JPH0925662A - 空気式作動弁の制御装置 - Google Patents

空気式作動弁の制御装置

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JPH0925662A
JPH0925662A JP17644595A JP17644595A JPH0925662A JP H0925662 A JPH0925662 A JP H0925662A JP 17644595 A JP17644595 A JP 17644595A JP 17644595 A JP17644595 A JP 17644595A JP H0925662 A JPH0925662 A JP H0925662A
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JP
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valve
water level
pipe
electric
differential pressure
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JP17644595A
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Yosuke Takemoto
洋介 竹本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空弁の誤動作を無くすとともに、真空弁マ
スの外部から外気を導入する給気管および構造の複雑な
切替制御装置の使用を省略して、構造を簡単にする。 【構成】 真空弁マス1の水溜まり部4の水位がHWL
まで上昇して、水位検知管8内の大気圧との差圧が高水
位検出用差圧スイッチ12Bの上限設定値になると、制
御器14から電動式三方切替弁15に第1切替信号を出
力し、流出管5と真空弁2の作動室2Aを連通させるこ
とで、真空弁2を弁開して、水溜まり部4の汚水を下水
収集場7側に吸引排出し、水溜まり部4の水位がLWL
まで低下して、水位検知管8内の大気圧との差圧が低水
位検出用差圧スイッチ12Aの下限設定値になると、制
御器14から電動式三方切替弁15に第2切替信号を出
力し、真空弁マス1の内部と真空弁2の作動室2Aを連
通させることで、真空弁2を弁閉するようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空式下水収集シ
ステムの真空弁のような、空気圧によって開閉作動する
空気式作動弁の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、真空式下水収集システムの真
空弁の制御装置として、たとえば米国特許第4,37
3,838号に示すものが知られている。この制御装置
は、図2に示すように、真空弁マス1内に設置した真空
弁2の上流側の吸込管3の入口を、水溜まり部4内に臨
ませ、真空弁2の下流側の流出管5の出口を、真空ポン
プによってなる吸引手段6を備えた下水収集場7に開口
し、水溜まり部4内に水位検知管8を設置して、水溜ま
り部4内の水位変動に伴う水位検知管8内の圧力変化に
よって水位を検出し、水溜まり部4内の水位が上限HW
Lまで上昇した場合の水位検知管8内の高い圧力を切替
制御装置9に導くことで、流出管5側の負圧(真空)に
よって切替制御装置9を切替作動させ、かつ真空弁2の
作動室内に流出管5側の負圧を負荷させることで真空弁
2を弁開させる。これにより、水溜まり部4内の汚水に
作用している大気圧と下水収集場7側の差圧により、水
溜まり部4中の汚水、つまり、自然流下管11から水溜
まり部4に流下してきた家庭排水などの汚水は、吸込管
3→開弁している真空弁2→流出管5の経路で下水収集
場7側に吸引排出される。
【0003】水溜まり部4中の汚水が下水収集場7側に
吸引排出されることで、汚水面のレベルが下限LWLま
で低下して、水位検知管8内の圧力がほぼ大気圧まで低
下すると、この大気圧を切替制御装置9に導くことで、
給気管10から供給される外気(大気)によって切替制
御装置9を切替作動させ、かつ真空弁2の作動室内に給
気管10の大気圧を負荷させることで真空弁2を弁閉さ
せる。
【0004】一方、切替制御装置9には、真空弁2の弁
閉タイミングを遅らせる遅延機構として働く絞り機構が
組込まれている。つまり、水位検知管8内の空気圧が前
述の理由でほぼ大気圧に低下しても、給気管10から切
替制御装置9を通って真空弁2の作動室に供給される大
気を切替制御装置9の通過時に絞り機構によって絞るこ
とで、直ちに真空弁2を閉弁させず、汚水と空気との気
水混合比が予め定められ値になる時点まで真空弁2の閉
弁を遅延させるようになっている。
【0005】このように、従来の制御装置は、流出管5
側の負圧(真空)と給気管10から導入される大気(大
気圧)を利用して、切替制御装置9を切替作動させるよ
うに構成され、また、切替制御装置9には遅延機構とし
て働く絞り機構が組込まれている。したがって、大気供
給のために給気管10を必要とする。ところが、給気管
10の布設長さが長過ぎたり、あるいは管径が小さい場
合には、大気の供給が不十分となり、真空弁2の弁閉が
遅れる誤動作の原因になる虞れを有している。また、切
替制御装置9に組込まれている絞り機構は、孔径が1m
m前後のきわめて小さいオリフィスによって構成されて
いるので、大気中に含まれている固体粒子や大気中水蒸
気の結露によって生じた水滴などによって塞がれ、真空
弁2の弁閉を大幅に遅らせる誤動作の原因になり、この
ような誤動作が生じることで、真空ポンプによってなる
吸引手段6に不必要な負荷(空運転)をかけることにな
る。しかも、構造がきわめて複雑で比較的高価な切替制
御装置9を必要とする欠点もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の真空
弁の制御装置は、切替制御装置を切替作動させるのに真
空と大気圧を利用しているので、給気管を必要とするた
め、給気管の布設長さや管径によって大気の供給が不十
分となり、真空弁(空気式作動弁)の弁閉が遅れる点、
切替制御装置に組込まれている絞り機構の詰まりによっ
て、空気式作動弁の弁閉を大幅に遅らせる点および構造
がきわめて複雑で比較的高価な切替制御装置を必要とす
る点などの欠点を有していた。そこで、請求項1記載の
発明は、空気式作動弁の誤動作を無くすとともに、給気
管および構造の複雑な切替制御装置の使用を省略して、
構造の簡略化を図った空気式作動弁の制御装置の提供を
目的としたものである。また、請求項2記載の発明は、
簡単な電源設備によって作動させることができるように
したものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、水溜まり部の水位変動に伴
う水位検知管内の圧力変化によって前記水溜まり部の水
位を検出し、マス内に設置されている空気式作動弁の作
動室内を、前記検出した水位に基づいて負圧化すること
により空気式作動弁を弁開して、該空気式作動弁下流側
の吸引手段の吸引力により空気式作動弁上流側の吸込管
から前記水溜まり部の水を吸込んで排出し、前記検出し
た水位に基づいて前記作動室内を正圧化することによ
り、空気式作動弁を弁閉して、前記吸引手段の吸引力が
前記吸込管に及ぶのを遮断するように構成した空気式作
動弁の制御装置において、前記水位検知管内の大気圧と
の差圧が上限設定値以上でONし、下限設定値以下でO
FFする2つの差圧スイッチと、この上限設定差圧スイ
ッチのON信号に基づいて制御器から第1切替信号を出
力されて切替えられるとともに、下限差圧スイッチのO
FF信号に基づいて制御器から第2切替信号を出力され
て切替えられる電動式三方切替弁とを備え、該電動式三
方切替弁が前記マス内に設置されているとともに、電動
式三方切替弁の共通ポートと前記作動室の内部を連通さ
せる共通管と、電動式三方切替弁の第1ポートと空気式
作動弁下流側負圧部を連通させる負圧導入管を具備し、
電動式三方切替弁の第2ポートが前記マス内に開口して
いることを特徴としたものである。請求項1記載の発明
によれば、水溜まり部の水位上昇に伴って水位検知管内
の大気圧との差圧が上限設定差圧スイッチの上限設定値
以上になると、上限設定差圧スイッチがONして制御器
にON信号を出力し、制御器から電動式三方切替弁に第
1切替信号が出力されて電動式三方切替弁を切替える。
これにより、負圧導入管→電動式三方切替弁の第1ポー
ト→電動式三方切替弁の共通ポート→共通管の経路で、
空気式作動弁下流側負圧部と空気式作動弁の作動室内が
連通し、該作動室に負圧(真空)を負荷して、空気式作
動弁を弁開させる。一方、水溜まり部の水位下降に伴っ
て水位検知管内の大気圧との差圧が下限設定差圧スイッ
チの下限設定値以下になると、下限設定差圧スイッチが
OFFして制御器にOFF号を出力し、制御器から電動
式三方切替弁に第2切替信号が出力されて電動式三方切
替弁を切替える。これにより、電動式三方切替弁の第2
ポート→電動式三方切替弁の共通ポート→共通管の経路
で、マスの内部と空気式作動弁の作動室内が連通し、該
作動室に正圧(大気圧)を負荷して、空気式作動弁を弁
閉させる。請求項2記載の発明は、前記制御器の制御電
源および電動式三方切替弁の切替電源が前記マス内に設
置したバッテリーによってなることを特徴としたもので
ある。請求項2記載の発明によれば、制御器の制御電源
および電動式三方切替弁の切替電源をマス内に設置した
バッテリーによって賄うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、前記従来例と同一もしくは
相当部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
図1において、水溜まり部4の上位に真空弁マス1を形
成して、水溜まり部4と真空弁マス1を一体化してい
る。そして、水溜まり部4内の水位がLWLまで上昇す
ることによって、水位検知管8内の圧力が下限値に達し
た時にONするバネ定数の小さい低水位検出用差圧スイ
ッチ12Aと、水溜まり部4内の水位がHWLまで上昇
することによって、水位検知管8内の圧力が上限値に達
した時にONするバネ定数の大きい高水位検出用差圧ス
イッチ12Bが設けられている。つまり、水位検知管8
内の大気圧との差圧が上限設定値以上でONし、下限設
定値以下でOFFする差圧スイッチ12A,12Bの2
つが設けられている。また、吸込管3の下端開口近傍に
空気取込口3Aが形成されている。
【0009】低水位検出用差圧スイッチ12Aおよび高
水位検出用差圧スイッチ12BそれぞれのON・OFF
信号は制御器14に入力され、制御器14からは、低水
位検出用差圧スイッチ12Aと高水位検出用差圧スイッ
チ12Bの両者からON信号が入力された時点、すなわ
ち、水位検知管8内の大気圧との差圧が高水位時まで高
くなった時点で、電動式三方切替弁15の切替駆動部1
5Aに第1切替信号を出力し、高水位検出用差圧スイッ
チ12Bと低水位検出用差圧スイッチ12Aの両者から
OFF信号が入力された時点,すなわち、水位検知管8
内の大気圧との差圧が低水位時まで低下した時点で、電
動式三方切替弁15の切替駆動部15Aに第2切替信号
を出力するようになっている。
【0010】電動式三方切替弁15は、真空弁マス1内
に設置されており、その共通ポート15Bと真空弁2の
作動室2Aの内部は、共通管16を介して互いに連通し
ており、第1ポート15Cと真空弁2の下流側流出管5
(負圧部)は、負圧導入管17を介して互いに連通して
いるとともに、第2ポート15Dは真空弁マス1内に開
口している。また、真空弁マス1内に設置したバッテリ
ー19によって、制御器14の制御電源および電動式三
方切替弁15の切替電源を構成している。
【0011】このような構成であれば、水溜まり部4の
水位がLWLまで上昇するのに伴って、水位検知管8内
の圧力が下限値に達すると、低水位検出用差圧スイッチ
12AがONして制御器14にON信号を出力する。水
溜まり部4の水位がHWLまで上昇するのに伴って、水
位検知管内8の圧力が上限値に達すると、高水位検出用
差圧スイッチ12BがONして制御器14にON信号を
出力する。このように、2つの差圧スイッチ12A,1
2BからのON信号が制御器14に入力された時点で、
制御器14から電動式三方切替弁15の切替駆動部15
Aに第1切替信号が出力されて、電動式三方切替弁15
が切替えられる。つまり、水位検知管8内の大気圧との
差圧が高水位検出用差圧スイッチ12Bの上限設定値に
なると、第1切替信号により電動式三方切替弁15が切
替えられ、負圧導入管17→電動式三方切替弁15の第
1ポート15C→電動式三方切替弁15の共通ポート1
5B→共通管16の経路で、真空弁2下流側の流出管5
と真空弁2の作動室2Aの内部が連通し、作動室2Aに
負圧(真空)を負荷して、ダイアフラム2aおよび真空
弁2を矢印Y1方向に移動させて真空弁2を弁開させ
る。真空弁2が弁開することで、水溜まり部4内の汚水
に作用している大気圧と下水収集場7側の差圧により、
水溜まり部4中の汚水、つまり、自然流下管11から水
溜まり部4に流下してきた家庭排水などの汚水は、吸込
管3→開弁している真空弁2→流出管5の経路で下水収
集場7側に吸引排出される。
【0012】水溜まり部4の汚水の吸引排出によって、
水溜まり部4の水位がHWLより下降するのに伴って、
水位検知管8内の圧力が低下すると、まず、高水位検出
用差圧スイッチ12BがOFFして制御器14にOFF
号を出力する。水溜まり部4の水位がさらにLWLまで
低下して、水位検知管8内の圧力が下限圧力まで低下す
ると、低水位検出用差圧スイッチ12AがOFFして制
御器14にOFF信号を出力する。このように、2つの
差圧スイッチ12A,12BからのOFF信号が制御器
14に入力された時点で、制御器14から電動式三方切
替弁15の切替駆動部15Aに第2切替信号が出力され
て、電動式三方切替弁15が切替えられる。つまり、水
位検知管8内の大気圧との差圧が低水位検出用差圧スイ
ッチ12Aの下限設定値になると、第2切替信号により
電動式三方切替弁15が切替えられ、電動式三方切替弁
15の第2ポート15D→電動式三方切替弁15の共通
ポート15B→共通管16の経路で、真空弁マス1の内
部と真空弁2の作動室2Aの内部が連通し、作動室2A
に真空弁マス1内の大気圧を負荷して、ダイアフラム2
aおよび真空弁2を矢印Y2方向に移動させて真空弁2
を弁閉させる。また、2つの差圧スイッチ12A,12
BからのOFF信号が制御器14に入力された時点か
ら、電動式三方切替弁15が切替えられ、かつ真空弁2
が弁閉するまでの間に、水溜まり部4の水位はLWL未
満に低下して、吸込管3の空気取込口3Aから吸込管3
内に空気を取り込む。
【0013】このように、水溜まり部4の水位変動に伴
なう水位検知管8内の圧力変動を差圧スイッチ12A,
12BのON・OFF信号に変換して出力し、このON
・OFF信号出力に基づいて電動式三方切替弁15を切
替えることで、真空弁2を開閉するように構成するとと
もに、真空弁2の弁閉時には、真空弁マス1内の空気
(大気圧)を真空弁2の作動室2Aに負荷するようにし
ているので、従来使用されていた構造が複雑な切替制御
装置9と、外気を供給するための給気管10(図2参
照)を必要としない。したがって、構造を簡略化するこ
とができる。しかも、電動式三方切替弁15の口径は比
較的大きくできるため、真空弁マス1内の空気中に含ま
れている固体粒子や空気中の水蒸気の結露によって生じ
た水滴などによって、電動式三方切替弁15に目詰まり
が生じることはない。その結果、真空弁2を適正なタイ
ミングで閉弁させることができる。このため、従来のよ
うに、真空弁2の弁閉が大幅に遅れる誤動作によって、
真空ポンプによってなる吸引手段6が不必要に空運転す
るような不都合は発生しない。また、制御器14の制御
電源および電動式三方切替弁15の切替電源を真空弁マ
ス1内に設置したバッテリー19によって賄うことがで
きるので、制御電源および切替電源を真空弁マス1の外
部から供給する必要はない、この点から設備の簡略化に
寄与することができる。
【0014】さらに、差圧スイッチ12A,12BがO
Nした後に、真空弁2が弁開しない場合には、真空弁2
の弁開不能を判断して、警報を発することができる。ま
た、差圧スイッチ12A,12BがOFFした後に、真
空弁2が弁閉しない場合には、真空弁2の弁閉不能を判
断して、警報を発することもできる。
【0015】なお、前記実施の形態では、水溜まり部4
と真空弁マス1を一体化した構成で説明しているが、水
溜まり部4と真空弁マス1を別体にしてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明は、空気式作動弁の開閉を電動式三方切替弁の切替え
によって行うとともに、空気式作動弁の弁閉時には、マ
ス内の空気を空気式作動弁の作動室に負荷するようにし
ているので、従来のように、構造が複雑な切替制御装置
と、外気を供給するための給気管を必要としない。した
がって、構造を簡略化することができる。しかも、電動
式三方切替弁の口径は比較的大きいから、マス内の空気
中に含まれている固体粒子や空気中の水蒸気の結露によ
って生じた水滴などによって目詰まりすることはない。
その結果、空気式作動弁を適正なタイミングで閉弁させ
ることができる。このため、従来のように、空気式作動
弁の弁閉が大幅に遅れる誤動作によって、吸引手段が不
必要に空運転するような不都合は発生しない。請求項2
記載の発明は、制御器の制御電源および電動式三方切替
弁の切替電源をマス内に設置したバッテリーによって賄
うことができるので、制御電源および切替電源をマスの
外部から供給する必要はない、この点から設備の簡略化
に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す構成図である。
【図2】従来例の構成図である。
【符号の説明】
1 真空弁マス(マス) 2 真空弁(空気式作動弁) 3 吸込管 4 水溜まり部 5 流出管 6 真空ポンプ(吸引手段) 8 水位検知管 12A 低水位検出用差圧スイッチ(下限差圧スイッ
チ) 12B 高水位検出用差圧スイッチ(上限差圧スイッ
チ) 14 制御器 15 電動式三方切替弁 15A 電動式三方切替弁の切替駆動部 15B 電動式三方切替弁の共通ポート 15C 電動式三方切替弁の第1ポート 15D 電動式三方切替弁の第2ポート 16 共通管 17 負圧導入管 19 バッテリー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溜まり部の水位変動に伴う水位検知管
    内の圧力変化によって前記水溜まり部の水位を検出し、
    マス内に設置されている空気式作動弁の作動室内を、前
    記検出した水位に基づいて負圧化することにより空気式
    作動弁を弁開して、該空気式作動弁下流側の吸引手段の
    吸引力により空気式作動弁上流側の吸込管から前記水溜
    まり部の水を吸込んで排出し、前記検出した水位に基づ
    いて前記作動室内を正圧化することにより、空気式作動
    弁を弁閉して、前記吸引手段の吸引力が前記吸込管に及
    ぶのを遮断するように構成した空気式作動弁の制御装置
    において、前記水位検知管内の大気圧との差圧が上限設
    定値以上でONし、下限設定値以下でOFFする2つの
    差圧スイッチと、この上限設定差圧スイッチのON信号
    に基づいて制御器から第1切替信号を出力されて切替え
    られるとともに、下限差圧スイッチのOFF信号に基づ
    いて制御器から第2切替信号を出力されて切替えられる
    電動式三方切替弁とを備え、該電動式三方切替弁が前記
    マス内に設置されているとともに、電動式三方切替弁の
    共通ポートと前記作動室の内部を連通させる共通管と、
    電動式三方切替弁の第1ポートと空気式作動弁下流側負
    圧部を連通させる負圧導入管を具備し、電動式三方切替
    弁の第2ポートが前記マス内に開口していることを特徴
    とする空気式作動弁の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記制御器の制御電源および電動式三方
    切替弁の切替電源が前記マス内に設置したバッテリーに
    よってなることを特徴とする請求項1記載の空気式作動
    弁の制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008011171A1 (de) * 2008-02-26 2009-08-27 Bonn, Georg, Dipl.-Ing. Ventilblock für Hauskläranlagen
US8671990B2 (en) 2010-02-12 2014-03-18 Moog Inc. Vacuum valve apparatus and method
CN107989150A (zh) * 2017-12-19 2018-05-04 湖南真创环保科技有限公司 一种远距离真空高速排水系统

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