je kontinuálně srovnávána (5) s předem stanovenou mezní hodnotou síly a/nebo momentu vyvozeného konkrétním servopohonem (2). Při dosažení této mezní hodnoty je technologický uzel obsahující monitorovanou armaturu (1) se servopohonem (2) odstaven.

su uaoťř

M

M
62		-_.
bi	/
A

ί I....................................................f...........r........

U, i. /

Způsob monitorování dálkově ovládaných armatur

Oblast techniky

Technické řešení podle vynálezu se týká způsobu monitorování armatur ovládaných dálkově, zpravidla servomotorem, které jsou součástí technologických zařízení ajejich uzlů.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známa technická řešení zařízení pro zjišťování velikosti síly, resp. momentu potřebného k pohybu uzavíracích a regulačních prvků armatur potrubních systémů v reálném čase, avšak podle takto naměřených hodnot se regulují další procesy, na těchto měřených hodnotách závislé, resp. s nimi související. Sledování aktuálního okamžitého technického stavu uzavíracích a/nebo regulačních armatur, za účelem signalizace blížící se mezní hodnoty a následného odstavení technologického uzlu ve správném okamžiku, se dosud nepoužívá, ačkoliv je důležitou součástí celkového monitoringu technologických celků.

Podstata vynálezu

Tento nedostatek odstraňuje řešení podle vynálezu, jehož podstatou je způsob monitorování armatury ovládané servopohonem.

Podstatou vynálezu je sám o sobě známý způsob monitorování armatury ovládané servopohonem, kdy je snímána hodnota síly a/nebo momentu nutného pro manipulaci s pohyblivou částí armatury, avšak tato hodnota je kontinuálně srovnávána s předem stanovenou mezní hodnotou síly a/nebo momentu odvozených od charakteristiky konkrétního servopohonu. Při dosažení této hodnoty, konkrétně stanovené pro použité technologické zařízení, je odstaven technologický uzel obsahující monitorovanou armaturu.

Podstatou způsobu podle vynálezu je také to, že před dosažením této mezní hodnoty, kdy započne proces odstavování, jsou signalizovány již hodnoty nižší, předem empiricky stanovené, mezní hodnotě se blížící.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojeném obrázku 1 je schematicky znázorněn příklad zařízení, kterým je možno realizovat způsob podle vynálezu. Schematicky znázorněná armatura, je v tomto příkladném provedení ventil s kuželovým sedlem a kuželkou pro uzavírání ventilu, k níž je připojena ovládací tyč. Tato tyč prochází tělesem armatury průchodkou a je připojena k distanční tyči. Distanční tyč je připojena svým druhým koncem k tyči servopohonu, jehož prostřednictvím je ovládán pohyb kuželky ventilu vůči sedlu ventilu. Na distanční tyči je uspořádáno snímací zařízení, které je připojeno na vyhodnocovací jednotkou s číslicovým displejem. Šipky na obr. 1 označují směr průtoku média armaturou.

Na připojeném obrázku 2 je graf znázorňující křivkou příkladný průběh síly F nebo momentu v čase. V čase Tj je dle grafu dosaženo úrovně 61 síly F. V čase Tj je dosaženo úrovně 62 síly F. V čase Tj je dosaženo úrovně 63 síly F. V čase T₄ je dosaženo úrovně 64 síly F.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příkladný způsob monitorování armatury ovládané servopohonem podle vynálezu spočívá ve snímání hodnoty síly a/nebo momentu nutného pro manipulaci s pohyblivou částí armatury, když je tato hodnota průběžně srovnávána s předem stanovenou mezní hodnotou síly a/nebo momentu vyvozeného servopohonem. V okamžiku T3, kdy je dosaženo úrovně 63 síly F, je spuštěno řízené odstavení technologického uzlu, aby v okamžiku T₄, v němž by bylo dosaženo úrovně 64 síly F, kdy je dosažena maximální hodnota síly nebo momentu instalovaného servopohonu, která je rovna maximální skutečné hodnotě síly nebo momentu nutného k ovládání armatury, nedošlo k jejímu zablokování v poslední nastavené pozici. Při dosažení této hodnoty síly F v okamžiku T₄ je dostaven technologický uzel obsahující monitorovanou armaturu.

V dalším příkladu způsobu podle vynálezu jsou před dosažením úrovně 63 síly F, signalizovány již předem zvolené nižší hodnoty blížící se této mezní hodnotě síly a/nebo momentu. V okamžiku Tj, kdy je dosaženo úrovně 61 síly F, je signalizována výstraha. V okamžiku Tj, kdy je dosaženo úrovně 62 síly F, je signalizováno nebezpečí. V té době může dojít k zásahu obsluhy, která předejde dosažení síly F resp. momentu až na úrovně 63 a 64.

Výše popsaný způsob monitorování armatury ovládané servopohonem 2 není vázán jen na zařízení podle obr. 1, aleje možno jej uskutečnit také v odlišně uspořádaných technologických uzlech, opatřených odlišnými pohony 2, různými variantami tenzometrů 4 i uzavíracích a ovládacích armatur I ajejich kombinacemi.

První příkladné provedení zařízení pro uskutečnění výše uvedeného způsobu je znázorněno na obr. 1. Monitorovanou armaturou je ventil I s kuželovým sedlem 12, jehož kuželka lije ovládána tyčí 13, procházející pláštěm armatury i průchodkou _14. Ovládací tyč 13 může být také opatřena vnějším závitem a v tom případě jde o ovládací vřeteno. V takovém případě je také průchodka 14 opatřena vnitřním závitem. Průchodka 14 je s výhodou vybavena také ucpávkou, která dokonaleji odděluje vnitřní prostředí ventilu 1 od vnějšího prostoru. Ucpávka o sobě známého provedení je volena podle média, které armaturou i prochází a jehož průchod je regulován pohybem kuželky 11 vůči kuželovému sedlu 12. Ovládací tyč 13 je v prvním příkladném provedení zařízení podle vynálezu připojena na distanční tyč 3 a tato je svým druhým koncem připojena k tyči 21 servopohonu 2 běžně známými spojovacími prvky. Distanční tyč 3 je v konkrétním provedení dle obr. 1 opatřena tenzometrem 4 pro snímání hodnoty síly nutné k vyvození pohybu ovládací tyče 13 s kuželkou 11 a změny či uzavření průchodu média armaturou 1. Pokud je mezi servopohonem 2 a ovládací tyčí 13 menší vzdálenost, pak je tenzometr 4 umístěn přímo na tyči 21 servopohonu 2 nebo na ovládací tyči .13. To platí i v případě, že je ovládací tyč J_3 i tyč 21 servopohonu 2 opatřena vnějším závitem a jde o ovládací vřetena. Tato vřetena mohou být například svými opačnými konci přímo zašroubována do tenzometrů 4, kterým je masivní momentový a silový snímač opatřený již z výroby vývodem pro přenos elektrických hodnot, které jsou v převodníku vyhodnocovací jednotky 5 zpracovány na konkrétní údaje v jednotkách síly či momentu. Tenzometr 4 je v příkladném provedení na obr. 1 připojen elektrickým kabelem na vyhodnocovací jednotkou 5. Ta naměřenou elektrickou hodnotu převede na jednotky síly a/nebo momentu a zobrazí ji na displeji.

Vyhodnocovací jednotka 5 současně naměřenou hodnotu porovná s předem nastavenou hodnotu maximální síly a/nebo momentu, které(ý) je schopen vyvodit konkrétní servopohon 2. Je také možné přímo na displeji vyhodnocovací jednotky 5 zobrazovat v procentech využití maximální možné síly konkrétního servopohonu 2.

Zejména u důležitých armatur je vhodné k vyhodnocovací jednotce 5 takového monitorovacího zařízení připojit zařízení pro záznam naměřených hodnot a/nebo zařízení pro dálkový přenos naměřených hodnot, o sobě známých technických provedení a typů. To je vhodné zejména u provozů s centrálními velíny a ovládáním servopohonů 2 ze vzdálených míst vůči umístění monitorovacích armatur 1.

- 2 CZ 304063 B6

Výhodné je k vyhodnocovací jednotce 5 připojit také výstražné zařízení, které se uvede do činnosti za předpokladu dosažení předem nastavené úrovně síly a/nebo momentu změřené tenzometrem 4. Možné je též nastavit více úrovní signalizace. To se mění se zvyšujícím se rizikem, že servopohon 2 již nepřekoná provozem vzniklé odpory a armatura I bude zablokována v poloze jejího posledního nastavení, tedy v poloze, kterou kuželka j_I_ zaujímala vůči sedlu 12 ventilu I.

V jiném příkladném provedení technického řešení, na němž lze uskutečnit způsob podle vynálezu je distanční tyč 3 vyrobena z kompozitního materiálu. Kompozitní materiál je tvořen vlákny a kompozitní matricí. Kompozitní matrice je epoxidová nebo polyesterová pryskyřice, případně jiný polymer. Vlákna jsou uhlíková a/nebo skleněná. Snímací zařízením je tenzometr 4, vložený do kompozitní matrice před jejím vytvrzením. Ten snímá sílu a/nebo moment v místě, kde je uvnitř distanční tyče 3 umístěn. Tenzometr 4 je před vložením do distanční tyče 3 opatřen izolovanými vodiči a připevněn, například lepením, na destičku z kompozitního materiálu shodného s materiálem distanční tyče 3. Destička tenzometru 4 je tvořena svazkem plošně rozprostřených elementárních skleněných, uhlíkových nebo jiných vláken, prosycených kompozitní matricí. Po vytvrzení kompozitní matrice destičky tenzometru 4 se destička zkrátí na konkrétní potřebnou délku. Takto připravená destička s přilepeným tenzometrem 4 je vložena do distanční tyče 3 z kompozitního materiálu, a to tak, aby její delší osa byla rovnoběžná s osou distanční tyče 3.

Tenzometr 4 je připojen svými vodiči, vyvedenými na povrch distanční tyče 3, k vyhodnocovací jednotce 5. Podmínkou správné funkce tenzometru 4, je aby podélná osa tenzometru 4 byla rovnoběžná s osou distanční tyče 3. Destička tenzometru 4 zabraňuje jeho nežádoucímu otočení před vytvrzením kompozitní matrice. Vývody tenzometru 4 je výhodné v místě jejich vyvedení na povrch distanční tyče 3 opatřit ochranným obalem, tvořeným silikonovou izolací, zpravidla silikonovou bužírkou. Snímací zařízení tohoto typuje vždy neoddělitelnou součástí distanční tyče 3, do níž je zabudováno při její výrobě.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení podle vynálezu je určeno zejména pro monitorování armatur ovládaných servopohonem používaných v těžkém strojírenství a energetice. Způsobem podle vynálezu lze monitorovat armatury všech známých druhů. Monitorování lze provádět též dálkově, s využitím o sobě známých zařízení pro přenos naměřených hodnot.

PATENTOVÉ NÁROKY