(57)【要約】  本発明は、切り換えサイクルの過程におけるポペット弁の状態及び／又は進行中の動作における圧力サージ又は衝撃の生起等の事象が連続的にモニタされ、測定信号が保存され、保存された測定信号が解釈され、損傷の場合の早期の指示が実行されるポペット弁の診断方法を提供することを目的とする。  前記目的は、前記少なくとも１つの閉鎖要素（８＊）の変位（ｈ）の変位・時間曲線（ｈ（ｔ））が、前記作動力または前記反力の前記力・時間曲線（Ｆ１（ｔ）；Ｆ２（ｔ））と同時に測定され、前記作動力または前記反力の前記力・時間曲線（Ｆ１（ｔ）；Ｆ２（ｔ））および前記変位・時間曲線（ｈ（ｔ））は相互に結合され、前記作動力または前記反力の力・変位曲線（Ｆ１（ｈ）；Ｆ２（ｈ））が、それらから決定されること、切り換えサイクルの前記作動力（Ｆ１（ｈ））または前記反力（Ｆ２（ｈ））について前記ポペット弁（１００）の動作または活動中に決定された前記現在の力・変位曲線は、保存された早期の曲線と比較されること、前記比較から偏差が決定されること、前記偏差について、所定の公差範囲の中にある偏差が受容されること、及び前記偏差が前記所定の公差範囲を超過するとき、メッセージおよび／または制御信号が生成されることで達成される。
2013545040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポペット弁（１００）のドライブ（２）によって生成された作用力を表す作動力（Ｆ１）が、前記ポペット弁（１００）の少なくとも１つの閉鎖要素（８＊）について、力・時間曲線の形態で決定され、前記作動力（Ｆ１）は、直接、または前記ポペット弁（１００）の中の前記作動力（Ｆ１）から生じる反力（Ｆ２）から決定され、前記作動力（Ｆ１）または前記反力（Ｆ２）は、それらから引き起こされた膨張変形を測定することによって決定され、測定された前記作動力の現在の力・時間曲線（Ｆ１（ｔ））または前記反力の現在の力・時間曲線（Ｆ２（ｔ））は保存されて評価に供されるポペット弁の診断方法であって、
・前記少なくとも１つの閉鎖要素（８＊）の変位（ｈ）の変位・時間曲線（ｈ（ｔ））が、前記作動力または前記反力の前記力・時間曲線（Ｆ１（ｔ）；Ｆ２（ｔ））と同時に測定され、前記作動力または前記反力の前記力・時間曲線（Ｆ１（ｔ）；Ｆ２（ｔ））および前記変位・時間曲線（ｈ（ｔ））は相互に結合され、前記作動力または前記反力の力・変位曲線（Ｆ１（ｈ）；Ｆ２（ｈ））が、それらから決定されること、
・切り換えサイクルの前記作動力（Ｆ１（ｈ））または前記反力（Ｆ２（ｈ））について前記ポペット弁（１００）の動作または活動中に決定された前記現在の力・変位曲線は、保存された早期の曲線と比較されること、
・前記比較から偏差が決定されること、
・これらの偏差について、所定の公差範囲の中にある偏差が受容されること、
・これらの偏差が前記所定の公差範囲を超過するとき、メッセージおよび／または制御信号が生成されること、
・前記変位（ｈ）は、前記ポペット弁（１００）の中の間接表現物理量によって決定されること、
・前記ドライブ（２）の中の前記変位（ｈ）の生成によって引き起こされた膨張が、物理量として使用されること、
を特徴とするポペット弁の診断方法。
【請求項２】
時間系列での切り換えサイクルは、少なくとも１つの閉鎖位置（ＳＳ）、開放移動、開放（ＯＳ）または部分的開放位置、および／または少なくとも１つの開放（ＯＳ）または部分的開放位置、閉鎖移動、および閉鎖位置（ＳＳ）から構成されることを特徴とする、請求項１に記載のポペット弁の診断方法。
【請求項３】
前記ポペット弁（１００）の前記動作または活動のスタート時に測定され受容された切り換えサイクルが、比較のために常に使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載のポペット弁の診断方法。
【請求項４】
前記測定された現在の切り換えサイクルは、前記最後の測定および受容された切り換えサイクルと比較されることを特徴とする、請求項１または２に記載のポペット弁の診断方法。
【請求項５】
前記測定された現在の切り換えサイクルは、所定数の最後の測定および受容された切り換えサイクルの平均と比較されることを特徴とする、請求項１または２に記載のポペット弁の診断方法。
【請求項６】
前記作動力または前記反力の前記力・時間曲線（Ｆ１（ｔ）；Ｆ２（ｔ））、または前記作動力または前記反力の前記力・変位曲線（Ｆ１（ｈ）；Ｆ２（ｈ））を比較するため、下記で引用される比較規準、すなわち、
所定の離散的比較場所における
・勾配
・曲率
・量
所定の離散的時間または変位区間（Δｔ、Δｈ）における
・量の変化
・面積分
からの少なくとも１つが使用されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のポペット弁の診断方法。
【請求項７】
前記ポペット弁（１００）の設計を同定するため、前記ポペット弁（１００；１１０、１２０、１３０、１４０）の前記動作または活動の開始時における前記作動力または前記反力の力・変位曲線（Ｆ１（ｈ、Ｆ２（ｈ））が使用され、このようにして類型化された前記ポペット弁（１００）が、設定および／またはモニタリングデータを用いて予備調整へ供されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のポペット弁の診断方法。
【請求項８】
測定デバイス（３）がポペット弁（１００）の上に配列され、前記ポペット弁（１００）は弁ハウジング（１）の中に少なくとも１つの閉鎖要素（８＊）を有し、前記弁ハウジング（１）はランタンハウジング（４）を介してドライブ（２）へしっかりと接続され、前記ドライブ（２）は、加圧媒体を供給されるスプリング・ピストン・ドライブとして設計され、前記ドライブ（２）によって作動可能な少なくとも１つの調整棒（８ａ＊）が、少なくとも１つの閉鎖要素（８＊）のために提供され、測定デバイス（３）へ割り当てられた評価デバイス（２ｂ）が前記ポペット弁（１００）の上に配列された測定デバイスであって、
前記測定デバイス（３）は、少なくとも１つの膨張センサ（ＤＳ）によって形成された少なくとも１つの第１の測定デバイス（３．１）から構成され、前記ランタンハウジング（４）の上に配列され、かつ前記評価ユニット（２ｂ）へ接続されること、
変位測定デバイス（３．３）が、前記ドライブ（２）のハウジングジャケット（２．１）の上または中に配列され、少なくとも１つの追加の膨張センサ（ＤＳ）によって形成され、かつ前記評価ユニット（２ｂ）へ接続されること、
スプリング（２．５）の事前張力（ＦＶ）からの反力として生成されたドライブ膨張力（ＦＡ）が、前記ハウジングジャケット（２．１）の中に存在し、前記スプリングは前記ドライブ（２）のドライブピストン（２．４）をリセットすること、かつ
前記変位測定デバイス（３．３）は、前記ドライブ膨張力（ＦＡ）を測定するように設計されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のポペット弁の診断方法を遂行する測定デバイス。
【請求項９】
前記ランタンハウジング（４）は、第１のランタンクロス部材（４ａ）、および、これに対向する第２のランタンクロス部材（４ｂ）を有すること、前記第１の測定デバイス（３．１）は前記第１のランタンクロス部材（４ａ）の上に配列されること、少なくとも１つの追加の膨張センサ（ＤＳ）によって形成された第２の測定デバイス（３．２）が提供され、前記第２のランタンクロス部材（４ｂ）の上に配列され、かつ前記評価ユニット（２ｂ）へ接続されることを特徴とする、請求項８に記載の測定デバイス。
【請求項１０】
第１および第２の膨張センサ（ＤＳ１、ＤＳ２）が前記第１の測定デバイス（３．１）の中に配列され、第３および第４の膨張センサ（ＤＳ３、ＤＳ４）が前記第２の測定デバイス（３．２）の中に配列され、第５および第６の膨張センサ（ＤＳ５、ＤＳ６）が前記変位測定デバイス（３．３）の中に配列され、膨張センサの各々のペア（ＤＳ１、ＤＳ２；ＤＳ３、ＤＳ４；ＤＳ５、ＤＳ６）における１つの膨張センサが変位方向に配列され、かつ他の膨張センサが、それに対して直交方向に配列されることを特徴とする、請求項８または９に記載の測定デバイス。
【請求項１１】
単一の閉鎖要素（８＊）を有する遮断弁（１１０）について、請求項１から７のいずれか一項に記載のポペット弁の診断方法を使用すること、および請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法を遂行する測定デバイスを使用すること。
【請求項１２】
２つの閉鎖要素（６、８）を有し、前記２つの閉鎖要素（６、８）は、前記ドライブ（２）によって独立に作動可能であり、それら自身の間に漏れ空洞（７）を包囲し、前記漏れ空洞（７）は、少なくとも１つの接続通路を介して、両座弁（１２０）の周囲区域へ接続された両座弁について、請求項１から７のいずれか一項に記載のポペット弁の診断方法を使用すること、および請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法を遂行する測定デバイスを使用すること。
【請求項１３】
２つの閉鎖要素（６、８）を有し、前記２つの閉鎖要素（６、８）は、前記ドライブ（２）によって独立に作動可能であり、それら自身の間で漏れ空洞（７）を包囲し、前記漏れ空洞（７）は、少なくとも１つの接続通路を介して、両座弁（１２０）の周囲区域へ接続され、前記２つの閉鎖要素（６、８）の各々は、相互から別々に制御され得る部分的開放位置を有する弁座洗浄用両座弁（１３０）について、請求項１から７のいずれか一項に記載のポペット弁の診断方法を使用すること、および請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法を遂行する測定デバイスを使用すること。
【請求項１４】
２つの弁座シール（１６．１＊、１６．２＊）を有する単一の閉鎖要素（８＊）を有し、前記２つの弁座シール（１６．１＊、１６．２＊）は、相互から軸方向の距離にあり、それら自身の間で、割り当てられた弁座面および前記閉鎖要素（８＊）と協力して漏れ空洞を包囲し、前記漏れ空洞は、少なくとも１つの接続通路を介して、両シール弁（１４０）の周囲区域へ接続された両座弁（１４０）について、請求項１から７のいずれか一項に記載のポペット弁の診断方法を使用すること、および請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法を遂行する測定デバイスを使用すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポペット弁の診断方法に関する。この方法によって、ポペット弁のドライブによって生成された作用力を表す作動力が、ポペット弁の少なくとも１つの閉鎖要素について力・時間曲線の形態で測定される。作動力は、直接またはポペット弁の中の作動力から生じる反力から測定される。ここで、作動力または反力は、それらから引き起こされた膨張変形を測定することによって決定され、作動力または反力の測定された現在の力・時間曲線が保存されて評価に供される。ポペット弁は、具体的には遮断弁、両シール弁、両座弁、または弁座洗浄用両座弁である。スプリング・ピストン・ドライブは、好ましくは、これらの弁のドライブとして機能する。ドライブは加圧媒体、好ましくは、圧縮空気が供給される。そのようなドライブは、スプリングが閉鎖要素およびその弁座面を閉鎖するか開放し（遮断弁、両シール弁）、または双方の閉鎖要素およびそれらのそれぞれの割り当てられた弁座面を閉鎖するか開放する（両座弁）ように働く。両側に加圧媒体が供給される二重作用ピストンを有するドライブも含まれる。
【背景技術】
【０００２】
単一の閉鎖要素を有するポペット弁として設計された遮断弁の場合（今後、この実施形態は「遮断弁」の設計に限定される）、閉鎖要素の上に配列された弁座シールは、割り当てられた弁座面の上で変位の方向に作用する。弁座面は、変位の方向と垂直に整列され得る。この場合、「軸方向作用弁座シール」の表現が使用される（圧力係合されるシール）。しかしながら、弁座シール上へ弁座面によって付与される反力が、軸方向および径方向作用の密封力を生成するように、弁座面の円錐設計が可能である（圧力および滑動係合されるシール）。しかしながら、閉鎖要素は、弁座シールを有する弁ピストンとしても設計され得る。弁座シールは、弁ピストンの横面に配列され、径方向事前張力のもとで円筒形弁座面に沿って滑動する（滑動係合されるシール）。
【０００３】
上記のシール構成は、両シール弁（および弁座洗浄用）両座弁へ等しく移転可能である。前述した遮断弁とは対照的に、両シール弁として理解される他の遮断弁は、２つの弁座シールを有する単一の閉鎖要素を有する。２つの弁座シールは、相互から或る軸方向距離、すなわち、変位の方向にあり、それら自身の間で、割り当てられた弁座面および閉鎖要素と協力して漏れ空洞を包囲し、漏れ空洞は少なくとも１つの接続通路を介して両シール弁の周囲区域へ接続される。
【０００４】
（弁座洗浄用）両座弁は、２つの独立に作動可能な閉鎖要素を有する。これらの閉鎖要素は、それら自身の間で漏れ空洞を包囲する。漏れ空洞は、少なくとも１つの接続通路を介して両座弁の周囲区域へ接続される。各々の閉鎖要素は、１つの割り当てられた弁座面を有する。開放移動の間、まず、独立駆動閉鎖要素が開放し、その開放移動が継続するにつれて、他の閉鎖要素と接触するようになり、前記他の閉鎖要素を同時に開放位置へ移転する。したがって、ステップの前述した系列は閉鎖プロセス中に逆転する。両座弁と弁座洗浄用両座弁との差異は、割り当てられたドライブが、別々に制御可能な２つの閉鎖要素を部分的開放位置へ移転し得ることだけである。
【０００５】
閉鎖要素は、割り当てられた調整棒によって、上記で概説されたドライブのドライブピストンへ接続される。両座弁の場合、独立に駆動される閉鎖要素のみが、ドライブ内のドライブピストンへ固定接続されるが、依存して駆動される閉鎖要素は、独立に駆動される閉鎖要素に関して相対的に移動できるように配列され、初期スプリング張力のもとで、独立に駆動される閉鎖要素に当接する。閉鎖要素およびシール構成に関して、好ましくは、今日、弁座円板として機能する２つの閉鎖要素を有する両座弁（第１種の両座弁）、または弁座円板として形成された１つの閉鎖要素および弁ピストンとして形成された１つの閉鎖要素を有し、弁ピストンが、独立に駆動される閉鎖要素を表す両座弁（第２種の両座弁）が使用される。
【０００６】
本発明の背景
次の事項に関するポペット弁の状況、すなわち、
・調整棒のハウジング貫通での摩擦挙動、
・包囲要素または閉鎖要素に作用する圧力および流れの力、
・弁座シールの状況、
・ドライブ（特に、スプリングおよびドライブピストンの完全性）、および
・他の状況パラメータ、
は、調整棒の作動力（作用力）の係合へ特に反映される。
【０００７】
静圧（超過圧力、過小圧力）および／または動圧（流入量）から構成される圧力および流れの力は、ポペット弁が配列されたプロセスシステムの正規の動作中に生じる計画された力を含む。しかしながら、圧力および流れの力は、さらに、計画されない力、たとえば、それぞれの流体を供給される弁ハウジングの中の圧力サージまたは衝撃を含む。これらの計画されない力は、計画された力の何倍も超過し、関連する閉鎖要素、したがって閉鎖要素に固定接続された調整棒に影響を与える。計画されない力は、さらに、いわゆる圧力釣り合いピストンによって大きく補償されない限り、ドライブ内の力の相互作用および平衡に影響し、または閉鎖要素の弁座面からの対応する対向力を受ける。
【０００８】
取り付け物の中のスピンドル力を測定する測定システムは、ＤＥ２９８１１１１５Ｕ１で説明されている。その中では、特に、
・力センサが、作用するスピンドル力の方向の位置に摩擦接合されて配列される。
・力センサは、ひずみゲージであり得る。
・力センサは、たとえば、取り付け物とドライブとの間で、スピンドルの上またはフランジの中の接続ネジの上に搭載される。
【０００９】
力センサとして機能するひずみゲージに加えて、公知の測定システムは、較正測定デバイスを有する。力センサは、較正測定デバイスを用いて較正される。較正測定デバイスは、システムが動作している間は除去される。説明された測定システムの目的は、ＷＯ９６／３０６８４Ａ１の中の測定手順に最適な測定システムを提供することである。ＷＯ９６／３０６８４Ａ１において、スピンドル力は現場で測定され、時間信号を解析する手順を使用して評価され、さらに、スピンドル力が連続的に測定されることを可能にする。
【００１０】
スピンドル／ナットシステムによって駆動される弁のスピンドル力を、どのようにして測定するかの具体的解法は、較正測定デバイスとの関連でのみ開示される。その他には、取り付け物とドライブとの間でフランジ上の接続ネジへ搭載され得る力センサが記載されているだけである。そのような配列が、たとえば、弁座シール内の欠陥、摩耗または腐食した棒の貫通、不完全閉鎖、開放または部分的開放位置（弁座洗浄）、または圧力サージを確実に検出するのに適しているかどうかは、開示、論述、または示唆されていない。加圧媒体を供給されるスプリング・ピストン・ドライブを有するポペット弁の実用的診断方法およびそれを遂行する測定デバイスを達成する具体的解法は、結果として開示されていない。前述した先行技術は、さらに、取得された測定信号から、そのような情報をどのようにして収集するかの表示および示唆を開示していない。
【００１１】
最新技術に基づいて、本発明の目的は、一般的タイプのポペット弁の診断方法を提供することである。この方法によって、ポペット弁の状況は、たとえば、
・調整棒の貫通での摩擦挙動、
・弁座シールの状況、
・相互に作用する部品への機械的損傷（たとえば、ドライブ内のスプリング；スプリング故障）、
・切り換えサイクル中の閉鎖要素の変位位置、および／または
・進行中の動作における圧力サージまたは衝撃の生起などの事象、
に関して連続的にモニタされ、測定信号が保存され、保存された測定信号が有用に解釈され、損傷の早期通知が提供される。さらに、本発明の目的は、診断手順を遂行する測定デバイスを提示することである。前述した状態および事象は、この測定デバイスによって確実および再現的に検出され得る。
【００１２】
技術的背景
本発明がさらに解明される前に、最初に、遮断弁および両座弁が切り換えられるときの基本的な力の関係が下記で説明される。基本的な力の関係は、ポペット弁の状態に関連する力・時間曲線または力・変位曲線を、作用力として機能する作動力の形態またはポペット弁の中の作動力によって生成される反力の形態で検出することを可能にする。ポペット弁１００を閉鎖するプロセスでの力の関係は、例として、スプリング閉鎖遮断弁１１０（図１）およびスプリング閉鎖両座弁１２０（図２）の中の関係として説明される。
【００１３】
遮断弁（図１）
図面の図１は、遮断弁１１０の切り換えサイクル中の力の相互作用を示す。ここでは、切り換えサイクルにおける閉鎖位置ＳＳまでの閉鎖プロセスが考察される（（−）ｙ方向への変位移動）。閉鎖位置ＳＳにおいて、弁座シール１６＊は、単一の閉鎖要素８＊の上、したがって調整棒８ａ＊の上に、（＋）ｙ方向の密封力Ｆ５を作用する。例として選択された閉鎖プロセス中に、摩擦力Ｆ３は、弁ハウジング１の第２の弁ハウジング部分１ｂを通る調整棒８ａ＊の貫通で、すなわち、案内リング（図示されていない上方リング）および棒シール（図示されていない下方リング）の中で、（＋）ｙ方向に作用を継続する。さらに、適用可能であれば、流れおよび／または圧力による力Ｆ４が、第２および第１の弁ハウジング部分１ｂ、１ａで、閉鎖要素８＊の上へ（＋）ｙまたは（−）ｙ方向に作用する（過小圧の場合の吸引を含む静圧、動圧、全体圧、圧力サージ）。ランタンハウジング４の上端の下にある調整棒８ａ＊の力の平衡から、調整棒８ａ＊の上に作用する作動力Ｆ１について、次のことが結果として生じる（力の、正の上方への方向は＋ｙ）。
【数１】
2013545040.tif 000003
【００１４】
弁棒８ａ＊の作動力Ｆ１（作用力；式（１ａ））は、一般的に調整棒８ａ＊に対する閉鎖プロセスでの圧縮力である（棒摩擦Ｆ３は（＋）ｙ方向に作用する）。この結果において、流れ力Ｆ４の影響は考慮されない。
【００１５】
開放プロセス中に、力のそれぞれの方向は、密封力Ｆ５と並んでかつ密封力Ｆ５を含んで上方へ逆転する。密封力Ｆ５は閉鎖要素８＊の上に作用し、弁座シール１６＊が、割り当てられた弁座面１２＊に対して押圧されている限り、（＋）ｙ方向に作用を継続する。この結果において、流れ力Ｆ４の影響も考慮されない。
【００１６】
ドライブ２と弁ハウジング１との間の作用力としての作動力Ｆ１は、特に閉鎖要素８＊が弁座面１２＊へ入出するときの閉鎖要素８＊と弁座面１２＊との間の相互作用において、ランタンハウジング４の中で特に明瞭に、対向力、すなわち、反力Ｆ２を受ける。ランタンハウジング４は、弁ハウジング１とドライブ２との間で固定接続を確立する。好ましい実施形態において、ランタンハウジング４は、２つの接続バー、２つのランタンクロス部材４ａ、４ｂから構成される。これらは相互に直径方向に対向して配列される。ドライブ２の下、すなわち、ランタンハウジング４の上端の下における作用力Ｆ１の各々の変化は、ランタンハウジング４の中で、それぞれの対向反力Ｆ２を受ける。ランタンハウジング４によって保持される（（＋）ｙ方向）弁ハウジング１の中で、力の平衡について次が当てはまる（式（２）、（２ａ））。
【数２】
2013545040.tif 000004
【００１７】
ドライブ内で調整棒８ａ＊の上に作用している力は、ランタンハウジング４の中で対向力を生成しない。それらの力はドライブ２の中で完全に補償される。閉鎖プロセス中に、圧力による力は調整棒８＊の上に作用し、引張力はランタンハウジング４の上に作用する。開放プロセス中に、もはや密封圧力が存在しなくなると、応力の方向は対応して逆転し、閉鎖要素８＊は、（＋）ｙ方向の摩擦力Ｆ３を克服する流れ力Ｆ４を受けない。
【００１８】
次が、さらに、当てはまる。
・遮断弁１１０の閉鎖位置ＳＳにおいて、閉鎖要素８＊は、ドライブ２の中に提供されたスプリング２．５（図１ａ、１ｂ）の最小事前張力ＦＶｏによって、弁座シール１６＊、したがって、弁座面１２＊と当接する。この作用および作動力Ｆ１は、調整棒８ａ＊の中の圧縮力として表現される。ランタンハウジング４において、それは等しい大きさの引張力の形態で反力Ｆ２を生成する（遮断弁１１０の中でドライブ２の下に力の平衡を確立するため）。
・遮断弁１１０が開放されれば、弁座領域のこれらの力は相対的に短い経路にわたって減少し、弁座シール１６＊を緩和する。弁座面１２＊が離脱された後、もはや力が閉鎖要素８＊の上に付与されなくなると（この単純化は、この時点で結果を示すためだけに提供される）、ランタンハウジング４は、けん引力または圧力による力から解放される。スプリング２．５（図１ａ、図１ｂ）からの事前張力ＦＶのもとでの、制御されるドライブ２の力の必要な平衡は、ドライブ２の中に生成される。事前張力ＦＶは、閉鎖位置ＳＳでの原初の最小事前張力ＦＶｏよりも大きい。
・追加の摩擦力Ｆ３が、たとえば、弁ハウジング１を通る調整棒８ａ＊の貫通で調整棒８ａ＊の上に作用するか、追加の流れ力Ｆ４が、閉鎖要素８＊の上、ゆえに調整棒８ａ＊の上に作用するならば、これらの力はランタンハウジング４の中の反力Ｆ２を必然的に減衰する。
・ランタンハウジング４の上の力の最も有意の付与は、閉鎖要素８＊および弁座シール１６＊が弁座面１２＊へ入出するときに生起する。ここで、高々、スプリング２．５の最小事前張力ＦＶｏが、遮断弁１１０の閉鎖位置ＳＳでランタンハウジング４の中に生成される。他の前述した力は、力のこの相互作用とオーバラップし得る。
【００１９】
両座弁（図２）
上記で解明された遮断弁１１０における力の相互作用および平衡に関する同じ考慮が、図２の両座弁１２０、１３０として設計され、ＥＰ１５２９１７６Ｂ１から公知の閉鎖要素および弁座構成および結果の移動運動学を有するポペット弁１００（第１タイプの両座弁）、または弁ピストンとして設計された独立に駆動される第１の閉鎖要素、および弁座円板として設計された第２の依存的に駆動される閉鎖要素を有する第２のタイプの両座弁（ＤＥ１９６０８７９２Ｃ２）へ適用される。しかしながら、２つのタイプの両座弁の作動力および反力曲線は、割り当てられた弁座面へ閉鎖要素が入出するとき有意に異なる。これらの差異は、関連する測定結果を参照して下記でさらに解明される。
【００２０】
両座弁１２０、１３０（図２）は、スプリング閉鎖ドライブ２によって独立に駆動される第１の閉鎖要素６、およびドライブ２によって依存的に駆動される第２の閉鎖要素８を有する。閉鎖要素６、８は、それらの間の漏れ空洞７を包囲する。ここで、たとえば、中空棒として設計されて第２の閉鎖要素８へしっかりと接続された第２の調整棒８ａは、第１の調整棒６ａに当接する。第１の調整棒６ａは、第２のスプリング２．７の事前張力のもとにあり、中空棒８ａを通って同心的に案内され、第１の接続要素６へしっかりと接続される。閉鎖位置における第１の閉鎖要素６の第１の弁座シール１４は、ドライブ２の中のスプリング２．５によって、割り当てられた第１の弁座面１０に対して押圧され、第２の閉鎖要素８の第２の弁座シール１６は、第２のスプリング２．７によって、割り当てられた第２の弁座面１２に対して押圧される。
【００２１】
遮断弁１１０における力の相互作用の上記の説明は、任意の要素６、８へ制限なく移転され得る。というのは、それらの各々の上に、匹敵する初期力（Ｆ３．１、Ｆ３．２；Ｆ４．１、Ｆ４．２；Ｆ５．１、Ｆ５．２）が付与され得るからである。２つの閉鎖要素６、８の間に中間シール１８が配列される。中間シール１８は、第１の閉鎖要素６の部分的変位の後に、図２の閉鎖位置ＳＳから進行する第１の閉鎖要素６の開放移動中に第２の閉鎖要素８と係合し、後続の継手開放（ＯＳ）または部分的開放位置で係合したままであるが、図２の閉鎖位置ＳＳでは非係合のままである。したがって、２つの閉鎖要素６、８は、中間シール１８の変形条件のもとで、開放および閉鎖移動から構成される切り換えサイクルの過程で結合および減結合される。
【００２２】
図２で示されるように、力の釣合いおよび力の平衡は、各々の閉鎖要素６、８について、式（１ａ）に対応する次の結果を用いて説明され得る（式（３）、（４））。
第１の閉鎖要素６：
【数３】
2013545040.tif 000005
第２の閉鎖要素８：
【数４】
2013545040.tif 000006
【００２３】
したがって、ランタンハウジング４の下のピストン棒２．６における力の平衡について、次のことが当てはまる。ここで、第１の作動力Ｆ１．１および第２の作動力Ｆ１．２は結合されて作動力Ｆ１を形成する。
【数５】
2013545040.tif 000007
【００２４】
式（２ａ）を用いると、ランタンハウジング４の中の反力Ｆ２について、次のことが当てはまる。
【数６】
2013545040.tif 000008
【００２５】
各々の制御要素６、８の弁座面１４、１６は、他方から独立して、割り当てられた弁座面１０、１２へ入出するという事実に起因して、式（６）の結果は２つの閉鎖要素６、８の動作および状況の条件を選択的に診断できることを示す。両座弁についての上記の診断アプローチによって、独立発明が確立される。
【発明の概要】
【００２６】
本発明の目的は、独立請求項１または２の特徴を有する診断方法によって達成される。方法の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。診断方法を遂行する測定デバイスは、従属請求項１３の主題である。測定デバイスの有利な実施形態は、後続の従属請求項の主題である。特別のポペット弁について診断方法を使用することおよびこれを遂行する測定デバイスを使用することは、請求項１７から２０の主題である。
【００２７】
提示された目的を解決する第１の診断方法は、ポペット弁の動作または活動の間に測定された、作用力として機能する作動力の現在の力・時間曲線Ｆ１（ｔ）または切り換えサイクルの反力の現在の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）を、保存された早期の力・時間曲線と比較することを含む。割り当てられた調整棒の中で上記の解明された力の相互作用を与えられる作動力を記録する場所は、ランタンハウジングの領域でドライブから出る調整棒の出口と閉鎖要素との間の、どこかにある。反力の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）が診断方法の中で使用されるならば、反力を記録する場所は、調整棒を取り巻く領域にあり、ドライブと弁ハウジングとの間にある。診断方法を遂行する測定デバイスの実施形態で提供されるように、この記録場所は、有利には、反力の流れが案内されねばならないランタンハウジングの軸受け領域の上または中にある。しかしながら、反力の記録場所は、さらに、ランタンハウジングと弁ハウジングとの間、またはランタンハウジングとドライブとの間の接続点に位置決めされ得る。ここで、接続点自体における接続手段も、任意的な場所として使用され得る。力は力センサによって直接測定されず、膨張センサを使用して、作動または反力によって生成された膨張変形を測定することによって間接的に測定される。膨張センサは、たとえば、好ましくは、いわゆるひずみゲージとして具体化される。
【００２８】
本発明に従った比較では、偏差の指定された公差範囲の中の受容される偏差が決定されるか、指定された公差範囲が超過されたとき、摩耗、サービス、または損傷メッセージの形態のメッセージ（音響または視覚出力、印刷出力、など）および／または制御信号を生成する偏差が決定される。
【００２９】
第１の診断方法とは対照的に、提示された目的を達成する第２の診断方法は、作動力の力・時間曲線Ｆ１（ｔ）または反力の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）と同時に、少なくとも１つの閉鎖要素の変位ｈの変位・時間曲線ｈ（ｔ）を測定することを提供し、作動力および反力の力・時間曲線および変位・時間曲線が相互に結合され、作動力の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）または反力の力・変位曲線Ｆ２（ｈ）がそれらから計算される。作用力として機能する作動力の現在の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）またはポペット弁の動作または活動の間に、このようにして決定された切り換えサイクルの反力の現在の力・変位曲線Ｆ２（ｈ）は、保存された早期の力・変位曲線と比較される。本発明に従った比較から、偏差の指定された公差範囲の中の受容される偏差が決定されるか、指定された公差範囲がこれらの偏差によって超過されたとき、メッセージおよび／または制御信号を生成する偏差が決定される。
【００３０】
したがって、作動力または反力の記録場所に関しては、第１の診断方法と関連して述べられたことが適用される。力・時間曲線Ｆ１（ｔ）またはＦ２（ｔ）を用いる診断と比較して、力・変位曲線Ｆ１（ｈ）またはＦ２（ｈ）を用いる診断の利点は、有意の事象および状態変化が、ポペット弁のそれぞれの変位位置へ直接割り当てられ、ゆえに、時間ベースの割り当てよりも、はるかに容易に解釈され得ることである。加えて、現在および早期の曲線を直接比較しながら、力・時間曲線を評価することは困難である。というのは、ポペット弁の状態変化に帰属させられず、むしろ、たとえば、外部の影響へ帰属させられるポペット弁の動作中の異常な環境は、変位・時間曲線の時間軸を長くするか短くし得るからである。
【００３１】
変位・時間曲線ｈ（ｔ）を決定するため、本発明は、直接の変位測定によって、それぞれの変位ｈを、公知のやり方で決定することを提案する。この文脈において、たとえば、弁ハウジングに対面しないドライブ側に配列された制御ユニットの中に収容された連続動作位置表示器によってポペット弁の現在位置を記録することは公知である。これによって、閉鎖要素の変位位置は、一般的に、ドライブを通って制御ユニットの中へ案内される閉鎖要素の調整棒によって表示される。ここで、位置表示器は、調整棒の変位位置を検出し、変位に比例した測定信号を供給する。関連した変位測定システムは、たとえば、ＷＯ０２／０９３０５８Ａ１またはＥＰ１３８７９７５Ｂ１の中で説明されている。
【００３２】
上記で説明されたやり方で変位を決定することは、設計するのに複雑であり、また、前述した制御ユニットの形態の中で追加の設置の高さが要求される。変位の決定を簡単にするため、本発明は、独立発明を確立する新しい解法として、ポペット弁の中の間接表現物理量によって変位を決定することを提案する。この解法をさらに特定するため、ドライブ内で生成された変位によって便宜的場所で引き起こされる物理量として、膨張を使用することが提案される。測定のためには、前述した膨張センサが使用され得る。ドライブの変位の生成中にドライブを膨張する力は、スプリング・ピストン・ドライブの事前張力から生じ、これらの力はスプリングによって十分に反映される。一度スプリング特性（一般的にフックの曲線）が知られると、スプリング経路は、決定された膨張力から計算され、ゆえに、閉鎖要素の変位位置が計算され得る。
【００３３】
できるだけ簡単に構成されて均一の初期条件を保証する切り換えサイクルを比較するため、時間系列での切り換えサイクルは、少なくとも閉鎖位置、開放移動、開放または部分的開放位置、および／または少なくとも開放または部分的開放位置、閉鎖移動、および閉鎖位置から構成されることが提案される。
【００３４】
比較自体に関しては、本発明は３つの好ましい変形を提案する。第１の変形は、ポペット弁の動作または活動のスタート時に測定され受容された切り換えサイクルが、それぞれ比較に使用されることを提供する。これは、たとえば、新しいポペット弁の切り換えサイクル、または特定の明瞭に限定されたブレークイン段階の後の切り換えサイクルであり得る。第２の変形は、測定された現在の切り換えサイクルが、最後の測定および受容されたサイクルと常に比較されることを提案する。加えて、本発明に従った公差範囲は、最後の測定および受容された切り換えサイクルを用いて十分にシフトされ得る。このようにして、診断されるポペット弁の状態変化から発生しないポペット弁内の変化（たとえば、整定または温度関連変形）が補償され、誤りまたはメンテナンスメッセージまたは不所望の制御信号が生成されない。
【００３５】
方法の第３の変形は、測定された現在の切り換えサイクルを、最後の測定および受容された切り換えサイクルの所定の数の平均と比較することによって、比較される量のデータベースを向上させる。この平均は、いわゆる算術平均または幾何平均であり得る。いわゆる「浮動」平均を使用することも有利である。この平均では、最後の測定された切り換えサイクルが、それぞれの平均化の中で組み込まれ、最も古い切り換えサイクルが廃棄される。このタイプの平均化は、上記で説明された方法の第２の変形に関連づけられる公差範囲のシフトと同じ効果を有する。
【００３６】
力・変位曲線Ｆ１（ｈ）またはＦ２（ｈ）を評価するとき現在および早期の曲線を比較することは、一般的に問題を生じないが、力・時間曲線Ｆ１（ｔ）またはＦ２（ｔ）を直接比較することは、情報結果を産出しないか、適当な解釈の直接入手を可能にしない。したがって、たとえば加圧媒体の供給条件が変化したためにポペット弁の状態パラメータが不変の間に、異なる曲線の測定が必要になることを考慮するとき、特定の離散的時間に力・時間曲線を直接比較することは有用ではない。加圧媒体の絞り供給は、特定の変位位置で、予期および受容されるべき力の振幅が到達されるまでの時間軸を長くする。この評価問題に対処するため、本発明は、作動力または反力の各々について、測定された力・時間曲線Ｆ１（ｔ）またはＦ２（ｔ）の力および関連時間を標準化し、比較可能な切り換えサイクルを保証することを提案する。これによって、測定された現在の力Ｆ１、Ｆ２は、たとえば、閉鎖位置での動作または活動サイクルの開始時に、作動力Ｆ１ｏまたは反力Ｆ２ｏを用いて標準化され得る。２つの閉鎖要素の上に作用するそれぞれの力、または両座弁の上に作用する関連反力についても、対応することが当てはまる。それぞれの標準化される力Ｆ１／Ｆ１ｏまたはＦ２／Ｆ２ｏへ割り当てられる時間（遮断弁）は、たとえば、これらの時間を、ポペット弁の開放または閉鎖時間へ参照するか、たとえば、動作または活動サイクルの開始時間へ参照することによって標準化され得る。比較されるべき切り換えサイクルの曲線を標準化した後、それらの直接比較が可能となる。
【００３７】
本発明は、さらに、上記の説明された診断方法の文脈において、作動力の力・時間曲線Ｆ１（ｔ）または反力の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）を比較するとき、または作動力の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）または反力の力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を比較するとき、比較のそれぞれの所定の離散的点における曲線の勾配または曲率または値を使用すること、および／または所定の離散的時間または経路区間Δｔ、Δｈにおける曲線の少なくとも値または面積分の変化を使用することを提案する。所定の変位区間Δｈにおける力・変位曲線Ｆ１（ｈ）、Ｆ２（ｈ）のもとでの面積分は、特に有用である。すなわち、弁座シールが、割り当てられた弁座面に入っているとき、これは変形Δｈ＝ｈ１−ｈ２の経路に沿った圧縮仕事、すなわち、下記の数式のＷ１２であり、そこから出ているとき、それは変形Δｈ＝ｈ２−ｈ１の経路に沿った弁座シールでの減圧仕事Ｗ２１である。無傷の弁座シールは、部分的、半分、または完全に引き出された弁座シールとは異なる圧縮または減圧仕事を生成する。
【数７】
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【００３８】
本発明に従った診断方法は、使用されるべきポペット弁設計を同定するのに適している。これは、作動力または反力の力・時間曲線Ｆ１（ｔ）、Ｆ２（ｔ）、および／またはポペット弁の動作または活動の開始時における作動力または反力の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）、Ｆ２（ｈ）を使用し、ポペット弁の設計を同定することによって行われ、このようにして具体化されたポペット弁は、次いで設定および／またはモニタリングデータを用いて予備調整へ供される。下記で図示および解明される測定曲線が顕現するように、各々のポペット弁設計は、類型化に適した切り換えサイクル中に、有意、再現可能、唯一無二の力・時間曲線または力・変位曲線を有する。
【００３９】
診断方法の双方の変形を実行するため、本発明は、弁ハウジングの中に少なくとも１つの閉鎖要素を有するポペット弁の上に配列された測定デバイスを提案する。ここで、弁ハウジングは、ランタンハウジングを介してドライブへ強固に接続され、ドライブは、加圧媒体を供給されるスプリング・ピストン・ドライブとして設計され、ドライブによって作動可能な少なくとも１つの調整棒が、少なくとも１つの閉鎖要素のために提供される。ランタンハウジングの中で作動力によって生成された反力を測定することが有用であり、特に非常に実用的であることが証明された。本発明によれば、測定デバイスは、少なくとも１つの膨張センサによって形成された少なくとも１つの第１の測定デバイスから構成され、ランタンハウジングの上に配列され、評価ユニットへ接続されることが提案される。反力は、明瞭に識別可能であり、幾何学的に非常に単純なハウジングの中で、測定のためにアクセスすることが非常に容易である。
【００４０】
ランタンハウジングは、一般的に、第１のランタンクロス部材、および、これに対向する第２のランタンクロス部材の形態で設計され、測定されるべき反力は、所与の製造および動作条件のもとでは双方のランタンクロス部材へ一様に分配されないので、本発明に従った測定デバイスが双方のランタンクロス部材の中に配列されるとき、反力の測定品質は有意に改善される。したがって、本発明は、ランタンハウジングが第１のランタンクロス部材、および、これに対向する第２のランタンクロス部材を有すること、第１の測定デバイスが第１のランタンクロス部材の上に配列されること、および第２の測定デバイスが提供されることを提案する。第２の測定デバイスは、少なくとも１つの追加の膨張センサによって形成され、第２のランタンクロス部材の上に配列され、評価ユニットへ接続される。原則として、ランタンハウジングは、さらに、２つのランタンクロス部材よりも多いランタンクロス部材を有し得る。これらのランタンクロス部材の各々は、少なくとも１つの膨張センサを同じやり方で装備される。
【００４１】
変位・時間曲線ｈ（ｔ）を間接的に測定するため、本発明は、ドライブのハウジングジャケットの上または中に配列され、少なくとも１つの追加の膨張センサによって形成され、評価ユニットへ接続される変位測定デバイスを備えること、ドライブの駆動ピストンをリセットするスプリングの事前張力から反力として生成されるドライブ膨張力がハウジングジャケットの中に存在すること、および変位測定デバイスはハウジングジャケットの上に配列されて、ドライブ膨張力を測定するように設計されることを提案する。
【００４２】
スプリングの知られたスプリング特性によって、測定されるドライブ膨張力、膨張力それ自体、およびスプリング経路の間に一層明瞭な関係が確立され、閉鎖要素の変位位置が対応して決定され得る。上記で提案された特徴を有する変位測定デバイスは、独立発明を確立する。
【００４３】
本発明は、さらに、第１および第２の膨張センサを第１の測定デバイスの中に配列し、第３および第４の膨張センサを第２の測定デバイスの中に配列し、第５および第６の膨張センサを変位測定デバイスの中に配列すること、および膨張センサの各々のペアにおける１つの膨張センサを変位方向に配列し、これに対して他の膨張センサを直交方向に配列することを提案する。膨張センサの直交配列は、それ自体公知の非常に容易なやり方で温度補償を可能にする。ここで、膨張センサの測定信号は、様々な実施形態のいわゆるブリッジ回路において、同様にそれ自体公知のやり方で評価される。評価ユニットは、ポペット弁の制御ユニットの中の内部評価ユニットの形態で配列されるか、ポペット弁の外側にある外部評価ユニットの形態で配列され得る。
【００４４】
ひずみゲージとしての好ましい実施形態における膨張センサは、摩擦接合でランタンハウジングへ付加され得る。ランタン断面での時間、したがって変位に依存する応力、したがって同じく時間および変位に依存する反力、したがって調整棒の中の作動力は、これらのひずみゲージの長さの変化から推論され得る。というのは、力を伝達する断面およびランタンハウジングの材料は知られているからである。反力または作動力のレベルを知ることは一般的に必要でない。というのは、応力値として出力され、力に線形比例する膨張値は、本発明に従って測定結果を比較査定するうえで十分だからである。ひずみゲージが使用され、スプリング特性が知られているとき、変位測定デバイスは、それぞれの変位を決定し得る。
【００４５】
ポペット弁の提案された診断方法、および方法を遂行する測定デバイスは、従属請求項の実施形態において、請求項１７に従って単一の閉鎖要素を有する遮断弁に使用されるか、請求項１８に従って両座弁に使用されるか、請求項１９に従って弁座洗浄用両座弁に使用されるか、請求項２０に従って両シール弁に使用される。
【００４６】
本発明は、ポペット弁の診断方法の広範囲の変形で実現されるが、基本的に異なる閉鎖要素の構成を有する２つのポペット弁の例、すなわち、単一の閉鎖要素を有する遮断弁、および２つの独立に作動可能な閉鎖要素を有する両座弁が、図面の各図で描写される。ここで、両座弁については、２つの異なる閉鎖要素およびシール構成が描写され、反応時間Ｆ２の計算可能な力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）および力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）が、それぞれのポペット弁の状態に対する職務に従った意味と共に描写される。さらに、弁ピストンの作動力Ｆ１によって生成された反力Ｆ２を膨張センサによって測定し得る測定デバイスの２つの有利な実施形態が描写される。変位・時間曲線ｈ＝ｆ（ｔ）は、描写される追加の変位測定デバイスを併用して、反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）へ割り当てられ得る。追加の変位測定デバイスは、同じように膨張センサを格納し、間接位置トランスデューサとして機能する。しかしながら、描写され下記で説明される方法の変形および実施形態は、本発明の単なる例であり、本発明は、これらの特別に描写された例へ限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】単一の閉鎖要素を有する遮断弁として設計されたポペット弁の断面を下方に外観を上方に示す図であって、ランタンハウジングの中の弁棒の作動力Ｆ１によって生成される反力Ｆ２を決定する膨張センサを有する本発明の２つの測定デバイスおよび変位を間接に決定する膨張センサを有する１つの測定デバイスがスプリング閉鎖ポペット弁の中に配列され、作動力Ｆ１が克服しなければならない弁棒の上に作用する個々の力（Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５）が表示される図である。
【図１ａ】図１に従って変位を間接に決定する膨張センサ付きの測定デバイスを有するドライブの断面図であって、作用力を描写する図を示す。
【図１ｂ】図１ａに従ったドライブへ割り当てられたスプリング図であって、ドライブのハウジングジャケット上で膨張センサによって測定されたドライブ膨張力ＦＡと現在の変位ｈ（ＦＡ）との間の関係を示し、変位ｈがｙ軸の上にプロットされ、ドライブ膨張力ＦＡがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図２】２つの独立に作動可能な閉鎖要素（弁座円板）を有する第１種の両座弁として設計されたポケット弁の断面を下方に示し外観を上方に示す図であって、ランタンハウジングの中の弁棒の作動力Ｆ１によって生成された反力Ｆ２を決定する膨張センサを有する本発明の２つの測定デバイスおよび変位を間接に決定する膨張センサを有する１つの測定デバイスがスプリング閉鎖ポペット弁の上に配列され、作動力Ｆ１が克服しなければならない弁棒の上に作用する個々の力（Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５．１、Ｆ５．２）が表示された図である。
【図３】図１に従った遮断弁の２つのランタンクロス部材の各々における反力Ｆ２のそれぞれの力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、時間ｔがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図４】図２に従った第１種の両座弁の２つのランタンクロス部材の各々における反力Ｆ２のそれぞれの力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、時間ｔがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図４ａ】図４に従った線図であって、弁ピストンとして設計された第１の閉鎖要素および弁座円板として設計された第２の閉鎖要素を有する第２種の両座弁の閉鎖位置へ入るときの、反力Ｆ２の追加の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）を有する図を示す。
【図５】図１ａ、図１ｂに従ったドライブについて、間接に決定された変位・時間曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）を、直接変位測定によって決定された変位・時間曲線ｈ＝ｆ（ｔ）と比較した線図を示す。
【図６】新しい無傷の弁座シールを有する図１の遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、変位ｈがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図６ａ】部分的断裂弁座シールを有する図１の遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図を示す。
【図６ｂ】完全に除去された弁座シールを有する図１の遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図を示す。
【図７】無傷の弁座シールを有する図２の両座遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、変位ｈがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
上記において、ポペット弁１００の動作状況、およびその一般的状況（たとえば、弁座シールの状況、棒の貫通の状況、弁座シールの材料、など）に関する情報は、図１および図２で描写されるランタンハウジング４の中の力の相互作用から収集され得ることが十分に指摘された。図１および図２の説明は、描写された遮断弁１１０（図１）、両シール弁１４０（図示せず）、および両座弁１２０、１３０（図２）のそれぞれの設計を、各々の時点で本発明の測定デバイスと関連させて追加的に概説することによって、下記で完結される。
【００４９】
遮断弁（図１）
遮断弁１１０として設計されたポペット弁１００は、実質的に、第１および第２の弁ハウジング部分１ａ、１ｂを有する弁ハウジング１、図示されるような弁座円板として、または弁ピストンとして設計され得る平行移動閉鎖要素８＊から構成され、遮断弁１１０の閉鎖位置ＳＳでは、弁ハウジング部分１ａ、１ｂからの流体が、弁ハウジング部分１ａ、１ｂを相互に接続する接続開口を介して、他の部分１ｂ、１ａの中へオーバフローすることを防止する（注：引用される部品の全てが、図１、図２で同定されるわけではない）。閉鎖要素８＊の弁座シール１６＊は、第２の弁ハウジング部分１ｂの中に直接または間接に形成された弁座面１２＊と相互に作用する。ここで、例示的実施形態における弁座面１２＊は、内部への径方向に接続開口を形成する弁座リングの上に配列される。第１の弁ハウジング部分１ａは、弁座リングとは反対側で、いわゆる締め付けリングを用いてハウジングカバーによって密封される。
【００５０】
調整棒８ａ＊は閉鎖棒８＊へ固定される。調整棒８ａ＊は、その場所に配列された棒シールによって第２の弁ハウジング部分１ｂから密封されて稼働する。それは、第２の弁ハウジング部分１ｂとは対面しない端部で、好ましくは、キー止め、および、たとえば、締め付けリングによる摩擦ロックによってドライブ２へ堅固に接続されたランタンハウジング４を貫通し、ランタンハウジング４のドライブ側端部の領域で終了する。ランタンハウジング４の軸方向伸長領域において、調整棒８ａ＊はピストン棒２．６（図１ａ）へしっかりと接続される。ピストン棒２．６は、密封されたやり方でドライブ２の第２のハウジング面２．３を貫通し、その他端は、それが係合するドライブピストン２．４へしっかりと接続される。ランタンハウジング４と第２の弁ハウジング部分１ｂとの間の、しっかりとした接続は、たとえば、他の締め付けリングによって作り出される。ランタンハウジング４は、２つの対向するランタンクロス部材４ａおよび４ｂから構成される。
【００５１】
ドライブ２は、ハウジングジャケット２．１によって外側への径方向に境界を定められ、第２のハウジング面２．３によってランタンハウジング側への境界を定められ、他の端面は第１のハウジング面２．２と隣接する。ドライブピストン２．４は、軸方向に移動可能であり、ハウジングジャケット２．１の中で径方向に密封されて案内され、それ自体と第２のハウジング面２．３との間で、加圧媒体Ｄ、好ましくは、圧縮空気を供給され得る加圧媒体室を形成する。事前張力ＦＶを有するスプリング２．５は、ドライブピストン２．４と第１のハウジング面２．２との間に配列される。加圧媒体Ｄによってドライブピストン２．４の上に付与された加圧媒体の力Ｆ６は、ドライブピストン２．４が完全開放変位Ｈを完了した後にハウジングジャケット２．１の上で静止するまで、同じくハウジングジャケット２．１の中で形成される最小事前張力ＦＶｏから進行して、変位ｈ（図１ｂ）だけドライブピストン２．４のシフトを引き起こす。ｈ＝０であるときの閉鎖位置ＳＳと、ｈ＝Ｈであるときの完全開放位置ＯＳとの間の変位移動ｈの間に、最小事前張力ＦＶｏに加えて追加の復原力がスプリング２．５の中で生成される。この復原力は、引張力の形態でハウジングジャケット２．１の上のドライブ膨張力ＦＡとして表される。このドライブ膨張力ＦＡ、したがって時間にわたるその曲線ＦＡ（ｔ）は、好ましくは、ハウジングジャケット２．１へ摩擦ロックされる変位測定デバイス３．３によって測定される。変位測定デバイス３．３の中には、相互に直交して配列された第５および第６の膨張センサＤＳ５、ＤＳ６が存在する。スプリング２．５のスプリング特性（図１ｂ）は、測定されたドライブ膨張力ＦＡと、関連づけられた変位ｈ（ＦＡ）、したがって閉鎖要素８＊の変位位置との間の、密接な関係を顕現する。
【００５２】
制御ユニット２ａは第１のハウジング面２．２の上に配列される。第１のハウジング面２．２は、ドライブ２へ適用される加圧媒体Ｄを供給され得る。加圧媒体Ｄは、さらに、ドライブ２の中へ直接供給され得る。遮断弁の上に配列された膨張センサＤＳ１〜ＤＳ６の評価ユニット２ｂは、制御ユニット２ａの中の内部評価ユニット２ｂ．１として配列されるか、遮断弁１１０を取り巻く区域の中の外部評価ユニット２ｂ．２として配列され得る。
【００５３】
遮断弁１１０の開放移動は、描写された閉鎖位置ＳＳ（図１、図１ａ）から始動され、完全開放位置ＯＳは、加圧媒体Ｄが通路（図示または同定されず）に沿ってドライブ２の中の加圧媒体室へ供給されたとき、完全開放変位Ｈが完了した後に到達される。閉鎖要素８＊の開放および閉鎖移動中に、作用力として機能する作動力Ｆ１が、調整棒８＊の中でドライブ２によって生成される。作動力Ｆ１は、上記で引用および解明された力、すなわち、摩擦力Ｆ３、流れおよび／または圧力による力Ｆ４、および弁座シールの反力Ｆ５を克服しなければならない。この作動力Ｆ１は、ランタンハウジング４の中で反力Ｆ２として反映される。図１に従った２つのランタンクロス部材４ａ、４ｂを有するランタンハウジング４の実施形態において、この反力Ｆ２は、第１のランタンクロス部材４ａの中の第１の反力成分Ｆ２ａおよび第２のランタンクロス部材４ｂの中の第２の反力成分Ｆ２ｂへ分割される。原則として、２つの膨張センサＤＳ１、ＤＳ２を有する測定デバイス３がランタンハウジング４へ割り当てられ、それらの測定信号は評価ユニット２ｂの中で処理される。図１の例示的実施形態において、第１の測定デバイス３．１は、好ましくは、第１のランタンクロス部材４ａの上に摩擦ロックで配列され、第１および第２の膨張センサＤＳ１、ＤＳ２を有する。第１および第２の膨張センサＤＳ１、ＤＳ２は、内部評価ユニット２ｂ．１または外部評価ユニット２ｂ．２の形態をした評価ユニット２ｂへ接続される。さらに、例示的実施形態では、第２の測定デバイス３．２が第２のランタンクロス部材４ｂの上に配列される。第２の測定デバイス３．２は第３および第４の膨張センサＤＳ３、ＤＳ４を収容する。第３および第４の膨張センサＤＳ３、ＤＳ４は、評価ユニット２ｂ、すなわち、内部評価ユニット２ｂ．１または外部評価ユニット２ｂ．２の形態をした評価ユニット２ｂへ接続される。連続的に測定された反力Ｆ２は、この反力の時間および変位依存曲線Ｆ２（ｔ）、Ｆ２（ｈ）、Ｆ２ａ（ｔ）、Ｆ２ａ（ｈ）、Ｆ２ｂ（ｔ）、およびＦ２ｂ（ｈ）、したがって、作動力の対応する曲線Ｆ１（ｔ）およびＦ１（ｈ）を産出する。
【００５４】
両シール弁１４０
両シール弁１４０の場合、単一の閉鎖要素８＊は、第１の弁座シール１６．１＊、および、これから軸方向距離に第２の弁座シール１６．２＊を有する。双方の弁座シール１６．１＊、１６．２＊は、共通の弁座面１２＊、たとえば、円筒形弁座面を割り当てられ得る。共通の弁座面１２＊は、双方の弁座シール１６．１＊、１６．２＊によって径方向に密封される。弁座シールは、さらに異なることができ、径方向整列、軸方向整列、または円錐整列を有し得る。力の相互作用に関しては、密封力Ｆ５は別として、図１で描写された遮断弁１１０の力の関係が、制限なく両シール弁１４０へ適用され得ることを留意されたい。密封力Ｆ５の代わりに、２つの弁座シール１６．１＊、１６．２＊の各々から、割り当てられた密封力が生じる。この密封力は別々に検出され、２つの弁座シール１６．１＊、１６．２＊が、異なる時間に、共通弁座面１２＊と係合することが提供される。上記から、本発明に従った診断方法、および、これを遂行する測定デバイスは、制限なく両シール弁１４０へ適用され得ることが分かる。
【００５５】
両座弁１２０、１３０（図２）
閉鎖要素および弁座構成に関して、両座弁１２０、１３０（図２）と遮断弁１１０（図１）との差異は、上記で既に指摘され、ピストン棒２．６の上の作動力Ｆ１を説明する力の関係は、式（３）〜（５）（Ｆ１＝Ｆ１．１＋Ｆ１．２）によって指摘され、ランタンハウジング４の中の結果の反力Ｆ２を説明する力の関係は、式（６）（Ｆ１＝Ｆ２）に従って指摘された。
【００５６】
追加の用語法として、２つの閉鎖要素６、８に関して反力Ｆ２も差別され得ることを留意されたい。反力Ｆ２は、第１の閉鎖要素６から生じる第１の反力Ｆ２．１、および第２の閉鎖要素８から生じる第２の反力Ｆ２．２を含み、これらの反力は、ランタンハウジング４の上に配列された測定デバイス３によって検出され得る。対応する時間および変位依存反力曲線は、Ｆ２．１（ｔ）、Ｆ２．１（ｈ）、Ｆ２．２（ｔ）、およびＦ２．２（ｈ）として同定される。好ましい実施形態において、ランタンハウジング４は、上記で説明された２つのランタンクロス部材４ａ、４ｂから構成され、配列された第１および第２の測定デバイス３．１、３．２は、第１のランタンクロス部材４ａの上で第１の閉鎖要素６からの第１の反力成分Ｆ２．１ａ、および第２の閉鎖要素８からの第１の反力成分Ｆ２．２ａを測定し、第２のランタンクロス部材４ｂの上で第１の閉鎖要素６からの第２の反力成分Ｆ２．１ｂおよび第２の閉鎖要素８からの第２の反力成分Ｆ２．２ｂを測定し得る。対応する時間および変位依存反力曲線は、Ｆ２．１ａ（ｔ）、Ｆ２．１ａ（ｈ）、Ｆ２．２ａ（ｔ）、Ｆ２．２ａ（ｈ）、Ｆ２．１ｂ（ｔ）、Ｆ２．１ｂ（ｈ）、Ｆ２．２ｂ（ｔ）、およびＦ２．２ｂ（ｈ）として同定される。
【００５７】
好ましくは、ポペット弁１００と対面しないドライブ２の側に配列されたポペット弁１００の制御ユニット２ａ（図１、図２）の中に、プロセッサが存在し得る。たとえば、弁動作をモニタするひずみゲージの形態をした膨張センサＤＳ１〜ＤＳ６が、プロセッサへ接続され得る。制御ユニット２ａは、さらに、ポペット弁１００の動作変数および特性を検出および保存するデバイス、および膨張センサＤＳ１〜ＤＳ６のディジタル化測定信号を検出および保存するデバイスを有し得る。それは、さらに、変位を直接測定する公知の変位測定デバイスを収容し得る。
【００５８】
線図（図３〜図７）
図３の線図では、新しい弁座シール１６＊（図１）を有する遮断弁１１０について、本発明の第１の測定デバイス３．１および第２の測定デバイス３．２を用いて測定された反力Ｆ２の時間曲線Ｆ２（ｔ）が、切り換えサイクルについて描写される。ここで、４ａとして同定される曲線は第１のランタンクロス部材４ａの中で測定され、４ｂとして同定される曲線は第２のランタンクロス部材４ｂの中で測定された。時間系列を参照し、ｈ＝０を有する閉鎖位置ＳＳからスタートすると（測定曲線の左区域）、切り換えサイクルは開放プロセスを開始し、閉鎖要素８＊は、開放変位Ｈへ完全に開放した後、しばらく開放位置ＯＳに留まり（測定曲線の中間区域）、次いで閉鎖位置ＳＳへ戻って閉鎖する。
【００５９】
閉鎖位置ＳＳでは、正の第１の反力成分Ｆ２ａｏおよび正の第２の反力成分Ｆ２ｂｏから進行し、ランタンクロス部材４ａ、４ｂの中の引張力の影響のもとで動作または活動サイクルが開始すると、もはや力が弁座シール１６＊へ適用されなくなったとき、それぞれの反力成分は値０へ有意に降下し、続いて開放移動中に弁座面１２＊（図１）から離れる。弁座シール１６＊が、その弁座面１２＊から完全に解放され、閉鎖要素８＊が完全開放位置Ｈへ移動したとき、負の反力Ｆ２（圧力による力）のみが有効である。負の反力Ｆ２は、現在のケースでは、調整棒８ａ＊の貫通での摩擦力Ｆ３から生じる。次いで、閉鎖要素８＊が開放位置ＯＳから閉鎖位置ＳＳへ入るとき、力の間の関係が対応して逆転する。
【００６０】
ｈ＝Ｈを有する完全開放位置ＯＳにおいて、ドライブ２の中のドライブピストン２．４（図１ａ）は、加圧媒体力Ｆ６を生成する加圧媒体Ｄの圧力へ供され、ハウジングジャケット２．１の停止点で静止する。ピストン棒、したがって調整棒８ａ＊は、弁座シール１６＊および棒の貫通からの力へ供されない。すなわち、高々、流れ力Ｆ４が残り、ゆえに、ランタンクロス部材４ａ、４ｂの中で力から大きく解放された状態を産出する（ｈ＝Ｈの場合に、Ｆ２＝０）。開放段階の開始時および閉鎖段階の終了時に（ｈ→０）、弁座シール１６＊が依然として、または再び、弁座面１２＊を押圧するとき、調整棒８ａ＊の中で最大圧力Ｆ１が優勢であり、したがってランタンクロス部材４ａ、４ｂの中で最大引張力Ｆ２が優勢である。ポペット弁が閉鎖位置ＳＳにあり（ｈ＝０）、加圧媒体がドライブピストン２．４へ適用されないとき、閉鎖要素８＊は、スプリング２．５のドライブの中で弁座面１２＊の上に提供された最小事前張力ＦＶｏのもとで、調整棒８ａ＊によって弁座面１２＊へ押圧される。作動力Ｆ１、したがって反力Ｆ２は、ゆえに、それらの最大量に到達する（Ｆ１＝Ｆ２、Ｆ２＝Ｆ２ｏ＝Ｆ２ａｏ＋Ｆ２ｂｏ）。幾何学的に同一のランタンクロス部材４ａ、４ｂにおける力の偏差レベルは、生産公差、および製造および設置から生じる固有応力によって解明される。この最小事前張力ＦＶｏのもとにある弁座シール１６＊が、その密封溝の中で脱出し得る限り、閉鎖要素８＊は弁座面１２＊と金属的に対抗して存在する。開放および閉鎖の変位中に、スプリング２．５は、最小事前張力ＦＶｏ（図１ａ、図１ｂを参照）を超えた事前張力ＦＶ＝ＦＶｏ＋ＦＡを提供される。ＦＡはドライブ膨張力である。ドライブ膨張力ＦＡは、反力Ｆ２の成分として表されない。その対向する力は、ドライブ２の中に存在する。
【００６１】
ポペット弁１１０における開放のスタートと閉鎖の終了との間の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）は、特に弁座シール１６＊の領域および第２の弁ハウジング部分１ｂでの調整棒８ａ＊の貫通領域で、ポペット弁のそれぞれの状態について有意および典型的である。
【００６２】
ポペット弁１００の動作または活動中の異なる時点で測定された切り換えサイクルの力・時間曲線Ｆ２（ｔ）の比較を容易および明瞭にするため、本発明は、作動力Ｆ１（ｔ）または反力Ｆ２（ｔ）の測定された力・時間曲線の力および関連する時間を標準化して、比較を保証することを提案する。図３に従った力・時間曲線Ｆ２（ｔ）は、閉鎖位置、および動作または活動サイクルの開始時における力Ｆ２を参照し、第１の反力成分Ｆ２ａｏおよび第２の反力成分Ｆ２ｂｏを使用して標準化され得る。標準化された力レベルへ割り当てられた時間ｔは、たとえば、図５を参照して下記で解明される開放時間ｔ１または閉鎖時間ｔ２を使用することによって標準化され得る。
【００６３】
図４の線図では、２つの新しい弁座シール１４、１６（図２）を有する両座弁１２０、１３０について、本発明の第１の測定デバイス３．１および第２の測定デバイス３．２を用いて測定された反力Ｆ２の時間曲線Ｆ２（ｔ）が、切り換えサイクルについて描写される。ここで、４ａとして同定される曲線は、第１のランタンクロス部材４ａの中で測定され、４ｂとして同定される曲線は、第２のランタンクロス部材４ｂの中で測定された。切り換えサイクルのさらなる詳細に関しては、図３の説明を参照されたい。それぞれの開放および閉鎖プロセスの過程では、遮断弁１１０のそれぞれの特性に有意の差異が存在する。図２との関連で、第１の閉鎖要素６によって生成された第１の反力成分Ｆ２．１ａは、第１のランタンクロス部材４ａの開放変位中に最初に減少することが分かる。なぜなら、第１の弁座シール１４は、第１の閉鎖要素６が、割り当てられた第１の弁座面１０を離れるとき、減圧されるからである。これは遮断弁１１０の弁座シール８＊と類似する。こうして、開放移動が継続し、第２の弁座シール１６も、割り当てられた第２の弁座面１２を離れるにつれて、第２の閉鎖要素８によって生成された第１の反力成分Ｆ２．２ａは減少する。したがって、事態は第２のランタンクロス部材４ｂについても同様である。したがって、本発明の測定デバイス３．１および３．２を用いて測定された反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）は、２つの弁座シール１４、１６を直接または間接に収容する部品と共に、弁座シール１４、１６が選択的に検出および診断されることを許す。
【００６４】
図４の線図に加えて、図４ａの線図は、第２種の両座弁の弁ピストンとして設計された第１の閉鎖要素６が閉鎖位置ＳＳへ入っているときの反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）を示す（図４ａの小さい画像を参照）。これは、たとえば、第１のランタンクロス部材４ａで測定される。曲線の区域「ａ」において、閉鎖要素６の第１の弁座シール１４は、円筒形の第１の弁座面１０の端部に静止している。第１の弁座面１０へ入った後、第１の弁座シール１４は弁座面１０の中へ滑り込み、この動きの間に、反力は、割り当てられた第２の弁座面１２の上に第２の弁座シール１６が座るまで第１の反力成分Ｆ２．１ａへ減少する（区域「ｂ」）。この座り、および、第１の弁座シール１６の後続する圧縮は、力の上昇によって表される（区域「ｃ」）。上昇の量は、第１の反力成分Ｆ２．１ａとオーバラップする第２の閉鎖要素８からの第１の反力成分Ｆ２．２ａの量である（区域「ｄ」：Ｆ２．１ａ＋Ｆ２．２ａ）。続いて、第１の閉鎖要素６は第２の閉鎖要素８から解放される。第２の閉鎖要素８は、静止している割り当てられた第２の弁座面１２に対して第１の反力成分Ｆ２．２ａ（第２のスプリング２．７の事前張力Ｆ２．２ａ）で押圧されている。第１の閉鎖要素６が円筒形の第１の弁座面１０の終端位置へ到達したとき、シフト移動から生じる第１の反力成分Ｆ２．１ａは消滅し、第２のスプリング２．７の事前張力から生じる第２の反力成分Ｆ２．２ａは閉鎖位置ＳＳで永続的に残る（区域「ｅ」）。
【００６５】
これは、転じて、第２種の両座弁について本発明の測定デバイス３．１および３．２で測定された反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）が、２つの弁座シール１４、１６を直接または間接に収容する部品と共に、弁座シール１４、１６を選択的に検出および診断させることを示す。
【００６６】
第１種および第２種の上記で説明された両座弁の力曲線は、相互から有意および明瞭に異なるから、本発明の診断方法は、割り当てられる力曲線を決定することによって、具体的な両座弁設計を決定することを可能にする（自動類型化）。結果としての類型化は、転じて、ポペット弁の動作または活動の開始時に、ポペット弁の或る一定の必要な初期設定（たとえば、公差範囲およびサービス区間の初期設定）を遂行するため、本発明に従って使用され得る。
【００６７】
ドライブ２の上に配列された本発明の変位測定デバイス３．３によって（図１ａ、図１ｂ）、ポペット弁１００（１１０、１２０、１３０、１４０）の変位ｈ（ＦＡ）は、図５で示され、そして上記で解明されたように、時間の関数として間接的に決定され得る（ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ））。ポペット弁１００の制御ユニット２ａ（図１、図２）の中に好ましくは配列された普通の変位測定デバイスを使用して、変位曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）と同時に決定された変位曲線ｈ＝ｆ（ｔ）は、２つの曲線の間の驚異的な対応を顕現する。開放位置ＯＳへの到達（変位位置ｂ）または開放位置ＯＳからの離脱（変位位置ｃ）は、それぞれ変位曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）における有意の突然の変化によって表示される。この変化は、ドライブ２におけるドライブピストン２．４およびハウジングジャケット２．１間の金属接触条件によって解明される。閉鎖位置ＳＳも変位曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）から明瞭に検出できるから（変位位置ａおよびｄ）、ポペット弁１００の閉鎖時間ｔ１および開放時間ｔ２は、本発明の変位測定デバイス３．３を使用する追加の診断ステップのために自動的に決定され得る。
【００６８】
新しい無傷の弁座シール１６＊を有する遮断弁１１０について曲線が決定された場合、第１のランタンクロス部材４ａで測定された図３の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）を、たとえば、直接に測定された図５の変位・時間曲線ｈ＝ｆ（ｔ）に関連づけた結果は、図６で示される。破断されていない力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）は、図６ａ、図６ｂ、および図７の全ての追加の関連曲線と同じく反時計回りに走行する。
【００６９】
この遮断弁１１０が、同じ測定および評価条件のもとで、部分的に除去された弁座シール１６＊を装備されるならば、図６ａで観察され得る力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）が生じる。弁座シール１６＊なしに切り換えられる遮断弁１１０は、同じ測定および評価条件のもとで、図６ｂで示される力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を顕現する。
【００７０】
新しい無傷の弁座シール１４、１６を有する図２の両座弁１２０、１３０の場合、本発明の測定デバイス３．１、３．２は、上記の測定および評価条件のもとで変位の経路を直接測定することによって、図７に示される力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を産出する。割り当てられた弁座シール１４、１６を有する閉鎖要素６、８が、それぞれ弁座面１０、１２へ入ること、ならびに、それぞれ弁座面から出ることは、特性曲線の中で驚異的に明瞭に描写される。図６ａおよび図６ｂに従った結果を考慮すると、弁座シール１４または１６が部分的または完全に除去されたときの弁座シール１４、１６の状態、調整棒６ａ、８ａの貫通の摩擦比、閉鎖位置ＳＳおよび完全開放位置ＯＳへの完了、および弁座洗浄用両座弁１３０の場合に、弁座が掃除されている間のギャップによる弁座面１２および１４の開放、したがって、それについて要求される部分的変位の完了が、本発明の診断方法の助けによって検出および診断され得る。
【００７１】
新しい弁座シールを有して正常に機能する無傷の新しい弁に関する図３〜図６および図７の測定曲線（ポペット弁１００の正常な動作状況）は、損傷した弁座シールおよび／または損傷した棒の貫通を有するポペット弁１００の測定曲線（図６ａ、図６ｂ）とは、多かれ少なかれ有意に異なる。差異は有意であり、本発明に従って提案される比較規準を使用して明白および再現的に検出され得る。さらに、全体のポペット弁１００、特に弁座シールおよび／または相互に作用する部品の、特に腐食からの摩耗、空洞化、浸食または機械的損傷は、測定曲線を使用して同定され得ることが結論され得る。たとえば、サービス時間も予測され得る。
【００７２】
ポペット弁１００の状態の診断に加えて、ポペット弁１００の閉鎖要素８＊または閉鎖要素６、８での圧力サージおよび衝撃が検出および記録され得る。これは、さらに、ポペット弁１００が使用されるプロセスシステムのプロセス進捗のモニタリングを許す。
【００７３】
切り換えサイクルからの力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を比較するとき、弁座シール８＊、６、８での圧縮仕事Ｗ１２または減圧仕事Ｗ２１を表す上述の面積分の比較規準を使用することが、特に有用である。力・変位曲線Ｆ２（ｈ）のもとで面積分を形成し、偏差を特定することによって、ポペット弁１００への損傷が同定され得る。というのは、面積分での前述した差異は有意だからである。
【００７４】
使用される略語の参照番号のリスト
遮断（両シール）および両座弁
１００              従来のポペット弁
１１０              ポペット弁（１つの閉鎖要素、１つの弁座シール）
１２０              両座弁（２つの独立に作動可能な閉鎖要素、各々は１つの弁座シールを有する）
１３０              弁座洗浄用両座弁（１２０と比較して、各々の閉鎖要素について別々に制御可能な追加の部分的開放位置を有する）
１４０              両座弁（間隔を空けられた２つの弁座シールを有する１つの閉鎖要素）
１                  弁ハウジング
１ａ                第１の弁ハウジング部分
１ｂ                第２の弁ハウジング部分
２                  ドライブ（加圧媒体を供給されるスプリング・ピストン・ドライブ）
２．１              ハウジングジャケット
２．２              第１のハウジング面
２．３              第２のハウジング面
２．４              ドライブピストン
２．５              スプリング
２．６              ピストン棒
２ａ                制御ユニット
２ｂ                従来の評価ユニット
２ｂ．１            内部評価ユニット
２ｂ．２            外部評価ユニット
３                  従来の測定デバイス（力・時間および／または変位・時間曲線を決定する）
３．１              第１の測定デバイス
３．２              第２の測定デバイス
３．３              変位測定デバイス
４                  ランタンハウジング
４ａ                第１のランタンクロス部材
４ｂ                第２のランタンクロス部材
Ｄ                  加圧媒体
ＤＳ                従来の膨張センサ
ＤＳ１              第１の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ２              第２の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ３              第３の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ４              第４の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ５              第５の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ６              第６の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
Ｆ１                作動力（作用力）
Ｆ１（ｔ）          時間ｔの関数としての作動力Ｆ１（作動力Ｆ１の力・時間曲線）
Ｆ１（ｈ）          変位ｈの関数としての作動力Ｆ１（作動力Ｆ１の力・変位曲線）
Ｆ１ｏ              閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における作動力Ｆ１
Ｆ２                反力
Ｆ２（ｔ）          時間ｔの関数としての反力Ｆ２（反力Ｆ２の力・時間曲線）
Ｆ２（ｈ）          変位ｈの関数としての反力Ｆ２（反力Ｆ２の力・変位曲線）
Ｆ２ｏ              閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における反力Ｆ２
Ｆ２ａ              第１の反力成分
Ｆ２ａｏ            閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における第１の反力成分
Ｆ２ａ（ｔ、ｈ）    時間ｔまたは変位ｈの関数としての第１の反力成分
Ｆ２ｂ              第２の反力成分
Ｆ２ｂｏ            閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における第２の反力成分
Ｆ２ｂ（ｔ、ｈ）    時間ｔまたは変位ｈの関数としての第２の反力成分
Ｆ３                摩擦力（調整棒８ａ＊の貫通での）
Ｆ４                流れおよび／または圧力による力（閉鎖要素８＊の上）
Ｆ５                密封力（弁座シールの反力）
Ｆ６                加圧媒体力
ＦＶ                スプリング事前張力（ｈ＞０の場合）
ＦＶｏ              最小スプリング事前張力（ｈ＝０の場合）
ＦＡ                ドライブ膨張力（ハウジングジャケット２．１の上）（ＦＶｏおよび０＜ｈ≦Ｈに対して超過；ＦＡ＝ＦＶ−ＦＶｏ）
ＦＡ（ｔ）          時間ｔの関数としてのドライブ膨張力
Ｈ                  開放変位（完全開放位置）
ＯＳ                開放位置（ｈ＝Ｈ）
ＳＳ                閉鎖位置（ｈ＝０）
Ｗ１２              変位区間Δｈ＝ｈ１−ｈ２での圧縮仕事
Ｗ２１              変位区間Δｈ＝ｈ２−ｈ１での減圧仕事
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ  変位位置
ｈ                  変位（ｈ＝０およびｈ＝Ｈ間の変位）
ｈ（ｔ）            時間ｔの関数としての変位ｈ（変位・時間曲線）
ｈ（ＦＡ）          ＦＡから決定された変位ｈ
Δｈ                弁座シールの変形経路、変位区間（Δｈ＝ｈ１−ｈ２）
ｔ                  時間
Δｔ                時間区間
ｔ１                開放時間
ｔ２                閉鎖時間
ｙ                  ｙ軸（上方（＋）ｙ方向）
遮断弁１１０、（両シール弁１４０）
８＊                閉鎖要素
８ａ＊              調整棒
１２＊              弁座面
１６＊              弁座シール
（１６．１＊）      第１の弁座シール
（１６．２＊）      第２の弁座シール
両座弁１２０、１３０
２．７              第２のスプリング
６                  第１の閉鎖要素
６ａ                第１の調整棒
７                  漏れ空洞
８                  第２の閉鎖要素
８ａ                第２の調整棒（中空棒）
１０                第１の弁座面
１２                第２の弁座面
１４                第１の弁座シール
１６                第２の弁座シール
１８                中間シール
Ｆ１．１            第１の作動力（第１の閉鎖要素６）
Ｆ１．２            第２の作動力（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．１            第１の反力（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１（ｔ、ｈ）  時間ｔまたは変位ｈの関数としての第１の反力
Ｆ２．１ａ          第１の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１ｂ          第２の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１ａ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第１の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１ｂ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第２の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．２            第２の反力（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２（ｔ、ｈ）  時間ｔまたは変位ｈの関数としての第２の反力
Ｆ２．２ａ          第１の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２ｂ          第２の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２ａ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第２の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２ｂ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第１の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ３．１、Ｆ３．２  摩擦力（調整棒６ａ、８ａの貫通での）
Ｆ４．１、Ｆ４．２  流れおよび／または圧力による力（閉鎖要素６、８の上）
Ｆ５．１、Ｆ５．２  弁座シール１４、１６の反力
【図１】
2013545040.tif 000010
【図１ａ】
2013545040.tif 000011
【図１ｂ】
2013545040.tif 000012
【図２】
2013545040.tif 000013
【図３】
2013545040.tif 000014
【図４】
2013545040.tif 000015
【図４ａ】
2013545040.tif 000016
【図５】
2013545040.tif 000017
【図６】
2013545040.tif 000018
【図６ａ】
2013545040.tif 000019
【図６ｂ】
2013545040.tif 000020
【図７】
2013545040.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポペット弁の診断方法に関する。この方法によって、ポペット弁のドライブによって生成された作用力を表す作動力が、ポペット弁の少なくとも１つの閉鎖要素について力・時間曲線の形態で測定される。作動力は、直接またはポペット弁の中の作動力から生じる反力から測定される。ここで、作動力または反力は、それらから引き起こされた膨張変形を測定することによって決定され、作動力または反力の測定された現在の力・時間曲線が保存されて評価に供される。ポペット弁は、具体的には遮断弁、両シール弁、両座弁、または弁座洗浄用両座弁である。スプリング・ピストン・ドライブは、好ましくは、これらの弁のドライブとして機能する。ドライブは加圧媒体、好ましくは、圧縮空気が供給される。そのようなドライブは、スプリングが閉鎖要素およびその弁座面を閉鎖するか開放し（遮断弁、両シール弁）、または双方の閉鎖要素およびそれらのそれぞれの割り当てられた弁座面を閉鎖するか開放する（両座弁）ように働く。両側に加圧媒体が供給される二重作用ピストンを有するドライブも含まれる。
【背景技術】
【０００２】
単一の閉鎖要素を有するポペット弁として設計された遮断弁の場合（今後、この実施形態は「遮断弁」の設計に限定される）、閉鎖要素の上に配列された弁座シールは、割り当てられた弁座面の上で変位の方向に作用する。弁座面は、変位の方向と垂直に整列され得る。この場合、「軸方向作用弁座シール」の表現が使用される（圧力係合されるシール）。しかしながら、弁座シール上へ弁座面によって付与される反力が、軸方向および径方向作用の密封力を生成するように、弁座面の円錐設計が可能である（圧力および滑動係合されるシール）。しかしながら、閉鎖要素は、弁座シールを有する弁ピストンとしても設計され得る。弁座シールは、弁ピストンの横面に配列され、径方向事前張力のもとで円筒形弁座面に沿って滑動する（滑動係合されるシール）。
【０００３】
上記のシール構成は、両シール弁（および弁座洗浄用）両座弁へ等しく移転可能である。前述した遮断弁とは対照的に、両シール弁として理解される他の遮断弁は、２つの弁座シールを有する単一の閉鎖要素を有する。２つの弁座シールは、相互から或る軸方向距離、すなわち、変位の方向にあり、それら自身の間で、割り当てられた弁座面および閉鎖要素と協力して漏れ空洞を包囲し、漏れ空洞は少なくとも１つの接続通路を介して両シール弁の周囲区域へ接続される。
【０００４】
（弁座洗浄用）両座弁は、２つの独立に作動可能な閉鎖要素を有する。これらの閉鎖要素は、それら自身の間で漏れ空洞を包囲する。漏れ空洞は、少なくとも１つの接続通路を介して両座弁の周囲区域へ接続される。各々の閉鎖要素は、１つの割り当てられた弁座面を有する。開放移動の間、まず、独立駆動閉鎖要素が開放し、その開放移動が継続するにつれて、他の閉鎖要素と接触するようになり、前記他の閉鎖要素を同時に開放位置へ移転する。したがって、ステップの前述した系列は閉鎖プロセス中に逆転する。両座弁と弁座洗浄用両座弁との差異は、割り当てられたドライブが、別々に制御可能な２つの閉鎖要素を部分的開放位置へ移転し得ることだけである。
【０００５】
閉鎖要素は、割り当てられた調整棒によって、上記で概説されたドライブのドライブピストンへ接続される。両座弁の場合、独立に駆動される閉鎖要素のみが、ドライブ内のドライブピストンへ固定接続されるが、依存して駆動される閉鎖要素は、独立に駆動される閉鎖要素に関して相対的に移動できるように配列され、初期スプリング張力のもとで、独立に駆動される閉鎖要素に当接する。閉鎖要素およびシール構成に関して、好ましくは、今日、弁座円板として機能する２つの閉鎖要素を有する両座弁（第１種の両座弁）、または弁座円板として形成された１つの閉鎖要素および弁ピストンとして形成された１つの閉鎖要素を有し、弁ピストンが、独立に駆動される閉鎖要素を表す両座弁（第２種の両座弁）が使用される。
【０００６】
本発明の背景
次の事項に関するポペット弁の状況、すなわち、
・調整棒のハウジング貫通での摩擦挙動、
・包囲要素または閉鎖要素に作用する圧力および流れの力、
・弁座シールの状況、
・ドライブ（特に、スプリングおよびドライブピストンの完全性）、および
・他の状況パラメータ、
は、調整棒の作動力（作用力）の係合へ特に反映される。
【０００７】
静圧（超過圧力、過小圧力）および／または動圧（流入量）から構成される圧力および流れの力は、ポペット弁が配列されたプロセスシステムの正規の動作中に生じる計画された力を含む。しかしながら、圧力および流れの力は、さらに、計画されない力、たとえば、それぞれの流体を供給される弁ハウジングの中の圧力サージまたは衝撃を含む。これらの計画されない力は、計画された力の何倍も超過し、関連する閉鎖要素、したがって閉鎖要素に固定接続された調整棒に影響を与える。計画されない力は、さらに、いわゆる圧力釣り合いピストンによって大きく補償されない限り、ドライブ内の力の相互作用および平衡に影響し、または閉鎖要素の弁座面からの対応する対向力を受ける。
【０００８】
取り付け物の中のスピンドル力を測定する測定システムは、ＤＥ２９８１１１１５Ｕ１で説明されている。その中では、特に、
・力センサが、作用するスピンドル力の方向の位置に摩擦接合されて配列される。
・力センサは、ひずみゲージであり得る。
・力センサは、たとえば、取り付け物とドライブとの間で、スピンドルの上またはフランジの中の接続ネジの上に搭載される。
【０００９】
力センサとして機能するひずみゲージに加えて、公知の測定システムは、較正測定デバイスを有する。力センサは、較正測定デバイスを用いて較正される。較正測定デバイスは、システムが動作している間は除去される。説明された測定システムの目的は、ＷＯ９６／３０６８４Ａ１の中の測定手順に最適な測定システムを提供することである。ＷＯ９６／３０６８４Ａ１において、スピンドル力は現場で測定され、時間信号を解析する手順を使用して評価され、さらに、スピンドル力が連続的に測定されることを可能にする。
【００１０】
スピンドル／ナットシステムによって駆動される弁のスピンドル力を、どのようにして測定するかの具体的解法は、較正測定デバイスとの関連でのみ開示される。その他には、取り付け物とドライブとの間でフランジ上の接続ネジへ搭載され得る力センサが記載されているだけである。そのような配列が、たとえば、弁座シール内の欠陥、摩耗または腐食した棒の貫通、不完全閉鎖、開放または部分的開放位置（弁座洗浄）、または圧力サージを確実に検出するのに適しているかどうかは、開示、論述、または示唆されていない。力・移動曲線に基づく診断方法は、ＵＳ４８８２９３７Ａから公知である。複数の巻き線を有するコイルから基本的に構成されるセンサの中の弁棒の移動は、弁ピストンの軸方向移動のスピードに比例する応力を誘起する。それに従ってスピード・時間曲線が決定され、同様に測定されたスピード・時間曲線と結合される。弁棒の作動力は、直接には測定されない。その代わりに、適切なセンサが、弁ハウジングとドライブとの間の接続ハウジングの中で生起して弁ピストンの作動移動を引き起こす作動力の反力を測定する。加圧媒体を供給されるスプリング・ピストン・ドライブを有するポペット弁の実用的診断方法およびそれを遂行する測定デバイスを達成する具体的解法は、前述した先行技術において、結果として開示されていない。前述した先行技術は、さらに、取得された測定信号から、そのような情報をどのようにして収集するかの表示および示唆を開示していない。
【００１１】
最新技術に基づいて、本発明の目的は、一般的タイプのポペット弁の診断方法を提供することである。この方法によって、ポペット弁の状況は、たとえば、
・調整棒の貫通での摩擦挙動、
・弁座シールの状況、
・相互に作用する部品への機械的損傷（たとえば、ドライブ内のスプリング；スプリング故障）、
・切り換えサイクル中の閉鎖要素の変位位置、および／または
・進行中の動作における圧力サージまたは衝撃の生起などの事象、
に関して連続的にモニタされ、測定信号が保存され、保存された測定信号が有用に解釈され、損傷の早期通知が提供される。さらに、本発明の目的は、診断手順を遂行する測定デバイスを提示することである。前述した状態および事象は、この測定デバイスによって確実および再現的に検出され得る。
【００１２】
技術的背景
本発明がさらに解明される前に、最初に、遮断弁および両座弁が切り換えられるときの基本的な力の関係が下記で説明される。基本的な力の関係は、ポペット弁の状態に関連する力・時間曲線または力・変位曲線を、作用力として機能する作動力の形態またはポペット弁の中の作動力によって生成される反力の形態で検出することを可能にする。ポペット弁１００を閉鎖するプロセスでの力の関係は、例として、スプリング閉鎖遮断弁１１０（図１）およびスプリング閉鎖両座弁１２０（図２）の中の関係として説明される。
【００１３】
遮断弁（図１）
図面の図１は、遮断弁１１０の切り換えサイクル中の力の相互作用を示す。ここでは、切り換えサイクルにおける閉鎖位置ＳＳまでの閉鎖プロセスが考察される（（−）ｙ方向への変位移動）。閉鎖位置ＳＳにおいて、弁座シール１６＊は、単一の閉鎖要素８＊の上、したがって調整棒８ａ＊の上に、（＋）ｙ方向の密封力Ｆ５を作用する。例として選択された閉鎖プロセス中に、摩擦力Ｆ３は、弁ハウジング１の第２の弁ハウジング部分１ｂを通る調整棒８ａ＊の貫通で、すなわち、案内リング（図示されていない上方リング）および棒シール（図示されていない下方リング）の中で、（＋）ｙ方向に作用を継続する。さらに、適用可能であれば、流れおよび／または圧力による力Ｆ４が、第２および第１の弁ハウジング部分１ｂ、１ａで、閉鎖要素８＊の上へ（＋）ｙまたは（−）ｙ方向に作用する（過小圧の場合の吸引を含む静圧、動圧、全体圧、圧力サージ）。ランタンハウジング４の上端の下にある調整棒８ａ＊の力の平衡から、調整棒８ａ＊の上に作用する作動力Ｆ１について、次のことが結果として生じる（力の、正の上方への方向は＋ｙ）。
【数１】
2013545040.tif 000022
【００１４】
弁棒８ａ＊の作動力Ｆ１（作用力；式（１ａ））は、一般的に調整棒８ａ＊に対する閉鎖プロセスでの圧縮力である（棒摩擦Ｆ３は（＋）ｙ方向に作用する）。この結果において、流れ力Ｆ４の影響は考慮されない。
【００１５】
開放プロセス中に、力のそれぞれの方向は、密封力Ｆ５と並んでかつ密封力Ｆ５を含んで上方へ逆転する。密封力Ｆ５は閉鎖要素８＊の上に作用し、弁座シール１６＊が、割り当てられた弁座面１２＊に対して押圧されている限り、（＋）ｙ方向に作用を継続する。この結果において、流れ力Ｆ４の影響も考慮されない。
【００１６】
ドライブ２と弁ハウジング１との間の作用力としての作動力Ｆ１は、特に閉鎖要素８＊が弁座面１２＊へ入出するときの閉鎖要素８＊と弁座面１２＊との間の相互作用において、ランタンハウジング４の中で特に明瞭に、対向力、すなわち、反力Ｆ２を受ける。ランタンハウジング４は、弁ハウジング１とドライブ２との間で固定接続を確立する。好ましい実施形態において、ランタンハウジング４は、２つの接続バー、２つのランタンクロス部材４ａ、４ｂから構成される。これらは相互に直径方向に対向して配列される。ドライブ２の下、すなわち、ランタンハウジング４の上端の下における作用力Ｆ１の各々の変化は、ランタンハウジング４の中で、それぞれの対向反力Ｆ２を受ける。ランタンハウジング４によって保持される（（＋）ｙ方向）弁ハウジング１の中で、力の平衡について次が当てはまる（式（２）、（２ａ））。
【数２】
2013545040.tif 000023
【００１７】
ドライブ内で調整棒８ａ＊の上に作用している力は、ランタンハウジング４の中で対向力を生成しない。それらの力はドライブ２の中で完全に補償される。閉鎖プロセス中に、圧力による力は調整棒８＊の上に作用し、引張力はランタンハウジング４の上に作用する。開放プロセス中に、もはや密封圧力が存在しなくなると、応力の方向は対応して逆転し、閉鎖要素８＊は、（＋）ｙ方向の摩擦力Ｆ３を克服する流れ力Ｆ４を受けない。
【００１８】
次が、さらに、当てはまる。
・遮断弁１１０の閉鎖位置ＳＳにおいて、閉鎖要素８＊は、ドライブ２の中に提供されたスプリング２．５（図１ａ、１ｂ）の最小事前張力ＦＶｏによって、弁座シール１６＊、したがって、弁座面１２＊と当接する。この作用および作動力Ｆ１は、調整棒８ａ＊の中の圧縮力として表現される。ランタンハウジング４において、それは等しい大きさの引張力の形態で反力Ｆ２を生成する（遮断弁１１０の中でドライブ２の下に力の平衡を確立するため）。
・遮断弁１１０が開放されれば、弁座領域のこれらの力は相対的に短い経路にわたって減少し、弁座シール１６＊を緩和する。弁座面１２＊が離脱された後、もはや力が閉鎖要素８＊の上に付与されなくなると（この単純化は、この時点で結果を示すためだけに提供される）、ランタンハウジング４は、けん引力または圧力による力から解放される。スプリング２．５（図１ａ、図１ｂ）からの事前張力ＦＶのもとでの、制御されるドライブ２の力の必要な平衡は、ドライブ２の中に生成される。事前張力ＦＶは、閉鎖位置ＳＳでの原初の最小事前張力ＦＶｏよりも大きい。
・追加の摩擦力Ｆ３が、たとえば、弁ハウジング１を通る調整棒８ａ＊の貫通で調整棒８ａ＊の上に作用するか、追加の流れ力Ｆ４が、閉鎖要素８＊の上、ゆえに調整棒８ａ＊の上に作用するならば、これらの力はランタンハウジング４の中の反力Ｆ２を必然的に減衰する。
・ランタンハウジング４の上の力の最も有意の付与は、閉鎖要素８＊および弁座シール１６＊が弁座面１２＊へ入出するときに生起する。ここで、高々、スプリング２．５の最小事前張力ＦＶｏが、遮断弁１１０の閉鎖位置ＳＳでランタンハウジング４の中に生成される。他の前述した力は、力のこの相互作用とオーバラップし得る。
【００１９】
両座弁（図２）
上記で解明された遮断弁１１０における力の相互作用および平衡に関する同じ考慮が、図２の両座弁１２０、１３０として設計され、ＥＰ１５２９１７６Ｂ１から公知の閉鎖要素および弁座構成および結果の移動運動学を有するポペット弁１００（第１タイプの両座弁）、または弁ピストンとして設計された独立に駆動される第１の閉鎖要素、および弁座円板として設計された第２の依存的に駆動される閉鎖要素を有する第２のタイプの両座弁（ＤＥ１９６０８７９２Ｃ２）へ適用される。しかしながら、２つのタイプの両座弁の作動力および反力曲線は、割り当てられた弁座面へ閉鎖要素が入出するとき有意に異なる。これらの差異は、関連する測定結果を参照して下記でさらに解明される。
【００２０】
両座弁１２０、１３０（図２）は、スプリング閉鎖ドライブ２によって独立に駆動される第１の閉鎖要素６、およびドライブ２によって依存的に駆動される第２の閉鎖要素８を有する。閉鎖要素６、８は、それらの間の漏れ空洞７を包囲する。ここで、たとえば、中空棒として設計されて第２の閉鎖要素８へしっかりと接続された第２の調整棒８ａは、第１の調整棒６ａに当接する。第１の調整棒６ａは、第２のスプリング２．７の事前張力のもとにあり、中空棒８ａを通って同心的に案内され、第１の接続要素６へしっかりと接続される。閉鎖位置における第１の閉鎖要素６の第１の弁座シール１４は、ドライブ２の中のスプリング２．５によって、割り当てられた第１の弁座面１０に対して押圧され、第２の閉鎖要素８の第２の弁座シール１６は、第２のスプリング２．７によって、割り当てられた第２の弁座面１２に対して押圧される。
【００２１】
遮断弁１１０における力の相互作用の上記の説明は、任意の要素６、８へ制限なく移転され得る。というのは、それらの各々の上に、匹敵する初期力（Ｆ３．１、Ｆ３．２；Ｆ４．１、Ｆ４．２；Ｆ５．１、Ｆ５．２）が付与され得るからである。２つの閉鎖要素６、８の間に中間シール１８が配列される。中間シール１８は、第１の閉鎖要素６の部分的変位の後に、図２の閉鎖位置ＳＳから進行する第１の閉鎖要素６の開放移動中に第２の閉鎖要素８と係合し、後続の継手開放（ＯＳ）または部分的開放位置で係合したままであるが、図２の閉鎖位置ＳＳでは非係合のままである。したがって、２つの閉鎖要素６、８は、中間シール１８の変形条件のもとで、開放および閉鎖移動から構成される切り換えサイクルの過程で結合および減結合される。
【００２２】
図２で示されるように、力の釣合いおよび力の平衡は、各々の閉鎖要素６、８について、式（１ａ）に対応する次の結果を用いて説明され得る（式（３）、（４））。
第１の閉鎖要素６：
【数３】
2013545040.tif 000024
第２の閉鎖要素８：
【数４】
2013545040.tif 000025
【００２３】
したがって、ランタンハウジング４の下のピストン棒２．６における力の平衡について、次のことが当てはまる。ここで、第１の作動力Ｆ１．１および第２の作動力Ｆ１．２は結合されて作動力Ｆ１を形成する。
【数５】
2013545040.tif 000026
【００２４】
式（２ａ）を用いると、ランタンハウジング４の中の反力Ｆ２について、次のことが当てはまる。
【数６】
2013545040.tif 000027
【００２５】
各々の制御要素６、８の弁座面１４、１６は、他方から独立して、割り当てられた弁座面１０、１２へ入出するという事実に起因して、式（６）の結果は２つの閉鎖要素６、８の動作および状況の条件を選択的に診断できることを示す。両座弁についての上記の診断アプローチによって、独立発明が確立される。
【発明の概要】
【００２６】
本発明の目的は、請求項１の特徴を有する診断方法によって達成される。方法の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。診断方法を遂行する測定デバイスは、独立請求項８の主題である。測定デバイスの有利な実施形態は、後続の従属請求項の主題である。特別のポペット弁について診断方法を使用することおよびこれを遂行する測定デバイスを使用することは、請求項１１から１４の主題である。
【００２７】
提示された目的を達成する診断方法は、作動力のスピード・時間曲線Ｆ１（ｔ）または反力のスピード・時間曲線Ｆ２（ｔ）と同時に、少なくとも１つの閉鎖要素の変位ｈの変位・時間曲線ｈ（ｔ）を測定することを提供し、作動力および反力のスピード・時間曲線および変位・時間曲線は、相互に結合され、それらから作動力の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）または反力の力・変位曲線Ｆ２（ｈ）が計算される。ポペット弁の動作または活動中に、このようにして決定された切り換えサイクルについて、作用力として機能する作動力の現在の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）または反力の現在の力・変位曲線Ｆ２（ｈ）が、保存された早期の力・変位曲線と比較される。本発明に従った比較から、偏差の指定された公差範囲の中の受容される偏差が決定されるか、指定された公差範囲が偏差によって超過されるときメッセージおよび／または制御信号を生成する偏差が決定される。割り当てられた調整棒の中で上記の解明された力の相互作用を与えられる作動力を記録する場所は、ランタンハウジングの領域でドライブから出る調整棒の出口と閉鎖要素との間の、どこかにある。反力の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）が診断方法の中で使用されるならば、反力を記録する場所は、調整棒を取り巻く領域にあり、ドライブと弁ハウジングとの間にある。診断方法を遂行する測定デバイスの実施形態で提供されるように、この記録場所は、有利には、反力の流れが案内されねばならないランタンハウジングの軸受け領域の上または中にある。しかしながら、反力の記録場所は、さらに、ランタンハウジングと弁ハウジングとの間、またはランタンハウジングとドライブとの間の接続点に位置決めされ得る。ここで、接続点における接続手段自体も、任意的な場所として使用され得る。力は力センサによって直接測定されず、膨張センサを使用して、作動または反力によって生成された膨張変形を測定することによって間接的に測定される。膨張センサは、たとえば、好ましくは、いわゆるひずみゲージとして具体化される。
【００２８】
本発明に従った比較では、偏差の指定された公差範囲の中の受容される偏差が決定されるか、指定された公差範囲が超過されたとき、摩耗、サービス、または損傷メッセージの形態のメッセージ（音響または視覚出力、印刷出力、など）および／または制御信号を生成する偏差が決定される。
【００２９】
上記で説明したやり方で変位を決定することは、設計するのに複雑であり、前述した制御ユニットの形態の中で、追加の設置高さが要求される。変位の決定を簡単にするため、本発明は、ポペット弁の中の間接表現物理量によって変位を決定することを提案する。ここで、生成された変位によってドライブ内の適切な場所で引き起こされた膨張が、物理量として使用される。膨張を測定するためには、前述した膨張センサが使用され得る。ドライブの変位の生成中にドライブを膨張する力は、スプリング・ピストン・ドライブの事前張力から生じる。これらの力は、スプリングによって十分に反映される。一度、スプリング特性（一般的にはフックの曲線）が知られると、決定された膨張力、したがって閉鎖要素の変位位置から、スプリング経路が計算され得る。
【００３０】
力・時間曲線Ｆ１（ｔ）またはＦ２（ｔ）を用いる診断と比較して、力・変位曲線Ｆ１（ｈ）またはＦ２（ｈ）を用いる診断の利点は、有意の事象および状態変化が、ポペット弁のそれぞれの変位位置へ直接割り当てられ、ゆえに、時間ベースの割り当てよりも、はるかに容易に解釈され得ることである。加えて、現在および早期の曲線を直接比較しながら、力・時間曲線を評価することは困難である。というのは、ポペット弁の状態変化に帰属させられず、むしろ、たとえば、外部の影響へ帰属させられるポペット弁の動作中の異常な環境は、変位・時間曲線の時間軸を長くするか短くし得るからである。
【００３１】
変位・時間曲線ｈ（ｔ）を決定すること自体は、直接の変位測定によって、それぞれの変位ｈを決定するためと知られている。この文脈において、たとえば、弁ハウジングに対面しないドライブ側に配列された制御ユニットの中に収容された連続動作位置表示器によってポペット弁の現在位置を記録することは公知である。これによって、閉鎖要素の変位位置は、一般的に、ドライブを通って制御ユニットの中へ案内される閉鎖要素の調整棒によって表示される。ここで、位置表示器は、調整棒の変位位置を検出し、変位に比例した測定信号を供給する。関連した変位測定システムは、たとえば、ＷＯ０２／０９３０５８Ａ１またはＥＰ１３８７９７５Ｂ１の中で説明されている。
【００３２】
できるだけ簡単に構成されて均一の初期条件を保証する切り換えサイクルを比較するため、時間系列での切り換えサイクルは、少なくとも閉鎖位置、開放移動、開放または部分的開放位置、および／または少なくとも開放または部分的開放位置、閉鎖移動、および閉鎖位置から構成されることが提案される。
【００３３】
比較自体に関しては、本発明は３つの好ましい変形を提案する。第１の変形は、ポペット弁の動作または活動のスタート時に測定され受容された切り換えサイクルが、それぞれ比較に使用されることを提供する。これは、たとえば、新しいポペット弁の切り換えサイクル、または特定の明瞭に限定されたブレークイン段階の後の切り換えサイクルであり得る。第２の変形は、測定された現在の切り換えサイクルが、最後の測定および受容されたサイクルと常に比較されることを提案する。加えて、本発明に従った公差範囲は、最後の測定および受容された切り換えサイクルを用いて十分にシフトされ得る。このようにして、診断されるポペット弁の状態変化から発生しないポペット弁内の変化（たとえば、整定または温度関連変形）が補償され、誤りまたはメンテナンスメッセージまたは不所望の制御信号が生成されない。
【００３４】
方法の第３の変形は、測定された現在の切り換えサイクルを、最も最近に測定され、受容された切り換えサイクルの所定の数の平均と比較することによって、比較される量のデータベースを向上させる。この平均は、いわゆる算術平均または幾何平均であり得る。いわゆる「浮動」平均を使用することも有利である。この平均では、最後の測定された切り換えサイクルが、それぞれの平均化の中で組み込まれ、最も古い切り換えサイクルが廃棄される。このタイプの平均化は、上記で説明された方法の第２の変形に関連づけられる公差範囲のシフトと同じ効果を有する。
【００３５】
本発明は、さらに、上記の説明された診断方法の文脈において、作動力の力・時間曲線Ｆ１（ｔ）または反力の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）を比較するとき、または作動力の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）または反力の力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を比較するとき、比較のそれぞれの所定の離散的点における曲線の勾配または曲率または値を使用すること、および／または所定の離散的時間または経路区間Δｔ、Δｈにおける曲線の少なくとも値または面積分の変化を使用することを提案する。所定の変位区間Δｈにおける力・変位曲線Ｆ１（ｈ）、Ｆ２（ｈ）のもとでの面積分は、特に有用である。すなわち、弁座シールが、割り当てられた弁座面に入っているとき、これは変形Δｈ＝ｈ１−ｈ２の経路に沿った圧縮仕事、すなわち、下記の数式のＷ１２であり、そこから出ているとき、それは変形Δｈ＝ｈ２−ｈ１の経路に沿った弁座シールでの減圧仕事Ｗ２１である。無傷の弁座シールは、部分的、半分、または完全に引き出された弁座シールとは異なる圧縮または減圧仕事を生成する。
【数７】
2013545040.tif 000028
【００３６】
本発明に従った診断方法は、使用されるべきポペット弁設計を同定するのに適している。これは、ポペット弁の動作または活動の開始時における作動力または反力の力・変位曲線Ｆ１（ｈ）、Ｆ２（ｈ）を使用し、ポペット弁の設計を同定することによって行われ、このようにして具体化されたポペット弁は、次いで設定および／またはモニタリングデータを用いて予備調整へ供される。下記で図示および解明される測定曲線が顕現するように、各々のポペット弁設計は、類型化に適した切り換えサイクル中に、有意、再現可能、唯一無二の力・時間曲線または力・変位曲線を有する。
【００３７】
診断方法を実行するため、本発明は、弁ハウジングの中に少なくとも１つの閉鎖要素を有するポペット弁の上に配列された測定デバイスを提案する。ここで、弁ハウジングは、ランタンハウジングを介してドライブへ強固に接続され、ドライブは、加圧媒体を供給されるスプリング・ピストン・ドライブとして設計され、ドライブによって作動可能な少なくとも１つの調整棒が、少なくとも１つの閉鎖要素のために提供され、測定デバイスに配置された評価デバイスがポペット弁上に配列されている。ランタンハウジングの中で作動力によって生成された反力を測定することが有用であり、特に非常に実用的であることが証明された。本発明によれば、測定デバイスは、少なくとも１つの膨張センサによって形成された少なくとも１つの第１の測定デバイスから構成され、ランタンハウジングの上に配列され、評価ユニットへ接続されることが提案される。反力は、明瞭に識別可能であり、幾何学的に非常に単純なハウジングの中で、測定のためにアクセスすることが非常に容易である。
【００３８】
さらに、変位・時間曲線ｈ（ｔ）を間接に測定するため、変位測定デバイスが提供される。変位測定デバイスは、ドライブのハウジングジャケットの上または中に配列され、少なくとも１つの追加の膨張センサによって形成され、評価ユニットへ接続される。ここで、ドライブ膨張力は、ハウジングジャケットの中に存在し、スプリングの事前張力から反力として生成される。スプリングは、ドライブのドライブピストンをリセットする。変位測定デバイスは、ハウジングジャケットの上に配列され、デバイス膨張力を測定するように設計される。
【００３９】
スプリングの知られたスプリング特性によって、測定されるドライブ膨張力、膨張力それ自体、およびスプリング経路の間に、一層明瞭な関係が確立され、閉鎖要素の変位位置が、それに対応して決定され得る。上記の提案された特徴を有する変位測定デバイスは、独立発明を確立する。
【００４０】
ランタンハウジングは、一般的に、第１のランタンクロス部材、および、これに対向する第２のランタンクロス部材の形態で設計され、測定されるべき反力は、所与の製造および動作条件のもとでは双方のランタンクロス部材へ一様に分配されないので、本発明に従った測定デバイスが双方のランタンクロス部材の中に配列されるとき、反力の測定品質は有意に改善される。したがって、本発明は、ランタンハウジングが第１のランタンクロス部材、および、これに対向する第２のランタンクロス部材を有すること、第１の測定デバイスが第１のランタンクロス部材の上に配列されること、および第２の測定デバイスが提供されることを提案する。第２の測定デバイスは、少なくとも１つの追加の膨張センサによって形成され、第２のランタンクロス部材の上に配列され、評価ユニットへ接続される。原則として、ランタンハウジングは、さらに、２つのランタンクロス部材よりも多いランタンクロス部材を有し得る。これらのランタンクロス部材の各々は、少なくとも１つの膨張センサを同じやり方で装備される。
【００４１】
本発明は、さらに、第１および第２の膨張センサを第１の測定デバイスの中に配列し、第３および第４の膨張センサを第２の測定デバイスの中に配列し、第５および第６の膨張センサを変位測定デバイスの中に配列すること、および膨張センサの各々のペアにおける１つの膨張センサを変位方向に配列し、これに対して他の膨張センサを直交方向に配列することを提案する。膨張センサの直交配列は、それ自体公知の非常に容易なやり方で温度補償を可能にする。ここで、膨張センサの測定信号は、様々な実施形態のいわゆるブリッジ回路において、同様にそれ自体公知のやり方で評価される。評価ユニットは、ポペット弁の制御ユニットの中の内部評価ユニットの形態で配列されるか、ポペット弁の外側にある外部評価ユニットの形態で配列され得る。
【００４２】
ひずみゲージとしての好ましい実施形態における膨張センサは、摩擦接合でランタンハウジングへ付加され得る。ランタン断面での時間、したがって変位に依存する応力、したがって同じく時間および変位に依存する反力、したがって調整棒の中の作動力は、これらのひずみゲージの長さの変化から推論され得る。というのは、力を伝達する断面およびランタンハウジングの材料は知られているからである。反力または作動力のレベルを知ることは一般的に必要でない。というのは、応力値として出力され、力に線形比例する膨張値は、本発明に従って測定結果を比較査定するうえで十分だからである。ひずみゲージが使用され、スプリング特性が知られているとき、変位測定デバイスは、それぞれの変位を決定し得る。
【００４３】
ポペット弁の提案された診断方法、および方法を遂行する測定デバイスは、従属請求項の実施形態において、請求項１１に従って単一の閉鎖要素を有する遮断弁に使用されるか、請求項１２に従って両座弁に使用されるか、請求項１３に従って弁座洗浄用両座弁に使用されるか、請求項１４に従って両シール弁に使用される。
【００４４】
本発明は、ポペット弁の診断方法の広範囲の変形で実現されるが、基本的に異なる閉鎖要素の構成を有する２つのポペット弁の例、すなわち、単一の閉鎖要素を有する遮断弁、および２つの独立に作動可能な閉鎖要素を有する両座弁が、図面の各図で描写される。ここで、両座弁については、２つの異なる閉鎖要素およびシール構成が描写され、反応時間Ｆ２の計算可能な力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）および力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）が、それぞれのポペット弁の状態に対する職務に従った意味と共に描写される。さらに、弁ピストンの作動力Ｆ１によって生成された反力Ｆ２を膨張センサによって測定し得る測定デバイスの２つの有利な実施形態が描写される。変位・時間曲線ｈ＝ｆ（ｔ）は、描写される追加の変位測定デバイスを併用して、反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）へ割り当てられ得る。追加の変位測定デバイスは、同じように膨張センサを格納し、間接位置トランスデューサとして機能する。しかしながら、描写され下記で説明される方法の変形および実施形態は、本発明の単なる例であり、本発明は、これらの特別に描写された例へ限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】単一の閉鎖要素を有する遮断弁として設計されたポペット弁の断面を下方に外観を上方に示す図であって、ランタンハウジングの中の弁棒の作動力Ｆ１によって生成される反力Ｆ２を決定する膨張センサを有する本発明の２つの測定デバイスおよび変位を間接に決定する膨張センサを有する１つの測定デバイスがスプリング閉鎖ポペット弁の中に配列され、作動力Ｆ１が克服しなければならない弁棒の上に作用する個々の力（Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５）が表示される図である。
【図１ａ】図１に従って変位を間接に決定する膨張センサ付きの測定デバイスを有するドライブの断面図であって、作用力を描写する図を示す。
【図１ｂ】図１ａに従ったドライブへ割り当てられたスプリング図であって、ドライブのハウジングジャケット上で膨張センサによって測定されたドライブ膨張力ＦＡと現在の変位ｈ（ＦＡ）との間の関係を示し、変位ｈがｙ軸の上にプロットされ、ドライブ膨張力ＦＡがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図２】２つの独立に作動可能な閉鎖要素（弁座円板）を有する第１種の両座弁として設計されたポケット弁の断面を下方に示し外観を上方に示す図であって、ランタンハウジングの中の弁棒の作動力Ｆ１によって生成された反力Ｆ２を決定する膨張センサを有する本発明の２つの測定デバイスおよび変位を間接に決定する膨張センサを有する１つの測定デバイスがスプリング閉鎖ポペット弁の上に配列され、作動力Ｆ１が克服しなければならない弁棒の上に作用する個々の力（Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５．１、Ｆ５．２）が表示された図である。
【図３】図１に従った遮断弁の２つのランタンクロス部材の各々における反力Ｆ２のそれぞれの力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、時間ｔがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図４】図２に従った第１種の両座弁の２つのランタンクロス部材の各々における反力Ｆ２のそれぞれの力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、時間ｔがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図４ａ】図４に従った線図であって、弁ピストンとして設計された第１の閉鎖要素および弁座円板として設計された第２の閉鎖要素を有する第２種の両座弁の閉鎖位置へ入るときの、反力Ｆ２の追加の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）を有する図を示す。
【図５】図１ａ、図１ｂに従ったドライブについて、間接に決定された変位・時間曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）を、直接変位測定によって決定された変位・時間曲線ｈ＝ｆ（ｔ）と比較した線図を示す。
【図６】新しい無傷の弁座シールを有する図１の遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、変位ｈがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【図６ａ】部分的断裂弁座シールを有する図１の遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図を示す。
【図６ｂ】完全に除去された弁座シールを有する図１の遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図を示す。
【図７】無傷の弁座シールを有する図２の両座遮断弁のランタンクロス部材の中の反力Ｆ２の力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）の線図であって、反力Ｆ２がｙ軸の上にプロットされ、変位ｈがｘ軸の上にプロットされた図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
上記において、ポペット弁１００の動作状況、およびその一般的状況（たとえば、弁座シールの状況、棒の貫通の状況、弁座シールの材料、など）に関する情報は、図１および図２で描写されるランタンハウジング４の中の力の相互作用から収集され得ることが十分に指摘された。図１および図２の説明は、描写された遮断弁１１０（図１）、両シール弁１４０（図示せず）、および両座弁１２０、１３０（図２）のそれぞれの設計を、各々の時点で本発明の測定デバイスと関連させて追加的に概説することによって、下記で完結される。
【００４７】
遮断弁（図１）
遮断弁１１０として設計されたポペット弁１００は、実質的に、第１および第２の弁ハウジング部分１ａ、１ｂを有する弁ハウジング１、図示されるような弁座円板として、または弁ピストンとして設計され得る平行移動閉鎖要素８＊から構成され、遮断弁１１０の閉鎖位置ＳＳでは、弁ハウジング部分１ａ、１ｂからの流体が、弁ハウジング部分１ａ、１ｂを相互に接続する接続開口を介して、他の部分１ｂ、１ａの中へオーバフローすることを防止する（注：引用される部品の全てが、図１、図２で同定されるわけではない）。閉鎖要素８＊の弁座シール１６＊は、第２の弁ハウジング部分１ｂの中に直接または間接に形成された弁座面１２＊と相互に作用する。ここで、例示的実施形態における弁座面１２＊は、内部への径方向に接続開口を形成する弁座リングの上に配列される。第１の弁ハウジング部分１ａは、弁座リングとは反対側で、いわゆる締め付けリングを用いてハウジングカバーによって密封される。
【００４８】
調整棒８ａ＊は閉鎖棒８＊へ固定される。調整棒８ａ＊は、その場所に配列された棒シールによって第２の弁ハウジング部分１ｂから密封されて稼働する。それは、第２の弁ハウジング部分１ｂとは対面しない端部で、好ましくは、キー止め、および、たとえば、締め付けリングによる摩擦ロックによってドライブ２へ堅固に接続されたランタンハウジング４を貫通し、ランタンハウジング４のドライブ側端部の領域で終了する。ランタンハウジング４の軸方向伸長領域において、調整棒８ａ＊はピストン棒２．６（図１ａ）へしっかりと接続される。ピストン棒２．６は、密封されたやり方でドライブ２の第２のハウジング面２．３を貫通し、その他端は、それが係合するドライブピストン２．４へしっかりと接続される。ランタンハウジング４と第２の弁ハウジング部分１ｂとの間の、しっかりとした接続は、たとえば、他の締め付けリングによって作り出される。ランタンハウジング４は、２つの対向するランタンクロス部材４ａおよび４ｂから構成される。
【００４９】
ドライブ２は、ハウジングジャケット２．１によって外側への径方向に境界を定められ、第２のハウジング面２．３によってランタンハウジング側への境界を定められ、他の端面は第１のハウジング面２．２と隣接する。ドライブピストン２．４は、軸方向に移動可能であり、ハウジングジャケット２．１の中で径方向に密封されて案内され、それ自体と第２のハウジング面２．３との間で、加圧媒体Ｄ、好ましくは、圧縮空気を供給され得る加圧媒体室を形成する。事前張力ＦＶを有するスプリング２．５は、ドライブピストン２．４と第１のハウジング面２．２との間に配列される。加圧媒体Ｄによってドライブピストン２．４の上に付与された加圧媒体の力Ｆ６は、ドライブピストン２．４が完全開放変位Ｈを完了した後にハウジングジャケット２．１の上で静止するまで、同じくハウジングジャケット２．１の中で形成される最小事前張力ＦＶｏから進行して、変位ｈ（図１ｂ）だけドライブピストン２．４のシフトを引き起こす。ｈ＝０であるときの閉鎖位置ＳＳと、ｈ＝Ｈであるときの完全開放位置ＯＳとの間の変位移動ｈの間に、最小事前張力ＦＶｏに加えて追加の復原力がスプリング２．５の中で生成される。この復原力は、引張力の形態でハウジングジャケット２．１の上のドライブ膨張力ＦＡとして表される。このドライブ膨張力ＦＡ、したがって時間にわたるその曲線ＦＡ（ｔ）は、好ましくは、ハウジングジャケット２．１へ摩擦ロックされる変位測定デバイス３．３によって測定される。変位測定デバイス３．３の中には、相互に直交して配列された第５および第６の膨張センサＤＳ５、ＤＳ６が存在する。スプリング２．５のスプリング特性（図１ｂ）は、測定されたドライブ膨張力ＦＡと、関連づけられた変位ｈ（ＦＡ）、したがって閉鎖要素８＊の変位位置との間の、密接な関係を顕現する。
【００５０】
制御ユニット２ａは第１のハウジング面２．２の上に配列される。第１のハウジング面２．２は、ドライブ２へ適用される加圧媒体Ｄを供給され得る。加圧媒体Ｄは、さらに、ドライブ２の中へ直接供給され得る。遮断弁の上に配列された膨張センサＤＳ１〜ＤＳ６の評価ユニット２ｂは、制御ユニット２ａの中の内部評価ユニット２ｂ．１として配列されるか、遮断弁１１０を取り巻く区域の中の外部評価ユニット２ｂ．２として配列され得る。
【００５１】
遮断弁１１０の開放移動は、描写された閉鎖位置ＳＳ（図１、図１ａ）から始動され、完全開放位置ＯＳは、加圧媒体Ｄが通路（図示または同定されず）に沿ってドライブ２の中の加圧媒体室へ供給されたとき、完全開放変位Ｈが完了した後に到達される。閉鎖要素８＊の開放および閉鎖移動中に、作用力として機能する作動力Ｆ１が、調整棒８＊の中でドライブ２によって生成される。作動力Ｆ１は、上記で引用および解明された力、すなわち、摩擦力Ｆ３、流れおよび／または圧力による力Ｆ４、および弁座シールの反力Ｆ５を克服しなければならない。この作動力Ｆ１は、ランタンハウジング４の中で反力Ｆ２として反映される。図１に従った２つのランタンクロス部材４ａ、４ｂを有するランタンハウジング４の実施形態において、この反力Ｆ２は、第１のランタンクロス部材４ａの中の第１の反力成分Ｆ２ａおよび第２のランタンクロス部材４ｂの中の第２の反力成分Ｆ２ｂへ分割される。原則として、２つの膨張センサＤＳ１、ＤＳ２を有する測定デバイス３がランタンハウジング４へ割り当てられ、それらの測定信号は評価ユニット２ｂの中で処理される。図１の例示的実施形態において、第１の測定デバイス３．１は、好ましくは、第１のランタンクロス部材４ａの上に摩擦ロックで配列され、第１および第２の膨張センサＤＳ１、ＤＳ２を有する。第１および第２の膨張センサＤＳ１、ＤＳ２は、内部評価ユニット２ｂ．１または外部評価ユニット２ｂ．２の形態をした評価ユニット２ｂへ接続される。さらに、例示的実施形態では、第２の測定デバイス３．２が第２のランタンクロス部材４ｂの上に配列される。第２の測定デバイス３．２は第３および第４の膨張センサＤＳ３、ＤＳ４を収容する。第３および第４の膨張センサＤＳ３、ＤＳ４は、評価ユニット２ｂ、すなわち、内部評価ユニット２ｂ．１または外部評価ユニット２ｂ．２の形態をした評価ユニット２ｂへ接続される。連続的に測定された反力Ｆ２は、この反力の時間および変位依存曲線Ｆ２（ｔ）、Ｆ２（ｈ）、Ｆ２ａ（ｔ）、Ｆ２ａ（ｈ）、Ｆ２ｂ（ｔ）、およびＦ２ｂ（ｈ）、したがって、作動力の対応する曲線Ｆ１（ｔ）およびＦ１（ｈ）を産出する。
【００５２】
両シール弁１４０
両シール弁１４０の場合、単一の閉鎖要素８＊は、第１の弁座シール１６．１＊、および、これから軸方向距離に第２の弁座シール１６．２＊を有する。双方の弁座シール１６．１＊、１６．２＊は、共通の弁座面１２＊、たとえば、円筒形弁座面を割り当てられ得る。共通の弁座面１２＊は、双方の弁座シール１６．１＊、１６．２＊によって径方向に密封される。弁座シールは、さらに異なることができ、径方向整列、軸方向整列、または円錐整列を有し得る。力の相互作用に関しては、密封力Ｆ５は別として、図１で描写された遮断弁１１０の力の関係が、制限なく両シール弁１４０へ適用され得ることを留意されたい。密封力Ｆ５の代わりに、２つの弁座シール１６．１＊、１６．２＊の各々から、割り当てられた密封力が生じる。この密封力は別々に検出され、２つの弁座シール１６．１＊、１６．２＊が、異なる時間に、共通弁座面１２＊と係合することが提供される。上記から、本発明に従った診断方法、および、これを遂行する測定デバイスは、制限なく両シール弁１４０へ適用され得ることが分かる。
【００５３】
両座弁１２０、１３０（図２）
閉鎖要素および弁座構成に関して、両座弁１２０、１３０（図２）と遮断弁１１０（図１）との差異は、上記で既に指摘され、ピストン棒２．６の上の作動力Ｆ１を説明する力の関係は、式（３）〜（５）（Ｆ１＝Ｆ１．１＋Ｆ１．２）によって指摘され、ランタンハウジング４の中の結果の反力Ｆ２を説明する力の関係は、式（６）（Ｆ１＝Ｆ２）に従って指摘された。
【００５４】
追加の用語法として、２つの閉鎖要素６、８に関して反力Ｆ２も差別され得ることを留意されたい。反力Ｆ２は、第１の閉鎖要素６から生じる第１の反力Ｆ２．１、および第２の閉鎖要素８から生じる第２の反力Ｆ２．２を含み、これらの反力は、ランタンハウジング４の上に配列された測定デバイス３によって検出され得る。対応する時間および変位依存反力曲線は、Ｆ２．１（ｔ）、Ｆ２．１（ｈ）、Ｆ２．２（ｔ）、およびＦ２．２（ｈ）として同定される。好ましい実施形態において、ランタンハウジング４は、上記で説明された２つのランタンクロス部材４ａ、４ｂから構成され、配列された第１および第２の測定デバイス３．１、３．２は、第１のランタンクロス部材４ａの上で第１の閉鎖要素６からの第１の反力成分Ｆ２．１ａ、および第２の閉鎖要素８からの第１の反力成分Ｆ２．２ａを測定し、第２のランタンクロス部材４ｂの上で第１の閉鎖要素６からの第２の反力成分Ｆ２．１ｂおよび第２の閉鎖要素８からの第２の反力成分Ｆ２．２ｂを測定し得る。対応する時間および変位依存反力曲線は、Ｆ２．１ａ（ｔ）、Ｆ２．１ａ（ｈ）、Ｆ２．２ａ（ｔ）、Ｆ２．２ａ（ｈ）、Ｆ２．１ｂ（ｔ）、Ｆ２．１ｂ（ｈ）、Ｆ２．２ｂ（ｔ）、およびＦ２．２ｂ（ｈ）として同定される。
【００５５】
好ましくは、ポペット弁１００と対面しないドライブ２の側に配列されたポペット弁１００の制御ユニット２ａ（図１、図２）の中に、プロセッサが存在し得る。たとえば、弁動作をモニタするひずみゲージの形態をした膨張センサＤＳ１〜ＤＳ６が、プロセッサへ接続され得る。制御ユニット２ａは、さらに、ポペット弁１００の動作変数および特性を検出および保存するデバイス、および膨張センサＤＳ１〜ＤＳ６のディジタル化測定信号を検出および保存するデバイスを有し得る。それは、さらに、変位を直接測定する公知の変位測定デバイスを収容し得る。
【００５６】
線図（図３〜図７）
図３の線図では、新しい弁座シール１６＊（図１）を有する遮断弁１１０について、本発明の第１の測定デバイス３．１および第２の測定デバイス３．２を用いて測定された反力Ｆ２の時間曲線Ｆ２（ｔ）が、切り換えサイクルについて描写される。ここで、４ａとして同定される曲線は第１のランタンクロス部材４ａの中で測定され、４ｂとして同定される曲線は第２のランタンクロス部材４ｂの中で測定された。時間系列を参照し、ｈ＝０を有する閉鎖位置ＳＳからスタートすると（測定曲線の左区域）、切り換えサイクルは開放プロセスを開始し、閉鎖要素８＊は、開放変位Ｈへ完全に開放した後、しばらく開放位置ＯＳに留まり（測定曲線の中間区域）、次いで閉鎖位置ＳＳへ戻って閉鎖する。
【００５７】
閉鎖位置ＳＳでは、正の第１の反力成分Ｆ２ａｏおよび正の第２の反力成分Ｆ２ｂｏから進行し、ランタンクロス部材４ａ、４ｂの中の引張力の影響のもとで動作または活動サイクルが開始すると、もはや力が弁座シール１６＊へ適用されなくなったとき、それぞれの反力成分は値０へ有意に降下し、続いて開放移動中に弁座面１２＊（図１）から離れる。弁座シール１６＊が、その弁座面１２＊から完全に解放され、閉鎖要素８＊が完全開放位置Ｈへ移動したとき、負の反力Ｆ２（圧力による力）のみが有効である。負の反力Ｆ２は、現在のケースでは、調整棒８ａ＊の貫通での摩擦力Ｆ３から生じる。次いで、閉鎖要素８＊が開放位置ＯＳから閉鎖位置ＳＳへ入るとき、力の間の関係が対応して逆転する。
【００５８】
ｈ＝Ｈを有する完全開放位置ＯＳにおいて、ドライブ２の中のドライブピストン２．４（図１ａ）は、加圧媒体力Ｆ６を生成する加圧媒体Ｄの圧力へ供され、ハウジングジャケット２．１の停止点で静止する。ピストン棒、したがって調整棒８ａ＊は、弁座シール１６＊および棒の貫通からの力へ供されない。すなわち、高々、流れ力Ｆ４が残り、ゆえに、ランタンクロス部材４ａ、４ｂの中で力から大きく解放された状態を産出する（ｈ＝Ｈの場合に、Ｆ２＝０）。開放段階の開始時および閉鎖段階の終了時に（ｈ→０）、弁座シール１６＊が依然として、または再び、弁座面１２＊を押圧するとき、調整棒８ａ＊の中で最大圧力Ｆ１が優勢であり、したがってランタンクロス部材４ａ、４ｂの中で最大引張力Ｆ２が優勢である。ポペット弁が閉鎖位置ＳＳにあり（ｈ＝０）、加圧媒体がドライブピストン２．４へ適用されないとき、閉鎖要素８＊は、スプリング２．５のドライブの中で弁座面１２＊の上に提供された最小事前張力ＦＶｏのもとで、調整棒８ａ＊によって弁座面１２＊へ押圧される。作動力Ｆ１、したがって反力Ｆ２は、ゆえに、それらの最大量に到達する（Ｆ１＝Ｆ２、Ｆ２＝Ｆ２ｏ＝Ｆ２ａｏ＋Ｆ２ｂｏ）。幾何学的に同一のランタンクロス部材４ａ、４ｂにおける力の偏差レベルは、生産公差、および製造および設置から生じる固有応力によって解明される。この最小事前張力ＦＶｏのもとにある弁座シール１６＊が、その密封溝の中で脱出し得る限り、閉鎖要素８＊は弁座面１２＊と金属的に対抗して存在する。開放および閉鎖の変位中に、スプリング２．５は、最小事前張力ＦＶｏ（図１ａ、図１ｂを参照）を超えた事前張力ＦＶ＝ＦＶｏ＋ＦＡを提供される。ＦＡはドライブ膨張力である。ドライブ膨張力ＦＡは、反力Ｆ２の成分として表されない。その対向する力は、ドライブ２の中に存在する。
【００５９】
ポペット弁１１０における開放のスタートと閉鎖の終了との間の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）は、特に弁座シール１６＊の領域および第２の弁ハウジング部分１ｂでの調整棒８ａ＊の貫通領域で、ポペット弁のそれぞれの状態について有意および典型的である。
【００６０】
定された切り換えサイクルの力・時間曲線Ｆ２（ｔ）の比較を容易および明瞭にするため、作動力Ｆ１（ｔ）または反力Ｆ２（ｔ）の測定された力・時間曲線の力および関連する時間を標準化して、比較を保証することは有用である。図３に従った力・時間曲線Ｆ２（ｔ）は、閉鎖位置、および動作または活動サイ
ポペット弁１００の動作または活動中の異なる時点で測クルの開始時における力Ｆ２を参照し、第１の反力成分Ｆ２ａｏおよび第２の反力成分Ｆ２ｂｏを使用して標準化され得る。標準化された力レベルへ割り当てられた時間ｔは、たとえば、図５を参照して下記で解明される開放時間ｔ１または閉鎖時間ｔ２を使用することによって標準化され得る。
【００６１】
図４の線図では、２つの新しい弁座シール１４、１６（図２）を有する両座弁１２０、１３０について、本発明の第１の測定デバイス３．１および第２の測定デバイス３．２を用いて測定された反力Ｆ２の時間曲線Ｆ２（ｔ）が、切り換えサイクルについて描写される。ここで、４ａとして同定される曲線は、第１のランタンクロス部材４ａの中で測定され、４ｂとして同定される曲線は、第２のランタンクロス部材４ｂの中で測定された。切り換えサイクルのさらなる詳細に関しては、図３の説明を参照されたい。それぞれの開放および閉鎖プロセスの過程では、遮断弁１１０のそれぞれの特性に有意の差異が存在する。図２との関連で、第１の閉鎖要素６によって生成された第１の反力成分Ｆ２．１ａは、第１のランタンクロス部材４ａの開放変位中に最初に減少することが分かる。なぜなら、第１の弁座シール１４は、第１の閉鎖要素６が、割り当てられた第１の弁座面１０を離れるとき、減圧されるからである。これは遮断弁１１０の弁座シール８＊と類似する。こうして、開放移動が継続し、第２の弁座シール１６も、割り当てられた第２の弁座面１２を離れるにつれて、第２の閉鎖要素８によって生成された第１の反力成分Ｆ２．２ａは減少する。したがって、事態は第２のランタンクロス部材４ｂについても同様である。したがって、本発明の測定デバイス３．１および３．２を用いて測定された反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）は、２つの弁座シール１４、１６を直接または間接に収容する部品と共に、弁座シール１４、１６が選択的に検出および診断されることを許す。
【００６２】
図４の線図に加えて、図４ａの線図は、第２種の両座弁の弁ピストンとして設計された第１の閉鎖要素６が閉鎖位置ＳＳへ入っているときの反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）を示す（図４ａの小さい画像を参照）。これは、たとえば、第１のランタンクロス部材４ａで測定される。曲線の区域「ａ」において、閉鎖要素６の第１の弁座シール１４は、円筒形の第１の弁座面１０の端部に静止している。第１の弁座面１０へ入った後、第１の弁座シール１４は弁座面１０の中へ滑り込み、この動きの間に、反力は、割り当てられた第２の弁座面１２の上に第２の弁座シール１６が座るまで第１の反力成分Ｆ２．１ａへ減少する（区域「ｂ」）。この座り、および、第１の弁座シール１６の後続する圧縮は、力の上昇によって表される（区域「ｃ」）。上昇の量は、第１の反力成分Ｆ２．１ａとオーバラップする第２の閉鎖要素８からの第１の反力成分Ｆ２．２ａの量である（区域「ｄ」：Ｆ２．１ａ＋Ｆ２．２ａ）。続いて、第１の閉鎖要素６は第２の閉鎖要素８から解放される。第２の閉鎖要素８は、静止している割り当てられた第２の弁座面１２に対して第１の反力成分Ｆ２．２ａ（第２のスプリング２．７の事前張力Ｆ２．２ａ）で押圧されている。第１の閉鎖要素６が円筒形の第１の弁座面１０の終端位置へ到達したとき、シフト移動から生じる第１の反力成分Ｆ２．１ａは消滅し、第２のスプリング２．７の事前張力から生じる第２の反力成分Ｆ２．２ａは閉鎖位置ＳＳで永続的に残る（区域「ｅ」）。
【００６３】
これは、転じて、第２種の両座弁について本発明の測定デバイス３．１および３．２で測定された反力Ｆ２の力・時間曲線Ｆ２（ｔ）が、２つの弁座シール１４、１６を直接または間接に収容する部品と共に、弁座シール１４、１６を選択的に検出および診断させることを示す。
【００６４】
第１種および第２種の上記で説明された両座弁の力曲線は、相互から有意および明瞭に異なるから、本発明の診断方法は、割り当てられる力曲線を決定することによって、具体的な両座弁設計を決定することを可能にする（自動類型化）。結果としての類型化は、転じて、ポペット弁の動作または活動の開始時に、ポペット弁の或る一定の必要な初期設定（たとえば、公差範囲およびサービス区間の初期設定）を遂行するため、本発明に従って使用され得る。
【００６５】
ドライブ２の上に配列された本発明の変位測定デバイス３．３によって（図１ａ、図１ｂ）、ポペット弁１００（１１０、１２０、１３０、１４０）の変位ｈ（ＦＡ）は、図５で示され、そして上記で解明されたように、時間の関数として間接的に決定され得る（ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ））。ポペット弁１００の制御ユニット２ａ（図１、図２）の中に好ましくは配列された普通の変位測定デバイスを使用して、変位曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）と同時に決定された変位曲線ｈ＝ｆ（ｔ）は、２つの曲線の間の驚異的な対応を顕現する。開放位置ＯＳへの到達（変位位置ｂ）または開放位置ＯＳからの離脱（変位位置ｃ）は、それぞれ変位曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）における有意の突然の変化によって表示される。この変化は、ドライブ２におけるドライブピストン２．４およびハウジングジャケット２．１間の金属接触条件によって解明される。閉鎖位置ＳＳも変位曲線ｈ（ＦＡ）＝ｆ（ｔ）から明瞭に検出できるから（変位位置ａおよびｄ）、ポペット弁１００の閉鎖時間ｔ１および開放時間ｔ２は、本発明の変位測定デバイス３．３を使用する追加の診断ステップのために自動的に決定され得る。
【００６６】
新しい無傷の弁座シール１６＊を有する遮断弁１１０について曲線が決定された場合、第１のランタンクロス部材４ａで測定された図３の力・時間曲線Ｆ２＝ｆ（ｔ）を、たとえば、直接に測定された図５の変位・時間曲線ｈ＝ｆ（ｔ）に関連づけた結果は、図６で示される。破断されていない力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）は、図６ａ、図６ｂ、および図７の全ての追加の関連曲線と同じく反時計回りに走行する。
【００６７】
この遮断弁１１０が、同じ測定および評価条件のもとで、部分的に除去された弁座シール１６＊を装備されるならば、図６ａで観察され得る力・変位曲線Ｆ２＝ｆ（ｈ）が生じる。弁座シール１６＊なしに切り換えられる遮断弁１１０は、同じ測定および評価条件のもとで、図６ｂで示される力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を顕現する。
【００６８】
新しい無傷の弁座シール１４、１６を有する図２の両座弁１２０、１３０の場合、本発明の測定デバイス３．１、３．２は、上記の測定および評価条件のもとで変位の経路を直接測定することによって、図７に示される力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を産出する。割り当てられた弁座シール１４、１６を有する閉鎖要素６、８が、それぞれ弁座面１０、１２へ入ること、ならびに、それぞれ弁座面から出ることは、特性曲線の中で驚異的に明瞭に描写される。図６ａおよび図６ｂに従った結果を考慮すると、弁座シール１４または１６が部分的または完全に除去されたときの弁座シール１４、１６の状態、調整棒６ａ、８ａの貫通の摩擦比、閉鎖位置ＳＳおよび完全開放位置ＯＳへの完了、および弁座洗浄用両座弁１３０の場合に、弁座が掃除されている間のギャップによる弁座面１２および１４の開放、したがって、それについて要求される部分的変位の完了が、本発明の診断方法の助けによって検出および診断され得る。
【００６９】
新しい弁座シールを有して正常に機能する無傷の新しい弁に関する図３〜図６および図７の測定曲線（ポペット弁１００の正常な動作状況）は、損傷した弁座シールおよび／または損傷した棒の貫通を有するポペット弁１００の測定曲線（図６ａ、図６ｂ）とは、多かれ少なかれ有意に異なる。差異は有意であり、本発明に従って提案される比較規準を使用して明白および再現的に検出され得る。さらに、全体のポペット弁１００、特に弁座シールおよび／または相互に作用する部品の、特に腐食からの摩耗、空洞化、浸食または機械的損傷は、測定曲線を使用して同定され得ることが結論され得る。たとえば、サービス時間も予測され得る。
【００７０】
ポペット弁１００の状態の診断に加えて、ポペット弁１００の閉鎖要素８＊または閉鎖要素６、８での圧力サージおよび衝撃が検出および記録され得る。これは、さらに、ポペット弁１００が使用されるプロセスシステムのプロセス進捗のモニタリングを許す。
【００７１】
切り換えサイクルからの力・変位曲線Ｆ２（ｈ）を比較するとき、弁座シール８＊、６、８での圧縮仕事Ｗ１２または減圧仕事Ｗ２１を表す上述の面積分の比較規準を使用することが、特に有用である。力・変位曲線Ｆ２（ｈ）のもとで面積分を形成し、偏差を特定することによって、ポペット弁１００への損傷が同定され得る。というのは、面積分での前述した差異は有意だからである。
【００７２】
使用される略語の参照番号のリスト
遮断（両シール）および両座弁
１００              従来のポペット弁
１１０              ポペット弁（１つの閉鎖要素、１つの弁座シール）
１２０              両座弁（２つの独立に作動可能な閉鎖要素、各々は１つの弁座シールを有する）
１３０              弁座洗浄用両座弁（１２０と比較して、各々の閉鎖要素について別々に制御可能な追加の部分的開放位置を有する）
１４０              両座弁（間隔を空けられた２つの弁座シールを有する１つの閉鎖要素）
１                  弁ハウジング
１ａ                第１の弁ハウジング部分
１ｂ                第２の弁ハウジング部分
２                  ドライブ（加圧媒体を供給されるスプリング・ピストン・ドライブ）
２．１              ハウジングジャケット
２．２              第１のハウジング面
２．３              第２のハウジング面
２．４              ドライブピストン
２．５              スプリング
２．６              ピストン棒
２ａ                制御ユニット
２ｂ                従来の評価ユニット
２ｂ．１            内部評価ユニット
２ｂ．２            外部評価ユニット
３                  従来の測定デバイス（力・時間および／または変位・時間曲線を決定する）
３．１              第１の測定デバイス
３．２              第２の測定デバイス
３．３              変位測定デバイス
４                  ランタンハウジング
４ａ                第１のランタンクロス部材
４ｂ                第２のランタンクロス部材
Ｄ                  加圧媒体
ＤＳ                従来の膨張センサ
ＤＳ１              第１の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ２              第２の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ３              第３の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ４              第４の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ５              第５の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
ＤＳ６              第６の膨張センサ（たとえば、ひずみゲージ）
Ｆ１                作動力（作用力）
Ｆ１（ｔ）          時間ｔの関数としての作動力Ｆ１（作動力Ｆ１の力・時間曲線）
Ｆ１（ｈ）          変位ｈの関数としての作動力Ｆ１（作動力Ｆ１の力・変位曲線）
Ｆ１ｏ              閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における作動力Ｆ１
Ｆ２                反力
Ｆ２（ｔ）          時間ｔの関数としての反力Ｆ２（反力Ｆ２の力・時間曲線）
Ｆ２（ｈ）          変位ｈの関数としての反力Ｆ２（反力Ｆ２の力・変位曲線）
Ｆ２ｏ              閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における反力Ｆ２
Ｆ２ａ              第１の反力成分
Ｆ２ａｏ            閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における第１の反力成分
Ｆ２ａ（ｔ、ｈ）    時間ｔまたは変位ｈの関数としての第１の反力成分
Ｆ２ｂ              第２の反力成分
Ｆ２ｂｏ            閉鎖位置および動作または活動サイクルの開始時における第２の反力成分
Ｆ２ｂ（ｔ、ｈ）    時間ｔまたは変位ｈの関数としての第２の反力成分
Ｆ３                摩擦力（調整棒８ａ＊の貫通での）
Ｆ４                流れおよび／または圧力による力（閉鎖要素８＊の上）
Ｆ５                密封力（弁座シールの反力）
Ｆ６                加圧媒体力
ＦＶ                スプリング事前張力（ｈ＞０の場合）
ＦＶｏ              最小スプリング事前張力（ｈ＝０の場合）
ＦＡ                ドライブ膨張力（ハウジングジャケット２．１の上）（ＦＶｏおよび０＜ｈ≦Ｈに対して超過；ＦＡ＝ＦＶ−ＦＶｏ）
ＦＡ（ｔ）          時間ｔの関数としてのドライブ膨張力
Ｈ                  開放変位（完全開放位置）
ＯＳ                開放位置（ｈ＝Ｈ）
ＳＳ                閉鎖位置（ｈ＝０）
Ｗ１２              変位区間Δｈ＝ｈ１−ｈ２での圧縮仕事
Ｗ２１              変位区間Δｈ＝ｈ２−ｈ１での減圧仕事
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ  変位位置
ｈ                  変位（ｈ＝０およびｈ＝Ｈ間の変位）
ｈ（ｔ）            時間ｔの関数としての変位ｈ（変位・時間曲線）
ｈ（ＦＡ）          ＦＡから決定された変位ｈ
Δｈ                弁座シールの変形経路、変位区間（Δｈ＝ｈ１−ｈ２）
ｔ                  時間
Δｔ                時間区間
ｔ１                開放時間
ｔ２                閉鎖時間
ｙ                  ｙ軸（上方（＋）ｙ方向）
遮断弁１１０、（両シール弁１４０）
８＊                閉鎖要素
８ａ＊              調整棒
１２＊              弁座面
１６＊              弁座シール
（１６．１＊）      第１の弁座シール
（１６．２＊）      第２の弁座シール
両座弁１２０、１３０
２．７              第２のスプリング
６                  第１の閉鎖要素
６ａ                第１の調整棒
７                  漏れ空洞
８                  第２の閉鎖要素
８ａ                第２の調整棒（中空棒）
１０                第１の弁座面
１２                第２の弁座面
１４                第１の弁座シール
１６                第２の弁座シール
１８                中間シール
Ｆ１．１            第１の作動力（第１の閉鎖要素６）
Ｆ１．２            第２の作動力（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．１            第１の反力（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１（ｔ、ｈ）  時間ｔまたは変位ｈの関数としての第１の反力
Ｆ２．１ａ          第１の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１ｂ          第２の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１ａ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第１の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．１ｂ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第２の反力成分（第１の閉鎖要素６）
Ｆ２．２            第２の反力（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２（ｔ、ｈ）  時間ｔまたは変位ｈの関数としての第２の反力
Ｆ２．２ａ          第１の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２ｂ          第２の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２ａ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第２の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ２．２ｂ（ｔ、ｈ）  ｔ、ｈの関数としての第１の反力成分（第２の閉鎖要素８）
Ｆ３．１、Ｆ３．２  摩擦力（調整棒６ａ、８ａの貫通での）
Ｆ４．１、Ｆ４．２  流れおよび／または圧力による力（閉鎖要素６、８の上）
Ｆ５．１、Ｆ５．２  弁座シール１４、１６の反力
【国際調査報告】
2013545040.tif 000029
2013545040.tif 000030
2013545040.tif 000031
2013545040.tif 000032
2013545040.tif 000033
2013545040.tif 000034