RU2736903C2 - Система контроля управляющего клапана и способ обнаружения изменения в механической целостности вала клапана - Google Patents

Система контроля управляющего клапана и способ обнаружения изменения в механической целостности вала клапана Download PDF

Info

Publication number
RU2736903C2
RU2736903C2 RU2017100323A RU2017100323A RU2736903C2 RU 2736903 C2 RU2736903 C2 RU 2736903C2 RU 2017100323 A RU2017100323 A RU 2017100323A RU 2017100323 A RU2017100323 A RU 2017100323A RU 2736903 C2 RU2736903 C2 RU 2736903C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
valve
valve shaft
shaft
control
Prior art date
Application number
RU2017100323A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017100323A (ru
RU2017100323A3 (ru
Inventor
Кеннет Х. КАРДЕР
Шон У. АНДЕРСОН
Original Assignee
Фишер Контролз Интернешнел Ллс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фишер Контролз Интернешнел Ллс filed Critical Фишер Контролз Интернешнел Ллс
Publication of RU2017100323A publication Critical patent/RU2017100323A/ru
Publication of RU2017100323A3 publication Critical patent/RU2017100323A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2736903C2 publication Critical patent/RU2736903C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0083—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring valve parameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/09—Analysing solids by measuring mechanical or acoustic impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2437—Piezoelectric probes
    • G01N29/245—Ceramic probes, e.g. lead zirconate titanate [PZT] probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0258—Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/262—Linear objects
    • G01N2291/2626—Wires, bars, rods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе контроля управляющего клапана. Система контроля управляющего клапана содержит по меньшей мере один датчик, соединенный с валом клапана, обнаруживающий изменение в механической целостности вала клапана и измеряет напряжение в локализованной зоне вала клапана. Предусмотрено устройство для получения данных об этом изменении в механической целостности вала клапана, что обеспечивает эффективное проведение обслуживания вала клапана. Указанный датчик может быть звукоизлучающим датчиком, активным ультразвуковым датчиком или датчиком на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к обслуживанию управляющих клапанов, а именно, к системе обнаружения усталости вала в управляющем клапане.
Уровень техники
Управляющий клапан регулирует расход текучей среды по мере изменения положения запирающего элемента или тарелки клапана под воздействием усилия приводного механизма. Для выполнения этого действия управляющий клапан должен: (1) содержать текучую среду без наружной утечки; (2) иметь соответствующую возможность для предусмотренного обслуживания; (3) обладать возможностью выдерживать воздействие эрозии, коррозии и температуры процесса и (4) содержать соответствующие концевые соединения для сопряжения со смежными трубопроводами и средствами присоединения приводного механизма для обеспечения передачи осевой нагрузки приводного механизма к штоку запирающего механизма или поворотному валу клапана, например.
Известны многие типы управляющих клапанов. Например, золотниковые управляющие клапаны и управляющие клапаны с поворотным валом хорошо известны в области клапанов управления процессами. Золотниковые управляющие клапаны включают шаровые клапаны, содержащие запирающий элемент, осуществляющий линейное перемещение, один или большее количество каналов и корпус, отличающийся полостью сферической формы вокруг участка канала. В золотниковых управляющих клапанах обычно используется запирающий элемент для того запорного элемента, который расположен в проточном канале, чтобы изменять скорость потока через клапан. Золотниковый управляющий клапан, кроме того, содержит шток клапана, имеющий первый конец, соединенный с запорным элементом, и второй конец, противоположный первому концу, соединенный с приводным механизмом.
Управляющий клапан с поворотным валом представляет собой клапан, в котором элемент управления потоком, такой как полный шар, часть шара, сфера или диск, поворачивается в струйном потоке для регулирования пропускной способности клапана. Управляющий клапан с поворотным валом содержит вал, который соответствует штоку клапана для шарового или золотникового клапана.
Известны некоторые способы обнаружения усталости и наступления растрескивания в вале управляющего клапана с поворотным валом или штоке золотникового управляющего клапана. Например, известным является монтаж тензодатчиков на штоках и валах управляющих клапанов для проверки того, что усилие или крутящий момент передается к клапану сразу же, как только устройству для позиционирования и приводному механизму передан управляющий сигнал на закрывание.
Необходимо, однако, обнаруживать трещины в штоке или вале клапана, которые слишком малы для распознавания при визуальном осмотре, например. Необходимо также обнаруживать трещины и усталость в штоке и вале клапана раньше и более точно, чем это позволяют существующие способы. Для этого конечные пользователи оповещаются о том, что управляющий клапан нуждается в запасных частях и обслуживании, что содействует более эффективному обслуживанию и более длительному сроку службы управляющего клапана.
Раскрытие изобретения
Система контроля управляющего клапана содержит по меньшей мере один датчик, соединенный с валом клапана, для обнаружения изменения в механической целостности этого вала клапана; и устройство для получения данных об изменениях в механической целостности этого вала клапана. По меньшей мере один датчик может представлять собой один или более из числа звукоизлучающего датчика, активного ультразвукового датчика и датчика на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG). Датчик может быть прикреплен к одному концу вала клапана. По меньшей мере один датчик также может прикрепляться к наружной поверхности вала клапана между элементом управления и приводным механизмом. FBG датчик может измерять напряжение в локализованной зоне вала клапана. Звукоизлучающий датчик может обнаруживать образование трещин в указанном вале клапана вследствие изменения в записи акустического сигнала. Кроме того, по меньшей мере один из звукоизлучающего датчика, активного ультразвукового датчика и FBG датчика может быть беспроводным. По меньшей мере один датчик может быть встроен в вал клапана во время изготовления вала клапана. По меньшей мере один датчик может прикрепляться к валу клапана с помощью одного или большего из числа связующих материалов, материалов для пайки или болтов. Система контроля управляющего клапана может, кроме того, содержать запоминающее устройство и источник питания для сбора данных и сообщения об ошибках в вале клапана.
В другом примере осуществления изобретения способ обнаружения изменения в механической целостности вала клапана управляющего клапана с поворотным валом включает в себя объединение по меньшей мере одного из числа звукоизлучающего датчика и датчика на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) с валом клапана; определение усталости в вале клапана, включающее один или более из следующих шагов: (1) обнаружение изменения в записи акустического сигнала между датчиком и валом клапана; и (2) измерение напряжения в локализованной зоне вала клапана. Встраивание по меньшей мере одного датчика в вал клапана может включать прикрепление указанного по меньшей мере одного датчика к одному концу вала клапана посредством болтового или другого механизма соединения. Встраивание по меньшей мере одного датчика в вал клапана может включать прикрепление указанного по меньшей мере одного датчика путем скрепления посредством связующего или пайки к наружной поверхности вала клапана. Указанный способ может дополнительно включать получение данных об изменении в механической целостности вала клапана к одному или большему количеству элементов, выбранных из группы, содержащей локальное цифровое устройство для позиционирования клапана, обособленное устройство для сбора и обработки данных, пакет программ для управления ресурсами или систему управления.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 изображен поперечный разрез управляющего клапана с поворотным валом.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез золотникового управляющего клапана.
На фиг. 3 приведен вид в перспективе вала управляющего клапана с поворотным валом по фиг. 1, снабженного системой контроля управляющего клапана, объединенной с ним.
На фиг. 4 приведен вид в перспективе вала управляющего клапана с поворотным валом по фиг. 1, снабженного другим вариантом осуществления системы контроля управляющего клапана, объединенной с ним.
Осуществление изобретения
Со ссылками на фиг. 1 изображен управляющий клапан 10 с поворотным валом. Управляющий клапан 10 с поворотным валом содержит корпус 12 клапана, впускное отверстие 14 клапана, выпускное отверстие 16 клапана, и проточный канал 18, который проходит между впускным отверстием 14 клапана и выпускным отверстием 16 клапана. Проточный канал 18 содержит канал 20 управления, и выполненный с возможностью перемещения элемент 22 управления, расположенный с возможностью перемещения в канале 20 управления. Элемент 22 управления представляет собой поворотный элемент 22A управления, который соединен с валом 24 клапана. Элемент 22 управления может быть, например, тарелкой клапана, частичным или полным шаром или любым другим видом поворотного элемента управления. Вал 24 клапана функционально соединен с приводным механизмом (не показан), который может быть любым видом приводного механизма, обычно используемого в данной области техники.
Элемент 22 управления расположен таким образом, что он располагается внутри канала 20 управления, и положением элемента 22 управления внутри канала 20 можно управлять, используя приводной механизм (не показан), регулирующий количество потока текучей среды через канал 20 управления. Управляющий клапан 10 содержит канал 27, который имеет размеры, подходящие для вхождения вала 24 клапана. Корпус 12 клапана содержит сальниковую коробку 28, а первичный набивочный пакет 30 расположен в сальниковой коробке 28. Набивочный пакет имеет такие размеры, чтобы прилегать к валу 24 клапана.
Со ссылками на фиг. 2 изображен золотниковый управляющий клапан 100. Как и управляющий клапан 10 с поворотным валом, золотниковый управляющий клапан 100 также содержит корпус 112 клапана, впускное отверстие 114 клапана, выпускное отверстие 116 клапана, и проточный канал 118, проходящий между впускным отверстием 114 клапана и выпускным отверстием 116 клапана. Проточный канал 118 также содержит канал 120 управления, и выполненный с возможностью перемещения элемент 122 управления, расположенный в канале 120 управления. Элемент 122 управления представляет собой линейный элемент 122A управления, такой как запирающий элемент, который соединен с первым концом штока 124 клапана. Второй конец штока 124 клапана, расположенный напротив первого конца, функционально соединен с приводным механизмом (не показано), обычно используемым в данной области техники.
Со ссылками на фиг. 3 показан вал 24 управляющего клапана 10 с поворотным валом по фиг. 1. Вал 24 содержит часть поворотного элемента 22A управления на одном конце. Система 200 контроля управляющего клапана встроена в вал 24. Аналогичным образом система 200 контроля управляющего клапана может также быть встроена в шток 124 золотникового управляющего клапана 100 по фиг. 2. Система 200 контроля управляющего клапана содержит датчик 210 для обнаружения наступления растрескивания или изменений свойств материала вала 24 или штока 124. Точнее говоря, звукоизлучающий датчик 210A закреплен на одном конце вала 24 или штока 124 клапана посредством болтового или другого механизма соединения. Звукоизлучающий датчик 210A обнаруживает изменение в механической целостности вала 24 или штока 124 клапана (фиг. 2) вследствие изменения в записи акустического сигнала, при использовании метода контроля целостности конструкций (SHM).
В целом, SHM представляет собой процесс реализации обнаружения повреждений и стратегии диагностики для инженерных сооружений. Часто повреждение определяется как изменение свойств и/или геометрических размеров материала конструктивной системы, которые отрицательно влияют на рабочие параметры системы. Процесс SHM включает в себя наблюдение за системой в течение определенного времени, используя периодические выборочные измерения динамической характеристики от комплекта датчиков, выделение из этих измерений характеристик, чувствительных к повреждениям, и статистический анализ этих характеристик для определения текущего состояния работоспособности системы. См, например ссылку http://en.wikipedia.org/wiki/Structural_health_monitoring, April 13, 2011.
Система 200 контроля управляющего клапана, кроме того, содержит устройство 220 для получения данных об изменении механической целостности штока 124 клапана или вала 24 клапана. Устройство 220 может быть локальным цифровым устройством для позиционирования клапана, обособленным устройством для сбора/обработки данных, пакетом программ для управления ресурсами, или системой управления, такой как система управления Delta V.
Как показано на фиг. 3, датчик 210A обнаруживает изменения в механической целостности вала 24 или штока 124 клапана (фиг. 2) вследствие изменения в записи акустического сигнала между датчиком 210A и валом 24 или штоком 124 клапана. Данные об изменении в механической целостности вала 24 или штока 124 клапана (фиг. 2) затем предоставляются конечному пользователю. Точнее говоря, обнаруженная ошибка или отклонение от базисной записи может передаваться к локальному цифровому устройству для позиционирования клапана, обособленному устройству для сбора/обработки данных, пакету программ для управления ресурсами, или системе управления, такой как система управления Delta V, каждая из которых может быть частью системы 200 контроля управляющего клапана. В одном варианте осуществления обнаруженная ошибка вызывает состояние готовности цифрового устройства для позиционирования клапана или системы сбора данных (не показано), которая будет выполнять индикацию изменения в состоянии или приближающегося отказа вала 24 или штока 124 клапана. Если датчик 210A указывает, что в вале 24 или штоке 124 (фиг. 2) обнаружена трещина, у конечного пользователя есть допустимое время для подготовки к обслуживанию вала 24 или штока 124 клапана. В другом варианте осуществления система 200 может также определять степень изменения обнаруженного повреждения и может, следовательно, обеспечить оценку оставшегося срока службы компонента.
Как показано на фиг. 4, вал 24 управляющего клапана 10 с поворотным валом по фиг. 1 снова показан с другой системой 300 контроля управляющего клапана, используя метод SHM. Аналогичным образом система 300 контроля управляющего клапана может использоваться со штоком 124 золотникового управляющего клапана 100 по фиг. 2. Система 300 контроля управляющего клапана содержит по меньшей мере один датчик 310A, который может быть датчиком 310A на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) для обнаружения трещин или изменений в свойствах материала вала 24 или штока 124. FBG датчик 310A прикреплен посредством скрепления посредством связующего или пайки к наружному диаметру вала 24 или штока 124 между элементом 22A клапана и приводным механизмом (не показан), расположенным на конце вала 24 напротив элемента 22A клапана. Датчик FBG 310A измеряет деформацию на локализованном участке вала 24 или штока 124 (фиг. 2). При этом система 300 контроля управляющего клапана объединяет измерение физических характеристик вала 24 или штока 124 клапана (вместо прогнозной или расчетной оценки усталости компонентов), обеспечивая конечному пользователю время для подготовки к обслуживанию вала 24 или штока 124 клапана.
Датчик 310A системы 300 контроля управляющего клапана может, как вариант, быть активным ультразвуковым датчиком, который обнаруживает изменение в механической целостности вала 24 или штока 124 клапана (фиг. 2) вследствие изменения ультразвуковых волн Лэмба между ультразвуковым датчиком и валом 24 или штоком 124 клапана. Точнее говоря, активный ультразвуковой датчик и приводной механизм передает к материалу вала 24 или штока 124 клапана (фиг. 2) небольшое сжатие, а затем ожидает записи результирующих ультразвуковых волн, которые распространяются через компонент. Трещины или другие дефекты в материале вала 24 или штока 124 клапана будут искажать отраженные волны. Такие активные ультразвуковые датчики могут прикрепляться путем скрепления посредством связующего или пайки к наружному диаметру вала 24 или штока 124 или концу вала 24 штока 124, как показано для варианта на фиг. 3. Однако активные ультразвуковые датчики обычно монтируют на конце вала 24 клапана для поворотных клапанов и наружном диаметре штока 124 клапана (фиг. 2) для золотниковых клапанов (фиг. 2).
В еще одном варианте осуществления, датчик 310A системы 300 контроля управляющего клапана может быть одним или большим количеством пьезоэлектрических волновых активных датчиков или пьезокерамических (PZT) датчиков. В данном случае полное сопротивление пьезоэлектрического волнового активного датчика или PZT датчика (фиг. 2) сравнивается с полным сопротивлением вала 24 или штока 124, что позволяет обнаруживать изменение в механической целостности вала 24 или штока 124 клапана.
Аналогично системе 200 контроля управляющего клапана по фиг. 3, система 300 контроля управляющего клапана, кроме того, содержит устройство 320 для получения данных об изменении механической целостности штока 124 клапана или вала 24 клапана. Устройство 220 может быть локальным цифровым устройством для позиционирования клапана, обособленным устройством для сбора/обработки данных, пакетом программ для управления ресурсами, или системой управления, такой как система управления Delta V.
Хотя датчики 210A и 310A могут прикрепляться к валу 24 и штоку 124 клапана, используя связующее вещество, паяльный материал, болты или другие механизмы крепления. известные специалистам, датчики 210A и 310A могут, как вариант, объединяться с валом 24 или штоком 124 клапана при их изготовлении.
Кроме того, для акустических или ультразвуковых измерений датчики 210A и 310A могут быть соединены с локальным цифровым устройством для позиционирования клапана или обособленным устройством для сбора/обработки данных, используя одножильный кабель или беспроводной сигнал (не показано). Для схемы волоконных решеток Брэгга (FBG), датчики 210A и 310A могут быть соединены с цифровым устройством для позиционирования клапана или обособленным устройством, используя оптоволокно. При использовании множества датчиков FBG в блоке управляющего клапана многие датчики FBG могут быть соединены последовательно, используя одножильный оптоволоконный кабель. Для акустических и ультразвуковых измерений каждый датчик 210A, 310A может быть иметь собственный кабельный или беспроводный адрес. Использование беспроводных датчиков с системами 200, 300 контроля управляющего клапана помогает уменьшить издержки на установку датчиков 210A и 310A и исключает усталость кабельных сборок, связанных с датчиками 210A и 310A, физически прикрепленных к валу 24 и штоку 124 клапана с помощью различных механизмов, описанных выше.
Кроме того, системы 200, 300 контроля управляющего клапана могут также включать силовые и запоминающие устройства, которые обеспечивают постоянный сбор данных и сообщение об ошибках.
Принимая во внимание предшествующее описание, специалисту в данной отрасли будут очевидны многочисленные изменения и альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения. Соответственно, настоящее описание следует рассматривать только как иллюстративное, и только предназначенное для ознакомления специалистов с лучшим вариантом осуществления изобретения. Детали настоящего изобретения могут изменяться без отклонения от сущности изобретения, и охраняется исключительное право использования всех модификаций, которые подпадают под объем формулы изобретения.
Таким образом, хотя показаны и описаны конкретные варианты осуществления и применения, должно быть понятно, что раскрытые варианты осуществления не ограничены определенной конструкцией и компонентами, раскрытыми в настоящем документе. Например, специалисту будет понятно, что наружный диаметр вала 24 или штока 124, к которому крепится по меньшей мере один датчик 210A (фиг. 3), 310A (фиг. 4), эквивалентен наружной поверхности вала 24 или штока 124. Кроме того, хотя две системы 200, 300 контроля управляющего клапана, описанные в настоящем документе, показаны на фиг. 3 и 4 как встроенные в вал 24 управляющего клапана 10 с поворотным валом по фиг. 1, две системы 200, 300 контроля управляющего клапана также могут быть полностью встроены в шток 124 золотникового управляющего клапана 100 по фиг. 2. Кроме того, специалисту также будет понятно, что устройства 220, 320 для получения данных об изменении в механической целостности штока 124 клапана или вала 24 клапана, могут содержать одно или большее количество обрабатывающих устройств, запоминающих устройств, аккумуляторных батарей и беспроводных интерфейсов, и по-прежнему будут подпадать под действие прилагаемой формулы изобретения. В одном примере устройство 220 по фиг. 3 содержит обрабатывающее устройство 222, запоминающее устройство 224, аккумуляторную батарею 226, и беспроводный интерфейс 228, и устройство 320 по фиг. 4 также может содержать одно или несколько из них. В итоге, как поясняется в настоящем документе, могут быть выполнены эти и другие различные модификации в компоновке, действии и деталях системы и способа, раскрытого в настоящем документе без отклонения от объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Claims (9)

1. Система контроля управляющего клапана, содержащая: по меньшей мере один датчик, соединенный с валом клапана, для обнаружения изменения в механической целостности этого вала клапана, причем по меньшей мере один датчик представляет собой один или более из числа звукоизлучающего датчика, активного ультразвукового датчика и датчика на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG), и датчик на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) измеряет напряжение в локализованной зоне вала клапана; и устройство для получения данных об этом изменении в механической целостности указанного вала клапана, при этом указанный по меньшей мере один датчик прикреплен к наружной поверхности вала клапана между концом вала, соединенным с элементом управления, и другим концом вала, противоположным элементу управления.
2. Система по п. 1, в которой по меньшей мере один датчик прикреплен к наружной поверхности вала клапана между элементом управления и приводным механизмом.
3. Система по п. 1, в которой звукоизлучающий датчик обнаруживает образование трещин в указанном вале клапана вследствие изменения в записи акустического сигнала.
4. Система по п. 1, в которой по меньшей мере один из звукоизлучающего датчика, активного ультразвукового датчика и датчика на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) является беспроводным.
5. Система по п. 1, которая, кроме того, содержит запоминающее устройство и источник питания для постоянного сбора данных и сообщения об ошибках в вале клапана.
6. Способ обнаружения изменения в механической целостности вала клапана управляющего клапана с поворотным валом, включающий: объединение по меньшей мере одного из числа звукоизлучающего датчика и датчика на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) с валом клапана; определение усталости в вале клапана, включающее один или более из следующих шагов: (1) обнаружение изменения в записи акустического сигнала между датчиком и валом клапана; и (2) измерение напряжения в локализованной зоне вала клапана, при этом объединение датчика на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) с валом клапана включает прикрепление датчика на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) к наружной поверхности вала клапана между концом вала, соединенным с элементом управления, и другим концом вала,
противоположным элементу управления.
7. Способ по п. 6, в котором объединение по меньшей мере одного датчика с валом клапана включает прикрепление указанного по меньшей мере одного датчика путем скрепления посредством связующего или пайки к наружной поверхности вала клапана.
8. Способ по п. 6, который, кроме того, включает получение данных об изменении в механической целостности вала клапана к одному или большему количеству элементов, выбранных из группы, содержащей локальное цифровое устройство для позиционирования клапана, обособленное устройство для сбора и обработки данных, пакет программ для управления ресурсами или систему управления.
RU2017100323A 2011-07-21 2012-07-17 Система контроля управляющего клапана и способ обнаружения изменения в механической целостности вала клапана RU2736903C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161510252P 2011-07-21 2011-07-21
US61/510,252 2011-07-21

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014103714A Division RU2609818C2 (ru) 2011-07-21 2012-07-17 Система контроля управляющего клапана

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017100323A RU2017100323A (ru) 2018-12-20
RU2017100323A3 RU2017100323A3 (ru) 2020-05-29
RU2736903C2 true RU2736903C2 (ru) 2020-11-23

Family

ID=46604063

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100323A RU2736903C2 (ru) 2011-07-21 2012-07-17 Система контроля управляющего клапана и способ обнаружения изменения в механической целостности вала клапана
RU2014103714A RU2609818C2 (ru) 2011-07-21 2012-07-17 Система контроля управляющего клапана

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014103714A RU2609818C2 (ru) 2011-07-21 2012-07-17 Система контроля управляющего клапана

Country Status (9)

Country Link
US (3) US9494560B2 (ru)
EP (2) EP3051285B1 (ru)
JP (1) JP6220334B2 (ru)
KR (2) KR20190022899A (ru)
BR (1) BR112013033194A2 (ru)
CA (1) CA2840238C (ru)
MX (2) MX355940B (ru)
RU (2) RU2736903C2 (ru)
WO (1) WO2013012849A1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190022899A (ko) 2011-07-21 2019-03-06 피셔콘트롤스인터내쇼날엘엘씨 제어 밸브 모니터링 시스템
JP5843669B2 (ja) * 2012-03-14 2016-01-13 アズビル株式会社 整備対象バルブ選定装置および選定方法
KR101369212B1 (ko) * 2012-08-01 2014-03-27 한국과학기술원 회전 구조물의 레이저 초음파 영상화 방법 및 장치
FR2998029A1 (fr) * 2012-11-14 2014-05-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Raccord de connexion fluidique entre deux elements d'un circuit hydraulique
US9423050B2 (en) 2013-04-09 2016-08-23 Fisher Controls International Llc Intelligent actuator and method of monitoring actuator health and integrity
US9746095B2 (en) 2013-07-17 2017-08-29 Fisher Controls International Llc Apparatus to attach a fluid valve bonnet
US9719610B2 (en) 2014-04-07 2017-08-01 Dresser, Inc. Method for detecting an operating condition on a valve assembly and implementation thereof
US10996236B2 (en) 2014-07-22 2021-05-04 Fisher Controls International Llc Control device position feedback with accelerometer
US9869981B2 (en) 2014-08-11 2018-01-16 Fisher Controls International Llc Control device diagnostic using accelerometer
US10337647B2 (en) * 2014-12-15 2019-07-02 General Electric Company Obstruction detection for a control valve
RU2650799C2 (ru) * 2016-04-04 2018-04-17 Олег Викторович Горбачев Оптоволоконный акустико-эмиссионный способ определения пластических деформаций больших инженерных сооружений
US9926803B2 (en) 2016-06-28 2018-03-27 Woodward, Inc. Turbine control device prognostics
EP3517185A1 (en) 2018-01-29 2019-07-31 Marioff Corporation OY Valve assembly
CN116592174A (zh) 2018-06-06 2023-08-15 株式会社开滋 阀的状态把握方法和阀的状态把握系统
WO2020077475A1 (es) * 2018-10-18 2020-04-23 HighService Technology & Services Limitada Un dispositivo sensor inalámbrico para válvulas de conductos de flujo de pulpa de mineral para controlar su funcionamiento en forma remota
US11231315B2 (en) * 2019-09-05 2022-01-25 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Acoustic detection of position of a component of a fluid control device
WO2021136973A1 (es) * 2020-01-03 2021-07-08 Garcia Rojas, Christian Javier Modulo acoplable a valvulas de seguridad y/o alivio para medicion, transmision y registros de eventos

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998052501A1 (en) * 1997-05-19 1998-11-26 Gynelab Products, Inc. Disposable bladder for intrauterine use
DE19947129A1 (de) * 1999-09-30 2001-04-05 Siemens Ag Diagnosesystem und -verfahren, insbesondere für ein Ventil
RU2213328C2 (ru) * 1996-09-09 2003-09-27 Блю Роуд Рисерч, Инк. Система датчиков поперечной деформации на основе волоконно-оптических решеток

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1167393A1 (ru) * 1983-05-13 1985-07-15 Войсковая Часть 11284 Электромагнитный клапан с сигнализацией положени запорного органа
US4879901A (en) * 1987-08-20 1989-11-14 Liberty Technology Center, Inc. System for evaluating the condition and performance of a valve and valve operator combination
KR890007306A (ko) * 1987-10-30 1989-06-19 제트.엘.더머 온라인 밸브 진단 감시 시스템
JP2868861B2 (ja) * 1990-08-06 1999-03-10 株式会社東芝 弁棒の異常診断装置
DE4326343A1 (de) * 1993-08-05 1995-02-09 Honeywell Ag Diganose-System für Regel- und Absperrarmaturen
US5433245A (en) * 1993-08-16 1995-07-18 Westinghouse Electric Corporation Online valve diagnostic monitoring system having diagnostic couplings
US5747697A (en) * 1996-10-16 1998-05-05 Niagara Mohawk Power Corporation Valve stem thrust measuring device
US6240789B1 (en) * 1998-05-15 2001-06-05 Crane Nuclear, Inc. Permanently instrumented actuated valve assembly, with internally-gauged, permanently instrumented shaft
US7292968B2 (en) * 2000-09-29 2007-11-06 Cadence Design Systems, Inc. Hot carrier circuit reliability simulation
WO2004031711A1 (ja) 2002-10-01 2004-04-15 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 圧電センサおよびそれを備えた入力装置
JP4126370B2 (ja) * 2002-12-04 2008-07-30 独立行政法人産業技術総合研究所 薄膜型圧電センサ
GB2398065A (en) * 2003-10-16 2004-08-11 Bespak Plc Dispensing apparatus
GB0411447D0 (en) * 2004-05-21 2004-06-23 Navitas Uk Ltd Valve monitoring system
JP4471956B2 (ja) * 2005-06-03 2010-06-02 秀雄 長 弾性波検出装置
KR100760510B1 (ko) * 2006-05-26 2007-09-20 한국과학기술연구원 회전체의 이상감지장치
JP4248567B2 (ja) * 2006-08-09 2009-04-02 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 弁装置の監視システム
DE102006041865A1 (de) 2006-09-06 2008-03-27 Siemens Ag Optische Einrichtung zur Überwachung einer drehbaren Welle mit gerichteter Achse
US7669466B2 (en) * 2007-05-09 2010-03-02 Lv Sensors, Inc. Monitoring device attachment to rubber valve stems
GB0720453D0 (en) * 2007-10-19 2007-11-28 Qinetiq Ltd Valve testing
US20090161243A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Ratnesh Sharma Monitoring Disk Drives To Predict Failure
US8272236B2 (en) * 2008-06-18 2012-09-25 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Industry, Through The Communications Research Centre Canada High temperature stable fiber grating sensor and method for producing same
JP2010054434A (ja) 2008-08-29 2010-03-11 Toshiba Corp 弁診断方法及び弁診断装置
JP5232061B2 (ja) * 2009-03-31 2013-07-10 株式会社東芝 弁装置の弁棒診断装置及び方法
JP2011107775A (ja) * 2009-11-12 2011-06-02 Toshiba Corp こわさ検出装置、こわさ検出方法、及びこわさ検出装置を備える紙葉類処理装置
KR20190022899A (ko) 2011-07-21 2019-03-06 피셔콘트롤스인터내쇼날엘엘씨 제어 밸브 모니터링 시스템
CN202230056U (zh) 2011-07-21 2012-05-23 费希尔控制国际公司 控制阀监测系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2213328C2 (ru) * 1996-09-09 2003-09-27 Блю Роуд Рисерч, Инк. Система датчиков поперечной деформации на основе волоконно-оптических решеток
WO1998052501A1 (en) * 1997-05-19 1998-11-26 Gynelab Products, Inc. Disposable bladder for intrauterine use
DE19947129A1 (de) * 1999-09-30 2001-04-05 Siemens Ag Diagnosesystem und -verfahren, insbesondere für ein Ventil

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140045540A (ko) 2014-04-16
RU2014103714A (ru) 2015-08-27
KR101952476B1 (ko) 2019-02-26
US10197185B2 (en) 2019-02-05
BR112013033194A2 (pt) 2017-03-01
US20170030480A1 (en) 2017-02-02
KR20190022899A (ko) 2019-03-06
MX355940B (es) 2018-05-07
US9494560B2 (en) 2016-11-15
EP3051285B1 (en) 2018-10-10
EP3051285A1 (en) 2016-08-03
MX2014000841A (es) 2014-05-13
RU2609818C2 (ru) 2017-02-06
JP6220334B2 (ja) 2017-10-25
US20130019683A1 (en) 2013-01-24
JP2014521045A (ja) 2014-08-25
MX343952B (es) 2016-11-30
US20190145544A1 (en) 2019-05-16
EP2734764B1 (en) 2016-03-16
US10550959B2 (en) 2020-02-04
CA2840238A1 (en) 2013-01-24
EP2734764A1 (en) 2014-05-28
CA2840238C (en) 2020-08-25
WO2013012849A1 (en) 2013-01-24
RU2017100323A (ru) 2018-12-20
RU2017100323A3 (ru) 2020-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2736903C2 (ru) Система контроля управляющего клапана и способ обнаружения изменения в механической целостности вала клапана
US8250924B2 (en) Industrial process device utilizing piezoelectric transducer
JP7465627B2 (ja) 安全弁の性能を監視するための圧縮ばねの変形の測定
US6240789B1 (en) Permanently instrumented actuated valve assembly, with internally-gauged, permanently instrumented shaft
EP2883026B1 (en) Thermal diagnostic for single-crystal process fluid pressure sensor
CN102890115B (zh) 控制阀监测系统
US20180095455A1 (en) Maintenance condition sensing device
EP0947901A2 (en) Maintenance monitor system for steam turbine valves
CN202230056U (zh) 控制阀监测系统
AU2016250139A1 (en) Measurement system and methods
US20160041127A1 (en) Support structure location and load measurement
CA2890971A1 (en) Containment integrity sensor device
KR20180121779A (ko) 방사선 경화형 초음파 세정 시스템
Li et al. The Actuator Fault Diagnosis Based on the Valve Friction
CN117167674A (zh) 一种用于复杂曲面的二维阵面柔性腐蚀监测装置
CN117740216A (zh) 轴向力测量装置、系统及具有该装置的低温流体机械
CN107631791A (zh) 一种监测油浸式变压器噪声的传感器
JPS60252261A (ja) 自己機能検査型超音波センサ−