JPS6136501A - バルブポジシヨナ - Google Patents

バルブポジシヨナ

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JPS6136501A
JPS6136501A JP15733684A JP15733684A JPS6136501A JP S6136501 A JPS6136501 A JP S6136501A JP 15733684 A JP15733684 A JP 15733684A JP 15733684 A JP15733684 A JP 15733684A JP S6136501 A JPS6136501 A JP S6136501A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
signal
air
pneumatic
pressure chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP15733684A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Fujiwara
正利 藤原
Masato Kuroda
正人 黒田
Tatsuhide Shiga
志賀 龍英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP15733684A priority Critical patent/JPS6136501A/ja
Publication of JPS6136501A publication Critical patent/JPS6136501A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Servomotors (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、空気式調節弁に用いるバルブポジシ5すに関
するものである。
〔従来技術〕
従来の一般的なバルプボジシaすは、入力信号と弁の変
位量との(−差を機械的変位量としてノズル・フラッパ
に与え、このノズル・フラッパのノズル背圧を空気圧信
号として取り出した後、パイロットリレーで圧力増幅し
調節弁のエアーモータに供給するように構成されている
しかし、このような従来のバルブポジショナでは、入力
(3号と弁の変位量との偏差が大きい場合に高速で応動
させることが困難であった。特にエアー・モータの容量
が大きい場合には空気回路に空気圧信号の容量増幅用の
ブースターリレーを別途付加するなどして高速応動に対
応させる必要があった。
また、上述したように従来のバルブポジショナにはノズ
ル・フラッパとパイロットリレーが用いられているが、
このノズル・フラッパとパイロットリレーは平衡状態で
あっても空気を消費する。
具体的には、セミブリード型パイロットリレーやブリー
ド型パイロットリレーを用いたバルプポジシ四すではノ
ズル部とパイロットリレ一部で5〜15 NJ/mi−
の空気消費がある。
平衡状態での空気消費を極力少なくしたパイロットリレ
ーとして、従来からノンブリード型パイロットリレーが
あるが、これとても空気消費が零ではなく、また、ノズ
ル部での空気消費は避けられない、しかもノンブリード
型パイロットリレーは応答性が悪いという欠点を有して
いるため実際にはあまり用いられていない。
〔発明の概要〕
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、入力信号と弁の変位量との偏差
が大きい場合であってもブースターリレーを用いること
なく調節弁を高速に応動させることができるバルブポジ
ショナを提供することにある。
また、他の目的は、平衡状態での空気消費量が零である
バルブポジシ璽すを提供することにある。
かかる目的を達成するために本発明は、入力信号と弁の
変位量との偏差を示すバルブ駆動信号をパルス幅変調し
た後空気圧信号に変換し、この空気圧信号により空気■
調節弁を駆動すると共に、バルブ駆動信号が示す偏差が
大きい場合に空気式調節弁の駆動圧力室を空気圧源また
は大気と連通せしめるものであり、また、かかるバルブ
ポジショナに、偏差が零に近いときには駆動圧力室内の
°1 圧力を封止する手段を付加したものである。
以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。
〔実施例〕
第1図は本発明のバルプポジシ翳すの一実施例を示すブ
ロック図である。
空気式調節弁10は駆動圧力室101とバルブ102と
を含み、駆動圧力室101に供給される空気圧によって
バルブ102の開閉調節がなされる。
駆動圧力室101には空気管12が接続されており、こ
の空気管12の他端は三方切換弁14゜大容量給気弁1
6および大容量排気弁18に接続されている。
三方切換弁14は、空気管12の他に空気圧源(Ps)
に連通ずる空気管20および大気(Vent)に連通ず
る空気管22と接続する。そして、空気管20と空気管
12の接続および空気管22と空気管1zの接続の切り
換えをパルス幅変調器24からの信号に応じて行なう。
大容量給気弁16は、比較器26からの信号に。
より空気管20と空気管12との断続を行なうオン・オ
フ切換弁であり、大容量排気弁18は、比較器28から
の信号により空気管22゛と空気管12との断続を行な
うオン・オフ切換弁である。
弁リフト検知器30は、バルブ102の位置を検出して
その位置に応じた電圧値v1を出力するものであり、ロ
ータリーエンコーダやボテフシ1メータ等により構成す
ることができる。
入力モジエール32は、入力端子34から入力され44
〜20−Aの入力信号を電圧値v2に変換するものであ
り、この電圧値v2は比較部36において弁リフト検知
器30からの電圧値v1と比較される。
電圧値v1と電圧値v2との偏差處は入力信号の指標す
るバルブ位置と実際のバルブ位置との差を表すものであ
り、バルブ駆動信号としてパルス幅変調器24.比較器
26および比較器28に入力されろ。
パルス幅変調器24は、第2図(A)の特性図に示すよ
うに、入力したバルブ駆動信号εが、−δl≦處≦δ1
      ・・・・(11を満足するときだけ、バル
ブ駆動信号Cをパルス幅変調する。ε−−61のときの
デユーティレシオを零とし、ξ−61のときのデユーテ
ィレシオを’IJとし、(11式を満足するときの1と
デエーティレシオとの関係はリニアとなっている。
第3図の波形図は、C−61のときすなわちデエーティ
レシオが’ 0.7Jのときのパルス幅変調器24の出
力波形を示しており、繰り返し周期Tの70%が@H″
レベル、残りの30%がm L 1ルベルとなっている
バルブ駆動信号處が、 1く−61・・・・(2) を満足するときのパルス幅変調器24の出力は2値償号
における“L”レベルとなり、バルブ駆動信号6が、 e〉δ!         ・・・・0)を満足すると
きのパルス幅変調器24の出力は2値信号における“H
”レベルとなる。
なお、三方切換弁14は、パルス幅変調器24からの信
号が“H′″レベルのときには空気管22の開口部を塞
いで空気管20と空気管12を連通し、@L″レベルの
ときには空気管20の開口部を塞いで空気管22と空気
管12を連通ずる。
比較器26は、第2図CB)の特性図に示すように、バ
ルブ駆動信号eが 事≧δ2 (但し、δ2〉δ1)・・・・+41を満足
するときには、2値出力信号が′H”レベルとなり、 Cくδ2          ・・・1(5)を満足す
るときには、2値出力信号が“L″レベルなる。
大容量給気弁16は、比較器26からの信号が“H″レ
ベルときには空気管20の開口部が開かれて空気管20
と空気管12とが接続され、空気圧源(Ps)と空気式
調節弁10の駆動圧力室101とが連通し、比較器26
からの信号が“L°レベルのときには空気管20の開口
部が閉じられて空気管20と空気管12との接続が切り
離される。
また、比較器28は、第2図(C)の特性図に示すよう
に、バルブ駆動信号−が g≦−62(但し、−δ2く−δ1) ・・(6)を満
足するときには、2値出力信号が“H″レベルなり、 客〉−62・・・・(7) を満足するときには、2値出力信号が@L″レベルとな
る。
大言j1m気弁18は、比較器28からの信号が“H”
レベルのときには空気管22の開口部が開かれて空気管
22と空気管12とが接続され、空気式調節弁lOの駆
動圧力室101と大気(Vent)とが連通し、比較器
28からの信号が“L“レベルのときには空気管22の
開口部が閉じられて空気管22と空気管12との接続が
切り離される。
つぎに、本実施例の動作を説明する。
比較部36からのバルブ駆動信号−の値が61(Q<m
l<61)であったとすると、パルス幅変調器24はパ
ルス幅変調動作を実行すると同時に、比較器26および
28の出力は共に4L″レベルとなる。
すなわち、大容量給気弁16および大容量排気弁18は
いずれもは非連通状態となり、駆動圧力室101と空気
圧源(Ps)および大気(Ven t)とは三方切換弁
14のみによって連通される。
三方切換弁14は今デエーティレシオ0.7のパルス幅
変調信号により駆動されているため、駆動圧力室lO1
と連通ずる空気管12は繰り返し周期Tの70%の時間
を空気管20すなわち空気圧源(Ps)に連通され、3
0%の時間を空気管22すなわを大気(Vent)に連
通される。
したがって、空気圧源(Ps)の空気が徐々に駆動圧力
室101に供給され、これに伴ってバルブ102が徐々
に変位する。
仮に、入力端子34に入力される信号が一定であるとす
ると、バルブ102の変位によってバルブ駆動信号1は
次第に零に近づき、1−0となったときにパルス幅変調
器24の出力信号のデエーティレシオは0.5となる。
空気式調節弁lOは、このときの供給空気圧でバルブ1
02の変位が停止するように調節されているため、以後
入力信号が変化しない限りバルブ102の駆動は停止す
る。
つぎに、入力端子34に入力される信号が急激に増大し
た場合を考える。
入力信号レベルの増大によりてバルブ駆動信号6が〔ε
〉δ2〕となったとすると、比較器28は依然“L“レ
ベルの信号を出力して大容量排気弁18を非連通状態を
保持させているが、比較器26の出力は“H”レベルと
なり、大容量給気弁16を連通状態にする。
また、パルス幅変調器24はパルス幅変調動作全停止し
て“H”レベル信号を出力し、これによって、三方切換
弁14は常時空気管12と空気管20とを連通させる。
したがつて、駆動圧力室101は三方切換弁14および
大容量給気弁16の2つの弁を介して空気圧源(Ps)
と連通ずることになり、駆動圧力室101に供給される
圧力は急上昇し、バルブ102が大きく変位する。すな
わち、大きな入力の増加に対して高速に応答することに
なる。
バルブ102の変位によって、εΦ値が小さくなり〔−
61≦6≦61〕となれば、上述したパルス幅変調動作
に戻る。
逆に、入力端子34に入力される信号が急激に減少した
場合すなわち〔さく−62〕となった場合には、パルス
幅変調器24の出力および比較器26の出力が“L″レ
ベル比較器28の出力が“H”レベルとなる。これによ
り、三方切換弁14は空気管12と空気管22を連通状
態にし、大容量給気弁16を非連通状態にし、大容量給
気弁18を連通状態にする。
したがって、駆動圧力室101は三方切換弁14および
大容量給気弁18の2つの弁を介して大気(Yen t
)と連通ずることになり、駆動圧力室101に供給され
る圧力は急降下し、客の値が大きくなった時とは逆の方
向にバルブ102が太き(変位する。
バルブ102の変位によって、Cの値が大きくなり〔−
61≦C≦61〕となるとパルス幅変調動作に戻ること
は、上記の場合と同様である。
第4図は本発明のバルプボジシッナの他の実施例を示す
ブロック図である。
本図において、第1図と同一もしくは相当部分には同一
の符号を付してその詳細な説明は省略する。
比較器40は、第5図の特性図に示すように、入力した
バルブ駆動信号8が、 一δOく暑くδ0     ・・・・(8)(但し、−
δ1〈−60<0.0<δ0くδ1)を満足するときだ
け“L”レベルを出力し、その他のときは“H”レベル
を出力する。
比較器40の出力はオン・オフ切換弁42およびゲート
回路44に対して与えられる。
オン・オフ切換弁42は、三方切換弁14.大容量給気
弁16および大容量排気弁18に連通ずる空気管121
と駆動圧力室101に連通ずる空気管122の間に設け
られ、比較器40の出力が“L”レベルのときには非連
通状態となって駆動圧力室101内の圧力を封止し、比
較器40の出力が“H”レベルのときには連通状態とな
る。
ゲート回路44は、パルス幅変調器24と三方切換弁1
4の信号入力端子との間に設けられ、比較器40の出力
がL”レベルのときには出力信号が“L2レベルとなり
、比較器40の出力が“Hルベルのときにはパルス幅変
調器24の出力信号がそのまま出力される。
したがって、ゲート回路44の出力は第6図に示すよう
に、 ■〔暑く−δ1.−δ0く6〈δ0〕のときにはIIレ
ベルとなり、 ■〔ε〉δ1)のときには“H”レベルとなり、■(−
61≦ε≦−δO1δ0≦6≦61)(7)ときにはパ
ルス幅変調動作となる。
つぎに、本実施例の動作を説明する。
バルブ駆動信号1の値が、 8〈−60,δ0くε を満足するときには、前述した実施例と同じ動作をする
ので、その説明は省略する。
そこで、バルブ駆動信号6の値が、 −δOくさくδ0 となったときの動作を説明する。
バルブ駆動信号aの値が〔−δQ<a<60〕の範囲内
に入ると、三方切換弁14はパルス幅変調動作を止めて
空気管20を塞ぐ、一方大容量給気弁16は、パルプ駆
動信号εΦ値が〔1くδ2〕であることから非連通状態
となっている。そのため、空気圧源(Ps)からの空気
供給経路は一切遮断され、この状態での空気消費は零と
なる。
一方、オン・オフ切換弁42は、バルブ駆動信号εの値
が−δ0くさくδ0の範囲内に入ることによって非連通
状態となるため、空気管121が三方切換弁14を介し
て大気(Vent)と連通しているが、駆動圧力室10
1内の空血圧が排気されることはなく、パルプ102の
位置が一定に保持される。
なお、新たな信号入力によってバルブ駆動信号6の値が
変化して〔−δOくさくδ0〕の範囲外となれば、この
封止状態は解除される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のバルブボジシ鳳すによれ
ば、入力信号と弁の変位量との偏差を示すバルブ駆動信
号をパルス幅変調した後空気圧信号に変換し、この空気
圧信号により空気式調節弁を駆動すると共に、バルブ駆
動信号が示す偏差が大きい場合に空気式調節弁の駆動圧
力室を空気圧源または大気と連通せしめるので、入力信
号と弁の変位量との偏差力(大きい場合であってもブー
スターリレーを用いることなく調節弁を高速に応動させ
ることができる。
また、本発明のバルブボジシ5すによれば、偏差がほぼ
零のときには駆動圧力室内の圧力を封止する手段を具備
しているので、平衡状態での空気消費量を零にすること
ができ、ランニングコストの節約に有効で、省エネルギ
にも貢献し得る。また、空気消費を少なくすることがで
きることから、供給圧の供給形態が従来の配管からボン
ベによる方法に変えることが可能になり、配管工事費の
削減にも有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のバルブポジショナの一実施例を示すブ
ロック図、第2図は前記実施例のパルス幅変調器および
比較器の特性図、第3図はパルス幅変調器の出力波形図
、第4図は本発明のバルブポジシッナの他の実施例を示
すブロック図、第5図は比較器の特性図、第6図はゲー
ト回路の特性図である。 10・・・空気式調節弁、101・・・駆動圧力室、1
02・・・バルブ、12,121,122.20.22
・・・空気管、14・・・三方切換弁、16・・・大容
量給気弁、18・・・大容量排気弁、24・・・パルス
幅変調器、26.28.40・・・比較器、30・・・
弁リフト検知器、42・・・オン・オフ切換弁、44・
・・ゲート回路。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社 代 理 人 山川 政権(ほか2名) 第1図 ! 1に2図 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号と空気式調節弁の弁の変位量との偏差を
    示すバルブ駆動信号をパルス幅変調する手段と、前記パ
    ルス幅変調手段の出力信号をパルス幅変調された空気圧
    信号に変換し、この空気圧信号を前記空気式調節弁の弁
    の位置を変位させるための駆動圧力室に入力する手段と
    、前記バルブ駆動信号の絶対値が所定の値よりも大きい
    ときに前記駆動圧力室を空気圧源または大気と連通せし
    める手段とを具備することを特徴とするバルブポジショ
    ナ。
  2. (2)入力信号と空気式調節弁の弁の変位量との偏差を
    示すバルブ駆動信号をパルス幅変調する手段と、前記パ
    ルス幅変調手段の出力信号をパルス幅変調された空気圧
    信号に変換し、この空気圧信号を前記空気式調節弁の弁
    の位置を変位させるための駆動圧力室に入力する手段と
    、前記バルブ駆動信号の絶対値が所定の値よりも大きい
    ときに前記駆動圧力室を空気圧源または大気と連通せし
    める手段と、前記バルブ駆動信号の絶対値が零に近いと
    きに前記駆動圧力室内の圧力を封止する手段とを具備す
    ることを特徴とするバルブポジショナ。
JP15733684A 1984-07-30 1984-07-30 バルブポジシヨナ Pending JPS6136501A (ja)

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Cited By (1)

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US6252110B1 (en) 1997-06-25 2001-06-26 Nippon Shokubai Co Ltd Methods for recovering acrylic acid

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