JP6675515B2 - 漏洩排出検出 - Google Patents
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Description
この発明は、漏洩排出検出のための方法および装置に関し、特に、工業用バルブで使用するための漏洩排出検出構成に関するものの、それに限定されない。
工業用バルブは、製造、行政サービス、および他の産業において流体の流れを制御するために非常に広範にグローバルに使用されている。たとえば、工業用バルブは、石油およびガス、水および汚水、電力、船舶、採鉱、食品、製薬ならびに化学産業において使用される場合がある。工業用バルブは、漏れを最小限にするように設計されなけらばならない。特に、バルブは本質的にいくつかの非固定シールを必要とするため、それらは、どの工業用フローシステムにおいても潜在的な漏れの場所を提示するであろう。バルブ製造業者らはリスクを減少させるために自社の製品を常に改良しているが、これは漏れのすべてのリスクを排除できるとは限らない。そのような漏れは、利益/収益の損失、保守費用の増加、プロセスリスク/作業員に対するリスク、(環境に対する)汚染のリスク、および/または(流体/製品に対する)汚染のリスクの増加につながるおそれがある。
i.漏れないまたは漏れ止め機器の選択による防止、
ii.漏れの検出についての監視、
iii.できるだけ速やかな漏れの修繕、
iv.漏れ防止業績の連続的向上、である。
この発明の一実施形態によれば、バルブ用のバルブ作動器であって、バルブ作動器は、
バルブ作動器ハウジングを含み、バルブ作動器ハウジングは、
バルブ作動器ハウジング内に規定され、使用中にバルブのバルブステム通路に少なくとも部分的に隣接するように位置付けられた、少なくとも1つの空隙を含み、空隙は一定の体積を有し、外部環境から封止されており、バルブ作動器はさらに、
漏洩排出検出器を含み、当該検出器は、
空隙の内部の流体の圧力および温度を測定するための少なくとも1つのセンサと、
プロセッサとを含み、プロセッサは、
少なくとも1つのセンサからデータを受信するための入力と、
入力に通信可能に接続されており、入力からデータを受信し、空隙内の温度および圧力の変化の比較によって空隙内の物質の量の変化を監視するように構成された処理部と、
プロセッサが空隙内の物質の増加を示す場合に漏洩排出の表示を提供するための出力とを含む、バルブ作動器が提供される。
使用中にバルブ部材を動かすためのバルブ作動ステムと、
バルブを少なくとも部分的に包囲し、バルブステム通路を規定する部分を含む、ハウジングとを含み、バルブはさらに、
ハウジング内に規定され、使用中にバルブステム通路に少なくとも部分的に隣接するように位置付けられた、少なくとも1つの空隙を含み、空隙は一定の体積を有し、外部環境から封止されており、バルブはさらに、
漏洩排出検出器を含み、当該検出器は、
空隙の内部の流体の圧力および温度を測定するための少なくとも1つのセンサと、
プロセッサとを含み、プロセッサは、
少なくとも1つのセンサからデータを受信するための入力と、
入力に通信可能に接続されており、入力からデータを受信し、空隙内の温度および圧力の変化の比較によって空隙内の物質の量の変化を監視するように構成された処理部と、
プロセッサが空隙内の物質の増加を示す場合に漏洩排出の表示を提供するための出力とを含む、バルブが提供される。
バルブ作動器ハウジングを含み、バルブ作動器ハウジングは、
バルブ作動器ハウジング内に規定され、使用中にバルブのバルブステム通路に少なくとも部分的に隣接するように位置付けられた、少なくとも1つの空隙と、
使用中にフランジに封止係合するように構成された封止面とを含み、フランジに搭載されると、フランジは空隙を外部環境から隔離するようにバルブに設けられてバルブステム通路を包囲し、バルブ作動器はさらに、
空隙における気体の状態を監視するための少なくとも1つのセンサを含む、バルブ作動器が提供される。
バルブは、工業用バルブであってもよい。
式中、
P0は、元の空隙圧力(すなわち基準圧力)であり、
P1は、現在の(測定された)空隙圧力であり、
T0は、元の空隙温度(すなわち基準温度)であり、
T1は現在の空隙温度である。
P0およびT0の値は、装置がリセットされるとプロセッサによって記録されてもよい。たとえば、感知値を圧力および温度双方についての基準値としてプロセッサに記録させるリセットボタンまたは機能が提供されてもよい。
使用中に駆動シャフトを回転させるためのモータと、
駆動シャフトによって駆動され、使用中にバルブのバルブステムを駆動するために配置された出力と、
バルブアクチュエータハウジングとを含み、バルブアクチュエータハウジングは、
バルブアクチュエータハウジング内に規定され、使用中にバルブのバルブステム通路に少なくとも部分的に隣接するように位置付けられた、少なくとも1つの空隙と、
使用中にフランジに封止係合するように構成された封止面とを含み、フランジに搭載されると、フランジは空隙を外部環境から隔離するようにバルブに設けられてバルブステム通路を包囲し、バルブアクチュエータはさらに、
空隙における気体の状態を監視するための少なくとも1つのセンサを含む、バルブアクチュエータが提供される。
バルブ部材と、
バルブ作動ステムと、
バルブを少なくとも部分的に包囲し、バルブステム通路を規定する部分を含む、ハウジングとを含み、バルブはさらに、
ハウジング内に規定された少なくとも1つの空隙を含み、空隙は、外部環境から隔離されており、バルブのバルブステム通路に少なくとも部分的に隣接しており、バルブはさらに、
空隙における気体の状態を監視するための少なくとも1つのセンサを含む、バルブアセンブリを提供してもよい。
バルブを少なくとも部分的に包囲するハウジングと、少なくとも1つの空隙を規定するハウジングとが、一体形成されてもよい。
一体的な漏洩排出検出構成を含むバルブ作動器を提供するステップと、
バルブ作動器が漏洩排出用の漏れ経路にあるようにバルブ作動器をバルブに封止接続するステップと、
漏洩排出を検出するためにバルブ作動器内の流体の状態を監視するステップとを含む、方法が提供される。
この発明の具体的な実施形態を、単なる例として、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
図1は、工業的用途における流体の流れを制御するために使用され得る典型的な工業用バルブアセンブリ10を示す。たとえば、バルブアセンブリ10は、石油およびガス、水および汚水、電力、船舶、採鉱、食品、製薬ならびに化学産業において使用され得る。バルブアセンブリは、バルブ作動ステム14に接続されたバルブ部材12を含むバルブ10を含む。バルブは、たとえば、1/4回転バルブまたは多回転バルブ構成であってもよい。
PV=nRT
式中、
P 圧力(Pa)
V 体積(m3)
n 化学量(モル)
R 理想気体定数
T 温度(K)である。
P0は、元の空隙圧力(すなわち基準圧力)であり、
P1は、現在の(測定された)空隙圧力であり、
T0は、元の空隙温度(すなわち基準温度)であり、
T1は現在の空隙温度である。
その結果、プロセッサ40は、バルブ作動器内のセンサ42および44によって提供されるPおよびTについての読取値を使用して、空隙30内のnの比例的変化を計算してもよい。通常動作では空隙は封止されるため、検出されたnの変化は、バルブステム通路17から空隙30に入る漏洩排出を示すであろう。
・準備後、労働入力が不要である。情報は、フィールドネットワーク(有線または無線)を介して適切な担当者へ中継される。この情報は、実況および連続的であろう;
・漏れている流体の直接検出;
・実施形態は、改良されたより効果的な資産管理につながり得る診断ツールとして使用され得る;
・実施形態は、適切な担当者への迅速な通知を介して、漏洩排出によって環境に放出される流体の体積を減少させるのに役立ち得る。これは、漏れの重大度の著しい減少と、漏れる機器の適時の修復または交換とにつながり得る;
・検出は、以前の経験的なデータに依拠しない;
・予防保守の必要性を最小限にする;
・バルブの特定の知識を必要としない;
・外部雑音の影響を受けない;
・さまざまな流体に使用可能である;
・バルブ動作に干渉しない(すなわち、生産プロセスに影響しない)。
Claims (17)
- バルブ用のバルブ作動器であって、前記バルブ作動器は、
バルブ作動器ハウジングを含み、前記バルブ作動器ハウジングは、
前記バルブ作動器ハウジング内に規定され、使用中に前記バルブのバルブステム通路に少なくとも部分的に隣接するように位置付けられた、少なくとも1つの空隙を含み、前記空隙は一定の体積を有し、外部環境から封止されており、前記バルブ作動器はさらに、
漏洩排出検出器を含み、前記検出器は、
前記空隙の内部の流体の圧力および温度を測定するための少なくとも1つのセンサと、
プロセッサとを含み、前記プロセッサは、
前記少なくとも1つのセンサからデータを受信するための入力と、
前記入力に通信可能に接続されており、前記入力から前記データを受信し、前記空隙内の温度および圧力の変化の比較によって前記空隙内のモル数の比例的変化を監視するように構成された処理部と、
前記プロセッサが前記空隙内のモル数の増加を示す場合に漏洩排出の表示を提供するための出力とを含み、
前記プロセッサは、
P 0 は、元の空隙圧力(基準圧力)であり、
P 1 は、測定された空隙圧力であり、
T 0 は、元の空隙温度(基準温度)であり、
T 1 は測定された空隙温度であり、
- 前記バルブは、工業用バルブである、請求項1に記載のバルブ作動器。
- 前記少なくとも1つのセンサは、前記空隙の内部と直接通信している、請求項1または請求項2に記載のバルブ作動器。
- 前記少なくとも1つの空隙には、過圧放出出口が設けられている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のバルブ作動器。
- 前記プロセッサは、前記バルブ作動器に対してローカルである、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のバルブ作動器。
- 前記バルブ作動器は、ネットワークモジュールをさらに含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のバルブ作動器。
- 前記バルブ作動器ハウジングは、使用中にフランジに封止係合するように構成された封止面をさらに含み、前記フランジに搭載されると、前記フランジは前記空隙を前記外部環境から隔離するように前記バルブに設けられて前記バルブステム通路を包囲する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のバルブ作動器。
- 前記バルブ作動器の前記封止面は、少なくとも1つの弾性封止部材を含む、請求項7に記載のバルブ作動器。
- 前記プロセッサは、前記空隙内の温度の変化に対する圧力の変化を監視することによってモル数の比例的変化を判断するように構成されている、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のバルブ作動器。
- 前記バルブおよび/またはバルブ作動器の動作ステータスを検出するための追加のセンサ装置をさらに含む、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のバルブ作動器。
- 使用中に駆動シャフトを回転させるためのモータと、前記駆動シャフトによって駆動され、使用中にバルブのバルブステムを駆動するために配置された出力とをさらに含む、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のバルブ作動器。
- 前記出力はギアを含み、前記ギアはたとえば、前記駆動シャフトに関連付けられたウォームによって駆動され得る、請求項11に記載のバルブ作動器。
- 対応する複数のバルブのうちの1つに各々関連付けられた、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のバルブ作動器を複数含む、バルブ監視システム。
- 有線または無線ネットワークをさらに含む、請求項13に記載のバルブ監視システム。
- バルブと、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のバルブ作動器とを含む、バルブアセンブリ。
- 工業用バルブからの漏洩排出を検出する方法であって、前記方法は、
一定の内部体積を有する空隙を有するハウジングを設けるステップを含み、前記空隙は、前記バルブのバルブステム通路からの漏れ経路と流体連通しており、前記方法はさらに、
前記空隙を外部環境から隔離するステップと、
前記空隙内の圧力および温度を測定するステップと、
検出された前記空隙内の圧力の変化および温度の変化を使用して、前記空隙におけるモル数の比例的変化について監視するステップとを含み、
前記空隙内のモル数の比例的変化について監視するステップは、
P 0 は、元の空隙圧力(基準圧力)であり、
P 1 は、測定された空隙圧力であり、
T 0 は、元の空隙温度(基準温度)であり、
T 1 は測定された空隙温度であり、
- バルブであって、
バルブ部材と、
使用中に前記バルブ部材を動かすためのバルブ作動ステムと、
前記バルブを少なくとも部分的に包囲し、バルブステム通路を規定する部分を含む、ハウジングとを含み、前記バルブはさらに、
前記ハウジング内に規定され、使用中に前記バルブステム通路に少なくとも部分的に隣接するように位置付けられた、少なくとも1つの空隙を含み、前記空隙は一定の体積を有し、外部環境から封止されており、前記バルブはさらに、
漏洩排出検出器を含み、前記検出器は、
前記空隙の内部の流体の圧力および温度を測定するための少なくとも1つのセンサと、
プロセッサとを含み、前記プロセッサは、
前記少なくとも1つのセンサからデータを受信するための入力と、
前記入力に通信可能に接続されており、前記入力から前記データを受信し、前記空隙内の温度および圧力の変化の比較によって前記空隙内のモル数の比例的変化を監視するように構成された処理部と、
前記プロセッサが前記空隙内のモル数の増加を示す場合に漏洩排出の表示を提供するための出力とを含み、
前記プロセッサは、
P 0 は、元の空隙圧力(基準圧力)であり、
P 1 は、測定された空隙圧力であり、
T 0 は、元の空隙温度(基準温度)であり、
T 1 は測定された空隙温度であり、
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