IT202000017689A1 - SYSTEM FOR DIAGNOSTICS OF LEAKAGE LEAKS BETWEEN THE SEAT AND PLUG OF A VALVE - Google Patents
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Description
SISTEMA PER LA DIAGNOSTICA DELLE PERDITE PER TRAFILAMENTO SYSTEM FOR THE DIAGNOSTICS OF LEAKAGE DUE TO LEAKAGE
TRA SEDE E OTTURATORE DI UNA VALVOLA BETWEEN THE SEAT AND PLUG OF A VALVE
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Settore tecnico dell?invenzione Technical sector of the invention
La presente invenzione ha per oggetto un sistema ed il relativo metodo per la diagnostica delle perdite tra sede e otturatore di una valvola, legate all?inevitabile trafilamento esistente tra i due componenti. In particolare, il sistema ed il metodo, secondo la presente invenzione, consentono anche l?analisi predittiva del trafilamento di una valvola. The present invention relates to a system and the relative method for diagnosing leaks between the seat and obturator of a valve, linked to the inevitable leakage between the two components. In particular, the system and the method, according to the present invention, also allow the predictive analysis of the leakage of a valve.
Tecnica nota Known technique
Com?? noto, il trafilamento ? una perdita interna ad una valvola che si origina dall?interfaccia sede-otturatore. Idealmente, quando una valvola ? chiusa si ha una tenuta perfetta, ovvero la portata del fluido di processo tra sede e otturatore della valvola risulta pari a zero. Nella realt?, una perdita ? sempre esistente e le valvole sono classificate secondo il massimo trafilamento accettabile in condizione di valvola chiusa. Tale trafilamento ? suddiviso in classi secondo normativa ANSI B16.104. L?entit? del trafilamento dipende da molteplici parametri come, ad esempio, il design della valvola, i materiali che costituiscono il gruppo sede/otturatore, la qualit? delle superfici, la forza con la quale l?otturatore ? premuto sulla sede, forza che tipicamente viene fornita da un attuatore montato sulla valvola. Inoltre, durante la vita utile di una valvola, quindi anche nel caso di specifico interesse di una valvola di controllo, il trafilamento del fluido di processo pu? aumentare con il trascorrere del tempo. L?aumento del trafilamento ? dovuto a molteplici fattori, ad esempio, il degrado progressivo dell?otturatore e della sede in seguito a fenomeni di cavitazione, usura, deformazione, presenza di particolato nel fluido di processo, ecc? L?incremento del trafilamento pu? dunque comportare la perdita di efficienza dell?impianto e, di conseguenza, perdite economiche, problemi di sicurezza (e.g. in caso di trafilamento di fluidi tossici e/o infiammabili), oltre che un maggior del degrado della sede e dell?otturatore. How?? known, the leakage ? a leak inside a valve that originates from the seat-plug interface. Ideally, when a valve ? when closed, there is a perfect seal, i.e. the flow rate of the process fluid between the seat and the valve obturator is equal to zero. In reality, a loss? always exists and the valves are classified according to the maximum acceptable leakage in the closed valve condition. This leak? divided into classes according to ANSI B16.104. The entity? of the leakage depends on multiple parameters such as, for example, the design of the valve, the materials that make up the seat/plug group, the quality? of the surfaces, the force with which the shutter ? pressed onto the seat, which force is typically provided by an actuator mounted on the valve. Furthermore, during the useful life of a valve, therefore also in the case of specific interest of a control valve, the leakage of the process fluid can increase over time. The increase in the leakage? due to multiple factors, for example, the progressive deterioration of the obturator and seat following phenomena of cavitation, wear, deformation, presence of particulate matter in the process fluid, etc.? The increase in the leakage pu? therefore lead to the loss of efficiency of the system and, consequently, economic losses, safety problems (e.g. in case of leakage of toxic and/or flammable fluids), as well as a greater degradation of the seat and of the obturator.
Secondo la tecnica nota, gli interventi di manutenzione si effettuano soltanto a seguito del mal funzionamento del sistema, ad esempio quando si evidenzia una marcata perdita di efficienza dell?impianto dovuta al trafilamento di una valvola. In questi casi, quando la perdita per trafilamento diventa individuabile, ci si trova gi? in presenza di perdite importanti che non sono preventivabili con sufficiente anticipo. According to the prior art, maintenance interventions are carried out only following a malfunction of the system, for example when a marked loss of efficiency of the system is highlighted due to the leakage of a valve. In these cases, when the leakage becomes identifiable, is there already? in the event of significant losses that cannot be foreseen sufficiently in advance.
Inoltre, sempre secondo la tecnica nota, ? diffusa l?abitudine di generare sulla valvola chiusa la forza massima realizzabile dall?attuatore, o comunque un valore elevato e costante di forza, allo scopo di serrare maggiormente sede e otturatore della valvola. Questa procedura, se da un lato all?inizio della vita operativa della valvola scongiura situazioni di incipiente trafilamento, dall?altro lato crea una pressione di contatto tra sede e otturatore che sollecita pi? del dovuto la resistenza meccanica dei componenti, provocando l?usura anticipata dei due componenti medesimi. Furthermore, still according to the prior art, there is a widespread habit of generating the maximum force achievable by the actuator on the closed valve, or in any case a high and constant force value, in order to tighten the valve seat and obturator better. This procedure, if on the one hand at the beginning of the valve's operating life it avoids situations of incipient leakage, on the other hand it creates a contact pressure between the seat and the obturator which stresses more? due to the mechanical resistance of the components, causing the anticipated wear of the two components.
Non sono tuttavia noti allo stato della tecnica sistemi e relativi metodi che consentano di eseguire una diagnostica in tempo reale, nonch? una diagnostica predittiva delle perdite per trafilamento di una valvola, ossia che siano in grado di calcolare in anticipo, l?andamento in funzione del tempo delle perdite per trafilamento della valvola, in modo da intervenire tempestivamente con opportuna manutenzione. In questo modo, sarebbe anche possibile non sovradimensionare la forza erogata dall?attuatore e quindi sollecitare meno sede e otturatore della valvola. However, systems and related methods are not known to the state of the art which allow real-time diagnostics to be performed, as well as? predictive diagnostics of leakage due to valve leakage, i.e. that they are able to calculate in advance the trend of valve leakage due to valve leakage over time, so as to promptly intervene with appropriate maintenance. In this way, it would also be possible not to oversize the force delivered by the actuator and therefore put less stress on the valve seat and obturator.
Esiste pertanto l?esigenza di definire un sistema ed il relativo metodo per la diagnostica in tempo reale e predittiva delle perdite per trafilamento tra sede e otturatore di una valvola che consenta di ottenere i vantaggi sopra menzionati. There is therefore the need to define a system and the relative method for the real-time and predictive diagnostics of leakage due to leakage between the seat and the obturator of a valve which allows to obtain the above mentioned advantages.
Sintesi dell?invenzione Summary of the invention
Oggetto della presente invenzione ? quindi un sistema applicato ad una valvola per l?esecuzione di una diagnostica in tempo reale nonch? predittiva delle perdite per trafilamento della valvola, comprendente un attuatore, un posizionatore montato sull?attuatore, un sensore montato sulla valvola ed un controllore. La valvola, che pu? essere di una qualsiasi tipologia, comprende, com?? noto, un otturatore e una sede di tenuta e non fa parte della presente invenzione, ma ne rappresenta la sua naturale applicazione. Object of the present invention ? therefore a system applied to a valve for the execution of a diagnostic in real time as well as? valve leakage predictor, comprising an actuator, an actuator-mounted positioner, a valve-mounted sensor, and a controller. The valve, which can? be of any type, includes, how?? known, a shutter and a sealing seat and does not form part of the present invention, but represents its natural application.
L?attuatore determina con la forza generata la posizione dell?otturatore della valvola e, in condizioni di valvola chiusa, la forza esercitata dall?otturatore della valvola sulla sua sede. L?attuatore, a titolo esemplificativo, pu? essere a doppio effetto (bilanciamento tra due camere in pressione) come nella forma di attuazione dell?invenzione di seguito presentata. Con le opportune considerazioni su pressioni e forze, tale descrizione pu? essere estesa anche ad attuatori a singolo effetto (bilanciamento tra una forza legata alla pressione in una camera e una forza resistente, ad esempio una forza elastica). The actuator determines the position of the valve plug with the force generated and, in closed valve conditions, the force exerted by the valve plug on its seat. The actuator, by way of example, can? be double-acting (balancing between two pressure chambers) as in the embodiment of the invention presented below. With the appropriate considerations on pressures and forces, this description can? also be extended to single-acting actuators (balancing between a force linked to the pressure in a chamber and a resistant force, for example an elastic force).
Il posizionatore, come altres? noto, ? un componente che, collegato all?attuatore tramite feedback meccanico della posizione, ? in grado di variare la pressione nelle camere dell?attuatore al fine di posizionare dove richiesto l?otturatore della valvola. Nel caso di valvola chiusa, quindi nel caso in cui l?otturatore sia in contatto con la sede, il posizionatore pu? modulare la forza di contatto sede/otturatore variando la pressione nelle camere. The positioner, how else? known, ? a component which, connected to the actuator via mechanical feedback of the position, ? able to vary the pressure in the actuator chambers in order to position the valve plug where required. In the case of a closed valve, i.e. in the event that the obturator is in contact with the seat, the positioner can? modulate the seat/plug contact force by varying the pressure in the chambers.
Il sensore, che ? un normale sensore di feedback secondo la tecnica nota, ? in grado di rilevare l?entit? del trafilamento direttamente o indirettamente per mezzo di una grandezza dipendente dal trafilamento della sede della valvola stessa. Tale grandezza pu? variare a seconda della tipologia di sensore impiegato. The sensor, what ? a normal feedback sensor according to the prior art, ? able to detect the? Entity? of the leakage directly or indirectly by means of a quantity which depends on the leakage of the valve seat itself. This size can vary according to the type of sensor used.
Il controllore, mediante utilizzo di un software che implementa un idoneo algoritmo di controllo, correla i dati forniti dal sensore con quelli forniti dal posizionatore, ossia, rispettivamente la grandezza misurata sulla valvola (funzione della tenuta della sede della valvola) e la forza di contatto sede/otturatore normalmente dedotta dalla/e pressione/i nelle camere dell?attuatore. In altre parole, ? quindi possibile mettere in relazione il grado di tenuta o di perdita della sede della valvola con la forza impressa dall?attuatore sulla sede stessa. Vantaggiosamente, il controllore pu? essere integrato nel posizionatore medesimo. The controller, through the use of a software that implements a suitable control algorithm, correlates the data supplied by the sensor with those supplied by the positioner, i.e., respectively, the quantity measured on the valve (function of the seal of the valve seat) and the contact force seat/plug normally deduced from the pressure(s) in the actuator chambers. In other words, ? it is therefore possible to relate the degree of tightness or leakage of the valve seat to the force impressed by the actuator on the seat itself. Advantageously, the controller can? be integrated into the positioner itself.
Vantaggiosamente, la coppia sede/otturatore non viene sollecitata inutilmente, ma la forza ? limitata da quella generata dal posizionatore e sufficiente a garantire la tenuta, ovvero una soglia limite di trafilamento accettabile, perci? la coppia sede/otturatore risulta sottoposta ad una minore sollecitazione nell?arco della sua vita operativa, traducendosi verosimilmente in un prolungamento della vita operativa stessa. Advantageously, the seat/shutter pair is not stressed unnecessarily, but the force ? limited by that generated by the positioner and sufficient to guarantee the seal, or rather an acceptable leakage limit threshold, therefore? the seat/shutter pair is subjected to less stress throughout its operating life, probably resulting in an extension of the operating life itself.
Vantaggiosamente, a valvola chiusa, poich? l?attuatore genera una forza inferiore alla sua capacit? massima, ? possibile aprire la valvola in tempi ridotti, ossia con tempistiche minori rispetto a quelle necessarie secondo la tecnica nota, in quando si beneficia di un tempo morto (tempo necessario al distacco tra otturatore e sede) inferiore. Advantageously, with the valve closed, since? the actuator generates a force lower than its capacity? maximum, ? It is possible to open the valve in reduced times, i.e. with shorter times than those necessary according to the prior art, since a lower dead time (time necessary for the separation between the obturator and the seat) is benefited.
Pertanto, ? oggetto della presente invenzione un sistema applicato ad una valvola per l?esecuzione di una diagnostica in tempo reale nonch? predittiva delle perdite per trafilamento della valvola medesima, come specificato nella rivendicazione indipendente di sistema annessa. Therefore, ? object of the present invention is a system applied to a valve for carrying out a diagnostic in real time as well as predictive of the leakage due to leakage of the valve itself, as specified in the attached independent system claim.
Secondo un altro scopo, la presente invenzione consiste anche in un metodo per attuare la diagnostica predittiva delle perdite per trafilamento di una valvola, come specificato nella rivendicazione indipendente di metodo annessa. According to another object, the present invention also consists of a method for carrying out the predictive diagnostics of leakage due to leakage of a valve, as specified in the attached independent method claim.
Le rivendicazioni dipendenti delineano particolari e ulteriormente vantaggiosi aspetti dell?invenzione. The dependent claims outline particular and further advantageous aspects of the invention.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Questi ed altri vantaggi dell?invenzione saranno ora descritti in modo dettagliato, con riferimento alle Figure allegate, che rappresentano una forma di attuazione esemplificativa dell?invenzione, in cui: These and other advantages of the invention will now be described in detail, with reference to the accompanying Figures, which represent an exemplary embodiment of the invention, wherein:
- la Figura 1 mostra uno schema del sistema oggetto della presente invenzione; - la Figura 2 ? un grafico relativo all?andamento nel tempo della forza Fact esercitata dall?attuatore per garantire la tenuta tra otturatore e sede della valvola, durante il normale funzionamento, rispetto alla forza di riferimento Fset necessaria per garantire una tenuta ottimale di una valvola e al suo range di tolleranza; - Figure 1 shows a diagram of the system object of the present invention; - Figure 2 ? a graph relating to the trend over time of the Fact force exerted by the actuator to guarantee the seal between the plug and the valve seat, during normal operation, compared to the reference force Fset necessary to guarantee optimal sealing of a valve and its range of tolerance;
- la Figura 3 ? un grafico come quello di figura 2 e presenta inoltre una proiezione futura dei valori della forza dell?attuatore Fact, anche al di fuori dal range di tolleranza considerato; - Figure 3 ? a graph like the one in figure 2 and also presents a future projection of the force values of the Fact actuator, even outside the tolerance range considered;
- la Figura 4 mostra un grafico nel tempo dei test di tenuta per ottenere una correlazione tra il parametro misurato dal sensore e la forza dell?attuatore Fact. - Figure 4 shows a graph of the leak tests over time to obtain a correlation between the parameter measured by the sensor and the force of the actuator Fact.
Descrizione dettagliata Detailed description
Con riferimento alla Figura 1 allegata, secondo una realizzazione del presente trovato assolutamente non limitativa, ? mostrato un sistema 100 applicato ad una valvola 1, di tipo noto e comprendente un otturatore ed una sede di tenuta. Il sistema 100 comprende un attuatore 2, un posizionatore 3, almeno un sensore 4 e un controllore 5 provvisto di un software di analisi. Il controllore 5 pu? essere un componente ?stand alone?, cos? come pu? essere integrato nel posizionatore 3. With reference to the attached Figure 1, according to an absolutely non-limiting embodiment of the present invention, ? shown is a system 100 applied to a valve 1, of a known type and comprising a shutter and a sealing seat. The system 100 comprises an actuator 2, a positioner 3, at least one sensor 4 and a controller 5 provided with analysis software. Controller 5 can? be a component ?stand alone?, cos? how can be integrated into the positioner 3.
L?attuatore 2, a titolo esemplificativo e non limitativo, ? a doppio effetto. Com?? noto, ci? significa che lo stelo di comando dell?attuatore, l?organo che imprime una forza all?otturatore della valvola, ? immerso tra due camere in cui le pressioni relative si bilanciano e sullo stelo di comando agisce una forza netta che ? trasmessa all?otturatore della valvola. Naturalmente, con opportune considerazioni su pressioni e forze, l?invenzione pu? essere implementata anche con attuatori a singolo effetto, presentanti una sola camera di pressione e laddove il bilanciamento delle forze avviene tra una forza legata alla pressione nella camera di pressione e una forza resistente, ad esempio una forza elastica. The actuator 2, by way of non-limiting example, is double effect. How?? known, there? does it mean that the control stem of the actuator, the part which imparts a force to the valve obturator, is? immersed between two chambers in which the relative pressures balance each other and a net force acts on the control rod which ? transmitted to the valve obturator. Naturally, with appropriate considerations on pressures and forces, the invention can be implemented also with single-acting actuators, presenting a single pressure chamber and where the balancing of forces takes place between a force linked to the pressure in the pressure chamber and a resistant force, for example an elastic force.
Il posizionatore 3 ? un componente che determina il ?comportamento? dell?attuatore 2 in quanto ne regola la pressione agente nelle camere di pressione dell?attuatore 2 medesimo. Il collegamento logico con l?attuatore 2 ? realizzato per tramite di feedback meccanico della posizione dell?attuatore stesso. In base al feedback sulla posizione dell?attuatore 2, il posizionatore 3 ? in grado di variare la pressione nelle camere dell?attuatore 2 al fine di posizionare dove richiesto l?otturatore della valvola 1. Nel caso in cui la valvola 1 ? chiusa, quindi nel caso in cui l?otturatore sia in contatto con la sede, il posizionatore 3 pu? modulare la forza di contatto sede/otturatore variando la pressione nelle camere dell?attuatore 2. Positioner 3 ? a component that determines the ?behavior? of the actuator 2 as it regulates the pressure acting in the pressure chambers of the actuator 2 itself. The logical connection with the? actuator 2 ? achieved through mechanical feedback of the position of the actuator itself. Based on the feedback on the position of the actuator 2, the positioner 3 ? capable of varying the pressure in the chambers of actuator 2 in order to position the obturator of valve 1 where required. If valve 1 is? closed, therefore in the event that the obturator is in contact with the seat, the positioner 3 can? modulate the seat/plug contact force by varying the pressure in the actuator chambers 2.
Il sensore 4 ? un normale sensore di feedback in grado di rilevare l?entit? del trafilamento direttamente o indirettamente per mezzo di una grandezza dipendente dal trafilamento della sede della valvola 1 stessa. Tale grandezza pu? variare a seconda della tipologia di sensore impiegato. Sensor 4? a normal feedback sensor capable of detecting the entity? of the leakage directly or indirectly by means of a quantity which depends on the leakage of the valve seat 1 itself. This size can vary according to the type of sensor used.
I sensori impiegati possono essere, a titolo puramente esemplificativo e non limitativo, un rilevatore di temperatura (ad esempio, un termometro a raggi infrarossi), un rilevatore di portata (ad esempio, un flussimetro), un rilevatore acustico (ad esempio, un microfono ad ultrasuoni) o una combinazione di essi. The sensors used can be, purely by way of non-limiting example, a temperature detector (for example, an infrared thermometer), a flow detector (for example, a flowmeter), an acoustic detector (for example, a microphone ultrasound) or a combination thereof.
La modulazione della forza di contatto sede/otturatore variando la pressione nelle camere dell?attuatore 2 ? realizzata attraverso il controllore 5 che implementa un controllo in loop chiuso (trafilamento->pressione->forza->trafilamento), dove la grandezza regolata ? la perdita per trafilamento attraverso la sede della valvola, desunta direttamente o indirettamente dal sensore 4 e la grandezza regolante ? la pressione che agisce in una o in entrambe le camere di pressione dell?attuatore 2. In altre parole, il controllore 5 (o direttamente il posizionatore 3, qualora integri il controllore 5) ? in grado di mettere in relazione la forza sede/otturatore della valvola 1 e il grado di trafilamento della valvola 1 nell?arco del tempo. The modulation of the seat/plug contact force by varying the pressure in the chambers of the actuator 2 ? realized through the controller 5 which implements a closed loop control (leakage->pressure->force->leakage), where the regulated quantity ? the leakage through the valve seat, taken directly or indirectly from the sensor 4 and the actuating variable ? the pressure acting in one or both of the pressure chambers of the actuator 2. In other words, the controller 5 (or directly the positioner 3, if it integrates the controller 5) ? capable of relating the seat/plug force of valve 1 and the degree of leakage of valve 1 over time.
La disponibilit? di tali dati permette quindi di ottenere: The availability of such data allows therefore to obtain:
- un dato immediato e facilmente confrontabile con i valori di progetto: il valore di forza necessaria per il contatto sede/otturatore (con tale dato si pu? quindi verificare sin da subito se la valvola 1 sta operando nei limiti progettuali); - an immediate datum that can be easily compared with the design values: the force value required for the seat/shutter contact (with this datum it is therefore possible to immediately check whether valve 1 is operating within the design limits);
- un dato emergente da analisi storica (relazione tra forza e trafilamento nel tempo), ovvero la curva di degrado della tenuta sede/otturatore, che permette quindi una diagnostica predittiva tramite estrapolazione della curva stessa. - data emerging from historical analysis (relationship between force and leakage over time), i.e. the seat/plug seal degradation curve, which therefore allows predictive diagnostics by extrapolating the curve itself.
Inoltre, lavorando in loop chiuso (trafilamento->pressione->forza->trafilamento), ? possibile regolare il posizionatore 3 per la generazione della sola forza necessaria per ottenere la tenuta desiderata tra sede e otturatore, pi? un margine desiderato. Furthermore, working in a closed loop (leakage->pressure->force->leakage), ? It is possible to adjust the positioner 3 to generate only the force necessary to obtain the desired seal between the seat and the obturator, plus? a desired margin.
Vantaggiosamente, quindi, secondo la metodologia esposta, la coppia sede/otturatore la coppia sede/otturatore ? sottoposta ad una minore sollecitazione nell?arco della sua vita operativa. Tale risultato ? ottenuto grazie al fatto che la forza applicata ? pari a quella generata dal posizionatore (ovvero la sola forza necessaria pi? un margine di sicurezza configurabile a piacere). Advantageously, therefore, according to the method described, the seat/shutter pair the seat/shutter pair ? subjected to less stress throughout its operating life. Such a result? obtained thanks to the fact that the applied force ? equal to that generated by the positioner (ie the only force required plus a freely configurable safety margin).
Vantaggiosamente, il fatto che a valvola chiusa l?attuatore generi una forza inferiore alla sua capacit? massima, permette di aprire la valvola in tempi ridotti e con tempi morti inferiori. Advantageously, the fact that with the valve closed the actuator generates a force lower than its capacity? maximum, allows the valve to be opened in less time and with less downtime.
Impiegando tale sistema possono essere svolti svariati test. Quelli ritenuti di maggiore rilevanza per l?indagine della tenuta sulla sede valvola sono: Various tests can be performed using this system. Those considered to be of greatest importance for the investigation of the seal on the valve seat are:
- il test on-line: per qualsiasi valvola ? nota la forza di riferimento Fset (utile a garantire la tenuta ottimale). Durante il normale funzionamento della valvola 1, ogniqualvolta essa raggiunge la posizione di chiusura, ? possibile registrare la forza Fact esercitata dall?attuatore 2 per garantire la tenuta della sede. Come mostrato in figura 2, i dati forniti dal posizionatore 3 possono essere collettati in un grafico. In particolare, il controllore 5 per mezzo del software di analisi pu? evincere da un?analisi storica (rapportando la forza e il trafilamento nel tempo) la curva di degrado della tenuta sede/otturatore permettendo diagnostica predittiva tramite estrapolazione della curva stessa. - the on-line test: for any valve ? note the reference force Fset (useful to ensure optimal sealing). During normal operation of valve 1, whenever it reaches the closed position, ? It is possible to record the Fact force exerted by the actuator 2 to ensure seat tightness. As shown in Fig. 2 , the data provided by the positioner 3 can be compiled into a graph. In particular, the controller 5 by means of the analysis software can? deduce from a historical analysis (comparing force and leakage over time) the degradation curve of the seat/plug seal allowing predictive diagnostics by extrapolating the curve itself.
In questo modo ? possibile ottenere, come mostrato in Figura 3, una proiezione grafica dei valori futuri della Fact al di fuori dal range di tolleranza considerato. In this way ? It is possible to obtain, as shown in Figure 3, a graphical projection of the future values of the Fact outside the tolerance range considered.
Il sensore 4 pu? inoltre essere impiegato per la definizione del range di tolleranza della forza Fset, in quanto pu? risultare utile come riscontro e verifica della perdita sulla sede durante la valutazione delle forze limite ammissibili UCL (upper control limit) e LCL (lower control limit), riportate sia in Figura 2 che in Figura 3. Evidentemente, il valore limite inferiore LCL ? il valore al di sotto del quale la valvola non tiene, ovvero il trafilamento diviene sensibile; il valore limite UCL ? quello al di sopra del quale si mette a rischi la resistenza meccanica dei componenti a contatto (otturatore e sede); The sensor 4 can? moreover, it can be used for the definition of the tolerance range of the force Fset, as pu? be useful as a check and verification of the leak on the seat during the evaluation of the admissible limit forces UCL (upper control limit) and LCL (lower control limit), shown both in Figure 2 and in Figure 3. Evidently, the lower limit value LCL ? the value below which the valve does not hold, i.e. the leakage becomes sensitive; the UCL limit value ? the one above which the mechanical resistance of the components in contact (shutter and seat) is put at risk;
- il test di tenuta: in alcuni sistemi le valvole devono lavorare in chiusura per la maggior parte del tempo. Risulta quindi difficile svolgere i test durante la loro vita utile e analizzare il grado di tenuta della sede nel tempo. A tal proposito, il sistema 100 oggetto della presente invenzione, pu? essere utilizzato per svolgere test di tenuta periodici. - the leak test: in some systems the valves must work closed most of the time. It is therefore difficult to carry out the tests during their useful life and to analyze the degree of tightness of the seat over time. In this regard, the system 100 object of the present invention can be used to carry out periodic leak tests.
Durante il normale funzionamento della valvola 1, attraverso un segnale di comando al posizionatore 3, ? possibile variare la forza dell?attuatore 2 Fact fino alla comparsa di un trafilamento della sede della valvola 1, effettuando in tale circostanze molteplici misurazioni per mezzo del sensore 4. La registrazione dei dati ottenuti dal sensore 4 e dal posizionatore 3 viene effettuata dal controllore 5 per mezzo del software di analisi. Terminata tale fase, viene ripristinato il valore iniziale della forza Fact al fine di garantire nuovamente la tenuta ottimale sulla sede (il trafilamento del fluido di lavoro generato durante il test serve esclusivamente per la raccolta dei dati e bench? non comprometta la funzione di chiusura della valvola stessa, esso pu? comportare l?alterazione dello stato del sistema: risulta quindi necessario effettuare tale test con le dovute precauzioni, a seconda della tipologia di valvola indagata). During the normal functioning of the valve 1, through a command signal to the positioner 3, ? It is possible to vary the force of the actuator 2 Fact up to the appearance of a leakage of the valve seat 1, carrying out in this circumstance multiple measurements by means of the sensor 4. The recording of the data obtained from the sensor 4 and from the positioner 3 is carried out by the controller 5 using the analysis software. At the end of this phase, the initial value of the Fact force is restored in order to guarantee again the optimal seal on the seat (the leakage of the working fluid generated during the test is used exclusively for data collection and although it does not compromise the closing function of the valve itself, it can lead to the alteration of the state of the system: it is therefore necessary to carry out this test with due precautions, depending on the type of valve investigated).
Come mostrato in Figura 4, il susseguirsi nel tempo dei test di tenuta porta all?ottenimento di una relazione tra il parametro misurato dal sensore 1 e la forza Fact dell?attuatore 2, identificando un range di tolleranza di tale parametro entro il quale la tenuta della sede valvola 1 ? considerata accettabile (si ottiene quindi come riferimento il range di tolleranza oltre a quello associato alla Fact). As shown in Figure 4, the succession of seal tests over time leads to the achievement of a relationship between the parameter measured by sensor 1 and the Fact force of actuator 2, identifying a tolerance range of this parameter within which the seal of the valve seat 1 ? considered acceptable (therefore the tolerance range is obtained as a reference in addition to that associated with the Fact).
Vantaggiosamente, il sistema 100 integrato pu? essere progettato in configurazioni pi? complesse in grado di registrare molteplici grandezze tramite l?utilizzo di una pluralit? di sensori. In questo modo, risulta quindi possibile aumentare il livello di diagnostica del sistema integrato e prevedere l?andamento della tenuta della sede valvola con pi? precisione. Quando una delle grandezze misurate tender? ad uscire dal rispettivo range di tolleranza definito durante il test, sar? dunque necessario intervenire con azioni di manutenzione preventiva. Advantageously, the integrated system 100 can be designed in configurations pi? complex capable of recording multiple quantities through the use of a plurality? of sensors. In this way, it is therefore possible to increase the diagnostic level of the integrated system and predict the trend of the seal of the valve seat with more? precision. When will one of the measured quantities tender? to go out of the respective tolerance range defined during the test, sar? it is therefore necessary to intervene with preventive maintenance actions.
Tali test possono risultare utili per differenti scopi, come ad esempio il controllo di un parco valvole tramite un?analisi statistica dei dati raccolti su un impianto o su molteplici impianti. Inoltre, il monitoraggio in remoto di tali dati pu? risultare utile per generare un database riguardante la vita utile delle valvole indagate. These tests can be useful for different purposes, such as for example the control of a valve park through a statistical analysis of the data collected on a plant or on multiple plants. Additionally, remote monitoring of such data can be useful for generating a database regarding the useful life of the investigated valves.
Anche se almeno una realizzazione esemplificativa ? stata presentata nella descrizione sommaria ed in quella dettagliata, deve essere compreso che esiste un grande numero di varianti rientranti nell?ambito di protezione dell?invenzione. Inoltre, deve essere inteso che la realizzazione o le realizzazioni presentate sono solamente esempi che non intendono limitare in alcun modo l?ambito di tutela dell?invenzione o la sua applicazione o le sue configurazioni. Piuttosto, la descrizione sommaria e quella dettagliata forniscono al tecnico esperto del settore una conveniente guida per implementare almeno una realizzazione esemplificativa, essendo ben chiaro che numerose varianti possono essere apportate nella funzione e nell?assemblaggio degli elementi quivi descritti, senza fuoriuscire dall?ambito di protezione dell?invenzione come stabilito dalle rivendicazioni allegate e dai loro equivalenti tecnico-legali. Even if at least one exemplary realization ? been presented in the summary description and in the detailed description, it should be understood that there are a large number of variations which fall within the scope of the invention. Furthermore, it must be understood that the embodiment or embodiments presented are only examples which are not intended to limit in any way the scope of protection of the invention or its application or configurations. Rather, the summary description and the detailed one provide the expert technician of the sector with a convenient guide for implementing at least one exemplary embodiment, it being clear that numerous variants can be made in the function and in the assembly of the elements described herein, without departing from the scope of protection of the invention as established by the attached claims and their technical-legal equivalents.
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