CN108071853A - 一种调节阀内漏诊断装置 - Google Patents
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Abstract
一种调节阀内漏诊断装置，用于诊断在流体工艺中流体调节设备是否发生内漏。本发明的调节阀内漏诊断装置包括：上游侧压力检测装置，下游侧压力检测装置，流体流量检测装置，阀位反馈装置，开度存储装置，诊断系数计算装置，存储装置，判断装置。根据检测到的上游侧流体压力、下游侧流体压力和流体流量计算诊断系数，根据当前开度下计算的诊断系数，与对应开度正常情况下的诊断系数进行比较，判断是否发生内漏。根据本发明，通过利用工业现场常用设备检测到所述调节阀上游侧流体压力、下游侧流体压力和流过所述调节阀流体流量，能够实现调节阀内漏诊断，并可以做到实时连续的在线检测调节阀内漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种判断调节阀是否发生内漏的诊断装置。
背景技术
调节阀是工业控制系统中主要的流体控制部件，它用来调节介质的流量或压力。其功能包括切断或接通介质、控制流量、防止介质回流、控制压力等。工业生产过程中，由于阀门密封面所受密封力不够、阀座或阀芯变形等因素经常导致调节阀内漏。调节阀内漏严重影响设备的运行安全和系统的控制效果，造成生产工艺质量下降，严重影响经济效益。然而调节阀内漏一般较难发现，传统的人工方法只能在内漏严重的情况下被发现。在生产过程中，希望内漏一发生即被发现，这需要连续在线的诊断调节阀工作状况。目前，比较常用的方法是使用专用的探测仪器来检测是否发生内漏，然而在复杂的生产现场，连续的使用附加设备检测并不现实。因此，如何利用生产现场的工艺参数进行内漏检测是需要技术人员解决的问题。
发明内容
本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种调节阀内漏诊断装置，利用生产现场的工艺参数实现对调节阀内漏的准确诊断。
本发明的调节阀内漏诊断装置包括与调节阀2连接用于检测调节阀开度的阀位反馈装置1，其特征在于：阀位反馈装置1的输出端连接开度存储装置6；调节阀2的管路的上游侧安装有调节阀上游侧压力检测装置4和流体流量检测器3，调节阀2的管路的下游侧安装有调节阀下游侧压力检测装置5；
流体流量检测器3的输出端、调节阀上游侧压力检测装置4的输出端、调节阀下游侧压力检测装置5的输出端均连接诊断系数计算装置7；诊断系数计算装置7根据从调节阀上游侧压力检测装置4检测的上游侧流体压力P1、调节阀下游侧压力检测装置5检测的下游侧流体压力P2和流体流量检测装置3检测的流体流量Q计算内漏诊断系数；
存储装置8保存正常情况下调节阀对应开度的诊断系数；
诊断系数计算装置7的输出端、开度存储装置6的输出端、存储装置8的输出端都连接判断装置9；判断装置9根据所述存储装置8中预先存储的调节阀2的对应开度下流量系数作为阈值，并将由所述诊断系数计算装置7计算的诊断系数与所述对应开度下流量系数阈值进行比较，以判断所述调节阀是否发生内漏，并输出判断结果；
判断装置9的输出端连接输出装置10。
优选地，本发明所述的调节阀2为控制系统中带有阀位反馈装置1的流体节流设备。
本发明的调节阀内漏诊断方法步骤为：
上游流体压力检测步骤，检测流过调节阀的上流侧流体压力P1。
下游流体压力检测步骤，检测流过调节阀的下流侧流体压力P2。
流体流量检测步骤，检测流过调节阀的流体流量Q。
诊断系数计算步骤，根据检测到的调节阀上游侧流体压力P1、下游侧流体压力P2和流过调节阀的流体流量Q计算诊断系数。
判断步骤，当存储装置有预先保存所述调节阀正常情况下全部开度的诊断系数，根据当前开度下计算的诊断系数，与对应开度正常情况下的诊断系数进行比较，判断是否发生内漏。例如，当前开度下计算的诊断系数大于正常情况的诊断系数，则判断为发生内漏。
本发明中，所述调节阀在某一个开度下诊断系数大于正常情况的诊断系数，可判定为疑似内漏，若有几个开度或者所有开度下诊断系数都大于正常情况的诊断系数，可确定判定为内漏。
本发明的诊断原理是：调节阀流量系数反映了调节阀在某个开度下的流通能力，它只与调节阀结构有关，调节阀一经生产完成，流量特性曲线及每个开度下的流量系数也就确定。当调节阀有内漏情况发生，即增大了调节阀在某个开度下的流通能力，此时，诊断系数的计算值就会大于正常情况的下的流量系数。基于这个思想来实现调节阀内漏诊断。
本发明的优点是：根据本发明，通过利用工业现场常备设备检测到所述调节阀上游侧流体压力、下游侧流体压力和流过所述调节阀流体流量，能够实现调节阀内漏诊断，并可以做到实时连续的在线检测调节阀内漏。
附图说明
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明所述调节阀阀体结构示意图。
图3为本发明的诊断流程图。
图4为本发明的内漏诊断系数与正常诊断系数的关系图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
附图中符号说明：1.阀位检测装置，2.调节阀，3.流体流量检测器，4.上游侧流体压力检测器，5.下游侧流体压力检测器，6开度存储装置，7.诊断系数计算装置，8.存储装置，9.判断装置，10.输出装置，11.阀杆，12.上盖板，13.填料，14.上阀盖，15.阀芯，16.阀座，17.阀体。图1是本发明的工作原理图。根据本实施方式的内漏诊断装置，调节阀2上游侧压力检测装置4，用于检测流体流过调节阀2的上游侧压力P1。
调节阀2下游侧压力检测装置5，用于检测流体流过调节阀2的下游侧压力P2。流体流量检测装置3，用于检测流过调节阀2流体的流量Q。
诊断系数计算装置7，用于从调节阀2上游侧压力检测装置检测的上游侧流体压力P1、调节阀2下游侧压力检测装置检测的下游侧流体压力P2和流体流量检测装置检测的流体流量Q计算内漏诊断系数。
开度存储装置6用于存储由阀位反馈装置1检测调节阀2的当前开度，并传给判断装置9。
阀位反馈装置1，用于检测调节阀开度并传给开度存储装置6。
存储装置8，用于保存正常情况下调节阀2对应开度的诊断系数。
判断装置9，用于根据所述存储装置中预先存储的调节阀2对应开度下诊断系数作为阈值，并将由所述诊断系数计算装置计算的诊断系数与所述调节阀2对应开度下流量系数阈值进行比较，以判断所述调节阀2是否发生内。
输出装置10，用于输出判断结果。
本发明所述的调节阀2为控制系统中带有阀位反馈装置1的流体节流设备。
本发明所述调节阀2阀体结构如图2所示，如上所述，当阀芯15与阀座16密封不紧，或者阀芯15、阀座16受损，都将引起调节阀2发生内漏。同样，当阀体17内部穿孔等情况也会造成调节阀2发生内漏。
在本发明的调节阀内漏诊断装置一个结构例中，诊断系数计算装置通过计算诊断系数，其中N1为常数，一般取0.1，ρ/ρ0为相对密度，一般介质5-40摄氏度的水取为1。
在本发明的调节阀内漏诊断装置一个结构例中，诊断系数计算装置通过简化的公式计算诊断系数。
在本发明的调节阀内漏诊断装置的一个结构例中，诊断系数计算装置计算诊断系数时使用的上述上游侧流体压力P1、下游侧流体压力P2和流体流量Q为相应开度下一定时间内的平均值。
在本发明的调节阀内漏诊断装置的一个结构例中，存储装置预先存储的诊断系数为调节阀在正常工作条件下计算的每一个开度下诊断系数，并作为阈值与调节阀工作时的内漏诊断系数进行比较。接下来，将参考图3描述本发明的内漏诊断装置的诊断步骤：
步骤S1，调节阀2上游侧压力检测装置4，检测调节阀2的上游侧压力P1。
步骤S2，调节阀2下游侧压力检测装置5，检测调节阀2的下游侧压力P2。
步骤S3，流体流量检测装置3，检测流过调节阀2流体的流量Q。
步骤S4，诊断系数计算装置7，根据上游侧流体压力P1、下游侧流体压力P2和流体流量Q在某个调节阀2开度下一段时间内计算的平均值。
步骤S5，利用公式计算内漏诊断系数。
步骤S6，开度存储装置6从阀位反馈装置1获取调节阀当前开度。
步骤S7，判断装置9从开度存储装置6获取调节阀当前开度，并根据调节阀2的当前开度从存储装置8获取正常情况下调节阀2对应开度的诊断系数。
步骤S8，判断装置9根据所述存储装置8中预先存储的调节阀2对应开度下诊断系数作为阈值，与所述诊断系数计算装置7计算的诊断系数进行比较。所述诊断系数计算装置7计算的诊断系数没有超出阈值，判定为假。超出阈值，判定为真。
步骤S9，步骤S8判断为假，则判定没有发生内漏，转到步骤S14，输出诊断结果，诊断结束。
步骤S10，步骤S8判定为真，进入计数环节。
步骤S11，由步骤S10计数后进入下一个判定，判断诊断系数大于阈值的开度数量是否大于1。诊断系数大于阈值的开度数量不大于1，则判断结果为假，诊断系数大于阈值的开度数量大于1，则判断结果为真。
步骤S12，步骤S11中输出为假，判定调节阀2疑似内漏。
步骤S13，步骤S11中输出为真，判定调节阀2内漏发生。
步骤S14，输出装置10输出判断结果。
以上所有的步骤S1至S14在预订的时间序列下执行，直到诊断装置的操作完成。
应该注意到，步骤S4的求取某一时间段内的平均值是比不可少的过程。在实际运行过程中，管道中的压力和流量会有小幅度的波动现象，诊断系数每次计算会有不同的结果。因此，为了防止诊断结果由于管道中的压力波动和流量波动的干扰的影响而变得不稳定，步骤S4的求取平均值显得十分重要。特别说明，在内漏判定确定的过程中，仅仅一个开度的诊断系数超出阈值，并不完全确定为内漏，如步骤S12，这种情况可确定为疑似内漏。当确定有不止一个开度的诊断系数超出阈值，可确定为内漏发生，这样可有效的防止误判的情况发生。因此，步骤S10-S13是至关重要，且必须有的过程。
图4为本发明的内漏诊断系数与正常诊断系数的关系图，实线为正常情况下的诊断系数曲线，横轴为开度，纵轴为对应开度下的诊断系数。其中虚线表示从调节阀上游侧和下游侧测量到的流体压力及流体流量而计算出的诊断系数。从图中可以看出，当有内漏发生时，诊断系数曲线明显处于正常情况的上方，即对应开度下，内漏发生时诊断系数超出阈值。
由图4可以知道，我们对于内漏的确定不局限与以上的判定方法，除了对多个开度诊断系数的判定，也可以对某一开度范围内的诊断系数做出如图4的曲线，当诊断系数曲线整体处于正常诊断系数上方时，可确定调节阀发生内漏。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (2)
1.调节阀内漏诊断装置，包括与调节阀(2)连接用于检测调节阀开度的阀位反馈装置(1)，其特征在于：阀位反馈装置(1)的输出端连接开度存储装置(6)；调节阀(2)的管路的上游侧安装有调节阀上游侧压力检测装置(4)和流体流量检测器(3)，调节阀(2)的管路的下游侧安装有调节阀下游侧压力检测装置(5)；
流体流量检测器(3)的输出端、调节阀上游侧压力检测装置(4)的输出端、调节阀下游侧压力检测装置(5)的输出端均连接诊断系数计算装置(7)；诊断系数计算装置(7)根据从调节阀上游侧压力检测装置(4)检测的上游侧流体压力P1、调节阀下游侧压力检测装置(5)检测的下游侧流体压力P2和流体流量检测装置(3)检测的流体流量Q计算内漏诊断系数；
存储装置(8)保存正常情况下调节阀对应开度的诊断系数；
诊断系数计算装置(7)的输出端、开度存储装置(6)的输出端、存储装置(8)的输出端都连接判断装置(9)；判断装置(9)根据所述存储装置(8)中预先存储的调节阀(2)的对应开度下流量系数作为阈值，并将由所述诊断系数计算装置(7)计算的诊断系数与所述对应开度下流量系数阈值进行比较，以判断所述调节阀是否发生内漏，并输出判断结果；
判断装置(9)的输出端连接输出装置(10)。
2.如权利要求1所述的调节阀内漏诊断装置，其特征在于：所述的调节阀(2)为控制系统中带有阀位反馈装置(1)的流体节流设备。
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