JPH0518477A - 電動弁の弁棒荷重評価装置 - Google Patents

電動弁の弁棒荷重評価装置

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JPH0518477A
JPH0518477A JP17264291A JP17264291A JPH0518477A JP H0518477 A JPH0518477 A JP H0518477A JP 17264291 A JP17264291 A JP 17264291A JP 17264291 A JP17264291 A JP 17264291A JP H0518477 A JPH0518477 A JP H0518477A
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Chikako Iwaki
智香子 岩城
Fukuzo Shimizu
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電動弁より遠隔の場所においても弁棒に加わる
荷重を検知,評価して電動弁の作動状態を監視すると共
に、作業者の現場業務を削減できる電動弁の弁棒荷重評
価装置を提供する。 【構成】電動弁の駆動モータ電流信号を入力してスリッ
プ周波数を選択するフィルタ手段と、この出力の周波数
分析をしてスリップ周波数とスリップ電流信号を求める
周波数分析手段と、この出力信号から電動弁の弁棒に加
わるスラスト荷重を演算すると共に、予め設定した前記
電動弁の正常時のデータから電動弁の作動状態を評価確
認するスラスト演算手段と、このスラスト演算手段及び
前記周波数分析手段の出力等を表示する表示手段を具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動弁作動時の駆動モ
ータ電流を測定し、これを周波数分析してモータの同期
速度と回転子の実速度の差であるスリップ周波数を抽出
し、別途設定してあるスリップと弁棒に加わるスラスト
との関係を参照して、電動弁の状態及びスラスト荷重を
算出する電動弁の弁棒荷重評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば原子力発電プラントにおいては、
約10,000台の弁が使用されており、圧力バウンダリを構
成する等、プラントの安全上重要な役割を果たしてい
る。特にこの内電動弁は1プラントに約 400台あり、こ
れらは運転員が直接監視できない遠隔操作弁が多く、し
かも安全に係わる系統に配置されているものが多いため
重要な機器である。
【0003】図5は電動弁の要部概要構成斜視図であ
る。この図5に示すように電動弁1は大別して駆動モー
タ2と弁駆動部3及び弁部4よりなり、駆動モータ2の
回転力がモータピニオン5を経て、ウォーム6とウォー
ムギヤ7に伝達する。ウォームギヤ7はステムナット8
を駆動し、ステムナット8内部に切られたネジが回転し
て弁棒9を上下に動かす。弁棒9の先端には弁体10が取
付けられていて、この弁体10の上下により流体の流通を
制御し、弁体10等の周囲を覆った弁箱11が内部圧力を保
持している。
【0004】一般に電動弁1の異常には、グランドパッ
キンの締付け力の変化によるシール不良,または摺動不
良,ステムの磨耗,曲り,弁体シート部の異物混入,磨
耗等があり、これらはいずれも弁体10の作動、即ち電動
弁1の重要な機能である流体制御に直接影響を及ぼす。
これらの異常事象は開閉作動時の弁棒9のスラスト荷重
を測定し、スラスト荷重の状態変化を監視することによ
って検知できることが知られている。
【0005】このように電動弁1の健全性を評価確認す
るためのスラスト荷重測定は、その都度、弁棒9に図示
しない歪センサを直接取付けるか、または弁棒9を支持
している同じく図示しないヨーク部に歪センサを取付け
た上、弁を作動させて行っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】プラント内に設置され
た電動弁1にセンサ類を取付ける作業は、当然電動弁1
近傍での作業となり、電動弁の構造や設置場所等の関係
からセンサ類の取付け作業に困難性が多い場合があり、
特に原子力発電所においては、電動弁1の設置場所によ
り作業員に対する放射線被曝が増加するという問題があ
った。
【0007】本発明の目的とするところは、電動弁より
遠隔の場所においても弁棒に加わる荷重を検知,評価し
て電動弁の作動状態を監視すると共に、作業者の現場業
務を削減できる電動弁の弁棒荷重評価装置を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】電動弁の駆動モータ電流
を入力してスリップ周波数を選択するフィルタ手段と、
この出力の周波数分析をしてスリップ周波数とスリップ
電流信号を求める周波数分析手段と、この出力信号から
電動弁の弁棒に加わるスラスト荷重を演算すると共に、
予め設定した前記電動弁の正常時のデータから電動弁の
作動状態を評価確認するスラスト演算手段と、このスラ
スト演算手段及び前記周波数分析手段の出力等を表示す
る表示手段を具備する。
【0009】
【作用】電動弁作動中の駆動モータの電流を電流検出手
段にて測定し、この電流信号をフィルタ手段を通してス
リップ周波数の電流信号のみを抽出する。この信号をA
/D変換手段によりディジタル信号に変換し、周波数分
析手段によって周波数分析を行うと共に、スラスト演算
手段において予め設定記録してある電動弁の正常時にお
けるデータと比較して、電動弁の弁棒に加わるスラスト
荷重の演算と電動弁の作動状態を評価して結果を表示手
段にて表示する。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については
同一符号を付して詳細な説明を省略する。図1は全体構
成図で、電動弁1の駆動モータ2には図示しない電源か
ら電線11が接続されている。この電線11の1つに電流検
出手段であるクランプ式電流計12を装着し、その出力を
弁棒荷重評価装置13に入力する。
【0011】この弁棒荷重評価装置13は、駆動モータ2
のスリップ周波数の電流信号を抽出するフィルタ手段で
あるローパスフィルタ14と、このローパスフィルタ14か
らのアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変
換手段であるるA/D変換器15と、この出力信号の周波
数分析を行う周波数分析手段である周波数分析器16と、
この周波数分析器16の出力信号から電動弁1の弁棒9に
加わるスラスト荷重を演算すると共に、予め設定した前
記電動弁1の正常時のスリップ周波数とスリップ電流信
号から電動弁1の作動状態を評価するスラスト演算手段
であるスラスト演算器17と、このスラスト演算器17及び
前記周波数分析器16の出力を表示する表示手段である例
えばCRT等の表示器18で構成されている。なお、電流
検出手段はクランプ式電流計12に限定されず、直接電線
11に介挿した変流器等を用いても良い。
【0012】次に上記構成による作用について説明す
る。電動弁1を開閉作動させて弁作動中の駆動モータ2
に流れる電流信号をクランプ式電流計12にて検出する。
なお、クランプ式電流計12を装着する箇所、即ち電流検
出場所は必ずしも電動弁1の近くでなく、電源とするモ
ータコントロールセンタ等の電動弁1と遠隔の場所であ
っても良い。ところで駆動モータ2に弁開閉の負荷が加
わり、駆動モータ2の回転子にトルクが発生するために
は、回転子が回転磁界より遅い速度で回転して両者の速
度差で回転磁界を切ることが必要である。よってこの時
の回転子の回転速度n0 は同期速度n(回転磁界の速
度)より常に小さく、この差をスリップ(すべり)と呼
んでいる。
【0013】このスリップ周波数fs は次の (1)式で求
められる。 fs =(n0 −n)×(極数)…… (1) なお、上記スリップは負荷の変化に対応して増減する。
電動弁1にあっては、弁体10を上下する弁棒9を駆動す
るステムナット8に掛かる負荷が大きくなると、スリッ
プも大きくなる。従ってこの現象を利用してスリップ周
波数から弁棒9に加わるスラスト荷重が算出できる。
【0014】スリップ周波数は通常、数Hzであるか
ら、クランプ式電流計12にて測定した電流信号を数Hz
または数10Hzのローパスフィルタ14を通して、スリッ
プ周波数信号のみを抽出する。このスリップ周波数信号
はA/D変換器15によりディジタル信号に変換し、周波
数分析器16によって周波数分析を行う。この結果、図2
の周波数分析特性図に示すように、スリップ周波数のピ
ーク19が検出されるが、予め設定記録してある電動弁1
の正常時におけるデータのスリップ周波数のピーク20と
表示器18において比較して、電動弁1の弁棒9に加わる
スラスト荷重の状態が正常か否か(正常状態より重くな
ったか、軽くなったか)の判断ができる。
【0015】また予めスリップ周波数fs 及びスリップ
電流isから、弁棒9のスラスト荷重Tの関係の (2)式
を実験的に求めておく。 T=f(fs ・is )…… (2) この一例が図3のスリップ周波数に対応するスラスト荷
重の特性図、及び図4のスリップ電流に対するスラスト
荷重の特性図で、この関係を用いてスラスト演算器17に
おいて、前記周波数分析器16によって得られたスリップ
周波数と、スリップ電流から、弁棒9に加わるスラスト
荷重を算出する。この結果は図3,4の特性図あるい
は、デジタル値により、表示器18に表示して確認でき
る。
【0016】なお、電動弁1の異常に際して、グランド
パッキンの締付け力の増加、または摺動不良,弁体シー
ト部の異物混入,ステムの曲り等による弁棒9に対する
スラスト荷重の増加に対しては、スリップ周波数のピー
ク値及びスリップ電流値が正常時のデータより大きく、
グランドパッキンの締付け力の低下,シール不良,ステ
ムの磨耗等で、夫々の事象により弁棒9に加わるスラス
ト荷重が軽くなった場合には、スリップ周波数のピーク
値及びスリップ電流値が低く現れるので、これを予め設
定してある正常時のデータと比較することにより、電磁
弁1の状態が容易に評価確認することができる。
【0017】
【発明の効果】以上本発明によれば、作業が簡便で、電
動弁の設置場所及び環境に影響されず、作業者の被曝も
削減できるので、作業性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成図。
【図2】本発明の一実施例を示す周波数分析特性図。
【図3】本発明の一実施例を示すスリップ周波数に対す
るスラスト荷重の特性図。
【図4】本発明の一実施例を示すスリップ電流に対する
スラスト荷重の特性図。
【図5】電動弁の要部概要構成斜視図。
【符号の説明】
1…電動弁、2…駆動モータ、3…弁駆動部、4…弁
部、8…ステムナット、9…弁棒、10…弁体、11…電
線、12…クランプ式電流計、13…弁棒荷重評価装置、14
…ローパスフィルタ、15…A/D変換器、16…周波数分
析器、17…スラスト演算器、18…表示器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 電動弁の駆動モータ電流信号を入力し
    て、スリップ周波数を選択するフィルタ手段と、この出
    力信号を周波数分析をしてスリップ周波数とスリップ電
    流信号を求める周波数分析手段と、この出力信号から電
    動弁の弁棒に加わるスラスト荷重を演算すると共に、予
    め設定した前記電動弁の正常時のスリップ周波数とスリ
    ップ電流信号から電動弁の作動状態を評価するスラスト
    演算手段と、このスラスト演算手段及び前記周波数分析
    手段の出力等を表示する表示手段からなることを特徴と
    する電動弁の弁棒荷重評価装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022044A1 (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute Incorporated 電動弁診断方法と診断装置
WO2006022408A1 (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute 電動弁診断方法と診断装置
GB2478087A (en) * 2006-04-21 2011-08-24 Flowserve Man Co Rotary encoder frequency analysis
US8471194B2 (en) 2006-04-21 2013-06-25 Flowserve Management Company Rotary encoder for diagnosing problems with rotary equipment
US9086335B2 (en) 2006-04-21 2015-07-21 Flowserve Management Company Rotary encoder frequency analysis

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022044A1 (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute Incorporated 電動弁診断方法と診断装置
WO2006022408A1 (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute 電動弁診断方法と診断装置
GB2478087A (en) * 2006-04-21 2011-08-24 Flowserve Man Co Rotary encoder frequency analysis
GB2478087B (en) * 2006-04-21 2011-12-07 Flowserve Man Co Valve system
US8471194B2 (en) 2006-04-21 2013-06-25 Flowserve Management Company Rotary encoder for diagnosing problems with rotary equipment
US9086335B2 (en) 2006-04-21 2015-07-21 Flowserve Management Company Rotary encoder frequency analysis

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