MX2011000745A - Aparato automatizado para prueba de valvulas. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método para recorrido parcial de un aparato de válvula. El aparato de válvula de emergencia comprende un accionador (103) y un miembro (101) de válvula. El aparato se puede mover entre una primera posición y una segunda posición. El método comprende la etapa de iniciar un movimiento de recorrido parcial del aparato desde la primera posición hacia la segunda posición. Se mide un parámetro del fluido que actúa sobre el aparato. Una vez que el parámetro medido alcance un valor umbral, se invierte el movimiento de recorrido parcial.

Description

APARATO AUTOMATIZADO PARA PRUEBA DE VALVULAS CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un medio para la prueba automatizada del estado operacional de válvulas sin abrir o cerrar comple amente las mismas y por lo tanto se minimizan las alteraciones del fluido o procedimiento que controlan.

Esta invención se relaciona de manera general con cualquier aplicación de válvulas de control de fluido en donde es esencial una alta conflabilidad de operación. Dichas aplicaciones existen en muchas industrias. En particular, esta invención se relaciona con los sistemas de apagado de emergencia utilizados, por ejemplo, en las industrias de procesamiento. Típicamente, las plantas de petróleo y gas tendrán válvulas de emergencia controladas neumáticamente dentro de sus sistemas. En caso de un peligro potencial las válvulas de emergencia operarán para cerrar y por lo tanto aislar la planta o para abrir y por lo tanto proporcionar una desviación a fluidos controlados. En muchos casos, estas válvulas de emergencia pueden permanecer en su posición operacional por períodos de meses o incluso años. Por lo tanto, un problema frecuente con tales válvulas es que pueden fallar para operar correctamente en caso de una emergencia debido a que los componentes se han agarrotado o son lentos a Ref. 216984 la respuesta. Este problema puede llevar a una situación peligrosa. La invención se relaciona con la prueba automatizada de dichas válvulas con impacto mínimo sobre la operación normal de la planta para de esta manera tener confianza adicional en caso de un peligro potencial de que la válvula operará como está destinado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Existen numerosos productos dentro del mercado que proporcionan pruebas automatizadas de válvulas, que incluyen válvulas de emergencia. Muchos de estos se basan en el inicio de la secuencia que se va a adoptar durante una situación peligrosa por un período de tiempo que es suficientemente prolongado para determinar que la válvula no está agarrotada y que se encuentre en condiciones de operar correctamente, pero por un período suficientemente breve de manera que la válvula no opera completamente para alterar el procedimiento controlado. Dichos mecanismos de prueba automatizados se denominan prueba de carrera parcial dentro del campo.

La patente de E.U.A. 6,089,269 describe parcialmente recorrer una válvula de emergencia con base en un período de suspensión de voltaje predeterminado. La patente '269 describe inicialmente colocar los temporizados en un mínimo e incrementar gradualmente el período de suspensión de voltaje con el fin de evitar rebose de la posición de válvula deseada.

La patente de E.U.A. 6,920,409 describe un método de prueba de recorrido parcial con base en un intervalo en tiempo predeterminado. El método después compara datos obtenidos de pruebas exitosas previas de la válvula con datos obtenidos durante una prueba automatizada. Si los datos difieren en que la prueba inicial y la prueba subsecuente en aspectos clave, se identificará el potencial para falla de la válvula .

La presente invención describe un método para la detección de fallo potencial de una válvula sin necesidad de una prueba inicial o datos de prueba iniciales.

SUMARIO DE LA INVENCION El objetivo principal de la invención es proporcionar un dispositivo para facilitar pruebas de carrera parcial de válvulas sin basarse en pruebas previas de la válvula .

De acuerdo con un aspecto de la invención, un método para recorrer parcialmente un aparato de válvula de emergencia comprende un accionador y un miembro de válvula, el aparato se puede mover entre una primera posición y una segunda posición, que comprende las etapas de: iniciar el movimiento de recorrido parcial del aparato desde la primera posición hacia la segunda posición; medir un parámetro de un fluido que actúa sobre el aparato; y revertir el movimiento de recorrido parcial del aparato cuando el parámetro medido del fluido alcanza un valor umbral .

Preferiblemente, el parámetro medido comprende una presión de fluido.

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático para determinar un estado operacional de la válvula de emergencia .

Preferiblemente, la presión umbral comprende una presión por encima de la presión atmosférica.

Preferiblemente, el parámetro medido comprende un caudal del fluido de que sale del aparato.

Preferiblemente, el parámetro medido comprende un caudal del fluido proporcionado al aparato.

Preferiblemente, el método comprende además recorrer parcialmente la válvula de emergencia de una manera repetitiva, en donde cada uno de los recorridos parciales comprende un valor umbral del parámetro de fluido medido diferente.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, un método para recorrer parcialmente un aparato de válvula de emergencia que comprende un accionador y un miembro de válvula, el aparato se puede mover entre una primera posición y una segunda posición, comprende las etapas de: iniciar un movimiento de recorrido parcial del aparato desde la primera posición hacia la segunda posición al ajustar la energía suministrada al aparato; medir la energía que actúa sobre el aparato; y revertir el movimiento de recorrido parcial del aparato y la válvula cuando la energía medida alcanza un nivel umbral .

Preferiblemente, la etapa de medir la energía que actúa sobre el aparato comprende medir una corriente.

Preferiblemente, la etapa de medir la energía que actúa sobre el aparato comprende medir un voltaje.

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de medir una presión de un fluido que actúa en el aparato .

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático para determinar un estado operacional de la válvula de emergencia.

Preferiblemente, el método comprende además recorrer parcialmente la válvula de emergencia de una manera repetitiva, en donde cada una de los recorridos parciales comprende un valor umbral dé energía medida diferente.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, un método para determinar el estado operacional de un aparato de válvula de emergencia, que se puede mover entre una primera posición y una segunda posición, comprende las etapas de: medir una presión que actúa sobre el aparato durante una prueba de recorrido parcial; y comparar la presión que actúa sobre el aparato durante la prueba de recorrido parcial con un modelo matemático .

Preferiblemente, el modelo matemático se basa en un aparato no operacional .

Preferiblemente, el modelo matemático se basa en un aparato que tiene un volumen fijo durante la prueba de recorrido parcial .

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de utilizar la ecuación: P = aebt como el modelo matemático.

Preferiblemente, el modelo comprende además la etapa de determinar que la válvula de emergencia es operacional si la presión que actúa sobre el aparato durante la prueba de recorrido parcial varía de modelo matemático en más de una diferencia umbral.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, un método para recorrer parcialmente un sistema de apagado de emergencia, el sistema de apagado de emergencia comprende: un aparato de válvula de emergencia que comprende un accionador y una válvula, adaptada para controlar él flujo de fluido en una tubería y que se puede mover entre una primera posición y una segunda, el aparato está desviado hacia la segunda posición; una válvula solenoide que, cuando se energiza, proporciona una trayectoria de flujo de fluido entre un suministro de fluido presurizado y el aparato, y de esta manera permite que el fluido presurizado actúe sobre el aparato por lo que mueve el aparato a la primera posición, y cuando se desenergiza, cierra la trayectoria de flujo de fluido entre el suministro de fluido presurizado y el aparato y abre una trayectoria de flujo de fluido entre el aparato y un orificio de ventilación de liberación de presión para liberar el fluido presurizado que actúa sobre el aparato; y un sensor de presión adaptado para medir una presión que actúa sobre el aparato; el método comprende las etapas de: desenergizar una válvula solenoide; medir la presión que actúa sobre el aparato conforme se libera el fluido presurizado que actúa sobre el aparato; volver a energizar la válvula solenoide para volver a abrir la trayectoria de flujo de fluido entre el suministro del fluido presurizado y el aparato y para cerrar la trayectoria del flujo de fluido entre el aparato y el orificio de ventilación; y comparar la presión medida con un modelo matemático .

Preferiblemente, el aparato se mueve desde la primera posición hacia la segunda posición conforme se libera el fluido presurizado que actúa sobre el aparato.

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de volver a energizar la válvula solenoide cuando la presión medida alcanza una presión umbral.

Preferiblemente, la presión umbral se selecciona de manera que la trayectoria de flujo de . fluido entre el suministro de fluido presurizado y el aparato se abre antes de que el aparato alcance la segunda posición.

Preferiblemente, la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático comprende la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático basado en un aparato que tiene un volumen fijo.

Preferiblemente, la etapa de comparar la presión medida por un modelo matemático comprende la etapa de comparar la presión medida con la ecuación: P = ae-bt.

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de determinar si la ~ válvula de emergencia es operacional si la presión medida varía del modelo matemático además de una diferencia umbral.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, una válvula de emergencia comprende: un aparato de válvula que incluye una válvula de tubería y un accionador, el aparato se puede mover entre una primera posición y una segunda posición; una válvula solenoide adaptada para proporcionar una trayectoria de flujo de fluido entre un suministro de fluido presurizado y el aparato cuando se energiza y adaptada para proporcionar una trayectoria de flujo de fluido entre el aparato y un orificio de ventilación de liberación de presión cuando se desenergiza; un sensor adaptado para medir un parámetro de un fluido que actúa sobre el aparato; un medio de control proporcionado para proporcionar selectivamente al solenoide con un suministro eléctrico para el solenoide; y un medio de prueba para iniciar un recorrido parcial de la válvula de tubería al retirar el suministro eléctrico para el solenoide de la válvula solenoide, para de esta manera desenergizar la válvula solenoide y volver a energizar la válvula solenoide cuándo el parámetro medido del fluido que actúa sobre el accionador alcanza un valor umbral .

Preferiblemente, el parámetro medido comprende una presión de fluido.

Preferiblemente, el medio de prueba se configura adicionalmente para comparar la presión de fluido medida con un modelo matemático para determinar un estado operacional de la válvula de tubería.

Preferiblemente, el modelo matemático se basa en un aparato que tiene un volumen fijo.

Preferiblemente, el modelo matemático comprende la ecuación : P = ae"bt.

Preferiblemente, el valor umbral comprende una presión por encima de la presión atmosférica.

Preferiblemente, el parámetro medido comprende un caudal de fluido que sale del aparato.

Preferiblemente, el parámetro medido comprende un caudal de fluido proporcionado al aparato.

Preferiblemente, el aparato comprende además un medio de desviación adaptada para desviar el aparato hacia la primera posición.

Preferiblemente, el suministro de fluido presurizado es capaz de proporcionar una presión suficiente para superar el medio de desviación y retener el aparato en la primera posición.

Preferiblemente, el aparato se mueve desde . la primera posición hacia la segunda posición después de que la válvula solenoide es desenergizada .

Preferiblemente, la presión predeterminada a la cual se vuelve a energizar la válvula solenoide se selecciona de manera que el aparato no alcanza la segunda posición durante el recorrido parcial de la válvula de emergencia.

Preferiblemente, el medio de prueba inicia el recorrido parcial de la válvula de tubería de una manera repetitiva y en donde cada uno de los recorridos parciales comprende un valor umbral de parámetro de fluido medido diferente.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Un ejemplo de la invención ahora se describirá con referencia a las figuras anexas: la figura 1 es una vista diagramática de un sistema de apagado de emergencia que consiste de una válvula operada por fluido controlada por un accionador con un transductor, de presión utilizado para probar la integridad operacional del sistema .

La figura 2 es una gráfica de las mediciones de presión típicas realizadas desde el sistema que se muestra en la figura 1 contra el tiempo, junto con los eventos clave dentro de la línea de tiempo de prueba automatizada.

La figura 3 es una vista diagramática de un sistema de apagado de emergencia que consiste de una válvula operada por fluido controlada por un accionador con un transductor de posición utilizado para probar la integridad operacional del sistema .

. La figura 4 es una vista diagramática de un sistema de apagado de emergencia que consiste de una válvula operada por fluido controlada por un accionador con un transductor de presión y un transductor de posición utilizado para probar la integridad operacional del sistema.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION ^ Desde la figura 1 hasta la figura 4 y la siguiente descripción muestran ejemplos específicos para enseñarle a los expertos en el ámbito cómo elaborar y hacer uso de la mejor manera de la invención. Con el propósito de enseñar los principios de la invención, se han simplificado u omitido algunos aspectos convencionales. Los expertos en el ámbito apreciarán que las variaciones de estos ejemplos se encuentran dentro del alcance de la invención. Los expertos en el ámbito apreciarán que las características descritas en lo siguiente se pueden combinar de diversas maneras para formar variaciones múltiples de la invención. Como un resultado, la invención no se limita a los ejemplos específicos descritos en lo siguiente sino únicamente por las reivindicaciones y sus equivalentes.

La figura 1 es una vista diagramática de una modalidad ejemplar de la invención dentro de un sistema 10 de apagado de emergencia que consiste de un aparato de válvula operado por fluido. El fluido puede comprender un suministro de fluido neumático, un suministro de fluido hidráulico o cualquier otro fluido adecuado. El aparato de válvula comprende una válvula 101 de tubería y un accionador 103. El sistema 10 de apagado de emergencia comprende una tubería 100, una válvula 101 de tubería, una válvula de emergencia a la articulación 102 accionadora, un accionador 103, un resorte 104 de retorno de accionador, una válvula 105 solenoide, un suministro 106 de fluido de control, un medio 107 de control, un suministro 108 eléctrico, un medio 109 de prueba, un suministro 110 eléctrico solenoide, un sensor 111 y un conducto 112 de fluido de control.

El sistema 10 de apagado de emergencia se proporciona para cerrar la vía de fluido de la tubería 100 utilizando la válvula 101 de tubería, en el caso de que se detecte un peligro. De manera alternativa, el sistema 10 de apagado de emergencia puede operar para abrir la válvula 101 de tubería con lo que se genera una desviación a través de la tubería 100. Debe entenderse que aunque la descripción que sigue se relaciona con válvulas de emergencia, tal como la válvula 101 de tubería, la presente invención es igualmente aplicable para la prueba de otros tipos de válvulas. De igual manera, aunque la descripción siguiente se relaciona a válvulas normalmente abiertas, la presente invención es igualmente aplicable a válvulas normalmente cerradas.

Bajo operación normal, sin que se haya identificado un peligro potencial, el medio 107 de control proporcionará el suministro 108 eléctrico al medio 109 de prueba el cual a su vez proporcionará suministro 110 eléctrico solenoide a la válvula 105 solenoide. De acuerdo con otra modalidad de la invención, el medio 109 de prueba puede ser incluido en el medio 107 de control y de esta manera el medio 107 de control puede proporcionar el suministro 110 eléctrico solenoide a la válvula 105 solenoide. El medio 107 de control puede comprender una unidad procesadora, una CPU, una interconexión de usuario, etc.

De acuerdo con una modalidad de la invención, conforme la válvula 105 solenoide está en estado energizado proporciona flujo de fluido entre el suministro 106 de fluido de control y el accionador 103 a través del conducto 112 de fluido. La válvula 105 solenoide también incluye un orificio de ventilación de liberación de presión. Cuando se energiza la válvula 105 solenoide, la comunicación de fluido entre el aparato de válvula y el orificio de ventilación de liberación de presión de la válvula solenoide se cierra. De acuerdo con una modalidad de la invención, la comunicación de fluido con el aparato de válvula es hacia el accionador 103 y se cierra el orificio de ventilación de liberación de presión de la válvula 105 solenoide. No obstante, en modalidades en donde no está presente el accionador 103, la comunicación de fluido puede ser directamente con la válvula 101 de tubería. La descripción siguiente se limita a la modalidad en donde el fluido está en comunicación con el accionador 103 únicamente, con propósitos de claridad. Una presurización suficiente del accionador 103 supera la fricción del accionador 103 y el resorte 104 de retorno y provoca que la válvula de emergencia a la articulación 102 del accionador, la cual a su vez mueve la válvula 101 de tubería dentro de la tubería 100 a una primera posición. De acuerdo con una modalidad de la invención, la segunda posición de la válvula 101 de tubería evita el flujo de fluido a través de la tubería 100. De acuerdo con otra modalidad de la invención, la segunda posición de la válvula 101 de tubería permite que el fluido fluya a través de la tubería 100 mientras que la primera posición evita que el fluido fluya a través de la tubería 100.

Bajo condiciones en donde es deseable apagar el sistema 10, el medio 107 de control puede suprimir el suministro 108 eléctrico al medio 109 de prueba lo que en consecuencia suprime el suministro 110 eléctrico solenoide a la válvula 105 solenoide. Dado que la válvula 105 solenoide está en su estado desenergizado, se evita el flujo de fluido entre el suministro 106 de fluido de control y el accionador 103 y el flujo de fluido entre el accionador 103 y el orificio de ventilación de liberación de presión de la válvula 105 solenoide está abierto. Una vez que el accionador 103 ya no es presurizado, el resorte 104 supera la fricción del accionador 103 y se permite que se extienda. Esto provoca que la válvula de emergencia a la articulación 102 accionadora mueva la válvula de emergencia desde la primera posición a la segunda posición dentro de la tubería 100.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el medio 107 de control puede enviar una señal a un medio 109 de prueba para iniciar una prueba de recorrido parcial del sistema 10 de apagado de emergencia. Una prueba de recorrido parcial sigue la operación indicada antes; no obstante, al solenoide 105 se le vuelve a suministrar energía antes del cierre de la válvula 101 de la tubería dentro de la tubería 100. Debido a que la válvula 101 de tubería no cierra completamente el flujo de fluido a través de la tubería 100, debe existir algún método alternativo de determinar si la válvula 101 de tubería es operacional. Además, no es deseable ver un cierre completo de la válvula 101 de tubería durante una prueba de recorrido parcial dado que el cierre completo puede afectar gravemente la operación de la tubería. Por lo tanto, la prueba de recorrido parcial debe finalizar antes del cierre completo. En la técnica anterior, la prueba de recorrido parcial finaliza después de una cantidad de tiempo predeterminada o, de manera alternativa, con base en una posición de válvula, determinada por interruptores de límite.

No obstante, debido a los diversos parámetros del fluido que actúa sobre el aparato ya se han medido, de acuerdo con una modalidad de la invención, la prueba de recorrido parcial se puede controlar con base en un parámetro medido del fluido. Por ejemplo, cuando el parámetro medido alcance un valor umbral, el solenoide 105 puede ser energizado nuevamente. El parámetro medido puede comprender, por ejemplo, una presión, un caudal o una combinación de los mismos del fluido que actúa sobre el aparato de válvula, una vez que el parámetro medido alcanza un valor umbral, la prueba de recorrido parcial finaliza y el solenoide 105 es energizado nuevamente.

Además, en muchas situaciones, es deseable llevar a cabo la prueba de recorrido parcial a una velocidad de operación normal en vez de una velocidad reducida, como se observa en la técnica anterior. La válvula puede no operar como se pretende a velocidad reducida y por lo tanto la prueba proporcionará resultados insuficientes. Por lo tanto, de acuerdo con una modalidad de la invención, la prueba de recorrido parcial se realiza a una velocidad de operación normal. No obstante, puede haber situaciones en donde es deseable llevar a cabo la prueba a una velocidad reducida y por lo tanto, de acuerdo con otra modalidad de la invención, la prueba de recorrido parcial se realiza a una velocidad de operación reducida.

De acuerdo con otra modalidad de la invención, se puede medir el caudal del fluido presurizado que fluye ya sea hacia o desde el aparato y específicamente se puede medir el accionador 103. Si el caudal alcanza un valor umbral, el medio 109 de prueba puede finalizar la prueba de recorrido parcial. De acuerdo con otra modalidad adicional de la invención, el medio 109 de prueba puede medir la energía que actúa sobre el solenoide 105. Si la energía que actúa sobre el solenoide 105 alcanza un nivel de umbral, el medio 109 de prueba puede finalizar la prueba de recorrido parcial. La presente invención proporciona un método para determinar el estado operacional de la válvula 101 de tubería. Debe entenderse que en algunas modalidades, la energía medida que actúa sobre el solenoide 105 comprende una disminución de corriente o de voltaje. Este puede ser el caso cuando la energía es suministrada al solenoide 105 para mantener abierta la válvula 101 de tubería y por lo tanto se deja de suministrar energía desde el solenoide 105 durante la prueba de recorrido parcial. No obstante, en otra modalidad, la energía normalmente no se suministra al solenoide 105, más bien, la energía se suministra al solenoide 105 durante la prueba de recorrido parcial. En esta modalidad, la energía que actúa sobre el solenoide 105 puede comprender un suministro de corriente o de voltaje en vez de una extensión de energía.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el medio 107 de control inicia una prueba de válvula de emergencia de recorrido parcial. A diferencia de la técnica anterior, la cual compara los resultados de prueba anteriores con datos obtenidos en un momento previo, la presente invención no requiere de pruebas previas o datos obtenidos previamente para verificar el estado operacional dé la válvula 101 de tubería.

La figura 2 es una gráfica de mediciones de presión típicas realizadas por el sistema 10 que se muestra en la figura 1 contra el tiempo, de una modalidad ejemplar de la invención dentro de un sistema 10 de apagado de emergencia. Como se describe en lo siguiente, el medio 109 de prueba puede comparar las mediciones de presión realizadas desde el sistema 10 de apagado de emergencia a un modelo matemático, tal como el trazo A. El trazo A muestra un trazo de la presión esperada, medida por el sensor 111 de presión dentro del conducto 112 de fluido sin el aparato de . válvula estuviera agarrotado. Si el accionador 113 está agarrotado, entonces el resorte 104 no se mueve ante la pérdida de presión del sistema. Por lo tanto, el accionador 103 se puede caracterizar que tiene un volumen fijo. La disminución de presión de este sistema de volumen fijo se puede caracterizar como un modelo matemático, tal como: P = ae'bt (1) en donde : P = Presión a = constante para el sistema e = base del logaritmo natural b = constante de tiempo t = tiempo Debe entenderse que la ecuación proporcionada en lo anterior es simplemente un modelo matemático y que se pueden utilizar otros modelos matemáticos. Además se pueden llevar a cabo otras formas de análisis matemáticos con los datos obtenidos a partir de la lectura de presión. Por ejemplo, de acuerdo con una modalidad de la invención, la prueba de recorrido parcial se , realiza de una manera repetitiva (pruebas múltiples en una serie) . De acuerdo con esta modalidad, el parámetro de fluido medido obtenido de cada prueba se puede comparar entre sí. De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada prueba puede finalizar con base en un valor umbral diferente a partir del parámetro de ' fluido medido .

Cuando el accionador 103 es agarrotado, la presión del sistema disminuye exponencialmente , esto se puede observar como el trazo A. En contraste, el trazo B muestra un trazo de la presión que se obtiene desde el sensor 111 de presión durante una prueba de la válvula 101 de tubería en donde el aparato de válvula es operacional. En el punto 200, el medio 109 de prueba elimina el suministro 110 eléctrico de ' solenoide de la válvula 105 solenoide y por lo tanto desenergiza la válvula 105 solenoide. Se puede medir la disminución de energía que se produce. De acuerdo con una modalidad de la invención, si la energía medida alcanza un nivel umbral, el medio 107 de control puede finalizar la prueba de recorrido parcial. Típicamente, existe un retraso en tiempo entre el momento en el que el suministro 110 eléctrico se separa de la válvula 105 solenoide y el momento en que la válvula 105 solenoide en realidad se desplaza. En el punto 201, la válvula 105 solenoide se desenergiza y por lo tanto cierra el suministro 106 de fluido de control del accionador 103 y al mismo tiempo permite que la presión que actúa sobre el accionador 103 y la presión en el conducto 112 de fluido despresuricen al ambiente a través de un orificio de ventilación de liberación de presión en la válvula 105 solenoide. La despresurización del conducto 112 de fluido se puede observar en el punto 201, en donde la presión desciende. Con base en la configuración precisa del sistema 10 de apagado de emergencia, el sensor 111 puede experimentar un período breve de alteración, el cual se muestra en la figura 2 entre los puntos 201 y 202. De acuerdo con una modalidad de la invención, el sensor 111 comprende un sensor de presión. No obstante, de acuerdo con otra modalidad de la invención, el sensor 111 puede comprender un sensor de flujo, el cual mide el flujo del fluido que es proporcionado o que sale hacia/desde el aparato.

Después del período de alteración, la disminución ) de presión se estabiliza, como se muestra comenzando en el punto 202. Aunque la presión desciende, en el punto 202, la presión dentro del sistema aún es suficientemente elevada para vencer la fuerza del resorte 104. y por lo tanto, el accionador 103 aún no se ha movido. Por lo tanto, el sistema se caracteriza por tener un volumen fijo y una presión medida por el sensor 111 de presión que sigue la curva matemática como se muestra por el trazo A. El trazo B muestra el modelo matemático hasta el momento de la fuerza del resorte del resorte 104 de retorno puede superar la fuerza de fricción del accionador 103 y en la presión que actúa sobre el accionador 103. Una vez que el accionador 103 se mueve, la presión dentro del sistema ya no tiene un volumen fijo y por lo tanto la presión medida por el sensor 111 de presión se desvía del trazo A. Esto se puede ver en el punto 204. La desviación del trazo A es indicativo de una válvula 101 de tubería operacional debido a que la válvula 101 de tubería está unida directamente al accionador 103 por medio de una válvula de emergencia a la articulación 102 de accionador. No obstante, si la presión obtenida desde la prueba sigue el trazo A hasta que ya no hay presión en el sistema, entonces el volumen de accionador muy probablemente no cambiará y por lo tanto, la válvula 101 de tubería fallará para moverse desde una primera posición a una segunda posición.

La figura 2 también muestra un trazo C junto con un punto 203, el cual es el trazo B que intersecta al trazo C. El trazo C es un valor umbral de un parámetro medido. El parámetro puede comprender una presión umbral o un caudal umbral. El valor umbral puede ser programado en el medio 109 dé prueba o puede ser establecido por el usuario. Durante una corrida de prueba, la presión umbral representa la presión en la cual el medio 109 de prueba restaura el suministro 109 eléctrico solenoide a la válvula 105 solenoide. Al igual que la supresión de energía de la válvula 105 solenoide, la reenergización de la válvula 105 solenoide típicamente tiene un retraso de tiempo entre el momento en el. que se suministra energía y el momento en el cual la válvula 105 solenoide se mueve en realidad. Por lo tanto, el trazo C se selecciona en un valor umbral de manera que la válvula 105 solenoide se tendrá que mover antes al punto en el cual el resorte 104 vence completamente la presión que actúa sobre el accionador 103. Al energizar la válvula 105 solenoide en el valor umbral, la válvula 101 de tubería no se permite que se mueva completamente a la segunda posición. En vez de esto, el accionador 103 se permite únicamente que realice un recorrido parcial y de esta manera mantiene la válvula 101 de tubería • abierta y evita cualquier alteración en el sistema 10. Después de un período de tiempo predeterminado, el medio de prueba suspenderá el monitoreo de presión dentro del conducto 112 de fluido con el sensor 111 de presión, este es el puhto 205. Debe entenderse que la válvula 105 solenoide puede ser reenergizada cuando el caudal de fluido alcanza un valor umbral. De acuerdo con otra modalidad, la válvula 105 solenoide puede ser reenergizada cuando la energía que actúa sobre la válvula 105 solenoide alcanza un nivel umbral.

Después de que se ha completado la secuencia de prueba que se muestra dentro de la figura 2, el medio 109 de prueba analiza la presión medida por el sensor 111 de presión dentro del conducto 112 de fluido que está actuando sobre el accionador 103 durante la secuencia de prueba para determinar datos entre los puntos 202 y 203. A partir de los datos entre los puntos 202 y 203, el perfil de presión del trazo B se espera que coincida con el perfil de presión del trazo A generado a partir del modelo matemático de la ecuación 1, o una ecuación similar. Los datos entre los puntos 204 y 205 también se analizan. Iniciando en el punto 204, el perfil de presión medida del trazo B se desviará del modelo matemático representado por el trazo A. Si los dos perfiles de presión difieren en más de una cantidad umbral, la válvula se considerará que ha operado satisfactoriamente. Por otra parte, los perfiles de presión coinciden sustancialmente o no se desvían del trazo A más allá de una cantidad de umbral, se considera que la válvula ha fallado en operar y será necesario una investigación adicional.

Debe entenderse que la descripción precedente se puede relacionar ya sea con un sistema de apagado de emergencia que cierre la tubería 100 o una modalidad alternativa de la descripción precedente puede realizarse con sistemas de apagado de emergencia de desviación que, bajo condiciones en donde es deseable apagar el sistema la válvula se abrirá, en vez de cerrarse.

La figura 3 muestra otra modalidad alternativa de la descripción precedente la cual proporciona una vista diagramática de un sistema 30 de apagado de emergencia que consiste de un aparato de válvula que comprende una válvula 101 de tubería controlado por un accionador 103 con un transductor 113 de posición utilizado para probar la integridad operacional del sistema 30. Dentro de esta modalidad alternativa, un transductor 113 de posición se conecta a la salida del accionador 103. Durante la secuencia de prueba siguiente el transductor 113 de posición puede ser utilizado por el medio 109 de prueba para determinar directamente si la válvula 101 se puede considerar que ha operado satisfactoriamente.

La figura 4 muestra otra modalidad alternativa de la descripción precedente la cual proporciona una vista diagramática de un sistema 40 de apagado de emergencia que consiste de una válvula 101 operada neumáticamente controlada por un accionador 103 con un transductor 111 de presión y un transductor 113 de posición utilizado para probar lá integridad operacional del sistema 40. Dentro de esta modalidad alternativa, los datos combinados desde el transductor 113 de posición y el sensor 111 de presión se pueden utilizar por el medio 109 de prueba para determinar si la válvula puede ser considerada que ha operado satisfactoriamente .

Las descripciones detalladas de las modalidades anteriores no son descripciones exhaustivas de todas las modalidades contempladas por los inventores que se encuentran dentro del alcance de la invención. En realidad, las personas expertas . en la técnica reconocerán que ciertos elementos de las modalidades descritos en lo anterior se pueden combinar de diversas maneras o se pueden eliminar para crear modalidades adicionales y que dichas modalidades adicionales se encontrarán dentro del alcance y las enseñanzas de la invención. También será evidente para aquellos habitualmente expertos en la técnica que las modalidades descritas en lo anterior se pueden combinar en su totalidad 9 en parte para crear modalidades adicionales dentro del alcance y enseñanzas de la invención.

Así, aunque se describen en la presente modalidades específicas y ejemplos para la invención con propósitos ilustrativos, son posibles diversas modificaciones equivalentes dentro del alcance de la invención, como lo reconocerán aquellos expertos en el ámbito relevante. Las enseñanzas que se proporcionan en la presente se pueden aplicar a otros sistemas de válvula y no sólo a las modalidades descritas en lo anterior y mostradas en las figuras anexas. En consecuencia, el alcance de la invención estará determinado por las siguientes reivindicaciones.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (38)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para recorrer parcialmente un •aparato de válvula de emergencia que comprende un accionador y un miembro de válvula, el aparato se puede mover entre una primera posición y una segunda posición,, caracterizado porque comprende las etapas de: iniciar un movimiento de recorrido parcial del aparato desde la primera posición a la segunda posición; medir un parámetro de un fluido que actúa sobre el aparato; y revertir el movimiento de recorrido parcial del aparato cuando el parámetro medido del fluido alcanza un valor umbral .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el parámetro medido comprende una presión de fluido.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático para determinar un estado operacional de la válvula de emergencia.

4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la presión umbral comprende una presión por encima de la presión atmosférica.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el parámetro medido comprende un caudal del fluido que sale del aparato.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el parámetro medido comprende un caudal del fluido proporcionado al aparato.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además recorrer parcialmente la válvula de emergencia de una manera repetitiva, en donde cada una de los recorridos parciales comprende un valor umbral del parámetro de fluido medido diferente.

8. Un método para recorrer parcialmente un aparato de válvula de emergencia que comprende un accionador y un miembro de válvula, el aparato se puede mover entre una primera posición y una segunda posición caracterizado porque comprende las etapas de: iniciar un movimiento de recorrido parcial del aparato desde la primera posición hasta la segunda posición al ajustar la energía suministrada al aparato; medir la energía que actúa en el aparato; y revertir el movimiento de recorrido parcial del aparato y la válvula cuando la energía medida alcanza un nivel umbral .

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la etapa de medir la energía que actúa sobre el aparato comprende medir una corriente .

10. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la etapa de medir la energía que actúa sobre el aparato comprende medir un voltaj e .

11. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además la etapa de medir una presión de un fluido que actúa sobre el aparato.

12. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático para determinar un estado operacional de la válvula de emergencia .

13. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además recorrer parcialmente la válvula de emergencia de una . manera repetitiva en donde cada uno de los recorridos parciales comprende un valor umbral de energía medida diferente.

14. Un método para determinar el estado operacional y un aparato de válvula de emergencia, que se puede mover entre una primera posición y una segunda posición, caracterizado porque comprende las etapas de: medir una presión que actúa sobre el aparato durante una prueba de recorrido parcial; y comparar la presión que actúa sobre el aparato durante la prueba de recorrido parcial con un modelo matemático.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el modelo matemático se basa en un aparato no operacional.

16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el modelo matemático se basa en un aparato que tiene un volumen fijo durante la prueba de recorrido parcial .

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además la etapa de utilizar la ecuación: P = aebt como el modelo matemático.

18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además la etapa de determinar si la válvula de emergencia es operacional si la presión que actúa sobre el aparato durante la prueba de recorrido parcial varía del modelo matemático en más de una diferencia umbral.

19. Un método para recorrer parcialmente un sistema de apagado de emergencia, caracterizado porque comprende : un aparato de válvula de emergencia que comprende un accionador y una válvula, adaptada para controlar el flujo de fluido en una tubería y que se puede mover entre una primera posición y una segunda, el aparato está desviado hacia la segunda posición; una válvula solenoide que, cuando se energiza proporciona una trayectoria de flujo de fluido entre un suministro de fluido presurizado y el aparato, por lo tanto permite que el fluido presurizado actúe sobre el aparato por lo que mueve el aparato a la primera posición, y cuando es desenergizado, cierra la trayectoria de flujo de fluido entre el suministro de fluido presurizado y el aparato y abre una trayectoria de flujo de fluido entre el aparato y un orificio de ventilación de liberación de presión para liberar el fluido presurizado que actúa sobre el aparato; y un sensor de presión adaptado para medir una presión que actúa sobre el aparato; el método comprende las etapas de: desenergizar la válvula solenoide; medir la presión que actúa sobre el aparato conforme se libera el fluido presurizado que actúa sobre el aparato; volver a energizar la válvula solenoide para volver a abrir la trayectoria de flujo del fluido entre el suministro de fluido presurizado y el aparato y para cerrar la trayectoria de flujo de fluido entre el aparato y el orificio de ventilación; y comparar la presión medida con un modelo matemático.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el aparato se mueve desde la primera posición hacia la segunda posición conforme se libera el fluido presurizado que actúa sobre el aparato.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además la etapa de reenergizar la válvula solenoide cuando la presión medida alcanza una presión umbral.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la presión umbral se selecciona de manera que la trayectoria de flujo de fluido entre el suministro de fluido presurizado y el aparato se abre antes de que el aparato alcance la segunda posición. .

23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático comprende la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático basado en un aparato que tiene un volumen fijo.

24. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la etapa de comparar la presión medida con un modelo matemático comprende la etapa de comparar la presión medida con la ecuación: P = aebt.

25. Él método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende además la etapa de determinar que la válvula de emergencia es operacional si la presión medida varía del modelo matemático en más de una diferencia umbral.

26. Una válvula de emergencia, caracterizada porque comprende : un aparato de válvula que incluye una válvula de tubería y un accionador, el aparato se puede mover entre una primera posición y una segunda posición; una válvula solenoide adaptada para proporcionar una trayectoria de flujo de fluido entre un suministro de fluido presurizado y el aparato cuando se energiza y adaptado para proporcionar una trayectoria de flujo de fluido entre el aparato y un orificio de ventilación de liberación de presión cuando es desenergizado; un sensor adaptado para medir un parámetro de un fluido que actúa sobre el aparato; un medio de control que se proporciona para proporcionar selectivamente al solenoide con un suministro eléctrico de solenoide; y un medio de prueba para iniciar un recorrido parcial de la válvula de tubería al retirar el suministro eléctrico de solenoide de la válvula solenoide por lo que se desenergiza la válvula solenoide y se vuelve a energizar la válvula solenoide cuando el parámetro medido del fluido que actúa sobre el accionador alcanza un valor umbral.

27. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el parámetro medido comprende una presión de fluido.

28. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el medio de prueba se configura adicionalmente para comparar la presión de fluido medida con un modelo matemático para determinar un estado operacional de la válvula de tubería.

29. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el modelo matemático se basa en un aparato que tiene un volumen fijo.

30. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el modelo matemático comprende la ecuación:

31. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la válvula umbral comprende una presión por encima de la presión atmosférica.

32. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el parámetro medido comprende un caudal de fluido que sale del aparato.

33. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el parámetro medido comprende un caudal de fluido proporcionado al aparato.

34. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque comprende además un medio de desviación adaptado para desviar al aparato hacia la primera posición.

35. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el suministro de fluido presurizado es capaz de proporcionar una presión suficiente para vencer al medio de desviación y retener el aparato en la primera posición.

36. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el aparato se mueve desde la primera posición a la segunda posición después de que se desenergiza la válvula solenoide.

37. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la presión predeterminada a la cual se vuelve a energizar la válvula solenoide se selecciona de manera que el aparato no alcanza la segunda posición durante el recorrido parcial de la válvula de emergencia.

38. El aparato automatizado de prueba de válvula de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el medio de prueba inicia el recorrido parcial de la válvula de tubería de una manera repetitiva y en donde cada uno de los recorridos parciales comprende un valor umbral de parámetro de fluido medido diferente.