JPH084708A - 操作器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気口から雨水、湿気等がケース内部に侵入
するのを確実に防止し、ケース内部の機構、部品等の腐
食、機能低下を防止し、操作器の耐久性、信頼性等を向
上させる。 【構成】 排気口を有するポジショナケース１２の排気
口と、アクチュエータ３のスプリングケース９に設けら
れたスプリング室８とを配管４４によって接続する。ポ
ジショナ５によって消費された空気を配管４４によりス
プリング室８に導き、排気口３３から外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体圧の変化に応じて
自動調節弁等の被駆動装置を駆動制御する操作器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】石油化学、化学工業等の種々のプラント
に用いられる自動調節弁を駆動制御するこの種の操作器
は、入力信号を空気圧に変換するバルブポジショナと、
このバルブポジショナの出力空気圧によって調節弁の作
動軸を入力信号に応じた位置に駆動制御するアクチュエ
ータとを備えている。バルブポジショナは、自動調節弁
の作動軸の変位をレバー等によって機械的にフィードバ
ックすることにより計器信号と作動軸位置との関係を外
乱に抗して常に正確に保つため、駆動軸位置を検出端と
して駆動部への出力空気圧を加減する一種のサーボ機構
で、入力信号（変位信号）を、フラッパの揺動変位に変
換し、これをノズル・フラッパ機構によって空気圧信号
に変換して増幅した後、アクチュエータに出力空気圧と
して供給するように構成されている。さらに、この種の
ポジショナは自動調節弁の実動作量をフィードバック機
構によって前記フラッパにフィードバックすることによ
り、入力信号による力と平衡させるようにしている。ア
クチュエータは、作動室にかかる空気圧によってピスト
ンまたはダイヤフラムを変位させることにより、作動軸
を所定の駆動ストローク作動させるように構成されてい
る。

【０００３】図２はこの種の操作器の従来例を示すもの
である。同図に基づいて概略説明すると、１は自動調節
弁、２は自動調節弁１の作動軸、３は自動調節弁１の上
部にヨーク４を介して取り付けられた空気式のアクチュ
エータ、５はヨーク４の一側にブラケット（図示せず）
等を介してねじ止め固定されたバルブポジショナであ
る。アクチュエータ３は、内部がダイヤフラム６によっ
て作動室７とスプリング室８とに画成されたスプリング
ケース９を有し、スプリング室８内に圧縮コイルばねか
らなるスプリング１０が収納され、前記作動軸２の上端
がダイヤフラム下面に設けたプレート１１に連結されて
いる。バルブポジショナ５は、ポジショナケース１２の
内部に配設された電空変換器１３と、ケース１２より作
動軸２に向かって揺動自在に差し出されたフィードバッ
ク機構１４を構成するフィードバックレバー１５を有し
ており、このフィードバックレバー１５の内端は軸１６
によって回動自在に軸支され、外端は長孔１７とピン１
８によって前記作動軸２に連結されている。前記電空変
換器１３は、マグネットユニット１９とノズル・フラッ
パ機構２０とからなり、入力信号Ｉ0 （例えば４ｍＡ〜
２０ｍＡ）をマグネットユニット１９によってコイル２
１の変位に変換し、これをストラップ２２を介してフラ
ッパ２３に伝達すると、フラッパ２３がその支点２４を
中心として揺動してこれに近接対向して配置されたノズ
ル２５との間隙、すなわちノズルギャップを変化させ
る。ノズル２５は、空気供給源から供給される一定（通
常１．４Ｋｇｆ／ｃｍ² 〜２．４Ｋｇｆ／ｃｍ² ）の供
給空気圧をフラッパ２３に向けて噴出しており、ノズル
ギャップが変化すると、その背圧が変化し、このノズル
背圧はパイロットリレー２６によって増幅された後、出
力空気圧Ｐout として前記アクチュエータ３の作動室７
に伝送される。すると、ダイヤフラム６がスプリング１
０に抗して変位して作動軸２を上下方向に変位させ、こ
れによって自動調節弁１の弁開度が調節される。また、
作動軸２の動きは、前記フィードバックレバー１５が受
けてノズルフラッパ機構２０にフィードバックすること
により、フラッパ２３の動きを安定化させる。

【０００４】なお、２７はマグネットユニット１９の端
子箱、２８は減圧弁、２９は圧力計、３０はフィードバ
ックスプリング、３１は零調整用スプリングである。

【０００５】ところで、このような供給空気圧を用いた
操作器において、スプリングケース９はダイヤフラム６
の変位を可能にするためスプリング室８を密閉すること
ができず、そのため内外を連通させる排気口３３を有し
ている。同様に、ポジショナケース１２も、空気圧供給
源よりノズル・フラッパ機構２０に供給され、ノズル２
６から噴射された消費空気をケース外部に逃がすための
排気口３４を有している。そのため、現場に設置される
操作器にあっては、排気口３３，３４からケース内部に
雨水、湿気等が侵入し易く、内部機構、部品等を錆び付
かせたり、機能を低下させたりするという問題があっ
た。

【０００６】そこで、従来はこのような問題を解決する
ため、 排気口の形成位置をケース下面側とする。 ケース側面に形成されている排気口に対しては適宜な
保護カバーを設ける。 などの対策を講じて雨水等が侵入するのを防止してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケース
下面に排気口を設けたり、保護カバーで保護したりして
いても、雨水等の侵入を完全には防止することができな
いという問題があった。すなわち、ポジショナケース１
２について見れば、上記した通り運転中はノズル２５に
よって消費された空気によってケース内圧が大気圧より
高くなるため、雨水等の侵入を防止することができる
が、計器の運転が停止されたりして供給空気圧の供給が
なくなったときにはケース内圧が大気圧となるため、雨
水等の侵入を完全には防止することができない。また、
スプリング室８について見れば出力空気圧Ｐout の減少
に伴いダイヤフラム６がスプリング１０の力により急激
に変位復帰すると、負圧になるため、雨水等を吸い込ん
でしまう。そのため、確実に雨水等の侵入を防止し得る
ケース構造が要望されている。

【０００８】本発明は上記したような従来の問題点およ
び要望に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、排気口から雨水、湿気等がケース内部に侵入するの
を確実に防止することができ、内部機構、部品等の腐
食、機能低下等を防止し、操作器の耐久性、信頼性等を
向上させるようにした操作器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ポジショナケースに排気口
を有するブリード型のポジショナと、スプリングケース
の内部が作動室とスプリング室とに画成され、作動室に
前記ポジショナの出力空気圧が導入され、スプリング室
にスプリングが配設されると共に排気口が形成され被駆
動装置を駆動制御するアクチュエータとを備えた操作器
において、前記ポジショナケースの排気口と前記スプリ
ング室を配管接続したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明において、配管はポジショナケースの排
気口とスプリングケースのスプリング室とを接続する。
作動中において、ポジショナケース内の空気は、圧力が
大気圧より高く、配管を通ってスプリング室に導かれ、
スプリングケースの排気口から外部に排出される。この
ため、スプリング室の内圧が大気圧より高くなり、アク
チュエータの作動時の負圧を減殺し、雨水、湿気等を吸
い込み難くする。

【００１１】

【実施例】図１は本発明に係る操作器の一実施例を示す
要部の断面図である。なお、図中、図２に示した従来装
置の構成部材と同一構成部材のものに対しては同一符号
をもって示し、その説明を省略する。同図において、ア
クチュエータ３のスプリングケース９は、上面が開放す
る鍋型の下ケース９ａと下面が開放する鍋型の上ケース
９ｂとを互いにその開口面を対向させて重ね合わせ、複
数個のボルト４０およびナットによって一体的に結合固
定されることにより圧力容器を形成しており、内部が
上，下ケースの接合面に介在されたダイヤフラム６によ
って上下２つの室、すなわち作動室７とスプリング室８
に画成されている。下ケース９ａの下面には排気口３３
が形成され、内部にダイヤフラム６を上方に付勢する２
つのスプリング１０（１０ａ，１０ｂ）が収納配置され
ている。ダイヤフラム６の中央部はばね受け部材４１と
ストッパ部材４２によって挾持保持され、これら部材と
共に作動軸２の上端に固定されている。そして、スプリ
ング室８は配管４４によってバルブポジショナ５のポジ
ショナケース１２に形成された排気口３４（図２参照）
に接続されている。前記スプリング１０の上端は前記ば
ね受け部材４１の下面に圧接され、下端が下ケース９ａ
の内面に圧接されている。上ケース９ｂは、空気圧導入
口４５を有し、この導入口４５は配管４６によって前記
ポジショナケース１２内のパイロットリレー２６（図２
参照）に接続されている。そして、このように構成され
たアクチュエータ３は、自動調節弁１の上部に取り付け
られたヨーク４に設置固定されている。

【００１２】自動調節弁１は従来周知のもので、弁本体
５０と、弁本体５０の上面開口部に嵌合され複数個のボ
ルト５２およびナット５３によって固定された上蓋５４
と、弁本体５０内を上流側と下流側に仕切る仕切壁５５
の開口に嵌合固定されたシートリング５６と、前記上蓋
５４をグランドパッキン５７を介して摺動自在に貫通す
る前記作動軸２の内端に配設され前記シートリング５６
の流通孔５８を開閉制御するプラグ５９等からなり、上
蓋５４に前記ヨーク４の下端が嵌合固定されている。

【００１３】このような構成において、図１はプラグ５
９がシートリング５６から離反した弁開状態を示す。こ
の状態において、バルブポジショナ５から出力空気圧Ｐ
outが配管４６を経て作動室７内に導かれると、スプリ
ング１０に抗してダイヤフラム６が下方に弾性変形して
作動軸２を下方に移動させ、シートリング５６とプラグ
５９との間隔、言い換えれば調節弁１の弁開度を調整す
る。そして、作動軸２が最大ストローク下降してプラグ
５９がシートリング５６の着座部に着座し、流通孔５８
を完全に閉鎖すると、全閉状態に切り替わる。

【００１４】ここで、本発明においてはポジショナケー
ス１２の排気口３４をスプリングケース９のスプリング
室８に配管４４によって接続し、作動中、ノズル・フラ
ッパ機構２０（図２）によって消費されたポジショナケ
ース１２内の空気を配管４４によってスプリング室８に
導き、排気口３３から外部に排出するように構成してい
るので、雨水、湿気等が前記排気口３４からポジショナ
ケース１２内に侵入するのを確実に防止することができ
る。したがって、上記したノズル・フラッパ機構２０、
フィードバック機構１４、マグネットユニット１９、パ
イロットリレー２６（図２参照）等が腐食したり、機能
が低下したりすることがなく、バルブポジショナ５の信
頼性、耐久性等を向上させることができる。また、排気
口３４を保護するカバーを設けたり、排気口３４をケー
ス下面側に設けたりする必要がなく、ケース設計が簡単
である。また、ポジショナケース１２からスプリング室
８に配管４４を通って導かれる空気は、上記した通りそ
の圧力が大気圧より高い（通常１．４Ｋｇｆ／ｃｍ² 〜
２．４Ｋｇｆ／ｃｍ² ）ため、スプリング室８の内圧は
大気圧より高くなる。このため、排気口３３から雨水、
湿気等が侵入せず、またアクチュエータ３の作動時にス
プリング室８が負圧になっても、これを減殺するため、
雨水、湿気等を吸い込むことが少ない。したがって、ス
プリング１０の錆び付き、ダイヤフラム６の劣化等を防
止することができる。

【００１５】なお、上記実施例はダイヤフラム型のアク
チュエータ３を用いた場合について説明したが、本発明
はこれに何等特定されるものではなく、ダイヤフラムの
代わりにピストンを用い、ケース内周面をピストンの摺
動面とするピストン・シリンダ型のアクチュエータを用
いてもよいことは勿論である。また、バルブポジショナ
としてノズル・フラッパ機構を備えたものを示したが、
本発明はこれに特定されるものではなく、スプール弁を
用いたブリード型のポジショナにもそのまま適用実施し
得ることは勿論である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る操作器
によれば、ポジショナケースに排気口を有するポジショ
ナと、スプリングケースの内部が作動室とスプリング室
とに画成され、作動室に前記ポジショナの出力空気圧が
導入され、スプリング室にスプリングが配設されると共
に排気口が形成され被駆動装置を駆動制御するアクチュ
エータとを備えた操作器において、前記ポジショナケー
スの排気口と前記スプリング室を配管接続したので、ポ
ジショナケース内に雨水、湿気等が侵入するのを確実に
防止することができる。また、排気口をカバーで保護し
たり、排気口の形成位置をケース下面側にしたりする必
要がなく、ケースの構造が簡単で、設計的自由度が向上
する。また、ポジショナケースからスプリングケースの
スプリング室に配管を通って導かれる空気は、その圧力
が大気圧より高いので、スプリング室の内圧を大気圧よ
り高くし、雨水、湿気等がスプリング室に侵入するのを
防水する。この結果として、ポジショナケースおよびス
プリングケース内に配設されている各種機構、構成部品
等の腐食、機能低下等を防止することができ、操作器の
耐久性を向上させることができる。また、配管によって
排気口を接続するだけでよいので、構造も簡単で、既存
製品を簡単に改造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る操作器の一実施例を示す要部の
断面図である。

【図２】 操作器の従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…調節弁、２…作動軸、３…アクチュエータ、５…バ
ルブポジショナ、６…ダイヤフラム、７…作動室、８…
スプリング室、９…スプリングケース、１２…ポジショ
ナケース、１４…フィードバック機構、２０…ノズル・
フラッパ機構、２６…パイロットリレー、３３…排気
口、３４…排気口、４４…配管、Ｐout…出力空気圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポジショナケースに排気口を有するブリ
   ード型のポジショナと、スプリングケースの内部が作動
   室とスプリング室とに画成され、作動室に前記ポジショ
   ナの出力空気圧が導入され、スプリング室にスプリング
   が配設されると共に排気口が形成され被駆動装置を駆動
   制御するアクチュエータとを備えた操作器において、 前記ポジショナケースの排気口と前記スプリング室を配
   管接続したことを特徴とする操作器。