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JP7637488B2 - Eccentric valve device and control method thereof - Google Patents
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JP7637488B2 - Eccentric valve device and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、偏心弁装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an eccentric valve device and a control method thereof.

従来、工場などの生産プロセスを構成する配管システムには、各種ガス、液体、粉体、およびそれらの混合物(以下、それらを総称して流体という)の流れを制御するために、弁装置が組み込まれている。弁装置の弁体の開閉によって、配管内の流路が遮断または開放される。例えば、自動操作機能を備えた弁装置は、手動操作によらずに弁体の開閉を行うことができる。 Conventionally, piping systems that make up production processes in factories and the like incorporate valve devices to control the flow of various gases, liquids, powders, and mixtures of these (hereinafter collectively referred to as fluids). The flow path in the piping is blocked or opened by opening and closing the valve of the valve device. For example, a valve device with an automatic operation function can open and close the valve without manual operation.

一般に、自動操作機能を備えた弁装置は、流路に連通する開口部を有する略円筒状の弁箱と、弁箱内において開口部の周囲に装着されるリング状のシート部材と、弁箱内に回動可能に設けられ、かつ、シート部材に押し当てられることで流路を遮断する弁体と、弁体を回動する弁駆動部と、弁駆動部の駆動を制御する制御部とを備えている。 In general, a valve device with an automatic operation function includes a substantially cylindrical valve box having an opening that communicates with a flow path, a ring-shaped seat member attached around the opening inside the valve box, a valve body that is rotatably mounted inside the valve box and blocks the flow path when pressed against the seat member, a valve drive unit that rotates the valve body, and a control unit that controls the drive of the valve drive unit.

弁装置において、具体的な弁の種類としては種々のものが知られており、例えば、二重偏心弁や、ボールバルブなどの一重偏心弁がある。二重偏心弁は、弁体の回転軸がシート部材の軸線などに対して偏心した偏心構造を有しており、弁体とシート部材は、流路が開放された状態では接触しておらず、弁体が流路を閉じる位置付近でのみ接触する(特許文献1参照)。一方、ボールバルブでは、弁体とシート部材は常に接触しており、シート部材に押し当てられた状態で弁体の開閉が行われる。 There are various types of valves known for use in valve devices, including double eccentric valves and single eccentric valves such as ball valves. Double eccentric valves have an eccentric structure in which the axis of rotation of the valve body is eccentric with respect to the axis of the seat member, and the valve body and seat member are not in contact when the flow path is open, and only come into contact near the position where the valve body closes the flow path (see Patent Document 1). On the other hand, in ball valves, the valve body and seat member are always in contact, and the valve body opens and closes when pressed against the seat member.

特開2015-48856号公報JP 2015-48856 A

ところで、偏心弁において、全閉状態では、弁体がシート部材を潰すことで弁体におけるシート部材との接触面は反発力を受ける。その結果、両者が密着して流体の流れが遮断される。しかし、全閉状態であるにもかかわらず、上流から下流に向かって弁体とシート部材の間を流体が流れる、所謂シート漏れが生じる場合がある。シート漏れは、材料として流れる流体の量が変わり、製品の品質に悪影響を及ぼすおそれがあるため望ましくない。そこで、弁体の全閉時には流体の漏れ量を許容範囲内に収めることが求められている。 When an eccentric valve is in the fully closed state, the valve disc crushes the seat member, and the contact surface of the valve disc with the seat member receives a repulsive force. As a result, the two come into close contact and the flow of fluid is blocked. However, even in the fully closed state, so-called seat leakage may occur, in which fluid flows from upstream to downstream between the valve disc and the seat member. Seat leakage is undesirable because it changes the amount of fluid flowing as a material and may have a negative effect on product quality. Therefore, it is required to keep the amount of fluid leakage within an acceptable range when the valve disc is fully closed.

一般に、シート漏れには、シート部材と弁体との間に異物が噛み込まれることで生じるシート漏れと、シート部材のへたりや摩耗によって生じるシート漏れがある。前者のシート漏れは、弁体とシート部材の接触面に固形物の異物が付着することで発生するものであり、シート部材に恒久的な傷がつかなければ一時的な漏れである場合が多い。一方、後者のシート漏れは、シート部材の経時的な劣化によって発生するものであり、一度漏れが生じると継続的に漏れが生じるため、例えば、製品の品質などに対して悪影響を及ぼすおそれがある。 Generally, there are two types of seat leakage: one that occurs when a foreign object gets caught between the seat member and the valve body, and one that occurs when the seat member becomes worn or worn out. The former type of seat leakage occurs when a solid foreign object adheres to the contact surface between the valve body and the seat member, and is often a temporary leak unless the seat member is permanently damaged. On the other hand, the latter type of seat leakage occurs when the seat member deteriorates over time, and once a leak occurs, it will continue to occur, which may have a negative impact on, for example, product quality.

また、へたりや摩耗によるシート漏れは、弁装置の内部で生じる事象であるので、外部から発生を直ちに察知することは困難である。特に、自動操作機能を備えた弁装置は、通常、手動点検できない狭い場所や、遠隔地、特殊な雰囲気環境に取り付けられる場合も多く見受けられる。そのため、発生から暫く時間が経過してからシート漏れが発見される場合が多く、エネルギーロスや資源ロス、歩留まりの低下などが生じるおそれがある。例えば、シート漏れを察知するための方法として、流量センサや振動センサなどの各種センサを設置し、そのセンサからの出力によって察知する方法が考えられる。しかし、この方法は、センサを設置するための費用が必要であることや、シート漏れの発生を判断するための閾値を設定することが容易でないなどの問題がある。そのため、へたりや摩耗によるシート漏れを、容易な手段で発生後直ちに検出できることや事前に予測できることが望まれている。 In addition, since sheet leakage due to wear and tear is an event that occurs inside the valve device, it is difficult to immediately detect its occurrence from the outside. In particular, valve devices equipped with automatic operation functions are often installed in narrow places, remote locations, or special atmospheric environments where manual inspection is not possible. For this reason, sheet leakage is often discovered some time after it occurs, which may result in energy loss, resource loss, and reduced yield. For example, one possible method for detecting sheet leakage is to install various sensors such as a flow sensor or a vibration sensor and detect it based on the output from the sensors. However, this method has problems such as the expense of installing the sensors and the difficulty of setting a threshold value for determining the occurrence of sheet leakage. Therefore, it is desirable to be able to easily detect sheet leakage due to wear and tear immediately after it occurs and to predict it in advance.

また、弁装置では、流路の遮断要求が生じた場合に直ちに流路を遮断できることが望ましい。しかし、弁体が全開状態から全閉状態になるまでには、ある程度時間を要し、遮断要求後の流体の流れは生産プロセスにとって無駄になってしまう。そのため、弁体の開閉時間は短いことが望ましい。 In addition, it is desirable for a valve device to be able to immediately shut off the flow path when a request to shut off the flow path occurs. However, it takes a certain amount of time for the valve disc to change from a fully open to a fully closed state, and the flow of fluid after a shutoff request is made is wasted in the production process. For this reason, it is desirable for the opening and closing time of the valve disc to be short.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、二重偏心弁を含む偏心弁において、短い開閉時間でも確実にシート漏れを検出または予測することができる偏心弁装置、およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an eccentric valve device and a control method thereof that can reliably detect or predict seat leakage even with short opening and closing times in eccentric valves, including double eccentric valves.

本発明の偏心弁装置は、配管内の流路の遮断または開放を制御する偏心弁装置であって、偏心弁装置は、流路に連通する開口部を有する略円筒状の弁箱と、弁箱内において開口部の周囲に装着されるリング状のシート部材と、弁箱内に回動可能に設けられ、かつ、シート部材に押し当てられることで流路を遮断する弁体と、弁体を回動する弁駆動部と、弁駆動部の駆動を制御する制御部とを備え、弁体は、全開状態ではシート部材と接触せず、全閉状態ではシート部材と接触する構造であり、制御部は、弁体が全開状態から全閉状態に回動する過程において、弁体の回動速度を変化させる速度制御部と、弁駆動部の駆動パラメータに基づいて、シート部材と弁体間の漏れの有無を判定する漏れ判定部とを有することを特徴とする。ここで、「漏れの有無を判定する」とは、漏れが実際に発生したことの判定に加えて、漏れの兆候の判定も含む。 The eccentric valve device of the present invention is an eccentric valve device that controls the blocking or opening of a flow path in a pipe, and the eccentric valve device includes a substantially cylindrical valve box having an opening communicating with the flow path, a ring-shaped seat member attached around the opening in the valve box, a valve body that is rotatably provided in the valve box and blocks the flow path by being pressed against the seat member, a valve drive unit that rotates the valve body, and a control unit that controls the drive of the valve drive unit, and the valve body is structured so that it does not contact the seat member in the fully open state and contacts the seat member in the fully closed state, and the control unit is characterized in that it includes a speed control unit that changes the rotation speed of the valve body in the process of rotating from the fully open state to the fully closed state, and a leak determination unit that determines the presence or absence of a leak between the seat member and the valve body based on the drive parameters of the valve drive unit. Here, "determining the presence or absence of a leak" includes determining whether a leak has actually occurred, as well as determining whether there is a sign of a leak.

本発明において、速度制御部は、弁体を全開状態から第1速度で回動させた後、回動速度を第1速度よりも遅い第2速度に変化させて全閉状態まで回動させることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the speed control unit rotates the valve body from a fully open state at a first speed, and then changes the rotation speed to a second speed slower than the first speed to rotate the valve body to a fully closed state.

また、本発明において、速度制御部は、弁体を、該弁体がシート部材に近接した所定位置から全閉状態まで第2速度で回動させることが好ましい。ここで、「近接した所定位置」とは、弁体がシート部材に接触しない位置であって、弁体とシート部材間の隙間を狭めて、弁体とシート部材に付着した異物を吹き飛ばす程度に流体の流速を速めることができる位置である。 In the present invention, it is preferable that the speed control unit rotates the valve body from a predetermined position where the valve body is close to the seat member to a fully closed state at a second speed. Here, the "predetermined position close to the seat member" is a position where the valve body does not contact the seat member, and where the gap between the valve body and the seat member can be narrowed to increase the flow rate of the fluid to a level where foreign matter adhering to the valve body and the seat member can be blown away.

また、本発明において、制御部は、駆動パラメータに基づいて弁駆動部の駆動トルクを算出するトルク算出部を有し、漏れ判定部は、弁体が第2速度で回動する間において、駆動トルクが所定の閾値よりも小さい場合にシート部材と弁体間に漏れが生じたと判定することがより好ましい。 Moreover, in the present invention, it is more preferable that the control unit has a torque calculation unit that calculates the drive torque of the valve drive unit based on the drive parameters, and the leak determination unit determines that a leak has occurred between the seat member and the valve body when the drive torque is smaller than a predetermined threshold value while the valve body is rotating at the second speed.

さらに、本発明において、弁体が全開状態から全閉状態になるまでの所要時間が3.0秒以内であることがより好ましい。 Moreover, in the present invention, it is more preferable that the time required for the valve body to change from a fully open state to a fully closed state is within 3.0 seconds.

また、発明において、弁駆動部は通電を停止した後も慣性により弁体を回動可能な電動モータであってもよい。 In addition, in the present invention, the valve drive unit may be an electric motor that can rotate the valve body by inertia even after the current supply is stopped.

本発明の偏心弁装置の制御方法は、配管内の流路の遮断または開放を制御する偏心弁装置の制御方法であって、偏心弁装置は、流路に連通する開口部を有する略円筒状の弁箱と、弁箱内において開口部の周囲に装着されるリング状のシート部材と、弁箱内に回動可能に設けられ、かつ、シート部材に押し当てられることで流路を遮断する弁体と、弁体を回動する弁駆動部とを備え、弁体は、全開状態ではシート部材と接触せず、全閉状態ではシート部材と接触する構造であり、制御方法は、弁体が全開状態から全閉状態に回動する過程において、弁体を第1速度で回動させるステップと、弁体を第1速度よりも遅い第2速度で回動させる間において、弁駆動部の駆動パラメータに基づいて、シート部材と弁体間の漏れの有無を判定するステップとを有することを特徴とする。 The control method of the eccentric valve device of the present invention is a control method of an eccentric valve device that controls the blocking or opening of a flow path in a pipe, the eccentric valve device comprising a substantially cylindrical valve box having an opening communicating with the flow path, a ring-shaped seat member attached around the opening in the valve box, a valve body that is rotatably provided in the valve box and blocks the flow path when pressed against the seat member, and a valve drive unit that rotates the valve body, the valve body being structured so that it does not contact the seat member in a fully open state and contacts the seat member in a fully closed state, the control method is characterized by comprising a step of rotating the valve body at a first speed in the process of rotating the valve body from a fully open state to a fully closed state, and a step of determining the presence or absence of leakage between the seat member and the valve body based on the drive parameters of the valve drive unit while rotating the valve body at a second speed slower than the first speed.

本発明の偏心弁装置およびその制御方法は、このような構成にすることにより、短い開閉時間でも確実にシート漏れを検出または予測することができる。 By configuring the eccentric valve device and control method of the present invention in this way, it is possible to reliably detect or predict seat leakage even with short opening and closing times.

本発明に係る偏心弁装置の全体の概略構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an entire eccentric valve device according to the present invention; 図1の弁機構部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the valve mechanism portion of FIG. 1 . 弁体の全開状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a valve body in a fully open state. 弁体の全閉状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a valve body in a fully closed state. 弁体が全閉状態から全閉状態へ移行する際の軸トルク推移を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a change in shaft torque when the valve body transitions from a fully closed state to a fully closed state. 弁体が全閉状態から全閉状態へ移行する際の軸トルク推移を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a change in shaft torque when the valve body transitions from a fully closed state to a fully closed state. 弁体が全閉状態から全閉状態へ移行する際の軸トルク推移を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a change in shaft torque when the valve body transitions from a fully closed state to a fully closed state. 軸トルクのピーク値に対する、モータの通電を停止したタイミングにおける軸トルクの割合を示すグラフである。4 is a graph showing a ratio of the shaft torque at the timing when the power supply to the motor is stopped to the peak value of the shaft torque. 本発明に係る偏心弁装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an eccentric valve device according to the present invention. 弁体の回動速度が切り替わる位置の一例を示す図である。11A and 11B are diagrams illustrating an example of a position where the rotation speed of the valve body is switched. シート部材の新品と摩耗品の駆動トルク推移を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing changes in driving torque of a new sheet member and a worn sheet member. シート部材の新品と摩耗品の駆動トルク推移を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing changes in driving torque of a new sheet member and a worn sheet member. シート漏れ検出の処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a processing procedure for detecting a sheet leakage. 算出された駆動トルクと閾値との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a calculated driving torque and a threshold value. 弁体が全開状態から全閉状態へ移行する際のタイミングチャートの一例である。6 is an example of a timing chart when a valve body transitions from a fully open state to a fully closed state. 弁体が全開状態から全閉状態へ移行する際のタイミングチャートの他の例である。13 is another example of a timing chart when the valve body transitions from a fully open state to a fully closed state.

図1は、本発明に係る偏心弁装置の全体の概略構成を示す説明図であり、図2は、図1の弁機構部の拡大断面図である。なお、図1では、偏心弁装置の一部を断面図として示している。図1に示す偏心弁装置1は、流体が流れる配管内の流路の途中に配置され、流路の遮断および/または開放を制御する装置である。 Figure 1 is an explanatory diagram showing the overall schematic configuration of the eccentric valve device according to the present invention, and Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the valve mechanism of Figure 1. Note that Figure 1 shows a cross-sectional view of a portion of the eccentric valve device. The eccentric valve device 1 shown in Figure 1 is a device that is placed midway through a flow path in a pipe through which a fluid flows, and controls the blocking and/or opening of the flow path.

図1に示すように、偏心弁装置1は、弁体22を有する弁機構部2と、弁機構部2を駆動する弁駆動部3と、弁駆動部3の駆動を制御する制御部4とを備える。弁機構部2および弁駆動部3は、弁棒35によって連結されており、弁駆動部3の駆動を弁機構部2に伝達可能になっている。偏心弁装置1は、弁体22の姿勢を、全開位置や、全閉位置、任意の位置(例えば全閉直前の位置など)に保持できる機能を有している。 As shown in FIG. 1, the eccentric valve device 1 includes a valve mechanism 2 having a valve body 22, a valve drive unit 3 that drives the valve mechanism 2, and a control unit 4 that controls the drive of the valve drive unit 3. The valve mechanism 2 and the valve drive unit 3 are connected by a valve rod 35, and the drive of the valve drive unit 3 can be transmitted to the valve mechanism 2. The eccentric valve device 1 has the function of being able to hold the attitude of the valve body 22 in a fully open position, a fully closed position, or any other position (for example, a position immediately before being fully closed).

制御部4は、周知のCPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。なお、図1や図9では、便宜上、制御部4を弁駆動部3と区別して記載しているが、弁駆動部3内部にもマイコンが内蔵されており、後述する制御部4の機能の全部または一部を、弁駆動部3のマイコンに持たせてもよい。 The control unit 4 is mainly composed of a microcomputer including a well-known CPU, ROM, RAM, etc. Note that in Figs. 1 and 9, for convenience, the control unit 4 is shown separately from the valve drive unit 3, but the valve drive unit 3 also has a built-in microcomputer, and all or part of the functions of the control unit 4 described below may be provided by the microcomputer in the valve drive unit 3.

弁機構部2は、略円筒状の弁箱21と、弁箱21内に回動可能に設けられる弁体22と、弁箱21内に装着されるリング状のシート部材23と、シート部材23を支持する支持部材24とを備える。弁機構部2は、流体の配管の途中に設置され、弁箱21の上流側と下流側にはそれぞれ配管(図示省略)が接続される。流体は、図1の矢印方向に流れる。弁機構部2において弁体22が回動することで、弁箱21内の流路が遮断または開放されて、上流側から下流側への流体の流れを遮断または開放することができる。 The valve mechanism 2 comprises a substantially cylindrical valve box 21, a valve element 22 rotatably provided within the valve box 21, a ring-shaped seat member 23 attached within the valve box 21, and a support member 24 that supports the seat member 23. The valve mechanism 2 is installed midway through a fluid piping, and pipes (not shown) are connected to the upstream and downstream sides of the valve box 21. The fluid flows in the direction of the arrow in FIG. 1. By rotating the valve element 22 in the valve mechanism 2, the flow path within the valve box 21 is blocked or opened, and the flow of fluid from the upstream side to the downstream side can be blocked or opened.

図2に示すように、弁箱21は、上流側の流路と下流側の流路を連通する開口部211を有する。開口部211の周囲には、弁箱21の内周面が縮径するように径方向内側に張り出した段部214が形成されており、その段部214にシート部材23が装着されている。シート部材23は、弁箱21の上流側端部から挿入された支持部材24によって支持されている。弁箱21の上部には、内周面と外周面とが貫通し、弁棒35が挿入される装着孔212が形成されている。装着孔212は、弁箱21の軸方向と直交する向きで形成され、弁棒35が回転可能に挿入されている。また、弁箱21の下部には、ピン25が嵌り込むピン溝213が形成されている。 As shown in FIG. 2, the valve box 21 has an opening 211 that connects the upstream flow path and the downstream flow path. Around the opening 211, a step 214 is formed that protrudes radially inward so that the inner circumferential surface of the valve box 21 has a reduced diameter, and a seat member 23 is attached to the step 214. The seat member 23 is supported by a support member 24 inserted from the upstream end of the valve box 21. The upper part of the valve box 21 is formed with a mounting hole 212 that penetrates the inner circumferential surface and the outer circumferential surface and into which the valve rod 35 is inserted. The mounting hole 212 is formed in a direction perpendicular to the axial direction of the valve box 21, and the valve rod 35 is rotatably inserted. In addition, a pin groove 213 into which the pin 25 fits is formed in the lower part of the valve box 21.

弁箱21内において、弁棒35の端部には弁体22が連結されており、弁棒35の回転に伴って弁体22が回動する。弁棒35の回転軸と弁体22の回転軸は一致している。なお、図2では、弁体22が開口部211を塞いでいる全閉状態を示している。 In the valve box 21, the valve body 22 is connected to the end of the valve rod 35, and the valve body 22 rotates as the valve rod 35 rotates. The rotation axis of the valve rod 35 and the rotation axis of the valve body 22 are aligned. Note that Figure 2 shows the fully closed state in which the valve body 22 blocks the opening 211.

弁体22は、略円盤状の弁部221と、支持部222、223を有している。弁部221の上流側端面は、シール面を構成しており、円盤中央部の平面と円盤周縁部の曲面で形成されている。該曲面は、上流側に向かって凸状に形成されている。支持部222は弁棒35に接続されており、支持部223はピン25に接続されている。弁体22は、ステンレス鋼などの金属材料や樹脂材料などにより形成される。 The valve body 22 has a substantially disk-shaped valve portion 221 and support portions 222 and 223. The upstream end face of the valve portion 221 forms a sealing surface, and is formed by a flat surface at the center of the disk and a curved surface at the periphery of the disk. The curved surface is formed in a convex shape toward the upstream side. The support portion 222 is connected to the valve rod 35, and the support portion 223 is connected to the pin 25. The valve body 22 is formed from a metal material such as stainless steel, a resin material, or the like.

シート部材23は、中空円形のシートリング231とゴムリング232を有している。シートリング231の弁体22との対向面は、シール面を構成している。シートリング231のシール面の背面側には、凹溝が形成され、その凹溝にゴムリング232が嵌め込まれている。シートリング231は、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂などの樹脂で形成される。この樹脂には、炭素繊維やガラス繊維などの繊維状補強材が配合されていてもよい。また、ゴムリング232には、例えば、四フッ化エチレン-パーフルオロメチルビニルエーテルゴム(FFKM)などのフッ素ゴムや、ニトリルブタジエンゴム(NBR)などを使用できる。図2に示すような全閉状態では、弁体22の弁部221が押し当てられることで、シート部材23のシール面と弁体22のシール面とが密着する。 The seat member 23 has a hollow circular seat ring 231 and a rubber ring 232. The surface of the seat ring 231 facing the valve body 22 constitutes a sealing surface. A groove is formed on the back side of the sealing surface of the seat ring 231, and the rubber ring 232 is fitted into the groove. The seat ring 231 is made of a resin such as polytetrafluoroethylene resin. This resin may be mixed with a fibrous reinforcing material such as carbon fiber or glass fiber. In addition, the rubber ring 232 may be made of fluororubber such as tetrafluoroethylene-perfluoromethylvinylether rubber (FFKM) or nitrile butadiene rubber (NBR). In the fully closed state as shown in FIG. 2, the valve portion 221 of the valve body 22 is pressed against the seat member 23, so that the sealing surface of the valve body 22 is in close contact with the sealing surface of the valve body 22.

続いて、弁機構部2の動作について、図3および図4を用いて説明する。図3および図4は、図2の弁機構部を弁棒側から見た一部断面図である。各図に示すように、弁体22は二重偏心構造を有している。具体的には、シートリング231の軸線に対して、弁体22の回転軸Oが距離Yだけ偏心するとともに、シートリング231のシール面に対して、弁体22の回転軸Oが距離Xだけ偏心している。 Next, the operation of the valve mechanism 2 will be described with reference to Figures 3 and 4. Figures 3 and 4 are partial cross-sectional views of the valve mechanism in Figure 2, viewed from the valve stem side. As shown in each figure, the valve body 22 has a double eccentric structure. Specifically, the rotation axis O of the valve body 22 is eccentric by a distance Y with respect to the axis of the seat ring 231, and the rotation axis O of the valve body 22 is eccentric by a distance X with respect to the sealing surface of the seat ring 231.

図3は、弁体22の全開状態を示しており、弁体22の弁部221は、流路に対して直交する方向を向いている。このとき、弁体22は、シート部材23とは接触していない。この全開状態から、弁体22は、弁部221が流路の上流側を向くように回動する。弁体22は、全開状態を0度、全閉状態を90度として、0度から90度の回転角度θで回動する。図4は、弁体22の全閉状態を示しており、弁体22の弁部221は、流路の上流方向を向いている。弁体22がシート部材23と密着することで流路が遮断される。弁体22の開閉速度は適宜設定でき、一般に、全開状態から全閉状態までの所要時間は1秒以上である。 Figure 3 shows the fully open state of the valve body 22, with the valve portion 221 of the valve body 22 facing a direction perpendicular to the flow path. At this time, the valve body 22 is not in contact with the sheet member 23. From this fully open state, the valve body 22 rotates so that the valve portion 221 faces the upstream side of the flow path. The valve body 22 rotates at a rotation angle θ of 0 to 90 degrees, with the fully open state being 0 degrees and the fully closed state being 90 degrees. Figure 4 shows the fully closed state of the valve body 22, with the valve portion 221 of the valve body 22 facing the upstream direction of the flow path. The flow path is blocked by the valve body 22 coming into close contact with the sheet member 23. The opening and closing speed of the valve body 22 can be set appropriately, and generally, the time required from the fully open state to the fully closed state is 1 second or more.

図4の全閉状態ではシート部材23は、弁体22に押し付けられることで弾性変形する。シート部材23が変形する量(変形代)は、一般にシート部材23の断面幅の1/500~1/1000程度である。偏心弁の場合、シート部材は、弁体が開閉するたびに繰り返し変形する。この弁体の開閉回数に略比例して、シート部材の削れやへたり(永久歪)が起こり、シート部材の変形する量(反発力)が小さくなっていき、最終的にシート漏れが生じるおそれがある。本発明は、弁駆動部の駆動パラメータを用いて、シート部材の経時的な反発力の低下を、シート漏れとして検出または予測するものである。 In the fully closed state of FIG. 4, the seat member 23 is elastically deformed by being pressed against the valve body 22. The amount of deformation (deformation margin) of the seat member 23 is generally about 1/500 to 1/1000 of the cross-sectional width of the seat member 23. In the case of an eccentric valve, the seat member is repeatedly deformed every time the valve body opens and closes. The seat member is scraped or worn down (permanent set) in approximately proportion to the number of times the valve body opens and closes, and the amount of deformation (repulsive force) of the seat member decreases, which may ultimately result in seat leakage. The present invention uses the drive parameters of the valve drive unit to detect or predict the decrease in the repulsive force of the seat member over time as seat leakage.

ここでまず、弁体を閉弁する際の軸トルク推移について説明する。図5には、弁体が全開状態(0秒時点)から全閉状態(8秒時点)へ回動する過程における軸トルク推移、モータ電流の推移、およびブレーキ状態を示す。閉弁動作中、弁駆動部はモータ部に通電することで出力軸を回転させ弁体を回動させる。そして、所定のタイミングでモータ部の通電を停止すると同時にブレーキを作動させて、弁体を全閉状態にする。弁駆動部は、例えば、通電停止後も慣性力によって弁体が回動する電動モータ(ブラシレスモータなど)である。この場合、慣性力による負荷がシート部材に過剰に掛からないように、弁体の回動速度に応じて通電停止およびブレーキの作動タイミングが設定される。 First, the shaft torque transition when the valve body is closed will be described. Figure 5 shows the shaft torque transition, motor current transition, and brake state as the valve body rotates from a fully open state (0 seconds) to a fully closed state (8 seconds). During the valve closing operation, the valve drive unit rotates the output shaft by energizing the motor unit, thereby rotating the valve body. Then, at a predetermined timing, the motor unit is de-energized and the brake is activated at the same time, bringing the valve body into a fully closed state. The valve drive unit is, for example, an electric motor (such as a brushless motor) that rotates the valve body by inertial force even after de-energization. In this case, the timing of de-energization and brake activation is set according to the rotation speed of the valve body so that the seat member is not subjected to excessive load due to inertial force.

図5において、軸トルク(破線)は、モータの出力軸に装着されたトルクセンサによって検出された値である。トルクセンサは、ひずみゲージを有し、モータの出力軸に発生する軸トルクに応じた検出信号を発生する。また、モータ電流(点線)は、例えばモータ回路中のシャント抵抗間の電圧値から算出されるモータ電流である。なお、図5では、ブレーキ作動後、つまりモータ部の通電停止後、モータ電流はなだらかに低下しているが、これは測定方法の影響によるもので、実際には通電停止後、直ちにゼロになる。なお、ブレーキ状態(実線)は、ブレーキの作動がオフとオンの状態を示している。 In Figure 5, the shaft torque (dashed line) is a value detected by a torque sensor attached to the output shaft of the motor. The torque sensor has a strain gauge and generates a detection signal corresponding to the shaft torque generated on the output shaft of the motor. The motor current (dotted line) is the motor current calculated, for example, from the voltage value between shunt resistors in the motor circuit. Note that in Figure 5, the motor current gradually decreases after the brake is activated, that is, after the current to the motor is cut off, but this is due to the influence of the measurement method, and in reality, the current becomes zero immediately after the current is cut off. Note that the brake state (solid line) indicates the brake activation states of off and on.

図5は、弁体が全開状態から全閉状態になるまでの所要時間(開閉時間)が8.0秒の場合を示す。この試験では、モータ部への通電によって弁体の回動速度が一定に維持されている。図5に示すように、軸トルクは、弁体の閉弁動作開始から7秒手前まではほぼ一定であり、その後7秒付近から上昇し始め、全閉状態になる8秒に到達するまで上昇するという推移を示している。この軸トルク推移は、開弁動作の進行に伴って弁体がシート部材に接触し、さらにシート部材を押し込んでいくという動作に基づく。また、図5において、モータ電流は、開始直後こそ一時的な上昇が見られるものの、その後は、軸トルク推移と同様に、全閉状態の手前から上昇するという推移を示す。つまり、モータ電流は、閉弁動作時の弁体の駆動トルクを反映しているといえ、これをシート漏れの検出や予測に用いることができると考えられる。 Figure 5 shows the case where the time required for the valve disc to go from the fully open state to the fully closed state (opening/closing time) is 8.0 seconds. In this test, the rotation speed of the valve disc is maintained constant by energizing the motor unit. As shown in Figure 5, the shaft torque is almost constant from the start of the valve disc closing operation until 7 seconds before, and then begins to increase around 7 seconds, and continues to increase until it reaches 8 seconds when the valve disc is in the fully closed state. This shaft torque transition is based on the operation in which the valve disc contacts the seat member as the valve opening operation progresses and further pushes the seat member. Also, in Figure 5, the motor current shows a temporary increase immediately after the start, but then shows a transition in which it increases from just before the fully closed state, similar to the shaft torque transition. In other words, the motor current can be said to reflect the driving torque of the valve disc during the valve closing operation, and it is thought that this can be used to detect and predict seat leakage.

また、図5の例では、ピーク時(8.0秒時)の軸トルクを100%とした場合の、ブレーキをかけた時点における軸トルクの割合は約100%であった。つまりこの場合、モータ部の通電は、弁体がほぼ全閉状態になるまで行われる。そのため、弁体がシート部材を押し込んでいる全区間のモータ電流を用いて、シート漏れの検出などを行うことができる。 In the example of Figure 5, if the shaft torque at the peak (8.0 seconds) is taken as 100%, the proportion of shaft torque at the time the brakes are applied is approximately 100%. In other words, in this case, the motor section is energized until the valve body is almost fully closed. Therefore, it is possible to detect seat leakage, etc., by using the motor current for the entire section in which the valve body is pressing the seat member.

次に、図6および図7には、弁体の開閉時間を8.0秒よりも短くした場合の軸トルク推移などの例を示す。開閉時間について、図6(a)は4.0秒、図6(b)は3.0秒、図7(a)は2.0秒、図7(b)は1.0秒の場合を示している。 Next, Fig. 6 and Fig. 7 show examples of shaft torque transitions etc. when the opening and closing time of the valve disc is made shorter than 8.0 seconds. Fig. 6(a) shows the case of 4.0 seconds, Fig. 6(b) shows 3.0 seconds, Fig. 7(a) shows 2.0 seconds, and Fig. 7(b) shows 1.0 seconds.

図6および図7に示すように、開閉時間が短くなるほど、目標時間(例えば、開閉時間4.0秒の場合は、閉弁動作開始4.0秒後の時点)に対してブレーキをかけるタイミングが早くなる。言い換えると、開閉時間が短くなるほど、モータの通電を停止するタイミングが早くなる。これは弁体の開閉時間が短くなるほど弁体の回動速度が速くなり、通電停止後も弁体が惰性で動く時間が長くなるためである。例えば、開閉時間8.0秒の場合は、通電時間が100%であったのに対して、開閉時間4.0秒の場合は通電時間が99.4%、開閉時間3.0秒の場合は通電時間が99.3%、開閉時間2.0秒の場合は通電時間が97.8%、開閉時間1.0秒の場合は通電時間が91.8%である。図6および図7に示すように、モータの通電を停止するタイミングが前倒しされるほど、駆動パラメータを測定できる区間が全区間(100%)に対して短くなる。 As shown in Figures 6 and 7, the shorter the opening and closing time, the earlier the timing of braking with respect to the target time (for example, when the opening and closing time is 4.0 seconds, the time 4.0 seconds after the start of the valve closing operation) becomes. In other words, the shorter the opening and closing time, the earlier the timing of stopping the motor's current. This is because the shorter the opening and closing time of the valve body, the faster the valve body's rotation speed becomes, and the longer the valve body moves by inertia after the current is stopped. For example, when the opening and closing time is 8.0 seconds, the current is 99.4% when the opening and closing time is 4.0 seconds, the current is 99.3% when the opening and closing time is 3.0 seconds, the current is 97.8% when the opening and closing time is 2.0 seconds, and the current is 91.8% when the opening and closing time is 1.0 seconds. As shown in Figures 6 and 7, the earlier the timing of stopping the current to the motor, the shorter the section in which the driving parameters can be measured becomes compared to the entire section (100%).

図8は、軸トルクのピーク値に対する、モータの通電を停止したタイミングにおける軸トルクの割合を示したグラフである。モータの通電中、軸トルクの推移は駆動トルクの推移を反映していることから、図8のグラフは、ピーク値に対してどの程度の割合の駆動パラメータが測定できるかを示しているといえる。図8に示すように、開閉時間が8.0秒の場合は、測定可能な駆動パラメータが約100%であるのに対して、開閉時間が4.0秒の場合は約94%、開閉時間が3.0秒の場合は約92%、開閉時間が2.0秒の場合は約81%、開閉時間が1.0秒の場合は約35%になる。つまり、開閉時間が4.0秒以内の場合には、軸トルクがピーク値に到達する前にモータへの電力の供給が停止されるため、軸トルクがピーク値に到達するまでの全区間における駆動パラメータの測定ができない。 Figure 8 is a graph showing the ratio of the shaft torque at the timing when the motor is deenergized to the peak value of the shaft torque. Since the change in the shaft torque reflects the change in the drive torque while the motor is energized, the graph in Figure 8 shows the ratio of the drive parameter that can be measured to the peak value. As shown in Figure 8, when the opening and closing time is 8.0 seconds, the measurable drive parameter is about 100%, whereas when the opening and closing time is 4.0 seconds, it is about 94%, when the opening and closing time is 3.0 seconds, it is about 92%, when the opening and closing time is 2.0 seconds, it is about 81%, and when the opening and closing time is 1.0 seconds, it is about 35%. In other words, when the opening and closing time is 4.0 seconds or less, the supply of power to the motor is stopped before the shaft torque reaches the peak value, so the drive parameter cannot be measured in the entire section until the shaft torque reaches the peak value.

これに対して、本発明の偏心弁装置は、弁体が全開状態から全閉状態へ回動する過程において、弁体の回動速度を変化させる速度制御部と、弁駆動部の駆動パラメータに基づいて、シート部材と弁体間の漏れの有無を判定する漏れ判定部とを有することを特徴とする。具体的には、速度制御部によって弁体を速く回動させる期間と、その後において弁体を遅く回動させる期間とを組み合わせている。これにより、全体として開閉時間の短縮を可能としながらも、モータへの通電停止のタイミングを全閉状態にできるだけ近付ける、つまり駆動パラメータの測定可能な区間を全区間にできるだけ近付けることで、駆動パラメータで駆動トルクの上昇を十分に判断できるようにしている。 In contrast, the eccentric valve device of the present invention is characterized by having a speed control section that changes the rotation speed of the valve disc as it rotates from a fully open state to a fully closed state, and a leakage determination section that determines the presence or absence of leakage between the seat member and the valve disc based on the drive parameters of the valve drive section. Specifically, a period in which the speed control section rotates the valve disc quickly is combined with a subsequent period in which the valve disc rotates slowly. This makes it possible to shorten the overall opening and closing time while bringing the timing of stopping the power supply to the motor as close as possible to the fully closed state, in other words, bringing the section in which the drive parameters can be measured as close as possible to the entire section, making it possible to adequately determine an increase in drive torque using the drive parameters.

図9は、本発明に係る偏心弁装置の一例を示すブロック図である。偏心弁装置1は、弁機構部2と、弁駆動部3と、制御部4とを備えており、弁機構部2の具体的な構成は上述のとおりである。また、偏心弁装置1は、駆動パラメータを検出する各センサ51、52、53を有しており、各センサは、制御部4に接続されている。各センサの検出結果は随時、制御部4に入力され、開閉動作中に連続で検出、記憶できる構成となっている。また、制御部4は、各種演算機能も有している。なお、本発明において、駆動パラメータは、弁駆動部3の駆動状態を示すパラメータであり、例えば、モータ部33のモータ回転速度や、モータ電流値、モータ電圧値、駆動トルク、回転角度θを含むものである。本発明では、シート漏れの検出に弁駆動部3の駆動パラメータを用いているため、トルクセンサや、流量センサ、振動センサといった別途のセンサが必須とはならず、モータの回転速度と電流値をモニタするという簡単な手段でシート漏れの検出を行うことができる。 Figure 9 is a block diagram showing an example of an eccentric valve device according to the present invention. The eccentric valve device 1 includes a valve mechanism unit 2, a valve drive unit 3, and a control unit 4, and the specific configuration of the valve mechanism unit 2 is as described above. The eccentric valve device 1 also includes sensors 51, 52, and 53 for detecting drive parameters, and each sensor is connected to the control unit 4. The detection results of each sensor are input to the control unit 4 at any time, and are configured to be continuously detected and stored during opening and closing operations. The control unit 4 also has various calculation functions. In the present invention, the drive parameters are parameters that indicate the drive state of the valve drive unit 3, and include, for example, the motor rotation speed, motor current value, motor voltage value, drive torque, and rotation angle θ of the motor unit 33. In the present invention, the drive parameters of the valve drive unit 3 are used to detect sheet leakage, so that separate sensors such as a torque sensor, flow rate sensor, and vibration sensor are not essential, and sheet leakage can be detected by a simple means of monitoring the motor rotation speed and current value.

弁駆動部3は、電源回路部31と、モータ回路部32と、モータ部33と、減速機(ギアボックス)34と、弁棒35と、電流センサ53とを備えている。モータ回路部32は、電源回路部31に接続され、制御部4の制御信号に基づいて、モータ部33に流れる電流を調整する。モータ部33は、ブラシレスモータからなり、モータ回路部32から流れる電流に基づいて出力軸を回転させる。図1の構成では、出力軸の回転速度を減速機34にて減速して、弁棒35を回転させる。 The valve drive unit 3 includes a power supply circuit unit 31, a motor circuit unit 32, a motor unit 33, a reducer (gear box) 34, a valve rod 35, and a current sensor 53. The motor circuit unit 32 is connected to the power supply circuit unit 31, and adjusts the current flowing to the motor unit 33 based on a control signal from the control unit 4. The motor unit 33 is made of a brushless motor, and rotates the output shaft based on the current flowing from the motor circuit unit 32. In the configuration of FIG. 1, the rotational speed of the output shaft is reduced by the reducer 34 to rotate the valve rod 35.

図9において、制御部4は、速度制御部41と、トルク算出部42と、漏れ判定部43とを有する。各部における処理は、主に弁体が全開状態から全閉状態へ移行する際に実行される。 In FIG. 9, the control unit 4 has a speed control unit 41, a torque calculation unit 42, and a leakage determination unit 43. The processing in each unit is mainly executed when the valve body transitions from a fully open state to a fully closed state.

速度制御部41は、弁体が全開状態から全閉状態に回動する過程において、所定のタイミングで弁体の回動速度を変化させる。具体的には、弁体を全開状態から第1速度で回動させた後、回動速度を第1速度よりも遅い第2速度に変化させて全閉状態まで回動させる。第2速度は、例えば、第1速度の1/8~1/3に設定される。ここで、第1速度から第2速度に切り替えるタイミングは、弁体が所定位置まで回動したことなどに基づく。所定位置まで回動したことは、エンコーダなどの角度センサ52によって検出された回転角度に基づいて制御部4内の位置判定部によって行われる。 The speed control unit 41 changes the rotation speed of the valve disc at a predetermined timing as the valve disc rotates from a fully open state to a fully closed state. Specifically, after rotating the valve disc from a fully open state at a first speed, the rotation speed is changed to a second speed slower than the first speed to rotate the valve disc to the fully closed state. The second speed is set to, for example, 1/8 to 1/3 of the first speed. Here, the timing of switching from the first speed to the second speed is based on, for example, that the valve disc has rotated to a predetermined position. The position determination unit in the control unit 4 determines that the valve disc has rotated to the predetermined position based on the rotation angle detected by an angle sensor 52 such as an encoder.

上記の所定位置は、シート部材に近接した所定位置であることが好ましい。近接した所定位置は、例えば、図10に示すように、弁体22がシート部材23に接触しない位置であって、弁体22とシート部材23との間の隙間が狭まり、弁体22とシート部材23に付着した異物を吹き飛ばす程度に流体の流速を速めることができる位置である。この場合、回転角度θが例えば60度や70度になった場合に、第1速度から第2速度に切り替えられる。シート部材に近接した所定位置で切り替えることにより、その後の弁部221とシートリング231の接触で生じる摩擦力は、異物に影響されない純粋な摩擦力となるため、へたりや摩耗に伴うシール性の低下を、異物の噛み込みによるシール性の低下と区別して検出できる。 The above-mentioned predetermined position is preferably a predetermined position close to the seat member. The predetermined position close to the seat member is, for example, as shown in FIG. 10, a position where the valve body 22 does not contact the seat member 23, where the gap between the valve body 22 and the seat member 23 is narrowed, and the flow rate of the fluid can be increased to a degree that blows away foreign matter adhering to the valve body 22 and the seat member 23. In this case, when the rotation angle θ becomes, for example, 60 degrees or 70 degrees, the first speed is switched to the second speed. By switching at a predetermined position close to the seat member, the frictional force generated by the subsequent contact between the valve part 221 and the seat ring 231 becomes a pure frictional force that is not affected by foreign matter, so that a decrease in sealing performance due to sagging or wear can be detected separately from a decrease in sealing performance due to the ingress of foreign matter.

図9において、トルク算出部42は、回転センサ51によって検出されるモータ部33の回転速度や、電流センサ53によって検出されるモータ電流値などの駆動パラメータに基づいて、弁駆動部3の駆動トルクを算出する。駆動トルクの算出は、公知の方法に従って行うことができる。例えば、下記の式(1)より駆動トルクを算出できる。なお、下記の式(1)中の係数は、実験により取得できる値である。
駆動トルク=係数×モータ電流値/モータ回転速度・・・(1)
9, a torque calculation unit 42 calculates the drive torque of the valve drive unit 3 based on drive parameters such as the rotation speed of the motor unit 33 detected by a rotation sensor 51 and the motor current value detected by a current sensor 53. The drive torque can be calculated according to a known method. For example, the drive torque can be calculated by the following formula (1). Note that the coefficients in the following formula (1) are values that can be obtained by experiment.
Driving torque = coefficient × motor current value / motor rotation speed (1)

漏れ判定部43は、弁駆動部3の駆動パラメータに基づいて、シート部材23と弁体22間の漏れの有無を判定する。例えば、図9の構成では、トルク算出部42で算出された駆動トルクと所定の閾値とに基づいてシート漏れを判定する。 The leak determination unit 43 determines whether or not there is a leak between the seat member 23 and the valve body 22 based on the drive parameters of the valve drive unit 3. For example, in the configuration of FIG. 9, the seat leak is determined based on the drive torque calculated by the torque calculation unit 42 and a predetermined threshold value.

ここで、新品のシート部材と摩耗品のシート部材を用いて、駆動パラメータから算出した駆動トルクの推移を図11に示す。図11は、開閉時間が8.0秒の場合を示しており、上流側の流路と下流側の流路の圧力差である差圧はゼロの場合を示している。なお、図中の駆動トルクは、トルクセンサを用いずに、上記の式(1)を用いて算出した値である。 Figure 11 shows the transition of the drive torque calculated from the drive parameters using a new seat member and a worn seat member. Figure 11 shows the case where the opening and closing time is 8.0 seconds, and the differential pressure, which is the pressure difference between the upstream flow path and the downstream flow path, is zero. Note that the drive torque in the figure is a value calculated using the above formula (1) without using a torque sensor.

図11に示すように、新品のシート部材と摩耗品のシート部材は同様の挙動を示すものの、駆動トルクが上昇する期間における駆動トルク値は、摩耗品の方が小さくなっている。シート部材にへたりや摩耗が生じると、閉弁時のシート部材の反発力が減少するため、正常時に比べて駆動トルクが小さくなるためと考えられる。この結果に基づいて、図9に示す漏れ判定部43は、算出された駆動トルクが所定の閾値よりも小さい場合にシート漏れが生じたと判定する。なお、所定の閾値は、シート漏れ量と駆動トルクとの相関を予め実験によって取得しておき、それに基づいて設定することができる。 As shown in FIG. 11, a new seat member and a worn seat member behave in a similar manner, but the drive torque value during the period when the drive torque increases is smaller for the worn seat member. When the seat member becomes worn or worn, the repulsive force of the seat member when the valve is closed decreases, which is thought to result in a smaller drive torque than normal. Based on this result, the leak determination unit 43 shown in FIG. 9 determines that a seat leak has occurred when the calculated drive torque is smaller than a predetermined threshold value. The predetermined threshold value can be set based on a correlation between the amount of seat leakage and the drive torque that has been obtained in advance through experiments.

一方、流体が、粉体、スラリーなどの固形物の異物を含む場合には、異物の噛み込みによるシート漏れが生じるおそれがある。異物の噛み込みの場合は、閉弁動作が過負荷となるため、正常時に比べて駆動トルクが大きくなると考えられる。そのため、算出された駆動トルクが所定の閾値よりも小さい場合にシート漏れが生じたと判定することで、異物の噛み込みによるシート漏れでなく、へたりや摩耗によるシート漏れを区別して検出することができる。 On the other hand, if the fluid contains solid foreign matter such as powder or slurry, there is a risk of seat leakage due to the foreign matter getting caught. In the case of a foreign matter getting caught, the valve closing operation becomes an overload, and it is thought that the drive torque will be larger than normal. Therefore, by determining that a seat leakage has occurred when the calculated drive torque is smaller than a predetermined threshold value, it is possible to distinguish and detect seat leakage due to settling or wear, rather than seat leakage due to a foreign matter getting caught.

続いて、図12には、駆動トルクと差圧の関係を示す。図12(a)は新品のシート部材を用いて差圧を検討した結果を示し、図12(b)は摩耗品のシート部材を用いて差圧を検討した結果を示す。各図に示すように、差圧が大きくなるほど駆動トルクが高値を示す傾向であった。このように、差圧によって閉弁時の駆動トルクが変化するため、閾値を用いてシート漏れを判定する場合には差圧に応じて閾値を設定することが好ましい。なお、差圧が同じ場合を比較すると、摩耗品の方が、新品よりも低い駆動トルクであった。 Next, Figure 12 shows the relationship between drive torque and differential pressure. Figure 12(a) shows the results of examining the differential pressure using a new seat member, and Figure 12(b) shows the results of examining the differential pressure using a worn seat member. As shown in each figure, the drive torque tended to be higher as the differential pressure increased. As such, since the drive torque when the valve is closed changes depending on the differential pressure, when using a threshold value to determine seat leakage, it is preferable to set the threshold value according to the differential pressure. Note that when comparing cases where the differential pressure is the same, the drive torque was lower for worn items than for new items.

また、漏れ判定部43におけるその他の判定方法として、算出された駆動トルクと過去値(例えば、前回の閉弁時に算出された駆動トルク)との差分が、一定以上になった場合にシート漏れが生じたと判定する方法も採用できる。過去値には、例えば過去100回分の平均値などが用いられる。 As another method of determination by the leak determination unit 43, a method of determining that a seat leak has occurred when the difference between the calculated drive torque and a past value (for example, the drive torque calculated the previous time the valve was closed) is equal to or greater than a certain value. For example, the average value of the past 100 times is used as the past value.

また、図9の構成では、トルク算出部42によって算出された駆動トルクに基づいてシート漏れを判定したが、駆動トルク以外の駆動パラメータに基づいて、漏れ判定を行ってもよい。例えば、モータ電流値はモータ部33の駆動トルクとほぼ相関関係にあるため、モータ電流値を直接漏れ判定に用いることができる。 In the configuration of FIG. 9, sheet leakage is determined based on the drive torque calculated by the torque calculation unit 42, but leakage determination may be performed based on a drive parameter other than the drive torque. For example, since the motor current value is approximately correlated with the drive torque of the motor unit 33, the motor current value can be used directly for leakage determination.

続いて、閉弁動作時の制御部4のシート漏れの検出処理について説明する。この検出処理は、所定時間毎に繰り返し実施される。 Next, we will explain the process by the control unit 4 to detect sheet leakage during the valve closing operation. This detection process is performed repeatedly at predetermined time intervals.

図13は、シート漏れ検出の処理手順を示すフローチャートである。図13のスタートからエンドに至るまでの処理は、所定時間毎に繰り返し実施される。まず、ステップS11において、上位制御装置などから弁体を閉じる指令(閉指令)が入力されているか否かを判定する。ステップS11がYesの場合、ステップS12へ進み、ステップS11がNoの場合、この処理を一旦終了する。 Figure 13 is a flowchart showing the processing procedure for sheet leakage detection. The process from start to end in Figure 13 is repeated at predetermined time intervals. First, in step S11, it is determined whether or not a command to close the valve (close command) has been input from a higher-level control device or the like. If step S11 is Yes, the process proceeds to step S12, and if step S11 is No, the process is temporarily terminated.

ステップS12では、切り替えフラグがオフであるか否かを判定する。後述するように、切り替えフラグは、第1速度で回動する弁体22が所定位置まで回動した後にオンとなる。ステップS12がYesの場合、ステップS13へ進み、モータ部33を駆動させる。モータ部33の駆動により弁体22が第1速度で全閉状態へ向けて回動する。ステップS14では、モータ部33の駆動に関する駆動パラメータを取得する。具体的には、モータ電流値やモータ回転速度を取得する。続くステップS15では、取得されたモータ電流値およびモータ回転速度に基づいて駆動トルクを算出する。 In step S12, it is determined whether the switching flag is off. As described below, the switching flag is turned on after the valve body 22, which rotates at the first speed, rotates to a predetermined position. If step S12 is Yes, the process proceeds to step S13, where the motor unit 33 is driven. The valve body 22 rotates at the first speed toward the fully closed state by driving the motor unit 33. In step S14, drive parameters related to the drive of the motor unit 33 are acquired. Specifically, the motor current value and the motor rotation speed are acquired. In the following step S15, the drive torque is calculated based on the acquired motor current value and motor rotation speed.

ステップS16では、駆動トルクが正常範囲であるか否かを判定する。具体的には、ステップS15で算出された駆動トルクが所定の上限閾値と下限閾値の間に入っているか否かを判定する。これら閾値は、流路を流れる流体の種類や流速によって適宜設定される。図11で示したように、一般に、弁体22がシート部材に接触する回転角度(例えば、回転角度θが60度)を超えるまでは駆動トルクは低値で安定している。そのため、駆動トルクが急上昇するなどして所定の上限閾値以上となった場合には、異物の噛み込みなどの異常が発生したと考えられる。駆動トルクが正常範囲でないと判定した場合(ステップS16がNoの場合)、ステップS26に進み、エラー処理を実行する。エラー処理としては、警報アラームの発報や警報ランプの点灯などを行う。なお、エラー処理として、モータ部の駆動を停止して閉弁動作を中断するようにしてもよい。 In step S16, it is determined whether the drive torque is within the normal range. Specifically, it is determined whether the drive torque calculated in step S15 is between a predetermined upper threshold and a lower threshold. These thresholds are appropriately set according to the type and flow rate of the fluid flowing through the flow path. As shown in FIG. 11, the drive torque is generally stable at a low value until it exceeds the rotation angle at which the valve body 22 contacts the seat member (for example, the rotation angle θ is 60 degrees). Therefore, if the drive torque suddenly increases to or exceeds the predetermined upper threshold, it is considered that an abnormality such as a foreign object being caught has occurred. If it is determined that the drive torque is not within the normal range (if step S16 is No), the process proceeds to step S26 and error processing is performed. As error processing, an alarm is issued or an alarm lamp is turned on. Note that as error processing, the drive of the motor unit may be stopped to interrupt the valve closing operation.

ステップS16がYesの場合、ステップS17に進み、弁体22が所定位置まで回動したか否かを判定する。具体的には、角度センサ52で検出された回転角度θが所定角度になったか否かを判定する。弁体22が所定位置にまで到達していない場合(ステップS17がNoの場合)、この処理を一旦終了する。なお、図13において、ステップS17がNoの場合に、ステップS13~ステップS17の処理を繰り返し実行するループを設けてもよい。 If step S16 is Yes, proceed to step S17 to determine whether the valve body 22 has rotated to a predetermined position. Specifically, it is determined whether the rotation angle θ detected by the angle sensor 52 has reached a predetermined angle. If the valve body 22 has not reached the predetermined position (if step S17 is No), this process is temporarily terminated. Note that in FIG. 13, if step S17 is No, a loop may be provided to repeatedly execute the processes of steps S13 to S17.

さらに弁体22の閉弁動作が進み、弁体が所定位置まで回動すると(ステップS17:Yes)、切り替えフラグをオンにして(ステップS18)、この処理を一旦終了する。 When the closing operation of the valve body 22 progresses further and the valve body rotates to a predetermined position (step S17: Yes), the switching flag is turned on (step S18) and this process is temporarily terminated.

切り替えフラグがオンとなり、ステップS12が否定されると、ステップS19に進み、弁体22を第2速度で回動させる。これにより回動速度が第1速度から第2速度に切り替えられる。続くステップS20では、弁体が全閉位置であるか否かを判定する。具体的には、角度センサ52で検出された回転角度θが90度であるか否かを判定する。ステップS20がNoの場合、駆動パラメータを取得して(ステップS23)、駆動トルクを算出する(ステップS24)。ステップS23およびステップS24の処理は、ステップS14およびステップS15の処理と同様である。 When the switching flag is turned on and step S12 is negative, the process proceeds to step S19, where the valve body 22 is rotated at the second speed. This switches the rotation speed from the first speed to the second speed. In the following step S20, it is determined whether the valve body is in the fully closed position. Specifically, it is determined whether the rotation angle θ detected by the angle sensor 52 is 90 degrees. If step S20 is negative, the drive parameters are acquired (step S23), and the drive torque is calculated (step S24). The processes of steps S23 and S24 are the same as those of steps S14 and S15.

ステップS25では、駆動トルクが正常範囲であるか否かを判定する。具体的には、ステップS24で算出された駆動トルクと所定の上限閾値と下限閾値に基づいて判定する。ここで、算出値と各閾値との関係を図14に示す。図14に示すように、上限閾値は正常時(例えば出荷時)の駆動トルクよりも高めに設定されており、下限閾値は正常時の駆動トルクよりも低めに設定されている。各閾値の設定は、特に限定されないが、正常時の駆動トルクに対して、上限閾値は例えば10%高く、下限閾値は例えば10%低く設定される。図13のステップS25では、例えば、各回転角度の時点で算出された駆動トルクが、その回転角度における所定の上限閾値と下限閾値の間に入っているか否かが判定される。駆動トルクが2つの閾値間の範囲外と判定した場合(ステップS25がNoの場合)、ステップS26に進み、エラー処理を実行する。 In step S25, it is determined whether the driving torque is within the normal range. Specifically, this is determined based on the driving torque calculated in step S24 and the predetermined upper and lower thresholds. Here, the relationship between the calculated value and each threshold is shown in FIG. 14. As shown in FIG. 14, the upper threshold is set higher than the driving torque in normal conditions (e.g., at the time of shipment), and the lower threshold is set lower than the driving torque in normal conditions. The setting of each threshold is not particularly limited, but the upper threshold is set, for example, 10% higher and the lower threshold is set, for example, 10% lower than the driving torque in normal conditions. In step S25 of FIG. 13, for example, it is determined whether the driving torque calculated at each rotation angle falls between the predetermined upper and lower thresholds at that rotation angle. If it is determined that the driving torque is outside the range between the two thresholds (if step S25 is No), proceed to step S26 and execute error processing.

駆動トルクが正常範囲であると判定した場合(ステップS25がYesの場合)、この処理を一旦終了する。そして、駆動トルクが正常範囲のまま閉弁動作が進み、弁体22が全閉位置に到達して、ステップS20が肯定されると、モータ部33の駆動を停止して(ステップS21)、切り替えフラグをオフにして(ステップS22)、一連の処理を終了する。なお、ステップS13およびステップS19の処理を実行する部分が速度制御部に相当し、ステップS17の処理を実行する部分が位置判定部に相当し、ステップS24の処理を実行する部分がトルク算出部に相当し、ステップS25の処理を実行する部分が漏れ判定部に相当する。 If it is determined that the drive torque is within the normal range (if step S25 is Yes), this process is temporarily terminated. Then, if the valve closing operation continues while the drive torque remains within the normal range, the valve body 22 reaches the fully closed position, and step S20 is positive, the drive of the motor unit 33 is stopped (step S21), the switching flag is turned off (step S22), and the series of processes is terminated. Note that the part that executes the processes of steps S13 and S19 corresponds to the speed control unit, the part that executes the process of step S17 corresponds to the position determination unit, the part that executes the process of step S24 corresponds to the torque calculation unit, and the part that executes the process of step S25 corresponds to the leak determination unit.

以上、図13では、閉弁動作時の制御部4における処理を示したが、本発明の制御方法はこれに限定されるものではない。例えば、ステップS17で判定する所定位置を、流体の流速や粘度、温度などに応じて可変にしてもよい。 Figure 13 shows the processing in the control unit 4 during the valve closing operation, but the control method of the present invention is not limited to this. For example, the predetermined position determined in step S17 may be variable depending on the flow rate, viscosity, temperature, etc. of the fluid.

図13では、ステップS25の漏れ判定において、算出された駆動トルクが、上限閾値と下限閾値の間に入っているか否かを判定したが、これに限定されない。例えば、正常時の駆動トルクに対して低く設定した閾値のみを使用して漏れ判定を行ってもよい。上述したように、シート部材にへたりや摩耗が生じると、正常時に比べて駆動トルクが小さくなると考えられる。そのため、この閾値を下回った場合にはシート漏れが生じたと判断することができる。 In FIG. 13, in the leak determination in step S25, it is determined whether the calculated drive torque is between an upper threshold value and a lower threshold value, but this is not limited to this. For example, the leak determination may be performed using only a threshold value that is set lower than the normal drive torque. As described above, when the sheet member becomes worn or worn, it is considered that the drive torque becomes smaller than normal. Therefore, if the drive torque falls below this threshold value, it can be determined that a sheet leak has occurred.

また、図13では、弁体を第2速度で回動させる間において、駆動トルクに基づいてシート漏れを判定した。つまり、偏心弁装置1によって、シート漏れの発生を検出する構成を示したが、同様の構成でシート漏れの予測も行うことができる。この場合、例えば、ステップS25で用いる下限閾値を、シート漏れ検出の場合よりも高く設定することで、シート漏れが発生する直前の段階(シート漏れの兆候)を判定できる。その判定結果に基づくことでシート漏れ時期を予測することができる。また、随時算出した駆動トルクの推移から、シート漏れの発生時期を判定することも可能である。その結果、シート漏れが生じることを事前に察知してアラームを発することも可能になる。 In addition, in FIG. 13, sheet leakage is determined based on the drive torque while the valve body is rotated at the second speed. In other words, a configuration is shown in which the occurrence of sheet leakage is detected by the eccentric valve device 1, but sheet leakage can also be predicted using a similar configuration. In this case, for example, the lower limit threshold used in step S25 can be set higher than in the case of sheet leakage detection to determine the stage immediately before sheet leakage occurs (signs of sheet leakage). The timing of sheet leakage can be predicted based on the determination result. It is also possible to determine the timing of sheet leakage from the transition of the drive torque calculated at any time. As a result, it becomes possible to detect the occurrence of sheet leakage in advance and issue an alarm.

図15は、弁体22が全開状態から全閉状態へ移行する際の流れを示すタイミングチャートである。全開状態において、時刻t1にて弁体の閉指令が出されると、モータ部が起動して第1速度V1で閉弁動作が開始される。時間の経過に伴って、回転角度θが大きくなる。この際、駆動トルクは低値で安定している。時刻t2にて、弁体が所定位置まで回動すると、弁体22の回動速度が第2速度V2に切り替えられる。さらに開弁動作が進み、シート部材と弁体が接触することに伴って駆動トルクが上昇していく。時刻t3にて、全閉状態になると、モータ部が停止して、閉弁動作が完了する。時刻t2~時刻t3の間は、駆動トルクに基づいて、随時シート漏れの判定が行われる。なお、時刻t1から時刻t3までの所要時間が開閉時間に相当する。 Figure 15 is a timing chart showing the flow when the valve body 22 transitions from a fully open state to a fully closed state. When a command to close the valve body is issued at time t1 in the fully open state, the motor unit starts and the valve closing operation begins at a first speed V1. As time passes, the rotation angle θ increases. At this time, the drive torque is stable at a low value. When the valve body rotates to a predetermined position at time t2, the rotation speed of the valve body 22 is switched to a second speed V2. The valve opening operation continues, and the drive torque increases as the seat member and the valve body come into contact. When the valve body reaches a fully closed state at time t3, the motor unit stops and the valve closing operation is completed. Between time t2 and time t3, seat leakage is determined at any time based on the drive torque. Note that the time required from time t1 to time t3 corresponds to the opening and closing time.

本発明において、速度制御部によって弁体の回動速度を変化させる態様は、図15の態様に限られない。例えば、図16(a)に示すように、第1速度V1で回動させる期間(時刻t4~時刻t5)と、第2速度V2で回動させる期間(時刻t6~時刻t7)との間に、弁体の回動を一時停止させる期間(時刻t5~時刻t6)を設けてもよい。この場合、弁体が所定位置まで回動すると、時刻t5にてモータ部が停止して閉弁動作が一旦停止される。一時停止時間経過後、モータ部が起動して第2速度V2で閉弁動作が再開される(時刻t6)。なお、弁体を一時停止させる時間は適宜設定できる。また、弁体が一時停止する位置は、シート部材に近接した所定位置であることが好ましい。 In the present invention, the manner in which the rotation speed of the valve body is changed by the speed control unit is not limited to the manner shown in FIG. 15. For example, as shown in FIG. 16(a), a period in which the rotation of the valve body is temporarily stopped (time t5 to time t6) may be provided between the period in which the valve body is rotated at the first speed V1 (time t4 to time t5) and the period in which the valve body is rotated at the second speed V2 (time t6 to time t7). In this case, when the valve body rotates to a predetermined position, the motor unit stops at time t5 and the valve closing operation is temporarily stopped. After the temporary stop time has elapsed, the motor unit starts up and the valve closing operation is resumed at the second speed V2 (time t6). The time for which the valve body is temporarily stopped can be set appropriately. In addition, it is preferable that the position at which the valve body is temporarily stopped is a predetermined position close to the seat member.

また、図16(b)に示すように、第1速度V1で回動させる期間(時刻t8~時刻t9)と、第2速度V2で回動させる期間(時刻t10~時刻t11)との間に、第1速度V1よりも遅く、かつ、第2速度V2よりも速い第3速度V3で回動させる期間(時刻t9~時刻t10)を設けてもよい。この場合、弁体を第3速度V3で回動させる時間は適宜設定できる。さらに、図16(b)の態様に別の速度で回動させる期間を追加してもよい。 Also, as shown in FIG. 16(b), a period (time t9 to time t10) in which the valve body is rotated at a third speed V3 slower than the first speed V1 and faster than the second speed V2 may be provided between the period (time t8 to time t9) in which the valve body is rotated at the first speed V1 and the period (time t10 to time t11) in which the valve body is rotated at the second speed V2. In this case, the time for which the valve body is rotated at the third speed V3 can be set appropriately. Furthermore, a period in which the valve body is rotated at another speed may be added to the embodiment of FIG. 16(b).

上記実施形態では、本発明に係る偏心弁装置として、二重偏心弁について説明したが、弁の開閉時に二重偏心弁と同様の駆動トルクの変化を示す偏心弁にも、本発明を適用できる。 In the above embodiment, a double eccentric valve was described as an eccentric valve device according to the present invention, but the present invention can also be applied to eccentric valves that exhibit a change in drive torque similar to that of a double eccentric valve when the valve is opened or closed.

本発明の偏心弁装置は、生産工場の生産プロセス配管に取り付けられた二重偏心弁を含む偏心弁において、開閉時間の短縮を可能にしつつ、へたりや摩耗によるシート漏れを検出または予測することができるので、安全で効率的なメンテナンスが可能であり、生産プロセスの総合的なロスを低減できる。また、シート漏れが生じる前にバルブを交換することも可能であり、設備の安定運転に貢献し、設備保守やメンテナンスに関わる作業性の低減を図ることができる。 The eccentric valve device of the present invention is capable of detecting or predicting seat leakage due to sagging or wear while shortening the opening and closing time in eccentric valves, including double eccentric valves, installed in the production process piping of a production plant, allowing for safe and efficient maintenance and reducing overall losses in the production process. It is also possible to replace the valve before seat leakage occurs, contributing to stable operation of the equipment and reducing the work involved in equipment maintenance.

1:偏心弁装置
2:弁機構部
21:弁箱
211:開口部
212:装着孔
213:ピン溝
214:段部
22:弁体
221:弁部
222:支持部
223:支持部
23:シート部材
231:シートリング
232:ゴムリング
24:支持部材
25:ピン
3:弁駆動部
31:電源回路部
32:モータ回路部
33:モータ部
34:減速機
35:弁棒
4:制御部
41:速度制御部
42:トルク算出部
43:漏れ判定部
51:回転センサ
52:角度センサ
53:電流センサ
1: Eccentric valve device 2: Valve mechanism 21: Valve box 211: Opening 212: Mounting hole 213: Pin groove 214: Step 22: Valve body 221: Valve section 222: Support section 223: Support section 23: Seat member 231: Seat ring 232: Rubber ring 24: Support member 25: Pin 3: Valve drive section 31: Power supply circuit section 32: Motor circuit section 33: Motor section 34: Reducer 35: Valve rod 4: Control section 41: Speed control section 42: Torque calculation section 43: Leak determination section 51: Rotation sensor 52: Angle sensor 53: Current sensor

Claims (5)

配管内の流路の遮断または開放を制御する偏心弁装置であって、
前記偏心弁装置は、前記流路に連通する開口部を有する略円筒状の弁箱と、前記弁箱内において前記開口部の周囲に装着されるリング状のシート部材と、前記弁箱内に回動可能に設けられ、かつ、前記シート部材に押し当てられることで前記流路を遮断する弁体と、前記弁体を回動する弁駆動部と、前記弁駆動部の駆動を制御する制御部とを備え、
前記弁体は、全開状態では前記シート部材と接触せず、全閉状態では前記シート部材と接触する構造であり、
前記制御部は、前記弁体が前記全開状態から前記全閉状態に回動する過程において、前記弁体の回動速度を変化させる速度制御部と、前記弁駆動部の駆動パラメータに基づいて、前記シート部材と前記弁体間の漏れの有無を判定する漏れ判定部とを有し、
前記速度制御部は、前記弁体を前記全開状態から第1速度で回動させた後、回動速度を前記第1速度よりも遅い第2速度に変化させて前記全閉状態まで回動させ、かつ、前記弁体を、該弁体が前記シート部材に近接した所定位置から前記全閉状態まで前記第2速度で回動させるものであり、前記所定位置は、前記弁体が前記シート部材に接触しない位置であって、前記弁体と前記シート部材間の隙間を狭めて、流体の流速を速めることができる位置であることを特徴とする偏心弁装置。
An eccentric valve device for controlling blocking or opening of a flow path in a pipe,
The eccentric valve device includes a substantially cylindrical valve box having an opening communicating with the flow path, a ring-shaped seat member attached around the opening in the valve box, a valve body rotatably provided in the valve box and configured to block the flow path by being pressed against the seat member, a valve drive unit that rotates the valve body, and a control unit that controls the drive of the valve drive unit,
The valve body is structured so as not to come into contact with the seat member in a fully open state, and to come into contact with the seat member in a fully closed state,
the control unit includes a speed control unit that changes a rotation speed of the valve element during a process of the valve element rotating from the fully open state to the fully closed state, and a leakage determination unit that determines the presence or absence of leakage between the seat member and the valve element based on a drive parameter of the valve drive unit ,
the speed control unit rotates the valve body from the fully open state at a first speed, and then changes the rotation speed to a second speed slower than the first speed to rotate the valve body to the fully closed state, and rotates the valve body at the second speed from a predetermined position where the valve body is close to the seat member to the fully closed state, the predetermined position being a position where the valve body does not contact the seat member and where a gap between the valve body and the seat member can be narrowed to increase the flow rate of the fluid .
前記制御部は、前記駆動パラメータとして、前記弁駆動部である電動モータのモータ電流値とモータ回転速度とに基づいて前記弁駆動部の駆動トルクを算出するトルク算出部を有し、
前記漏れ判定部は、前記弁体が前記第2速度で回動する間において、前記駆動トルクが所定の閾値よりも小さい場合に前記シート部材と前記弁体間に漏れが生じたと判定することを特徴とする請求項に記載の偏心弁装置。
the control unit has a torque calculation unit that calculates a drive torque of the valve drive unit based on a motor current value and a motor rotation speed of the electric motor that is the valve drive unit, as the drive parameters;
2. The eccentric valve device according to claim 1, wherein the leakage determination unit determines that a leakage has occurred between the seat member and the valve body when the drive torque is smaller than a predetermined threshold value while the valve body is rotating at the second speed.
前記弁体が前記全開状態から前記全閉状態になるまでの所要時間が3.0秒以内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の偏心弁装置。 3. The eccentric valve device according to claim 1 , wherein a time required for the valve body to change from the fully open state to the fully closed state is within 3.0 seconds. 前記弁駆動部は通電を停止した後も慣性により前記弁体を回動可能な電動モータであることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の偏心弁装置。 4. The eccentric valve device according to claim 1 , wherein the valve drive unit is an electric motor that is capable of rotating the valve body by inertia even after the supply of current thereto is stopped. 配管内の流路の遮断または開放を制御する偏心弁装置の制御方法であって、
前記偏心弁装置は、前記流路に連通する開口部を有する略円筒状の弁箱と、前記弁箱内において前記開口部の周囲に装着されるリング状のシート部材と、前記弁箱内に回動可能に設けられ、かつ、前記シート部材に押し当てられることで前記流路を遮断する弁体と、前記弁体を回動する弁駆動部とを備え、
前記弁体は、全開状態では前記シート部材と接触せず、全閉状態では前記シート部材と接触する構造であり、
前記制御方法は、前記弁体が前記全開状態から前記全閉状態に回動する過程において、前記弁体を第1速度で回動させるステップと、前記弁体を前記第1速度よりも遅い第2速度で回動させる間において、前記弁駆動部の駆動パラメータに基づいて、前記シート部材と前記弁体間の漏れの有無を判定するステップとを有し、
前記シート部材と前記弁体間の漏れの有無を判定する前記ステップは、前記弁体を前記全開状態から第1速度で回動させた後、回動速度を前記第1速度よりも遅い第2速度に変化させて前記全閉状態まで回動させ、かつ、前記弁体を、該弁体が前記シート部材に近接した所定位置から前記全閉状態まで前記第2速度で回動させるステップを有し、前記所定位置は、前記弁体が前記シート部材に接触しない位置であって、前記弁体と前記シート部材間の隙間を狭めて、流体の流速を速めることができる位置であることを特徴とする偏心弁装置の制御方法。
A method for controlling an eccentric valve device that controls blocking or opening of a flow path in a pipe, comprising:
The eccentric valve device includes a substantially cylindrical valve box having an opening communicating with the flow path, a ring-shaped seat member attached around the opening in the valve box, a valve body rotatably provided in the valve box and configured to block the flow path by being pressed against the seat member, and a valve drive unit configured to rotate the valve body.
The valve body is structured so as not to come into contact with the seat member in a fully open state, and to come into contact with the seat member in a fully closed state,
The control method includes a step of rotating the valve disc at a first speed during a process in which the valve disc rotates from the fully open state to the fully closed state, and a step of determining the presence or absence of leakage between the seat member and the valve disc based on a drive parameter of the valve drive unit while the valve disc is rotated at a second speed slower than the first speed,
a step of rotating the valve body from the fully open state at a first speed, changing the rotation speed to a second speed slower than the first speed to rotate the valve body to the fully closed state, and rotating the valve body at the second speed from a predetermined position where the valve body is close to the seat member to the fully closed state, wherein the predetermined position is a position where the valve body does not contact the seat member and where a gap between the valve body and the seat member can be narrowed to increase a flow rate of the fluid .
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