JPH076279A - 弁診断用スラスト測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】弁ヨーク部の歪を容易に測定でき、高精度の弁
診断を容易に行うようにした。 【構成】弁ヨーク部７の歪測定対象部位の一端に配設さ
れた変位センサ固定台座１２と、この固定台座１２に固
定された変位センサ１４と、上記歪測定対象部位の他端
に配設された変位測定面固定台座１８と、この固定台座
１８に変位センサ１４と対向して固定された変位測定面
１９と、変位センサ固定台座１２および変位測定面固定
台座１８を弁ヨーク部７に着脱可能に固定する固定手段
１３とを有し、変位センサ１４にて測定された弁ヨーク
部７の歪から弁ステム４にかかるスラストを測定するも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば発電プラントのよ
うな大規模な配管システムに設置された弁の詳細な診断
を行うための弁診断用スラスト測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】弁ステムにかかるスラストを用いて弁の
診断を行うには、弁ヨーク部の伸縮を検出する手段が採
られている。この手段では、弁ヨーク部に設けたストレ
インゲージにより弁ヨーク部に加わる歪を検出し、その
部位の歪から弁ヨーク部にかかる応力を算出し、弁作動
時の弁ステム部に作用する力によって、弁ステム部を支
持する弁ヨーク部に逆向きの力が作用する性質を利用し
たものである。

【０００３】すなわち、弁ステムに加わる応力を弁ヨー
ク部に発生する歪で評価する場合には、弁ヨーク部の平
均的な歪を計測することで、十分な精度を確保すること
ができる。つまり、弁ステムに作用するスラストにより
弁ヨーク部に加わる歪を抽出可能なことを用いて、一般
に弁ステムのスラストを評価するため、ストレインゲー
ジを貼ることが可能な弁ヨーク部の部位にストレインゲ
ージを貼り付けて歪を計測する手段が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
手段では弁ヨーク部にストレインゲージを貼り付けて固
定しなければならないため、弁ヨーク部への取付固定面
を研磨したり、接着剤等によりストレインゲージを固定
する等の作業が必要になる。その結果、弁の機能を支え
る上で重要な弁ステムに加わるスラストを用いた診断を
実施するため、その準備に多大な労力を要していた。

【０００５】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、弁ヨーク部の歪を容易に測定でき、高精度の弁
診断を容易に行うことができる弁診断用スラスト測定装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る弁診断用ス
ラスト測定装置は、上述した課題を解決するために、弁
ヨーク部の歪測定対象部位の一端に配設された変位セン
サ固定台座と、この固定台座に固定された変位センサ
と、上記歪測定対象部位の他端に配設された変位測定面
固定台座と、この固定台座に上記変位センサと対向して
固定された変位測定面と、上記変位センサ固定台座およ
び上記変位測定面固定台座を上記弁ヨーク部に着脱可能
に固定する固定手段とを有し、上記変位センサにて測定
された上記弁ヨーク部の歪から弁ステムにかかるスラス
トを測定するものである。

【０００７】また、上記変位センサと上記変位測定面と
の中心線を合わせるための芯合せリングを設けるように
してもよい。

【０００８】さらに、上記変位測定面と上記変位センサ
との距離を微調整する調整手段を設けるようにしてもよ
い。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明においては、歪測定
対象部位に歪が発生した場合、その歪量を変位センサを
用いて測定することにより、ストレインゲージを用いず
に、容易に測定対象とする弁ヨーク部の歪を抽出し、弁
ステムのスラストを評価することができる。

【００１０】そして、変位センサ固定治具および変位測
定面固定治具を固定手段にて着脱可能に固定したので、
弁ヨーク部に固定したスラスト測定装置の着脱を行うこ
とにより、容易に測定対象とする弁ヨーク部の歪を抽出
し、弁ステムのスラストを評価することができる。

【００１１】また、変位センサと変位測定面との中心線
を合わせるための芯合せリングを設けたので、変位セン
サを一段と精度よく固定することができる。

【００１２】さらに、変位測定面と変位センサとの距離
を微調整する調整手段を設けたので、より精度よく歪を
測定可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１および図２は本発明に係る弁診断用ス
ラスト測定装置の第１実施例を示し、図３は第１実施例
を適用した仕切弁を示している。

【００１５】図３において、仕切弁１はモータ２を駆動
させることにより、ギヤボックス３内のギヤを介して弁
ステム４の下端に固定された弁体５を上下動させ、配管
６の流路６ａを開閉させるものである。そして、弁ヨー
ク部７には本実施例の弁診断用スラスト測定装置１０が
固定されている。

【００１６】本実施例では、弁ステム４にかかるスラス
トを測定するため、弁ヨーク部７にかかる歪を測定する
高精度の変位センサと、この変位センサを支持固定する
固定治具とを用いている。

【００１７】図１および図２に示すように、スラスト測
定装置１０は、弁ヨーク部７の歪測定対象部位の一端に
変位センサ固定台座１２が配設され、この固定台座１２
には３つのタップ孔１２ａが穿設され、これらのタップ
孔１２ａに着脱手段としての３本のボルト１３を螺合さ
せ、ボルト１３の先端を弁ヨーク部７に圧接させるまで
締め付けることにより、固定台座１２が弁ヨーク部７の
一端に固定される。

【００１８】変位センサ固定台座１２には、測定精度の
高い例えば渦電流式の変位センサ１４が垂直下方に固定
されている。この変位センサ１４で得られた渦電流信号
は、信号線１５を通して図示しない固定抵抗器に入力さ
せ、この抵抗器の両端に発生する電圧値として取り出
し、この電圧を増幅器を通してＡ／Ｄ変換器１６に印加
した後、このＡ／Ｄ変換器１６でデジタル電圧に変換し
てデジタル表示の電圧計１７に表示させる。

【００１９】また、スラスト測定装置１０は、弁ヨーク
部７の歪測定対象部位の他端に変位測定面固定台座１８
が配設され、この固定台座１８には変位センサ固定台座
１２と同様に３つのタップ孔１８ａが穿設され、これら
のタップ孔１８ａに３本のボルト１３を螺合させ、ボル
ト１３の先端を弁ヨーク部７に圧接させるまで締め付け
ることにより、固定台座１８が弁ヨーク部７の他端に固
定される。

【００２０】そして、変位測定面固定台座１８には、変
位センサ１４と対向して変位測定面１９が固定されてい
る。

【００２１】なお、本実施例では、弁ヨーク部７へ固定
台座１２，１８を固定する際の安定性を考慮して台座固
定用ボルトを３本使用しているが、これに限らず測定対
象の大きさや要求される測定精度により、使用するボル
トの本数は上記と異なった本数であってもよい。

【００２２】次に、本実施例の作用について説明する。

【００２３】本実施例では、歪測定対象部位に歪が発生
した場合、歪量に対応した変位Δｘが歪測定対象部位の
間に発生することから、その変位に着目して歪量を抽出
することにより、ストレインゲージを用いずに該当部位
に発生した歪量を抽出することができる。

【００２４】ここで、測定された変位Δｘは、歪測定対
象部位の長さＸと、加わった歪量Δεから、

【数１】Δｘ＝Δε×Ｘ にて与えられる。この式から明らかなように、歪測定対
象部位に発生した変位（伸び）Δｘと歪測定対象部位の
長さＸとを用いて、容易に歪測定対象部位に発生した歪
量Δεを求めることができる。

【００２５】この論理により、弁診断用スラスト測定装
置１０で歪測定対象とする弁ヨーク部７における歪を変
位センサ１４により測定することができる。

【００２６】なお、変位センサ１４と変位測定面１９と
の距離を短く設定しておくことにより、微小な変位を精
度よく測定することができ、変位センサ１４の性能を十
分に引き出すことができる。

【００２７】このように本実施例によれば、弁ヨーク部
７の歪測定対象部位の両端に、独立して変位センサ１４
を固定した変位センサ固定台座１２と、変位測定面１９
を固定した変位測定面固定台座１８とをそれぞれ着脱可
能に設置し、非接触で弁ヨーク部７に加わる歪を抽出す
ることにより、弁ステム４に作用するスラストを容易に
測定することができる。

【００２８】その結果、定期検査等の際に弁を診断する
ために要する時間が大幅に削減され、スラストの情報を
用いた弁診断を容易に実施することが可能になる。

【００２９】また、変位測定面固定台座１８に専用の変
位測定面１９を設けたことにより、微小な変位を精度よ
く測定することができ、変位センサ１４の性能を十分に
引き出すことができる。

【００３０】さらに、変位センサ固定台座１２および変
位測定面固定台座１８には、数個のタップ孔１２ａ，１
８ａを穿設しておき、このタップ孔１２ａ，１８ａに対
して弁ヨーク部７の面に対して直角方向にボルト１３を
通す構造としたことにより、ボルト１３を締めたり緩め
たりするだけで、変位センサ固定台座１２および変位測
定面固定台座１８を容易に着脱することができる。

【００３１】したがって、変位センサ固定台座１２およ
び変位測定面固定台座１８をそれぞれ独立して固定する
ことにより、精度を劣化させる原因となる負荷が被測定
対象に加わり、被測定対象が外力によって伸縮されて
も、両者間の距離を自由に変化させることができる。

【００３２】図４は本発明に係る弁診断用スラスト測定
装置の第２実施例を示す。なお、前記第１実施例と同一
または対応する部分には同一の符号を用いて説明する。

【００３３】図４に示すように、弁診断用スラスト測定
装置２０における変位センサ１４はガイドスリーブ２１
により被覆され、このガイドスリーブ２１は変位センサ
固定台座１２に設けられた割りスリーブ２２を押えねじ
２３で押圧することで固定される。これにより、弁ヨー
ク部７に加わる歪を測定する際は、変位センサ１４を変
位センサ固定台座１２に十分に安定して固定することが
できる。

【００３４】また、変位測定面固定台座１８には、調整
手段としての変位測定面微調整用ねじ２４を螺合させる
ための雌ねじ部２５が形成され、この雌ねじ部２５に対
して微調整用ねじ２４を回転させ、その位置を変更させ
ることにより、微調整用ねじ２４の先端に形成された変
位測定面１９の変位センサ１４への距離を微小変化させ
ることができる。

【００３５】そして、微調整用ねじ２４の先端の変位測
定面１９は、変位測定面固定台座１８に設けられた割り
スリーブ２６を押えねじ２７で押圧することで固定され
る。

【００３６】さらに、芯合わせリング２８は変位センサ
１４の先端、すなわち変位センサ１４が変位を測定する
部分と、変位測定面１９との中心を合わせるために使用
するものであって、測定時は二点鎖線で示す位置に固定
されている。

【００３７】次に、本実施例の作用を説明する。

【００３８】弁ヨーク部６における歪を変位センサ１４
により測定するには、まず変位センサ固定台座１２と変
位測定面固定台座１８との間の距離を調整した後、微調
整用ねじ２４により変位測定面１９の変位センサ１４へ
の微小距離を調整する。

【００３９】次に、芯合わせリング２８により変位セン
サ１４が変位を測定する部分と、変位測定面１９との中
心を合わせてから、押えねじ２３，２７を締め付けるこ
とにより変位センサ１４と変位測定面１９を位置決め固
定する。その後、芯合わせリング２８を二点鎖線で示す
位置に移動固定させることで、弁ヨーク部７における歪
を測定する。

【００４０】このように本実施例は、より精度よく歪を
測定するための処理を施した場合の実施例であり、歪測
定対象部位の距離Ｘを十分に長く確保することにより、
歪測定精度を一段と向上させることができる。

【００４１】また、渦電流式の変位センサのように、変
位測定面の距離を絶対値として測定するセンサに共通
の、変位測定面と変位センサの距離に応じた電力を出力
する特性を有するものでは、最適な変位測定距離を得る
のが困難であるが、本実施例のように変位測定面１９を
微調整用ねじ２４の先端により構成したことにより、容
易に測定基準面との距離を微調整することができる。

【００４２】さらに、変位センサ１４が変位を測定する
部分と、変位測定面１９との中心を合わせる芯合わせリ
ング２８を設けたので、変位センサ１４を一段と精度よ
く固定することができる。

【００４３】そして、変位センサ１４を被覆したガイド
スリーブ２１と、微調整用ねじ２４の先端の変位測定面
１９はそれぞれ割りスリーブ２２，２６を介して固定さ
れるので、押えねじ２３，２７等を損傷させることな
く、各台座１２，１８に確実に固定可能である。その他
の構成および作用は前記第１実施例と同一であるのでそ
の説明を省略する。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る弁診
断用スラスト測定装置によれば、弁ヨーク部の歪測定対
象部位の一端に配設された変位センサ固定台座と、この
固定台座に固定された変位センサと、上記歪測定対象部
位の他端に配設された変位測定面固定台座と、この固定
台座に上記変位センサと対向して固定された変位測定面
と、上記変位センサ固定台座および上記変位測定面固定
台座を上記弁ヨーク部に着脱可能に固定する固定手段と
を有し、上記変位センサにて測定された上記弁ヨーク部
の歪から弁ステムにかかるスラストを測定することによ
り、歪測定対象部位に歪が発生した場合、歪量に対応し
た変位が歪測定対象部位の間に発生する性質に着目し、
ストレインゲージを用いずに、変位センサを用いて該当
部位に発生した歪量を抽出することができる。

【００４５】そして、変位センサ固定治具および変位測
定面固定治具を固定手段にて着脱可能に固定したので、
弁ヨーク部に固定したスラスト測定装置の着脱を行うこ
とで、容易に測定対象とする弁ヨーク部の歪を抽出し、
弁ステムのスラストを評価することができる。

【００４６】また、変位センサと変位測定面との中心線
を合わせるための芯合せリングを設けたので、変位セン
サを一段と精度よく固定することができる。

【００４７】さらに、変位測定面と変位センサとの距離
を微調整する調整手段を設けたので、より精度よく歪を
測定可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弁診断用スラスト測定装置の第１
実施例を示す構成図。

【図２】図１の変位センサ固定治具および変位測定面固
定治具を示す平面図。

【図３】図１の弁診断用スラスト測定装置を固定した仕
切弁を示す部分断面図。

【図４】本発明に係る弁診断用スラスト測定装置の第２
実施例を示す構成図。

【符号の説明】

４ 弁ステム ７ 弁ヨーク部 １０ 弁診断用スラスト測定装置 １２ 変位センサ固定台座 １３ ボルト（固定手段） １４ 変位センサ １８ 変位測定面固定台座 １９ 変位測定面 ２０ 弁診断用スラスト測定装置 ２１ ガイドスリーブ ２２ 割りスリーブ ２４ 変位測定面微調整用ねじ ２６ 割りスリーブ ２８ 芯合わせリング

フロントページの続き (72)発明者 清水 福三 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 高山 拓治 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ヨーク部の歪測定対象部位の一端に配
   設された変位センサ固定台座と、この固定台座に固定さ
   れた変位センサと、上記歪測定対象部位の他端に配設さ
   れた変位測定面固定台座と、この固定台座に上記変位セ
   ンサと対向して固定された変位測定面と、上記変位セン
   サ固定台座および上記変位測定面固定台座を上記弁ヨー
   ク部に着脱可能に固定する固定手段とを有し、上記変位
   センサにて測定された上記弁ヨーク部の歪から弁ステム
   にかかるスラストを測定することを特徴とする弁診断用
   スラスト測定装置。
2. 【請求項２】 上記変位センサと上記変位測定面との中
   心線を合わせる芯合せリングを設けたことを特徴とする
   請求項１記載の弁診断用スラスト測定装置。
3. 【請求項３】 上記変位測定面と上記変位センサとの距
   離を微調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の弁診断用スラスト測定装置。