JPH0914498A

JPH0914498A - 手動弁の弁開閉状態監視装置

Info

Publication number: JPH0914498A
Application number: JP19258495A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Manabe; 吉久真鍋
Original assignee: Toa Valve Co Ltd
Current assignee: Toa Valve Co Ltd
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: JP2892603B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ハンドル又は弁棒の位置に加えて弁棒に生じ
る反力をみることにより、弁が真に全閉しているか否か
を判定する。弁体が逆座に当たっているか否かの判定、
弁棒がストローク制限に当たっているか否かの判定を可
能にする。弁棒に生じる反力をみてハンドル操作力が適
正か否かを監視できるようにする。【解決手段】弁本体に対するハンドル又は弁棒の位置
を検出する開状態検出器と、弁棒に生じる反力を検出す
る操作反力検出器と、これら検出器の出力をそれぞれ設
定値と比較して弁の開閉状態を判定する判定装置とを備
えた手動弁の弁開閉状態監視装置。操作反力検出器が、
ヨーク部に発生する歪を検出するものである。さらに判
定装置の出力を受けて判定結果を表示する表示装置を備
えている。手動弁が複数であり、各手動弁が開状態検出
器、操作反力検出器及び判定装置を備え、表示装置が各
手動弁の判定装置に対して光接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は手動弁の開閉状態を
監視する装置に係り、特に全閉状態の判定などを正確に
行えるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハンドル操作により弁棒を螺進さ
せて弁体を移動するようにした手動弁では、弁の開閉状
態を監視する場合、弁本体に対するハンドル又は弁棒の
位置を検出し、これを設定値と比較することにより判定
していた。また、この判定結果の表示は、例えば弁本体
のパネルに取り付けたＬＥＤ（発光ダイオード）を点灯
させることにより行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の監
視装置は、弁体と弁座の相対位置を弁本体に対するハン
ドル又は弁棒の位置から検出し、これによって弁の開閉
状態を判定するものであるから、弁体が弁座に接触する
程度であって充分な接触圧力では閉じていないときに
は、監視装置では全閉状態と判定して「全閉」と表示し
ていながら実際には弁体と弁座の間から作動流体が漏洩
しているという、表示内容と現状との不一致が起こり得
た。このような事態の発生を未然に防止するため、例え
ば手動弁を組み込んだプラントでは、運転員がプラント
の起動前に各手動弁のハンドルを操作して全閉状態であ
ることを点検して回っていた。しかし、この点検を行う
と運転員の負担が増すと共に、起動するまでの待機時間
が長くかかってプラントの運転効率が低下するという問
題があった。

【０００４】本発明はこのような点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、ハンドル又は弁
棒の位置に加えて弁棒に生じる反力をみることにより、
弁が真に全閉状態であるか否かを判定することにある。
さらに、弁体が逆座に当たっているか否かの判定、弁棒
がストローク制限に当たっているか否かの判定を可能に
することも目的としている。加えて、弁棒に生じる反力
をみてハンドル操作力が適正か否かを監視できるように
することも目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１は、ハンドル操作により弁棒を螺進させて
弁体を移動するようにした手動弁の弁開閉状態を監視す
るための装置を対象とする。そして、弁本体に対するハ
ンドル又は弁棒の位置を検出する開状態検出器と、弁棒
に生じる反力を検出する操作反力検出器と、上記開状態
検出器及び操作反力検出器の出力をそれぞれ設定値と比
較して弁の開閉状態を判定する判定装置とを備える手段
を採用している。請求項２では、請求項１の操作反力検
出器を、ヨーク部に発生する歪を検出するものとした。
請求項３では、請求項１の構成において、さらに判定装
置の出力を受けて判定結果を表示する表示装置を備え
た。請求項４では、請求項３の構成において、手動弁が
複数であり、各手動弁が開状態検出器、操作反力検出器
及び判定装置をそれぞれ備え、表示装置が各手動弁の判
定装置に対して光接続される手段を採用した。

【０００６】請求項１では、判定装置においてハンドル
又は弁棒の位置と設定値の比較から、弁体と弁座の相対
位置に着目した開閉状態の判定が行われる。また、弁棒
に生じる反力と設定値の比較から、弁体と弁座の接触圧
力に着目した開閉状態の判定が行われ、真に全閉状態で
あること、弁体が逆座に当たっていること、弁棒がスト
ローク制限に当たっていることなどが判定される。さら
に、ハンドル操作力の適正についての判定も可能であ
る。請求項２では、弁棒に生じる反力に応じてヨーク部
に歪が発生し、これが操作反力検出器の出力変動となっ
て現れる。請求項３では、判定結果が表示装置に表示さ
れる。請求項４では、複数の手動弁で判定が行われ、そ
の信号が光学的に表示装置へ送られ、判定結果が表示さ
れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１はプラントに複数台組み込まれ
た手動弁のうちの１台を示す。他の手動弁も、これと同
様の構成である。図１において、１は弁本体、２は弁本
体１の流路に設けられた弁座、３は弁本体に螺装された
弁棒であって、この弁棒３の下端には弁体４が、上端に
はハンドル５がそれぞれ取り付けられおり、ハンドル５
を回動操作すると弁棒３が螺進して弁体が昇降し、これ
によって弁が開閉する。６はハンドル操作によって弁棒
３に生じる反力を受けるヨーク部であって、このヨーク
部６には、弁本体１に対するハンドル５又は弁棒３の位
置を検出する開状態検出器７と、弁棒３に生じる反力を
検出する操作反力検出器８とが取り付けられている。ま
た、９は弁座２と反対側に位置する逆座である。

【０００８】開状態検出器７はハンドル５に固定された
円盤７ａと、この円盤７ａに向くようにヨーク部６に固
定された公知な距離センサ７ｂとを備え、この距離セン
サ７ｂにより円盤７ａまでの距離を検出し、この距離に
応じた信号を出力するものである。本実施形態ではこの
ようにしてヨーク部６に対するハンドル５の位置を検出
しているが、ハンドル操作をしても昇降しない構造の手
動弁もあるから、その場合にはハンドルの回転数を検出
し、これによって弁本体に対する弁棒の位置を検出すれ
ばよい。

【０００９】操作反力検出器８は、ヨーク部６の表面に
貼着された公知な歪ゲージからなり、ハンドル操作で弁
棒３に生じた反力を受けてヨーク部６に生じた弾性歪を
検出し、この歪に応じた信号を出力するものである。こ
のように本実施形態ではヨーク部６に操作反力検出器８
を取り付けたが、操作反力検出器８は、弁棒３に生じた
反力が伝達される部材であればどの部材に取り付けても
よく、本実施形態により取付け先の部材を限定するもの
ではない。

【００１０】２０は判定装置であって、手動弁の個数だ
け設置されている。Ａは操作反力検出器８の出力を増幅
して判定装置２０へ供給するための歪アンプ、Ｓはその
電源である。各判定装置２０には、対応する手動弁の開
状態検出器７及び操作反力検出器８の出力信号が入り、
この出力信号をそれぞれ設定値と比較して弁の開閉状態
を判定するようにしている。上記判定装置２０を図２に
より説明すると、開状態検出処理では、開状態検出器７
からの出力信号のうち、ほぼ全開時に対応する最大値を
１００％とし、ほぼ全閉時に対応する最小値を０％とし
たときに、１００％の位置から所定距離だけ短くなるま
での領域をＯＮ領域に設定すると共に、残りの領域をＯ
ＦＦ領域に設定する。そして、出力信号がＯＮ領域にあ
ると判定したときにはＬＥＤ１を点灯させ、ＯＦＦ領域
にあると判定したときには消灯させる。一方、操作反力
検出処理では、図５に示すように、開弁基準値ＳＶＯＬ
と閉弁基準値ＳＶＣＬをレンジ調整器により設定し、操
作反力検出器８からの出力信号が開弁基準値ＳＶＯＬ以
上であると判定したときにはＬＥＤ２を点灯させ、閉弁
基準値ＳＶＣＬ以下であると判定したときにはＬＥＤ３
を点灯させる。各判定装置２０の前面パネルには、上記
ＬＥＤ１〜３が取り付けられていると共に、判定装置２
０に応じた手動弁のＩＤを示すバーコードＢＣと、弁番
号を記載したラベルＲが貼付されている。

【００１１】３０はハンディタイプの表示装置であっ
て、上記判定装置２０の出力を受けて判定結果を表示す
るものであり、公知の受光センサを使用して判定装置２
０に対して光接続され、判定装置２０からの信号の受信
が可能になっている。従って遠隔操作が可能である。３
１はＬＥＤ１〜３の点灯状態を検出するための受光セン
サ、３２はバーコードＢＣを認識するためのバーコード
読取センサ、３３はデータ測定開始時にＯＮ操作される
データ測定スイッチの状態を検出するデータ測定スイッ
チセンサである。これらセンサ３１〜３３の出力は、Ｃ
ＰＵ３４において読み出し専用メモリＥＥＲＯＭ３５か
ら読み出されたデータを参照しつつ演算処理され、その
結果が表示部３６に表示される。また、表示装置３０は
判定装置２０の出力を受けて作動するブザー４０を備え
ており、設定条件に合致したときに警報を発するように
なっている。さらに、３７はＲＡＭ、３８はＲＳ２３２
Ｃ端子、３９は通信スイッチ、４１は測定中表示ラン
プ、４２はバッテリアラーム、４３は確認スイッチ、４
４はバッテリである。

【００１２】次に、上記実施形態の作動を、表示装置３
０を中心にして図３に示すフローにより説明する。測定
開始後、まずステップＳ₁でデータ測定スイッチがＯＮ
かＯＦＦかを判定し、ステップＳ₂で確認スイッチ４３
がＯＮかＯＦＦかを判定する。そして、データ測定スイ
ッチがＯＦＦ又は確認スイッチ４３がＯＮであるときに
は、未だ測定する態勢に無いと判断してステップＳ₃で
表示部３６にエラー表示（ＥＸＸ１）をさせる。一
方、データ測定スイッチがＯＮで且つ確認スイッチ４３
がＯＦＦであるときは、そのまま測定を進めるべくステ
ップＳ₄で測定中表示ランプ４１を点灯させ、ステップ
Ｓ₅でバッテリ４４の診断を行い、ここで容量不足と判
断したときはステップＳ₆でバッテリアラーム４２をＯ
Ｎさせ、容量十分と判断したときはステップＳ₇に進ん
でバーコードＢＣから弁番号のデータを読み取る。そし
て、ステップＳ₈でデータ読み取りが終了したか否かを
判定し、未了であるＮＯのときはステップＳ₄へ戻る一
方、終了しているＹＥＳのときはステップＳ₉で測定中
表示ランプ４１を点滅させてから、ステップＳ₁₀でバー
コードＢＣから読み取ったデータに基づいた弁番号の認
知を行う。そのときの参照データはステップＳ₁₁におい
てＥＲＲＯＭ３５から読み出す。その場合、各手動弁の
対応するデータのＥＲＲＯＭ３５への登録は、必要に応
じてステップＳ₁₂においてパソコン５０により行う。こ
の場合、パソコン５０は表示装置３０のＲＳ２３２Ｃ端
子へ接続する。そして、ステップＳ₁₀で弁番号を認知で
きずにＮＯと判定したときは、ステップＳ₁₃で表示部３
６にデータ未入力の表示（ＥＸＸ２）をさせる。一方、
弁番号を認知できてＹＥＳと判定したときは、ステップ
Ｓ₁₄でその弁番号に対応する弁個々の開閉状態のデータ
を入力する。この開閉状態データは、各判定装置２０か
ら光学的に読み込んだＬＥＤ１〜３の点滅状態から構成
されている。そして、ステップＳ₁₅で弁番号に対応した
開閉状態のデータを認知できたかどうかを判定し、これ
を認知できずにＮＯと判定したときは上記ステップＳ₁₃
で表示部３６にデータ未入力表示（ＥＸＸ２）をさせ
る。一方、開閉状態データを認知できてＹＥＳと判定し
たときは、以下のステップＳ₁₆〜ステップＳ₃₀により、
各手動弁に関する表示内容を決定する。

【００１３】まずステップＳ₁₆で、ＬＥＤ１が点灯して
いるか否かを判定する。そして、消灯しているときは、
開状態検出器７からの出力信号がＯＦＦ領域にあること
を意味するからステップＳ₁₇に進み、ＬＥＤ２及びＬＥ
Ｄ３の点灯状態により３つの場合に振り分ける。すなわ
ち、ＬＥＤ２が消灯し且つＬＥＤ３が点灯しているとき
は、操作反力検出器８からの出力信号が開弁基準値ＳＶ
ＯＬ未満で且つ閉弁基準値ＳＶＣＬ以下であることを意
味するから、弁体４が弁座２に所定値以上の接触圧力で
当たっていて全閉であると判定し、ステップＳ₁₈で全閉
表示（ＣＬＯＳＥ）を決定する。また、ＬＥＤ２及びＬ
ＥＤ３のいずれもが消灯しているときは、操作反力検出
器８からの出力信号が開弁基準値ＳＶＯＬ未満で且つ閉
弁基準値ＳＶＣＬを超えていることを意味するから、弁
体４が所定開度で開弁途中であると判定し、ステップＳ
₁₉で途中表示（ＵＮＳＥＡＴ）を決定する。さらに、Ｌ
ＥＤ２が点灯し且つＬＥＤ３が消灯しているときは、操
作反力検出器８からの出力信号が開弁基準値ＳＶＯＬ以
上で且つ閉弁基準値ＳＶＣＬを超えていることを意味し
て不合理であることから、ステップＳ₂₀でエラー表示
（ＥＸＸ３）を決定する。ここで、上記開弁基準値Ｓ
ＶＯＬ及び閉弁基準値ＳＶＣＬについて説明する。図４
及び図５において、ＶＲは振れ中心となる基準点を、Ｎ
Ｌはグランドパッキンの摺動抵抗を受ける応力範囲を示
し、ＶＯＬは全開のために増締を行った開操作力に対応
する応力を示し、ＶＣＬは全閉のために増締を行った開
操作力に対応する応力を示す。その場合、開弁基準値Ｓ
ＶＯＬは上記ＶＯＬにαを乗じた値とし、閉弁基準値Ｓ
ＶＣＬは上記ＶＣＬにαを乗じた値とする。そして、開
弁基準値ＳＶＯＬ及び閉弁基準値ＳＶＣＬで警報を発す
るように設定している。

【００１４】一方、ステップＳ₁₆でＬＥＤ１が点灯して
いるときは、開状態検出器７からの出力信号がＯＮ領域
にあることを意味するからステップＳ₂₁に進み、先の場
合と同様にＬＥＤ２及びＬＥＤ３の点灯状態により３つ
の場合に振り分ける。すなわち、ＬＥＤ２が点灯し且つ
ＬＥＤ３が消灯しているときは、操作反力検出器８から
の出力信号が開弁基準値ＳＶＯＬ以上で且つ閉弁基準値
ＳＶＣＬを超えていることを意味するから、弁体４が逆
座９に所定値以上の接触圧力で当たっていると判定し、
ステップＳ₂₂で逆座表示（ＢＡＣＳＥＡＴ）を決定す
る。また、ＬＥＤ２及びＬＥＤ３のいずれもが消灯して
いるときは、操作反力検出器８からの出力信号が開弁基
準値ＳＶＯＬ未満で且つ閉弁基準値ＳＶＣＬを超えてい
ることを意味するから、弁体４が全開状態であると判定
し、ステップＳ₂₃で全開表示（ＯＰＥＮ）を決定する。
さらに、ＬＥＤ２が消灯し且つＬＥＤ３が点灯している
ときは、操作反力検出器８からの出力信号が開弁基準値
ＳＶＯＬ未満で且つ閉弁基準値ＳＶＣＬ以下であること
を意味して不合理であることから、ステップＳ₂₄でエラ
ー表示（ＥＸＸ４）を決定する。そして、ステップＳ
₂₅において上記各手動弁に関して決定した表示内容を表
示部３６に表示させる。

【００１５】次いで、ステップＳ₂₆において、ＥＲＲＯ
Ｍ３５を参照しつつ開閉状態の判定を行う。すなわち、
プラント起動時において各手動弁があるべき開閉状態が
予めＥＲＲＯＭ３５に入力されており、これに対して先
に検出した各手動弁の開閉状態を比較する。そして、一
致しておればステップＳ₂₇で表示部３６にＧＯＯＤを表
示させる一方、不一致であればステップＳ₂₈で表示部３
６にＮＧを表示させ、さらステップＳ₂₉でブザー４０を
発音させる。さらに、ステップＳ₃₀でデータ測定スイッ
チセンサがＯＮかＯＦＦかを判定し、ＯＮのときは継続
して表示するべくステップＳ₂₅に戻り、各手動弁に関し
て決定した表示内容を表示部３６に表示を続行させ、一
方、ＯＦＦのときはステップＳ₃₁に進んで開閉状態の確
認を行う。そして、ステップＳ₃₂で確認スイッチ４３が
ＯＮかＯＦＦかを判定し、ＯＦＦのときはステップＳ₃₃
に進んでオートパワーオフの処理を行い、約５分で自動
的に表示データを消滅させる。一方、ステップＳ₃₂でＯ
Ｎと判定したときにはステップＳ₃₄でＲＡＭデータメモ
リに弁番号及び開閉状態のデータを格納し、ステップＳ
₃₅で終了後におけるデータの消滅を行い、ステップＳ₃₆
で通信スイッチ３９がＯＮかＯＦＦかを判定し、ＯＦＦ
のときは中止するべくそのまま終了する一方、ＯＮのと
きにはステップＳ₃₇でＲＳ２３２Ｃ通信を待機状態と
し、ステップＳ₃₈でパソコンで測定データ一覧表を出力
して終了する。

【００１６】従って、上記実施形態においては、ＬＥＤ
１が点灯するか否かで弁体４と弁座２の相対位置に着目
した開閉状態の判定が行われ、また、ＬＥＤ２及びＬＥ
Ｄ３が点灯するか否かの組み合わせで弁体４と弁座３の
接触圧力に着目した開閉状態の判定が行われるから、真
に全閉状態にあること（ステップＳ₁₈に該当すると
き）、弁体が逆座に当たっていること（ステップＳ₂₂に
該当するとき）を確実に判定できる。また、判定装置２
０のＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の点灯状態を視ることにより判
定結果は判明するが、表示装置３０を使用することによ
り、表示部３６の表示から判定結果が容易に分かる。さ
らに、この表示装置３０により複数の手動弁の開閉状態
を遠隔操作で知ることができる。しかも、表示装置３０
は判定装置２０に対して光接続するから、配線等を一切
廃して周辺をすっきりさせることができる。

【００１７】さらに、開弁基準値ＳＶＯＬ及び閉弁基準
値ＳＶＣＬ以外の条件を設定すれば、弁棒がストローク
制限に当たっているか否か、ハンドル操作力が適正か否
かについても判定することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の手動弁
の弁開閉状態監視装置は、弁体と弁座の相対位置に着目
した開閉状態の判定に加えて、弁体と弁座の接触圧力に
着目した開閉状態の判定を行うので、弁が真に全閉状態
にあることを間違いなく確認して、誤確認による漏洩を
確実に防止することができる。このため、起動前にハン
ドル操作による全閉状態の点検をする必要がなくなり、
運転員の負担を大幅に軽減できると共に、起動前の待機
時間を無くして装置の運転効率を向上させることができ
る。また、全閉状態の監視の他、弁体が逆座に当たって
いるか否か、弁棒がストローク制限に当たっているか否
かを判定することができ、さらにハンドル操作力が適正
であるか否かを判定することもできる。さらに、操作反
力検出器として、ヨーク部に発生する歪を検出するもの
を使用すれば、作動が確実である上にコスト的に安くて
すむ。

【００１９】請求項３の装置によれば、判定結果が表示
装置に文字等で表示されるから、判定結果を即座に確認
できる。請求項４の装置によれば、複数の手動弁の開閉
状態を単一の表示装置で目視確認できる。しかも、信号
が光学的に表示装置へ送られるから周辺を整頓できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の全体概略構成を示す図、

【図２】実施形態のブロック図、

【図３】実施形態の作動を示すフローチャート図、

【図４】縦軸に圧縮応力及び引張応力をとり、操作反力
検出器の出力に対する基準値を示す説明図、

【図５】横軸に圧縮応力及び引張応力をとり、操作反力
検出器の出力に対する基準値を示す説明図である。

【符号の説明】

１弁本体２弁座３弁棒４弁体５ハンドル６ヨーク部７開状態検出器８操作反力検出器９逆座２０判定装置３０表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンドル操作により弁棒を螺進させて弁体
を移動するようにした手動弁の弁開閉状態を監視するた
めの装置であって、弁本体に対するハンドル又は弁棒の
位置を検出する開状態検出器と、弁棒に生じる反力を検
出する操作反力検出器と、上記開状態検出器及び操作反
力検出器の出力をそれぞれ設定値と比較して弁の開閉状
態を判定する判定装置とを備えたことを特徴とする手動
弁の弁開閉状態監視装置。
【請求項２】操作反力検出器が、ヨーク部に発生する歪
を検出するものである請求項１記載の手動弁の弁開閉状
態監視装置。
【請求項３】請求項１記載の手動弁の弁開閉状態監視装
置において、さらに判定装置の出力を受けて、判定結果
を表示する表示装置を備えている手動弁の弁開閉状態監
視装置。
【請求項４】手動弁が複数であり、各手動弁が開状態検
出器、操作反力検出器及び判定装置をそれぞれ備え、表
示装置が各手動弁の判定装置に対して光接続している請
求項３記載の手動弁の弁開閉状態監視装置。