JPH06503157A - 急速パルスダイヤフラムバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 急速パルスダイヤフラムバルブ 背　景 本発明はパイロット作動空気圧バルブ、すなわち、圧縮空気バルブに関する。特 に非常に短い間隔の大容量流れパルスをつくるために使用される空気圧バルブに 関する。このタイプのダイヤフラムバルブは、外面にダストが収集される細長い フィルタバッグのダストを除去し、通常、重力で収集ホッパ内にダストが落下す るようにバッグに吹き付けられる空気ブラストによって衝撃を受けるダスト収集 装置に使用するために特に適している。このダストバッグ及び収集ホッパは、細 長いユニットとして包囲され、各々が１つのバッグの上方を向いた１つの口に向 けて下方を向いているいくつかの出口を有する吹き付は管の一端を介して包囲体 内に空気パルスを送るようにつくられる。空気圧バルブがさらに迅速に完全に開 放すると、その入り口に適用される特別の空気圧のために空気パルスによって生 じる衝撃の効果が大きくなる。

ダストを除去するために高エネルギーのパルスに続いて、さらに迅速にバルブが 閉鎖すると、圧縮空気供給源の枯渇が少なくなる。このような多数のバルブが１ つの包囲体に関連して取り付けられ、それらが順に作動することは通常行われる ことであり、濾過処理の全体的な効果としてバッグがしばしば合理的な衝撃を受 けることが望ましい。また、操作上の経済的な観点から、使用される圧縮空気の 量を最小にすることが望ましい。

本発明によるバルブは、ダスト収集の適用に関する要求に関して説明される。し かし、本発明は流体流が他の目的のために適用される他のアプリケーションを有 する。

例えば、バルブは、下方に傾斜したが外液の領域のまわりのアーチ及びブリッジ を壊すことによって材料の流れを補助するためにサイロ、ホッパ及びそれと同様 なものが必要になる場合に非常に有効である。ダストコレクタのアプリケーショ ンに関する説明は、本発明の広い適用に関する制限として理解すべきではない。

ダストコレクタのアプリケーション用に主に使用されるダイヤフラムバルブは、 バルブ製造業者及び使用者において、「大きい」傾向があり、２５から５０ｍｍ 　（１インチから２インチ）のパイプを２０ｍｍから７５ｍｍ（３７４インチ） の名目上のバイブの大きさに接続可能である。通常用語として本発明のバルブの 提案された使用に対して類似して使用される従来技術のバルブは、図５に示す従 来技術のバルブ関してその詳細をさらに詳しく説明する進歩の状態までほぼ３０ 年にわたって発展した。本発明は大きさと大きさとの比較を基本として圧縮非常 に少ない空気の消費を得る一方、少なくとも効果的に、さらには正確で調整可能 な圧力パルス供給を行うバルブの開発に関する。

発明の要約 本発明は、高エネルギーの短い間隔の圧縮空気パルスをバルブの出口ボートに接 続可能な容器に供給するための大きなパイロット作動ダイヤフラムバルブであっ て、可撓性ダイヤフラムアセンブリと、前記ダイヤフラムの両面にわたる圧縮釣 り合い手段とを有し、バルブは、バルブ頭部とバルブトリガとを有するサブアセ ンブリを含み、バルブ頭部は； （ａ）前記面にわたって前記可撓性ダイヤフラムアセンブリを支持するようにな っているバルブの本体部分の受容面に取り付けるようになっているバルブの第１ の外面から開口するパイロット貯蔵室と、 （ｂ）バルブ頭部の第２の外面から開口する空所と、（ｃ）パイロット貯蔵室を 空所に接続するソール手段を提供する第１の流体連通手段と、 （ｄ）空所をバルブの頭部の外側の大気に接続する第２の流体連通手段と、 （ｅ）空所の少なくとも一部を占めるようになっている中空のプランジャと、 （ｆ）空所に関して中空のプランジャの運動によって閉鎖可能及び開放可能であ るように作動する環状シート及びシート閉鎖手段と、 （ｇ）作動時に前記サブアセンブリ内で相互に関連しながら中空のプランジャの 軸線方向に対向する一対の端部表面の間の制限された流体連通手段と、（ｈ）各 端部面に当接する小さい流体収容溝とを有し、バルブトリガは、 （１）第２の面に当接し、第２の面から突出するが前記カバリングのための前記 中空の部分を包囲する空気密封カバリングと、 （ｊ）前記中空のプランジャに直接接触し、それが外れるように前記カバリング 内で摺動可能に移動するようになっている前記中実のプランジャであって、前記 中実のプランジャ上に作用することができる離れて適用可能な力の影響で移動す るプランジャと、 （ｋ）中実のプランジャの軸線方向に対向する一対の端部面の間に前記空気密封 カバリングと作動的に相互に関連するように収容される制限された流体連通手段 と、（１）前記流体収容凹部に当接する端部に対向する前記中実プランジャの一 端に隣接し、前記力の影響の下でダイヤプラムバルブの開放サイクルを開始する ため中空のプランジャに接触しない前記スペースに中実のプランジャを移動する ことができるようになっているダイヤフラムバルブからなる。

それらの議論によって、好ましい特徴は、次のようである。

中空のプランジャは、空所の深さを部分的にのみ占める大きさの軸線方向の長さ を有する。この構成は、プランジャの端部は空所と前記第２の外面の交差平面を 越えて外側に延びることができるようにし、そこから、空所がこの場合形状が円 筒形である空気密封カバリングに自由に摺動嵌合できる方法で開放し、空気密封 カバリング及び中空のプランジャは、互いに関して直径的な大きさであり、それ によってプランジャはカバリングで自由に摺動可能な嵌合である。

中空のプランジャの軸線方向に対向する一対の端部表面の間の制限された流体連 通手段は、好ましくは使用時に、それを包囲する空気密封カバリングにかみ合い 及び摺動する中空のプランジャの外側の周縁の間に慎重に選択された直径方向の 間隙である。この間隙は重要であり５、中空のプランジャは、空気密封カバリン グに相互に関係する摺動密封を有しない。間隙またはそれと等価的なものを除い た場合、中空のプランジャはバルブがその通常の閉鎖期間にある間、圧縮空気が 中空のプランジャの双方の円形の対向端面上のその圧力を均衡させることができ るようにする基本的な方法で機能することができない。

この方法において、バルブトリガは、その作動においてより感度が高く、バルブ は等しい大きさの従来技術のバルブよりさらに迅速に完全に開放し、閉鎖するこ とができる。間隙を設ける代わりに、中空のプランジャは、組み立てられた場合 に、プランジャの各端部の小さい収容溝に接続する軸線方向の小さい穴または溝 が形成される。

直径方向の間隙は、プランジャの両端の間の制限された流体連通を提供する。な ぜならば、それは、少なくとも製造工程を低減するからである。

空気密封カバリングは、空所に整合し、カバリングが直角に延びるバルブの頭部 に一体のユニットとして取り付けられる直立した中空の管状の突起部であり、好 ましくは、中実のプランジャはその操作範囲の運動中、全体がカバー内に配置さ れる。なぜならば、これは必要な迅速な応答を達成するための最適な機会を提供 する空気密封カバリングの頭部上に一体的に取り付けられるソレノイドであり、 バルブ頭部の表面から直角に突出した突出部がソレノイドの従来の設定に導かれ る。さらにソレノイドプランジャが突出カバリング内の全体でその運動範囲を有 するならば、その大きさを最小にすることができ、それを迅速に移動させるため に必要なソレノイドの大きさを最小にすることができる。

好ましくは、中実のプランジャの対向する平坦な端部の間の前記制限された流体 連通手段は、中実のプランジャの外周とカバリングの内径との間の直径上の間隙 を有する。

好ましくは、バルブの開口部を初期化するために中空のプランジャから中実のプ ランジャが離れることができるようにする小さい間隙空間は、中実のプランジャ によって占められる容積の１／４よりかなり小さい容積を有する。

中実のプランジャ上に作用することができる上述した離れて適用される力は、好 ましくは、カバリングを包囲するソレノイドコイルを介して電流を通過させるこ とによってつくられる磁気的な力であり、中実のプランジャは磁気材料を有する 。

これは、バルブ頭部に当接するように取り付けられる電磁ソレノイドによって達 成される最適な応答時間によって生じる。他のソレノイドプランジャまたはその 機械的な等価物は、バルブから離れた場所から伝達される食う気圧的に適用され る力によって移動される。

中空のプランジャの各端部に当接する小さい収容凹部は、 （ａ）前記プランジャの包囲する各端面に関してプランジャの各端部で各シート 手段が突出する短い軸線方向の距離と、 （ｂ）各シート閉鎖手段の露出面と、 （Ｃ）プランジャの各端部を包囲するカバリングの凹部の周縁方向周囲面とによ って形成される環状形状の容積を有する。

好ましくは、上述した第１の流体連通手段は、空所へのスロット形状の複数の入 り口を形成するために空所に交差する複数の穴を有し、その穴の全体の断面積は 、空所から空所を大気に接続する第２の流体連通手段への開口部によって形成さ れる開口部の断面積より大きい。

第２の流体連通手段は、それが空所と交差する断面積より小さくはない断面積を 有する。バルブが開放するとき、空気の放出を案内するために最小の障害を回避 するときに重要である。バルブ開放サイクルの適当な時間で、パイロット貯蔵室 の空気は、排気管を介して大気に導く空所内の開口部を通って放出することがで きるようにする必要がある。その大きさによって、その開口部の「上流」及び「 下流」の双方に流れる制限部より、空気の速度を決定する特定の変数を設計する 開口部が望ましい。

シート閉鎖手段は、その入り口面に対向する空所の平坦な床から直立する円形で 管状の鋭い縁部の床突出部をＨし、シート閉鎖手段は、組み立て時に空所に入る 中空のプランジャの端面上に支持される弾性ワッシャである。

この構成は、シートがプランジャ上に支持され、開口部が空所の床に固定された 弾性ワッシャを通っているならば作動するが、好ましい構成は逆である。なぜな らば、シートの開口部の大きさは、主カバーの製造のために好ましいアルミニウ ムのような金属材料を機械加工するときにさらに正確に決定され、維持される。

この好ましい形状は、サービスにおいて丈夫で、性能において矛盾がなく、容易 に組み立て可能である利点を有する構造で製造可能である。

空所はパイロット貯蔵室が開放するその面に平行なバルブ頭部の平坦面から開放 するように形成される。直角な角度で面から開放する他の実施例は、それとパイ ロット貯蔵室に当接する面に平行なバルブ頭部の面との間の不十分な間隙で外側 に突出するならば、バルブトリガアセンブリ上にソレノイドコイルを取り付ける 場合において困難が生じる。以下にさらに詳細に説明するように、バルブトリガ アセンブリ６２はソレノイドの組み立てのために存在する潜在的な障害を克服す る面４６（図３参照）から直角に突出するから、このような困難はない。

図面の簡単な説明 本発明のバルブの一実施例を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明による即応性パイロット作動ダイヤフラムバルブの直立方向の断 面図である。

図２は、図１のバルブに含まれる主カバーをわずかに拡大した直立した斜視図及 び断面図である。

図３は図１のバルブに含まれる主カバー及びバルブトリガアセンブリをさらに拡 大した直立方向の断面図である。

図４は図１及び図３のバルブトリガアセンブリの直立した拡大断面図である。

図５は、本発明と同じ通常のタイプの従来技術で商業的に使用される大きなダイ ヤフラムを表す直立方向の断面図である。

図６（１）は、本発明によるバルブの圧力対時間特性を表すグラフである。

図６　（ｂ）は、図５に示すタイプの先行技術のバルブのために記録された圧力 対時間特性の図６（ａ）と同じ尺度のグラフであり、バルブは、図６（ａ）に示 す特性をつくるバルブと同じ名目のバイブ接続と同じである。

詳細な説明 本発明によるバルブ１０を表すために選択された実施例を図１に示す。上方、下 方、頂部、底部、左及び右のような用語は本質的な意味で使用するのではなく図 面上の方向から見て使用され、バルブの底部から頂部に説明を進める。バルブ１ ０は、必要な方向で使用される。

バルブ１０は、その左手側の本体１４に入る空気入り目通路］２と、底部から本 体を出る出口通路１６とを有する。バルブにおいて、可撓性ダイヤフラムアセン ブリ１８は、本体１０の上端の円形の平坦面にわたって従来のように配置され、 適当な固定手段によって本体に保持された主カバーの取り付は部、この場合６つ の等間隔のボルト２２によって主カバーの取り付は部面の間に挟まれている。こ のダイヤフラムアセンブリ１８は、その中心の周りに従来の金属板補強手段を含 み、そのアセンブリは、圧縮ばね２６によって円形の第１のシート２４に対して 下方に付勢される。入り口１２はバルブ本体１４内に伸びて、シート２４の上端 で終了している管状の本体部分３０を包囲する環状チャンバ２８を形成する。

使用時に、入り口１２に適用される圧縮空気がダイヤフラムアセンブリ１６の上 面及び下面の双方に作用し、アセンブリがそのシート上にあるとき、下端位置が バルブを閉鎖するように、ブリード管３２が本体１４、主カバー２０及び可撓性 ダイヤフラムアセンブリ１８に形成された交差する穴の形状でダイヤフラムアセ ンブリ１８の上面と下面との間に設けられている。シート上にあるとき、ダイヤ フラムアセンブリ上に下方に作用する全体の力は、上方に作用する力より大きく 、これは、入り口の圧縮空気が（下方に）作用するダイヤフラムアセンブリの上 方に面する面積が、圧縮空気が上方に作用するバルブシート２４を包囲するダイ ヤフラムの下方に面する環状の形状をした部分の面積に比較して大きいことによ る。

ブリード管３２は、以下に説明する理由によってブリード管内に収縮部を有しな ければならない従来技術のバルブにおいて対応する装置より断面が大きい。本発 明によるバルブのブリード管内の小さい収縮部は、制御された迅速な圧力パルス を供給するために有利な特徴である。

代替案として、ブリード管３２は、本体と主カバーとシート２４の半径方向外側 の間に挟まれた周縁の半径方向内側の可撓性ダイヤフラムアセンブリの環状部分 に１つまたはそれ以上の穴の形態を取ることもできる。

主カバー２０は、主バルブが閉鎖されたとき、シート２４に対してダイヤフラム アセンブリ１８を強く押圧する所定量の圧縮空気を包囲するパイロット貯蔵室３ ４を備えている。

主カバー２０は、図１の参照符号に対応した参照符号を使用して図２の大きな縮 尺を主に参照することによって説明される。図２に示した主カバー２０は：（１ ）ダイヤフラムアセンブリ１８に下方に作用する圧縮空気用のパイロット貯蔵室 ３４（図１参照）。

（２）圧縮ばね２６を配置する中央ハウジング２５（図１参照）。

（３）貯蔵室３４を流体流連通させる３つの穴４０（表示された１つの穴に加え て円周方向に配置された２つの穴）。

（４）空所４２゜ （５）空所４２をバルブ（１０）の外側の大気に連通する管４４とを提供する。

図２に含まれる特に斜視図で見ることのできる主カバー２０の外形は、内部の特 徴すなわち、上述した（１）から（５）の特徴部を従来の金属及びプラスティッ ク成形技術に適用する従来の形状の特徴を含み、その成形技術は、設計及び製造 に携わる者には明らかなものであるから詳細な説明は必要ではない。

空所４２は図３に関してさらに説明するその中に挿入される中空のプランジャ（ ６０）を受けるようになっている。図２及び図３の双方を参照すると、図２及び 図３に関連して、バルブトリガアセンブリ６２は、ネジ山付き穴４８に入る４つ のボルト６４によって下方に保持された環状リングによって、主カバー２０の上 端の平坦面４６に一体的に保持される。図２の断面図でさらに容易に理解できる ように空所４２は空所４２と外側の大気に導く管４４との間の下方の分割ライン を形成する第２のバルブシート５０を含む。第２のバルブシート５０は、中空の プランジャ６０と接触しく図３参照）、中空のプランジャ６０は、その最下端で 第２のバルブシート５０に対して空気密封をつくることができる環状の形状の弾 性ワッシャ６６を有する。第２のバルブシート５０は、４０ｍｍの名目上のバイ ブの大きさのバルブにおいて６から７ｍｍの直径が適当である。

中空のプランジャ６０とその上のアーマチュアアセンブリ６８との双方は、バル ブトリガアセンブリ６２をつくりあげるいくつかのコンポーネントを含み、それ らを収容する環状のガイドシェルフ０の内側のわずかな間隙によって自由に摺動 できる。プランジャ６０もアーマチュア６８もいずれもシェルフ０に関してその 周囲の内側の軌道の周りを空気密封的に密封されており、バルブ１０がその通常 閉鎖された位置にあるときに空気圧がプランジャ及びアーマチュアの表面のまわ りでシェルフ０の頂部まで等しくなるようにシェル及びプランジャ及びアーマチ ュアの周りに十分であるが制限された通路が存在する。シェルフ０の頂部は、鉄 の頂部７４の段付き部分に対して密封０リングを保持するために内側に回転した エツジを有する形状である。鉄の頂部７４は鉄の頂部内に形成された円周方向の 溝にシェルフ０の壁の小さい部分を半径方向内側に変形することによってシェル の頂部７０の所定の位置に固定される。従って、シェルは漏れなしに完全な圧縮 空気の供給を行うことができ、供給バルブが閉鎖している間このような圧力を含 む（典型的には約１２５ｐ、ｓ、ｉまたは５６０キロパスカル（ｋｐａ））。

プランジャ６０がその下方位置（閉鎖）位置にあるとき、シェル内の圧力にさら されるプランジャ６０の下方に向く面積は第２のバルブシート５０の半径方向外 側に向かう上方に向いた面積より大きい。バルブ（１０）が使用時にその通常閉 鎖位置において均衡しているとき、プランジャ６０上に作用する全体の力は下方 に強く向けられる。プランジャを通る穴７６は、アーマチュア６８によってその 上端で閉鎖され、アーマチュア６８は、必要なときに穴７６をさらに緊密に密封 するためにその下端に弾性ワッシャ７８を有する。アーマチュア５８は、軟鉄ま たはオーステナイトのステンレススチールのような磁気材料でつくられる。

アーマチュア６８は、その長さの大部分を通って１１ウスまで圧縮ばね８０を通 過させる深い空所を有する。ばね８０の頭部は鉄の頭部７４の下面に載置する。

アーマチュアがその下方の位置にあるとき、すなわちバルブが閉鎖されていると き鉄の頭部７４の下面とアーマチュア６８の上面との間に小さな間隙がある。間 隙の空間はできるだけ小さく、好ましくはアーマチュアによって占められる容積 の１／４以下であり、さらに好ましくはそれよりかなり小さいことが好ましい。

環状のソレノイドコイルの従来の設計はシェルフ０の外側の周りにはめ込まれる ようになっており、鉄の頭部７４内の溝８２内に摺動する図示しないサークリッ プのような固定具によって保持される。

図１及び３を主に参照して、バルブ１０の機能を説明する。図１に示した位置に おいて、バルブは正常には閉鎖位置にある。この位置において、可撓性のダイヤ フラムアセンブリ１８は最も下の位置において第１のシート２４に接触しそれを 閉鎖し、バルブの入り口１２の圧縮空気がバルブの出口１６に供給されることを 阻止する。

加圧下で環状室２８を占める入り口空気は、他の場所の間で貯蔵室３４を占める ために可撓性ダイヤフラムアセンブリ１８の周りでブリード管を流れることがで きる。

貯ａｔ３４は（プランジャ６０の底部の端部で）シール５０の及び（プランジャ ６０の頭部の端部で）第３のシール（６１１図４参照）の半径方向外側の中空の プランジャ６０を包囲する空間に空気流を流すことができるように穴４０によっ て接続される。バルブが閉鎖した均衡時に中空のプランジャは、下側への全体の 力によってシート５０に対して強く押される。

バルブが閉鎖されるとき、アーマチュア６８はアーマチュア６８の上下双方から 作動する空気圧の影響及びバルブ１０の残りの部分に対してバルブトリガアセン ブリ６２のアセンブリ上に加えられる圧縮に対する結果として下方に作用するば ね力の下にシェルフ０の下方の釣り合い位置を占める。

出口を介して短い期間の大きい容量のパルスを、例えば、それらから積層したダ ストをふるい落とすためにジェットパルスを反転することを必要とする多数のダ スト収集フィルタバッグに接続されたブロー管に供給するために、短い期間の電 流がソレノイドコイルに供給される（図示せず）。磁気アーマチュアに関するソ レノイドコイルの位置は、アーマチュア６８がばね８０に対して上方に引かれ第 ３のシート６１から外れるように配置される。アーマチュア上の圧縮空気は、中 空のプランジャ上の非常に小さい空間まで周縁表面の周りを下方に移動し５穴７ ６を通って管４４の大気中にプランジャ６０上の圧縮空気を排出する。シート６ １とワッシャ７８との間を再び接触させるようにプランジャが上方に迅速に移動 するようにプランジャ６０上の全体の下方の力が反転する前に、このような経路 を避けるために非常に少量の空気が必要なだけである。プランジャ６０の上方へ の移動は、第２のシート５０を開放し、それが比較的大きな径であるという観点 において、非常に大きな容量の圧縮空気が穴４０及び穴４０が接続されている貯 蔵室３４から迅速に大気に放出される。貯蔵室３４内の圧縮空気は、プランジャ ６０がシート５０から離れたままである間にブリード管３２を介して補充される よりもさらに迅速に放出され、それによってダイヤフラムアセンブリ１８にわた る差圧がつくりだされその結果、ばね２６の下方への比較的小さい力に対してダ イヤフラムアセンブリ１８を第のシート２４から上昇させる上方への積極的な力 を生じる。

必要な圧縮空気のパルスが出口１６を通って供給されるとすぐに、第１のシート ２４をダイヤフラムアセンブリ１８によってできるだけ早く閉鎖することが望ま しい。

バルブ１０の閉鎖は、ソレノイドへの動力の供給を中断することによって開放の シーケンスを逆にすることによって進められる。さらに図５に示す先行技術のバ ルブを説明する際に最も近い公知のバルブの説明が続いて行われ、次の装置の参 照符号は、従来のバルブと図１乃至図４の本発明との間の特徴を識別するための 一助とされる。

図５において「１」で始まる３桁参照符号は、基本的には同一の部品を有し、第 ２の２桁は図１乃至図４及び図５において使用される部品と一致し、「２」で始 まる３桁の参照符号は本発明と異なる特徴がある場合に使用される。

図５を参照すると、上述した第１のダイヤフラムアセンブリはバルブトップ２０ ０であり、本発明の実施例と異なり、第２のダイヤフラム上の比較的大きな容量 の第２のパイロット貯蔵室２０４によって当接される第２のダイヤフラムアセン ブリ２０２を包囲する。断面図において太い点線によって概略的に示された第２ 組の穴１４０は、パイロット貯蔵室１３４を第２のダイヤフラムアセンブリ２０ ２の下側に当接する比較的大きな容量の入り０室２０に上方に接続する。大径の シート２０７及びパイロット排気管２０８（この双方は典型的には４０ｍｍの名 目的なバイブの大きさのバルブにおいて約９ｍｍ）は入り０室２０６からバルブ の外側の大気にそれぞれ導かれる。

第２のパイロット貯蔵室２０４及び入り０室２０６は、第２のダイヤフラムアセ ンブリを迂回する第２のブリード管２１０によって相互に接続される。第２のブ リード管２１０は、第２のダイヤフラムの機能に関連して図１に示すバルブ内の ダイヤフラムアセンブリ１８に関するブリード管３２と同じ目的を果たす。

（点線で概略的に示す）第３の通路２１１は、本発明によるバルブに適用可能な ものと同様の方法で、バルブの頭部のガイド管１７０に取り付けられるアーマチ ーニアアセンブリ１６８の下端を包囲する小さいチャンバと接合するように第２ のパイロット貯蔵室から上方に導かれる。従来技術のバルブにおいて、アーマチ ュア２１２それ自身は、ガイド管１７０の下端を越えて第２のバルブカバー２１ ４の頭部に設けられた空所に伸びる程度に長く、第２のバルブカバー２１４は、 第２のダイヤフラムアセンブリ２０２をバルブの頭部２００に挟むようになって いる。

アーマチュア２１２は、その底部に固定された弾性ワッシャを有し、弾性ワッシ ャは、アーマチュアがその下端位置にあるとき、第２のバルブカバー２１６の頭 部で室の底部の第３のシート２１４を密封する。バルブシート２１４の下側は、 第２のパイロット排気管２１８を介して周囲の大気まで第２のバルブカバーの本 体を介して連通している。

開放及び閉鎖サイクル中、従来技術のバルブは、１つの開放及び閉鎖サイクルを 終了するのに遅いという点を除いて本発明のバルブに類似した方法で機能する。

これに対する大きな理由は、操作の中間の位相を逆転するためには、すなわち、 ブリード管１３２及び２１０及び穴１４０の第２組を通って入り口から引き出さ れる圧縮空気が第２のダイヤフラムバネと差圧からの下方の力を越える第２のダ イヤフラムの下側に力を提供することができるように比較的大きな第２のパイロ ット貯蔵室２０４から十分な空気を排出するためには遅いということによる。

この比較的大量の空気は、小さい第３のシート及び第２のパイロット排気管２１ ８を通って排出される。第３のシート２１４はこのバルブにおいて小さい必要が ある。

なぜならば、シートが大きいと、アーマチュアへの下方への全体の力が大きくな るからである。バルブを迅速に作動する大きな空気容量を与える第３のシート直 径の十分な増大によって、（パイロット空気が図示したように釣り合いが取られ ていると仮定すると）利用可能なソレノイドが開放される動力を越えて下方に導 かれるときアーマチュア上に下方への全体の力を付与する。

従来技術のバルブ操作の閉鎖位相において、アーマチュア２１２は、まず第３の シート２１４を閉鎖し、ダイヤフラム２０２の全体の力が下方に向くように変化 し、第２のダイヤフラムが第２のシート２０７を閉鎖する点まで第２のパイロッ ト貯蔵室２０４の圧力を蓄積する。

空気圧は、それが釣り合いが取れ、第１のダイヤフラム１１８をわたる差圧に打 ち勝ち、シート上にダイヤフラムを閉鎖するまでパイロット貯蔵室１３４内に蓄 積されることができる。

従来技術のバルブは、本発明によるバルブが必要とするものよりさらに大きな制 限部２２０を必要とすることに留意すべきである。制限部２２０が従来技術に含 まれないならば、バルブが開放することを要求されたときに開放しない。なぜな らば、相互に接続された貯蔵室及び第３のシートを介する空気の大気への放出は 、ブリード管１３２を介する内側への流れに歩調を合わせるがらである。従って 、図２のダイヤフラムアセンブリ２０２を反転するために必要な差圧は達成され ず、その結果、主ダイヤフラム１１８は、そのシート１２４を上昇させ、そのバ ルブを開放することはできない。

図１から図４に例示として示すように本発明のバルブにおいて、ブリード管３２ は、比較的に制限されず、基本的には中空のプランジャが、その小さい嵩及び空 気放出通路の相対的な大きさの理由によって、アーマチュアアセンブリ６８の上 昇に続いて非常に迅速にそのシート５０を上昇するために使用される。一旦これ が生じると、（第１のダイヤフラムアセンブリ１８においてパイロット貯蔵室と して機能する）溝３４内で必要な迅速な圧力降下は、比較的制限されないブリー ド管３２を通過する空気の内側への大きな流れによって反作用を受けることがな い。従って、バルブは必要なときに迅速に開放することができる。しかし、本発 明のバルブにおいて、ブリード管３２の制限が比較的にない重要な利点は、バル ブの閉鎖が （１）さらに迅速に、 （２）バルブの開放／閉鎖サイクルをトリガするために使用される電気的な状態 の変化に対してさらに正確な応答性で、 （３）源からの圧縮空気をほとんど浪費せずに行われることである。

続いて図１乃至図４を参照すると、サイクルの閉鎖部分中に、ソレノイドコイル に供給される電流が停止されるとき、アーマチュアは第３のシート６１を直ぐに 閉鎖することができる（図４７照）。中空のプランジャ上への下方への力は、そ の下側を第２のシート５０に接触させる。第２のシートが閉鎖されると直ぐに、 穴４０及び貯蔵室３４内の空気圧が上昇し、ダイヤフラムアセンブリ１８に作用 する差圧が反転し、ダイヤフラムを第１のシート２４に対してその閉鎖位置に戻 るようにするようにブリード管３２を通って入る空気によって供給される。

使用及び長所 本発明によるバルブと同じ通常のタイプの最も近い従来技術のバルブとの相対的 な性能は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す。図面の双方の部分において、水平 軸は時間を示し、垂直軸は圧力を示す。この正弦形状の曲線は、各バルブの各ソ レノイドへの交流電流を表し、圧力対時間曲線と同じ時間縮尺である。電流曲線 の振幅は、特にそれに対する縮尺はない。図６（ａ）及び（ｂ）の各々において 、Ｒとして認識される第２の圧力対時間が示されている。ｆｌＩｌ線Ｒは、バル ブの１つの開放−閉鎖サイクルを実行した結果として供給圧力の変化を示す。比 較テストの目的で、特定の初期圧力まで予め充填され、テスト中、補充されない 固定容量の供給貯蔵室が使用される。

図６（ａ）及び図６　（ｂ）を参照すると、圧力対時間軸の始点Ｏは、バルブが 閉鎖されており、時間Ｔ−０でバルブを開放するための電気信号を示す。バルブ の出口は、比較テストの目的で、ブロー管としてダスト収集器に使用されるもの と同様の容量の長い閉鎖バイブに接続されている。圧力ドランスジューサがバル ブ出口から離れたパイプの端部の内側に接続されており、その出口はオシロスコ ープに接続されている。図６に示すようなオシロスコープ追跡において、アセン ブリが上昇する前のタイムラグは明らかであり、このタイムラグは、一部がバル ブ開口部で前に述べたシーケンシャルに同定可能な段階が行われる間に機械的な 遅延から生じる。

測定されたピーク圧力までの上昇時間は、その圧力に至るまでのバルブの下流の 容量の関数であり、部分的にバルブの名目上の大きさに依存する。図６（ａ）の 場合（本発明のバルブ）に、圧力のピークはＰｌとされる・バルブの主シートが 閉鎖された後、第２のミラー圧力ピークＰ２が記録されたときピーク時の約９０ ％まで圧力の迅速な減少がある。圧力はバルブの閉鎖された均衡状態で存在する 圧力まで急速に落下する。主ダイヤグラムアセンブリはピークＰ２まで開放した ままである。

図６（ｂ）の場合において、第１の圧力ピークはＱｌと同じであるが、この場合 、他に各々が前のピークの１０％降下する、３つの小さいピークＱ２．Ｑ３及び Ｑ４が圧力が均衡状態に落下する前に記録される。この場合主ダイヤグラムアセ ンブリは、ピークＱ４まで開放されたままである。

本発明のバルブは、供給源での圧縮空気の浪費を最小限にするという点で著しい 利点を有する。ピークの後は、第１の圧力ピークの除去能力を改良するためにほ とんど機能しないことと信じられている。空気の消費を表す各曲線の下の面積は 本発明のバルブを使用することによって得ることができる著しい節減を示す。

時　間　Ｔ− 国際調査報告　１ｍ−ａｍｌｍ、、ｌ−Ｎ。

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Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．高エネルギーの短い間隔の圧縮空気パルスをバルブの出口ポートに接続可能 な容器に供給するための大きなパイロット作動ダイヤフラムバルブであって、可 撓性ダイヤフラムアセンブリと、前記ダイヤフラムの両面にわたる圧縮釣り合い 手段とを有し、バルブは、バルブ頭部とバルブトリガとを有するサブアセンブリ を含み、バルブ頭部は； （ａ）前記面にわたって前記可撓性ダイヤフラムアセンブリを支持するようにな っているバルブの本体部分の受容面に取り付けるようになっているバルブの第１ の外面から開口するパイロット貯蔵室と、 （ｂ）バルブ頭部の第２の外面から開口する空所と、（ｃ）バイロット貯蔵室を 空所に接続するソール手段を提供する第１の流体連通手段と、 （ｄ）空所をバルブの頭部の外側の大気に接続する第２の流体連通手段と、 （ｅ）空所の少なくとも一部を占めるようになっている中空のプランジャと、 （ｆ）空所に関して中空のプランジャの連動によって閉鎖可能及び開放可能であ るように作動する環状シート及びシート閉鎖手段と、 （ｇ）作動時に前記サブアセンブリ内で相互に関連しながら中空のプランジャの 軸線方向に対向する一対の端部表面の間の制限された流体連通手段と、（ｈ）各 端部面に当接する小さい流体収容溝とを有し、バルブトリがは、 （ｉ）第２の面に当接し、第２の面から突出するが前記カバリングのための前記 中空の部分を包囲する空気密封カバリングと、 （ｊ）前記中空のプランジャに直接接触し、それが外れるように前記カバリング 内で摺動可能に移動するようになっている前記中実のプランジャであって、前記 中実のプランジャ上に作用することができる離れて適用可能な力の影響で移動す る中実のプランジャと、（ｋ）中実のプランジャの軸線方向に対向する一対の端 部面の間に前記空気密封カバリングと作動的に相互に関連するように収容される 制限された流体連通手段と、（１）前記流体収容凹部に当接する端部に対向する 前記中実プランジャの一端に隣接し、前記力の影響の下でダイヤフラムバルブの 開放サイクルを開始するため中空のプランジャに接触しない前記スペースに中実 のブランジャを移動することができるようになっているダイヤフラムバルブ。
2. ２．中空のプランジャは、空所の深さを部分的にのみ占める大きさの軸線方向の 長さを有する請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
3. ３．中空のプランジャの軸線方向に対向する一対の端部表面の間の制限された流 体連通手段は、好ましくは使用時にそれを包囲する空気密封カバリングにかみ合 い及び摺動ずる中空のプランジャの外側の周縁の間に慎重に選択された直径方向 の間隙である請求項１または２に記載のダイヤフラムバルブ。
4. ４．空気密封カバリングは、空所に整合し、カバリングが直角に延びるバルブの 頭部に一体のユニットとして取り付けられる直立した中空の管状の突起部である 請求項１から３のいずれか一項に記載のダイヤフラムバルブ。
5. ５．中実のプランジャはその操作範囲の連動中、全体がカバー内に配置される請 求項１から４のいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
6. ６．中実のプランジャの対向する平坦な端部の間の前記制限された流体連通手段 は、中実のプランジャの外周とカバリングの内径との間の直径上の間隙を有する 請求項１から５のいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
7. ７．バルブの開口部を初期化するために中空のブランジャから中実のプランジャ が離れることができるようにする小さい間隙空間は、中実のプランジャによって 占められる容積の１／４よりかなり小さい容積を有する請求項１から６のいずれ か一項に記載のダイヤフラムバルブ。
8. ８．中実のプランジャ上に作用することができる力はカバリングを包囲するソレ ノイドコイルを介して電流を通過させることによってつくられる磁気的な力であ り、中実のプランジャは礎気材料を有する請求項１から７のいずれか１項に記載 のダイヤフラムバルブ。
9. ９．中空のプランジャの各端部に当接する小さい収容凹部は、 （ａ）前記プランジャの包囲する各端面に関してブランジャの各端部で各シート 手段が突出する短い軸線方向の距離と、 （ｂ）各シート閉鎖手段の露出面と、 （ｃ）プランジャの各端部を包囲するカバリングの凹部の周縁方向周囲面とによ って形成される環状形の容積を有する請求項１から８のいずれか１項に記載のダ イヤフラムバルブ。
10. １０．第１の流体連通手段は、空所へのスロット形状の複数の入り口を形成する ために空所に交差する複数の穴を有し、その穴の全体の断面積は、空所から空所 を大気に接続する第２の流体連通手段への開口部によって形成される開口部の断 面積より大きい請求項１から９のいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
11. １１．第２の流体連通手段は、それが空所と交差する断面積より小さくはない断 面積を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
12. １２．シート閉鎖手段は、その入り日面に対向する空所の平担な床から直立する 円形で管状の鋭い縁部を有する床突出部を有し、シート閉鎖手段は、組み立て時 に空所に入る中空のプランジャの端面上に支持される弾性ワッシャである請求項 １から１１のいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
13. １３．空所はパイロット貯蔵室が開放するその面に平行なバルブ頭部の平坦面か ら開放するように形成される請求項１から１２のいずれか１項に記載のダイヤフ ラムバルブ。