JPH08128561A

JPH08128561A - バルブ駆動装置

Info

Publication number: JPH08128561A
Application number: JP26783994A
Authority: JP
Inventors: Fusao Nakamura; 富佐雄中村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】全開時の回動量にかかわらずバルブの開度表
示を簡単かつ安価に行えるようにする。【構成】バルブアクチュエータは、流体移送配管中に
配置される自動バタフライバルブを開閉動作させる装置
であって、直線運動する直線運動機構と、リンク機構
と、回転検出器と、制御部と、表示器とを備えている。
リンク機構は、直線運動機構の直線運動を回動運動に変
換し、弁体を回動させる。回転検出器は、直線駆動手段
の直線移動量を検出する。制御部は、検出された直線移
動量と弁体の全開時の回動量とから弁体の開度を算出す
る。表示器は算出結果を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブ駆動装置、特
に、流体移送配管中に配置される回転形バルブを開閉動
作させるバルブ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石油精製プラント、発電所等の施設にお
いて、油，水，蒸気等の流体を移送する流体移送配管上
には、流体の流れを制御するための多数のバルブが取り
付けられている。この種のバルブには、遠隔操作を可能
にするためにバルブアクチュエータが取り付けられてい
る。

【０００３】図７に示すように、バタフライバルブやボ
ールバルブ等の回転形バルブに取り付けられる従来のバ
ルブアクチュエータ３は、モータ１０と、モータ１０の
回転運動を直線運動に変換するネジ軸１１及びそれに螺
合するナット１２からなる直線運動機構１３と、ナット
１２の直線運動を回動運動に変換し、回転形バルブの弁
体５を回動させるリンク機構１４と、開度表示機構１５
とを備えている。開度表示機構１５は、ナット１２が０
％開度から１００％開度まで移動する間にたとえば２７
０度回転するようにモータ１０の回転を減速する減速機
構１６と、減速機構１６に取り付けられた表示針１７
と、表示針１７の回転位置と開度との関係を表す表示板
１８とを備えている。

【０００４】一般に開度は、弁体５の回動角度が１００
％開度（全開時）に対して何％に当たるかの回転角開度
で示されるので、たとえば、弁体５が０％開度（図７に
実線で示す全閉時）から１００％開度（図７に２点鎖線
で示す全開時）まで９０度回転する場合、表示板１８に
は図８に示すような目盛りが刻まれている。表示針１７
はネジ軸１１の回転に比例して回転しており、図７に示
すように、ナット１２の移動量（即ち、ネジ軸１１の回
転位置）と弁体５の回動量との関係が正比例しないた
め、図８に示すように、表示板１８上の目盛りは、０％
開度から２５％開度まで及び７５％開度から１００％開
度までの間隔が、２５％開度から７５％開度までの間隔
より広くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような表示板を製
作する場合、１００％開度のときの回動量が常に９０度
であれば１種類の表示板を作成するだけでよい。しか
し、バルブによっては弁体を６０度程度回動させると、
それ以上流量特性が変化しないようなものもある。この
ようなバルブでは、１００％開度のときの回動量は６０
度でよい。１００％開度のときの回動量が６０度のバル
ブでは、表示板の開度を示す目盛りの間隔が９０度のバ
ルブと異なるので、１００％開度のときの回動量が異な
るとその都度異なる目盛りの表示板を製造する必要があ
る。このため、開度表示用の表示板の製造が煩雑であ
り、バルブの製造コストが高くなるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、全開時の回動量にかかわ
らずバルブの開度表示を簡単かつ安価に行えるようにす
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るバルブ駆動
装置は、流体移送配管中に配置される回転形バルブを開
閉動作させる装置であって、直線運動する直線駆動手段
と、変換機構と、移動量検出手段と、開度算出手段と、
表示手段とを備えている。変換機構は、直線駆動手段の
直線運動を回動運動に変換し、回転形バルブの弁体を回
動させる。移動量検出手段は、直線駆動手段の直線移動
量を検出する。開度算出手段は、移動量検出手段で検出
された直線移動量と弁体の全開時の回動量とから弁体の
開度を算出する。表示手段は、開度算出手段の算出結果
を表示する。

【０００８】

【作用】本発明に記載のバルブ駆動装置では、直線駆動
手段が直線運動すると、変換機構が直線運動を回動運動
に変換し、弁体を回動させる。また、直線駆動手段が直
線運動するとその移動量が移動検出手段によって検出さ
れる。そして、全開時の回動量と検出された直線移動量
とから開度算出手段が開度を算出する。算出された開度
は表示手段によって表示される。ここでは、全開時の開
度が異なっても、それに応じた開度が算出され表示され
るので、表示板をその都度製作する必要がなくなり、全
開時の回動量にかかわらずバルブの開度表示を簡単かつ
安価に行える。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を採用した自動バ
タフライバルブを示している。図１において、自動バタ
フライバルブ１は、バルブ本体２と、バルブアクチュエ
ータ３と、バルブ１を手動で開閉するためのハンドル６
とを有している。バルブ本体２は、リング状のバルブケ
ース４と、バルブケース４の直径軸回りに回動する弁体
５とを有している。バルブケース４内には弁体５に接触
する弁座（図示せず）が設けられている。弁体５にはバ
ルブアクチュエータ３が連結されている。

【００１０】バルブアクチュエータ３は、図２に示すよ
うに、回転検出器ＲＥ付の電動モータ１０と、電動モー
タ１０の回転運動を直線運動に変換するネジ軸１１及び
それに螺合するナット１２からなる直線運動機構１３
と、ナット１２の直線運動を回動運動に変換し、自動バ
タフライバルブ１の弁体５を回動させるリンク機構１４
とを備えている。

【００１１】リンク機構１４は棒状アーム部材であり、
その一端が弁体５に連結されている。リンク機構１４の
他端には長孔２０が形成されており、そこには、ナット
１２が移動可能に係合しており、ナット１２が往復直線
運動するとリンク機構１４が回動運動する。また、自動
バタフライバルブ１は、図３に示すような制御部３０を
備えている。制御部３０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭを
有するマイクロコンピュータからなる。制御部３０は、
電動モータ１０を制御するとともに、ネジ軸１１の回転
位置（ナット１２の位置）から開度を算出する。制御部
３０には、電動モータ１０、開度を３桁表示する７セグ
メントＬＥＤからなる表示器３２、開度算出プログラム
や全開時の弁体５の回転角度（以下、全開角度という）
等の各種設定値を記憶する不揮発メモリ３３、電動モー
タ１０の回転位置を検出する回転検出器ＲＥ、各種入力
のための操作キー３１及び他の入出力部が接続されてい
る。

【００１２】次に、制御部３０の制御動作を、図４及び
図５に示す制御フローチャートに従って説明する。電源
が投入されると、図４のステップＳ１では、初期設定が
なされる。ここでは、ＲＡＭに記憶される各種設定値等
を初期化する。たとえば、以前に設定された全開角度を
不揮発メモリ３３から読み出してＲＡＭに記憶する。な
お、最初はたとえば全開角度は９０度に設定される。ス
テップＳ２では、新たに全開角度が入力されたか否かを
判断する。全開角度を変更する場合にはこのステップで
行う。ステップＳ３では、操作キー３１からの入力によ
りバルブを開く指令がなされたか否かを判断する。ステ
ップＳ４では、操作キー３１からの入力によりバルブを
閉じる指令がなされたか否かを判断する。ステップＳ５
では、操作キー３１からの入力または図示しないセンサ
からの入力によってバルブの動作を止める停止指令がな
されたか否かを判断する。ステップＳ６では表示器３２
に開度を表示する表示処理ルーチン（後述）を実行し、
ステップＳ２に戻る。

【００１３】ステップＳ２で新たに全開角度が入力され
たと判断するとステップＳ７に移行する。ステップＳ７
では、入力された全開角度を不揮発メモリ３３に書き込
むとともにＲＡＭに記憶する全開角度設定処理を実行す
る。ステップＳ３で開指令がなされたと判断すると、ス
テップＳ８に移行し、電動モータ１０を正回転させる。
この結果、ナット１２が図２の右方に移動する。ステッ
プＳ４で閉指令がなされたと判断すると、ステップＳ９
に移行し、電動モータ１０を逆回転させる。この結果、
ナット１２が図２の左方に移動する。ステップＳ５で停
止指令がなされたと判断すると、ステップＳ１０に移行
し、電動モータ１０を停止させる。

【００１４】ステップＳ６の表示処理では、図５のステ
ップＳ２１で回転検出器ＲＥの出力によってナット１２
の位置ｘを読み込む。ステップＳ２２では、位置ｘがナ
ット１２の全ストロークＳの半分を越えているか否かを
判断する。位置ｘがナット１２の全ストロークＳの半分
を越えていない場合は、ステップＳ２３に移行し、下記
（１）式によって開度Ｆを算出する。

【００１５】

【数１】

【００１６】但し、θ₀：全開角度 θ ：弁体の回転角度ｒ：リンク機構の最短アーム長また、位置ｘがナット１２の全ストロークＳの半分を越
えている場合は、ステップＳ２４に移行し、下記（２）
式によって開度Ｆを算出する。

【００１７】

【数２】

【００１８】ここで、（１）及び（２）式の導出手順に
ついて図６を参照して説明する。ｘ＜Ｓ／２のとき（図
６（ａ））は、

【００１９】

【数３】

【００２０】また、ｘ≧Ｓ／２のとき（図６（ｂ））
は、

【００２１】

【数４】

【００２２】開度の算出が終了するとステップＳ２５に
移行し、算出された開度を示すデータを表示器３２に出
力して開度を表示し、メインルーチンに戻る。ここで
は、ナット１２の位置ｘと全開角度θ₀と最短アーム長
ｒとから開度を算出しているので、全開角度が異なるバ
ルブであっても簡単かつ安価に開度表示を行える。

【００２３】〔他の実施例〕（ａ）開度をＬＥＤによる数値表示に代えて、ＬＣＤ
による棒グラフ表示や円グラフ表示にしてもよい。（ｂ）電動モータによる回転駆動に代えて、電動，油
圧，空気シリンダによる直線駆動により直接リンク機構
を動作させてもよい。（ｃ）予め全開角度と最短アーム長毎にナット位置に
対する開度を上記（１），（２）式により算出し、ナッ
ト位置毎の開度を不揮発メモリに書込み、ナットの位置
読み取り時に不揮発メモリから開度を読み出し表示して
もよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るバル
ブ駆動装置では、全開時の開度が異なっても、それに応
じた開度が算出され表示されるので、表示板をその都度
製作する必要がなくなり、全開時の回動量にかかわらず
バルブの開度表示を簡単かつ安価に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用した自動バタフライバ
ルブの斜視模式図。

【図２】バルブアクチュエータの平面模式図。

【図３】制御系の構成を示すブロック図。

【図４】制御動作を示すフローチャート。

【図５】制御動作を示すフローチャート。

【図６】開度算出式の導出手順を説明する図。

【図７】従来のバルブアクチュエータの平面模式図。

【図８】表示板の正面図。

【符号の説明】

１自動バタフライバルブ３バルブアクチュエータ５弁体１０電動モータ１１ネジ軸１２ナット１３直線運動機構１４リンク機構３０制御部３２表示器ＲＥ回転検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体移送配管中に配置される回転形バルブ
を開閉動作させるバルブ駆動装置であって、直線運動する直線駆動手段と、前記直線駆動手段の直線運動を回動運動に変換し、前記
回転形バルブの弁体を回動させる変換機構と、前記直線駆動手段の直線移動量を検出する移動量検出手
段と、前記移動量検出手段で検出された直線移動量と全開時の
前記弁体の回動量とから前記弁体の開度を算出する開度
算出手段と、前記開度算出手段の算出結果を表示する表示手段と、を
備えたバルブ駆動装置。