JP2002181229A - バルブ用アクチュエータ - Google Patents

バルブ用アクチュエータ

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JP2002181229A
JP2002181229A JP2000377854A JP2000377854A JP2002181229A JP 2002181229 A JP2002181229 A JP 2002181229A JP 2000377854 A JP2000377854 A JP 2000377854A JP 2000377854 A JP2000377854 A JP 2000377854A JP 2002181229 A JP2002181229 A JP 2002181229A
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JP
Japan
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valve
pressure
abnormal
leakage
criterion
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JP2000377854A
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Tatsuya Kawai
竜弥 河合
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Tomoe Technical Research Co Ltd
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Tomoe Technical Research Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管されたバルブの一次側に発生する異常圧
力を、正常圧力から算出された判定基準値と対比して、
一次側の異常圧力を配管ラインの異常圧力によるもの
か、バルブシートからの漏れによるものかを判定せんと
するものである。 【解決手段】 配管されたバルブの一次側の圧力を検出
して、一定時間単位の一次側の正常圧力を基準として正
常・異常圧力判定基準を作成し、該判定基準に基づいて
異常圧力若しくは流体の漏れを判定するようにしたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】この発明は、バルブ用アクチュエ
ータに関し、特に異常圧力の発生や流体の漏れ等の異常
事態を検知し、該異常事態の外部への出力若しくは修正
を行うバルブ用アクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、バルブの二次側への流体の漏れを
直接検知する手段は存在しておらず、配管ラインの制御
状態で配管ラインが果たす本来の機能が達成されていな
いときに、バルブシートの性能低下により二次側へ流体
の漏れが発生していると推定して、流体の漏れを間接的
に判定している。又、バルブシートの性能低下による流
体の漏れ対策としては、バルブの全閉位置を調整するこ
とにより行っているが、全閉位置の調整には、全閉位置
調整手順・方法を正確に理解することが必要であり、不
十分な理解では全閉位置調整が不良となるおそれがあっ
た。しかも、全閉位置調整は、バルブを配管から取り外
して行わなければならないため、配管ラインを休止する
必要があると共に、操作者がバルブ配置位置まで行かな
ければならないため、配置されたバルブが高所や狭い場
所等の場合、操作者に危険をもたらすおそれもあった。
【0003】従来のバルブでは以上のような問題がある
ため、二次側への流体の漏れを防止するために、安全率
を高くして漏れが生じないようにしている。しかしなが
ら、かかる高い安全率の設定は、必然的にバルブ全閉位
置調整の設定が高くなり、バルブ全閉位置でのバルブト
ルクが大きくなるため、力の大きいバルブ用アクチュエ
ータを選定し、使用する必要が生ずる。
【0004】又、従来はバルブが配管された一次側のウ
ォーターハンマー等の異常圧力を検知する手段がないた
め、ウォーターハンマー等の異常昇圧や異常圧力が繰り
返し生じた場合、或はウォーターハンマーが長期間に亘
り生じた場合、バルブ損傷によるバルブ機能の低下が惹
起され、バルブの信頼性が損なわれる可能性がある。し
かも、バルブ漏れの原因が、バルブ配管ラインの異常圧
力によるものか、耐久性の低下によるバルブシートの性
能劣化によるものか判定することが出来なかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、配管され
たバルブの一次側に発生する異常圧力を、正常圧力から
算出された判定基準値と対比して、一次側の異常圧力を
配管ラインの異常圧力によるものか、バルブシートから
の漏れによるものかを判定せんとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明が採った手段は、配管されたバルブの一次側
の圧力を検出して、一定時間単位の一次側の正常圧力を
基準として正常・異常圧力判定基準を作成し、該判定基
準に基づいて異常圧力若しくは流体の漏れを判定するよ
うにしたことを特徴とする。
【0007】圧力検出手段で検出された圧力を記録する
機能と、バルブ一次側配管の正常圧力データに基づいて
判定基準を算出する機能と、判定基準を算出するための
判定基準算出モード機能を有していることを特徴とす
る。
【0008】判定基準と一次側配管の圧力とを比較し、
異常圧力若しくはバルブ二次側への流体の漏れを判定す
る判定手段を備えており、判定手段により判定された異
常圧力及びバルブ二次側への漏れに基づいて所定の信号
を出力する監視運転モード機能を備えていることを特徴
とする。
【0009】監視運転モードから出力される信号は、バ
ルブの一次側にウォーターハンマー等の異常圧力が発生
していることを警告する信号、又はバルブの二次側への
流体の漏れが発生していることを知らせる信号であるこ
とを特徴とする。
【0010】バルブの二次側への流体の漏れを知らせる
信号を、モータ制御回路に出力してアクチュエータに内
蔵されたモータを駆動し、予め設定された動作角度分だ
け弁棒を閉方向に回動してバルブの全閉位置を調整する
ようにしたことを特徴とする。
【0011】圧力検出手段は、バルブの一次側配管に設
置された圧力検出センサからなり、外部に検出値を出力
する機能を有していることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明の好ましい実施の形態
を、以下に詳細に説明する。この発明は、配管されたバ
ルブの一次側の圧力を検出して、一定時間単位の一次側
の正常圧力を基準として正常・異常圧力判定基準を作成
し、該判定基準に基づいて異常圧力若しくは流体の漏れ
を判定するようにしたことを特徴とする。この発明のア
クチュエータは、圧力検出手段で検出された圧力を記録
する機能と、バルブ一次側配管の正常圧力データに基づ
いて判定基準を算出する機能と、判定基準を算出するた
めの判定基準算出モード機能を備えている。更に、判定
基準と一次側配管の圧力とを比較し、異常圧力若しくは
バルブ二次側への流体の漏れを判定する判定手段を備え
ており、判定手段により判定された異常圧力及びバルブ
二次側への漏れに基づいて所定の信号を出力する監視運
転モード機能を備えている。該監視運転モードから出力
される信号は、例えばバルブの一次側にウォーターハン
マー等の異常圧力が発生していることを警告する信号で
あり外部に出力される。又、バルブの二次側への流体の
漏れが発生している場合には、モータ制御回路に信号を
出力してアクチュエータに内蔵されたモータを駆動し
て、予め設定された動作角度分だけ弁棒を閉方向に回動
してバルブ全閉位置調整を自動的に行う。圧力検出手段
は、バルブの一次側配管に設置された圧力検出センサ
で、外部に検出値を出力する機能を有しており、一つ又
は複数配置される。
【0013】配管されたバルブの一次側に設置された外
部出力付圧力検出センサにより、一次側の圧力を検出
し、出力信号をバルブ用アクチュエータに記録する。バ
ルブの正常運転時の一定時間の圧力変動を正常圧力とし
て記録し、記録された正常圧力値から数式化を用いて判
定基準を算出する。配管の一次側に異常圧力が発生した
場合、常時監視している圧力センサからの一次側の圧力
変動を判定基準と比較して数式に基づき異常圧力を算出
し、一次側の異常圧力がウォーターハンマー等に起因す
る異常圧力か或は流体の漏れによる異常圧力かを判定す
る。そして、異常圧力がウォーターハンマー等に起因す
るものである場合には、異常圧力検知を外部に出力して
警告を発する。又、バルブ二次側への漏れである場合に
は、漏れ検知を外部に出力すると共に、バルブアクチュ
エータを作動してバルブ全閉位置の調整を自動的に行
う。判定基準は予めバルブ用アクチュエータに入力・設
定することも出来る。
【0014】
【実施例】図1〜3を参照して、(1)は配管の一次側に
設置された外部出力付圧力センサであり、該センサ(1)
で検出された一次側配管(4)の圧力変動は常時バルブ用
アクチュエータ(2)に入力され記録される。バルブ用ア
クチュエータ(2)は、配管に取り付けられたバタフライ
弁等のバルブ(3)に連結され、弁棒を駆動回転すること
が出来る。(5)はバルブの二次側配管である。バルブ用
アクチュエータ(2)は、バルブを駆動する正逆転自在な
アクチュエータの動作角度を検出する角度検出手段を備
える。角度検出手段は、例えばポテンショメータであ
り、検出されたアクチュエータの動作角度をA/D変換
器でディジタル化してモータ制御回路に入力し、予め入
力されている設定値と対比して出力指令を送出し、アク
チュエータに内蔵されたモータを駆動して所定角度弁棒
を動作する。
【0015】図1のバルブ二次側への漏れ及び異常圧力
の判定基準を算出するための構成を示すフローチャート
を参照して、外部からの判定基準算出指示に基づいて判
定基準の算出開始信号が入力され、バルブの一次側配管
(4)の圧力変動の記録開始信号が発せられる。この開始
信号により、バルブの一次側配管(4)に設置された外部
出力付圧力検出センサー(1)から一次側配管の圧力変動
が入力され、正常圧力変動を一定時間バルブアクチュエ
ータ(2)に記録する。記録終了後、記録された正常圧力
値データから後述する数式化を用いて判定基準を算出す
る。算出された判定基準をアクチュエータ(2)に記録す
ると共に、外部へ出力する。
【0016】図2を参照して、監視運転モードについて
説明する。外部からの監視運転指示により、バルブアク
チュエータ(2)は監視運転モードに入り監視運転が開始
される。バルブが全閉状態にあることが、バルブアクチ
ュエータ(2)で確認される。バルブの一次側配管(4)に
設置された外部出力付圧力センサからの圧力変動がアク
チュエータ(2)に入力され、判定基準と入力された変動
圧力との比較が常時行われ、数式に基づいて異常圧力が
算出され、一次側の異常圧力がウォーターハンマー等に
起因する異常圧力か或は流体の漏れによる異常圧力かが
判定される。そして、異常圧力がウォーターハンマー等
に起因するものである場合には、異常圧力検知を外部に
出力して警告を発する。又、バルブ二次側への漏れであ
る場合には、漏れ検知を外部に出力すると共に、バルブ
アクチュエータを作動してバルブ全閉位置の調整を自動
的に行う。正常値データから判定基準を算出するには、
一定時間記録したデータの最大値、最小値の範囲を判定
基準とする。或は、データからの平均値A及び標準偏差
σを計算し、判定基準にA±3σとすることも出来る。
バルブの一次側配管に設置した圧力検出センサが判定基
準外の値を示したときに異常圧力と判断し、この異常圧
力がバルブ許容圧力の1.5倍のバルブ耐圧基準以上の
数値を示したときにウォーターハンマーに起因するもの
と判定し、又判定基準以下の値が検出されたときには、
二次側への流体の漏れと判定する。尚、判定基準値は、
配管されたライン毎にバルブ許容圧力の2倍等に予め設
定しておいても良い。
【0017】図4を参照して、前記圧力検出センサ(1)
で検出された圧力信号は、A/D変換器(10)でデジタル
化されて圧力判定回路(11)に入力される。判定基準は、
パソコン等の外部通信機器(12)及び通信回路(13)を介し
て不揮発メモリ(14)に入力保持される。流体の漏れに対
するバルブ全閉位置の調整のために、電動アクチュエー
タの予め設定された動作角度分の設定値が、設置値入力
回路(15)からA/D変換器(16)でデジタル化された後、
判断回路(17)に入力される。バルブ用ポジショナーは、
電動アクチュエータの動作角度を検出しフィードバック
する動作角度フィードバック信号発生器(18)を含み、該
発生器(18)からの信号はフィードバック入力回路(19)を
介してA/D変換器(20)でデジタル化された後、前記判
断回路(17)に入力される。判定回路(11)に入力された数
値が、前記不揮発メモリ(14)に保持されている判定基準
以上の大きな値を示したときは、ウォーターハンマーに
起因する異常圧力と判定し、圧力異常信号発生回路(21)
を介して外部に警告される。又、異常圧力が二次側の流
体の漏れに起因する場合には、前記判断回路(17)におい
て前記設定値入力回路(15)から入力された設定値と、電
動アクチュエータの動作角度とに基づいて電動アクチュ
エータのモータの出力指令をモータ駆動回路(22)に出力
し、電動アクチュエータのモータ(23)を予め設定された
動作角度分だけ作動して、弁棒を閉方向に回動しバルブ
の全閉位置を調整する。
【0018】
【発明の効果】この発明によれば、配管されたバルブの
一次側の圧力状況をバルブ用アクチュエータからの出力
信号により確認することが出来、又検出された一次側の
圧力変動と判定基準との比較により一次側の異常圧力が
ウォーターハンマー等の異常事態によるものか、二次側
への流体の漏れによるものかを判定し、外部に出力して
適当な対応を図り、バルブの損傷やシール性能の低下防
止を図ることが出来ると共に、漏れの場合にはバルブの
全閉位置を自動的に調整することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】判定基準を算出するための構成を示すフローチ
ャート
【図2】監視運転時の構成を示すフローチャート
【図3】実施例の回路構成を示す回路図
【図4】本発明の構成を概略的に示すブロック図
【符号の説明】
(1)圧力検出センサ (2)バルブ用アクチュエータ (3)バルブ (4)バルブ一次側配管 (5)バルブ二次側配管 (10)A/D変換器 (11)圧力判定回路 (12)外部通信機器 (13)通信回路 (14)不揮発メモリ (15)設定値入力回路 (16)A/D変換器 (17)判断回路 (18)動作角度フィードバック信号発生器 (19)フィードバック入力回路 (20)A/D変換器 (21)圧力異常信号発生回路 (22)モータ駆動回路 (23)モータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配管されたバルブの一次側の圧力を検出し
    て、一定時間単位の一次側の正常圧力を基準として正常
    ・異常圧力判定基準を作成し、該判定基準に基づいて異
    常圧力若しくは流体の漏れを判定するようにしたことを
    特徴とするバルブ用アクチュエータ。
  2. 【請求項2】圧力検出手段で検出された圧力を記録する
    機能と、バルブ一次側配管の正常圧力データに基づいて
    判定基準を算出する機能と、判定基準を算出するための
    判定基準算出モード機能を有していることを特徴とする
    請求項1記載のバルブ用アクチュエータ。
  3. 【請求項3】判定基準と一次側配管の圧力とを比較し、
    異常圧力若しくはバルブ二次側への流体の漏れを判定す
    る判定手段を備えており、判定手段により判定された異
    常圧力及びバルブ二次側への漏れに基づいて所定の信号
    を出力する監視運転モード機能を備えていることを特徴
    とする請求項1又は2記載のバルブ用アクチュエータ。
  4. 【請求項4】監視運転モードから出力される信号は、バ
    ルブの一次側にウォーターハンマー等の異常圧力が発生
    していることを警告する信号、又はバルブの二次側への
    流体の漏れが発生していることを知らせる信号であるこ
    とを特徴とする請求項3記載のバルブ用アクチュエー
    タ。
  5. 【請求項5】バルブの二次側への流体の漏れを知らせる
    信号を、モータ制御回路に出力してアクチュエータに内
    蔵されたモータを駆動し、予め設定された動作角度分だ
    け弁棒を閉方向に回動してバルブの全閉位置を調整する
    ようにしたことを特徴とする請求項4記載のバルブ用ア
    クチュエータ。
  6. 【請求項6】圧力検出手段は、バルブの一次側配管に設
    置された圧力検出センサからなり、外部に検出値を出力
    する機能を有していることを特徴とする請求項1又は2
    記載のバルブ用アクチュエータ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013033495A (ja) * 2006-01-20 2013-02-14 Fisher Controls Internatl Llc 流体プロセス制御システムを監視する方法
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