Способ изменения состояния предохранительного клапана

011431 Настоящее изобретение относится к предохранительным клапанам и, в частности, к определению состояния предохранительного клапана. Измерения силы, осуществляемые с подпружиненными предохранительными клапанами, могут использоваться для определения заданных давлений, на которые отрегулированы предохранительные клапаны. Испытания обычно состоят из измерений подъемной силы штока клапана с одновременным наблюдением смещения штока и тарелки и давления в трубопроводе и в результате дают значения давления, при котором клапан открывается, если значение доступно для участка эффективного уплотнения. Для предохранительных клапанов в идеальном состоянии это заданное давление также будет давлением,при котором клапан начинает протекать. Однако на практике, особенно в предохранительных клапанах с уплотнением металл к металлу, давление psl, при котором клапан начинает протекать, всегда меньше,чем давление pso, при котором клапан открывается. В хорошем состоянии разность бывает небольшой,но обычно разность оказывается более значительной. Важно измерять эту разность настолько надежно,насколько это возможно, поскольку чрезмерная разность может ухудшать работу предохранительного клапана. В частности, если разность большая, значительная дополнительная нагрузка со стороны пружины, требуемая для создания адекватной силы уплотнения, воздействующей на тарелку, уже находящуюся в жестком контакте с седлом клапана, может ограничивать высоту подъема клапана, когда клапан находится в действии, таким образом, что выпускное отверстие становится неадекватным для обеспечения достаточной разгрузки давления. Фактическое открывание клапана (при отсутствии любых механических препятствий) будет, таким образом, достигаться при окончательно более высоком давлении, чем намеченное. Когда клапан затем закрывается, чем больше сила уплотнения, тем больше должно падать давление в системе для достижения уплотнения, следовательно, тем дольше клапан будет "плавать". Это вызывает больший износ и повреждение клапана. Хорошо известно использование измерений подъемной силы при текущем испытании действующего клапана для определения установленного давления. Также известно вычисление площади эффективного уплотнения клапана на основе измерения подъемных сил при двух различных давлениях в трубопроводе или рабочих давлениях. Однако согласно настоящему изобретению используется соотношение между давлением pso, заданным для открывания, и давлением psl, заданным для протечки, для измерения состояния клапана. Соответственно, настоящее изобретение относится к обеспечению способа измерения состояния предохранительного клапана, причем способ содержит измерение параметра состояния, который изменяется с изменением силы уплотнения клапана. Этот параметр может представлять собой саму силу уплотнения, или он может быть любым другим пригодным параметром. Способ может включать определение параметра открывания клапана, который изменяется при изменении давления pso, которое будет вызывать открывание клапана. Параметр открывания клапана может представлять собой подъемную силу,которая вызывает открывание клапана, или он может представлять собой само давление открывания pso. Параметр состояния может быть соединен с pso или с psl клапана или приспособлен для изменения с одним или с обоими, и может быть соединен с разностью между psl и pso или приспособлен для изменения с ней или с отношением psl к pso. Увеличивается ли параметр состояния или уменьшается с увеличением силы уплотнения, неважно, и существует ли линейное соотношение или нелинейное соотношение между ними, также неважно. Способ может включать определение параметра протечки, который изменяется с давлением psl, которое будет вызывать протечку клапана. Параметр протечки может представлять собой подъемную силу,которая будет вызывать протечку клапана, или он может представлять собой само давление протечки psl. Параметр открывания клапана или параметр протечки может быть определен измерением или может быть задан на предопределенном уровне. Согласно другому варианту осуществления изобретения обеспечивается способ определения силы f уплотнения предохранительного клапана, причем предохранительный клапан содержит элемент для закрывания клапана, подпружиненный в контакте с седлом клапана, причем способ содержит этапы: измерения первой силы F1 подъема клапана при первом давлении pr1 текучей среды, воздействующем на входную сторону элемента закрывания клапана; измерения второй силы F2 подъема клапана при втором давлении pr2 текучей среды, воздействующем на входную сторону элемента закрывания клапана; и вычисления силы f уплотнения на основе двух измерений сил подъема клапана. Таким образом, согласно настоящему изобретению измерения сил могут быть выполнены на автономных испытательных стендах или испытательных установках в последовательностях испытаний для измерения скрытых сил уплотнения в предохранительных клапанах, которые определяют их эффективность при работе. Элемент закрывания клапана может содержать тарелку клапана, прикрепленную к штоку клапана, и сила подъема клапана может представлять собой силу подъема штока клапана. Эти измерения могут использоваться для определения площади А эффективного уплотнения клапана с использованием известной формулы Перед выполнением измерений силы подъема клапана, клапан может быть отрегулирован на желаемое значение давления psl. Оно представляет собой величину давления, при котором клапан начинает протекать, и может быть больше, чем первое или второе давление текучей среды, воздействующее на тарелку клапана. Это значение площади эффективного уплотнения может затем использоваться для вычисления силы уплотнения клапана. Сила f уплотнения равна разности между силой подъема клапана, которая может представлять собой F1 или F2, и силой, требуемой для уравновешивания соответствующей силы текучей среды на входе, которая может представлять собой A(psl-pr1) или A(psl-pr2) соответственно. Это может быть выражено как или При замене площади А эффективного уплотнения формулой, приведенной выше, они могут также быть выражены как где pr1pr2psl. Если значение давления psl, заданного для протечки, уже определено, эти уравнения могут использоваться для вычисления силы f уплотнения на основе измерений подъемной силы F1 и F2 при двух разных рабочих давлениях pr1 и pr2. Предпочтительно, одно из значений давления pr2 текучей среды может быть ожидаемым рабочим давлением предохранительного клапана. В этом случае соответствующая сила названа горячей подъемной силой Fh. Первое давление pr1 текучей среды может быть равно давлению на выходной стороне элемента закрывания клапана, которое может быть атмосферным давлением. Считываемые значения давления взяты как давления в датчике и, таким образом, в этом случае pr1=0, и сила упоминается как холодная подъемная сила Fc. Выражение для площади эффективного уплотнения клапана становится и сила f уплотнения может быть вычислена с использованием формулы где pr2psl. Давление, при котором клапан открывается, значение давления pso, заданного для открывания,также может быть вычислено. Оно представляет собой сумму давления psl, при котором клапан начинает протекать, и давления f из-за силы уплотнения, воздействующей на площадь А эффективного уплотнения. Это может быть выражено как Отношение f/Fc, где Рс измерена с разностью давлений текучей среды на уровне закрывающего элемента, равной нулю, может затем быть вычислено для получения оценки состояния предохранительного клапана. Чем ниже отношение, тем лучше качество клапана. Если "холодная" подъемная сила Fc неизвестна, и измерения подъемной силы выполнены при двух разных давлениях pr1 и pr2, степень состояния может быть вычислена с использованием отношения В альтернативном варианте, параметр состояния может быть вычислен, как процентное отношение с использованием формулы Текущий параметр состояния клапана может также быть вычислен, когда клапан установлен. Текущее состояние Qg может быть определено с использованием формулы где fg - текущая сила уплотнения. Это может также быть выражено как где psl - давление, заданное для протечки, и pso - давление, заданное для открывания. Это позволяет осуществлять текущий контроль состояния клапана, когда он установлен. Согласно другому варианту осуществления изобретения обеспечивается устройство для определения силы уплотнения предохранительного клапана, содержащее предохранительный клапан, датчик силы, датчик смещения, датчик давления и средство для приложения давления текучей среды к входному отверстию клапана. Предпочтительно, датчик силы приспособлен для измерения силы подъема клапана. Датчик смещения может иметь точность измерения, составляющую 10 мкм. Устройство может также включать регулятор, который при использовании сжимает пружину в клапане. Это позволяет давлению воздуха во входном отверстии клапана достигать предопределенного уровня, при котором клапан начинает протекать, известного как давление, заданное для протечки. Предпочтительно, устройство также включает клапан управления, предназначенный для сброса давления во входном отверстии клапана. Это позволяет измерять силу подъема штока клапана при нулевом перепаде давлений текучей среды на уровне элемента закрывания клапана. Устройство может также содержать процессор, предназначенный для регулирования давления на входе клапана, регистрации данных от датчика и вычисления силы f уплотнения. Процессор может быть приспособлен для регистрации данных от датчика силы, когда датчик смещения сначала обнаруживает смещение элемента закрывания клапана. Это обеспечивает получение автоматизированной испытательной системы. Устройство может быть приспособлено для вычисления степени f/Fc состояния клапана и генерирования выходных данных, отражающих оценку состояния. Также может использоваться дисплей, предназначенный для отображения оценки состояния. Настоящее изобретение также предусматривает использование соотношения между psl и pso, как меры состояния качества предохранительного клапана.pso может быть измерено на основе испытания в ходе работы, такого как испытание подъемной силы, или оно может быть измерено в ходе автономного испытания. Настоящее изобретение также обеспечивает использование соотношения между psl и pso, причем последнее определяется как сумма давления psl, при котором клапан начинает протекать, и давления силы f уплотнения, воздействующей на площадь А эффективного уплотнения, или на основе определения в ходе работы заданного давления для измерения или определения параметров состояния качества предохранительного клапана. Заданное давление протечки может быть определено на основе силы подъема клапана или любым другим пригодным способом. Настоящее изобретение также обеспечивает получение способа измерения состояния предохранительного клапана, причем способ включает этап измерения давления pso, при котором клапан открывается. Способ может также содержать определение значения psl или любого другого параметра, который изменяется с psl, и использование этого параметра или величины с измеренным pso для определения меры состояния клапана. Параметр, который изменяется с psl, может быть измерен, когда клапан действует,или когда клапан работает автономно. Значение pso может быть измерено на основе испытания силы подъема клапана, т.е. посредством измерения силы, требуемой для открывания клапана, или любым другим способом, таким как измерение давления текучей среды, которое открывает клапан. Согласно настоящему изобретению также обеспечивается создание устройства для измерения качества предохранительного клапана, содержащего датчик силы, датчик смещения, датчик давления и средство для приложения давления текучей среды к входному отверстию клапана. Устройство может быть приспособлено для осуществления способа, соответствующего изобретению. Теперь будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения только для примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 - вид сечения предохранительного клапана, с которым может применяться настоящее изобретение; фиг. 2 - вид спереди предохранительного клапана, показанного на фиг. 1, установленного на испытательный стенд согласно варианту осуществления изобретения; фиг. 3 - вид сбоку предохранительного клапана и испытательного стенда, показанных на фиг. 2, с испытательной конструкцией, установленной на место;-3 011431 фиг. 4 - схематический вид клапана и испытательного устройства, соответствующего второму варианту осуществления изобретения. фиг. 5 - вид предохранительного клапана и испытательного устройства, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Как показано на фиг. 1, выпускной предохранительный клапан 1 для трубы с фланцем, показанный в рабочем положении, включает входное отверстие 6 клапана, выходное отверстие 16 клапана и седло 7 клапана, формирующее просвет клапана. Элемент закрывания клапана в виде тарелки 8 клапана подпружинен в контакте с седлом 7 клапана пружиной 9 клапана и установлен на нижнем конце штока 11 клапана. Шток 11 клапана проходит вдоль центральной оси корпуса 10 пружины, который содержит пружину 9 клапана. При нормальной работе клапан остается закрытым тарелкой 8, накрывающей просвет в седле клапана, пока давление во входном отверстии 6 не будет достаточным для подъема тарелки 8 от седла 7 клапана. Подпружинивающая сила пружины 9 отрегулирована так, что клапан будет открываться при требуемом заданном давлении. Давление pso, при котором клапан 1 будет открываться, как описано выше, выше давления psl, при котором он начнет протекать. Разность между этими двумя давлениями, умноженная на эффективную площадь тарелки 8 клапана, на которую воздействует давление, названа силой f уплотнения клапана. Это дает отношение которое может быть переписано, как Сила уплотнения может быть измерена многими способами с использованием многих разных параметров, которые изменяются с силой уплотнения. Соотношение между параметром состояния и силой уплотнения не важно при том условии, что изменение силы уплотнения будет приводить к изменению параметра состояния. Например, удобная мера Q может быть определена, как Как показано на фиг. 2 и 3, для испытания клапана 1 на автономном испытательном стенде согласно первому варианту осуществления изобретения входное отверстие 6 клапана прижато зажимами 3 к испытательному стенду 2 с созданием герметичного соединения, и труба 4 для сжатого воздуха соединена с входным отверстием 6 клапана на нижней стороне испытательного стенда 2. Труба 4 для сжатого воздуха соединена с источником сжатого воздуха, давление которого может контролироваться датчиком давления и регулироваться соответственно. Это позволяет регулировать и измерять входное давление. Испытательная конструкция 5 формирует часть механизма измерения силы подъема штока и заменяет тарелку клапана и подъемный рычаг, которые находятся на месте, когда клапан 1 находится в рабочем состоянии. Верхний конец штока 11 предохранительного клапана выступает из корпуса 10 пружины,и его малый концевой фланец 12 захвачен зажимом 13 механизма испытания силы. Крепежные средства 14 закрепляют испытательную конструкцию 5 над корпусом 10 пружины, и над этими крепежными средствами 14 виден только верхний конец ввинченного кольца 15 для регулировки пружины. Однако будет понятно, что существует много видов верхней части штока и соединительного механизма, которые могут использоваться. Измерительный механизм содержит датчик 18 смещения, приспособленный для измерения любого перемещения тарелки клапана, и датчик 20 силы, измеряющий подъемную силу, прилагаемую к тарелке 8 клапана. Совместно они позволяют системе определять силу, требуемую для подъема тарелки 8 клапана из состояния контакта с седлом 7 клапана. Подъемная сила создается гидравлическим приводом 22. Предохранительный клапан 1 отрегулирован так, что клапан начинает протекать при заданном давлении. Это означает, что как только давление во входном отверстии 6 клапана достигает избранного уровня, воздух будет уходить между седлом 7 клапана и тарелкой 8 клапана. Смещение тарелки клапана от ее закрытого положения на этом этапе все еще является, по существу, нулевым, т.е. оно слишком мало для измерения датчиком смещения. Когда предохранительный клапан 1 установлен на испытательный стенд 2, для установки давления, заданного для протечки, во входное отверстие 6 предохранительного клапана 1 впускают сжатый воздух из трубы 4. Датчик давления контролирует давление во входном отверстии 6. Пружину 9 затем сжимают регулятором 15, пока клапан не начнет протекать при избранном давлении psl. Этот момент начала протечки может быть идентифицирован на слух или с использованием пневматического или электронного датчиков на выходном фланце 16. Источник 4 воздуха для входного отверстия клапана затем открывают в атмосферу при помощи клапана управления (не показан), расположенного перед соединением испытательного стенда. Перепад давления на уровне клапана, т.е. разность давлений между входным отверстием 6 клапана и выходным отверстием 16, которое находится под атмосферным давлением, таким образом, равно нулю. В этих условиях механизм 5 измерения подъемной силы приводится в действие, и первая подъемная сила F1, которая, в этом случае, является "холодной" силой Fc подъема штока, измеряется датчиком силы. Это сила подъема без какого-либо перепада давления на уровне тарелки 8 клапана.-4 011431 Затем к входному отверстию 6 клапана прилагают входное давление pr2, обычно пневматическим способом, когда pr2psl. Это давление pr2 в целом значительно ниже давления psl, заданного для протечки, например, ниже на 15-25%. Это второе давление pr2 может соответствовать обычному рабочему давлению клапана или давлению в емкости предохранительного клапана 1, когда он установлен. При продолжении приложения этого второго давления выполняют испытание второй подъемной силы, воздействующей на шток 11, дающее второе значение "горячей" подъемной силы Fh. Два результата измерений подъемной силы Fc и Fh, воздействующей на шток клапана, затем используют для вычисления площади А эффективного уплотнения тарелки и, совместно с давлением psl,заданным для протечки, силы f уплотнения, которая существует между тарелкой 8 клапана и седлом 7 клапана. Сила f уплотнения представляет собой силу, которая существует между тарелкой 8 клапана и седлом 7 клапана сверх силы, требуемой для уравновешивания силы текучей среды в точке протечки клапана, которая задается Apsl. Площадь А уплотнения представляет собой эффективную площадь тарелки 8 клапана, которая открыта для входного давления, когда клапан закрыт. Полная сила пружины будет, таким образом, составлять (Apsl + f), что должно быть равно первой "холодной" подъемной силе Fc, измеренной при нулевом дополнительном давлении, воздействующем на тарелку клапана. Это может быть выражено, как Когда второе давление pr2 прилагают к тарелке 8 клапана, сила Fh, требуемая для подъема штока 11 клапана, будет меньше, чем сила Fc, требуемая для подъема штока 11 клапана, когда никакое дополнительное давление не прилагается. Эта разность силы задается как Аpr2 и, таким образом, при этом втором входном давлении pr2, прилагаемом к тарелке 8 клапана, вторая сила Fh подъема штока клапана может быть выражена, как Вычитание уравнения (5) из уравнения (4) дает выражение для эффективной площади А уплотнения тарелки, которая является площадью круга в пределах радиальной ширины верхней поверхности седла 7 клапана Уравнение (6) может быть теперь заменено уравнением (5) для выведения значения силы f уплотнения Это выражение дает значение для требуемой силы f уплотнения в предохранительном клапане при давлении psl, заданном для протечки. При некотором давлении во входном отверстии 6 клапана, которое выше давления, при котором клапан 1 начинает протекать, тарелка 8 клапана поднимается, нарушая контакт между тарелкой 8 клапана и седлом 7 клапана. Смещение обнаруживается датчиком смещения в испытательной конструкции 5,и в этот момент клапан начинает открываться. Были выполнены и проанализированы графики смещения относительно времени и силы относительно времени, в результате чего можно было определить силу в момент, когда клапан открывается. Смещение тарелки 8 клапана измерено с точностью до 10 мкм. Давление, при котором клапан открывается, а не только начинает протекать, определено как сумма давления psl, при котором клапан протекает, и давления, соответствующего силе f уплотнения. Это давление pso, заданное для открывания, таким образом, может быть выражено как Оно может быть вычислено при замене площади А уплотнения выражением, данным уравнением (6). Процентное отношение 100f/Fc%, т.е. отношение f к Fc, где Fc - подъемная сила, требуемая для открывания клапана, когда pr1 равно нулю, также может быть вычислено на основе полученных величин. Это отношение определяет меру качества предохранительного клапана; чем ниже процентное отношение, тем выше качество. Например, отношение клапана 100f/Fc5 показывает, что клапан в хорошем состоянии, отношение клапана 100f/Fc9 показывает, что клапан в удовлетворительном состоянии, и отношение клапана 100f/Fc25 показывает, что клапан непригоден для использования. Эта величина известна как параметр состояния клапана, и на нее будут влиять состояние поверхностей уплотнения, свобода и выравнивание подвижных частей, конфигурация пружины, чистота проходов клапана и коррозия среди других факторов. Из выражений (6) и (7) следует, что Но отношение оценки состояния представляет собой f/Fc. Следовательно Но также как должно быть, поскольку давление текучей среды таково, что оно уравновешивает полную силу пружины при определенной установке предохранительного клапана 1. Из (11) в (10) следует, что Значения для площади А эффективного уплотнения и силы f уплотнения клапана могут также быть получены на основе измерений силы подъема штока при двух разных давлениях текучей среды, когда pr1 больше, чем атмосферное давление. Если соответствующие силы подъема штока составляют F1 (при давлении pr1) и F2 (при давленииpr2), площадь А эффективного уплотнения будет задана как Это выражение само по себе известно по испытаниям в ходе работы предохранительных клапанов для определения заданного давления. Это выражение для площади эффективного уплотнения может быть подставлено в уравнения (4) и где pr1pr2psl. Они могут использоваться для вычисления силы уплотнения на основе измерений подъемной силы при двух разных давлениях текучей среды. Если используются измерения при двух разных давлениях текучей среды, отличных от нуля, то величина для "холодной" подъемной силы Fc может быть неизвестна. Параметр состояния клапана в таком случае может быть вычислен с использованием выражения Величина для силы f уплотнения может быть получена из любого из уравнений (14) и (15), приведенных выше. Будет понятно, что вместо холодной подъемной силы Fc может использоваться родственная сила,такая как полная сила пружины клапана. В некоторых обстоятельствах они могут быть одинаковыми. Испытания могут быть выполнены вручную. Однако в другом варианте осуществления изобретения испытательное устройство может обеспечивать проведение автоматизированной последовательности для регистрации измерений и вычисления результатов при помощи компьютера. Как показано на фиг. 4, в этом варианте осуществления изобретения контроллер 30 соединен с датчиком 32 давления, приспособленным для определения давления во входном отверстии клапана, двигателем 36 насоса, датчиком 18 смещения и датчиком 20 силы. Привод 22 подъема клапана управляется контроллером 30 для приложения подъемной силы к штоку клапана, и прилагаемая сила и полученное в результате смещение тарелки клапана измеряются и отслеживаются контроллером 30. Контроллер 30 управляет подачей сжатого воздуха в трубу для сжатого воздуха и, следовательно,во входное отверстие клапана. Давление во входном отверстии клапана отслеживается датчиком 32 давления, и данные направляются в контроллер 30, что обеспечивает управляемое повышение давления во входном клапане до требуемого давления. Датчик 18 смещения и датчик 20 силы формируют часть испытательного устройства, соединенного с клапаном 1. Контроллер 30 управляет двигателем 36 насоса,вентиляционным клапаном 34 и приводом подъема клапана для обеспечения испытательной последовательности, описанной выше. Смещение тарелки 8 клапана и сила, требуемая для подъема тарелка клапана, регистрируются, и эти результаты измерений направляются в контроллер 30. В частности, данные-6 011431 измерения силы регистрируются, когда обнаруживается первый сигнал от датчика смещения. Затем вычисляются значения для площади А эффективного уплотнения, силы f уплотнения и давления, заданного для открывания. В альтернативном варианте осуществления изобретения гидравлическое давление в приводе подъема клапана регулируется посредством накачивания вручную. Зарегистрированное смещение и значения силы затем используются контроллером 30 для вычисления площади А эффективного уплотнения, силы f уплотнения и давления, заданного для открывания. Это устройство уменьшает количество энергии, используемой системой, и позволяет использовать систему, когда недоступно электропитание. В другом варианте осуществления изобретения тарелка клапана перемещается толкателем, толкающим снизу, вместо подъема сверху. Это устройство обеспечивает уменьшение пространства, занимаемого испытательным устройством, поскольку толкатель перемещается приводом, расположенным в пределах испытательного стенда. Затем измеряют смещение тарелки клапана с использованием любого пригодного чувствительного устройства, такого как лазерный датчик смещения, который может использоваться для обнаружения перемещения верхнего конца штока клапана. Будет понятно, что измерение силы уплотнения может осуществляться для ряда значений давленияpsl, заданного для протечки, для получения общей картины эффективности предохранительного клапана. Кроме того, эти значения будут изменяться согласно состоянию обслуживания и износа клапана, и могут служить мерой любой восстановительной работы, которую, возможно, необходимо выполнить. Хотя в вариантах осуществления изобретения, описанных выше, все испытания выполняются автономно, в некоторых случаях можно осуществлять испытания действующего клапана, когда клапан подвергается воздействию двух или более разных рабочих давлений. Это особенно желательно, когда результаты испытаний требуются срочно или когда невозможно содержать систему в нерабочем состоянии в течение достаточного периода времени для выполнения автономного испытания, и когда время ожидания, требуемое для того, чтобы система была в любом случае в нерабочем состоянии или в так называемом состоянии "простоя", является слишком продолжительным. В других обстоятельствах предохранительный клапан приваривают на месте, в результате чего использование клапана вне системы для выполнения автономного испытания не может быть практически осуществимым. Текущий контроль оценки состояния в ходе работы может использоваться для текущего контроля изменений механического состояния и может быть особенно полезным для выявления любого механического повреждения клапана. Текущий контроль состояния до и после капитального ремонта также обеспечивает получение объективной оценки капитального ремонта. Таким образом, в другом варианте осуществления изобретения автономное испытание на стенде выполняется перед установкой клапана, что дает начальные значения площади А эффективного уплотнения, заданное давление psl протечки и начальное состояние оценки Q, где Q=f/Fc. Все эти значения определяются, как описано выше, и затем регистрируются в сертификате. Новый или отремонтированный клапан может быть, таким образом, установлен для работы с сертификацией, показывающей эти первоначальные значения. Как только клапан установлен и использован в течение определенного периода времени, измеряют"горячую" подъемную силу Gh при давлении р 2. Эту величину вместе с известными предварительно установленными значениями затем используют для вычисления давления pso, заданного для открывания, где Значение текущей силы уплотнения используется для вычисления текущего состояния Qg с использованием выражения С использованием уравнений (17) и (18) это может также быть выражено, как Текущее состояние Qg клапана через некоторое время использования затем можно сравнить с начальной оценкой Q состояния, определенной автономно до установки клапана. Как и согласно другим способам, описанным выше, этот способ может осуществляться в автоматизированном режиме с использованием устройства, показанного на фиг. 4. Так как сила f уплотнения относится к разности между psl и pso и, таким образом, также относится-7 011431 к отношению psl к pso, она будет подвергаться влиянию изменений psl или изменений pso. Параметр Q состояния, таким образом, в целом увеличивается, если сила f уплотнения увеличивается. Очевидно, параметр состояния может снижаться, если сила уплотнения увеличивается. Однако обычно параметр состояния изменяется, если сила уплотнения изменяется. В идеальном случае psl=pso и параметр Qg состояния будет равен 0. Любое ухудшение механических свойств клапана будет вести к увеличению силы Gh подъема клапана и увеличению давления pso,заданного для открывания, приводящему к увеличению текущего параметра Qg состояния. Однако увеличение Qg от текущего контроля в ходе работы обеспечивает только признак любого ухудшения механических свойств, и этот тип испытания в ходе работы, которое основано на обнаружении открывания клапана и может только непосредственно измерять pso, не измеряет какого-либо уменьшения значенияpsl из-за ухудшения поверхностей уплотнения. Однако ухудшение механических свойств, вероятно, будет сопровождаться ухудшением поверхностей уплотнения, и эти испытания в ходе работы могут, таким образом, обеспечивать признак того, требуются ли дополнительные автономные испытания на испытательном стенде. Например, увеличение давления pso, заданного для открывания, измеренное в ходе работы, дающее текущий параметр Qg состояния, составляющий приблизительно 9 или 10, указывает, что требуются дополнительные автономные испытания. Ухудшенное psl, в таком случае, может быть определено автономно и может быть вычислено полное увеличение параметра Q состояния. После ремонта клапана измеряют новое psl, и оно может также регистрироваться в другом свидетельстве до обратной установки клапана. В идеальном случае отремонтированный клапан должен иметь параметр Q состояния, не превышающий приблизительно 6. Как указано выше, для точного измерения ухудшения состояния клапана необходимо измерить psl,также как и pso. Несмотря на то что это обычно невозможно с использованием датчиков смещения, в настоящее время разработаны очень чувствительные датчики вибрации, которые могут обнаруживать протечку газа через клапан на основе вибрации или шума, которые вызывает протечка. Такие датчики включают акустические датчики и ультразвуковые датчики, предназначенные для обнаружения вибрации, например в воздухе, или датчики, предназначенные для обнаружения вибрации в твердой части системы, особенно вблизи клапана. Эти датчики имеют преимущество, заключающееся в том, что они могут обнаруживать протечку газа через клапан, когда клапан является действующим, и они могут, таким образом, обеспечивать измерение psl, также как и pso, в ходе работы и, следовательно, точное измерение состояния клапана в ходе работы. Как показано на фиг. 5, в другом варианте осуществления изобретения клапан 1 соединен в ходе работы, и испытательное устройство 5 присоединено к верхней его части, как показано на фиг. 1 и 2. Входное отверстие 6 клапана соединено с входной трубой 24, которая, в свою очередь, соединена с системой под давлением, для предохранения которой предназначен предохранительный клапан. Выходное отверстие 16 клапана соединено с выходной трубой 26, через которую газ может выходить, когда клапан 1 открывается. Датчик 28 вибрации в виде преобразователя, чувствительного к акустическим колебаниям, присоединен к выходной трубе 26 вблизи выходного отверстия 16 клапана. Он используется как датчик протечки текучей среды, приспособленный для обнаружения протечки текучей среды через клапан. Хотя акустический датчик показан здесь как прикрепленный к выходной трубе, он также может быть прикреплен к любой части корпуса клапана или, конечно, к любой точке соответствующей рабочей трубы. Контроллер 30 системы приспособлен для получения сигналов от датчика 28 вибрации, датчика 18 смещения и датчика 20 силы и для управления работой привода 22, который обеспечивает приложение подъемной силы к клапану. Система также включает датчик 32 давления, приспособленный для измерения давления газовой текучей среды во входном отверстии 6 клапана. На практике этот датчик может быть расположен в любом удобном месте в системе под давлением, где он может измерять давление в системе. В этом варианте осуществления изобретения контроллер 30 предназначен для проведения испытаний клапана в автоматизированном режиме. Для проведения испытания контроллер приспособлен для увеличения подъемной силы, прилагаемой к клапану приводом 22, от нуля. Когда подъемная сила равна нулю, клапан будет обычно полностью закрыт, и газообразная текучая среда не будет проходить через него. Это предполагает, что давление pr в системе ниже psl. Очевидно, что если дело обстоит не так, то клапан будет протекать при работе. При увеличении подъемной силы оно будет постепенно начинать преодолевать силу пружины 9 клапана, которая имеет тенденцию удерживать клапан в закрытом состоянии. Когда равнодействующая сила, воздействующая на тарелку 8, достигает некоторого уровня, газообразная текучая среда начнет протекать через клапан. Эта протечка газообразной текучей среды будет производить шум, который обнаруживается датчиком 28 вибрации. Сигнал от датчика вибрации будет обычно изменяться так, что его легче обнаруживать, когда текучая среда начинает протекать через клапан. Контроллер приспособлен для анализа сигнала от датчика 28 вибрации для определения, когда начинается протечка газа, и для регистрации подъемной силы Fhl "горячей протечки", которая воздействует на тарелку клапана в этот момент. Эта сила равна разности между силой, произведенной давлениемpsl, заданным для протечки, прилагаемым к площади уплотнения клапана, и давлением pr в системе, ум-8 011431 ноженной на такую же площадь уплотнения клапана. Таким образом, контроллер 30 может определятьpsl на основе измеренных значений Fhl и pr. В момент, когда текучая среда начинает протекать через клапан, смещение тарелки клапана обычно, по существу, равно нулю или, по меньшей мере, очень низкое. Это происходит потому, что он находится все еще в контакте с седлом клапана, когда начинается протечка. Нет разделения тарелки 8 клапана и седла 7 клапана, существует только уменьшение силы, с которой тарелка 8 прижимается к седлу 7. Поэтому протечка текучей среды в этот момент не может быть обнаружена датчиком 18 смещения. Это является причиной того, почему необходим отдельный датчик протечки текучей среды, в этом случае акустический датчик, для обнаружения момента, в котором текучая среда протекает через клапан. Контроллер 30 затем продолжает увеличивать подъемную силу и осуществляет текущий контроль и регистрирует сигналы от датчика 18 смещения и датчика 20 силы. В некоторый момент тарелка 8 клапана начнет подниматься от седла 7 клапана. Затем может осуществляться анализ сигналов датчика, например, посредством составления графика смещения относительно подъемной силы, для определения"горячей открывающей" подъемной силы Fho, которая прилагалась при указании, что тарелка 8 клапана была в точке подъема от седла 7 клапана. Эта точка является моментом, когда суммарная подъемная сила, прилагаемая к тарелке 8 клапана механизмом подъема и текучей средой в системе, равна направленной вниз силе, создаваемой пружиной, и другими факторами. В этот момент поток текучей среды через клапан будет вполне минимальным, но будет отличен от первой протечки, упомянутой выше, указывая на то, что клапан открылся. Снова контроллер регистрирует "горячую" подъемную силу Fho, которая прилагается в этот момент. Эта сила равна разности между силой, произведенной давлением pso, "заданным для открывания", прилагаемым к площади А уплотнения клапана, и давлением pr в системе, в момент выполнения испытания, умноженной на ту же площадь уплотнения клапана. Таким образом, контроллер 30 может определять pso на основе измеренных значений Fho и pr. Контроллер 30, в таком случае, приспособлен для использования двух зарегистрированных подъемных сил Fhl и Fho для вычисления индикатора состояния клапана, в этом случае, в виде параметра состояния для клапана, показывающего состояние клапана. В этом случае параметр состояния вычисляется с использованием приведенного выше уравнения (2). Однако будет понятно, что могут использоваться другие формы индикатора или параметра состояния, которые обеспечивают некоторую меру силы f уплотнения или разности между psl и pso. Действительно, система может быть приспособлена просто для вычисления силы f уплотнения. Контроллер также приспособлен для определения силы f уплотнения клапана, которая является разностью между двумя силами Fhl и Fho, заданной, как Это выражение может быть полезно развито также для случая, когда psl и pso измерены в ходе работы посредством первого и второго испытаний силы подъема штока, управляемых звуковым/вибрационным датчиком и высокочувствительным датчиком движения, соответственно. Если в этом случае первая сила обозначена как Fh1 и вторая как Fho, в то время, когда давление в трубопроводе составляет pl, будет следовать, что и где ясно, что Fh1Fho. Подстановка (22) и (23) в (21) и упрощение даетQ показывает здесь оценку состояния предохранительного клапана. Можно видеть, что площадь А эффективного уплотнения находится в выражении, и если она не может быть измерена посредством дополнительного испытания холодного подъема (при нулевом давлении текучей среды), она должна быть определена по информации изготовителя или по другим данным. Однако следует отметить, что эта формула для вычисления параметра состояния приемлемо нечувствительна к ошибкам в значениях А. Это происходит потому, что в типичном случае термин Apl означает только приблизительно две трети или три четверти значения полного знаменателя Fho + Apl. Поэтому эта формула позволяет измерять весьма точно состояние, даже если площадь А эффективного уплотнения не известна очень точно. Если можно выполнить холодное испытание, знаменатель становится общей величиной силы Fc пружины, и параметр состояния может быть записан, как Для выведения значений psl и pso на основе сил Fhl и Fho, контроллер 30 должен использовать величину площади А уплотнения клапана. Это может быть величиной, которая измерена, когда клапан из-9 011431 готовлен, и которая введена в контроллер. В альтернативном варианте они могут быть определены на основе среднего значения измеренных внешнего и внутреннего диаметров седла 17 клапана. Однако в этом варианте осуществления изобретения это определяется измерением. Контроллер 30 приспособлен,когда система находится под нулевым давлением, для измерения "холодной" подъемной силы Fc, которая является силой, требуемой для открывания клапана при нулевом давлении в системе. Она измеряется таким же способом, как и "горячая" подъемная сила Fho, описанная выше. Это измерение совместно с"горячей" подъемной силой Fho и давление pr в системе, при котором измеряется горячая подъемная сила, могут затем использоваться для вычисления величины площади уплотнения клапана с использованием уравнения: Это самый всеобъемлющий способ определения площади седла, поскольку она полностью измерена с клапаном, установленным для работы. Этот способ измерения состояния клапана имеет преимущество, в частности, при измерениях в ходе работы, когда и psl, и pso могут быть измерены на основе одного хода подъема, что делает это быстрым и эффективным. Будет понятно, что этот способ определения площади уплотнения может быть обобщен до измерения подъемной силы при любых двух давлениях pr1 и pr2 в системе, где pr1pr2 с соответствующими"горячими" подъемными силами Fho1 и Fho2. Давления pr1 и pr2 в системе регистрируются вместе со связанными "горячими" подъемными силами, и площадь уплотнения в таком случае задана уравнением: Хотя в описанном выше варианте осуществления изобретения испытание осуществляется автоматизированным способом, это одинаково возможно для испытания с управлением вручную. Например,сила, обеспеченная приводом 22, может быть увеличена вручную. В некоторых случаях привод может быть исключен, и подъемная сила может изменяться вручную, например, с использованием винтового подъемного механизма. Подобным образом выходные данные от датчика 28 вибрации могут быть в виде усиленных выходных акустических данных, таким образом, что оператор может слышать шум, производимый при начале протечки клапана. Выходные данные от датчика смещения могут также отслеживаться оператором для определения момента открывания клапана. Наконец, результаты измерений Fh1 и Fho могут регистрироваться вручную. Будет понятно, что порядок, при котором Fh1 и Fho измеряются, не является критическим. Хотя эффективно измерение их обоих при одном ходе подъемного механизма. Fho может быть измерено до измерения Fh1, и измерения могут быть выполнены в ходе отдельных испытаний. В другом варианте осуществления изобретения, хотя давление pr в системе выше нуля, сила, прилагаемая к тарелке 8 клапана пружиной 9 клапана, регулируется, пока клапан не начинает протекать. Это достигается благодаря использованию регулировочного кольца 15. Протечка клапана может быть обнаружена с использованием усиленного выходного акустического сигнала от датчика 28 вибрации. Это эффективно обеспечивает давление psl, заданное для протечки, равным давлению в системе. Подъемная сила, прилагаемая механизмом 5 подъема клапана, затем увеличивается, пока клапан не будет определен как открывшийся. Эта подъемная сила Fho в этом случае составляет непосредственно результат измерения силы f уплотнения клапана. Величина psl затем регистрируется как давление в системе давления, и величина pso определяется уравнением (1). Параметр состояния тогда может быть определен, например,с использованием уравнения (3). В другом варианте осуществления изобретения состояние клапана может отслеживаться без необходимости измерения точной площади уплотнения предохранительного клапана, поскольку адекватное значение доступно по данным изготовителя или доступному стендовому физическому измерению. Таким образом, в этом варианте осуществления изобретения осуществляют измерение давления, заданного для протечки, и давления, заданного для открывания, и проверяют для того, чтобы удостовериться, что сила f уплотнения не слишком высока или не превышает заданного предельного значения, посредством проверки того, что избранное давление psl, заданное для протечки, не отклоняется чрезмерно или больше,чем на заданную величину от давления pso, заданного для открывания. Это обеспечивается в автономной ситуации посредством задания psl предохранительного клапана на уровне требуемого значения посредством регулирования пружины по слышимому шипению или инструментального первого обнаружения протечки. Измерительные приборы могут быть основаны на использовании звукового или ультразвукового обнаружения в корпусе клапана или вблизи него, обнаружения теплового потока в открытом выходном отверстии клапана или обнаружения вибрации в клапане или вблизи него. В этом случае измеряется полная сила пружины, воздействующей на тарелку клапана, одним холодным испытанием для получения Fc. На основе принятой или известной площади А уплотнения может быть определено pso с использованием уравнения:- 10011431 В этом случае может быть выбран предел, с которым будет допущено отклонение psl от pso, например, составляющий 5%. Если этот предел превышен, клапан дорабатывается посредством доводки, наладки и ремонта до достижения 5%-го предела. Будет понятно, что точные параметры, которые измерены, снова несущественны, но, например, разность между psl и pso используется как параметр состояния согласно этому способу. В зависимости от системы, для защиты которой приспособлен клапан, текучая среда может быть газом или смесью газа и жидкости или в некоторых случаях только жидкостью. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ измерения состояния клапана, содержащего седло клапана, пружину клапана и закрывающий элемент, подпружиненный пружиной в контакте с седлом, включающий измерение параметра состояния, который изменяется с силой f уплотнения клапана, причем сила f уплотнения представляет собой силу, которая существует между закрывающим элементом и седлом сверх силы, требуемой для уравновешивания силы текучей среды, воздействующей на закрывающий элемент в момент протечки клапана, и определяется как f=(pso-psl)A, где pso - давление, требуемое для открывания клапана, psl давление, требуемое для протечки клапана, и А - площадь эффективного уплотнения клапана. 2. Способ по п.1, включающий определение параметра открывания клапана, который изменяется с давлением, вызывающим открывание клапана. 3. Способ по п.2, в котором параметр открывания клапана представляет собой подъемную силу, вызывающую открывание клапана. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий определение параметра протечки,который изменяется с давлением, вызывающим протечку клапана. 5. Способ по п.4, в котором параметр протечки представляет собой подъемную силу, вызывающую протечку клапана. 6. Способ по любому из пп.2-5, в котором параметр открывания клапана или параметр протечки определяют измерением. 7. Способ по любому из пп.2-6, в котором параметр открывания клапана или параметр протечки определяют по его заданию. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий приложение подъемной силы к закрывающему элементу клапана, таким образом вызывая протечку текучей среды через клапан, и измерение вызывающей протечку подъемной силы, при которой происходит протечка. 9. Способ по любому из пп.4, 5 или 8, в котором протечку обнаруживают, по меньшей мере, частично датчиком вибрации, приспособленным для обнаружения вибрации, вызванной протечкой текучей среды. 10. Способ по любому из пп.4, 5 или 6-9, включающий регистрацию меры параметра протечки. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий приложение подъемной силы к закрывающему элементу, таким образом вызывая открывание клапана и измерение вызывающей открывание клапана подъемной силы, при которой клапан открывается. 12. Способ по п.8, в котором подъемную силу увеличивают до вызывающей протечку подъемной силы, при этом вызывающую протечку подъемную силу измеряют как силу, прилагаемую при протечке клапана. 13. Способ по п.11 или 12, в котором подъемную силу увеличивают до подъемной силы, вызывающей открывание клапана, при этом подъемную силу, вызывающую открывание клапана, измеряют как силу, прилагаемую при открывании клапана. 14. Способ по п.13, в котором подъемную силу увеличивают от начальной силы, которая меньше первой подъемной силы, до по меньшей мере второй подъемной силы. 15. Способ по п.3, включающий обнаружение открывания клапана. 16. Способ по п.15, в котором открывание клапана обнаруживают, по меньшей мере, частично датчиком смещения, приспособленным для обнаружения смещения элемента закрывания клапана. 17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором подъемную силу прилагают к жесткому элементу, соединенному с закрывающим элементом. 18. Способ по п.1, содержащий этапы измерения первой силы F1 подъема клапана, вызываемой первым давлением pr1 текучей среды,воздействующим на входную сторону элемента закрывания клапана,измерения второй силы F2 подъема клапана, вызываемой вторым давлением pr2 текучей среды,воздействующим на входную сторону элемента закрывания клапана, и вычисления параметра состояния на основе двух измерений силы подъема клапана. 19. Способ по п.18, содержащий этап определения площади А эффективного уплотнения клапана с использованием отношения изменения входного давления и результирующего изменения силы подъема клапана. 20. Способ по п.19, в котором площадь уплотнения определяют с использованием формулы 21. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий этап регулирования клапана до получения желательного значения давления psl, заданного для протечки. 22. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сила f уплотнения равна разности между силой открывания клапана и силой, требуемой для уравновешивания соответствующей силы текучей среды на входе. 23. Способ по любому из пп.17-19, в котором силу f уплотнения вычисляют с использованием формулы где pr1pr2psl. 24. Способ по любому из пп.17-19, в котором первое давление pr1 текучей среды равно давлению текучей среды, воздействующему на выходную сторону элемента закрывания клапана. 25. Способ по п.24, в котором pr1=0 и площадь А эффективного уплотнения клапана определяют с использованием формулы 26. Способ по п.24 или 25, в котором на этапе вычисления силы f уплотнения используют формулу где pr2psl и где psl - давление, заданное для протечки. 27. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором параметр состояния представляет собой силу уплотнения или эквивалентное ей давление. 28. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором параметр состояния основан на отношении силы f уплотнения к холодной подъемной силе Fc или родственной ей силе. 29. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором параметр состояния клапана вычисляют с использованием отношения где psl - давление, заданное для протечки. 30. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором параметр состояния клапана вычисляют с использованием отношения где psl - давление, заданное для протечки. 31. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором параметр состояния клапана представляет собой отношение силы f уплотнения к холодной подъемной силе Fc и его вычисляют с использованием отношения. 32. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один этап способа выполняют при установке клапана в рабочую линию. 33. Способ по п.32, в котором параметр состояния представляет собой текущий параметр Qg состояния, определяемый с использованием формулы где fg - текущая сила уплотнения. 34. Способ по п.32, в котором параметр состояния представляет собой текущий параметр Qg состояния, определяемый с использованием формулы где psl - давление, заданное для протечки и pso - давление, заданное для открывания. 35. Способ по п.32, в котором параметр состояния представляет собой параметр Q состояния, определяемый с использованием формулы 36. Способ по любому из пп.1-35, в котором параметр состояния изменяется с разностью между давлением, при котором клапан протекает, и давлением, при котором клапан открывается. 37. Устройство для определения силы уплотнения клапана, содержащее датчик силы, датчик смещения, датчик давления и средство для приложения давления текучей среды к входному отверстию клапана и контроллер, приспособленный для регулирования давления во входном отверстии клапана, регистрации данных от датчиков и вычисления параметра состояния, который изменяется с силой уплотнения клапана, в котором сила f уплотнения представляет собой силу, которая существует между закрывающим элементом и седлом сверх силы, требуемой для уравновешивания силы текучей среды, воздействующей на закрывающий элемент в момент протечки клапана, и определяется как f=(pso-psl)A и pso давление, требуемое для открывания клапана, psl - давление, требуемое для протечки клапана, и А площадь эффективного уплотнения клапана. 38. Устройство по п.37, в котором датчик силы выполнен с возможностью для измерения силы подъема клапана. 39. Устройство по п.38, также содержащее регулятор, который при использовании обеспечивает сжатие пружины клапана для достижения давлением воздуха во входном отверстии клапана заданного уровня давления. 40. Устройство по любому из пп.37-39, также содержащее клапан управления, для вентиляции входного отверстия клапана. 41. Устройство по любому из пп.37-40, в котором контроллер выполнен с возможностью регистрации данных от датчика силы, когда датчик смещения первый раз обнаруживает смещение элемента закрывания клапана. 42. Устройство по любому из пп.37-41, обеспечивающее вычисление параметра состояния с использованием отношения f/Fc. 43. Устройство по любому из пп.37-42, обеспечивающее генерирование выходного сигнала, отражающего параметр состояния. 44. Устройство по любому из пп.37-43, также содержащее дисплей для отображения параметра состояния. 45. Устройство для испытания клапана, содержащее средство для приложения силы для приложения подъемной силы к закрывающему элементу клапана и измерительное средство для измерения подъемной силы, которая достаточна для вызова протечки текучей среды через клапан, и подъемной силы,которая достаточна для вызова открывания клапана. 46. Устройство по п.45, в котором измеряющее средство включает средство обнаружения протечки текучей среды для обнаружения протечки текучей среды через клапан. 47. Устройство по п.46, в котором средство обнаружения протечки текучей среды содержит датчик вибрации. 48. Устройство по любому из пп.45-47, в котором измерительное средство включает средство обнаружения открывания клапана для обнаружения открывания клапана. 49. Устройство по п.48, в котором средство обнаружения открывания клапана содержит датчик смещения. 50. Устройство по любому из пп.45-49, также содержащее обрабатывающее средство для регистрации двух измеренных сил и для выведения из них меры состояния клапана. 51. Устройство по п.50, зависимому от п.46 или 47, в котором обрабатывающее средство приспособлено для получения сигнала от средства обнаружения протечки и определения на его основе момента возникновения протечки текучей среды. 52. Устройство по п.50 или 51, зависимым от п.49, в котором обрабатывающее средство приспособлено для получения сигнала от датчика смещения и определения на его основе момента открывания клапана. 53. Использование отношения между psl и pso как меры состояния качества предохранительного клапана. 54. Использование отношения между psl и pso, причем последнее определяется как сумма давленияpsl, при котором клапан начинает протекать, и давления из-за силы f уплотнения, воздействующей на площадь А эффективного уплотнения, или на основе определения в ходе работы заданного давления для измерения или определения характеристики состояния качества предохранительного клапана. 55. Использование по п.54, в котором заданное давление протечки определяется на основе силы подъема клапана. 56. Способ измерения состояния предохранительного клапана, включающий этап измерения давления pso, при котором клапан открывается. 57. Способ по п.56, также содержащий получение величины psl или параметра, который изменяется с psl, и использование этого параметра или величины с измеренным pso для определения меры состояния клапана.