JPH0681965A - 多段式流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来２つの流量制御弁を用いて多段流量制御
を行なっていたところを、１つにし小型化した多段式流
量制御弁を提供すること。 【構成】 本発明の多段式流量制御弁１は、第一シリン
ダ１５に固設される第一弁座１０と、第一シリンダ１５
に嵌合され摺動可能な第一ピストン４に付設される第一
弁体３と、第一ピストン４内に形成される第二シリンダ
１４と、第二シリンダ１４に嵌合して摺動可能であると
共に第二弁体５ａを有する第二ピストン５と、第一弁体
１０を貫通する導通孔１７に形成される第二弁座１３と
を有し、第一ピストン４を駆動することで、第一弁体３
を第一弁座１０から離間することにより第一の流量の流
体を流し、第二ピストン５を駆動することで、第二弁体
５ａを第二弁座１３から離間することにより第二の流量
の流体を流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業機械に使用する流
量制御弁に関し、さらに詳細には、異なった流量を流す
多段式流量制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、染料を扱う工場等では、１種類の
染料を製造ラインに流すとき、少量の染料を供給する必
要がある場合と、多量の染料を供給する必要がある場合
とがある。例えば、所定量の染料を正確に供給する場合
に、計量器に、はじめは多量の染料を供給し、所定量近
くでは少量の染料を供給することにより、供給量の精度
を高め、かつ供給速度を上げることが行なわれている。
そのため、製造工程の途中で多→少と染料の流量を変化
させる必要があった。そこで従来は、１組の入力ポート
及び出力ポートに対し、大流量の流量制御弁と小流量の
流量制御弁を共に並列に備え、必要に応じて切り換える
ことにより流量を制御して使っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、製造ラ
イン等の産業分野で使用されるとき、流量制御弁全体の
体積は少しでも小さいことが望まれる。１組の入出力ポ
ートに対して２つの流量制御弁を並列に使用することは
その部分のみ流路の構成が太くなり、したがって流路全
体のスペースが大きくなるという問題があった。また、
２つの流量制御弁をまず大流量の流量制御弁を閉じ、小
流量の流量制御弁を開くという操作をする必要があるた
め、操作が複雑になり、操作者に負担がかかる。そのた
め、操作ミスによる時間的ロスが発生したり、流量の精
度が落ちたりする場合があった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、従来２つの流量制御弁を用いて
多段流量制御を行なっていたところを、１つにし小型化
した多段式流量制御弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の流量制御弁は、第一シリンダに固設される
第一弁座と、第一シリンダに嵌合され摺動可能な第一ピ
ストンに付設される第一弁体と、第一ピストン内に形成
される第二シリンダと、第二シリンダに嵌合して摺動可
能であると共に第二弁体を有する第二ピストンと、第一
弁体を貫通する貫通孔に形成される第二弁座とを有し、
第一ピストンを駆動することで、第一弁体を第一弁座か
ら離間することにより第一の流量の流体を流し、第二ピ
ストンを駆動することで、第二弁体を第二弁座から離間
することにより第二の流量の流体を流す。

【０００６】

【作用】上記の手段よりなる本発明の多段式流量制御弁
は、第一シリンダは、第一弁座を有し、第一ピストンを
摺動可能に保持する。第一ピストンは、第一弁体を保持
し、内部に第二シリンダを形成すると共に第一シリンダ
内を摺動することにより、第一弁体を第一弁座から離間
し、第一の流量の流体を流す。第二シリンダは、第二ピ
ストンを摺動可能に保持する。第二ピストンは、第二弁
体を保持し、第二シリンダ内を摺動することにより、第
二弁体を第二弁座から離間し、第二の流量の流体を流
す。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例である多
段式流量制御弁について図面を用いて詳細に説明する。
図１に染料を供給するための２段式流量制御弁の構成を
断面図で示す。２段式流量制御弁１は流体である染料の
出口であるノズル２と、大流量制御弁を構成するノズル
内部に固設されてある第一弁座１０および移動可能な第
一弁体３と、小流量制御弁を構成する第一弁体内部に固
設されてある第二弁座１３および移動可能な第二弁体５
ａにより構成されている。ノズル２の上面には、第一弁
体および第二弁体を操作するためのエアーを取り入れる
エアポートが３箇所設けられる。ノズルに近い方から順
にエアポート８、エアポート７、エアポート６である。

【０００８】第一弁座１０は、ノズル２の内面に斜面を
形成して固設されている。ノズル２の内側と第一弁体３
の挟む空間は染料の入力ポート１と連通し、常時染料で
満たされている。第一弁体３は中央付近に段差が設けら
れ、第一ピストン４と嵌合し固定されている。また、円
筒状の第一弁体３の径の中央部には軸線方向に沿って小
径の貫通孔である導通孔１７が穿設され、ノズル２の開
口部に連通している。導通孔１７の他端には第二弁座１
３が突設している。

【０００９】ここで、導通孔１７の直径は２ｍｍ、ノズ
ルの直径は１３ｍｍに形成されている。第一ピストン４
は、第一弁体３を途中の段差まで包み込むように形成さ
れ、シリンダ１８の内面に沿って左右に摺動可能に嵌合
されている。また、第一ピストン４の左端には断面積の
大きな断差部４ａが形成され、シリンダ１５と摺動可能
に嵌合されている。第一シリンダ１５の第一ピストン４
ａより右側にある右シリンダ室１５ａには、エアポート
７が連通し、第一シリンダ１５の第一ピストン４ａより
左側にある左シリンダ室１５ｂには、エアポート６が連
通している。

【００１０】一方、円筒状の第一ピストン４は中心部が
中空構造であり、第二シリンダ１４が形成され、第二弁
体５ａが一端に固設されている第二ピストン５が摺動可
能に嵌合されている。第二ピストン５は、復帰ばね９に
より第二弁座１３に当接する方向に付勢されている。第
二シリンダ１４の第二ピストン５より右側にある右シリ
ンダ室１４ａには、エアポート８が連通している。

【００１１】次に以上説明した構成を有する２段式流量
制御弁の動作について説明する。所定の量の染料を計量
してラインに供給する場合について考える。はじめに、
染料をまったく供給しない場合について図１により説明
する。この場合、エアポート６に圧縮空気が供給され、
エアポート７に圧縮空気が供給されている。そして、第
一ピストン４は右向きに付勢される。そして、第一ピス
トン４は、第一弁体３が第一弁座１０に当接した状態で
停止している。したがって、第一弁座１０は遮断されて
いる。同時に、エアポート８にも、圧縮空気が供給され
ていないので、ピストン５は復帰ばね９により第二弁座
１３の方向に付勢され、第二弁体５ａが第二弁座１３に
当接している。したがって、第二弁座５ａは遮断されて
いる。

【００１２】次に、計量計に所定の量の染料を供給する
とき、まずはじめに、所定量よりすこし少ない量に至る
までは大量の染料を供給する。その状態を図３により説
明する。エアポート６への圧縮空気の供給を停止し、エ
アポート７へ圧縮空気を供給する。エアーが第一ピスト
ン４ａの右側のシリンダ室１５ａに供給され、第一ピス
トン４ａを左向きに付勢する。そして、第一弁体３は第
一弁座１０から離間し、入力ポート１６とノズル２とが
連通する。これにより、大量の染料がノズル２より供給
される。

【００１３】次に、所定量より少し少ない量の染料が供
給された時点で、エアポート７への圧縮空気の供給が遮
断され、エアポート６へ圧縮空気が供給される。それに
より、第一ピストン４は右向きに付勢される。そして、
第一ピストン４は、第一弁体３が第一弁座１０に当接し
た状態で停止し、第一弁座１０は遮断される。同時に、
エアポート８へ圧縮空気の供給が行われる。そして、図
２に示すように、第二ピストン５が左方向に付勢され、
復帰ばね９を圧縮して移動する。これにより、第二弁体
５ａが第二弁座１３と離間して、導通孔１７と入力ポー
ト１６とが連通する。

【００１４】従って、少量の染料を供給することがで
き、計量器が所定の量を計測したときに、エアポート８
への圧縮空気の供給を遮断することにより、正確な量の
染料を供給することができる。このように、大流量制御
弁の第一弁体に導通孔を設け第二弁座を設けることによ
り、１つの流量制御弁のサイズで、大流量と小流量の２
種類の流量を供給することができる。ここで、導通孔１
７の直径は２ｍｍ、ノズルの直径は１３ｍｍに形成され
ているので、第一弁座の連通による大流量と第二弁座の
連通による小流量では、流量比に４０倍以上の違いがあ
るため、小流量流量弁を使用すれば、大流量流量弁のみ
を使用する場合の４０倍の精度で染料を供給することが
できる。

【００１５】例えば、本実施例では、染料の場合を説明
したが、２以上の流量を必要とするならば染料に限らず
全ての流体に適用可能である。また、本実施例では、２
段式の流量変化について説明したが、３段以上の流量切
換えにも応用が可能である。このようにすれば、エアポ
ートを操作するだけで簡単に大流量から小流量への切り
替えが出来、操作に時間がかからないので、高速化でき
る。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の多段式流量制御弁によれば、第一シリンダに固
設される第一弁座と、第一シリンダに嵌合され摺動可能
な第一ピストンに付設される第一弁体と、第一ピストン
内に形成される第二シリンダと、第二シリンダに嵌合し
て摺動可能であると共に第二弁体を有する第二ピストン
と、第一弁体を貫通する貫通孔に形成される第二弁座と
を有し、第一ピストンを駆動することで、第一弁体を第
一弁座から離間することにより第一の流量の流体を流
し、第二ピストンを駆動することで、第二弁体を第二弁
座から離間することにより第二の流量の流体を流してい
るので、１つの流量制御弁の大きさで大流量と小流量の
２種類の流量を得ることができるため、省スペースを実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である２段式流量制御弁の構
成を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例である２段式流量制御弁が少
流量を流している状態を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施例である２段式流量制御弁が大
流量を流している状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 多段式流量制御弁 ２ ノズル ３ 第一弁体 ４ 第一ピストン ５ 第二ピストン ５ａ 第二弁体 ６ エアポート ７ エアポート ８ エアポート １０ 第一弁座 １３ 第二弁座 １４ 第二シリンダ １５ 第一シリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一シリンダに固設される第一弁座と、 前記第一シリンダに嵌合され摺動可能な第一ピストンに
   付設される第一弁体と、 前記第一ピストン内に形成される第二シリンダと、 前記第二シリンダに嵌合して摺動可能であると共に第二
   弁体を有する第二ピストンと、 前記第一弁体を貫通する貫通孔に形成される第二弁座と
   を有し、 前記第一ピストンを駆動することで、前記第一弁体を前
   記第一弁座から離間することにより第一の流量の流体を
   流し、 前記第二ピストンを駆動することで、前記第二弁体を前
   記第二弁座から離間することにより第二の流量の流体を
   流すことを特徴とする多段式流量制御弁。