专利名称：加压容器的监测系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于检测加压容器的方法和系统。更具体地说，本发明涉及包括 安全装置或信息提供装置的加压容器的监测系统。
背景技术：
诸如管道或槽罐系统的含有加压流体或可加压流体的容器通常都包括减压设备， 这些设备被设计来保证容器的安全和/或提供有关系统运行的信息。这些减压设备可以包 括例如卸压装置，压力释放装置，压力控制系统，压力指示装置，压力驱动的开关装置，温度 指示装置，流体PH值指示装置和振动指示装置。卸压装置通常用作安全装置，防止流体容器承受潜在危险的超压或欠压条件。当 容器内的流体压力达到指出超压状态的预先确定的压力限度时，卸压装置被设计成在此时 被促动或打开。卸压装置的促动产生了一个排放通道，流体可以通过该通道逃逸以解除加 压容器中的超压状态。卸压装置可以包括例如破裂盘，减压阀，压力安全阀，控制阀，蝶阀，闸阀，球阀，隔 板阀，搭扣销装置，槽罐排放，爆破板或其他这样的装置，这些卸压装置可以被连接到容器 上，因此卸压装置的至少一部分被暴露于容器中的流体。当流体达到或超过预先确定的压 力限度时，卸压装置上的流体的力作用在该卸压装置上，促动该卸压装置而将其打开。然后 流体可以通过该开口从容器中逃逸，接触该超压状态。压力释放装置通常用于使加压流体从一个容器向另一个容器或系统移动。压力释 放装置可以是例如控制阀，蝶阀，闸阀，球阀，隔板阀或其他这样的装置，这些压力释放装置 可以被连接到容器上，因此压力释放装置的至少一部分被暴露于容器中的流体。压力释放 装置被设计成根据命令促动或打开。促动可以基于使用者的需要而人工或自动进行。当流 体被需要从容器中排放时，压力释放装置可以被促动而产生一个开口。压力释放装置的促 动产生了一个排放通道，流体可以通过该通道从加压容器逃逸。在一个容器中可以包括不同类型的减压设备的组合。例如，一个卸压装置可以和 系统接合而提供保护，免于在特定的容器中发生超压状态。一个压力释放装置可以和容器 接合，当达到一定的内部或外部条件，需要并且能够从容器中排放加压流体时，使流体从容 器的排放按照操作者或适当的自动传感系统的指令进行。每个加压容器都被设计成能承受一个最大的容许工作压力。如果容器中的流体压力超过该最大容许工作压力而卸压装置未被促动，该容器就将处于不安全状态。为了保证容器的压力不超过最大容许工作压力和超压容许的相关的设计代码，可以将一种被构型成 在最大容许工作压力的一定的宽容(例如105% )的压力下促动的卸压装置接合在该容器 中。 保证减压设备在额定压力，或在额定压力的制造宽容下促动是非常重要的。如果卸压装置在高于额定压力下才促动，流体压力就可能超过最大容许工作压力。如果卸压装 置在低于额定压力下促动，这样的促动就可能干扰系统的正常运行，潜在地导致流体过早 地从系统中损耗。加压容器可以进一步包括一个压力控制系统，该系统被设计成防止加压容器经受超压和欠压的潜在危险。这些压力控制系统检测容器中流体的压力。当流体压力接近指出 即将发生超压或欠压状态的预先确定的压力限度时，压力控制系统就可以促动诸如一个控 制阀的控制装置，该控制阀向工作流体注入一种化学反应剂，催化剂，猝灭剂或稳定剂。该 压力控制系统的促动因此可以避免需要产生一个排放通道来减小加压系统中的流体的压 力。或者，压力控制系统可以促动一个压力释放装置，诸如一个蝶阀或一个球阀以释放足够 数量的流体，避免或限制发生超压或欠压状态。这样，控制系统可以自动地处理压力释放装 置中排放通道的开闭以减小容器中的压力。加压容器可以应用压力控制装置和卸压装置的组合。这些压力控制装置检测容器中流体的压力。当流体压力达到对于压力释放装置的正常功能可能太低或太高的水平时， 压力控制系统可以促动一个预告系统来警戒使用者重视加压容器的不正常的运行条件。卸 压装置可以另外用于提供足够数量的流体的自动释放一避免或限制发生超压或欠压状态。加压容器也可以包括一个识别容器中的流体是否耗尽的压力指示装置。该压力指示装置可以用于防止容器承受使使用者感到不方便的潜在的低压或高压状态。当系统中流 体的压力达到一个指出流体被耗尽的预先确定的低压限度时，压力指示装置被设计成此时 触发一个响应，诸如打开一个供应阀。当加压容器达到一个潜在破坏真空的条件时，这样的 压力指示也可以触发一个响应。加压容器可以进一步包括一个识别容器中的流体数量增加的压力指示装置。这些压力指示装置可以防止容器承受可能破坏容器的高压状态。当系统中流体的压力达到一个 指出流体被充满的预先确定的限度时，压力指示装置被设计成此时触发一个响应，诸如打 开或关闭一个供应阀。已经发现，流体容器的运行条件，诸如流体的温度和压力可以对和容器接合的上述卸压装置和信息提供装置的运行发生影响。例如，容器的运行条件可以对卸压装置被促 动的压力发生影响。在某些情况下，容器的运行条件可以使卸压装置在低于所希望的压力 下被促动。在其他情况下，容器的运行条件可以使卸压装置在高于所希望的压力下被促动。在用破裂盘作为卸压装置的容器中，容器中流体的温度可以影响破裂盘被促动的压力。破裂盘的促动压力部分地是由用于形成该破裂盘的材料的物理性能确定的。过热或 过冷都可以改变材料的物理性能，从而改变破裂盘的促动压力。其他的运行条件，诸如压力涨落，压力水平，振动频率和幅度和酸性水平也能影响破裂盘或其他这样的卸压装置的促 动压力。相似地，容器的运行条件也能影响压力释放装置，压力控制装置和/或压力指示装置的运行。例如，过高的压力或温度可影响压力控制装置在超压条件达到之前向化学反应过程传递稳定剂的能力。另外，运行条件也可以妨碍压力指示装置提供精确的压力指示。更早对可以影响压力容器流体系统或相关的压力释放装置，卸压装置，和/或压力控制装置的运行产生影响的运行条件作出识别可以使操作者采取正确的措施。例如，在经历了一个有问题的运行条件后，受到影响的装置可以被修理或更换。在这种方式中，可以保持压力容器流体系统和信息系统的可靠性以及相关的安全性。根据上述内容，存在对用于检测加压容器所经受的运行条件，以识别可以对和该容器相接合的卸压装置，压力控制系统和/或信息提供装置的运行产生影响的条件的方法和系统的需要。
发明内容
因此，本发明致力于检测加压容器以及相关的卸压装置，压力控制系统或信息提供系统所经历的运行条件的方法和系统，该方法和系统能排除先有技术的检测装置的一个或多个局限和缺点。本发明的优点和目的将部分在对本发明的叙述中阐明，从该叙述中部分将是很明显的，或者可以通过实践本发明学习。从在附后的权利要求中特别指出的项目及其组合中将可以实现和得到本发明的优点和目的。为了获得本发明的优点，根据本发明的目的，如在本文中实施和广泛叙述的那样，本发明致力于用于具有至少一个附属装置的加压容器的监测系统。该系统包括一个传感器，该传感器操作性地设置在该系统中并产生指明该加压容器的至少一个运行条件的监测信号。一个控制器操作性地连接到该传感器并可操作地接收监测信号，当加压容器的至少一个运行条件将不利地影响该附属装置的运行时，该控制器发出报警。在另一个实施例中，本发明致力于检测加压容器经历的条件的方法。加压容器的至少一个运行条件被检测，产生指明该加压容器的至少一个运行条件的监测信号。监测信号被接收。当加压容器的至少一个运行条件将不利地影响附属装置的运行时发出报警。在另一个实施例中，本发明致力于检测一种和加压容器密封性地接合的卸压装置经历的条件的方法。一系列指明加压容器的至少一个运行条件的监测信号被接收。每一个监测信号都指明一个存在于特定时间的运行条件。每一个监测信号都存储在一个第一存储器中。从一个压力事件传感器接收一个压力事件信号。监测信号的历史记录被传递到第二存储器。历史记录包括在接收到压力事件信号之前最靠近的一个预先确定的时间周期内接收到的监测信号。在另一个实施例中，本发明致力于一种用于和加压容器密封性地接合的卸压装置的监测系统。该系统包括一个当一个有意义的压力事件被识别时可操作地产生一个事件信号的压力事件传感器。一个条件传感器设置在加压容器中并在一个特定时间里可操作地产生一个指明加压容器的至少一个运行条件的运行信号。一个控制器可操作地接收来自压力事件传感器的信号。该控制器有一个第一存储器和一个第二存储器，第一存储器用于存储指明在一个预先确定的时间周期内的至少一个运行条件的运行信号的历史记录。控制器在接收到事件信号时将运行信号的的历史记录转移到第二存储器。应该理解的是，上述总体的叙述和下文的详尽叙述都只是示例性的和解释性的， 不是如权利要求那样是对本发明的限定。
结合在本说明书中并构成说明书的一部分的
本发明的一个实施例，并和 本叙述一起解释本发明的原理。图中图1是对根据本发明的一个实施例的用于加压容器的监测系统的示意性的和图 解性的说明。图2是对根据本发明的一个实施例的用于卸压装置的监测系统的一个实施例的 示意性的和图解性的说明。图3是对根据本发明的一个实施例的用于监测系统的控制器的示意性的和图解 性的说明。图4是说明根据本发明的一个实施例的用于检测卸压装置经受的进口压力条件 的方法的流程图。图5是说明根据本发明的一个实施例的用于检测卸压装置经受的进口和出口压 力条件的方法的流程图。图6是说明根据本发明的一个实施例的用于检测卸压装置经受的温度条件的方 法的流程图。
具体实施例方式现在将对本发明的一个优选实施例进行详尽参考，该实施例的一个实例在附图中 说明。在所有可能的附图中，相同的参考数字将用来表示相同的或相似的部件。图1显示 了一个用于加压容器的监测系统的示例性的实施例，该实施例由参考数字10总体指定。根据本发明提供了一个用于加压容器的监测系统。本发明的监测系统可以和任何 包括一个附属装置的加压容器一起使用，该附属装置诸如安全装置，卸压装置，压力控制系 统，或信息提供系统。这样的卸压装置可以包括例如卸压装置和压力释放装置。这样的信 息提供装置可以包括例如压力指示装置和指示什么时候容器满或空的装置。如图1所示，附属装置12和和含有加压流体或可以加压的流体的容器11相接合。 为了本揭示的目的，术语“容器”被广泛应用并包括任何类型的加压系统，管道，槽罐或其他 这样的设备。附属装置12暴露于容器11内的流体，因此附属装置可以进行其计划中的功 能。例如，附属装置12可以是一个卸压装置，其被构型成当系统中的流体达到一个预先确 定的压力水平时被促动或打开。卸压装置可以是例如破裂盘，减压阀，压力安全阀，控制阀， 搭扣销装置，槽罐排放，爆破板或其他相似的装置。或者，附属装置12可以是一个卸压装置，其被构型成响应外力而促动。该卸压装 置可以响应来自操作者的指令人工促动，或响应来自自动控制系统的信号自动促动。当操 作者或自动控制系统检测到需要和能够从容器11释放流体的条件时，该卸压装置可以被 促动。如技术上已知，卸压装置可以以任何方式和容器11接合，该方式将卸压装置的一 个操作部分暴露到容器11中包含的流体中。当容器中的流体达到预先确定的压力水平时， 卸压装置将被促动而产生一个排放通道，流体可以通过该通道从容器中逃逸以减小容器中 的压力。事实证明，在容器11中的或者相邻于容器11的不同的位置可以接合多个卸压装置。在图2所示的监测系统的示例实施例中，附属装置12是一个破裂盘40。破裂盘40密封性地接合在进口安全头26和出口安全头28之间。然后进口和出口安全头26，28被 紧固在进口管18和出口管19之间。本发明反复认识到，破裂盘40可以以任何本技术领域 熟练的人员显而易见的方式和容器11相接合，诸如三通管道法兰之间，螺纹接头之间，焊 接到容器，或直接在管道法兰之间。进口管18包括一个进口法兰24，出口管包括一个出口法兰30。一系列螺栓22将进口法兰24紧固到出口法兰30上。当螺栓拧紧时，一个力施加到进口法兰24和进口安全 头26以及出口法兰30和出口安全头28上。该力密封性地将破裂盘40接合到容器11上。在图2的实施例中，进口管18有一个提供通向破裂盘40的流体通道的开口 32。进口安全头26包括一个将破裂盘40的可破裂部分向容器11中的流体暴露的开口。破裂 盘40的可破裂部分被构型成当跨越破裂盘40的可破裂部分的压力差达到一个预先确定的 限度时该可破裂部分破裂。破裂盘40的破裂产生了一个通道，流体通过该通道可以从容器 11逃逸。出口管19有一个开口 34，该开口为通过进发并因此打开破裂盘而从容器11逃逸的流体提供一个排放通道。出口管19可以导向溢流库(未显示)。或者，如果容器11中的 流体没有危险性，破裂盘40可以直接通向环境，或出口管19可以将逃逸流体引导到环境。参考图1，传感器14操作性地设置在容器11上以检测容器11的至少一个运行条件。但是反复考虑的是，在容器11和/或附属装置12上可以操作性地设置多个传感器以 同时检测装置的进口，出口，或进口和出口两者的几个运行条件。被监测的运行条件可以包 括例如进口压力，出口压力，流体温度，流体PH值/酸度水平，振动频率和/或振幅以及流 体水平。本发明反复考虑的是也可以检测其他的运行条件。传感器14产生一个信号16。信号16可以包括容器11的一个单运行条件的描述。或者，信号16可以包括容器11的多运行条件的描述。在图2显示的破裂盘实施例中，第一压力传感器44可以在破裂盘40的进口侧暴 露到系统流体。如图所示，第一压力传感器44可以设置在进口安全头26上。或者，第一压 力传感器44可以另外设置在进口安全头26的上游或可以直接附接到加压容器11上。第 一压力传感器44产生一个描述施加在破裂盘40的进口一侧的流体压力的信号。第二压力传感器45可以在破裂盘40的出口侧暴露到系统流体。如图所示，第二压力传感器45可以设置在出口安全头28上。或者，第二压力传感器45可以另外设置在出 口安全头28的下游。第二压力传感器45产生一个描述施加在破裂盘40的出口一侧的流 体压力的信号。另外，温度传感器46可以在破裂盘40的进口侧暴露到系统流体。如图所示，温度传感器46可以设置在进口安全头26上。或者，温度传感器46可以另外设置在进口安全头 26的上游或可以直接附接到加压容器11上。温度传感器46产生一个描述所检测到的系统 流体温度的信号。本发明反复考虑的是，压力事件传感器42可以操作性地和卸压装置12相接合。在图2所示的实施例中，压力事件传感器42是一个“进发”传感器，当破裂盘40促动时产 生一个信号。进发传感器可以是一个“断线”进发传感器，如由BS&B Safety System, Inc.制造的Burst Alert Sensor.但本发明反复考虑到也可以使用不同类型的压力事件传感 器，诸如泄漏传感器，磁促动接近开关和压力开关，这些传感器可以和不同类型的卸压装置 或控制装置一起使用。如图2所示，压力事件传感器42位于出口安全头28上。压力事件传感器42包括 一个设置在出口安全头28附近的导线43。导线43连接到可以是例如一个电池的电源(未 显示)上。电源和导线43形成一个横越来自破裂盘40的出口流体通道的加电的电路。当破裂盘40破裂使流体流进出口管19时，流体的力，由于破裂盘的破裂造成的在 管中的冲击波，和破裂盘的实体接触或者这些事件的组合使导线43断裂。另外，如果破裂 盘40显示泄漏，结果建立的和压力事件传感器42相抵抗的流体也将足以使适当构型的导 线43断裂。当导线43断裂时，加电电路从闭路变到开路，电路的开路就是一个指明卸压装 置已经被促动或泄漏的信号。本发明反复考虑的是，传感器14可以是本技术领域中的熟练人员显而易见的任 何类型的传感器。例如，传感器14可以是流体pH值/酸度水平传感器，振动传感器或流体 水平传感器。如图1所示，控制器50操作性地连接到传感器14以接收产生的信号16。控制器 50处理该信号16以识别证明可以传送一个警报给操作者的运行条件，如当运行条件可以 影响附属装置12的运行时候。控制器50可以产生一个警报，同时操作者应警惕可能影响 附属装置运行的运行条件。传感器14可以通过硬件连接将信号16传送给控制器50。或者传感器14可以包 括一个发射器将无线信号16传送给控制器50。反复考虑的是，无线通讯可以是一个RF传 送，其频率在约902和928MHz之间。无线通讯可以在任何特许的或未被特许的RF频带上 进行，或在其他可以接受的频率上进行。无线通讯可以使用任何一种标准通讯协议，包括例如短范围无线标准和技术，诸 如蓝牙；第三代数字电话系统；GSM/CDMA ；短消息SMS ；无线以太网“Wi-Fi” ；或无线应用协 SWAP。另外，无线通讯可以构型成“频率跳跃”，其中无线通讯使用的频率在连续的发射之 间变化。无线通讯可以应用对本技术领域的熟练人员显而易见的任何普通的“频率跳跃”算法。控制器50也可以连接到一个内部或外部存储器58。控制器50可以将加压容器 11和/或附属装置12经受的运行条件的历史记录存储在存储器58中。存储的历史记录可 以是诸如传感器14通过信号16传送的历史记录的原始数据的编辑。或者，控制器50可以 处理数据16而只将在处理中识别的一定的数据存储在存储器58中。控制器50可以包括一个处理器或计算机。图3更详尽地描绘了一个适用于控制 器50的计算机。如图所示，计算机可以有一个第一存储器60，一个第二存储器62，一个诸 如中央处理单元的处理器66，一个输入装置70和一个输出装置72。计算机也可以包括一 个显示装置68。第一存储器60和第二存储器62可以存储应用程序，诸如应用程序64，或 由处理器66执行和使用的信息。本发明反复考虑的是，计算机可以连接到网络，诸如互联 网。虽然计算机用各种元件描绘，但是本技术领域熟练的人员能理解的是，该计算机 可以包括额外的或不同的元件。还有，虽然本发明的实施例是以存储在存储器中进行叙述.但在本技术领域熟练的人员可以理解的是，这些实施例也可以存储在其他类型的计算机程序产品或计算机可读媒介上或从这些程序产品或媒介上读取，诸如计算机芯片和第二存储 器装置，诸如硬盘，软盘，CD-ROM,或其他形式的RAM或ROM上。本发明的实施例也可以包括 在软件，硬件或其组合中实施的，构型成执行特定方法的模块，这些特定方法实施和本发明 相容的实施例。另外，计算机可读媒介可以包括控制计算机系统执行特定方法的指令。在图2所示的实施例中，控制器50被构型成接收描绘容器或许也有附属装置的运 行条件的信号，如由温度，压力和进发传感器产生的信号。控制器50通过导线48连接到第 一压力传感器，通过导线51连接到第二压力传感器，通过导线49连接到温度传感器以及通 过导线43连接到压力事件传感器42。每个传感器都可以在连续的或周期性的基础上产生 和发射描绘它们各自功能的信号。控制器50接收每个信号并处理这些信号。信号可以通 过硬件连接或通过无线通讯传送到控制器50。本发明反复考虑的是，由每个条件传感器产 生的信号可以通过一个总线系统传递到控制器50，诸如Fieldbus，Modbus或Profibus，该 总线系统用一个单股的双线连接来分配来自一个应用传感器阵列的输出。控制器50可以 经编程而处理多附属装置和多压力容器。本发明进一步反复考虑的是，每个传感器控制器50都可以包括一个构型成同时 发送和接收信号的装置，诸如收发器。这种双向通讯能力可以用于检验系统功能是否发挥 正常。例如，控制器50可以发送一个信号到每个传感器以确定各具体的传感器是否处于工 作状态。作为响应，传感器可以返回一个信号到控制器50以提供诊断的信息。根据这些返 回信息，或返回信号缺省，控制器50可以确定每个传感器是否功能发挥正常。如图3所示，控制器50也包括一个输入装置70。输入装置70可以是连接到控制 器50或和控制器50整体形成的键板或相似装置。或者，输入装置可以是一个和控制器50 分离的PC或一个便携计算机。应用输入装置70，使用者可以进入和卸压装置12的运行相 关的规定的性能特征。这样的性能特征可以包括例如系统的最大可容许工作压力，卸压装 置的额定促动压力，温度参数(即高低温度)，可容许背压力，寿命循环信息，卸压装置材料 信息和阈值参数(下文将更详尽地叙述)。控制器50处理由每个传感器提供的监测信号以确定操作者是否应警惕当前的或 过去的运行条件。例如，当运行条件将影响附属装置12的运行或容器11中的流体接近满 或接近空是，操作者需要通知。例如，在图2的破裂盘实施例中，控制器50将识别可能影响 破裂盘的促动压力或其工作寿命的一个条件或多个条件。如果运行条件符合一定的状况， 控制器50产生一个警报54(参见图1)。另外，控制器50可以构型成将和容器11的运行条件以及附属装置12的功能有关 的历史数据存储在内部或外部存储器58中。在一个当前反复考虑的实施例中，控制器50 将一系列监测信号存储在第一存储器60中。被存储的监测信号描绘了当前时间周期的系 统运行条件，诸如前15分钟的运行条件。当接收到新的监测信号时，新的信号被储存在第 一存储器60，而最老的信号将从第一存储器60删除。在这种方式中，控制器50保持了附属 装置12经受的当前运行条件的记录。在接收到一个诸如来自压力事件传感器的事件信号 的触发信号时，控制器50可以将储存在第一存储器60中的信号的历史记录发送到第二存 储器62。然后可以分析该信号的历史记录以提供和紧接着接收到触发信号之前的容器运行 条件有关的信息。
如图1所示，一个提醒装置52可以和控制器50相通。提醒装置52可以和控制器50通过硬件连接或通过无线通讯协议向联通。本发明反复考虑的是，提醒装置52可以是能 够显示或提供由控制器50产生的报警的任何装置。这样的装置可以包括例如计算机监视 器，光发射二极管，声音产生装置，寻呼机，基于互联网的服务，带整体LCD显示器的处理器 以及移动电话。下文的讨论总体叙述了几种处理方法，该方法中，控制器50可以确定，运行条件 使报警信息有根据能够发出，诸如当运行条件将影响卸压装置的运行时。这些处理方法将 结合如图2所示的破裂盘的实施例而叙述。本发明反复考虑的是，也可以采用和其他类型 的安全装置和/或压力信息提供装置相结合的相似的处理方法。压力条件图4的流程图说明了分析由第一压力传感器44产生的传感压力信号的第一示例 方法80。如上所述，控制器50接收到来自第一压力传感器44的信号，该信号描绘破裂盘 40的进口侧的流体压力(步骤82)。然后控制器50确定该盘的运行压力比是否超过(步骤84)。当由第一压力传感器 44检测到的压力大于运行压力比阈值时，破裂盘的运行压力比就超过了。运行压力阈值通 常被定义为破裂盘的促动压力的百分数。控制器50被编程，使其能认识该百分比或实际的 压力值。最好的是，在建立的应用程序对控制器编程期间，确定运行压力比是否超过所需要 的信息被输入到控制器50作为特定卸压装置的性能特征的一部分。如果检测的压力大于 该阈值，就产生运行压力的警报(步骤86)。所产生的警报可以是设计成通知潜在问题的处理人员的任何形式的提醒。例如， 该警报可以是一个显示在监视器上的消息，一个被点亮的发光二极管，一个音响警报或一 个遥控装置，诸如寻呼机或移动电话的促动。最好的是，所产生的警报包括一个触发该警报 的运行条件的消息或其他指示。例如，运行压力警报可以包括一个诸如“运行压力比超过” 那样的消息。控制器50也确定破裂盘40的真空能力是否已经超过(步骤88)。特定的破裂盘 的真空阈值可以被输入到控制器50作为性能特征的一部分，或者可以用一个默认值。如果 由第一压力传感器44检测的压力低于真空阈值，就产生一个真空警报，向操作者提醒注意 真空条件。控制器50也确定破裂盘40的循环寿命是否已经超过(步骤90)。当系统压力在 一个低值和一个高值之间涨落时，“压力循环”就发生了。定义高值的参数可以输入控制器 50或用一个默认值。当经历到一个预先确定的压力循环数时，控制器50将产生一个“循环 寿命超过”的警报(步骤91)。破裂盘40经受的“压力循环”数可以用几种不同的方法计算。在一个当前反复考 虑的实施例中，当破裂盘40经历了一个从低阈值到高阈值再回到低阈值的压力涨落时，循 环计数增加1。或者，当破裂盘40经历了一个从高阈值到低阈值再回到高阈值的压力涨落 时，循环计数增加1。控制器50也可以储存一个循环计数目标的滞后值。该滞后值识别一个可以影响 破裂盘的循环寿命但不符合上述阈值标准的压力变化。当破裂盘40经受一个在高阈值和 低阈值之间但大于该滞后值的压力涨落时，该压力涨落可以被计为一个循环。例如，一个破裂盘可以有一个75psi的低循环阈值，一个92psi的高循环阈值和一个10psi的滞后阈值。每次压力涨落IOpsi但为达到75psi或92psi时，循环计数增加1。用这种方法，可能影响 破裂盘40的循环寿命的所有压力涨落将都被计数。控制器50还确定动态循环寿命是否超过(步骤92)。动态循环寿命是对从负到正或从正到负跨越破裂盘的压力差变化次数的测量。定义该动态循环寿命的值可以输入控制 器50或用一个默认值。控制器50保持一个由第一压力传感器44检测的压力从负到正或从正到负变化次数的计数。达到一个预先确定的变化次数，控制器50发出一个“动态循环 寿命超过”警报(步骤93)。图5的流程图说明了分析由第一压力传感器44和第二压力传感器45产生的传感 压力信号的第二示例方法100。如上所述，控制器50接收到来自第一压力传感器44的描绘 破裂盘40的进口侧的流体压力的信号(步骤102)以及来自第二压力传感器45的描绘破 裂盘40的出口侧的流体压力的信号(步骤104)。控制器50确定运行压力比是否已经超过(步骤106)。当接收到进口和出口压力信号时，控制器50确定压力差，即进口压力-出口压力，是否超过运行压力比阈值。如上所 述，运行压力比被确定为一个破裂盘40的促动压力的百分比。定义运行压力比阈值的参数 可以输入控制器50或用一个默认值。如果压力差超过运行压力比阈值，就产生一个“运行 压力比”警报(步骤107)。控制器50也可以确定是否有一个背压力(步骤110)。如果由第二压力传感器45检测的压力超过一定的水平就可以存在一个过大的背压力。如果破裂盘40上的压力差是 一个负值，即出口压力大于进口压力，而且负压力差超过一个预先确定的限度，也可以存在 一个背压力。定义背压力条件的参数可以输入控制器50或用一个默认值。如果存在任何 一种背压力条件，则产生一个“背压力”警报(步骤111)。控制器50也可以确定最大可容许工作压力是否超过(步骤112)。如上所述，当横越破裂盘40的压力差大于促动压力时破裂盘40将被促动。如果在破裂盘40上施加一 个足够大的背压力，就可能在进口压力提高到最大容许工作压力而不促动破裂盘。这个条 件使整个系统处于危险。如果这个条件被检测到，控制器50产生一个“MAWP超过”的警报 (步骤113)。控制器50也可以确定循环寿命是否超过(步骤114)。当破裂盘40上的压力差在一个低阈值和一个高阈值之间循环时“压力循环”也可以发生。定义高和低阈值的参数可 以输入控制器50或用一个默认值。当经历一定次数的压力循环以后，控制器50将产生一 个“循环寿命超过”的警报(步骤115)。控制器50也可以确定动态循环寿命是否超过(步骤92)。如上所述，动态循环寿 命是对从负到正或从正到负跨越破裂盘的压力差变化次数的测量。控制器50保持压力差 从负到正或从正到负变化次数的计数。预先确定的变化次数超过以后，控制器50发出一个“动态循环寿命超过”警报(步骤117)。控制器50也可以应用由压力和温度传感器提供的信息驱动一个受控的安全减压 系统(“CSPRS “)。如果检测到的条件指出一个即将发生的超压条件，控制器50可以促动 该CSPRS缓解或防止该超压条件。CSPRS的促动可以导致控制阀的打开，向工作流体注入化 学反应剂，催化剂或稳定剂，或导致某一个阀的促动，诸如一个蝶阀或一个球阀，将使足够数量的流体释放，避免或限制超压或欠压的条件。控制器50也可以产生一个适当的警报提 醒操作者注意CSPRS的促动。温度条件图6的流程图说明一个分析由温度传感器46产生的传感信号的示例方法120。如 上所述，控制器50接收来自温度传感器46的信号，该信号描绘破裂盘40的进口侧的流体 温度(步骤122)。控制器50确定设计温度是否超过(步骤124)。如果检测到的温度高于一个高阈 值或低于一个低阈值，设计温度就超过了。这些阈值可以输入控制器50或用一个默认值。 在任何一种条件下，控制器50将产生一个“超过温度”警报(步骤126)。控制器50也可以确定系统中的流体温度是否将影响破裂盘40的促动压力(步骤 128)。如果系统中的流体温度偏离一定的限度，破裂盘40的促动压力可以受到影响。用于 破裂盘40的材料类型可以和该特定材料的压力/温度曲线一起储存在控制器50的存储器 中。该压力/温度曲线识别了在一个温度范围中破裂盘的促动压力的变化量。如果控制器 50确定，当前的系统温度将增加破裂盘的促动压力一定的百分比，诸如5%，就产生“促动 压力受影响”警报(步骤130)。控制器50也可以确定系统中的流体温度是否将影响破裂盘40的工作寿命(步骤 132)。如果系统中的流体温度超过一定限度，破裂盘40的工作寿命可受到影响。一个比希 望的温度高的温度可使破裂盘在一个较低的压力或压力差下被促动。控制器50用储存的 特定破裂盘材料的压力/温度曲线确定破裂盘的促动压力是否将减小一定的百分比，诸如 5%。如果这个条件存在，控制器50产生“工作寿命受影响”警报(步骤134)。反复考虑的是，控制器50可以用上述压力和温度确定的组合来识别需要产生警 报的其他条件。例如，如果系统中的流体温度升高到将导致促动压力降低的限度，控制器50 可以用该降低的促动压力作为进行运行压力比阈值计算的基础。在该方案中，运行压力比 阈值也将下降以补偿下降的促动压力。运行压力比阈值的下降可以和促动压力的下降成比 例。促动条件控制器50也可以产生一个或多个警报响应所接收的信号，这些信号指出破裂盘 40已经经历一个压力事件，诸如促动或泄漏。如下文将更详尽的叙述，这些条件通过从一个 或多个压力事件传感器42，第一压力传感器44和第二压力传感器45接收的信号识别。当控制器50从压力事件传感器接收到破裂盘已经被促动的信号时，控制器50检 验促动信号是精确的。控制器50将检验破裂盘40的进口侧和/或出口侧上检测的压力支 持该促动信号。例如，一种出口压力处在或接近大气压的条件可以指出促动信号是错误的。 另外，一种进口压力不一致下降的条件也可以指出促动信号是错误的。控制器50可以产生 一个警报指出促动信号从压力事件传感器42产生，但压力读数并不支持该促动信号。如果 压力读数确实支持该促动信号，即进口压力下降，出口压力上升，控制器50可以产生一个 警报，破裂盘已经被促动。控制器50也可以识别破裂盘40已经被促动但压力事件传感器42未提供促动信 号的条件。在低压破裂的情况下这种条件可能发生，这种情况中流体的流动不足以大到触 发压力事件传感器42。这种条件也可以通过进口压力的下降伴以出口压力的上升而识别。如果该条件被检测到，控制器50将产生一个适当的警报。其他条件控制器50也可以识别其他的条件，诸如疑似的破裂盘失灵。一部分破裂盘有大于 1的损坏比例。这指出，损坏的破裂盘将在大于额定的促动压力下被促动。如由第一压力 传感器44和第二压力传感器45检测的进口压力或压力差超过额定的促动压力一定的百分 比，诸如110%时，控制器50可以识别这种条件。当这种条件被识别时，控制器50将产生一 个适当的警报。当容器11内的流体接近满或接近空时控制器50也可以提醒操作者。一个诸如压 力开关或压力指示器的传感器可以被连接到容器11以检测容器内的流体水平。当传感器 确定容器11内的流体水平接近最大或最小时，控制器50可以发送一个信号到控制器50，指 出即将发生超压或欠压条件。该信号可以通过前述无线通讯系统传送到控制器50。在接收 该信号时，控制器可以给操作者产生一的适当的警报。然后操作者可以打开一个提供阀将 流体供应充灌进容器11，或关闭提供阀停止流体流进容器11。例如，如果容器11被用于向 一个过程馈送流体，当容器11内的流体水平接近排空时，控制器50可以产生一个报警。同 样，如果容器11从一个供应槽接收流体，当容器11已经接收其需要的流体供应量时，控制 器50可以产生一个报警。也反复考虑的是，控制器50可以和供应系统结合在一起做到自 动开闭阀门，减轻或防止超压或欠压条件。从上述揭示中将显而易见的是，本发明的加压容器监测系统基于加压容器的运行 条件提供警报以提醒操作者注意潜在的问题。这些问题可以基于安全装置或信息提供装置 经历的运行条件。本发明的系统和方法提醒操作者注意问题，因此操作者可以采取正确的 措施，诸如修理或更换特定的装置。本发明以这样的方式保证加压系统的完整和运行。对于在本技术领域熟练的人员将是显而易见的是，在实施本发明的方法和加压容 器监测系统的结构中可以进行各种修改和变化而不背离本发明的范围和精神。通过在本文 中揭示的对本说明书的叙述以及对本发明的实践，对于在本技术领域熟练的人员而言，本 发明的其他的实施例将是显而易见的。本文的意图是，本说明书和实例仅被考虑为示例性 的，而本发明的确切的范围和精神将由下文的权利要求指出。
权利要求
一种监测密封性地接合在一个加压容器中的减压装置经受的条件的方法，该方法包括的步骤为接收一系列描绘该加压容器的至少一个运行条件的监测信号，每个监测信号描绘在一个特定时间存在的运行条件；将每个监测信号存储到一个第一存储器；和将监测信号的历史记录组传输到一个第二存储器，该历史记录组包括在一个预先确定的紧靠接收到压力事件信号之前的时间周期内接收的监测信号。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在该预先确定的时间周期终结之后从第一存 储器删除该监测信号的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括监测加压容器的运行条件的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中运行条件包括加压容器中的温度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中运行条件包括加压容器中的压力。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中运行条件包括加压容器中的PH值。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中运行条件包括施加在减压装置上的背 压力。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个传感器生成所述一系列描绘该加 压容器内的直接测量的信号，并且所述方法还包括向所述至少一个传感器发送询问信号以 确定所述至少一个传感器是否工作。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器提供响应于所述询问 信号的回复信号，所述回复信号提供与所述至少一个传感器相关的诊断信息。
10.一种用于密封性地接合在一个加压容器中的减压装置的监测系统，该系统包括一个在卸压装置被促动时可操作地产生一个事件信号的压力事件传感器；一个设置在加压容器中并可操作地产生一个描绘该加压容器在一个特定时间的至少 一个运行条件的运行信号的条件传感器；一个可操作地接收来自压力事件传感器和条件传感器的信号的控制器，该控制器具有 一个用于存储在一个预先确定的时间周期内的描绘至少一个运行条件的运行信号的历史 记录组的第一存储器，和一个第二存储器，在接收事件信号时，控制器将运行信号的历史记 录组转移到该第二存储器。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中监测信号描绘加压容器中的压力。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，其中系统具有一个最大可容许工作压力， 当系统中的压力超过一个作为该最大可容许工作压力的一定百分比的阈值时控制器可操 作地产生一个警报。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中监测信号描绘加压容器中的温度。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，其中当温度超过一个温度上限时控制器 可操作地产生一个警报。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，其中当温度下降低于一个温度下限时控 制器可操作地产生一个警报。
16.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中监测信号描绘一个施加在减压装置 上的背压力，当该背压力超过一个背压力限度时控制器产生一个警报。
17.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中监测信号表示pH值，当pH值在一个 预先确定的PH值范围之外时控制器产生一个警报。
18.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制器可操作用于生成并向所述条 件传感器发送询问信号以确定所述条件传感器是否工作。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述条件传感器可操作用于提供响应于 所述询问信号的回复信号，所述回复信号提供与所述条件传感器相关的诊断信息。
全文摘要
提供一种监测具有一个附属装置的加压容器的系统和方法。该系统包括一个传感器，该传感器可操作地提供描绘该加压容器的至少一个运行条件的信号。该系统也包括一个控制器，该控制器可操作地接收来自传感器的信号，并当检测的运行条件将影响附属装置的运行时产生一个警报。
文档编号F17C13/12GK101799687SQ20091026680
公开日2010年8月11日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年8月24日
发明者G·C·布拉齐尔, J·E·斯莫沃德, J·P·克拉克三世 申请人:Bs&B安全体系有限公司