JP4723977B2 - 電動弁の診断装置及び診断方法 - Google Patents
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Description
(a−1) 前記弁棒移動情報取得手段を前記電動弁の外表面部分に設置するものであって、その設置作業に際して電動弁の一部を開放する必要がないことから、その設置作業に電動弁に関する専門技術を必要とせず、且つ電動弁の一部の開放作業が無い分だけ設置に要する作業量も少なくなり、これらの相乗効果として、設置作業の簡易化及び迅速化が実現される、
(a−2) 電動弁の一部を開放することなく該電動弁の機能を維持したまま、弁棒の軸方向変位に関する移動情報を取得することができるので、移動情報の取得作業を、電動弁が備えられた配管系の稼動状況に左右されることなく、必要に応じて任意に行うことができ、延いては、電動弁の診断における時期的な要求に柔軟に対応できる、
(a−3) 前記弁棒の移動情報を、前記弁棒移動情報取得手段により該弁棒の外部露出部位での計測により取得するものであることから、例えば、従来の測定棒式の取得手段のように電動弁の内部に充填されたグリースの粘性抵抗によって測定精度が左右されるということがなく、精度の高い移動情報を簡易に取得することができる、
(a−4) 前記弁棒移動情報取得手段を、前記弁棒の外部露出部位の表面に接触状態での計測により前記弁棒の移動情報を取得する構成としているので、該弁棒の軸方向変位に追従してその移動方向と移動量が直接的に計測されることから、該弁棒の移動情報を高い精度をもって取得できる、
等の効果が得られる。
(c−1) 前記弁棒移動情報取得手段を前記電動弁の外表面部分に設置するものであって、その設置作業に際して電動弁の一部を開放する必要がないことから、その設置作業に電動弁に関する専門技術を必要とせず、且つ電動弁の一部の開放作業が無い分だけ設置に要する作業量も少なくなり、これらの相乗効果として、設置作業の簡易化及び迅速化が実現される、
(c−2) 電動弁の一部を開放することなく該電動弁の機能を維持したまま、弁棒の軸方向変位に関する移動情報を取得することができるので、移動情報の取得作業を、電動弁が備えられた配管系の稼動状況に左右されることなく、必要に応じて任意に行うことができ、延いては、電動弁の診断における時期的な要求に柔軟に対応できる、
(c−3) 前記弁棒の移動情報を、前記弁棒移動情報取得手段により該弁棒の外部露出部位での計測により取得するものであることから、例えば、従来の測定棒式の取得手段のように電動弁の内部に充填されたグリースの粘性抵抗によって測定精度が左右されるということがなく、精度の高い移動情報を簡易に取得することができる、
(c−4) 前記外部露出部位の表面に非接触状態で計測する構成であるため、電動弁の運転中においても前記弁棒の作動に何等影響を与えることなくその作動状態を検出することができることから、診断作業に時期的な制約がなく、その任意性が向上する、
等の効果が得られる。
(d−1)前記弁棒の外部露出部位において該弁棒の軸方向変位に関する移動情報を検出するものであることから、例えば、電動弁の一部を開放して弁棒を露出させ、その軸方向変位に関する情報を取得する場合に比して、該情報を容易且つ迅速に取得でき、延いては該取得情報に基づく電動弁の機能に関する診断の作業性の向上及び診断コストの低減が可能となる、
(d−2)前記弁棒の移動情報を、該弁棒の外部露出部位での計測により取得するものであることから、例えば、従来の測定棒式の取得手段によって測定する場合のように電動弁の内部に充填されたグリースの粘性抵抗によってその測定精度が左右されるということがなく、精度の高い移動情報を簡易に取得することができる、
(d−3)前記弁棒移動情報取得手段で、前記弁棒の外部露出部位の表面に接触状態での計測により前記弁棒の移動情報を取得する構成であるので、該弁棒の軸方向変位に追従してその移動方向と移動量が直接的に計測されることから、該弁棒の移動情報を高い精度をもって取得できる、
等の効果が得られる。
図1には、本願発明の第1の実施形態に係る診断装置Z1を備えた電動弁1を示しており、同図において符号2は弁体収納部、4は弁体駆動部であって、該弁体収納部2と弁体駆動部4はヨーク3を介して一体的に連結されている。前記弁体収納部2と弁体駆動部4の間には、弁棒6が配置されており、該弁棒6は、その下端に前記弁体8が連結されるとともに、その上端側には前記弁体駆動部4に設けたステムナット7が噛合されている。また、前記弁棒6は、前記ヨーク3部分においては、その左右一対の支柱部3A,3B間に露出状態で配設されている。
図6及び図7には、本願発明の第2の実施形態に係る診断装置Z2を構成する弁棒移動情報取得手段X2を電動弁1のヨーク3部分に設置した状態を示している。
「s+r=r0+s0」
「r=(s×s0)/r0=s×(s0/r0)」、
という関係が成立する。ここで、(s0/r0)は定数と考えることができるので、前記間隔「r」は、前記レーザセンサ31によって取得される前記間隔「s」から得ることができる。
図8には、本願発明の第3の実施形態に係る診断装置Z3を構成する弁棒移動情報取得手段X3を、電動弁1のヨーク3部分に固定された固定ブラケット11と該固定ブラケット11に位置調整可能に連結された支持ブラケット14を介して、前記ヨーク3部分に設置した状態を示しており、同図において符号12及び13は、前記固定ブラケット11と前記支持ブラケット14にそれぞれ設けられたクランプである。
図9には、本願発明の第4の実施形態に係る診断装置Z4を構成する弁棒移動情報取得手段X4を、電動弁1のヨーク3部分に固定された固定ブラケット11と該固定ブラケット11に位置調整可能に連結された支持ブラケット14を介して、前記ヨーク3部分に設置した状態を示しており、同図において符号12及び13は、前記固定ブラケット11と前記支持ブラケット14にそれぞれ設けられたクランプである。
図10及び図11には、本願発明の第5の実施形態に係る診断装置Z5を前記電動弁1のヨーク3部分に取付けた状態を示している。この診断装置Z5は、弁棒移動情報取得手段X5を主体とするものであって、該弁棒移動情報取得手段X5によって、前記弁棒6のうち、前記ヨーク3の左右一対の支柱部3A,3B間に露出している部分においてその動きを計測し、電動弁診断の基礎情報となる前記弁棒6の開弁側又は閉弁側への移動方向と移動量を取得する。
図12及び図13には、本願発明の第6の実施形態に係る診断装置Z6を前記電動弁1のヨーク3部分に取付けた状態を示している。この診断装置Z6は、前記第5の実施形態に係る診断装置Z5と基本構成を同じにするものであって、該診断装置Z5と異なる点は、前記クローラ26の検知信号の出力構造である。即ち、第5の実施形態に係る診断装置Z5においては、前記クローラ26の前記各走行ローラ28のうち、一端側に位置する走行ローラ28に前記ロータリエンコーダ25を連結し、該走行ローラ28の回転を該ロータリエンコーダ25に入力するようにしていたが、この実施形態の診断装置Z6では、図12及び図13に示すように、前記クローラ26に設けられる三個の走行ローラ28とは別に、前記ベルト27に噛合して該ベルト27の走行に追従して回転する検知ローラ42を設け、検知ローラ42の回転を前記ロータリエンコーダ25に入力するように構成している。
図14には、本願発明の第7の実施形態に係る診断装置Z7を前記電動弁1のヨーク3部分に取付けた状態を示している。この診断装置Z7は、弁棒移動情報取得手段X7を主体とするものであって、該弁棒移動情報取得手段X7によって、前記弁棒6のうち、前記ヨーク3の左右一対の支柱部3A,3B間に露出している部分においてその動きを計測し、電動弁診断の基礎情報となる前記弁棒6の作動状態、即ち、開弁側又は閉弁側への移動方向と移動量を取得する。
ここで、前記各実施形態の診断装置Z1〜Z7に共通する作用効果について説明すると以下の通りである。
続いて、前記各診断装置Z1〜Z7の何れかを用いて行われる前記電動弁1の診断内容等について説明する。
リミットスイッチの作動点の診断、ロータスイッチの作動点の診断、トルクバイパススイッチの作動点の診断がある。
ステムナットの磨耗の診断は、基本的には、現時点におけるステムナットクリアランスの大きさと、例えば、ステムナット交換直後におけるステムナットクリアランスの大きさの差分の大きさから、ステムナットの磨耗の進行状態とか、現在の磨耗の進行状態下におけるステムナットの機能の劣化状態の判断、あるいはステムナットの次回の交換時期の予測等を行うものである。
ロッキングナットは、ステムナットの上端側に配置されて該ステムナットの軸方向のガタツキを防止するためのものであって、その診断は、ロッキングナットが緩んでいるかどうかを判断するものである。このロッキングナットが緩むと、ステムナットに軸方向のガタツキが生じるため、このガタツキの大きさを取得し、この取得情報に基づいてロッキングナッとの緩みの有無を診断すれば良い。
弁体吊部の磨耗状態は、図19に示すように、ヨークセンサ出力に基づいて、弁棒作動開始時点(時間t4)から弁体作動開始時点(時間t5)までの時間で表される弁体吊部クリアランスを、正常時における弁体吊部クリアランスと比較することで診断できる。この場合、ヨークセンサ出力の特性線L2において弁棒作動開始時点である「点d」は、リフトセンサ出力の特性線L1において弁棒作動開始時点である「点d」と対応することから、上述のようにヨークセンサ出力のみに基づいて診断するのに代えて、ヨークセンサ出力とリフトセンサ出力の双方に基づいて診断することもできる。
バルブストロークの診断とトルクスイッチの作動点の診断は、相互に関連するものである。即ち、バルブストロークの診断は、弁体の開作動あるいは閉作動においてトルクスイッチが作動した時点における弁棒位置(即ち、弁***置)をリフトセンサによって測定して取得し、この取得位置が設計上の位置に対して許容範囲内にあるかどうかで、その適否を診断するものである。そして、トルクスイッチが作動した時点における弁棒位置が許容範囲内の適正位置でない場合には、トルクスイッチの作動点が適正でないと診断されるものでる。
リミットスイッチの作動点の診断は、弁体の開作動あるいは閉作動においてリミットスイッチが作動した時点における弁棒位置(即ち、弁***置)をリフトセンサによって測定して取得し、この取得位置が設計上の位置に対して許容範囲内にあるかどうかで、その適否を診断するものである。そして、リミットスイッチが作動した時点における弁棒位置が許容範囲内の適正位置でない場合には、トルクスイッチの作動点が適正でないと診断されるものでる。
ロータスイッチの作動点の診断及びトルクバイパススイッチの作動点の診断は相互に関連するもので、通常、トルクバイパススイッチとして、ロータスイッチが用いられている。このトルクバイパススイッチは、開作動時に最大トルクが発生する弁体引き抜き時に、トルクスイッチが作動して開作動が停止されるのを防ぐためにトルクスイッチをバイパスさせるものである。
2 ・・弁体収納部
3 ・・ヨーク
4 ・・弁体駆動部
5 ・・モータ
6 ・・弁棒
7 ・・ステムナット
8 ・・弁体
11 ・・固定ブラッケット
12 ・・クランプ
13 ・・クランプ
14 ・・支持ブラケット
15 ・・ロータリエンコーダ
16 ・・ローラ
21 ・・固定ブラッケット
22 ・・クランプ
23 ・・クランプ
24 ・・支持ブラッケット
25 ・・ロータリエンコーダ
26 ・・クローラ
27 ・・ベルト
28 ・・走行ローラ
29 ・・押圧ローラ
30 ・・固定ブラッケット
31 ・・レーザセンサ
32 ・・可動ブラッケット
33 ・・スプリング
34 ・・調整ネジ
35 ・・光学式センサ
36 ・・測定点
37 ・・回転軸
38 ・・測定用ローラ
39 ・・磁気ヘッド
40 ・・測定用ローラ
41 ・・光学式センサ
42 ・・検出用ローラ
43 ・・磁気テープ
X1 ・・弁棒移動情報取得手段
X2 ・・弁棒移動情報取得手段
X3 ・・弁棒移動情報取得手段
X4 ・・弁棒移動情報取得手段
X5 ・・弁棒移動情報取得手段
X6 ・・弁棒移動情報取得手段
X7 ・・弁棒移動情報取得手段
Z1 ・・診断装置
Z2 ・・診断装置
Z3 ・・診断装置
Z4 ・・診断装置
Z5 ・・診断装置
Z6 ・・診断装置
Z7 ・・診断装置
Claims (10)
- 弁棒に連結された弁体が開閉動可能に収納された弁体収納部と、回転駆動力が付与されたウォームの回転駆動力を利用して前記弁棒に螺合するステムナットを回転させることで前記弁棒を昇降駆動して前記弁体を開閉する弁体駆動部と、前記弁体収納部と前記弁体駆動部を連結するヨークとを備えてなる電動弁の機能に関する診断を行う診断装置であって、
前記弁棒の外部露出部位に対応するように電動弁の外表面部分に設けられて該外部露出部位の表面に接触して該弁棒の軸方向変位に追従して回転するローラと、該ローラの回転方向と回転量を検出する検出器を備え、該検出器により検出された回転方向と回転量に基づいて前記弁棒の移動に関する情報を取得する弁棒移動情報取得手段と、該弁棒移動情報取得手段により取得された移動情報に基づいて前記電動弁の機能に関する診断を行う診断手段を備えたことを特徴とする電動弁の診断装置。 - 請求項1において、
前記ローラの回転半径と前記回転量に基づいて前記弁棒の移動量を算出するに際して前記ローラの回転半径を該ローラの撓み変形量に対応して補正する補正手段を備えたことを特徴とする電動弁の診断装置。 - 弁棒に連結された弁体が開閉動可能に収納された弁体収納部と、回転駆動力が付与されたウォームの回転駆動力を利用して前記弁棒に螺合するステムナットを回転させることで前記弁棒を昇降駆動して前記弁体を開閉する弁体駆動部と、前記弁体収納部と前記弁体駆動部を連結するヨークとを備えてなる電動弁の機能に関する診断を行う診断装置であって、
前記弁棒の外部露出部位に対応するように電動弁の外表面部分に設けられて該外部露出部位の表面に非接触状態での計測により前記弁棒の移動に関する情報を取得する弁棒移動情報取得手段と、該弁棒移動情報取得手段により取得された移動情報に基づいて前記電動弁の機能に関する診断を行う診断手段を備えたことを特徴とする電動弁の診断装置。 - 弁棒に連結された弁体が開閉動可能に収納された弁体収納部と、回転駆動力が付与されたウォームの回転駆動力を利用して前記弁棒に螺合するステムナットを回転させることで前記弁棒を昇降駆動して前記弁体を開閉する弁体駆動部と、前記弁体収納部と前記弁体駆動部を連結するヨークとを備えてなる電動弁の機能に関する診断方法であって、
前記弁棒の外部露出部位に対応するように電動弁の外表面部分に設けられて該外部露出部位の表面に接触して該弁棒の軸方向変位に追従して回転するローラの回転方向と回転量に基づいて該弁棒の移動に関する情報を取得し、取得された移動情報に基づいて電動弁の機能に関する診断を行うことを特徴とする電動弁の診断方法。 - 請求項4において、
前記ローラの回転半径と前記回転量に基づいて前記弁棒の移動量を算出するに際して前記ローラの回転半径を該ローラの撓み変形量に対応して補正することを特徴とする電動弁の診断方法。 - 弁棒に連結された弁体が開閉動可能に収納された弁体収納部と、回転駆動力が付与されたウォームの回転駆動力を利用して前記弁棒に螺合するステムナットを回転させることで前記弁棒を昇降駆動して前記弁体を開閉する弁体駆動部と、前記弁体収納部と前記弁体駆動部を連結するヨークとを備えてなる電動弁の機能に関する診断を行う診断方法であって、
前記弁棒の外部露出部位に対応するように電動弁の外表面部分に設けられて該外部露出部位の表面に非接触状態での計測により前記弁棒の移動に関する情報を取得し、取得された移動情報に基づいて前記電動弁の機能に関する診断を行うことを特徴とする電動弁の診断方法。 - 請求項4,5又は6において、
前記ヨークの伸び又は縮みが復元した復元時点と、前記弁棒が実際に作動を開始する作動開始時点の少なくとも何れか一方を、前記弁棒の移動情報に基づいて取得し、
前記ヨークの復元時点と前記弁棒の作動開始時点に基づいて前記弁棒のネジ部と前記ステムナットの間のクリアランスを求め、該クリアランスの大きさから前記ステムナットの磨耗状態を診断することを特徴とする電動弁の診断方法。 - 請求項4,5又は6において、
前記ヨークの伸び又は縮みの復元時点を、前記弁棒の移動情報、又は前記ヨークに発生する応力に関する情報に基づいて取得することを特徴とする電動弁の診断方法。 - 請求項4,5又は6において、
前記弁棒の作動開始時点を、前記弁棒の移動情報、又は前記ヨークに発生する応力に関する情報に基づいて取得することを特徴とする電動弁の診断方法。 - 請求項4,5又は6において、
前記ヨークの伸び又は縮みが復元した復元時点と、前記弁棒が実際に作動を開始する作動開始時点を、前記ヨークに発生する応力に関する情報に基づいて取得するとともに、前記弁棒の移動速度を前記弁棒の移動情報に基づいて取得し、
これらの取得情報に基づいて前記弁棒のネジ部と前記ステムナットの間のクリアランスを求め、該クリアランスの大きさから前記ステムナットの磨耗状態を診断することを特徴とする電動弁の診断方法。
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