JPH11315954A - Motor valve actuator - Google Patents
Motor valve actuatorInfo
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- JPH11315954A JPH11315954A JP12510798A JP12510798A JPH11315954A JP H11315954 A JPH11315954 A JP H11315954A JP 12510798 A JP12510798 A JP 12510798A JP 12510798 A JP12510798 A JP 12510798A JP H11315954 A JPH11315954 A JP H11315954A
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- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、石油コンビナー
ト、化学プラント、発電プラント等に用いられるシステ
ム自動化のための電動バルブを駆動する電動バルブアク
チュエータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric valve actuator for driving an electric valve for system automation used in petroleum complexes, chemical plants, power plants and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】石油コンビナートや化学プラント等で
は、配管各部に多数のバルブが配設されるが、システム
の自動化を図るために、これらのバルブに電動バルブア
クチュエータを取り付けておく場合が少なくない。その
場合、バルブの適正な設定やメンテナンスが不可欠であ
るが、トルク設定やバルブ劣化の診断等する目安にする
ために、バルブの弁軸の出力トルクを検出することが行
われている。2. Description of the Related Art In a petroleum complex, a chemical plant, or the like, a large number of valves are provided in each part of a pipe. In many cases, an electric valve actuator is attached to these valves in order to automate the system. In this case, proper setting and maintenance of the valve are indispensable, but output torque of the valve shaft of the valve is detected for the purpose of setting torque and diagnosing valve deterioration.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、これまでの
トルク検出は、ウォームシャフトが出力トルクに応じた
スラスト変位を惹起する事に着目してそのウォームシャ
フトの所定変位をリミットスイッチによって検出する
か、或いはモータの電流値とコイル磁束密度を検出して
モータ単体の出力トルクを算出し、これと減速機構の減
速比（実験値）との積で出力トルクを算出するか、何れ
かの手法によっている。By the way, in the conventional torque detection, attention is paid to the fact that the worm shaft causes a thrust displacement corresponding to the output torque, and a predetermined displacement of the worm shaft is detected by a limit switch. Alternatively, the output torque of the motor alone is calculated by detecting the current value of the motor and the coil magnetic flux density, and the output torque is calculated by the product of this and the reduction ratio (experimental value) of the reduction mechanism. .
【０００４】ところが、前者の場合には、電動バルブア
クチュエータの組立工場内にあるテストスタンド等を用
いて出力トルクを測定し、リミットスイッチが所定の出
力トルクで働くようにそのリミットスイッチの作動ポイ
ントを調整する必要がある。このため、調整に熟練を必
要とする上に、現地では出力トルクが分からないために
調整が困難であるという問題、あるいは１点でしか出力
トルクを検出できない、分解能が低い等といった問題等
がある。一方、後者の場合には、モータ自身の構造がそ
のような出力トルクを算出できるものに限定されるた
め、インダクションモータ以外のモータ（例えばＤＣモ
ータ）等を使用する電動バルブアクチュエータには適用
できないという難点がある。[0004] However, in the former case, the output torque is measured using a test stand or the like in an electric valve actuator assembly factory, and the operating point of the limit switch is set so that the limit switch operates at a predetermined output torque. Need to adjust. For this reason, there is a problem that the adjustment requires skill, and it is difficult to adjust the output torque at the site because the output torque is not known, or there is a problem that the output torque can be detected only at one point and the resolution is low. . On the other hand, in the latter case, the structure of the motor itself is limited to that capable of calculating such an output torque, so that it cannot be applied to an electric valve actuator using a motor (for example, a DC motor) other than the induction motor. There are difficulties.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、モータからの動力をウォーム減速機
構を介してバルブの弁軸に伝達する電動バルブアクチュ
エータにおいて、前記ウォーム減速機構のウォームシャ
フトに、スラスト方向変位量を連続的に検出して電気信
号として取り出す差動トランス等の検出手段を設けたこ
とを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention relates to an electric valve actuator for transmitting power from a motor to a valve shaft of a valve via a worm reduction mechanism. Wherein the worm shaft is provided with detecting means such as a differential transformer for continuously detecting the amount of displacement in the thrust direction and extracting the displacement as an electric signal.
【０００６】このような構成のものであれば、ウォーム
シャフトのスラスト方向変位量はウォームホイールすな
わちバルブの弁軸の出力トルクと理論上、比例関係にあ
ると考えることができるので、ウォームシャフトのスラ
スト方向変位量を差動トランス等の検出手段によって電
気信号として取り出せば、その電気信号によりバルブの
弁軸の出力トルクを連続的にモニターすることができ
る。したがって、任意のポイントをシステム制御に利用
することが可能となる。その上、スラスト変位量に応じ
た電気信号が連続的に取り出されるため、シーティング
ポイントや過負荷ポイント等の調整も実装状態において
簡単に行うことができる。特に、ウォームシャフトの変
位量分解能が高いため、トルク設定等の正確さも期すこ
とができる。さらに、モータの構造に依存しないトルク
検出手法なので、どのようなモータ構造の電動バルブア
クチュエータにも利用することが可能となる。With such a structure, the amount of displacement of the worm shaft in the thrust direction can be considered to be theoretically proportional to the output torque of the worm wheel, that is, the valve shaft of the valve. If the directional displacement is extracted as an electric signal by a detecting means such as a differential transformer, the output torque of the valve stem of the valve can be continuously monitored by the electric signal. Therefore, any point can be used for system control. In addition, since electric signals corresponding to the thrust displacement amount are continuously taken out, adjustment of the seating point, the overload point, and the like can be easily performed in the mounted state. In particular, since the displacement amount resolution of the worm shaft is high, accuracy such as torque setting can be expected. Further, since the torque detection method does not depend on the structure of the motor, it can be used for an electric valve actuator having any motor structure.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１を参照して
説明する。この実施例の電動バルブアクチュエータは、
モータ１からの駆動力をウォーム減速機構２を介して図
示しないセンターコラムに伝え、これによりバルブの弁
軸を駆動するように構成されるものである。ウォーム減
速機構２は、ハウジング３内に一対のベアリング４を介
してウォームシャフト６を両持ち的に軸支し、それらの
ベアリング４をハウジング３内に形成した軸方向の内方
端面３ａとの間に弾設した皿バネ７を介して中心位置に
向かって弾性付勢している。このウォームシャフト６の
中央部には軸心を直交させてウォームホイル８が噛合さ
せてあり、ウォームシャフト６の一端に設けたモータ１
によりこのウォームシャフト６を回転駆動すると、その
回転動力が直交する前記ウォームホイル８の回転動力に
変換されるようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The electric valve actuator of this embodiment is
The driving force from the motor 1 is transmitted to a center column (not shown) via the worm speed reduction mechanism 2, thereby driving the valve shaft of the valve. The worm reduction mechanism 2 supports the worm shaft 6 in both ends of the housing 3 via a pair of bearings 4, and connects the bearing 4 to an axially inner end surface 3 a formed in the housing 3. The spring is elastically biased toward the center position via a disc spring 7 elastically provided. A worm wheel 8 is meshed with a central portion of the worm shaft 6 with its axis orthogonal to the center.
When the worm shaft 6 is rotationally driven, the rotational power is converted into orthogonal rotational power of the worm wheel 8.
【０００８】このような構成において、本実施例は、前
記ウォームシャフト６の他端側に、本発明の検出手段で
ある差動トランス９を設けている。この差動トランス９
は、前記ウォームシャフト６の他端に取り付けた磁性材
製のコア１０と、このコア１０を包囲する位置に環状に
配設したコイル部１１とを具備してなる通常のもので、
このコイル部１１はスラスト方向の中心部を１次側コイ
ル１１ａ、その両側を２次側コイル１１ｂとし、１次側
コイル１１ａに電源回路１２を通じて電圧を掛けると、
前記コア１０がコイル部１１の中心位置に対してスラス
ト方向へ変位したときに、その変位量ΔＬに比例した電
圧Ｖｘが２次側コイル１１ｂの端子１１ｃ、１１ｄ間に
取り出せるようになっている。In such a configuration, in the present embodiment, a differential transformer 9 as a detecting means of the present invention is provided on the other end side of the worm shaft 6. This differential transformer 9
Is a normal type including a core 10 made of a magnetic material attached to the other end of the worm shaft 6 and a coil portion 11 disposed in a position surrounding the core 10 in an annular shape.
When the coil portion 11 has a primary coil 11a at the center in the thrust direction and secondary coils 11b on both sides thereof, when a voltage is applied to the primary coil 11a through the power supply circuit 12,
When the core 10 is displaced in the thrust direction with respect to the center position of the coil portion 11, a voltage Vx proportional to the displacement ΔL can be taken out between the terminals 11c and 11d of the secondary coil 11b.
【０００９】すなわち、この実施例の電動バルブアクチ
ュエータは、モータ１の回転動力によってウォームシャ
フト６を回転駆動すると、それがウォームホイル８の回
転動作に変換され、図示しないセンタコラムによってバ
ルブの弁軸を駆動することとなる。このとき、バルブの
負荷抵抗により、ウォームホイル８の駆動トルクＴ０が
大きいほどウォームシャフト６はその反力によりスラス
ト方向に力を受けて、皿バネ７のバネ特性に従って皿バ
ネ７を圧縮しながらスラスト方向に変位ΔＬを惹起す
る。そして、差動トランス９において、この変位量ΔＬ
に応じた電圧信号Ｖｘが端子１１ｃ、１１ｄ間に取り出
せるものとなる。That is, in the electric valve actuator of this embodiment, when the worm shaft 6 is rotationally driven by the rotational power of the motor 1, the worm shaft 6 is converted into the rotational operation of the worm wheel 8, and the valve shaft of the valve is rotated by a center column (not shown). It will be driven. At this time, due to the load resistance of the valve, as the driving torque T0 of the worm wheel 8 increases, the worm shaft 6 receives a force in the thrust direction due to the reaction force thereof, and compresses the disc spring 7 in accordance with the spring characteristics of the disc spring 7 while thrusting. In the direction .DELTA.L. Then, in the differential transformer 9, this displacement amount ΔL
Can be taken out between the terminals 11c and 11d.
【００１０】このような構成のものであれば、差動トラ
ンス１１の電圧Ｖｘをもってウォームシャフト６のスラ
スト方向変位量ΔＬ、ひいてはバルブの弁軸の出力トル
クＴ０を連続的にモニターすることができる。したがっ
て、任意のポイントをシステム制御に有効利用すること
が可能となる。その上、スラスト変位量ΔＬに応じた電
気信号Ｖｘが連続的に取り出せるため、シーティングポ
イントや過負荷ポイント等の調整、トルク設定も現地プ
ラントに実装した状態において簡単に行うことができ
る。特にウォームシャフト６は変位量分解能が高いた
め、平易な作業でトルク設定等に正確さを期すこともで
きる。また、これにより電動バルブアクチュエータの出
力状態を常時モニターすることができるので、あるポイ
ントにてシーティングトルクが適正に生じているか等を
基準にすればバルブ劣化の進行状況も事前にチェックし
てメンテナンスの為の自己診断にも利用することがで
き、データロギングも可能となる。さらに、モータの構
造に依存しないトルク検出手法なので、どのようなモー
タ構造の電動バルブアクチュエータにおいても利用する
ことが可能となる。With such a configuration, the amount of displacement ΔL of the worm shaft 6 in the thrust direction and the output torque T0 of the valve shaft of the valve can be continuously monitored with the voltage Vx of the differential transformer 11. Therefore, any point can be effectively used for system control. In addition, since the electric signal Vx corresponding to the thrust displacement amount ΔL can be continuously taken out, adjustment of a seating point, an overload point, and the like, and torque setting can be easily performed in a state where the local plant is mounted. In particular, since the worm shaft 6 has a high displacement amount resolution, it is possible to ensure accuracy in torque setting and the like by simple work. In addition, since the output state of the electric valve actuator can be constantly monitored, the progress of valve deterioration can be checked in advance based on whether seating torque is properly generated at a certain point, and maintenance can be performed in advance. It can also be used for self-diagnosis and data logging. Further, since the torque detection method does not depend on the structure of the motor, it can be used in an electric valve actuator having any motor structure.
【００１１】なお、各部の具体的な構成は、図示実施例
のものに限定されるものではない。例えば、上記実施例
ではウォームシャフトのスラスト変位量を連続的に検出
する検出手段として差動トランスを用いた場合について
説明したが、静電容量型の変位センサを用いても有効な
効果を上げることができる。また、これ以外の変位セン
サとしても、直線型ポテンショメータ、光導電素子、渦
電流型、ホール素子、半導体磁性抵抗素子など各種の変
位センサを用いることができる。さらに、変位センサが
設けられる位置は基本的にはウォームシャフト上のどの
スラスト位置であってもよく、その他の構成も、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。The specific configuration of each section is not limited to the illustrated embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the differential transformer is used as the detecting means for continuously detecting the thrust displacement amount of the worm shaft has been described. However, even if a capacitance type displacement sensor is used, an effective effect can be obtained. Can be. As other displacement sensors, various displacement sensors such as a linear potentiometer, a photoconductive element, an eddy current type, a Hall element, and a semiconductor magnetic resistance element can be used. Further, the position where the displacement sensor is provided may be basically any thrust position on the worm shaft, and other configurations may be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
【００１２】[0012]
【発明の効果】本発明は、以上説明した構成であるか
ら、プラント等に実装した状態でもトルク検出を電気的
に連続して正確に行うことができ、その検出もモータの
種類等に依存しないものとなる。このため、モータの種
類に拘わらず適用でき、トルク設定等を簡単、的確に行
えるほか、電動バルブアクチュエータの出力状態を常時
モニタして事前にメンテナンスに役立てたり、システム
制御にも有効に活用することが可能となる。According to the present invention having the above-described structure, torque detection can be performed electrically continuously and accurately even when mounted on a plant or the like, and the detection does not depend on the type of motor or the like. It will be. For this reason, it can be applied regardless of the type of motor, and the torque setting can be performed easily and accurately.Also, the output status of the electric valve actuator is constantly monitored to be useful for maintenance in advance and to be effectively used for system control. Becomes possible.
【図１】本発明の一実施例を示す模式的な断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of the present invention.
１…モータ ２…ウォーム減速機構 ６…ウォームシャフト １１…検出手段（差動トランス） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor 2 ... Worm reduction mechanism 6 ... Worm shaft 11 ... Detection means (differential transformer)
Claims (1)
してバルブの弁軸に伝達する電動バルブアクチュエータ
において、前記ウォーム減速機構のウォームシャフト
に、スラスト方向変位量を連続的に検出して電気信号と
して取り出す検出手段を設けたことを特徴とする電動バ
ルブアクチュエータ。1. An electric valve actuator for transmitting power from a motor to a valve shaft of a valve via a worm speed reduction mechanism, wherein a displacement in a thrust direction is continuously detected by a worm shaft of the worm speed reduction mechanism to generate an electric signal. An electric valve actuator characterized by comprising a detection means for taking out as a sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12510798A JPH11315954A (en) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | Motor valve actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12510798A JPH11315954A (en) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | Motor valve actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11315954A true JPH11315954A (en) | 1999-11-16 |
Family
ID=14902030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12510798A Pending JPH11315954A (en) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | Motor valve actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11315954A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100944990B1 (en) * | 2006-12-19 | 2010-03-02 | 야마타케 코포레이션 | Motor operated control valve and motor operated actuator |
| CN106555888A (en) * | 2017-01-17 | 2017-04-05 | 沈阳新阳光机电科技有限公司 | The energy saving and environment friendly steam locomotive adjusting valve system of Automated condtrol |
| JP2019049532A (en) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 日本ギア工業株式会社 | Diagnostic method and device of abnormality or degradation |
-
1998
- 1998-05-07 JP JP12510798A patent/JPH11315954A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100944990B1 (en) * | 2006-12-19 | 2010-03-02 | 야마타케 코포레이션 | Motor operated control valve and motor operated actuator |
| CN106555888A (en) * | 2017-01-17 | 2017-04-05 | 沈阳新阳光机电科技有限公司 | The energy saving and environment friendly steam locomotive adjusting valve system of Automated condtrol |
| JP2019049532A (en) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 日本ギア工業株式会社 | Diagnostic method and device of abnormality or degradation |
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