JP4843111B1 - Maintenance method of automatic open / close valve - Google Patents

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Abstract

【課題】弁体の動きを正確に捉え、機械的磨耗状態を常時把握してメンテナンス時期を予測するのに適した自動開閉弁を提供する。
【解決手段】本発明の自動開閉弁は、軸心周りに回転可能な弁体シャフト2と、弁体シャフト2に固定された弁体と、弁体シャフト2に連結部5を介して連結される駆動軸4と、駆動軸4を回転駆動させる駆動手段と、を備え、上記駆動手段の作動によって、弁体シャフト2が開位置と閉位置との間で往復回転し、上記弁体の開閉動作が自動的に行われるように構成された自動開閉弁であって、弁体シャフト2が上記開位置もしくは上記閉位置にあるか否かを検出する検出手段7を備える。
【選択図】図3
An automatic on-off valve suitable for accurately grasping the movement of a valve body, constantly grasping a mechanical wear state, and predicting a maintenance time is provided.
An automatic opening / closing valve according to the present invention is connected to a valve body shaft 2 rotatable around an axis, a valve body fixed to the valve body shaft 2, and a valve body shaft 2 via a connecting portion 5. Drive shaft 4 and drive means for rotationally driving the drive shaft 4, and by operating the drive means, the valve body shaft 2 reciprocates between an open position and a closed position, thereby opening and closing the valve body. The automatic open / close valve is configured to automatically operate, and includes detection means 7 for detecting whether the valve body shaft 2 is in the open position or the closed position.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、弁体の開閉動作が自動的に繰り返し行われるように構成された自動開閉弁保守管理方法に関する。 The present invention relates to a maintenance management method for an automatic opening / closing valve configured to automatically and repeatedly perform opening / closing operation of a valve body.

窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、アルゴンガスなどを分離精製するための手法として、吸着剤を充填した吸着塔を用いて行う圧力変動吸着法(PSA法)が知られている。PSA法によるガス分離では、ガスの流れを切り換えるための自動開閉弁を吸着塔の出入口部にそれぞれ設置し、各自動開閉弁において、弁体を閉状態から開状態へ、あるいは開状態から閉状態へと作動させるPSA操作を数十秒ないし数分間の間隔で行っている。このため、自動開閉弁における弁体の開閉作動回数は、年間で20〜100万回程度にも及んでいる。   As a method for separating and purifying nitrogen gas, oxygen gas, hydrogen gas, argon gas, etc., a pressure fluctuation adsorption method (PSA method) performed using an adsorption tower filled with an adsorbent is known. In gas separation by the PSA method, an automatic opening / closing valve for switching the gas flow is installed at the entrance / exit of the adsorption tower, and the valve body of each automatic opening / closing valve is changed from the closed state to the open state, or from the open state to the closed state. The PSA operation is performed at intervals of several tens of seconds to several minutes. For this reason, the number of opening and closing operations of the valve body in the automatic opening and closing valve reaches about 200 to 1 million times a year.

自動開閉弁としては、例えばバタフライ弁が用いられる。当該バタフライ弁は、軸心周りに回転可能な弁体シャフトと、弁体シャフトに固定された円板状の弁体と、弁体シャフトにジョイント部を介して連結される駆動軸と、駆動軸を回転駆動させる駆動手段とを備えている。駆動手段は、例えば、モータや油圧あるいは空気圧シリンダなどのアクチュエータの動作が伝達機構を介して駆動軸の回転動作として伝達されるように構成されている。このような自動開閉弁(バタフライ弁)に関する技術は、例えば特許文献1に記載されている。   For example, a butterfly valve is used as the automatic opening / closing valve. The butterfly valve includes a valve body shaft rotatable around an axis, a disc-shaped valve body fixed to the valve body shaft, a drive shaft coupled to the valve body shaft via a joint portion, and a drive shaft Driving means for rotationally driving the motor. The drive means is configured such that, for example, an operation of an actuator such as a motor, a hydraulic pressure or a pneumatic cylinder is transmitted as a rotation operation of the drive shaft via a transmission mechanism. A technique related to such an automatic opening / closing valve (butterfly valve) is described in Patent Document 1, for example.

バタフライ弁を自動開閉弁としてPSA操作に用いる場合、上記したように弁体を長時間に亘って高い頻度で開閉させることによって、弁体と接触するシール部が摩耗し、弁体が閉状態にあるときの気密性が損なわれてしまうおそれがある。また、弁体の開閉動作を繰り返すことによって、弁体シャフトと駆動軸とを連結する連結部が摩耗し、当該連結部においてガタツキが生じる場合がある。連結部にガタツキが生じると、駆動軸を適切に回転駆動させたとしても、弁体シャフトは、弁体が完全に閉じた状態となる閉位置をとることができず、また、弁体が完全に開いた状態となる開位置をとることもできない。その結果、弁体の開閉動作時において、弁体が閉まりきらなくなったり、あるいは、開ききらなくなったりする事態が生じ得る。   When the butterfly valve is used as an automatic opening / closing valve for PSA operation, as described above, by opening and closing the valve body at a high frequency over a long period of time, the seal portion in contact with the valve body is worn and the valve body is brought into a closed state. There is a possibility that the airtightness at a certain time is impaired. Further, by repeating the opening and closing operation of the valve body, the connecting portion that connects the valve body shaft and the drive shaft may be worn, and rattling may occur in the connecting portion. If rattling occurs in the connecting part, the valve body shaft cannot take the closed position where the valve body is completely closed even if the drive shaft is driven to rotate properly. It is not possible to take an open position that is in an open state. As a result, during the opening / closing operation of the valve body, the valve body may not be completely closed or may not be fully opened.

このような自動開閉弁の機械的な摩耗に起因する不都合に対し、例えば弁体を閉じた状態で上流側と下流側の差圧変化を測定することによって機械的な摩耗が生じていることを間接的に検知し、自動開閉弁の部品交換等のメンテナンスを行うといった対策が講じられる場合がある。しかしながら、このような圧力変化の測定によるメンテナンスの対応では、運転時に自動開閉弁の機械的磨耗状態を把握し、自動開閉弁のメンテナンス時期を事前に予測することが困難であった。   For such inconvenience due to mechanical wear of the automatic opening / closing valve, for example, mechanical wear has occurred by measuring the differential pressure change between the upstream side and the downstream side with the valve body closed. There are cases where measures are taken such as indirectly detecting and performing maintenance such as replacement of parts of the automatic opening / closing valve. However, in response to maintenance by measuring such a pressure change, it is difficult to grasp the mechanical wear state of the automatic open / close valve during operation and to predict the maintenance time of the automatic open / close valve in advance.

実公平2−541号公報Japanese Utility Model Publication 2-541

本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、弁体の動きを正確に捉え、運転時に機械的磨耗状態を常時把握するのに適した自動開閉弁において、そのメンテナンス時期を事前に予測することが可能な保守管理方法を提供することを課題としている。 The present invention, which was conceived under such circumstances, capture the movement of the valve member accurately, in the automatic on-off valve suitable for constantly monitors the mechanical wear condition during operation, its maintenance It has been a challenge to provide a maintenance management method capable of predicting the time in advance.

本発明で対象となる自動開閉弁は、軸心周りに回転可能な弁体シャフトと、弁体シャフトに固定された弁体と、上記弁体シャフトに連結部を介して連結される駆動軸と、上記駆動軸を回転駆動させる駆動手段と、を備え、上記駆動手段の作動によって、上記弁体シャフトが開位置と閉位置との間で往復回転し、上記弁体の開閉動作が自動的に行われるように構成された自動開閉弁であって、上記弁体シャフトが上記開位置もしくは上記閉位置にあるか否かを検出する検出手段を備えることを特徴としている。 An automatic open / close valve that is a subject of the present invention includes a valve body shaft that is rotatable about an axis, a valve body that is fixed to the valve body shaft, and a drive shaft that is coupled to the valve body shaft via a coupling portion. Drive means for rotationally driving the drive shaft, and the operation of the drive means causes the valve body shaft to reciprocate between an open position and a closed position, thereby automatically opening and closing the valve body. It is an automatic opening / closing valve configured to be performed, and is characterized by comprising detection means for detecting whether or not the valve body shaft is in the open position or the closed position.

好ましくは、上記検出手段は、上記弁体シャフトに固定された検出部と、上記弁体シャフトが上記開位置もしくは上記閉位置あるときに上記検出部の接近を検出する近接スイッチと、を備えて構成されている。   Preferably, the detection means includes a detection unit fixed to the valve body shaft, and a proximity switch that detects the approach of the detection unit when the valve body shaft is in the open position or the closed position. It is configured.

本発明によって提供される自動開閉弁の保守管理方法は、上記構成の自動開閉弁を対象とするものであって、上記弁体シャフトが上記開位置と上記閉位置との間を往復する回数を作動回数とし、上記検出手段の検出結果を用いて、上記各作動回数ごとに、上記弁体シャフトが上記閉位置から回転して上記開位置に至るまでの時間、あるいは上記開位置から回転して上記閉位置に至るまでの時間を作動時間として測定し、初回作動のときの作動時間を初期作動時間とし、当該初期作動時間に対して所定の作動回数において作動時間が減少する変化率(作動時間変化率)が所定値以下となったときにメンテナンス時期であると判定することを特徴としている。 Maintenance method of an automatic on-off valve which is in the onset Ming Thus provided is for target automatic opening and closing valve of the above configuration, the valve body shaft reciprocates between said open position and said closed position The number of actuations is defined as the number of actuations, and the time until the valve body shaft rotates from the closed position to the open position or from the open position is rotated at each of the actuation times using the detection result of the detection means. Then, the time until the closed position is measured as the operation time, the operation time at the first operation is set as the initial operation time, and the rate of change in which the operation time decreases at a predetermined number of operations with respect to the initial operation time ( It is characterized in that it is determined that the maintenance time is reached when the operating time change rate becomes equal to or less than a predetermined value.

本発明の方法において、好ましくは、作動回数が30万回の時点の上記作動時間変化率が10%を超えて60%以下の範囲にあり、かつ、その後の作動回数10万回ごとの上記作動時間変化率が10%以下となる場合に、メンテナンス時期であると判定する。 In the method of the present invention, preferably, the operation time change rate when the number of operations is 300,000 is in the range of more than 10% and 60% or less, and the operation is performed every 100,000 operations thereafter. When the time change rate is 10% or less, it is determined that the maintenance time is reached.

本発明の方法において、好ましくは、上記作動時間が設定時間以上となったときに、上記弁体シャフトを上記閉位置まで回転させて上記弁体を閉状態とする。 In the method of the present invention, preferably, when the operation time becomes equal to or longer than a set time, the valve body shaft is rotated to the closed position to close the valve body.

本発明の方法において、好ましくは、上記設定時間は、上記初期作動時間である。 In the method of the present invention, preferably, the set time is the initial operation time.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明の方法が対象とする自動開閉弁の一部を切欠いて表した概略正面図である。It is the schematic front view which notched and represented a part of automatic on-off valve which the method of this invention makes object . 図1の一部を切欠いて表した要部拡大図である。It is the principal part enlarged view which notched and represented a part of FIG. 図2のIII−III線に沿う要部断面図である。It is principal part sectional drawing in alignment with the III-III line of FIG. 弁体シャフトの作動回数と作動時間との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the frequency | count of operation | movement of a valve body shaft, and operation time. 弁体シャフトの作動回数と作動時間との関係の他の例を示すグラフである。It is a graph which shows the other example of the relationship between the frequency | count of operation | movement of a valve body shaft, and operation time.

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明の方法が対象とする自動開閉弁の実施形態を示す。図1に表れているように、本実施形態の自動開閉弁Xは、弁ケース1と、弁体シャフト2と、円板状の弁体3と、駆動軸4とを備え、弁体3を開閉切換可能な偏心型バタフライ弁として構成されたものである。 1 to 3 show an embodiment of an automatic on-off valve targeted by the method of the present invention. As shown in FIG. 1, the automatic opening / closing valve X of the present embodiment includes a valve case 1, a valve body shaft 2, a disc-shaped valve body 3, and a drive shaft 4. It is configured as an eccentric butterfly valve that can be opened and closed.

弁体シャフト2は、所定の軸心周りに回転可能な状態で弁ケース1に支持されている。より詳細には、弁ケース1の下部にはシール部材11を組み込んだフランジ12が取り付けられており、弁体シャフト2は、その下端に設けられたリテーナ21を介してフランジ12に支持されている。弁ケース1と弁体シャフト2の上部との間には、シール部材13が設けられている。シール部材13は、弁ケース1の上部に取り付けられたフランジ14によって押さえられている。上記のシール部材11,13によって、弁体シャフト2が回転しても、弁ケース1外部へのガス(流体)の漏洩が防止される。   The valve body shaft 2 is supported by the valve case 1 so as to be rotatable around a predetermined axis. More specifically, a flange 12 incorporating a seal member 11 is attached to the lower portion of the valve case 1, and the valve body shaft 2 is supported by the flange 12 via a retainer 21 provided at the lower end thereof. . A seal member 13 is provided between the valve case 1 and the upper part of the valve body shaft 2. The seal member 13 is pressed by a flange 14 attached to the upper part of the valve case 1. Even if the valve body shaft 2 rotates, the sealing members 11 and 13 prevent gas (fluid) from leaking to the outside of the valve case 1.

弁体3は、弁体シャフト2に固定されており、当該弁体シャフト2を回転軸として開状態と閉状態との間を90度回転するように構成されている。弁体3が閉状態をとるときに、当該弁体3の周縁は、弁ケース1に設けられたリング状のシート15と密着する。   The valve body 3 is fixed to the valve body shaft 2 and is configured to rotate 90 degrees between the open state and the closed state with the valve body shaft 2 as a rotation axis. When the valve body 3 is in the closed state, the periphery of the valve body 3 is in close contact with the ring-shaped seat 15 provided in the valve case 1.

図1、図2に表れているように、駆動軸4は、弁体シャフト2の上部に設けられ、連結部5を介して弁体シャフト2と連結されている。連結部5は、図2、図3に表れているように、例えば、弁体シャフト2の上端に形成された凹部22と、駆動軸4の下端に形成された凸部41とを備え、凹部22に凸部41が相対回転不能に嵌挿された構成とされている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the drive shaft 4 is provided on the upper part of the valve body shaft 2 and is connected to the valve body shaft 2 via a connecting portion 5. As shown in FIGS. 2 and 3, the connecting portion 5 includes, for example, a concave portion 22 formed at the upper end of the valve body shaft 2 and a convex portion 41 formed at the lower end of the drive shaft 4. The convex portion 41 is inserted into 22 so as not to be relatively rotatable.

駆動軸4の上部には、シリンダ6が設けられている。詳細な図示説明は省略するが、シリンダ6内には、例えば空気圧により水平方向に移動するピストンロッドが設けられており、当該ピストンロッドの水平方向の動きが伝達機構を介して駆動軸4の回転動作として伝達されるように構成されている。このようにシリンダ6(ピストンロッド)の動作が駆動軸4の回転動作として伝達される構成は、例えば実公平2−541号公報に記載れている。上記シリンダ6および上記伝達機構は、本発明でいう駆動手段を担う。   A cylinder 6 is provided above the drive shaft 4. Although detailed illustration explanation is omitted, a piston rod that moves in the horizontal direction by, for example, air pressure is provided in the cylinder 6, and the movement of the piston rod in the horizontal direction rotates the drive shaft 4 via the transmission mechanism. It is configured to be transmitted as an action. The configuration in which the operation of the cylinder 6 (piston rod) is transmitted as the rotation operation of the drive shaft 4 is described in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 2-541. The cylinder 6 and the transmission mechanism serve as driving means in the present invention.

本実施形態の自動開閉弁Xは、検出手段7を更に備えている。検出手段7は、弁体シャフト2が開位置あるいは閉位置にあるか否かを検出するためのものであり、例えば、弁体シャフト2に固定された検出部71と、ブラケット16を介して弁ケース1に固定された近接スイッチ72とを備えて構成されている。近接スイッチ72としては、外部磁界の影響により金属の接近を検出する誘導形近接スイッチ、金属および非金属物体の存在を検出する静電容量型近接スイッチ、音の反射により物体の接近を検出する超音波形近接スイッチ、光反射により物体の接近を検出する光電形近接スイッチなどを挙げることができる。本実施形態では、近接スイッチ72を誘導形近接スイッチとして構成した場合を例に挙げて説明する。   The automatic opening / closing valve X of the present embodiment further includes a detection means 7. The detection means 7 is for detecting whether or not the valve body shaft 2 is in the open position or the closed position. For example, the detection means 7 is connected to the detection section 71 fixed to the valve body shaft 2 and the bracket 16 via the bracket 16. And a proximity switch 72 fixed to the case 1. Examples of the proximity switch 72 include an inductive proximity switch that detects the approach of a metal due to the influence of an external magnetic field, a capacitive proximity switch that detects the presence of a metal and a non-metal object, and an ultra-high speed that detects the approach of an object by reflection of sound. Examples include a sound wave proximity switch and a photoelectric proximity switch that detects the approach of an object by light reflection. In the present embodiment, a case where the proximity switch 72 is configured as an inductive proximity switch will be described as an example.

検出部71は、金属棒からなり、弁体シャフト2を周方向に囲むバンド73にビス締めや溶接などでしっかりと固定されている。当該バンド73は、その両端部をボルト74で締め付けることにより、弁体シャフト2に固定されている。   The detection unit 71 is made of a metal rod, and is firmly fixed to a band 73 surrounding the valve body shaft 2 in the circumferential direction by screwing or welding. The band 73 is fixed to the valve body shaft 2 by tightening both ends thereof with bolts 74.

近接スイッチ72は、弁体シャフト2が開位置および閉位置をとるときに検出部71が対向接近する位置に配されており、弁体シャフト2の回転方向において90度離れた2箇所に設けられている。検出部71が近接スイッチ72に対向接近するとき、検出部71と近接スイッチ72との距離Lは、2〜4mm程度とされる。   The proximity switch 72 is arranged at a position where the detection unit 71 faces and approaches the valve body shaft 2 when the valve body shaft 2 takes the open position and the closed position, and is provided at two positions 90 degrees apart in the rotation direction of the valve body shaft 2. ing. When the detection unit 71 approaches and approaches the proximity switch 72, the distance L between the detection unit 71 and the proximity switch 72 is about 2 to 4 mm.

シリンダ6および近接スイッチ72は、図示しない制御装置と連携している。シリンダ6は、制御装置からの制御信号に基づいて作動し、このシリンダ6の作動によって、例えば、駆動軸4が所定トルクで回転させられる。そして、駆動軸4に連結された弁体シャフト2が開位置と閉位置との間で往復回転し、弁体3の開閉動作が自動的に行われる。また、制御装置においては、弁体シャフト2が開位置と閉位置との間を往復する回数が作動回数として記録される。   The cylinder 6 and the proximity switch 72 are linked with a control device (not shown). The cylinder 6 operates based on a control signal from the control device, and the operation of the cylinder 6 causes the drive shaft 4 to rotate with a predetermined torque, for example. And the valve body shaft 2 connected with the drive shaft 4 reciprocates between an open position and a closed position, and the opening / closing operation | movement of the valve body 3 is performed automatically. In the control device, the number of times the valve body shaft 2 reciprocates between the open position and the closed position is recorded as the number of operations.

弁体3が弁体シャフト2を回転軸として閉状態から開状態、あるいは開状態から閉状態へと回転するとき、弁体シャフト2に設けられた検出部71も同時に動き、近接スイッチ72に接近してくる。そして、検出部71が近接スイッチ72に対向接近して開位置あるいは閉位置に到達したとき、近接スイッチ72は検出部71の接近を検出し、検出信号を制御装置に出力する。制御装置においては、近接スイッチ72からの検出信号に基づき、弁体シャフト2が開位置から回転して閉位置に至るまでの時間あるいは弁体シャフト2が閉位置から回転して開位置に至るまでの時間が、作動時間として記録される。当該作動時間は、例えば1/20秒以下の精度で測定される。そして、弁体3の開閉動作にともなって各作動回数ごとに作動時間が測定され、制御装置に記録される。   When the valve body 3 rotates from the closed state to the open state or from the open state to the closed state with the valve body shaft 2 as the rotation axis, the detection unit 71 provided on the valve body shaft 2 also moves simultaneously and approaches the proximity switch 72. Come on. When the detection unit 71 faces the proximity switch 72 and approaches the open position or the closed position, the proximity switch 72 detects the approach of the detection unit 71 and outputs a detection signal to the control device. In the control device, based on the detection signal from the proximity switch 72, the time until the valve body shaft 2 rotates from the open position to the closed position or the valve body shaft 2 rotates from the closed position to the open position. Is recorded as the operating time. The operating time is measured with an accuracy of, for example, 1/20 second or less. Then, along with the opening / closing operation of the valve body 3, the operation time is measured for each operation frequency and recorded in the control device.

上記構成の自動開閉弁Xは、例えば、吸着塔を用いて行うPSA法によるガス分離を行うための装置において、各吸着塔の出入口部に設けて用いられる。   The automatic opening / closing valve X having the above-described configuration is used by being provided at the entrance / exit part of each adsorption tower, for example, in an apparatus for performing gas separation by the PSA method performed using the adsorption tower.

次に、上記の自動開閉弁Xの使用状況および保守管理方法について説明する。   Next, the usage status and maintenance management method of the automatic opening / closing valve X will be described.

PSA法によるガス分離では、各吸着塔におけるガス流れの切換えが所定のサイクルで繰り返し行われるので、自動開閉弁Xについては頻繁に開閉させる必要がある。自動開閉弁Xを新しく設置した後やメンテナンスした後において、初回作動の際(運転初期)には、作動時間(初期作動時間)は、比較的に長い時間となる。すなわち、運転初期には、弁体3がシート15に食い込むのに時間がかかったり、弁体シャフト2のシール部材13の締め付けが固かったりして動きが鈍く、作動時間が長い。弁体3の開閉を続けると、摺接部が次第に磨耗して弁体3の開閉がスムーズになり、作動回数が増えるにつれて作動時間が徐々に短くなる。そしてその作動時間は、やがて略一定に収斂して安定するようになる。さらに弁体3の開閉を続けると、シリンダ6が傷んだり、駆動軸4と弁体シャフト2との連結部5が緩んでがたつきが生じたりして、作動時間が極端に長くなる現象が生じ得る。   In the gas separation by the PSA method, the gas flow in each adsorption tower is repeatedly switched in a predetermined cycle. Therefore, the automatic opening / closing valve X needs to be frequently opened and closed. After the automatic opening / closing valve X is newly installed or maintained, the operation time (initial operation time) is relatively long during the first operation (initial operation). That is, at the initial stage of operation, it takes time for the valve body 3 to bite into the seat 15 or the tightening of the seal member 13 of the valve body shaft 2 is stiff and the movement is slow, and the operation time is long. If the opening and closing of the valve body 3 is continued, the sliding contact portion gradually wears, and the opening and closing of the valve body 3 becomes smooth, and the operation time gradually decreases as the number of operations increases. The operating time eventually converges to be substantially constant and becomes stable. If the valve body 3 continues to be opened and closed, the cylinder 6 is damaged, or the connecting portion 5 between the drive shaft 4 and the valve body shaft 2 is loosened, resulting in a phenomenon that the operation time becomes extremely long. Can occur.

図4は、弁体シャフト2の延べ作動回数と閉から開への作動時間との関係の一例を示すグラフである。φ600mmのバタフライ弁として構成された自動開閉弁Xを用い、弁体シャフト2の閉位置から開位置への動作を1分間に1回と、開位置から閉位置への動作を1分間に1回とを行い、この1往復の開閉動作を作動回数1回として弁の開閉を繰り返した。図4においては、各作動回数における弁体シャフト2の閉位置から開位置への作動時間を示す。   FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the total number of operations of the valve body shaft 2 and the operation time from closing to opening. Using an automatic on-off valve X configured as a φ600mm butterfly valve, the valve body shaft 2 is moved once from the closed position to the open position and once from one position to the closed position. The valve was opened and closed repeatedly with this one reciprocating opening / closing operation being performed once. In FIG. 4, the operation time from the closed position to the open position of the valve body shaft 2 at each operation number is shown.

図4から理解されるように、弁体シャフト2の作動回数が比較的少ない(数十万回程度以内)ときには、初期作動時間に対して所定の作動回数における作動時間の変化率(作動時間変化率)が相対的に大きく、弁体シャフト2の作動回数が多くなるにつれて、初期作動時間に対して所定の作動回数における作動時間変化率が相対的に小さくなる。このように、弁体シャフト2の作動回数が多くなると、作動時間変化率が漸次的に小さくなり、作動時間は、初期作動時間よりも短いある一定値に収斂する。   As understood from FIG. 4, when the number of operations of the valve body shaft 2 is relatively small (within about several hundred thousand times), the change rate of the operation time (change in operation time) at a predetermined number of operations relative to the initial operation time Rate) is relatively large, and as the number of operations of the valve body shaft 2 increases, the rate of change in the operation time at a predetermined number of operations relative to the initial operation time becomes relatively small. As described above, when the number of operations of the valve body shaft 2 increases, the change rate of the operation time gradually decreases, and the operation time converges to a certain value shorter than the initial operation time.

本実施形態の自動開閉弁Xの保守管理方法においては、作動回数が30万回の時点で作動変化率が10%を超えて60%以下の範囲であり、その後の作動回数10万回ごとの作動時間変化率が10%以下となる場合に、メンテナンス時期であると判定する。例えば初期作動時間が1.9秒である場合には1.9秒の10%は1.9×(10/100)=0.19秒であり、1.9秒の60%は1.9×(60/100)=1.14秒であるので、30万回の時点の初期作動時間に対する作動時間の変化幅は、0.19秒を超えて1.14秒以下の範囲にある。その後、作動回数10万回ごとの初期作動時間に対する作動時間の変化幅が0.19秒以下となったときにメンテナンスが必要であると判定する。   In the maintenance management method for the automatic opening / closing valve X of the present embodiment, when the number of operations is 300,000, the operation change rate is in the range of more than 10% and 60% or less, and the number of subsequent operations is 100,000. When the operating time change rate is 10% or less, it is determined that the maintenance time is reached. For example, when the initial operation time is 1.9 seconds, 10% of 1.9 seconds is 1.9 × (10/100) = 0.19 seconds, and 60% of 1.9 seconds is 1.9. Since x (60/100) = 1.14 seconds, the change width of the operation time with respect to the initial operation time at the time of 300,000 times is in the range of more than 0.19 seconds and not more than 1.14 seconds. Thereafter, it is determined that maintenance is required when the change width of the operation time with respect to the initial operation time for every 100,000 operations becomes 0.19 seconds or less.

図4に示す場合においては、初回作動のときの作動時間(初期作動時間)は、1.9秒であり、作動回数が30万回の時点の作動時間は初期作動時間に対して例えば0.8秒短くなり(作動時間の変化幅が0.8秒、作動時間変化率が0.8/1.9×100=約42%)、さらに次の作動回数10万回において作動時間が0.1秒短くなっている(作動時間の変化幅が0.1秒、作動時間変化率が0.1/1.9×100=約5%)。そして、閉から開への作動時間が1.0秒に収斂する方向に向かって安定していき、延べ作動回数が53万回のときに、作動時間が急激に増加し、当該作動時間が初期作動時間である1.9秒よりも長い2.8秒となった。この作動時間の急激な増加は、シリンダ6や連結部5のがたつきに起因するものと考えられる。   In the case shown in FIG. 4, the operation time (initial operation time) at the first operation is 1.9 seconds, and the operation time at the time when the number of operations is 300,000 times is, for example, 0.8. 8 seconds shorter (the change width of the operation time is 0.8 seconds, the change rate of the operation time is 0.8 / 1.9 × 100 = about 42%), and the operation time becomes 0.00 at the next 100,000 operations. It is shortened by 1 second (the change width of the operation time is 0.1 second, and the change rate of the operation time is 0.1 / 1.9 × 100 = about 5%). Then, the operation time from closing to opening is stabilized toward the direction of convergence to 1.0 second, and when the total number of operations is 530,000, the operation time increases rapidly, and the operation time is initially The operating time was 2.8 seconds, which was longer than the operating time of 1.9 seconds. This rapid increase in the operation time is considered to be caused by the rattling of the cylinder 6 and the connecting portion 5.

弁体シャフト2の作動回数が増えるにつれて作動時間が漸次的に短くなり、ある一定の値に収斂していくことが経験的に分かっているが、作動時間が短くなる変化の度合いは、自動開閉弁Xのサイズの相違や個体差等の諸条件によって異なるので、作動時間が収斂していく値を予測することは困難である場合が多い。   It has been empirically known that the operating time gradually decreases and converges to a certain value as the number of operations of the valve body shaft 2 increases. Since it varies depending on various conditions such as the difference in size of the valve X and individual differences, it is often difficult to predict a value that the operation time converges.

これに対し、本保守管理方法によれば、測定された弁体シャフト2の作動時間を管理しておけば、当該作動時間が収斂安定するタイミングを掴むことができ、メンテナンス時期を事前に予測することができる。   On the other hand, according to this maintenance management method, if the measured operation time of the valve body shaft 2 is managed, the timing at which the operation time converges and stabilizes can be grasped, and the maintenance time is predicted in advance. be able to.

上記した図4に示す場合においては、作動回数が30万回の時点の作動時間変化率が約42%(10%を超えて60%以下の範囲)であり、その次の作動回数10万回における作動時間変化率が約5%(10%以下)であるので、延べ作動回数40万回にてメンテナンス時期であると判定される。その一方、図4に示す場合と異なり、例えば、作動回数が30万回の時点の作動時間変化率が図4に示す場合よりも小さく(例えば30%台)、その次の作動回数10万回においても作動時間変化率が10%を超える場合がある。この場合、さらにその次の作動回数10万回における作動時間変化率が10%以下であれば、延べ作動回数が50万回にてメンテナンス時期であると判定される。   In the case shown in FIG. 4 described above, the operating time change rate when the number of operations is 300,000 is about 42% (range of more than 10% and not more than 60%), and the next number of operations is 100,000. Since the change rate of the operation time is about 5% (10% or less), it is determined that the maintenance time is reached after a total of 400,000 operations. On the other hand, unlike the case shown in FIG. 4, for example, the change rate of the operation time at the time when the number of operations is 300,000 times is smaller than the case shown in FIG. The operating time change rate may exceed 10%. In this case, if the operation time change rate at the next operation frequency of 100,000 is 10% or less, it is determined that the maintenance operation time is reached when the total operation frequency is 500,000.

図5は、弁体シャフト2の延べ作動回数と閉から開への作動時間との関係の他の例を示すグラフである。図5に示す場合においては、初回作動のときの作動時間(初期作動時間)は、1.9秒であり、作動回数が30万回の時点の作動時間は初期作動時間に対して例えば0.6秒短くなり(作動時間の変化幅が0.6秒、作動時間変化率が0.6/1.9×100=約31.6%)、さらに次の作動回数10万回において作動時間が0.2秒短くなっている(作動時間の変化幅が0.2秒、作動時間変化率が0.2/1.9×100=約10.5%)。この場合、作動回数が30万回を超えて40万回までの10万回における作動時間変化率が10%を超えているので、延べ作動回数40万回の時点では、まだメンテナンス時期が到来していないと判定される。そして、さらにその次の作動回数10万回における作動時間変化率を監視する。図5に示す場合においては、その次の作動回数10万回において作動時間が0.05秒短くなっている(作動時間の変化幅が0.05秒、作動時間変化率が0.05/1.9×100=約2.6%)。この場合、作動回数が40万回を超えて50万回までの10万回における作動時間変化率が約2.6%(10%以下)であるので、延べ作動回数50万回にてメンテナンス時期であると判定される。   FIG. 5 is a graph showing another example of the relationship between the total number of operations of the valve body shaft 2 and the operation time from closing to opening. In the case shown in FIG. 5, the operation time at the first operation (initial operation time) is 1.9 seconds, and the operation time at the time when the number of operations is 300,000 times is, for example, 0.8. 6 seconds shorter (change time of operation time is 0.6 seconds, change rate of operation time is 0.6 / 1.9 × 100 = about 31.6%). It is shortened by 0.2 seconds (the change width of the operation time is 0.2 seconds, and the change rate of the operation time is 0.2 / 1.9 × 100 = about 10.5%). In this case, since the operating time change rate at 100,000 times from 300,000 times to 400,000 times has exceeded 10%, the maintenance time has arrived when the total number of times of operation is 400,000 times. It is determined that it is not. Further, the operation time change rate at the next operation count 100,000 is monitored. In the case shown in FIG. 5, the operation time is shortened by 0.05 seconds at the next operation number of 100,000 (the change width of the operation time is 0.05 seconds, and the change rate of the operation time is 0.05 / 1). .9 × 100 = about 2.6%). In this case, the operation time change rate at 100,000 times from 400,000 times to 500,000 times is about 2.6% (10% or less). It is determined that

また、検出部71は、弁体シャフト2に固定されており、検出部71の回転位置を検出することにより、弁体シャフト2の作動時間が測定される。このように検出部71が弁体シャフト2に固定された構成によれば、弁体3の動きを正確に捉えることができ、機械的磨耗によるがたつきが生じても、弁体3(弁体シャフト2)の開閉時の作動時間を正確に測定することができる。このことは、メンテナンス時期を正確に予測するうえで好ましい。   The detection unit 71 is fixed to the valve body shaft 2, and the operating time of the valve body shaft 2 is measured by detecting the rotational position of the detection unit 71. According to the configuration in which the detection unit 71 is fixed to the valve body shaft 2 in this way, the movement of the valve body 3 can be accurately grasped, and even if rattling occurs due to mechanical wear, the valve body 3 (valve The operating time at the time of opening and closing the body shaft 2) can be measured accurately. This is preferable for accurately predicting the maintenance time.

また、本実施形態の自動開閉弁Xの保守管理方法においては、弁体3(弁体シャフト2)が開閉動作を繰り返す際に、弁体シャフト2の作動時間が所定の設定時間(例えば初期作動時間)以上となったときに、制御装置からの制御信号によって、すべての自動開閉弁Xの弁体3を閉状態とするようにシリンダ6を作動させる。このような方法によれば、メンテナンス時期を過ぎてもメンテナンスを実施しなかった場合、あるいは自動開閉弁Xにて予期しない不具合が生じた場合等においても、緊急的にすべての自動開閉弁Xの弁体3を閉じることによって、PSA法によるガス分離操作を安全に停止させることができる。   Further, in the maintenance management method for the automatic opening / closing valve X of this embodiment, when the valve body 3 (valve body shaft 2) repeats the opening / closing operation, the operation time of the valve body shaft 2 is a predetermined set time (for example, initial operation). When the time is over, the cylinders 6 are actuated so as to close all the valve bodies 3 of the automatic open / close valves X by the control signal from the control device. According to such a method, even when maintenance is not performed even after the maintenance time has passed, or when an unexpected malfunction occurs in the automatic open / close valve X, all the automatic open / close valves X are urgently used. By closing the valve body 3, the gas separation operation by the PSA method can be safely stopped.

なお、上記したように、弁体シャフト2の作動回数の増加にともない、当該弁体シャフト2の作動時間は、初期作動時間よりも短い一定の時間に収斂する。このため、弁体3を緊急閉止する際の条件となる設定時間を初期作動時間としておくと、自動開閉弁Xを適切なタイミングで閉じることができる。   As described above, as the number of operations of the valve body shaft 2 increases, the operation time of the valve body shaft 2 converges to a certain time shorter than the initial operation time. For this reason, if the set time used as the conditions at the time of emergency closing of the valve body 3 is made into the initial operation time, the automatic on-off valve X can be closed at an appropriate timing.

以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。本発明で用いられる自動開閉弁の各部の具体的な形状や材質なども、上記実施形態に限定されるものではない。 While specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. The specific shape and material of each part of the automatic opening / closing valve used in the present invention are not limited to the above embodiment.

上記実施形態においては、自動開閉弁を偏心型バタフライ弁として構成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、中心型バタフライ弁として構成してもよく、また、ボール弁などの他の形式のバルブとして構成してもよい。 In the above embodiment, the case where the automatic opening and closing valve as eccentric butterfly valve has been described as an example, this invention is limited rather than may be configured as a centric butterfly valve, also You may comprise as other types of valves, such as a ball valve.

X 自動開閉弁
1 弁ケース
2 弁体シャフト
3 弁体
4 駆動軸
5 連結部
6 シリンダ
7 検出手段
11 シール部材
12 フランジ
13 シール部材
14 フランジ
15 シート
16 ブラケット
21 リテーナ
22 凹部
41 凸部
71 検出部
72 近接スイッチ
73 バンド
74 ボルト
X Automatic open / close valve 1 Valve case 2 Valve body shaft 3 Valve body 4 Drive shaft 5 Connecting portion 6 Cylinder 7 Detection means 11 Seal member 12 Flange 13 Seal member 14 Flange 15 Seat 16 Bracket 21 Retainer 22 Recessed portion 41 Convex portion 71 Detection portion 72 Proximity switch 73 Band 74 bolt

Claims (4)

軸心周りに回転可能な弁体シャフトと、弁体シャフトに固定された弁体と、上記弁体シャフトに連結部を介して連結される駆動軸と、上記駆動軸を回転駆動させることにより上記弁体シャフトを開位置と閉位置との間で往復回転させて上記弁体の開閉動作を自動的に行わせる駆動手段と、上記弁体シャフトが上記開位置もしくは上記閉位置にあるか否かを検出する検出手段と、を備える自動開閉弁を保守管理するための方法であって、
上記弁体シャフトが上記開位置と上記閉位置との間を往復する回数を作動回数とし、
上記検出手段の検出結果を用いて、上記各作動回数ごとに、上記弁体シャフトが上記閉位置から回転して上記開位置に至るまでの時間、あるいは上記開位置から回転して上記閉位置に至るまでの時間を作動時間として測定し、
初回作動のときの作動時間を初期作動時間とし、当該初期作動時間に対して所定の作動回数において作動時間が減少する変化率(作動時間変化率)が所定値以下となったときにメンテナンス時期であると判定することを特徴とする、自動開閉弁の保守管理方法
It said rotatable valve body shaft about the axis, a valve body fixed to the valve body shaft, a drive shaft connected via a connecting portion to the valve body shaft, by rotationally driving the drive shaft Driving means for automatically rotating the valve body by opening and closing the valve body shaft between an open position and a closed position, and whether or not the valve body shaft is in the open position or the closed position A method for maintaining and managing an automatic open / close valve comprising:
The number of times the valve body shaft reciprocates between the open position and the closed position is the number of operations,
Using the detection result of the detection means, for each number of operations, the time until the valve body shaft rotates from the closed position to the open position, or rotates from the open position to the closed position. Measure the time to reach as operating time,
When the initial operation time is the initial operation time, the maintenance time when the rate of change (operation time change rate) at which the operation time decreases for a predetermined number of operations relative to the initial operation time is less than the predetermined value A method for maintaining and managing an automatic on-off valve, characterized in that it is determined to be present.
作動回数が30万回の時点の上記作動時間変化率が10%を超えて60%以下の範囲にあり、かつ、その後の作動回数10万回ごとの上記作動時間変化率が10%以下となる場合に、メンテナンス時期であると判定する、請求項1に記載の自動開閉弁の保守管理方法 The operating time change rate when the number of operations is 300,000 times is in the range of more than 10% and 60% or less, and the operating time change rate after every 100,000 operation times is 10% or less. The maintenance management method for an automatic on-off valve according to claim 1, wherein it is determined that the maintenance time is reached . 上記作動時間が設定時間以上となったときに、上記駆動手段の作動によって上記弁体シャフトを上記閉位置まで回転させて上記弁体を閉状態とする、請求項1または2に記載の自動開閉弁の保守管理方法。 The automatic opening and closing according to claim 1 or 2, wherein when the operation time becomes equal to or longer than a set time, the valve body shaft is rotated to the closed position by the operation of the driving means to close the valve body. Valve maintenance management method. 上記設定時間は、上記初期作動時間である、請求項3に記載の自動開閉弁の保守管理方法。 4. The maintenance management method for an automatic opening / closing valve according to claim 3, wherein the set time is the initial operation time .
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