JP2681003B2 - Valve device abnormality detection device - Google Patents
Valve device abnormality detection deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、高温高圧の蒸
気を扱う原子力発電所等のプラントにおいて使用するの
に適する弁装置に関し、特に、弁内部流体の漏洩等の異
常を検知するセンサを弁装置のステムに設けた異常検出
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve device suitable for use in, for example, a plant such as a nuclear power plant that handles high-temperature and high-pressure steam, and more particularly to a sensor for detecting an abnormality such as leakage of fluid inside the valve. The present invention relates to an abnormality detection device provided on a stem of a valve device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、弁の異常を判断する方法は、弁の
定期検査時に、弁体と直結するステムの駆動に要する電
流、電圧の値を計測することによりステムに作用する負
荷を検出し、この負荷情報を利用して、弁の異常の有無
や、ステム駆動部の異常の有無を判定していた。2. Description of the Related Art Conventionally, a method of judging an abnormality of a valve is to detect a load acting on the stem by measuring current and voltage values required for driving a stem directly connected to a valve body during a periodic inspection of the valve. By using this load information, it is determined whether there is an abnormality in the valve and whether there is an abnormality in the stem drive unit.
【0003】また、その他の異常として内部の流体をシ
ールするグランドパッキン部の漏洩を例にとった場合、
使用中この部分の面圧が不足し内部流体が漏洩すること
があり、それを防止するために常時バックシートを効か
せる方法がある。In the case of leakage of the gland packing which seals the internal fluid as another abnormality,
During use, the surface pressure of this part may be insufficient and the internal fluid may leak. To prevent this, there is a method in which the backsheet is always effective.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した方法
では、漏洩の虞れがない時も常時面圧をかけているため
にグランドパッキンおよびバックシートの経年劣化を促
し実際に必要な時に役をなさないことがあった。However, in the above-mentioned method, since the surface pressure is constantly applied even when there is no fear of leakage, the gland packing and the back sheet are promoted to deteriorate over time, which is useful when actually necessary. There was something I didn't do.
【0005】更に、内部流体の温度を媒体にして種々の
情報を得る手段は既存のステムには備えられていなかっ
たし、温度を計測する場合も、温度センサが常設ではな
いため、ステム製作時に同時に計測値の校正ができず、
温度変化を検出した時、その検出値について何等かの判
定をしたい場合、プラントが停止した時等にその都度校
正を行うことが必要で、実用性に欠ける等の問題があ
り、また、個々単一の情報の処理しかなされず総合的な
情報評価に欠けていた。Further, the existing stem has no means for obtaining various kinds of information by using the temperature of the internal fluid as a medium, and when measuring the temperature, the temperature sensor is not permanently installed. At the same time, the measured values could not be calibrated,
When a temperature change is detected and you want to make some judgment about the detected value, it is necessary to calibrate each time when the plant stops, etc., and there is a problem such as lack of practicality. Since only one piece of information was processed, it lacked comprehensive information evaluation.
【0006】従って、グランドパッキン部からの漏洩を
検出可能であると共に、検出によって得た情報を処理
し、該処理情報に基づいて弁ステムの駆動装置を制御し
て、漏洩に対して弁自体で処置できるようにする異常検
出装置の必要性が存在する。Therefore, the leakage from the gland packing can be detected, the information obtained by the detection is processed, and the drive device of the valve stem is controlled based on the processing information, so that the valve itself can respond to the leakage. There is a need for anomaly detection devices that allow treatment.
【0007】本発明の主な目的は、弁体のグランドパッ
キン部に漏れが発生した場合に、その漏れによるステム
の温度上昇を検知して、弁体が更に開く方向にステムを
駆動して、弁装置に備えられた逆座(バックシート)に
面圧を働かせ、それにより漏れを止めることができる弁
装置の異常検出装置を提供することにある。A main object of the present invention is to detect a rise in the temperature of the stem due to the leakage when a leak occurs in the gland packing portion of the valve body and drive the stem in the direction in which the valve body further opens. An object of the present invention is to provide an abnormality detecting device for a valve device, which can apply a surface pressure to a reverse seat (back seat) provided in the valve device and thereby stop leakage.
【0008】本発明の別の目的は、漏れ止め時にステム
にかかる負荷を計測し、計測されたこの負荷を予め設定
されている弁固有のステム最大許容負荷と比較しつつ、
ステムの負荷を増し、グランドパッキン部からの漏洩を
阻止することができる弁装置の異常検出装置を提供する
ことにある。Another object of the present invention is to measure the load applied to the stem at the time of leakage prevention, and compare the measured load with a preset maximum allowable stem-specific load of the valve,
An object of the present invention is to provide an abnormality detecting device for a valve device that can increase the load on the stem and prevent leakage from the gland packing.
【0009】本発明の更に別の目的は、最大許容負荷ま
でステムに負荷をかけても漏洩が止まらない場合は、そ
の情報をマイクロコンピュータのメモリに保管し、必要
に応じて表示装置に呼び出して、定期検査等の際の弁手
入れ時に、逆座(バックシート)の損傷を知る情報とし
て利用することができる弁装置の異常検出装置を提供す
ることである。Still another object of the present invention is to store the information in the memory of the microcomputer and call it to the display device as needed when the leakage does not stop even when the maximum load is applied to the stem. An object of the present invention is to provide an abnormality detecting device for a valve device, which can be used as information for knowing damage to a back seat (back seat) at the time of valve maintenance at the time of periodic inspection and the like.
【0010】また、本発明の目的は、グランドパッキン
部の漏洩の防止に用いられる歪センサを利用して、高温
状態下での弁箱内部の異常高圧等による弁体抱き込みの
ような異常状態にも対処可能な弁装置の異常検出装置を
提供することである。Further, an object of the present invention is to use a strain sensor used for preventing leakage of a gland packing part, thereby making it possible to detect an abnormal state such as a valve body being caught due to an abnormally high pressure inside the valve box under a high temperature condition. Another object of the present invention is to provide an abnormality detection device for a valve device that can deal with the above.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明の異常検出装置は、弁座を有する流体通
路を内部に画成する弁箱と、該流体通路を選択的に開閉
するため全開位置及び全閉位置の間で移動可能であると
共に、前記弁座に流体封止関係で選択的に係合するよう
になっている弁座を有する弁体と、該弁体に一端が一体
的に結合され、他端が前記弁箱のグランドパッキンを貫
いて弁箱外部に延びるステムと、前記弁体を前記全開位
置及び全閉位置の間で移動するように前記弁箱の外部で
前記ステムの一部に係合する駆動装置とを備えた弁装置
において、前記ステムには、前記弁体が前記全閉位置に
ある時に前記弁箱の外部にあるステム部分の内部に、温
度センサと、歪センサとが配置されており、前記弁箱の
外部には、前記温度センサ及び前記歪センサからの出力
信号を受ける制御装置が配置されていて、該制御装置に
より、前記弁体が前記全開位置にある場合、前記温度セ
ンサが前記グランドパッキンの漏洩による温度変化を検
出した時に前記ステムを介して前記弁体を前記全開位置
から更に開方向に駆動して、同駆動により前記ステムに
かかる負荷を前記歪センサにより監視しながら、前記温
度変化が実質的になくなるまで、前記駆動装置を作動す
るように制御することを特徴とするものである。In order to achieve the above-mentioned object, an abnormality detecting device of the present invention is a valve box which defines a fluid passage having a valve seat therein, and selectively opens and closes the fluid passage. A valve body having a valve seat movable between a fully open position and a fully closed position and adapted to selectively engage the valve seat in a fluid sealing relationship; Is integrally connected, and the other end penetrates the gland packing of the valve box and extends to the outside of the valve box, and the outside of the valve box to move the valve element between the fully open position and the fully closed position. In the valve device including a drive device that engages with a part of the stem, the stem has a temperature inside the stem portion outside the valve box when the valve body is in the fully closed position. A sensor and a strain sensor are arranged, and the temperature sensor is provided outside the valve box. A control device that receives output signals from the sensor and the strain sensor is arranged, and when the valve body is in the fully open position, the temperature sensor detects a temperature change due to leakage of the gland packing. Sometimes the valve element is further driven in the opening direction from the fully opened position via the stem, and the strain sensor monitors a load applied to the stem by the drive until the temperature change is substantially eliminated. It is characterized in that the drive device is controlled to operate.
【0012】好適な実施例においては、駆動装置が係合
するステムの一部には、その外周にねじ部が形成されて
おり、該ねじ部の下端近傍においてステムの好ましくは
外周溝に温度センサ及び歪センサが被覆材により覆われ
て配設されている。このステムの中央部には、ねじ部の
下端近傍からステムの他端の頂部まで延びる信号通路が
画成されている。また、ステムの頂部には温度センサ及
び歪センサの信号ラインのための接続端子が設けられて
いると共に、ステムの外周溝は横穴を介して信号通路に
連通しており、温度センサ及び歪センサの信号ラインは
横穴及び信号通路を通って接続端子に接続されている。In a preferred embodiment, a part of the stem with which the drive device is engaged is provided with a threaded portion on its outer circumference, and the temperature sensor is preferably provided in the outer circumferential groove of the stem near the lower end of the threaded portion. And the strain sensor is disposed so as to be covered with the covering material. A signal passage extending from the vicinity of the lower end of the threaded portion to the top of the other end of the stem is defined in the central portion of the stem. Further, a connection terminal for the signal line of the temperature sensor and the strain sensor is provided on the top of the stem, and the outer peripheral groove of the stem communicates with the signal passage through the lateral hole. The signal line is connected to the connection terminal through the lateral hole and the signal passage.
【0013】制御装置は、インターフェースと、メモリ
と、中央演算装置とからなるマイクロコンピュータであ
り、このメモリには、ステムの最大許容負荷が予め保管
されていて、弁体の全開位置又は全閉位置からの更なる
開方向又は閉方向へのステムの駆動が、メモリに保管さ
れた最大許容負荷と歪センサにより検出された負荷とを
比較しながら行われる。The control device is a microcomputer including an interface, a memory, and a central processing unit. The maximum allowable load of the stem is stored in advance in this memory, and the fully open position or the fully closed position of the valve body is stored. Further driving of the stem in the open or closed direction from is carried out comparing the maximum permissible load stored in the memory with the load detected by the strain sensor.
【0014】上述したインターフェースには表示装置が
接続されており、メモリには、ステムにかかる負荷が最
大許容負荷に達しても漏洩が止まらない時に、その情報
が保管されるようになっていて、該情報を表示装置に読
み出し可能としている。A display device is connected to the above-mentioned interface, and when the load does not stop even when the load applied to the stem reaches the maximum allowable load, the information is stored in the memory. The information can be read out to the display device.
【0015】[0015]
【作用】弁体の全開時にグランドパッキンに損傷がある
と、流体通路を流れる流体がグランドパッキンから漏出
して、温度センサが設けられているステム部分に温度変
化が生じ、それを該温度センサが検出して制御装置に出
力信号を送出する。制御装置はこの信号をグランドパッ
キンの漏洩と判断して、弁体が更に開く方向にステムを
駆動する。これにより弁蓋及びステムに設けられた逆座
(バックシート)が作用し、グランドパッキンの漏洩を
止める。この場合もステムにかかる負荷は歪センサによ
り監視されている。If the gland packing is damaged when the valve body is fully opened, the fluid flowing through the fluid passage leaks from the gland packing, causing a temperature change in the stem portion where the temperature sensor is provided, which causes the temperature sensor to It detects and sends an output signal to the control device. The control device determines that this signal is a leakage of the gland packing, and drives the stem in a direction in which the valve body opens further. As a result, a reverse seat (back sheet) provided on the valve lid and the stem acts to prevent leakage of the gland packing. Also in this case, the load on the stem is monitored by the strain sensor.
【0016】[0016]
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について添付図
面を参照して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一
又は対応部分を示すものとする。図1は、流体の流れに
抗して弁体を上下移動させるステムを備えた仕切弁に本
発明を実施した例を縦断面で代表的に示しており、図
中、1は、それぞれ隣接する端部にほぼ環状の弁座1a
を有する流体入口通路(流体通路)1b及び出口通路
(流体通路)1cを備えた弁箱、2は、フランジ部2b
において弁箱1の頂部にボルト2aのような適宜の締結
手段により結合された弁蓋、3は、弁箱に形成された上
記弁座間に選択的に介在し、流体入口通路1b及び出口
通路1cを連通状態もしくは非連通状態にする弁体であ
り、弁座3aを有するこの周知の弁体3には、図1の領
域Aを拡大して図2の(a)に示すように温度センサ
9、歪センサ(ゲージ)10等を備えた弁用ステム4の
下端が例えば螺着のような周知の手段により一体的に連
結されている。本発明では、図1の領域Bを拡大して示
す図2の(b)からも諒解されるように、ステム4と弁
体3との間には隙間がなく、また、上述した諸センサは
周知のものでよいため、センサ自体についての説明は省
略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. FIG. 1 typically shows, in a longitudinal section, an example in which the present invention is applied to a gate valve provided with a stem for vertically moving a valve body against a flow of a fluid. In the figure, 1 is adjacent to each other. A substantially annular valve seat 1a at the end
A valve box having a fluid inlet passage (fluid passage) 1b and an outlet passage (fluid passage) 1c having a flange portion 2b
At the top of the valve box 1, a valve lid 3 connected by a suitable fastening means such as a bolt 2a selectively intervenes between the valve seats formed in the valve box, and a fluid inlet passage 1b and an outlet passage 1c. 2 is a valve body that brings the valve into a communication state or a non-communication state and has a valve seat 3a. In this well-known valve element 3, as shown in FIG. The lower end of the valve stem 4 including the strain sensor (gauge) 10 and the like is integrally connected by a known means such as screwing. In the present invention, there is no gap between the stem 4 and the valve body 3 as can be understood from FIG. 2B showing the region B of FIG. 1 in an enlarged manner. Since a known device may be used, the description of the sensor itself is omitted.
【0017】ステム4は、弁蓋2の円筒部2c内に配設
された周知のグランドパッキン12を貫通して上方に延
びて、弁蓋2の頂部にボルト・ナット組立体2dにより
取着された駆動装置13の中に延入し、同駆動装置13
により上下に駆動されるようになっている。そのため、
ステム4はその上半部にねじ部4aを有し、一方、駆動
装置13は、このねじ部4aに係合する回転部材(図示
せず)を有し、この回転部材を手動ハンドル13a又は
電動モータ13bにより駆動することによって、ステム
4を垂直方向に移動させうるようになっている。The stem 4 extends upward through a well-known gland packing 12 arranged in the cylindrical portion 2c of the valve lid 2 and is attached to the top of the valve lid 2 by a bolt / nut assembly 2d. Extended into the drive device 13 and
To be driven up and down. for that reason,
The stem 4 has a screw portion 4a in an upper half thereof, while the driving device 13 has a rotating member (not shown) which engages with the screw portion 4a, and the rotating member is connected to a manual handle 13a or an electric motor. By driving by the motor 13b, the stem 4 can be moved in the vertical direction.
【0018】グランドパッキン12はその上からパッキ
ン抑え12aにより保持されており、下側の逆座の12
bの下面は凹状の円錐面12cが形成されている。ステ
ム4の下方部には、この円錐面12cとほぼ一致する形
状の凸状の円錐面4eが形成されていて、弁体3の全開
時にステム4が上動した時に、逆座12bの円錐面12
cがステム4の円錐面4eを受け入れるようになってい
る。これ等の円錐面12c,4eが逆座(バックシー
ト)を構成している。The gland packing 12 is held by a packing retainer 12a from above, and the gland packing 12 of the lower reverse seat 12 is held.
A concave conical surface 12c is formed on the lower surface of b. A convex conical surface 4e having a shape substantially coinciding with the conical surface 12c is formed at a lower portion of the stem 4, and when the stem 4 moves upward when the valve body 3 is fully opened, the conical surface of the reverse seat 12b is formed. 12
c is adapted to receive the conical surface 4e of the stem 4. These conical surfaces 12c and 4e constitute a reverse seat (back seat).
【0019】ステム4に対する上述した諸センサ9及び
10の取付位置は、弁開閉の際に移動するステムねじ部
4aを外れた下端の位置に選ばれており、かかる位置の
ところで、温度センサ9及び歪センサ10は、上述した
位置においてステム4の外周面に形成された溝4cの中
に適宜の樹脂製被覆材(登録商品名“テフロン”のよう
な耐熱樹脂が好ましい。)11により埋め込まれ、保護
されている。このように、温度センサ9は、ステム外径
より小さい径の歪センサ10に隣接した位置に取り付け
られ、ステム製作と同時に校正が可能であり、常設セン
サとして作動する。溝4cは横穴4dを介して信号通路
4bと連通しており、温度センサ9及び歪センサ10の
信号ライン等(図示せず)は横穴4dを経て信号通路4
bに至り、ステム4の頭部に設けられた接続端子14に
連絡するようになっている。尚、ステムが小径の場合に
は、温度センサ9及び歪センサ10はステムの内部では
なく外周面から突出して取り付けられていてもよい。The mounting positions of the above-mentioned various sensors 9 and 10 on the stem 4 are selected at the lower end position outside the stem screw portion 4a which moves when the valve is opened and closed, and at such a position, the temperature sensor 9 and The strain sensor 10 is embedded in a groove 4c formed on the outer peripheral surface of the stem 4 with an appropriate resin coating material (a heat resistant resin such as a registered trade name "Teflon" is preferable) 11 at the above-mentioned position, Protected. As described above, the temperature sensor 9 is attached at a position adjacent to the strain sensor 10 having a diameter smaller than the outer diameter of the stem, can be calibrated simultaneously with the production of the stem, and operates as a permanent sensor. The groove 4c communicates with the signal passage 4b through the lateral hole 4d, and the signal lines (not shown) of the temperature sensor 9 and the strain sensor 10 (not shown) pass through the lateral hole 4d.
It reaches | attains to b, and it connects with the connection terminal 14 provided in the head of the stem 4. When the stem has a small diameter, the temperature sensor 9 and the strain sensor 10 may be attached so as to project from the outer peripheral surface of the stem rather than the inside thereof.
【0020】上述したようにセンサ9及び10の位置を
選ぶことによって、温度センサについてはグランドパッ
キンに近い位置に設けることができる。By selecting the positions of the sensors 9 and 10 as described above, the temperature sensor can be provided at a position close to the gland packing.
【0021】制御装置15は、マイクロコンピュータも
しくはパーソナルコンピュータでよく、中央演算装置1
6と、メモリ17と、インターフェース18とから構成
されている。インターフェース18には、ステム4の頭
部に設けられた接続端子14からの信号ライン14a、
14b等が接続され、同ラインを介して各センサ9及び
10の出力信号が入力される。また、インターフェース
18には、上述した駆動装置13もライン13cを介し
て連絡しており、該駆動装置13の作動を制御装置15
により制御するようになっていいる。The control unit 15 may be a microcomputer or a personal computer, and the central processing unit 1
6, a memory 17 and an interface 18. The interface 18 has a signal line 14 a from a connection terminal 14 provided on the head of the stem 4,
14b and the like are connected, and the output signals of the sensors 9 and 10 are input through the same line. Further, the above-mentioned drive device 13 is also connected to the interface 18 via the line 13c, and the operation of the drive device 13 is controlled by the control device 15
Is controlled by.
【0022】次に、本発明による弁装置の異常検出装置
の動作について説明する。先ず、高温高圧蒸気のような
流体が弁装置を流れている状態で閉弁した場合、弁体3
と共にステム4の一部が流体にさらされるため、ステム
4が弁体3をその閉弁位置に押し込む方向に膨張する。
閉弁に伴う高温高圧流体の遮断により弁装置が冷却され
ると、弁箱1はその流体通路に形成された弁座1a,1
aが互いに接近する方向に収縮するため、通常なら、弁
体の抱き込みが起こり、弁開が困難になる。しかし、本
発明によれば、温度センサ9によりステム温度を監視す
ると共に歪センサ10によりステム4の負荷を監視して
いるため、上述したステム4の膨張により弁体3が閉弁
位置に押し込まれないよう、制御装置15は、ステム温
度の上昇によるステムの膨張量を演算して、その分に相
当する距離だけステム4を引き上げる。その際、ステム
引き上げ時の負荷を歪センサ10で監視することによ
り、弁座の面圧が不足して弁座漏洩を発生しないよう、
駆動装置13に指令することができる。そのため、弁閉
に伴って弁箱が冷却しても、弁開動作には支障が起きな
い。Next, the operation of the abnormality detecting device for a valve device according to the present invention will be described. First, when the valve is closed while a fluid such as high-temperature and high-pressure steam is flowing through the valve device, the valve 3
At the same time, since a part of the stem 4 is exposed to the fluid, the stem 4 expands in a direction to push the valve body 3 to the valve closing position.
When the valve device is cooled by shutting off the high-temperature and high-pressure fluid due to the closing of the valve, the valve box 1 is provided with the valve seats 1a and 1 formed in the fluid passage.
Since a contracts in the directions approaching each other, the valve body normally embraces, and it becomes difficult to open the valve. However, according to the present invention, since the temperature sensor 9 monitors the stem temperature and the strain sensor 10 monitors the load of the stem 4, the expansion of the stem 4 pushes the valve body 3 to the closed position. In order not to do so, the controller 15 calculates the expansion amount of the stem due to the rise of the stem temperature, and pulls up the stem 4 by a distance corresponding to that amount. At this time, by monitoring the load at the time of raising the stem with the strain sensor 10, it is possible to prevent the valve seat surface pressure from becoming insufficient and the valve seat from leaking.
A command can be issued to the driving device 13. Therefore, even if the valve box cools with the closing of the valve, no trouble occurs in the valve opening operation.
【0023】また、弁閉した後、弁体3の底部と弁箱1
の底部との間に画成された空間部1dにドレンが溜まっ
ている場合、再起動に伴うウォーミングアップ時に弁箱
の温度が上昇し、空間部1d内のドレンが加熱されて蒸
気化すると、この蒸気は逃げ場がないため、弁体3を更
に閉弁する方向即ち弁箱の弁座に押し付ける方向に付勢
することが屡々あり、その場合には、開弁が困難にな
る。しかし、本発明によれば、ステム4に温度センサ9
及び歪センサ10を設けて、温度上昇を検知し、ステム
4に作用する負荷を考慮しつつ、ステム4の引き上げ及
び引き込みを行うことができるので、弁体を抱き込むと
いう現象が回避される。After the valve is closed, the bottom of the valve body 3 and the valve box 1 are also closed.
When the drain accumulates in the space 1d defined between the bottom of the valve and the valve case, the temperature of the valve box rises at the time of warm-up accompanying the restart, and the drain in the space 1d is heated and vaporized. Since there is no escape space for the steam, the valve body 3 is often urged in a direction to further close the valve, that is, a direction in which the valve body 3 is pressed against the valve seat of the valve box. However, according to the present invention, the temperature sensor 9 is attached to the stem 4.
And the strain sensor 10 is provided to detect the temperature rise and to raise and retract the stem 4 while taking into account the load acting on the stem 4, so that the phenomenon of embracing the valve body is avoided.
【0024】一方、弁開状態中におけるグランドパッキ
ン12の漏洩については、ステム4の温度を温度センサ
9により監視して制御装置15に送り、その中央演算装
置16において、温度の変化幅がメモリ17に保管され
た基準範囲を越えているか否かを判断し、越えている場
合には漏洩状態が生じていると判断する。そして、制御
装置15は、温度の変化幅が基準範囲に入るまで、全開
位置にある弁体3が更に上動する方向にステム4を駆動
する指令を発する。弁体が全開状態にある時、上述した
ように、逆座12bの下面に形成された凹状円錐面12
cにステム4に形成された凸状円錐面4eが嵌合してい
るため、ステム4の上述のような駆動により、円錐面即
ちバックシート12c,4eの面圧負荷が増大し、これ
により、漏洩を阻止する。このようにして、グランドパ
ッキン12の漏洩の場合も、温度の検出結果をステムの
軸方向位置の変化としてフィードバックすることで漏洩
を止めることができ、止まらない時はグランドパッキン
の部分の異常を知らせる情報としてメモリ17に保管
し、弁座漏洩と同様に、プラント停止時の定期検査の際
にグランドパッキンを手入れするために利用することが
できる。On the other hand, regarding the leakage of the gland packing 12 in the valve open state, the temperature of the stem 4 is monitored by the temperature sensor 9 and sent to the control unit 15, and the central processing unit 16 of the temperature change width stores the temperature change width in the memory 17. Judgment is made as to whether or not it exceeds the reference range stored in 1., and if it exceeds, it is judged that a leakage state has occurred. Then, the control device 15 issues a command to drive the stem 4 in the direction in which the valve element 3 at the fully open position further moves up until the change width of the temperature falls within the reference range. When the valve body is in the fully opened state, as described above, the concave conical surface 12 formed on the lower surface of the inverted seat 12b.
Since the convex conical surface 4e formed on the stem 4 is fitted to c, the surface pressure load on the conical surface, that is, the back seats 12c, 4e is increased by the above-described driving of the stem 4, and as a result, Stop the leak. In this way, even in the case of leakage of the gland packing 12, the leakage can be stopped by feeding back the temperature detection result as a change in the axial position of the stem, and if it does not stop, the abnormality of the gland packing is notified. The information is stored in the memory 17 and can be used to care for the gland packing at the time of the periodic inspection at the time of the stop of the plant, similarly to the leakage of the valve seat.
【0025】グランドパッキン部の漏洩阻止のためのバ
ックシート即ち円錐面12c、4eについては、既存の
弁装置では、無漏洩でも常時バックシートを利かせてい
るために、この部分に損傷が発生し、漏洩を止める必要
がある肝心な時に役をなさない等のトラブルの要因とな
っていたが、本発明では、ステムの温度変化を監視して
グランドパッキン部の漏洩阻止のためバックシートをき
かせるため、従来の弁装置に比しバックシートの経年劣
化の心配が少なくなり、その分トラブル発生を少なくす
ることができる。Regarding the back seats, ie, the conical surfaces 12c and 4e for preventing the leakage of the gland packing, the existing valve device always uses the back seat even if there is no leakage, so that this part is damaged. However, it has been a factor of trouble such as not being useful when it is necessary to stop leakage, but in the present invention, the temperature of the stem is monitored and the backsheet can be used to prevent leakage of the gland packing part. As compared with the conventional valve device, there is less concern about the deterioration of the back seat over time, and the occurrence of trouble can be reduced accordingly.
【0026】また、既存の弁装置では、高温状態下から
弁閉動作を行った場合、弁閉後、弁箱温度が高温から下
がるために、弁箱の両弁座間の距離が収縮して弁体を抱
き込み、弁開不能を引き起こす事故が見受けられるが、
本発明では、ステム及び弁体が一体に移動する構成であ
ると共に、弁閉後のステム温度変化とステムにかかる負
荷変動とを、それぞれ温度センサ9及び歪センサ10に
より検出しているため、弁体の開閉に伴う僅かなステム
の動きでも、それによりステムにかかる負荷を歪センサ
により検出して、負荷が過大(弁体の突っ込み→抱き込
み)であるか、過小(面圧が小→漏れやすい)であるか
をチェックし、負荷に応じた弁操作を行うことによって
適性な弁体位置を確保し、抱き込みを未然に防止して、
それによるトラブルを回避することができる。Further, in the existing valve device, when the valve closing operation is performed under a high temperature condition, the valve box temperature is lowered from the high temperature after the valve is closed, so that the distance between both valve seats of the valve box is contracted. There is an accident that hugs the body and causes the inability to open the valve,
In the present invention, the stem and the valve element are configured to move integrally, and the temperature change of the stem after the valve is closed and the load change applied to the stem are detected by the temperature sensor 9 and the strain sensor 10, respectively. Even a slight movement of the stem due to the opening and closing of the body, the load on the stem is detected by the strain sensor and the load is too large (thrust of the valve body → embracing) or too small (small surface pressure → leakage). Easy), and by operating the valve according to the load, an appropriate valve body position is secured, and cuddling is prevented beforehand.
The trouble caused by this can be avoided.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明によれば、弁ステムの内部に温度
センサ及び歪センサが設けられているだけでなく、これ
等のセンサが弁装置の駆動装置を制御する外部制御装置
に接続されていて、弁内部の情報を表す各センサの出力
信号に応答して駆動装置を制御しステムを動作させるた
め、グランドパッキン部の漏洩を防止しうると共に、弁
開不能等を未然に防ぐことができる。また、漏洩を止め
ることができた時のステムの負荷情報を制御装置のメモ
リに保管しておけば、この情報を適宜呼び出すことによ
り弁の経年劣化を知ることもできる。According to the present invention, not only the temperature sensor and the strain sensor are provided inside the valve stem, but these sensors are connected to the external control device for controlling the drive device of the valve device. In addition, since the drive device is controlled and the stem is operated in response to the output signal of each sensor representing the information inside the valve, it is possible to prevent leakage of the gland packing part and prevent inability to open the valve. . In addition, if the load information of the stem at the time when the leakage can be stopped is stored in the memory of the control device, it is possible to know the aging of the valve by appropriately calling this information.
【0028】グランドパッキン部の漏洩阻止のためバッ
クシートを利かせることについては、既存の弁装置で
は、無漏洩でも常時利かせているので、バックシートに
損傷が発生し易く、必要時に役をなさない等のトラブル
の要因となっていたが、本発明では、ステムの温度変化
を検出して漏洩の発生時にのみバックシートに面圧を働
かせるので、従来のものに比し経年劣化の心配が少なく
なり、その分、トラブル発生の少ない弁装置を提供する
ことができる。Regarding the use of the back seat to prevent leakage of the gland packing, the existing valve device always works even without leakage, so that the back seat is apt to be damaged and is not useful when necessary. Although it was a cause of trouble such as no occurrence, in the present invention, since the surface pressure is exerted on the back sheet only when the temperature change of the stem is detected and the leakage occurs, there is less fear of deterioration over time as compared with the conventional one. As a result, a valve device with less trouble can be provided.
【0029】更に、既存の弁装置では、原子力発電プラ
ントのように高温高圧の流体を扱う場合、弁閉動作を行
うと、弁閉後、高温高圧の流体が通流していた弁箱の温
度が高温から下がるために、弁座面間が収縮して弁体を
抱き込み、弁開不能を引き起こす可能性があるが、本発
明によれば、弁閉鎖後のステム温度変化とステムにかか
る負荷変動を検出することで、その変化に応じた弁操作
を行うことによって抱き込みを未然に防止できる。この
ように、本発明によれば、自己診断と自己動作機能を備
える高機能の弁装置を提供することができる。Further, in the existing valve device, when a high temperature and high pressure fluid is handled as in a nuclear power plant, when the valve closing operation is performed, the temperature of the valve box through which the high temperature and high pressure fluid is flowing after the valve is closed. Since the temperature drops from a high temperature, there is a possibility that the space between the valve seat surfaces contracts and hugs the valve element, resulting in inability to open the valve.However, according to the present invention, the stem temperature change after the valve is closed and the load change on the stem are changed. By detecting the, the entanglement can be prevented in advance by performing the valve operation according to the change. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-performance valve device having self-diagnosis and self-operation functions.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明による弁装置の異常検出システムを略
図的に示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating a valve device abnormality detection system according to the present invention.
【図2】 (a)は、図1の弁装置のステム内に設けら
れた諸センサを示す、図1の領域Aの部分の拡大断面
図、(b)は、弁体が開弁状態にある時の、図1の領域
Bの近辺部分を示す拡大断面図である。2A is an enlarged cross-sectional view of a portion of a region A in FIG. 1 showing various sensors provided in a stem of the valve device in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a portion near a region B in FIG.
1…弁箱、 1a…弁座、 1b…流体入口通路(流体
通路)、 1c…流体出口通路(流体通路)、 3…弁
体、 3a…弁座、 4…ステム、 4a…ねじ部、
4b…信号通路、 4c…外周溝、 4d…横穴、4e
…凸状の円錐面(逆座もしくはバックシート)、 9…
温度センサ、 10…歪センサ、 11…被覆材、 1
2…グランドパッキン、 12a…パッキン抑え、 1
2b…逆座、 12c…凹状の円錐面(逆座もしくはバ
ックシート)、 13…駆動装置、 14…接続端子、
15…制御装置、 16…中央演算装置、 17…メ
モリ、 18…インターフェース、 19…表示装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Valve box, 1a ... Valve seat, 1b ... Fluid inlet passage (fluid passage), 1c ... Fluid outlet passage (fluid passage), 3 ... Valve body, 3a ... Valve seat, 4 ... Stem, 4a ... Screw part,
4b ... Signal passage, 4c ... Outer peripheral groove, 4d ... Horizontal hole, 4e
... Convex conical surface (back seat or back seat), 9 ...
Temperature sensor, 10 ... Strain sensor, 11 ... Coating material, 1
2 ... Gland packing, 12a ... Suppressing packing, 1
2b ... reciprocal seat, 12c ... concave conical surface (reverse seat or back seat), 13 ... driving device, 14 ... connection terminal,
15 ... Control device, 16 ... Central processing unit, 17 ... Memory, 18 ... Interface, 19 ... Display device.
Claims (6)
弁箱と、該流体通路を選択的に開閉するため全開位置及
び全閉位置の間で移動可能であると共に、前記弁座に流
体封止関係で選択的に係合するようになっている弁座を
有する、弁体と、該弁体に一端が一体的に結合され、他
端が前記弁箱のグランドパッキンを貫いて弁箱外部に延
びるステムと、前記弁体を前記全開位置及び全閉位置の
間で移動するように前記弁箱の外部で前記ステムの一部
に係合する駆動装置とを備えた弁装置において、前記ス
テムには、前記弁体が前記全閉位置にある時に前記弁箱
の外部にあるステム部分に、温度センサと、歪センサと
が配置されており、前記弁箱の外部には、前記温度セン
サ及び前記歪センサからの出力信号を受ける制御装置が
配置されていて、該制御装置により、前記弁体が前記全
開位置にある場合、前記温度センサが前記グランドパッ
キンの漏洩による温度変化を検出した時に前記ステムを
介して前記弁体を前記全開位置から更に開方向に駆動し
て、同駆動により前記ステムにかかる負荷を前記歪セン
サにより監視しながら、前記温度変化が実質的になくな
るまで、前記駆動装置を作動するように制御することを
特徴とする弁装置の異常検出装置。1. A valve box defining a fluid passage having a valve seat therein, movable between a fully open position and a fully closed position for selectively opening and closing the fluid passage, and the valve seat. A valve body having a valve seat adapted to selectively engage in a fluid-sealed relationship and a valve body having one end integrally coupled to the valve body and the other end penetrating a gland packing of the valve box. In a valve device comprising a stem extending to the outside of the box, and a drive device engaging a part of the stem outside the valve box so as to move the valve element between the fully open position and the fully closed position, In the stem, a temperature sensor and a strain sensor are arranged on a stem portion outside the valve box when the valve body is in the fully closed position, and the temperature sensor is arranged outside the valve box. A control device for receiving an output signal from the sensor and the strain sensor, When the valve body is in the fully open position by the control device, the valve body is further driven from the fully open position to the opening direction via the stem when the temperature sensor detects a temperature change due to leakage of the gland packing. An abnormality detection device for a valve device, which controls the drive device to operate until the temperature change substantially disappears while monitoring the load applied to the stem by the same drive by the strain sensor. .
部には、その外周にねじ部が形成されており、該ねじ部
の下端近傍において前記ステムの外周溝に前記温度セン
サ及び前記歪センサが被覆材により覆われて配設されて
いることを特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。2. A part of the stem with which the driving device is engaged has a thread formed on an outer periphery thereof. The temperature sensor and the strain are formed in an outer peripheral groove of the stem near a lower end of the thread. The abnormality detection device according to claim 1, wherein the sensor is provided so as to be covered by a covering material.
下端近傍から前記ステムの他端の頂部まで延びる信号通
路が画成されていることを特徴とする請求項2に記載の
異常検出装置。3. The abnormality detection according to claim 2, wherein a signal passage extending from the vicinity of the lower end of the threaded portion to the top of the other end of the stem is defined in the central portion of the stem. apparatus.
び前記歪センサの信号ラインのための接続端子が設けら
れていると共に、前記ステムの外周溝は横穴を介して前
記信号通路に連通しており、前記温度センサ及び前記歪
センサの信号ラインは前記横穴及び前記信号通路を通っ
て前記接続端子に接続されていることを特徴とする請求
項3に記載の異常検出装置。4. A connection terminal for signal lines of the temperature sensor and the strain sensor is provided on the top of the stem, and an outer peripheral groove of the stem communicates with the signal passage through a lateral hole. The abnormality detection device according to claim 3, wherein signal lines of the temperature sensor and the strain sensor are connected to the connection terminal through the lateral hole and the signal passage.
メモリと、中央演算装置とからなるマイクロコンピュー
タであり、前記メモリには、前記ステムの最大許容負荷
が保管されていて、前記弁体の全開位置からの更なる開
方向への前記ステムの駆動が、前記メモリに保管された
前記最大許容負荷と前記歪センサにより検出された負荷
とを比較しながら行われることを特徴とする請求項1に
記載の異常検出装置。5. The control device, comprising: an interface;
A microcomputer including a memory and a central processing unit, wherein the maximum allowable load of the stem is stored in the memory, and driving of the stem in a further opening direction from a fully opened position of the valve body is performed. The abnormality detection device according to claim 1, wherein the abnormality detection device is performed while comparing the maximum allowable load stored in the memory with a load detected by the strain sensor.
装置を更に備え、前記メモリには、前記ステムにかかる
負荷が前記最大許容負荷に達しても漏洩が止まらない時
に、その情報が保管されるようになっていて、該情報を
前記表示装置に読み出し可能としたことを特徴とする請
求項5に記載の異常検出装置。6. A display device connected to the interface, wherein the memory stores the information when leakage does not stop even if the load on the stem reaches the maximum allowable load. The abnormality detection device according to claim 5, wherein the information is readable to the display device.
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1994
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