體的溫度。在示例性裝置100中，對離開第一流體出口 120的流體進行引導，以對殼體102的內部腔體114和/或過程控制設備104進行加熱。可以將來自第一流體出口 120的流體在離開第一流體出口120后，經由流體通道或導管劃分成多個部分或多個流。這些流體流還可以用于對殼體102內的一個或多個另外的部件106進行加熱。來自第二流體出口 122的流體被排放到殼體102的外部。如圖1中所示出的，可以將渦流管116的第二流體出口 122設置為使得第二流體出口 122穿過殼體102和隔熱層108。
[0034]示例性裝置100包括控制器128，控制器128耦合到一個或多個傳感器130以測量殼體102的內部腔體114的溫度、過程控制設備104的操作溫度和/或一個或多個另外的部件106的溫度。在操作中，控制器128可以經由流體供應設備124來調整流體通過渦流管116的流體入口 118的流動，以對離開渦流管116的第一流體出口 120的流體的溫度進行調整、控制或調節。還可以通過調整第一流體出口處的閥132，來調整流體的溫度和流體從渦流管116的第一流體出口 120到殼體102的內部腔體114的流動速率。降低渦流管116的第一流體出口120處的流體的流動速率會提高流體的溫度，而提高渦流管116的第一流體出口 120處的流體的流動速率會降低流體的溫度。
[0035]圖2的示例性裝置200與圖1的示例性裝置100類似。但是，示例性裝置200的渦流管116完全位于殼體102的內部腔體114內，以使得使用排泄口 202來將離開第二流體出口 122的流體排放到殼體的外部。排泄口 202流體地耦合到第二流體出口 122并且穿過殼體102和隔熱層108。
[0036]圖3的示例性裝置300也與圖1的示例性裝置100類似。在示例性裝置300中，渦流管116完全放置在殼體102的外部。排泄口 202流體地耦合到第一流體出口 120并且穿過隔熱層108和殼體102，以對殼體102內的內部腔體114、過程控制設備104和/或部件106進行加熱。
[0037]圖1-圖3的示例性控制器128可以由硬件、軟件、固件和/或硬件、軟件和/或固件的任何組合來實現。因此，示例性控制器128可以由一個或多個模擬或數字電路、邏輯電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)和/或現場可編程邏輯器件(FPLD)來實現。當閱讀本專利的裝置或方法權利要求中的任何權利要求以涵蓋純軟件和/或固件實現方式時，示例性控制器128由此被明確地定義為包括存儲軟件和/或固件的有形的計算機可讀存儲設備或存儲光盤，例如存儲器、數字多功能光盤(DVD)、壓縮光盤(CD)、藍光光盤等。此外，圖1-圖3的示例性控制器128可以包括一個或多個元件、過程和/或設備，和/或可以包括任何元件、過程和/或設備中的一個以上或所有元件、過程和/或設備中的一個以上。
[0038]此外，圖1-圖3的示例性控制器128可以使用任何類型的有線連接(例如，數據總線、USB連接等)或無線通信機制(例如，射頻、紅外線等)，利用任何過去、現在或將來的通信協議(例如，藍牙、USB 2.0、USB 3.0等)，來與傳感器130或者流動控制構件132中的一者或多者進行通信。此外，圖1-圖3的控制器128或者流動控制構件132中的一者或多者可以使用這種有線連接或無線通信機制彼此進行通信。
[0039]圖4是表示可以利用本文所描述的示例性裝置來實現的示例性方法400的流程圖。首先，將流體經由流體供應設備124提供給渦流管116的流體入口 118 (框402)。流體供應設備124可以是與一個或多個其它部件106共享的流體供應設備，其中流體的用于渦流管116的部分已從現有的流體供應設備124分流。還可以從流體供應設備124獲得流體，其中流體供應設備124專用于提供經壓縮的或經加壓的流體，特別是為了向渦流管116的流體入口118供應流體的目的。
[0040]控制器128測量至少過程控制設備104和/或殼體102的內部腔體114的溫度(框404)。控制器128然后通過將所測量的溫度與設定點溫度進行比較來確定過程控制設備104或者殼體102的內部腔體114的溫度是否基本上等于設定點溫度(框406)。如果所測量的溫度不是基本上等于(例如，在10°C的差別內)設定點溫度，則在將通過渦流管116的流動引導到過程控制設備104或者殼體102的內部腔體114(框410)之前對該流動進行調整(框408)。可以通過改變流體在渦流管116的流體入口 118處的壓力和/或通過例如使用閥132來改變流體在渦流管116的第一流體出口 120處的流動，來對流動進行調整。
[0041]如果在框406處所測量的溫度和設定點溫度基本上相等，則將來自第一流體出口120的流體引導到至少過程控制設備104或者殼體102的內部腔體114(框410)，而不首先對通過渦流管116的流體的流動進行調整。來自第一流體出口 120的流體可以劃分成多個部分，這些部分中的至少一個部分分流到過程控制設備104或者殼體102的內部腔體114。其它部分中的一個或多個部分可以分流到過程控制設備104的其它部件106。
[0042]在該例子中，圖4中的流程圖所表示的方法中的至少一部分可以使用機器可讀指令來實現，其中所述機器可讀指令包括用于由處理器來執行的程序，例如由下面結合圖5所討論的示例性處理器平臺500中所示出的處理器512來執行。程序可以體現在軟件中，其中所述軟件存儲在有形的計算機可讀存儲介質上，例如CD-ROM、軟盤、硬盤驅動器、數字多功能光盤(DVD)、藍光光盤或者與處理器512相關聯的存儲器，但是整個程序和/或程序的部分可以替代地由除了處理器512以外的設備來執行和/或體現在固件或專用硬件中。此外，雖然示例性程序是參考圖4中所示出的流程圖來描述的，但是替代地可以使用實現本文所描述的示例性裝置的許多其它方法。例如，可以改變框的執行順序和/或可以改變、消除或組合所描述的框中的一些框。
[0043]如上面所提到的，圖4的示例性方法中的至少一部分可以使用經編碼的指令(例如，計算機和/或機器可讀指令)來實現，其中所述指令存儲在有形的計算機可讀存儲介質上，例如硬盤驅動器、閃存、只讀存儲器(ROM)、壓縮光盤(⑶)、數字多功能光盤(DVD)、高速緩存、隨機存取存儲器(RAM)和/或信息在其中存儲任意持續時間(例如，擴展的時間段、永久地、用于簡要的實例、用于臨時地緩沖和/或用于對信息的高速緩存)的任意其它存儲設備或存儲光盤。如本文所使用的，術語有形的計算機可讀存儲介質被明確地定義為包括任意類型的計算機可讀存儲設備和/或存儲光盤并且排除傳播信號以及排除傳輸介質。如本文所使用的，“有形的計算機可讀存儲介質”和“有形的機器可讀存儲介質”可互換使用。另外地或替代地，圖4的示例性方法可以使用經編碼的指令(例如，計算機和/或機器可讀指令)來實現，其中所述指令存儲在非暫時性計算機和/或機器可讀介質上，例如硬盤驅動器、閃存、只讀存儲器、壓縮光盤、數字多功能光盤、高速緩存、隨機存取存儲器和/或信息在其中存儲任意持續時間(例如，擴展的時間段、永久地、用于簡要的實例、用于臨時地緩沖和/或用于對信息的高速緩存)的任意其它存儲設備或存儲光盤。如本文所使用的，術語非暫時性計算機可讀介質被明確地定義為包括任意類型的計算機可讀存儲設備和/或存儲光盤并且排除傳播信號以及排除傳輸介質。
[0044]圖5是能夠執行指令以實現圖4的方法中的至少一部分的示例性處理器平臺500的框圖。處理器平臺500可以是例如服務器、個人計算機、移動設備(例如，蜂窩電話、智能電話、諸如iPad?之類的平板設備)、個人數字助理(PDA)、互聯網設備或者任意其它類型的計算設備。
[0045]所示出的例子的處理器平臺500包括處理器512。所示出的例子的處理器512是硬件。例如，處理器512可以由來自任何期望的家族或生產商的一個或多個集成電路、邏輯電路、微處理器或者控制器來實現。
[0046]所示出的例子的處理器512包括本地存儲器513(例如，高速緩存)。所示出的例子的處理器512經由總線518與包括易失性存儲器514和非易失性存儲器516在內的主存儲器相通信。易失性存儲器514可以由同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、動態隨機存取存儲器(DRAM)、RAMBUS動態隨機存取存儲器(RDRAM)和/或任意其它類型的隨機存取存儲器設備來實現。非易失性存儲器516可以由閃存和/或任意其它期望類型的存儲器設備來實現。由存儲器控制器來控制對主存儲器514、516的存取。
[0047]所示出的例子的處理器平臺500還包括接口電路520。接口電路520可以由任意類型的接口標準來實現，例如以太網接口、通用串行總線(USB)和/或PCI高速接口。
[0048]在所示出的例子中，一個或多個輸入設備522連接到接口電路520。輸入設備522許可用戶將數據和命令輸入到處理器512中。輸入設備522可以由例如音頻傳感器、麥克風、照相機(靜態或視頻)、鍵盤、按鈕、鼠標、觸摸屏、跟蹤板、跟蹤球、等點鼠標(isopoint)和/或語音識別系統來實現。
[0049]—個或多個輸出設備524也連接到所示出的例子的接口電路520。輸出設備524可以例如由顯示設備(例如，發光二極管(LED)、有機發光二極管(OLED)、液晶顯示器、陰極射線管顯示器(CRT)、觸摸屏、觸覺輸出設備、打印機和/或揚聲器)來實現。因此，所示出的例子的接口電路520通常包括圖形驅動卡、圖形驅動芯片或者圖形驅動處理器。
[0050]所示出的例子的接口電路520還包括通信設備，例如發射機、接收機、收發機、調制解調器和/或網絡接口卡，以有助于經由網絡526 (例如，以太網連接、數字用戶線(DSL)、電話線、同軸電纜、蜂窩電話系統等)與外部機器(例如，任何類型的計算設備)交換數據。
[0051]所示出的例子的處理器平臺500還包括用于存儲軟件和/或數據的一個或多個大容量存儲設備528。這種大容量存儲設備528的例子包括軟盤驅動器、硬驅動光盤、壓縮光盤驅動器、藍光光盤驅動器、RAID系統和數字多功能光盤(DVD)驅動器。
[0052]用于實現圖4的方法400中的至少一部分的經編碼的指令532可以存儲在大容量存儲設備528中、易失性存儲器514中、非易失性存儲器516中和/或諸如CD或DVD之類的能夠拆卸的有形的計算機可讀存儲介質上。
[0053]雖然本文公開了某些示例性的方法、裝置和產品，但是本專利的覆蓋范圍并不限于此。相反，本專利覆蓋落入本專利的權利要求的范圍內的所有方法、裝置和產品。
【主權項】
1.一種用于渦流管溫度控制的裝置，包括: 殼體； 過程控制設備，所述過程控制設備被設置在所述殼體中；以及 渦流管，所述渦流管耦合到所述殼體以調節所述過程控制設備的操作溫度，所述渦流管具有用于接收流體的流體入口、第一流體出口和第二流體出口，其中，所述流體在所述第一流體出口處的第一部分的溫度高于所述流體在所述第二流體出口處的第二部分的溫度和所述流體入口處的流體的溫度，所述第一流體出口用于排放所述流體的所述第一部分以調節所述過程控制設備的所述操作溫度。2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述渦流管被設置在所述殼體內。3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述渦流管耦合到所述殼體的外部。4.根據權利要求1所述的裝置，還包括隔熱層，所述隔熱層耦合到所述殼體。5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述隔熱層包括應用于所述殼體的涂覆層。6.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述隔熱層包括能夠拆卸的蓋子，所述能夠拆卸的蓋子用于至少部分地覆蓋所述殼體的外部。7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述流體在所述第二流體出口處的所述第二部分經由排泄口被排放到所述殼體的外部的周圍環境。8.根據權利要求1所述的裝置，還包括流體源，所述流體源用于將所述流體傳送到所述渦流管的所述流體入口。9.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述流體源是從用于所述過程控制設備的流體供應設備所分流的流體。10.根據權利要求1所述的裝置，還包括控制器，所述控制器用于測量所述殼體的內部的溫度或所述過程控制設備的所述操作溫度的至少其中之一。11.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述控制器用于調整所述流體在所述渦流管的所述入口處的流動，以保持所述殼體的所述內部或所述過程控制設備的至少其中之一的基本上恒定的溫度。12.—種裝置，包括: 傳感器，所述傳感器用于測量被設置在殼體中的過程控制設備或所述殼體的內部的至少其中之一的溫度； 流體供應設備，所述流體供應設備用于將流體經由渦流管傳送到所述殼體；以及 控制器，所述控制器用于基于所述溫度來調整所述流體通過所述渦流管的流動，以保持所述設備或所述殼體的所述內部的基本上恒定的溫度。13.根據權利要求12所述的裝置，其中，從用于所述過程控制設備的所述流體供應設備分流一部分流體到所述渦流管的流體入口。14.根據權利要求12所述的裝置，其中，將所述渦流管的第一流體出口處的第一流體部分引導至所述殼體，以對所述設備或所述殼體的所述內部的至少其中之一進行加熱。15.根據權利要求14所述的裝置，其中，將來自所述渦流管的所述第一流體出口的所述流體的所述第一流體部分的流動劃分為第一流和第二流，所述第一流和所述第二流分別用于對所述過程控制設備的第一部件和第二部件進行加熱。16.根據權利要求14所述的裝置，其中，將所述流體在所述渦流管的第二流體出口處的第二部分引導至所述殼體的外部的周圍環境。17.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述控制器被配置為調整以下至少其中之一:所述流體在所述渦流管的流體入口處的壓力，或者所述流體在所述渦流管的第一流體出口處的第一流體部分的流出。18.一種用于渦流管溫度控制的裝置，包括: 用于包含過程控制設備的至少一部分的單元； 用于控制溫度的單元，所述溫度是所述用于包含過程控制設備的至少一部分的單元的溫度，所述用于控制所述溫度的單元具有流體入口；以及 用于在所述流體入口處向所述用于控制所述溫度的單元供應流體以對所述過程控制設備進行加熱的單元。19.根據權利要求18所述的裝置，其中，所述用于控制所述溫度的單元還包括第一流體出口和第二流體出口，所述第一流體出口用于提供第一流體流出，所述第一流體流出的溫度高于所述第二流體出口處的第二流體流出的溫度，所述第一流體流出用于對所述過程控制設備進行加熱。20.根據權利要求18所述的裝置，還包括:用于對所述用于控制所述溫度的單元進行調整的單元。
【文檔編號】G05D23/20GK205608547SQ201520732810
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年9月21日
【發明人】T·F·杰克遜
【申請人】費希爾控制產品國際有限公司