JPH0454500Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、自己調整弁の一次または二次圧力が
設定圧力になるように調整する圧力調整装置に関
し、特に自己調整弁の故障や寿命による異常状態
を事前検出できるものに関する。

＜従来技術＞ 従来、上記のような圧力調整装置としては、例
えば特開昭61−84715号公報に開示されているよ
うなものがある。この圧力調整装置は、減圧弁の
設定圧力を調整するもので、この減圧弁は、伝導
機によつて進退させられる調整ネジによつて、圧
力設定バネへの押圧力を調整することによつて設
定圧力を設定するもので、減圧弁は、この設定圧
力に応じた圧力に自動的に二次圧力を調整するよ
うに構成されている。

この圧力調整装置では、減圧弁の二次圧力を圧
力センサーによつて検出し、比較調整器に供給し
ている。比較調整器には設定圧力目標値の設定器
から設定圧力目標値も供給されており、比較調整
器は、圧力センサーで検出した二次圧力と設定圧
力目標値との偏差を計算し、これと所定の偏差基
準値とを比較し、偏差が偏差基準値を超えたと
き、偏差が０となるように、ドライバーに操作信
号を送る。ドライバーは電動機を駆動し、偏差が
０となつたとき、電動機は停止させられる。

＜考案が解決しようとする課題＞ ところで、上記の減圧弁には、二次圧力を自己
調整するために、詳細には説明しなかつたが、パ
イロツト弁、ピストン等が使用されており、これ
らにゴミが付着することがある。このようなゴミ
の付着状態を放置すると、やがてパイロツト弁、
ピストン等が正常に動作しなくなり、減圧弁が異
常動作をするようになる。また、減圧弁を長年に
わたつて使用していると、上記の圧力調整バネが
経年劣化し、そのバネ定数が小さくなり、やはり
異常動作をするようになる。しかし、上記の減圧
弁では、異常動作をするようになつて始めて、圧
力調整バネの寿命が尽きたか、ゴミ等が付着して
いることが分かり、事前にこれをチエツクするこ
とができず、大事故が生じる恐れがあるという問
題点があつた。

＜課題を解決するための手段＞ 本考案は、ゴミ等が付着したり、圧力調整バネ
が経年劣化し始めると、正常状態において設定圧
力の目標値に減圧弁の二次圧を設定するために調
整ネジを移動させる量とは異なる移動量が必要に
なることに着目して、上記の問題点を解決したも
のである。

即ち、本考案は、設定圧力に自動的に圧力を調
整する自己調整弁の上記設定圧力を移動すること
よつて調整する手段と、この調整手段を移動させ
るようにこれを駆動する手段と、自己調整弁の圧
力を検出し、この検出圧力を表す圧力信号を生成
する圧力検出手段と、設定圧力を表す設定圧力信
号を生成する設定部と、上記圧力信号と設定圧力
信号とが入力され、圧力信号が上記設定圧力信号
にほぼ等しくなるまで、駆動手段に上記調整手段
を移動させる制御手段とを、有する自己調整弁の
圧力調整装置において、様々な設定圧力信号にお
ける調整手段の許容移動量を表す許容移動量信号
を生成する手段と、上記圧力信号が上記設定圧力
信号にほぼ等しくなつたときのその設定圧力信号
における上記許容移動量信号と、上記調整手段の
移動量とを比較し、上記許容移動量から上記移動
量が外れたとき、報知信号を生成する比較手段と
を、具備するものである。

＜作用＞ 本考案によれば、設定圧力信号を制御手段に与
えると、制御手段が駆動手段を介して調整手段を
移動させて、自己調整弁の圧力を設定圧力とす
る。ここで、若し調整手段が経年劣化していた
り、自己調整弁の内部にゴミが付着していたりす
ると、正常状態において設定圧力とするのに必要
な調整手段の移動量、即ち許容移動量よりも多い
か少ない移動量で設定圧力となる。従つて、設定
圧力となつたときの移動手段の移動量を、その設
定圧力の許容移動量と比較している比較手段が、
報知信号を生成すると、この許容移動量より移動
量が外れていることが分かり、自己調整弁が異常
状態の直前であることが分かる。

＜実施例＞ この実施例は、第５図に示すような減圧弁に対
して設けられる圧力設定装置に、本考案に実施し
たものである。

この減圧弁は、本体２内の上部に設けたモータ
４の回転を減速器６、スプライン軸８を介して調
整ネジ１０に伝達する。なお、スプライン軸８
は、調整ネジ１０に設けた穴、この穴内に設けた
リテーナ１２、ボール１４によつて構成されるス
プライン穴にスプライン嵌合している。調整ネジ
１０の先端に削設された雄ねじ１６は、本体２内
に固定的に設けた雌ねじ部１８に螺合しているの
で、調整ネジ１０は降下し、調整ネジ１０の先端
に当接しているボール２０、バネ受け２２を介し
て、圧力調整バネ２４の一端を圧縮する。これに
よつて、圧力調整バネ２４の他端に設けられてい
るバネ受け２６を介して、ダイヤフラム２８を圧
縮し、パイロツトガイド３０を降下させ、パイロ
ツト弁３２をコイルバネ３４の作用力に抗して押
し下げる。

この状態において、導入口３６から一次圧流
体、例えば一次圧蒸気が導入されると、この一次
圧蒸気の一部は、第１の通路３８を介してパイロ
ツト弁３２の下方の部屋に入り、開かれたパイロ
ツト弁３２、第２の通路４０を介してピストン４
２の上方の部屋に入る。これによつて、ピストン
４２は、コイルバネ４４の作用力に抗して降下
し、主弁体４６を開く。導入口３６から導入され
た一次圧蒸気の大部分は、開かれた主弁体４６を
介して二次圧蒸気として送出口４８から送り出さ
れる。

この二次圧蒸気の一部は第３の通路５０を介し
てダイヤフラム２８の下部の部屋に送り込まれ
る。二次圧蒸気が圧力調整バネ２４で設定された
圧力よりも高いと、ダイヤフラム２８はコイルバ
ネ２４の作用力に抗して押し上げられ、パイロツ
ト弁３２の開口度を小さくし、従つて主弁体４６
の開口度を小さくし、二次圧を小さくして、設定
圧に保持する。

一方、二次圧が設定圧よりも小さいと、前記と
逆の動作で二次圧を大きくして、設定圧に保持す
る。従つて、モータ４によつて圧力調整バネ２４
を圧縮して設定した設定圧に等して二次圧の蒸気
が常に送出口４８から送出される。なお、５２
は、主弁体４６の主弁体棒５４を摺動させるため
のシリンダで、本体２内に設けた筒状体５６に指
示されている。

この実施例の圧力調整装置は、前記減圧弁の調
整ネジ１０を上下させて、圧力調整バネ２４の圧
縮度を調整し、設定圧力を調整するもので、第３
図に示すように、モータ４を制御するマイクロコ
ンピユータ６０を有している。このマイクロコン
ピユータ６０には、設定部６１から設定圧力を表
す設定圧力信号TPが供給されており、この減圧
弁の二次圧を表している圧力センサ６２からの圧
力信号をＡ／Ｄ変換器６４でデイジタル化したデ
イジタル圧力信号も入力されている。

マイクロコンピユータ６０は、設定圧力信号
TPが与えられると、デイジタル圧力信号が設定
圧力信号TPに等しくなるように調整ネジ１０の
ネジ位置（圧力調整バネ２４を全く圧縮していな
い状態、即ち基準状態からのネジの移動量）をモ
ータ４によつて変化させる。このネジ位置と設定
圧力との間には、関数関係があり、例えば第２図
に実線で示すような、Ａ・TP（Ａは係数）という
関数関係があると実験的に決定されると、設定圧
力を与えてやると、上記の関数関係に従つてネジ
位置が算出され、これに従つてモータ４を制御す
れば、減圧弁を設定圧力に設定できるはずであ
る。

しかし、完全に前記の関数関係通りにならない
場合があつて、若干のずれが生じることがある。
また、上述したように圧力調整バネ２４が経年劣
化して、バネ定数が小さくなつた場合には、算出
されたネジ位置よりも多くネジを移動させない
と、設定圧力とならないことがある。また、ピス
トン４２やシリンダ５２にゴミが付着した場合に
は、算出されたネジ位置よりも少なくネジを移動
させないと、設定圧力とならないことがある。こ
のようなときには、デイジタル圧力信号と設定圧
力信号TPとの偏差を零にするように、マイクロ
コンピユータ６０がモータ４の制御を行う。

マイクロコンピユータ６０は、さらにルツクア
ツプテーブルも有している。これには第４図に概
略的に示すように、設定圧力と、これに対応する
上限ネジ位置と下限ネジ位置とを一組として、複
数組みが記憶されている。このテーブルに設定圧
力を与えると、この与えられた設定圧力と同一組
の上限ネジ位置と、下限ネジ位置とが読みだされ
る。この上限ネジ位置は、例えば圧力調整バネ２
４に経年劣化が生じはじめたときのネジ位置であ
り、下限バネ位置は、ピストン４２やシリンダ５
２へのゴミの付着が始まつたときのネジ位置であ
る。これら上限ネジ位置及び下限ネジ位置は、そ
れぞれ実験的に決定されている。

マイクロコンピユータ６０は、減圧弁を設定圧
力に設定したとき、その設定圧力に対応する上限
及び下限ネジ位置をルツクアツプテーブルから読
みだし、そのときのネジ位置と比較し、そのとき
のネジ位置が上限ネジ位置よりも大きいか、下限
ネジ位置よりも小さい場合、警報出力信号を生成
して、警報装置６６を作動させて、減圧弁に異常
があることを報知する。

第１図、この様な制御を行うためのマイクロコ
ンピユータ６０の動作をフローチヤートで示した
もので、まず、マイクロコンピユータ６０は、設
定部６１から設定圧力信号TPを読み込み（ステ
ツプS2）、Ａ・TPの演算を行つて、ネジ位置SL
を算出する（ステツプS4）。この算出されたSLに
基づいて調整ネジ１０の位置を調整する（ステツ
プS6）。これに続いてＡ／Ｄ変換器６４から現在
の実際の二次圧力を表しているデイジタル圧力信
号CPを読み込み（ステツプS8）、TPからCPを減
算して、ΔPを算出し（ステツプS10）、ΔPが許容
範囲内であるかを判断する（ステツプS12）。こ
の答えがノーの場合、即ち、許容範囲内にない場
合、ΔPが正であるか判断し（ステツプS14）、こ
の答えがイエスの場合、即ち正であると、現在の
SLに予め定めたΔSLを加算し、新たなSLを算出
する（ステツプS16）。また、ステツプS14の答え
がノーであると、即ち、ΔPが負の場合、現在の
SLからΔSLを減算し、新たなSLを算出する（ス
テツプS18）。ステツプS16またはステツプS18に
続いて、ステツプS6に戻り、ステツプS12の答え
がイエスになるまで、ステツプS6からステツプ
S16までのループ、またはステツプS6からステツ
プS18までのループを繰り返す。これによつて、
減圧弁の二次圧力は設定圧力となる。

ステツプS12の答えがイエスになると、そのと
きの設定圧力に対応する上限ネジ位置及び下限ネ
ジ位置をルツクアツプテーブルから読みだし（ス
テツプS20）、現在のネジ位置が上限ネジ位置よ
り小さくて、下限ネジ位置よりも大きいか判断す
る（ステツプS22）。この答えがノーであると、
即ち現在のネジ位置が上限ネジ位置と下限ネジ位
置とで規定される許容範囲から外れていると、警
報装置６６を作動させ、異常状態であることを報
知し（ステツプS24）、停止する。また、ステツ
プS22の答えがイエスであると、即ち、現在のネ
ジ位置が上記の許容範囲内であると、そのまま停
止する。

以上のように、この実施例によれば、設定圧力
に二次圧力を調整した後、その調整後のネジ位置
を上限ネジ位置と下限ネジ位置とそれぞれ比較し
ているので、大事故につながるような異常状態の
発生を未然にチエツクできる。

上記の実施例では、算出したネジ位置によつて
設定圧力に二次圧力を調整できなかつた場合、ス
テツプS16またはステツプS18において、ΔSLを
加算または減算して、設定圧力となるように調整
したが、上記の両ステツプに代えて、そのときの
ΔPに係数Ａを乗算した値を加算または減算する
ようにしてもよい。

さらに、ネジ位置を算出するのに際し、Ａ・
TPの演算を行つたが、これに代えて、ルツクア
ツプテーブルに様々な設定圧力とこれに対応する
ネジ位置とを記憶させ、設定圧力が与えられたと
き、対応するネジ位置を読みだすようにしてもよ
い。

また、上限ネジ位置および下限ネジ位置は、ル
ツクアツプテーブルに記憶させたが、第２図に点
線で示すように、上限ネジ位置と下限ネジ位置と
は関数関係があるので、その関数の係数及び定数
を記憶させておき、設定圧力が入力されるごとに
演算して、上限ネジ位置と下限ネジ位置とを算出
してもよい。

上記の実施例は、本考案を減圧弁に実施した
が、他の自己調整弁、例えば一次圧調整弁、真空
調整弁、差圧弁、逃がし弁等に実施できることは
言うまでもない。

＜考案の効果＞ 以上のように、本考案は、自己調整弁の圧力を
表す圧力信号が、設定圧力信号にほぼ等しくなる
ように、調整手段を移動させたときに、その移動
量が、そのときの設定圧力における許容移動量か
ら外れているか否か判断し、外れている場合、報
知信号を発生するように構成しているので、自己
調整弁内にゴミが付着し始めたこと、或いは調整
手段が経年劣化し始めたことを知ることができ、
大事故の発生を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による圧力調整装置の１実施例
のフローチヤート、第２図は同実施例における圧
力とネジ位置との関係を示す図、第３図は同実施
例のブロツク図、第４図は同実施例に用いるルツ
クアツプテーブルを示す図、第５図は同実施例と
共に使用する減圧弁の部分省略縦断面図である。 ４……モータ（駆動手段）、１０……調整ネジ
（調整手段）、６０……マイクロコンピユータ（制
御手段、比較手段）、６１……設定部、６２……
圧力センサ（圧力検出手段）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 設定圧力に自動的に圧力を調整する自己調整弁
   の上記設定圧力を移動することによつて調整する
   手段１０と、この調整手段１０を移動させるよう
   にこれを駆動する手段４と、上記自己調整弁の圧
   力を検出してこの検出圧力を表す圧力信号を生成
   する圧力検出手段６２と、上記設定圧力を表す設
   定圧力信号を生成する設定部６１と、上記圧力信
   号と上記設定圧力信号とが入力され上記圧力信号
   が上記設定圧力信号にほぼ等しくなるまで上記駆
   動手段４に上記調整手段１０を移動させる制御手
   段Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ
   １４，Ｓ１６，Ｓ１８とを、有する自己調整弁の
   圧力調整装置において、 様々な設定圧力信号における上記調整手段１０
   の許容移動量を表す許容移動量信号を生成する手
   段Ｓ２０と、上記圧力信号が上記設定圧力信号に
   ほぼ等しくなつたときのその設定圧力信号におけ
   る上記許容移動量信号と上記調整手段１０の移動
   量とを比較し上記許容移動量から上記移動量が外
   れたとき報知信号を生成する比較手段Ｓ２２と
   を、具備することを特徴とする自己調整弁の圧力
   調整装置。