Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación y equipo de medida para realizarlo.

Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación, con el que se determina una fuerza de ajuste

(F1) generada por un accionamiento (2) de la válvula de elevación (100), que representa una fuerza de acción para al menos un órgano de cierre (8*) de la válvula de elevación (100) en forma de una evolución fuerza-tiempo, realizándose la determinación de la fuerza de ajuste (F1) bien directamente o bien en base a una fuerza de reacción (F2) que resulta de la fuerza de ajuste (F1) en la válvula de elevación (100), realizándose la determinación de la fuerza de ajuste (F1) o de la fuerza de reacción (F2) mediante una medición de las deformaciones de alargamiento provocadas en cada caso por la misma y memorizándose la evolución fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste (F1(t)) o de la fuerza de reacción (F2(t)) medida en ese momento y sometiéndose a una evaluación, caracterizado

- porque en paralelo en el tiempo a la evolución fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(t); F2(t)) se mide una evolución elevación-tiempo h(t) de la carrera de elevación (h) del órgano de cierre (8*), de los que al menos hay uno, tal que la evolución fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(t); F2(t)) y la evolución elevación-tiempo (h(t)) se combinan entre sí y a partir de ello se determina una evolución fuerzaelevación de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(h); F2(h)),

- porque la evolución fuerza-elevación actual determinada cada vez a lo largo de la duración en funcionamiento o de la vida útil de la válvula de elevación (100) para la fuerza de ajuste (F1(h) o la fuerza de reacción F2(h)) de un ciclo de maniobra, se compara con una anterior memorizada,

- porque a partir de la comparación se averiguan desviaciones,

- porque estas desviaciones se aceptan dentro de una gama de tolerancia predeterminada para estas desviaciones

- y porque cuando estas desviaciones sobrepasan la gama de tolerancia predeterminada, se genera un aviso y/o una señal de control mediante estas variaciones,

- porque la elevación (h) se determina mediante una magnitud física que reproduce indirectamente la misma dentro de la válvula de elevación (100) y

- porque como magnitud física se incluye un alargamiento provocado por la generación de la elevación (h) en el accionamiento (2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/004488.

Solicitante: GEA TUCHENHAGEN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AM INDUSTRIEPARK 2-10 21514 BÜCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: PORATH, BERND, SUEDEL,Matthias, FAHRENBACH,PETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > F16K37/00 (Medios especiales en las válvulas o en otros dispositivos de obturación para indicar o registrar su funcionamiento o para permitir dar la alarma)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización... > G01B5/30 (para la medida de la deformación de un sólido, p. ej. galga extensiométrica mecánica)

PDF original: ES-2533703_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación y equipo de medida para realizarlo

La invención se refiere a un procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación, con el que se determina una fuerza de ajuste generada por un accionamiento de la válvula de elevación, que representa una fuerza de acción para al menos un órgano de cierre de la válvula de elevación en forma de una evolución fuerza-tiempo, realizándose la determinación de la fuerza de ajuste bien directamente o bien en base a una fuerza de reacción que resulta de la fuerza de ajuste en la válvula de elevación, realizándose la determinación de la fuerza de ajuste o de la fuerza de 1 reacción mediante una medición de las deformaciones de alargamiento provocadas en cada caso por la misma y memorizándose la evolución fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción medida en ese momento y sometiéndose a una evaluación. Las válvulas de elevación son en particular válvulas de cierre, válvulas de doble estanqueidad, válvulas de doble asiento o válvulas de doble asiento autolimpiable. Como accionamiento de estas válvulas funciona preferiblemente un accionamiento de émbolo de suspensión que puede someterse por un 15 lado a un medio de presión, preferiblemente aire a presión. Tales accionamientos funcionan, respecto al órgano de cierre y a su superficie de asiento (válvula de cierre, válvulas de doble estanqueidad) o a ambos órganos de cierre y a su respectiva superficie de asiento (válvula de doble asiento) con cierre por resorte o apertura por resorte. Los accionamientos con un émbolo de doble acción, que pueden someterse por ambos lados al medio de presión, deben Incluirse Igualmente.

En la válvula de cierre, configurada como válvula de elevación con un único órgano de cierre (a continuación se reducirá esta ejecución a la denominación de válvula de cierre), funciona una junta de asiento dispuesta en el órgano de cierre en la dirección de elevación sobre la superficie de asiento asociada. Esta última puede estar orientada perpendlcularmente a la dirección de elevación. En este caso se habla de junta de asiento de acción axial 25 (estanqueidad en encaje a presión). No obstante, la superficie de asiento puede estar también realizada en forma cónica, con lo que la fuerza de reacción que actúa desde la superficie de asiento sobre la junta de asiento genera una fuerza de estanqueidad que actúa axialmente y una que actúa radlalmente (estanqueidad en encaje a presión y de deslizamiento). No obstante el órgano de cierre puede estar realizado también como émbolo deslizante, cuya junta de asiento está dispuesta en la superficie de revestimiento del émbolo deslizante y desliza a lo largo de una 3 superficie de asiento cilindrica bajo un pretensado radial (junta en encaje de deslizamiento).

Las anteriores configuraciones de junta pueden trasladarse igualmente a válvulas de doble asiento (de asiento autolimpiable) y a válvulas de doble estanqueidad. A diferencia de la válvula de cierre antes citada, debe entenderse bajo válvula de doble estanqueidad otra válvula de cierre que presenta un único órgano de cierre con dos juntas de 35 asiento distanciadas entre sí axialmente, es decir, en la dirección de elevación, que abarcan entre sí y junto con las superficies de asiento asociadas y el órgano de cierre una cámara hueca para fugas, que está unida mediante al menos una vía de conexión con el entorno de la válvula de doble estanqueidad.

Una válvula de doble asiento (de asiento autolimpiable) posee dos órganos de cierre que pueden accionarse 4 independientemente uno de otro y que abarcan entre sí una cámara hueca para fugas, que está conectada a través de al menos una vía de conexión con el entorno de la válvula de doble asiento. Cada órgano de cierre dispone de una superficie de asiento asociada. Durante el movimiento de apertura abre primeramente el órgano de cierre accionado independientemente, que al continuar su movimiento de apertura llega a apoyarse en el otro órgano de cierre y traslada el mismo igualmente a la posición de apertura. En el proceso de cierre se invierte la citada 45 secuencia de pasos de forma procedente. Las válvulas de doble asiento se diferencian de aquéllas de asiento autolimpiable sólo en que el accionamiento asociado es capaz de trasladar ambos órganos de cierre en cada caso hasta posiciones de apertura parcial que pueden controlarse separadamente una de otra.

El órgano de cierre está unido mediante una varilla de ajuste asociada con el émbolo de accionamiento del 5 accionamiento que antes hemos esbozado. En la válvula de doble asiento sólo posee el órgano de cierre accionado independientemente una conexión fija con el émbolo de accionamiento en el accionamiento, mientras que el órgano de cierre accionado en dependencia está dispuesto tal que puede moverse respecto al órgano de cierre accionado independientemente y se apoya contra el mismo, bajo un pretensado de resorte. En cuanto a la configuración del órgano de cierre y de la junta, se utilizan hoy día preferiblemente válvulas de doble asiento con dos órganos de 55 cierre que funcionan como discos de asiento (válvula de doble asiento del primer tipo) con un órgano de cierre configurado como plato de asiento y un órgano de asiento configurado como émbolo deslizante, siendo el émbolo deslizante el órgano de cierre accionado independientemente (válvula de doble asiento del segundo tipo).

ESTADO DE LA TÉCNICA

El estado de una válvula de elevación en cuanto a, entre otros aspectos,

su comportamiento en cuanto a rozamiento en los pasadores de la carcasa de su(s) varilla(s) de ajuste,

sus fuerzas de presión y del flujo que inciden sobre el órgano de cierre o los órganos de cierre,

el estado de su(s) junta(s) de asiento,

su accionamiento (si están intactos, entre otros, el resorte, el émbolo de accionamiento) y

sus otros parámetros de estado

se refleja en particular al conectar en la fuerza de ajuste (fuerza de acción) de la(s) varllla(s) de ajuste.

Las fuerzas de presión y del flujo de la presión estática (sobrepresión, depresión) y/o presión dinámica (flujo) incluyen las fuerzas planificadas, que resultan de una marcha regular del servicio en una instalación de proceso en la que está dispuesta la válvula de elevación, pero incluyen también fuerzas no planificadas, como por ejemplo golpes de ariete o choques de presión en la carcasa de la válvula sometida al correspondiente fluido. Estas fuerzas 2 no planificadas pueden sobrepasar las planificadas en un múltiplo, inciden sobre el órgano de cierre del que se trata y con ello sobre la varilla de presión unida fijamente con el mismo e influyen también sobre el juego de fuerzas y el equilibrio de fuerzas en el accionamiento, siempre que las mismas no se vean ampliamente compensadas por los llamados émbolos de compensación de presión o sufran las correspondientes fuerzas contrapuestas sobre la superficie del asiento del órgano de cierre.

En el documento DE 298 11 115 U1 se describe un sistema de medición para captar la fuerza del husillo en armaduras, en el que entre otros

está dispuesto un sensor de fuerza en arrastre de fuerza en una posición en la dirección de la fuerza que actúa

sobre el husillo,

el sensor de fuerza puede ser una cinta extensométrica (DMS),

el sensor de fuerza está montado por ejemplo en el husillo o en un tornillo de unión en una brida entre la guarnición

y el accionamiento.

El sistema de medida conocido presenta adicionalmente a la cinta extensométrica que funciona como sensor de fuerza un equipo de medida calibrador, con el que se calibra el sensor de fuerza. El equipo de medida calibrador se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación, con el que se determina una fuerza de

ajuste (F1) generada por un accionamiento (2) de la válvula de elevación (1), que representa una fuerza de acción 5 para al menos un órgano de cierre (8*) de la válvula de elevación (1) en forma de una evolución fuerza-tiempo, realizándose la determinación de la fuerza de ajuste (F1) bien directamente o bien en base a una fuerza de reacción (F2) que resulta de la fuerza de ajuste (F1) en la válvula de elevación (1), realizándose la determinación de la fuerza de ajuste (F1) o de la fuerza de reacción (F2) mediante una medición de las deformaciones de alargamiento provocadas en cada caso por la misma y memorizándose la evolución fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste (F1(t)) o 1 de la fuerza de reacción (F2(t)) medida en ese momento y sometiéndose a una evaluación, caracterizado

- porque en paralelo en el tiempo a la evolución fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(t); F2(t)) se mide una evolución elevación-tiempo h(t) de la carrera de elevación (h) del órgano de cierre (8*), de los que al menos hay uno, tal que la evolución fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(t);

F2(t)) y la evolución elevación-tiempo (h(t)) se combinan entre sí y a partir de ello se determina una evolución fuerza- elevación de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(h); F2(h)),

- porque la evolución fuerza-elevación actual determinada cada vez a lo largo de la duración en funcionamiento o de la vida útil de la válvula de elevación (1) para la fuerza de ajuste (F1(h) o la fuerza de reacción F2(h)) de un ciclo

de maniobra, se compara con una anterior memorizada,

- porque a partir de la comparación se averiguan desviaciones,

- porque estas desviaciones se aceptan dentro de una gama de tolerancia predeterminada para estas desviaciones 25

- y porque cuando estas desviaciones sobrepasan la gama de tolerancia predeterminada, se genera un aviso y/o una señal de control mediante estas variaciones,

- porque la elevación (h) se determina mediante una magnitud física que reproduce indirectamente la misma dentro 3 de la válvula de elevación (1) y

- porque como magnitud física se incluye un alargamiento provocado por la generación de la elevación (h) en el

accionamiento (2).

2. Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según la reivindicación 1, caracterizado

porque un ciclo de maniobra está compuesto en secuencia en el tiempo al menos por una posición de cierre (SS), un movimiento de apertura, una posición de apertura (OS) o apertura parcial y/o al menos una posición de apertura (OS) o apertura parcial, un movimiento de cierre y una posición de cierre (SS).

3. Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado

porque se incluye en cada caso para la comparación un ciclo de maniobra aceptado, medido al comienzo de la duración en funcionamiento o de la vida útil de la válvula de elevación (1).

4. Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado 45 porque se compara el ciclo de maniobra actual medido en cada caso con el último medido y aceptado.

5. Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se compara el ciclo de maniobra medido actual en cada caso con el valor medio de una cantidad predeterminada de ciclos de maniobra últimamente medidos y aceptados.

6. Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para comparar las evoluciones fuerza-tiempo de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1 (t); F2(t)) o las evoluciones fuerza-elevación de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(h); F2(h)), se incluye al menos un criterio comparativo de los que se citan a continuación:

- la pendiente

- la curvatura

- el valor absoluto

en puntos de comparación discretos predeterminados en cada caso,

- la variación del valor absoluto,

- la Integral de la superficie

en cada caso a Intervalos de tiempo o de elevación discretos predeterminados (At; Ah).

7. Procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la evolución fuerza-elevación de la fuerza de ajuste o de la fuerza de reacción (F1(h), F2(h)) al comienzo de la duración en funcionamiento o de la vida útil de la válvula de elevación (1; 11, 12, 13, 14) se Incluye para detectar el tipo constructivo de la válvula de elevación (1), y porque la válvula de

elevación (1) tipificada de tal forma se somete a continuación a un ajuste previo con datos de ajuste y/o de vigilancia.

8. Equipo de medida para realizar el procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el equipo de medida (3) está dispuesto en una válvula de elevación

(1), presentando la válvula de elevación (1) en una carcasa de válvula (1) al menos un órgano de cierre (8*), estando unida fijamente la carcasa de la válvula (1) mediante una carcasa de Interna (4) con un accionamiento (2), estando realizado el accionamiento (2) como accionamiento de émbolo de suspensión sometido a un medio de presión, estando prevista al menos una varilla de ajuste (8*) que puede accionarse mediante el accionamiento (2) para el órgano de cierre (8*), de los que al menos hay uno y estando dispuesto en la válvula de elevación (1) un 25 equipo de evaluación (2b) asociado al equipo de medida (3), caracterizado

porque el equipo de medida (3) está compuesto al menos por un primer equipo de medida (3.1), formado por al menos un sensor extensométrlco (DS), que está dispuesto en la carcasa de linterna (4) y que está unido con la unidad de evaluación (2b),

porque junto a o en una envolvente de la carcasa (2.1) del accionamiento (2) está dispuesto un equipo de medida de elevación (3.3), formado por al menos otro sensor extensométrico (DS) y que está conectado con la unidad de evaluación (2b),

porque en la envolvente de la carcasa (2.1) existe una fuerza de alargamiento del accionamiento (FA), que se genera como fuerza de reacción procedente de una fuerza de pretensado (FV) de un resorte de recuperación (2.5) de un émbolo de accionamiento (2.4) correspondiente al accionamiento (2), y

porque el equipo de medición de la elevación (3.3) está diseñado para medir la fuerza de alargamiento del 4 accionamiento (FA).

9. Equipo de medida según la reivindicación 8, caracterizado porque la carcasa de linterna (4) presenta una primera traviesa de linterna (4a) y una segunda traviesa de linterna (4b) opuesta a la anterior, porque el primer equipo de medida (3.1) está dispuesto en la primera traviesa de linterna (4a), porque está previsto un segundo

equipo de medida (3.2), formado por al menos otro sensor extensométrico (DS) dispuesto en la segunda traviesa de linterna (4b) y que está unido con la unidad de evaluación (2b).

1. Equipo de medida según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque en el primer equipo de medida (3.1) están dispuestos un primer y un segundo sensor extensométrico (DS1, DS2), porque en el segundo equipo de

medida (3.2) están dispuestos un tercer y un cuarto sensor extensométrico (DS3, DS4), porque en el equipo de medición de elevación (3.3) están dispuestos un quinto y un sexto sensor extensométrico (DS5, DS6) y porque de cada par de sensores extensométricos (DS1, DS2; DS3, DS4; DS5, DS6) uno de ellos está dispuesto en la dirección de elevación y el otro en dirección ortogonal al respecto.

11. Aplicación del procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según una de las

reivindicaciones 1 a 7 y del equipo de medida para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 1 en una válvula de cierre (11) con un único órgano de ajuste (8*).

12. Aplicación del procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según una de las

reivindicaciones 1 a 7 y del equipo de medida para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 1 en una válvula de doble asiento (12) con dos órganos de cierre (6, 8) que pueden accionarse

independientemente uno de otro mediante el accionamiento (2) y que abarcan entre sí una cámara hueca para fugas

(7), que está conectada a través de al menos una vía de conexión con el entorno de la válvula de doble asiento

(12).

13. Aplicación del procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según una de las

reivindicaciones 1 a 7 y del equipo de medida para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 1 en una válvula de doble asiento autolimpiable (13) con dos órganos de cierre (6, 8) que pueden accionarse 1 independientemente uno de otro mediante el accionamiento (2) y que abarcan entre sí una cámara hueca para fugas (7), que está conectada a través de al menos una vía de conexión con el entorno de la válvula de doble asiento

(12), en la que los órganos de cierre (6, 8) presentan posiciones de apertura parcial que pueden controlarse

separadamente una de otra.

14. Aplicación del procedimiento de diagnóstico para válvulas de elevación según una de las

reivindicaciones 1 a 7 y del equipo de medida para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 1 en una válvula de doble estanqueidad (14) con un único órgano de cierre (8*), que presenta dos juntas de asiento (16.1*, 16.2*) distanciadas entre sí, que abarcan entre ellas y junto con las superficies de asiento asociadas y el órgano de cierre (8*) una cámara hueca para fugas (7), que está conectada a través de al menos una vía de 2 conexión con el entorno de la válvula de doble estanqueidad (14).