ES2837464T3

ES2837464T3 - Determinación del desgaste de una válvula

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Publication number: ES2837464T3
Application number: ES17181746T
Authority: ES
Inventors: Thomas Gnoss; Rainer Lochschmied; Martin Wetzel; Armin Wiegand
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2037-07-17
Also published as: HUE052767T2; RU2688122C1; EP3431849B1; CN109268571A; EP3431849A1; CN109268571B; US20190017627A1; PL3431849T3; US10982794B2

Abstract

Unidad de control para una disposición de válvula, la unidad de control (16) comprende un dispositivo de salida, la disposición de válvula comprende un elemento de válvula ajustable (1, 2, 3), en el que el elemento de válvula ajustable (1, 2, 3) presenta una posición abierta y una cerrada, además la disposición de válvula consta de un actuador (14) y un sensor (15), en el que el actuador (14) está acoplado directamente y el sensor (15) está acoplado directa o indirectamente al elemento de válvula (1, 2, 3), en el que el actuador (14) y el sensor (15) están conectados comunicativamente a la unidad de control (16), y la unidad de control (16) está configurada para controlar el actuador (14) de manera que éste (14) realice un número de ciclos de válvula, en el que un ciclo de válvula comprende el ajuste del elemento de válvula (1, 2, 3) en su posición abierta y el ajuste del elemento de válvula (1, 2, 3) en su posición cerrada, en el que el sensor (15) está configurado para generar una señal correspondiente a una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), en la que la unidad de control (16) está configurada para controlar al actuador (14) de manera que éste (14) realiza un primer número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, después de la realización del primer número de ciclos de válvula, leer una primera señal del sensor (15) y procesarla para formar un primer valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), y después de la lectura de la primera señal, controlar al actuador (14) de tal manera que éste (14) realice un segundo número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, y después de la realización del segundo número de ciclos de válvula, leer una segunda señal del sensor (15) y procesarla para formar un segundo valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), y basado en el primer y segundo valor medido y el segundo número de ciclos de válvula, para determinar un grado de desgaste y compararlo con un valor umbral predeterminado y emitir una señal de salida predeterminada sobre la base del dispositivo de salida si el grado de desgaste excede el valor de umbral predeterminado, caracterizado porque el dispositivo de salida de la unidad de control (16) se puede conectar de forma comunicativa al actuador (14) y la señal de salida predeterminada es una señal de bloqueo, que una vez recibida por el actuador (14), bloquea el actuador (14) y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada usando el dispositivo de salida, en que la unidad de control (16) envía la señal de bloqueo al actuador (14).

Description

DESCRIPCIÓN

Determinación del desgaste de una válvula

Fondo

La presente revelación trata de una válvula para ajustar el flujo de un fluido gaseoso y/o líquido. En particular, la presente revelación se refiere al reconocimiento de desgaste en dicha válvula.

Las válvulas para fluidos gaseosos y/o líquidos tienen una entrada, una salida y una sección de paso del fluido entre la entrada y la salida. En la sección de paso del fluido hay un elemento de válvula que tiene una posición cerrada. En su posición cerrada, el elemento de válvula impide el flujo de un fluido a lo largo de la sección de paso del fluido entre la entrada y la salida. Además, el elemento de válvula tiene al menos una posición abierta. En su posición abierta, el elemento de válvula permite el flujo de un fluido a lo largo de la sección de paso del fluido entre la entrada y la salida.

En la posición cerrada del elemento de válvula, un platillo de válvula del elemento de válvula se ajusta sobre un asiento de válvula del elemento de válvula. En muchos casos, el platillo de válvula y el asiento de válvula se sellan entre sí mediante un elemento elástico, como, por ejemplo, una junta tórica de caucho (silicona y/o butadieno). El elemento elástico se monta ventajosamente en el platillo de válvula y/o en el asiento de válvula.

El elemento elástico está sujeto a envejecimiento durante el funcionamiento. Un deterioro del estado del elemento elástico, que no es completamente reversible, se produce, por ejemplo, debido a una deformación permanente. En el caso de tal deformación permanente, las fuerzas recuperadoras del elemento envejecido ya no son suficientes para revertir una deformación provocada por el cierre del elemento de válvula. Este envejecimiento puede acelerarse, por ejemplo, mediante fluidos que fluyen a través de la válvula y que atacan químicamente el elemento elástico. Este envejecimiento aún se puede acelerar más mediante el uso de fluidos que tengan temperaturas por encima o por debajo del rango de temperatura admisible para el elemento de sellado. Además, las presiones excesivas pueden causar daños permanentes al elemento elástico.

La solicitud de patente WO2010/056111A1 describe una válvula solenoide con un sensor para determinar la elevación/velocidades y/o aceleraciones de un núcleo móvil de la válvula como indicador del modo de fallo y el estado de envejecimiento. WO2010/056111A1 se registró el 12 de noviembre de 2009 y se publicó el 20 de mayo de 2010. La disposición de WO2010/056111 A1 contiene un sensor 17 para determinar la posición de un elemento de válvula 8. Al mismo tiempo, se determinan las velocidades y aceleraciones.

Los valores determinados se comparan con los valores límite almacenados. Cuando se excede un primer umbral, se envía una señal que indica el mantenimiento necesario.

Las válvulas a menudo se instalan detrás de paredes de hormigón y/o techos de sótanos. La disposición WO2010/056111A1 no hace necesariamente posible la emisión de datos de diagnóstico a través de paredes de hormigón y/o techos de sótanos. Además, la disposición WO2010/056111 A1 tampoco está optimizada con respecto a una evaluación comparativa del estado de envejecimiento en un gran número de ciclos de válvulas.

US2014/0166264 revela una unidad de control según el concepto general de la reivindicación 1.

El objeto de la presente revelación es mejorar el diagnóstico del envejecimiento de válvulas para fluidos gaseosos y/o líquidos, en particular combustibles.

Resumen

La presente revelación enseña una válvula mejorada para ajustar los flujos gaseosos y/o líquidas de las válvulas. La válvula aquí divulgada contiene un asiento de válvula como elemento fijo y un platillo de válvula como elemento móvil. Entre el asiento de válvula y el platillo de válvula está montado un elemento elástico. Cuando el elemento de válvula está cerrado, el elemento elástico sella el asiento de válvula contra el platillo de válvula. Un sensor, preferentemente un sensor de elevación, detecta la posición del platillo de válvula. Un contador de ciclos también detecta una serie de aberturas de las válvulas y/o cierres de las válvulas.

La válvula revelada aquí está configurada para realizar un primer número de ciclos de válvula, es decir, operaciones que comprenden la abertura y el cierre de la válvula. Después de un primer número de ciclos de válvula, se utiliza el sensor para determinar un primer estado del elemento de válvula. A continuación, se realiza un segundo número de ciclos de válvula. Después de que se haya realizado el segundo número de ciclos de válvula, se determina un segundo estado del elemento de válvula. El primer estado ahora se compara con el segundo estado. Dado el caso, la diferencia entre el primer y el segundo estado se refiere al segundo número de ciclos de válvula. Se crea un resultado como función (directa) del primer estado, del segundo estado y del número de ciclos. El resultado puede suponer valores que indican un estado de válvula sin fallos y/o un estado de válvula que requiere mantenimiento y/o un estado de válvula defectuoso.

El problema mencionado de una válvula mejorada se aborda basándose en las principales reivindicaciones de la presente revelación. Formas de realización particulares se tratan en las reivindicaciones dependientes.

Un objeto relacionado de la presente revelación es que la determinación del primer estado del elemento de válvula incluye la recepción de una primera señal del sensor y/o el procesamiento de la primera señal recibida para formar un primer valor medido y/o el procesamiento del primer valor medido para formar un primer estado. El procesamiento de la primera señal recibida para formar un primer valor medido se lleva a cabo preferentemente mediante un convertidor analógico-digital.

También es un objeto relacionado de la presente revelación que la determinación del segundo estado del elemento de válvula incluya la recepción de una segunda señal del sensor y/o el procesamiento de la segunda señal recibida para formar un segundo valor medido y/o el procesamiento del segundo valor medido para formar un segundo estado. El procesamiento de la segunda señal recibida para formar un segundo valor medido se lleva a cabo preferentemente mediante un convertidor analógico-digital.

Otro objeto relacionado de la presente revelación es que el primer número de ciclos de válvula comprende al menos uno, al menos dos, al menos cinco o al menos diez ciclos de válvula. Por lo tanto, la primera determinación del estado de válvula no se realiza en el nuevo estado.

También es otro objeto relacionado de la presente revelación que el segundo número de ciclos de válvula incluye al menos uno, al menos dos, al menos cinco o al menos diez ciclos de válvula.

También es un objeto de la presente revelación que la válvula comprende un monitor de advertencia. El resultado formado se envía a un usuario mediante el monitor de advertencia. El monitor de advertencia es preferentemente una pantalla y/o un diodo emisor de luz.

También es un objeto de la presente revelación que la válvula comprenda una interfaz de comunicación. El resultado formado se envía a través de la interfaz de comunicación. Preferentemente la interfaz de comunicación está diseñada para la comunicación inalámbrica y/o por cable.

La interfaz de comunicación tiene preferentemente un protocolo de bus de comunicación y/o es compatible con un protocolo de bus de comunicación. El resultado formado se envía mediante la interfaz de comunicación utilizando el protocolo de bus de comunicación. Opcionalmente, el resultado formado se envía en forma encriptada mediante la interfaz de comunicación utilizando el protocolo de bus de comunicación.

Breve descripción de las figuras

El experto en la materia podrá acceder a varios detalles a partir de la siguiente descripción detallada. Las formas de realización individuales no son restrictivas. Los dibujos, que se adjuntan a la descripción, se pueden describir de la siguiente manera:

La FIGURA 1 muestra esquemáticamente un elemento de válvula en estado nuevo o ligeramente envejecido.

La FIGURA 2 muestra esquemáticamente un elemento de válvula con un elemento elástico en estado envejecido. La FIGURA 3 muestra en un gráfico el curso de una carrera de válvula en función de los ciclos de válvula y/o los períodos de funcionamiento.

La FIGURA 4 muestra esquemáticamente el acoplamiento del elemento de válvula a una unidad de control de válvula mediante un actuador y un sensor.

Descripción detallada

La FIGURA 1 muestra un elemento de válvula con un platillo de válvula 1 y un asiento de válvula 3a, 3b. Un elemento elástico 2 está montado en el platillo de válvula 1. El elemento elástico 2 está dispuesto de tal manera que se encuentra entre el platillo de válvula 1 y el asiento de válvula 3a, 3b.

La FIGURA 1 muestra un elemento de válvula en estado nuevo y/o ligeramente envejecido. Un elemento de válvula de este tipo se encuentra normalmente entre la entrada y la salida de una válvula en la sección de paso del fluido de la válvula. El elemento de válvula tiene un estado cerrado, en el que impide el flujo de un fluido a lo largo de la sección de paso del fluido entre la entrada y la salida. En este estado, el elemento elástico 2 se ajusta entre el platillo de válvula 1 y el asiento de válvula 3a, 3b de tal manera que se impide el flujo de un fluido a través de la abertura 4.

El elemento de válvula también tiene un estado abierto en el que permite el flujo de un fluido a lo largo de la sección de paso del fluido entre la entrada y la salida. En este estado, el elemento elástico 2 está separado del asiento de válvula 3a, 3b de tal manera que el flujo del fluido puede pasar a través de la abertura 4.

Idealmente, existe, entre el estado abierto y el estado cerrado, un continuo de estados, en el que el elemento de válvula está abierto para un porcentaje determinado. El estado cerrado del elemento de válvula corresponde a una abertura del 0 por ciento. El estado abierto mencionado anteriormente del elemento de válvula corresponde a una abertura del 100 por ciento. Según una forma de realización específica, el elemento de válvula puede abrirse y/o cerrarse en un número finito de pasos discretos.

Como fluidos, se pueden considerar, por ejemplo, los fluidos gaseosos y/o líquidos. En particular, entran en consideración los gases inflamables y/o los líquidos inflamables. Estos fluidos gaseosos y/o inflamables pueden tener un amplio rango de temperaturas y/o presiones.

En la forma de realización que se muestra en la FIGURA 1 el elemento elástico 2 está fijado al platillo de válvula 1. El experto en la materia puede, por ejemplo, remachar el elemento elástico 2 al platillo de válvula 1 y/o pegar el elemento elástico 2 al platillo de válvula 1. El experto en la materia también puede fijar el elemento elástico 2 al platillo de válvula 1 utilizando una ranura de cola de milano. Las posibilidades mencionadas de fijar el elemento elástico 2 al platillo de válvula 1 no son exhaustivas.

El elemento elástico 2 está fabricado preferentemente de plástico, por ejemplo, mediante moldeo por inyección y/o extrusión. Entre los materiales plásticos entran en consideración los polímeros como las siliconas y/o los polímeros a base de butadieno y/o los dipolímeros o los terpolímeros a base de hexafluoropropeno y 1,1 -difluoroeteno y/o terpolímeros a base de tetrafluoroetileno y hexafluoropropeno y 1,1 -difluoroeteno.

En el ejemplo mostrado en la FIGURA 1, el elemento elástico 2 está fijado al platillo de válvula 1. Por lo tanto, el platillo de válvula 1 y el elemento elástico 2 son parte de un elemento móvil.

En una forma de realización alternativa, el elemento elástico 2 se fija al asiento de válvula 3a, 3b. El platillo de válvula 1 y el elemento elástico 2, por lo tanto, forman parte de un elemento fijo. El experto en la materia también aplica la enseñanza de la presente revelación a tales elementos de válvula.

El experto en la materia puede, por ejemplo, remachar el elemento elástico 2 en el asiento de válvula 3a, 3b y/o pegar el elemento elástico 2 en el asiento de válvula 3a, 3b y/o montar el elemento elástico 2, mediante engomado, en el asiento de válvula 3a, 3b. El experto en la materia también puede fijar el elemento elástico 2 en el asiento de válvula 3a, 3b utilizando una ranura de cola de milano. Las posibilidades mencionadas para fijar el elemento elástico 2 en el asiento de válvula 3a, 3b no son exhaustivas.

La parte móvil 1,2 del elemento de válvula preferentemente se puede mover axialmente por medio de un taqué móvil. Para este fin, un taqué se conecta al platillo de válvula 1. Por lo tanto, el taqué se mueve junto con la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula.

De esta manera, el elemento de válvula se puede mover desde su posición abierta a su posición cerrada mediante el taqué. El elemento de válvula también se puede mover desde su posición cerrada a su posición abierta mediante el taqué. Preferentemente, el elemento de válvula también se puede mover por el taqué en un continuo de posiciones de válvula entre la posición cerrada y la posición abierta (y viceversa). Según una forma de realización particular, el elemento de válvula se puede mover mediante el taqué en pasos discretos entre la posición cerrada y la posición abierta (y viceversa).

Para cambiar de posición al elemento de válvula por medio del taqué, se proporciona un actuador acoplado al taqué. El actuador puede ser un accionamiento hidráulico, en particular una bomba de pistón magnético. Además, como actuador se puede utilizar un motor lineal (eléctrico, hidráulico y/o neumático). Además, se proporciona un accionamiento piezoeléctrico como actuador.

Un sensor detecta la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula. En particular, se proporciona un sensor de carrera como sensor. Otros ejemplos de sensores son también los sensores Hall, los microinterruptores y/o las barreras de luz. Un sensor de este tipo puede, por ejemplo, registrar el movimiento del taqué, del actuador y/o de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula.

La FIGURA 1 también muestra un elemento de válvula cuya parte móvil 1, 2 es regulable axialmente a lo largo de un eje 5. El experto en la materia también toma en consideración, además de los elementos de válvula regulables axialmente 5, los elementos de válvula que pueden girar sobre un eje 5. El experto en la materia también aplica la enseñanza de la presente revelación a tales elementos de válvula.

El asiento de válvula de la FIGURA 1 tiene un saliente 3a, 3b. El saliente 3a, 3b se dirige hacia el platillo de válvula 1. El saliente 3a, 3b discurre preferentemente a lo largo de una línea circunferencial. De manera especialmente preferente, esa línea circunferencial está cerrada. Según una forma de realización, la línea circunferencial tiene una sección transversal anular. En particular, está previsto que la línea circunferencial discurra a lo largo de un círculo, una elipse y/o a lo largo de un polígono.

En la figura 2 se ilustra un elemento elástico 2 en estado envejecido. El elemento elástico 2 presenta en este caso una hendidura 6a, 6b que corresponde (en gran parte) al saliente 3a, 3b del asiento de válvula. La hendidura 6a, 6b suele ser una indicación de daño irreversible en el elemento elástico 2. El elemento elástico 2 ha perdido su elasticidad (permanentemente) en los sitios con la hendidura 6a, 6b. También es posible que la hendidura 6a, 6b se produzca por abrasión durante la abertura y/o el cierre del elemento de válvula.

La hendidura 6a, 6b discurre preferentemente a lo largo de una línea circunferencial y/o a lo largo de una ranura circunferencial. De manera particularmente preferente, esa línea circunferencial y/o ranura circunferencial está cerrada. Según una forma de realización, la línea y/o ranura circunferencial tiene una sección transversal anular. En particular, está previsto que la línea circunferencial y/o la ranura circunferencial discurran a lo largo de un círculo, una elipse y/o a lo largo de un polígono. El experto en la materia reconoce que la hendidura 6a, 6b del elemento elástico 2, en su forma y en sus dimensiones, corresponde (en gran medida) al saliente 3a, 3b del platillo de válvula.

Con el aumento del desgaste del elemento elástico 2, las hendiduras 6a, 6b se hacen más grandes. El agrandamiento de las hendiduras 6a, 6b también provoca un cambio en la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula en su posición cerrada. La parte móvil 1, 2 del elemento de válvula se debe mover, con progresivo desgaste, cada vez más en dirección al platillo de válvula 3a, 3b para cerrar el elemento de válvula (herméticamente). El experto en la materia reconoce que los requisitos de hermeticidad dependen de las condiciones de la aplicación respectiva, como, por ejemplo, como válvula de un dispositivo de quemado.

La posición de la parte móvil 1,2 en la posición cerrada del elemento de válvula es, por lo tanto, una indicación y/o un síntoma y/o una medida del envejecimiento del elemento elástico 2. Por lo tanto, se prevé que la posición de la parte móvil 1,2 se registre utilizando el sensor mencionado anteriormente acoplado directa o indirectamente a la parte móvil 1, 2.

En la FIGURA 3 se muestra un gráfico de la posición 8 de la parte móvil 1, 2 en la posición cerrada. La posición 8 de la parte móvil 1, 2 se muestra sobre el número de ciclos 7 y/o sobre el tiempo de funcionamiento 7. El punto 12a designa la posición 8 de la parte móvil 1,2 del elemento de válvula en el estado nuevo y/o ligeramente envejecido.

Con un número de ciclos de válvula creciente 7 y/o con un tiempo de funcionamiento creciente 7, aumenta el desgaste en forma de hendiduras 6a, 6b cada vez mayores. En consecuencia, la parte móvil 1,2 se desplaza cada vez más en la dirección del asiento de válvula 3a, 3b. Esto se muestra en la FIGURA 3 en forma de valores cada vez más bajos de la posición 8. Por lo tanto, el punto 12b representa un elemento de válvula en el estado envejecido con un número medio de ciclos de válvula 7 y/o un tiempo medio de funcionamiento 7. El número de ciclos de válvula 7 y/o el tiempo de funcionamiento 7 en el punto 12b excede el número de ciclos de válvula 7 y/o el tiempo de funcionamiento 7 en el punto 12a. Conforme al desgaste avanzado, la posición 8 en el punto 12b es más baja que en el punto 12a.

El punto 12c de la FIGURA 3 representa un elemento de válvula en estado claramente envejecido con un número de ciclos de válvula elevado 7 y/o un tiempo de funcionamiento elevado 7. El número de ciclos de válvula 7 y/o el tiempo de funcionamiento 7 en el punto 12c excede tanto el número de ciclos de válvula 7 y/o el tiempo de funcionamiento 7 en el punto 12b como el número de ciclos de válvula 7 y/o el tiempo de funcionamiento 7 en el punto 12a. En correspondencia con el desgaste claramente avanzado, la posición 8 en el punto 12c es más baja que la del punto 12b y más baja que la del punto 12a.

En una forma de realización ejemplar, los puntos 12a y 12b de la FIGURA 3 son 10.000 ciclos, 5.000 ciclos, 2.000 ciclos, 1.000 ciclos y/o 1.000 horas de funcionamiento, 500 horas de funcionamiento, 200 horas de funcionamiento, o 100 horas de funcionamiento separadas. En una forma de realización ejemplar correspondiente, los puntos 12b y 12c de la FIGURA 3 son 10.000 ciclos, 5.000 ciclos, 2.000 ciclos, 1.000 ciclos y/o 1.000 horas de funcionamiento, 500 horas de funcionamiento, 200 horas de funcionamiento, o 100 horas de funcionamiento separadas.

En la FIGURA 3, las posiciones inferiores 8 representan las posiciones de la parte móvil 1,2, que están más cerca del asiento de válvula 3a, 3b. En este caso, la posición 8 es, por ejemplo, una posición que, medido desde el platillo de válvula 3a, 3b, aumenta en la dirección de la parte móvil 1, 2. El experto en la materia reconoce que la dirección del eje 8 de la FIGURA 3 también se puede seleccionar de manera que las posiciones 8 más altas representen las posiciones de la parte móvil 1,2 que están más cerca del asiento de válvula 3a, 3b. En ese caso, la posición 8 es, por ejemplo, una posición que medida desde el platillo de válvula 3a, 3b, disminuye en la dirección de la parte móvil.

Según una forma de realización, la posición 8 de la parte móvil 1, 2 cambia en el curso del envejecimiento en un máximo de 2 milímetros, preferentemente en un máximo de 1 milímetro, de manera particularmente preferente en un máximo de 0,5 milímetros. El experto en la materia elige un

sensor para registrar la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula con la precisión y/o resolución correspondiente. En particular, se prevé que el sensor sea consultado en el sentido de sobremuestreo, por ejemplo, un sobremuestreo duplo, cuádruplo, óctuplo y/o sextodécuplo, con el fin de mejorar la precisión y/o la resolución.

La FIG. 3 también muestra dos valores de umbral 9 y 10 de la posición 8. El primer valor umbral 9 es un síntoma y/o una indicación y/o una medida del elemento de válvula, en particular del elemento elástico 2, en estado envejecido. El punto 12b corresponde a una posición 8 en el estado envejecido del elemento de válvula, en particular en el estado envejecido del elemento elástico 2. Según una forma de realización, una posición de la parte móvil 1, 2 más allá del valor umbral 9 indica que el elemento de válvula, en particular el elemento elástico 2, debe mantenerse. Según otra forma de realización, una posición de la parte móvil 1,2 más allá del valor umbral 9 indica que el elemento de válvula, en particular el elemento elástico 2, debe reemplazarse. Según otra forma de realización, una posición de la parte móvil 1, 2 más allá del valor umbral 9 indica que, para el elemento de válvula, en particular para el elemento elástico 2, se espera una vida útil limitada de, por ejemplo, 1000 ciclos, 500 ciclos, 200 ciclos, 100 ciclos y/o 100 horas de funcionamiento, 50 horas de funcionamiento, 20 horas de funcionamiento o 10 horas de funcionamiento.

El segundo valor umbral 10 de la FIG 3 es un síntoma y/o una indicación y/o una medida de un elemento de válvula, en particular del elemento elástico 2, en estado claramente envejecido. El punto 12c corresponde a una posición 8 en el estado claramente envejecido del elemento de válvula, en particular en el estado claramente envejecido del elemento elástico 2. Según otra forma de realización, una posición de la parte móvil 1, 2 más allá del valor umbral 10 indica que el elemento de válvula, en particular el elemento elástico 2, debe reemplazarse. Según otra forma de realización, una posición de la parte móvil 1, 2 más allá del valor umbral 10 indica que el elemento de válvula, en particular el elemento elástico 2, debe bloquearse. Según otra forma de realización, una posición de la parte móvil 1, 2 más allá del valor umbral 10 indica que, para el elemento de válvula, en particular para el elemento elástico 2, se espera todavía una vida útil muy limitada de, por ejemplo, 10 ciclos, 5 ciclos, 2 ciclos, 1 ciclo y/o 1 hora de funcionamiento, 0,5 horas de funcionamiento, 0,2 horas de funcionamiento o 0,1 horas de funcionamiento.

En una forma de realización, las posiciones 8 de los valores umbral 9 y 10 están separadas por un máximo de 1 milímetro, preferentemente por un máximo de 0,5 milímetros, de manera particularmente preferente por un máximo de 0,2 milímetros. El valor umbral 10 suele ser una medida y/o un indicador de las hendiduras 6a, 6b que son más grandes y/o más pronunciadas y/o más profundas que las hendiduras 6a, 6b para el valor umbral 9.

El elemento de válvula descrito aquí está acoplado, como se muestra en la figura 4, a una unidad de control de válvula 16. La unidad de control de válvula 16 comprende preferentemente una unidad de procesamiento y una memoria, en particular una memoria no volátil. La unidad de control de válvula 16 está configurada ventajosamente como un microprocesador. En una forma de realización particular, la unidad de control de válvula 16 contiene un microprocesador o es un microprocesador.

Para acoplar la unidad de control de válvula 16 al elemento de válvula, en la FIG 4 se muestra a modo de ejemplo un taqué 13. El taqué 13 está conectado al platillo de válvula 1 como se indicó anteriormente. El taqué 13 se puede mover, en particular axialmente, por medio de un actuador 14. La unidad de control de válvula 16 se comunica con el actuador 14 a través de una interfaz adecuada, por ejemplo, a través de una interfaz unidireccional o bidireccional. La unidad de control de válvula 16 se comunica preferentemente con el actuador 14 a través de un protocolo de bus de comunicación como, por ejemplo, un protocolo de bus de comunicación digital y/o sin conexión. En una forma de realización particular, la unidad de control de válvula 16 se comunica con el actuador 14 a través de un bus de campo en serie según ISO 11898-1:2003. En otra forma de realización particular, la unidad de control de válvula 16 se comunica con el actuador 14 a través de cables de red con una fuente de alimentación integrada. De esta forma, el actuador 14 puede ser simultáneamente controlado/regulado y alimentado con energía por la unidad de control de válvula 16.

El experto en la materia comprende que se puede disponer de una etapa de conducción entre la unidad de control de válvula 16 y el actuador 14. La etapa de conducción proporciona la potencia necesaria para el funcionamiento del actuador 14. El experto en la materia también comprende que se puede disponer de un convertidor digital-analógico entre la unidad de control de la válvula 16 y el actuador 14. El convertidor digital-analógico convierte una señal digital de la unidad de control de válvula 16 en una señal analógica, como, por ejemplo, una corriente o un voltaje, para el funcionamiento del actuador 14, en particular para el funcionamiento de un devanado del actuador 14.

En una forma de realización ventajosa, los componentes individuales de la válvula y/o del elemento de válvula, incluido el taqué 13 y/o el platillo de válvula 1 y/o el elemento elástico 2 y/o el asiento de válvula 3a, 3b, se fabrican mediante un proceso de fabricación aditiva. Los componentes mencionados se pueden fabricar, en particular, mediante un proceso de impresión tridimensional. En una variante particular, los componentes individuales se fabrican mediante un proceso de fabricación aditiva, como, por ejemplo, un proceso de impresión tridimensional, y otros componentes mediante moldeo por inyección.

La posición del taqué 13 (y por lo tanto de la parte móvil 1, 2) se registra según la FIG. 4 por un sensor 15. La unidad de control de válvula 16 se comunica con el sensor 15 a través de una interfaz adecuada, por ejemplo, a través de una interfaz unidireccional o bidireccional. La unidad de control de válvula 16 se comunica preferentemente con el sensor 15 a través de un protocolo de bus de comunicación, como, por ejemplo, un protocolo de bus de comunicaciones digital y/o sin conexión. En una forma de realización particular, la unidad de control de válvula 16 se comunica con el sensor 15 mediante un bus de campo en serie según ISO 11898-1:2003. En otra forma de realización particular, la unidad de control de válvula 16 se comunica con el sensor 15 a través de cables de red con suministro de energía integrado. De esta manera, el sensor 15 puede ser leído y alimentado simultáneamente con energía por la unidad de control de válvula 16.

Además, se prevé que el sensor 15 devuelva una señal (analógica) en forma de milivoltios o voltios o miliamperios o amperios a la unidad de control de válvula 16. La unidad de control de la válvula 16 tiene, para este propósito, un convertidor análogo-digital. Preferentemente, el convertidor analógico-digital de la unidad de control de válvula 16 es un componente integral del microprocesador contenido en el mismo. El convertidor analógico-digital de la unidad de control de válvula 16 convierte así la señal (analógica) del sensor 15 en un valor digital. Este valor digital puede ser procesado en lo sucesivo por la unidad de control de válvula 16 y/o por su microprocesador. El experto en la materia también tomará en consideración los filtros (de ruido) adecuados para procesar la señal que se origina en el sensor 15. Estos filtros pueden ser colocados (en la ruta de la señal) tanto antes como después del convertidor analógicodigital.

En el presente caso, la unidad de control de válvula 16 está configurada para abrir y cerrar el elemento de válvula mediante el actuador 14. Para la abertura, la unidad de control de válvula 16 envía una señal y/o un comando de abertura. El actuador 14 recibe la señal y/o el comando. A continuación, el actuador 14 abre el elemento de válvula moviendo la parte móvil 1, 2 (mediante el taqué 13). En una forma de realización particular, se prevé que el actuador 14, después que se haya abierto el elemento de válvula, devuelve una señal a la unidad de control de válvula 16. La unidad de control de válvula 16 recibe la señal de retorno. La unidad de control de válvula 16 reconoce entonces, basándose en la señal de retorno, que el elemento de válvula está abierto.

Para cerrar, la unidad de control de válvula 16 envía una señal y/o un comando de cierre. El actuador 14 recibe la señal. El actuador 14 cierra entonces el elemento de válvula moviendo la parte móvil 1, 2 (mediante el taqué 13). En una forma de realización particular, se prevé que el actuador 14, después que se haya cerrado el elemento de válvula, devuelve una señal a la unidad de control de válvula 16. La unidad de control de válvula 16 recibe la señal de retorno. La unidad de control de válvula 16 reconoce entonces, basándose en la señal de retorno, que el elemento de válvula está cerrado.

Según un aspecto de la revelación, el actuador 14 confirma, además, a la unidad de control de válvula 16, la recepción de las señales y/o los comandos de abertura y/o cierre.

Adicionalmente, o en lugar de la respuesta del actuador 14, también se proporciona una respuesta por medio del sensor 15. En este caso, la unidad de control de válvula 16, en algún momento después de un comando de abertura, consulta la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula, utilizando el sensor 15 (acoplado al taqué 13). En respuesta a la consulta de la unidad de control de válvula 16, el sensor 15 devuelve una señal que es una indicación y/o una medida de la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula. En el sentido de sobremuestreo, se pueden hacer varias consultas al sensor 15 y/o varios mensajes de respuesta del sensor 15 para mejorar la precisión y/o la resolución. Además, se pueden realizar varias consultas al sensor 15 por motivos de redundancia.

Según una variante de la revelación, la unidad de control de válvula consulta al sensor 15 dentro de 1 segundo, dentro de 0,5 segundos o dentro de 0,1 segundos sobre la señal y/o el comando de abertura al actuador 14. Según una variante relacionada de la revelación, la unidad de control de válvula consulta al sensor 15 dentro de 1 segundo, dentro de 0,5 segundos o dentro de 0,1 segundos sobre la señal y/o el comando de cierre al actuador 14. Según otra variante de la revelación, la unidad de control de válvula consulta al sensor 15 dentro de 1 segundo, dentro de 0,5 segundos o dentro de 0,1 segundos después de la respuesta del actuador 14.

Según una forma de realización alternativa, se prevé que el sensor 15, independientemente de las consultas de la unidad de control de válvula 16, comunique por sí mismo una señal a la unidad de control de válvula 16, que es una indicación y/o medida de la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula. En particular, está previsto que el sensor 15 registre un cambio en la posición del elemento de válvula. Como consecuencia del registro del cambio y sin consulta por parte de la unidad de control de válvula 16, el sensor 15 envía una señal a la unidad de control de válvula 16. Esa señal es una indicación y/o una medida de la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula.

En una forma de realización particular, se prevé que el sensor 15 esté integrado en el actuador 14. En particular, se prevé que la unidad de control de válvula 16 se comunique con el sensor 15 y el actuador 14 a través de la misma conexión comunicativa, por ejemplo, a través del mismo bus de campo (en serie). En una aplicación ejemplar, la unidad de control de válvula 16 se comunica con el sensor 15 y/o con el actuador 14 a través de fibra óptica.

Con la disposición de la presente revelación, es posible determinar, durante el funcionamiento, el desgaste del elemento de válvula, en particular del elemento elástico 2. Esto se basa en un elemento de válvula que ya ha realizado un primer número de ciclos de válvula que comprende la abertura y el cierre y/o ha pasado un primer número de horas de funcionamiento. Por ejemplo, el elemento de válvula ya ha realizado al menos 100, al menos 1000 o al menos 10000 ciclos de válvula que comprenden la abertura y el cierre. Según otro ejemplo, el elemento de válvula ya ha funcionado durante al menos 10, al menos 100 o al menos 1000 horas de funcionamiento.

Ahora se envía al menos una señal, a través del sensor 15, a la válvula envejecida de esta manera. La unidad de control de válvula 16 recibe al menos una señal. La unidad de control de la válvula 16 procesa esa al menos una señal para formar un primer valor medido de la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula. Normalmente, el procesamiento de esa al menos una primera señal comprende una conversión usando un convertidor analógico-digital y/o un filtro. La unidad de control de válvula 16 almacena entonces el valor medido determinado en su memoria, preferentemente en su memoria no volátil.

La unidad de control de válvula 16 realiza en consecuencia una serie de ciclos de válvula, por ejemplo 1 ciclo de válvula, 2 ciclos de válvula, 5 ciclos de válvula o 10 ciclos de válvula. Los ciclos de válvula incluyen cada uno la abertura y el cierre del elemento de válvula. La secuencia de abertura y cierre es (normalmente) irrelevante. Esto significa que primero se puede abrir y luego cerrar o primero cerrar y luego abrir.

La unidad de control de válvula 16 en consecuencia también puede funcionar durante varias horas de funcionamiento, por ejemplo, 1 hora de funcionamiento, 2 horas de funcionamiento, 5 horas de funcionamiento o 10 horas de funcionamiento.

La realización de los ciclos de válvula y/o el procesamiento de las horas de funcionamiento pueden tener lugar durante el funcionamiento normal. En este caso, los ciclos de válvulas se realizan de acuerdo con los requisitos de la aplicación respectiva, por ejemplo, una aplicación en un equipo de quemador y/o un control neumático. La realización de los ciclos de la válvula y/o el procesamiento de las horas de funcionamiento también pueden tener lugar en el modo de mantenimiento, en el que la válvula y/o el elemento de válvula no está disponible para la aplicación respectiva.

Ahora el sensor 15 envía al menos una señal adicional a la válvula envejecida adicionalmente. La unidad de control de válvula 16 recibe esa al menos una señal adicional. La unidad de control de válvula 16 procesa esa al menos una señal adicional para formar un segundo valor medido de la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula. Normalmente, el procesamiento de esa al menos una señal adicional comprende una conversión mediante un convertidor analógico-digital y/o un filtro. Preferentemente, la unidad de control de válvula 16 almacena entonces el segundo valor medido determinado en su memoria, en particular en su memoria no volátil.

A continuación, la unidad de control de válvula 16, en particular su unidad de procesamiento, lee el primer valor medido de la memoria (no volátil). Si es necesario, la unidad de control de válvula 16, en particular su unidad de procesamiento, también lee el segundo valor medido de la memoria (no volátil). La unidad de control de válvula 16, en particular su unidad de procesamiento, determina entonces como función (directa) del primer y segundo valor medido y de un indicador de envejecimiento, el progreso del envejecimiento del elemento de válvula, en particular del elemento elástico 2. El indicador de envejecimiento normalmente es el número de ciclos de válvulas realizados o el número de horas de funcionamiento completadas entre la determinación del primer y segundo valor medido. El indicador de envejecimiento también puede ser una función (directa) del número de ciclos de válvulas realizados y el número de horas de funcionamiento completadas entre la determinación del primer y segundo valor medido. Por ejemplo, el indicador de envejecimiento puede ser una suma (ponderada) de los ciclos de válvulas realizados y las horas de funcionamiento procesadas.

En una forma de realización preferente, la (unidad de procesamiento) de la unidad de control de válvula 16 determina la diferencia entre el primer valor medido y el segundo valor medido. De manera particularmente preferente, la unidad de control de válvula 16 determina el valor absoluto de la diferencia entre el primer valor medido y el segundo valor medido. Esa diferencia y/o su valor absoluto se relaciona entonces con el indicador de envejecimiento. Esta diferencia y/o su valor absoluto se divide ventajosamente entre el indicador de envejecimiento. El resultado del cálculo es una medida del progreso de envejecimiento.

En la memoria (no volátil) de la unidad de control de la válvula 16 se almacena también al menos un valor umbral preestablecido para el progreso del envejecimiento. La (unidad de procesamiento de) la unidad de control de válvula 16 lee al menos el valor umbral preestablecido de la memoria (no volátil). La unidad de procesamiento compara entonces el progreso determinado del envejecimiento con el al menos un valor umbral preestablecido. Si el progreso determinado del envejecimiento indica un envejecimiento que está por encima del al menos un valor umbral preestablecido, la unidad de control de válvulas 16 realiza una salida.

Además, en la memoria (no volátil) de la unidad de control de válvula 16 también se puede almacenar al menos otro valor umbral predeterminado para el progreso del envejecimiento. Dicho al menos otro valor umbral predeterminado corresponde a un envejecimiento que ha progresado con respecto al por lo menos un valor umbral predeterminado. La (unidad de procesamiento de la) unidad de control de válvulas 16 lee el al menos un valor umbral de la memoria (no volátil). La unidad de procesamiento compara entonces el progreso determinado del envejecimiento con el al menos un valor umbral adicional. Si el progreso determinado del envejecimiento indica un envejecimiento que está por encima del al menos otro valor umbral, la unidad de control de válvulas 16 realiza una salida adicional.

El experto en la materia reconoce que la secuencia aquí descrita de envejecimiento, detección de estado, envejecimiento renovado, detección de estado renovada, etc. se puede ampliar y/o repetir según sea necesario. En una variante, a la captación del segundo valor medido le sigue a su vez un envejecimiento que comprende varios ciclos de válvulas y/o varias horas de funcionamiento. A continuación, se detecta el estado del elemento de válvula por medio de un tercer valor medido y se determina un indicador de envejecimiento adicional para el tercer valor medido. En general, después de algún tiempo, se obtienen varios pares de valores que incluyen un valor medido de la posición de la parte móvil 1, 2 del elemento de válvula y un indicador del envejecimiento asociado. La unidad de control de válvula 16 está configurada para almacenar los pares de valores en su memoria (no volátil).

En una variante ventajosa, la (unidad de procesamiento) de la unidad de control de válvula 16 carga ahora los pares de valores que comprenden el valor medido y el indicador del envejecimiento, si es necesario, de la memoria (no volátil). La unidad de control de válvula 16 calcula entonces una línea de regresión (de preferencia, exclusivamente) basándose en el número de pares de valores. El cálculo se realiza preferentemente mediante regresión lineal.

Ahora, después de unos ciclos de válvula y/o horas de funcionamiento, la unidad de control de válvula 16 vuelve a registrar un valor medido de la posición del elemento de válvula. La (unidad de procesamiento) de la unidad de control de válvula 16 calcula simultáneamente un nuevo indicador de envejecimiento a partir de varios ciclos de válvula y/o horas de funcionamiento. El nuevo indicador de envejecimiento se utiliza ahora junto con la línea de regresión calculada para calcular y/o predecir un valor medido para el nuevo indicador de envejecimiento. El valor medido calculado y/o predicho sobre la base del nuevo indicador de envejecimiento se compara ahora con el nuevo valor medido (medido, real). En particular, se determina la diferencia y/o el valor absoluto de la diferencia entre los dos valores. Si el valor medido previsto se aparta del nuevo valor medido (medido, real) en más de un tercer valor de umbral predeterminado, la unidad de control de válvulas 16 realiza una salida. El tercer valor umbral predeterminado se almacena preferentemente en la memoria (no volátil) de la unidad de control de válvula 16. La unidad de procesamiento de la unidad de control de válvula 16 carga, en este caso, el tercer valor umbral predeterminado de la memoria (no volátil) con fines de comparación.

Según una variante ligeramente modificada, la nueva medición medida y su indicador de envejecimiento se incorporan en la línea de regresión. Esto significa que una línea de regresión modificada se calcula sobre la base de la nueva medición medida y su indicador de envejecimiento y sobre la base de todos los pares de valores anteriores que comprenden el valor medido y el indicador de envejecimiento. La línea de regresión modificada se utiliza ahora junto con el indicador de envejecimiento de la nueva medición medida para calcular y/o predecir un valor medido modificado. El valor medido modificado calculado y/o predicho sobre la base del nuevo indicador de envejecimiento se compara ahora con el nuevo valor medido (medido, real). En particular, se determina la diferencia y/o el valor absoluto de la diferencia entre los dos valores. Si el valor medido calculado y/o previsto difiere del nuevo valor medido (medido, real) en más de un cuarto valor umbral predeterminado, la unidad de control de válvulas 16 realiza una salida. El cuarto valor umbral predeterminado se almacena preferentemente en la memoria (no volátil) de la unidad de control de válvula 16. La unidad de procesamiento de la unidad de control de válvula 16 carga, en este caso, el cuarto valor umbral predeterminado de la memoria (no volátil) con fines de comparación.

En una forma de realización, la unidad de control de válvula 16 tiene un monitor en forma de diodo emisor de luz y puede controlar este diodo. En el caso de una salida o una salida adicional, la unidad de control de válvula 16 controla el diodo emisor de luz para que se ilumine. Según una forma de realización particular, se prevén diferentes diodos, en particular diodos con diferentes colores, para la salida y para la salida adicional.

En una forma de realización adicional, la unidad de control de válvula 16 tiene un módulo gráfico y un monitor en forma de pantalla. En el caso de una salida o de una salida adicional, la unidad de control de válvula 16 genera una señal para mostrar un mensaje de advertencia. La unidad de control de válvula 16 emite la señal a su módulo gráfico para mostrar un mensaje de advertencia. El módulo gráfico emite la advertencia en la pantalla. Según una forma de realización particular, se proporcionan diferentes mensajes de advertencia para la salida y para la salida adicional.

La pantalla a la que se hace referencia puede ser, en particular, una pantalla en blanco y negro, en escala de grises o en color con una resolución adecuada. Las resoluciones adecuadas incluyen 426 x 320 píxeles, 470 x 320 píxeles, 640 x 480 píxeles, 960 x 720 píxeles. Esta lista no es exhaustiva. Por ejemplo, la pantalla se puede diseñar como una pantalla de cristal líquido o como una pantalla de tubo o como papel electrónico o utilizando diodos orgánicos emisores de luz. La pantalla se monta preferentemente en el exterior de la carcasa de la válvula y/o en la unidad de control de válvula 16. La lista de formas de realización y resoluciones de las pantallas no es exhaustiva.

En otra forma de realización, la unidad de control de válvula 16 tiene una interfaz de comunicación para la conexión a un bus de comunicación. En el caso de una salida o de una salida adicional, la unidad de control de válvula 16 genera una señal para transmitir un mensaje de advertencia. La unidad de control de válvula 16 envía la señal a su interfaz de comunicación, para transmitir un mensaje de advertencia. La interfaz de comunicación transmite el mensaje de advertencia a través del bus de comunicación. Según una forma de realización particular, se proporcionan diferentes mensajes de advertencia para la salida y para la salida adicional. Preferentemente el mensaje de advertencia se transmite a través del bus de comunicación utilizando un protocolo de bus de comunicaciones digital y/o sin conexión.

Para la comunicación a través del bus de comunicación se utiliza un protocolo de bus de comunicación adecuado (digital y/o sin conexión) y/o un bus de comunicación adecuado (bidireccional). En particular, se prevé que se utilice un protocolo de bus de comunicación y/o un bus de comunicación para la transmisión inalámbrica de información. En el caso de una transmisión inalámbrica de información, debe tenerse en cuenta que las válvulas y/o los elementos de válvula y/o las unidades de control de válvula 16 a menudo se instalan en el sótano y/o detrás de techos de hormigón armado. En consecuencia, se utilizan métodos robustos para la transmisión de datos inalámbrica. Según una forma de realización particular, la interfaz de comunicación de la unidad de control de válvula 16 transmite, por lo tanto, de forma inalámbrica usando un método de modulación especial, tal como la modulación por desplazamiento de fase o la modulación por desplazamiento de fase en cuadratura. Además, la fiabilidad de la transmisión de datos inalámbrica se puede mejorar aumentando la redundancia de los datos que se han de transmitir. Por ejemplo, un mensaje que se va a transmitir a través del bus puede estar compuesto por hasta 2000 transmisiones individuales. Con las mejoras mencionadas, se puede optimizar la robustez y/o el alcance de la transmisión inalámbrica de datos. Otras mejoras a este respecto se refieren a la elección de un ancho de canal adecuado (de 180 kHz) en conexión con una banda de frecuencia adecuada (preferentemente alrededor de 800 MHz, por ejemplo 868 MHz).

Además, se prevé que para la comunicación se utilice un protocolo de bus de comunicación con encriptado. En una forma de realización particular, se usa un protocolo de bus de comunicación para el encriptado, basado en un algoritmo (elíptico) de Diffie-Hellman.

En otra forma de realización más, el actuador 14 está configurado para recibir una señal para bloquear el elemento de válvula y cuando recibe tal señal, bloquear el elemento de válvula y/o a sí mismo. En el estado bloqueado, el elemento de válvula y/o el actuador 14 están bloqueados. Por lo tanto, el elemento de válvula ya no puede abrirse o cerrarse hasta un eventual desbloqueo. En caso de una salida o una salida adicional, la unidad de control de la válvula 16 genera una señal para bloquear el elemento de válvula. La unidad de control de válvula 16 envía la señal para bloquear el elemento de válvula al actuador 14. El actuador 14 bloquea el elemento de válvula y/o a sí mismo cuando se recibe tal señal.

Las partes de un dispositivo de regulación o un método según la presente revelación pueden ejecutarse como hardware, como un módulo de software, que se implementa mediante una unidad informática, o mediante una computadora en la nube, o utilizando una combinación de dichas posibilidades. El software puede comprender un firmware, un controlador de hardware, que se implementa dentro del sistema operativo, o un programa de aplicación. Por lo tanto, la presente revelación también se refiere a un producto de programa informático, que contiene las características de esta revelación o realiza los pasos necesarios. Cuando se implementa como software, las funciones descritas pueden almacenarse como uno o más comandos en un medio legible por ordenador. Algunos ejemplos de medios legibles por ordenador son la memoria de acceso aleatorio (RAM), la memoria magnética de acceso aleatorio (MRAM), la memoria de sólo lectura (ROM), la memoria flash, la ROM electrónicamente programable (EPROM), la ROM programable y borrable electrónicamente (EEPROM), los registros de una unidad aritmética, un disco duro, una unidad de memoria reemplazable, una memoria óptica o cualquier otro medio adecuado al que se pueda acceder por medio de una computadora o de otros dispositivos y aplicaciones informáticas.

En otras palabras, la presente revelación enseña una unidad de control para una disposición de válvula, la unidad de control (16) comprende un dispositivo de salida, la disposición de válvula comprende un elemento de válvula ajustable (1, 2, 3), en el que el elemento de válvula ajustable (1, 2, 3) presenta una posición abierta y una cerrada, además la disposición de válvula consta de

un actuador (14) y un sensor (15), en el que el actuador (14) y el sensor (15) están acoplados directa o indirectamente al elemento de válvula (1, 2, 3), en el que el actuador (14) y el sensor (15) están conectados comunicativamente a la unidad de control (16), y la unidad de control (16) está configurada para controlar al actuador (14) de manera que éste (14) realice un número de ciclos de válvula, en el que un ciclo de válvula comprende el ajuste del elemento de válvula (1, 2, 3) en su posición abierta y el ajuste del elemento de válvula (1, 2, 3) en su posición cerrada,

en el que el sensor (15) está configurado para generar una señal correspondiente a una posición del elemento de válvula (1, 2, 3)

en la que la unidad de control (16) está configurada para controlar al actuador (14) de manera que éste (14) realiza un primer número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula,

después de la realización del primer número de ciclos de válvula, leer una primera señal del sensor (15) y procesarla para formar un primer valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), y

después de la lectura de la primera señal, controlar al actuador (14), de manera que éste (14) realice un segundo número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, y

después de la realización del segundo número de ciclos de válvula, leer una segunda señal del sensor (15) y procesarla para formar un segundo valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3),

basado, en particular exclusivamente basado, en el primer y segundo valor medido y el segundo número de ciclos de válvula para determinar un grado de desgaste y compararlo con un valor umbral predeterminado y

emitir una señal de salida predeterminada sobre la base del dispositivo de salida si el grado de desgaste excede el valor umbral predeterminado.

La presente revelación también enseña una disposición de válvula con una unidad de control (16), la unidad de control (16) comprende un dispositivo de salida, la disposición de válvula comprende un elemento de válvula ajustable (1, 2, 3), en el que el elemento de válvula ajustable (1, 2, 3) presenta una posición abierta y una cerrada,

además la disposición de válvula consta de un actuador (14) y un sensor (15), en el que el actuador (14) y el sensor (15) están acoplados directa o indirectamente al elemento de válvula (1, 2, 3), en el que el actuador (14) y el sensor (15) están conectados comunicativamente a la unidad de control (16), y la unidad de control (16) está configurada para controlar al actuador (14) de manera que éste (14) realiza un número de ciclos de válvula, en el que un ciclo de válvula comprende el ajuste del elemento de válvula (1,2, 3) en su posición abierta y el ajuste del elemento de válvula (1, 2, 3) en su posición cerrada,

en el que el sensor (15) está configurado para generar una señal correspondiente a una posición del elemento de válvula (1, 2, 3),

después de la realización del primer número de ciclos de válvula, leer una primera señal del sensor (15) y procesarla hasta formar un primer valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), y

después de la lectura de la primera señal, controlar al actuador (14) de tal manera que éste (14) realice un segundo número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, y

después de la realización del segundo número de ciclos de válvula, leer una segunda señal del sensor (15) y procesarla para formar un segundo valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), y

El primer número de ciclos de válvulas comprende preferentemente al menos uno, al menos dos, al menos cinco o al menos diez ciclos de válvulas. El segundo número de ciclos de válvulas comprende preferentemente al menos uno, al menos dos, al menos cinco o al menos diez ciclos de válvulas. El tercer número de ciclos de válvulas comprende preferentemente al menos uno, al menos dos, al menos cinco o al menos diez ciclos de válvulas.

La unidad de control (16) y/o la disposición de válvula comprenden preferentemente una memoria (no volátil). El valor umbral predeterminado se almacena preferentemente en la memoria (no volátil) de la unidad de control (16). La unidad de control (16) está configurada ventajosamente para leer el valor umbral predeterminado de la memoria de la unidad de control (16) y compararlo con el grado de desgaste determinado.

La unidad de control (16) y/o la disposición de válvula comprenden preferentemente una memoria (no volátil). La señal de salida predeterminada se almacena preferentemente en la memoria (no volátil) de la unidad de control (16). La unidad de control (16) está configurada ventajosamente para leer la señal de salida predeterminada de la memoria de la unidad de control (16) y emitirla usando el dispositivo de salida.

La unidad de control (16) y/o la disposición de válvulas comprenden preferentemente una memoria (no volátil). El valor máximo predeterminado se almacena preferentemente en la memoria (no volátil) de la unidad de control (16). La unidad de control (16) está configurada ventajosamente para leer el valor máximo predeterminado de la memoria de la unidad de control (16) y compararlo con la desviación determinada.

El procesamiento de la primera señal para formar un primer valor medido se lleva a cabo preferentemente usando un convertidor analógico-digital y/o un filtro. El procesamiento de la segunda señal para formar un segundo valor medido se lleva a cabo preferentemente usando un convertidor analógico-digital y/o un filtro. El procesamiento de la tercera señal para formar un tercer valor medido se lleva a cabo preferentemente usando un convertidor analógico-digital y/o un filtro. La unidad de control está configurada ventajosamente como microprocesador. El convertidor analógico-digital y/o el filtro están preferentemente integrados en el microprocesador. El actuador (14) está conectado comunicativamente a la unidad de control (16) preferentemente a través de un convertidor digital/analógico. El convertidor digital/analógico está integrado ventajosamente en el microprocesador de la unidad de control (16).

La lectura de una primera señal y/o una segunda señal del sensor (15) se realiza preferentemente con sobremuestreo, por ejemplo, con sobremuestreo duplo, cuádruplo, óctuplo o sextodécuplo. La presente revelación también enseña una de las unidades de control antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular una diferencia del valor medido del primer y segundo valor medido y en base, en particular exclusivamente en base, a la diferencia del valor medido calculada y al segundo número de ciclos de válvula, determinar el grado de desgaste.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular el total de la diferencia del primer y segundo valor medido y en base, en particular exclusivamente en base, al total calculado y al segundo número de ciclos de válvula, determinar el grado de desgaste.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular un valor característico de carga como una función (directa) del segundo número de ciclos de válvula y en base, en particular exclusivamente en base, al primer y segundo valor medido y al valor característico de carga, determinar el grado de desgaste.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular un valor característico de carga como una función (directa) del segundo número de ciclos de válvula y en base, en particular exclusivamente en base, al primer y segundo valor medido y con referencia, preferentemente por división, al valor característico de carga, determinar el grado de desgaste.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular una diferencia del valor medido del primer y segundo valor medido y para calcular un valor característico de carga como una función (directa) del segundo número de ciclos de válvula y en base, en particular exclusivamente en base, a la diferencia del valor medido y al valor característico de carga, determinar el grado de desgaste.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular una diferencia del valor medido del primer y segundo valor medido y para calcular un valor característico de carga como una función (directa) del segundo número de ciclos de válvula y determinar un grado de desgaste, al relacionar la diferencia del valor medido con el valor característico de carga.

La unidad de control (16) y/o la disposición de válvulas están configuradas ventajosamente para determinar y/o calcular un grado de desgaste dividiendo la diferencia del valor medido entre el valor característico de carga.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular una diferencia del valor medido del primer y segundo valor medido y para calcular un valor característico de carga como función (directa) del segundo número de ciclos de válvula y determinar un grado de desgaste al dividir la diferencia del valor medido entre el valor característico de carga.

La unidad de control (16) y/o la disposición de válvulas y están configuradas ventajosamente para determinar y/o calcular un grado de desgaste dividiendo el total de la diferencia del valor medido entre el total del valor característico de carga.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionadas, en la que la unidad de control (16) también está configurada para, después de la lectura de la segunda señal, controlar al actuador (14) de manera que éste (14) realice un tercer número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, y

después de la realización del tercer número de ciclos de válvula, leer una tercera señal del sensor (15) y procesarla para formar un tercer valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), y

formar un modelo basado, en particular exclusivamente basado, en al menos el primer y el segundo valor medido y basado, en particular exclusivamente basado, en al menos el primer y el segundo número de ciclos de válvula, y al aplicar el modelo al tercer número de ciclos de válvula, determinar un valor esperado para el tercer valor medido, y

para determinar una desviación del tercer valor medido del valor esperado para el tercer valor medido, y comparar la desviación determinada con un valor máximo predeterminado para la desviación determinada, y para emitir una señal de salida predeterminada utilizando el dispositivo de salida, si la desviación determinada excede el valor máximo predeterminado.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o dispositivos de válvulas antes mencionados, en la que la unidad de control (16) también está configurada para, después de la lectura de la segunda señal, controlar al actuador (14) de manera que éste (14) realice un tercer número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, y, para formar el modelo basado, en particular exclusivamente basándose, en al menos el primer y el segundo valor medido y el tercer valor medido y, basado, en particular exclusivamente basado, en al menos el primer número y el segundo número y el tercer número de ciclos de válvula.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o dispositivos de válvula, antes mencionados, en la que la unidad de control (16) está configurada para formar el modelo usando regresión lineal.

En lugar de la regresión lineal, la unidad de control (16) puede configurarse, por ejemplo, para formar el modelo utilizando (cualquier) regresión, en particular ajustando a un polinomio de segundo orden.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvula, antes mencionados, en la que la unidad de control (16) como dispositivo de salida comprende un monitor iluminado que puede ser activado por la unidad de control (16) y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada usando el dispositivo de salida mediante la unidad de control (16) activando el monitor iluminado.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvula, antes mencionados, en la que la unidad de control (16) como dispositivo de salida comprende una interfaz de comunicación para la conexión a un bus de comunicaciones y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada al bus de comunicaciones mediante la interfaz de comunicación.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionados, en la que la unidad de control (16) como dispositivo de salida comprende una interfaz de comunicación para la conexión a un bus de comunicación y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada al bus de comunicación mediante la interfaz de comunicación utilizando un método de modulación predeterminado.

Como métodos de modulación pueden entran en consideración, por ejemplo, la modulación por desplazamiento de fase y/o la modulación por desplazamiento de fase en cuadratura.

La presente revelación también enseña una de las unidades de control y/o disposiciones de válvulas antes mencionados, en el que el dispositivo de salida de la unidad de control (16) está conectado comunicativamente al actuador (14) y la señal de salida predeterminada es una señal de bloqueo, que una vez recibida por el actuador (14), bloquea el actuador (14), y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada por medio del dispositivo de salida, en que la unidad de control (16) envía la señal de bloqueo al actuador (14). Al recibir el actuador (14) la señal de bloqueo, el actuador (14) se bloquea preferentemente de tal manera que sólo se puede desbloquear mediante intervención manual.

Un valor característico de carga es preferentemente un grado de carga. En este contexto, la carga es un estrés que actúa sobre un dispositivo. La carga es una causa (directa) del envejecimiento. El grado de desgaste es preferentemente un valor característico del envejecimiento.

Una función directa es una función que depende exclusivamente de los argumentos dados. Mientras tanto, una función directa también puede depender de constantes, que se incorporan en el cálculo de la función. Estas constantes son parámetros y no argumentos. Una variable, que se basa exclusivamente en otra variable, no depende de ninguna otra variable o argumento. Mientras tanto, se pueden incorporar constantes en el cálculo. Dichas constantes son parámetros y no argumentos.

Lo anterior se refiere a formas de realización individuales de la revelación. Se pueden hacer varios cambios en las formas de realización sin desviarse de la idea subyacente y sin desviarse del alcance de esta revelación. El objeto de la presente revelación está definido por sus reivindicaciones. Se pueden hacer diversos cambios sin apartarse del alcance de protección de las siguientes reivindicaciones.

Número de referencia

1 platillo de válvula

2 elemento elástico

3, 3a, 3b asiento de válvula

4 abertura de válvulas

5 eje

6, 6a, 6b hendiduras (debido al desgaste)

7 valor característico de carga

8 grados de desgaste

9 valor umbral predeterminado

10 valor umbral predeterminado

11 línea de regresión

12, 12a, 12b, 12c puntos en diferentes niveles de desgaste

13 taqués

14 actuador

15 sensor

16 unidad de control

Claims

REIVINDICACIONES

1. Unidad de control para una disposición de válvula, la unidad de control (16) comprende un dispositivo de salida, la disposición de válvula comprende un elemento de válvula ajustable (1,2, 3), en el que el elemento de válvula ajustable (1,2, 3) presenta una posición abierta y una cerrada, además la disposición de válvula consta de

un actuador (14) y un sensor (15), en el que el actuador (14) está acoplado directamente y el sensor (15) está acoplado directa o indirectamente al elemento de válvula (1, 2, 3), en el que el actuador (14) y el sensor (15) están conectados comunicativamente a la unidad de control (16), y la unidad de control (16) está configurada para controlar el actuador (14) de manera que éste (14) realice un número de ciclos de válvula, en el que un ciclo de válvula comprende el ajuste del elemento de válvula (1, 2, 3) en su posición abierta y el ajuste del elemento de válvula (1, 2, 3) en su posición cerrada,

basado en el primer y segundo valor medido y el segundo número de ciclos de válvula, para determinar un grado de desgaste y compararlo con un valor umbral predeterminado y

emitir una señal de salida predeterminada sobre la base del dispositivo de salida si el grado de desgaste excede el valor de umbral predeterminado,

caracterizado porque

el dispositivo de salida de la unidad de control (16) se puede conectar de forma comunicativa al actuador (14) y la señal de salida predeterminada es una señal de bloqueo, que una vez recibida por el actuador (14), bloquea el actuador (14) y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada usando el dispositivo de salida, en que la unidad de control (16) envía la señal de bloqueo al actuador (14).

2. Unidad de control según la reivindicación 1,

en la que la unidad de control (16) está configurada para calcula una diferencia del valor medido del primer y segundo valor medido y en base a la diferencia del valor medio calculada y al segundo número de ciclos de válvulas, determinar el grado de desgaste.

3. Unidad de control según la reivindicación 1,

en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular el total de la diferencia entre el primer y el segundo valor medido y en base al total calculado y al segundo número de ciclos de válvula, determinar el grado de desgaste

4. La unidad de control según la reivindicación 1,

en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular un valor característico de carga como una función del segundo número de ciclos de válvula y en base al primer y segundo valor medido y al valor característico de carga, determinar el grado de desgaste.

5. Unidad de control según la reivindicación 1,

en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular un valor característico de carga como una función del segundo número de ciclos de válvula y en base al primer y segundo valor medido y con referencia al valor característico de la carga, determinar el grado de desgaste.

6. Unidad de control según la reivindicación 1,

en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular una diferencia de valor medido del primer y segundo valor medido y para calcular un valor característico de carga como una función del segundo número de ciclos de válvula y en base a la diferencia de valor medido y al valor característico de carga, determinar el grado de desgaste.

7. Unidad de control según una de las reivindicaciones 1 o 6,

en la que la unidad de control (16) esta configurada para calcular una diferencia de valor medido del primer y segundo valor medido y para calcular un valor característico de carga como una función del segundo número de ciclos de válvula y determinar un grado de desgaste al relacionar la diferencia de valor medido con el valor característico de carga.

8. Unidad de control según una de las reivindicaciones 1 o 6,

en la que la unidad de control (16) está configurada para calcular una diferencia de valor medido a partir del primer y segundo valor medido y para calcular un valor característico de carga como función del segundo número de ciclos de válvula y determinar un grado de desgaste al dividir la diferencia del valor medido entre el valor característico de carga.

9. Unidad de control según una de las reivindicaciones 1 a 8,

en la que la unidad de control (16) también está configurada para, después de la lectura de la segunda señal, controlar al actuador (14) de manera que éste (14) realice un tercer número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, y

después de la realización del tercer número de ciclos de válvula leer una tercera señal del sensor (15) y procesarla para formar un tercer valor medido de una posición del elemento de válvula (1, 2, 3), y

formar un modelo basado en al menos el primer y el segundo valor medido y basado en al menos el primer y el segundo número de ciclos de válvula, y

al aplicar el modelo al tercer número de ciclos de válvula, determinar un valor esperado para el tercer valor medido, y

para determinar una desviación del tercer valor medido del valor esperado para el tercer valor medido, y comparar la desviación determinada con un valor máximo predeterminado para la desviación determinada y para emitir una señal de salida predeterminada utilizando el dispositivo de salida, si la desviación determinada excede el valor máximo predeterminado.

10. Unidad de control según la reivindicación 9,

en la que la unidad de control (16) también está configurada para, después de la lectura de la segunda señal, controlar el actuador (14) de tal manera que éste (14) realice un tercer número de ciclos de válvula con al menos un ciclo de válvula, y para formar el modelo basado en al menos el primer y el segundo valor medido y el tercer valor medido y basado en al menos el primer número y el segundo número y el tercer número de ciclos de válvula.

11. Unidad de control según una de las reivindicaciones 9 o 10,

en la que la unidad de control (16) está configurada para formar el modelo usando regresión lineal.

12. Unidad de control según una de las reivindicaciones 1 a 11, en la que la unidad de control (16) como dispositivo de salida comprende un monitor iluminado que puede ser activado por la unidad de control (16) y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada usando el dispositivo de salida mediante la unidad de control (16) activando el monitor iluminado.

13. La unidad de control según una de las reivindicaciones 1 a 12, en la que la unidad de control (16) como dispositivo de salida comprende una interfaz de comunicación para la conexión a un bus de comunicación y la unidad de control (16) está configurada para emitir la señal de salida predeterminada al bus de comunicación mediante la interfaz de comunicación.

14. La unidad de control según una de las reivindicaciones 1 a 12, en la que la unidad de control (16) como dispositivo de salida comprende una interfaz de comunicación para la conexión a un bus de comunicación y la unidad de control (16) está configurada, para emitir la señal de salida predeterminada al bus de comunicaciones mediante la interfaz de comunicación utilizando un método de modulación predeterminado.