JPS6342117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイプライン弁のための油圧作動器
のような機器を作動させるために加圧された油圧
油を利用する油圧装置に関するものであり、そこ
ではその加圧された油圧油が蓄圧器内に貯蔵さ
れ、蓄圧器はその中の油圧油の圧力又は体積によ
り制御されるポンプによつて充填される。

この分野での在来の油圧装置に於ける蓄圧器
は、油圧油の頂部にある窒素のような不活性ガス
ブランケツト（inert gas blanket）の圧力のも
とでオイルのような油圧油を包含するタンクから
成る。そのオイルの中へのガスの混入を防止する
ために、周縁を巡るエラストマーシールを有する
ピストンによりガスをオイルから隔離する事が通
常好適である。ポンプがその装置内に連結され、
戻り管へ連結された油タンクから低圧オイルを吸
引し、そして頂部ガス圧力に対抗して大きい流量
でそのオイルを蓄圧器の底部へと充填し、それに
より蓄圧器内に貯蔵されるオイルの圧力を確立す
る。高圧で貯蔵されたオイルは、必要な時に機器
を作動させるために装置の動力管へ連通され、そ
して圧力作動スイツチのような検知素子がポンプ
モーターを制御するために動力管に連結される。
油圧圧力リリーフ弁が蓄圧器内に貯蔵されたオイ
ルへ連結され、万一圧力作動スイツチの不調の場
合には装置を過剰圧力から防護する。

蓄圧器タンクの全容量が加圧された油圧油を貯
蔵するのに利用される事及びそのピストンが蓄圧
器シリンダーの頂部に到達する時にポンプモータ
ーが停止される事が望まれる。しかしながら在来
の圧力作動スイツチはその断続間に相当広い幅を
持つている。

ピストンの不正確な制御の結果として、在来装
置の蓄圧器は多くの不利益を経験してきた。ピス
トンが蓄圧器の頂部に到達した後にもオイルの圧
力は増大し続ける（時に「トツプ・アウト」と言
う）或はピストンが頂部に到達する前にそのポン
プが尚早に停止する如くである。

例えば、若しオイル圧力がトツプ・アウトによ
り増大するならば、ピストンの周囲のエラストマ
ーシールの所に圧力差が生じ、シール押出しを引
き起こし、そしてシールの寿命を減少させる。

また、若しそのピストンがトツプ・アウトのま
まにされるならば、その装置は「硬い」装置と呼
ばれるようなものになり、油圧油の熱膨張のため
の余地を残さず、そして圧力リリーフ弁を開かせ
る。いつたんそのリリーフ弁が開放したら、装置
が正規作動に復帰した時に弁が正しく閉じ得ず、
そして結果として油圧油の漏出が起こるであろ
う。

これらの諸問題は、蓄圧器装置が戸外で使用さ
れる時には悪化する。というのは天候条件が、不
活性ガスに収縮を引き起こしてピストンをトツ
プ・アウトのままにしたり、或いはトツプアウト
の結果として油圧油の過剰熱膨張を引き起こし得
るからである。

若しピストンが蓄圧器の頂部へ到達する前に圧
力作動スイツチがポンプを尚早に停止させるよう
働くならば、加圧された油圧油の所望量を貯蔵す
るための蓄圧器容量の損失が結果として生ずる。
更に圧力作動スイツチにおける開閉位置間の広い
幅によつて、そのスイツチが油圧油を補給するた
めポンプを始動させる前に、蓄圧内に貯蔵された
油圧油の大きな体積が消耗されてしまうであろ
う。

本発明は、最適位置で蓄圧器ピストンを正確に
停止させるため油圧油の体積変位に感応する油圧
ポンプのための新規な制御装置を有する油圧蓄圧
系を提供する事に依つて、前述の諸問題及び不利
点を克服するものである。

本発明の目的は、蓄圧器内での過剰な圧力増加
を防止する油圧蓄圧器のための新規な制御装置を
提供する事である。

他の目的は、加圧された油圧油を貯蔵するため
に蓄圧器の全容量を利用する新規な制御装置を提
供する事である。

更に本発明の目的は、蓄圧器内でのトツプ・ア
ウトなしに装置内の油圧油の熱膨張を許す新規な
制御装置を提供する事である。

他の目的は、蓄圧器を加圧するために使われる
ガスの収縮に対して補償する新規な制御装置を提
供する事である。

更に他の目的は、蓄圧器内に最適圧力で貯蔵さ
れたオイルの最適量を確実に保証する新規な制御
装置を提供する事である。

これらの及び関連する目的は、本発明から成る
改良思想によつて果たされ、本発明の一つの好適
実施例が本発明を実施する最も良く知られた形態
を例証するものとしてここで開示される。構造及
び作動の細部における種々の変更態様及び変化
は、上記特許請求の範囲内に包含される。

第１図を参照すると油圧装置は、油圧油を低圧
で貯蔵し且つその装置内に油圧油を供給し又は補
給するのに使用されるための貯蔵タンク又は油タ
ンク１０を含む。タンク１０の底部からの油が、
導管１１、弁１２そしてフイルター１３を通して
ポンプＰにより吸引される。ポンプＰは、電気モ
ーター又は空気圧モーターであつて良いようなモ
ーターＭにより駆動される。

ポンプは、油圧油を導管１４、フイルター１５
そしてチエツク弁１６を通して導管１７へと押し
進める。戻り導管１８が導管１７へ連結され、そ
の他端でタンク１０の頂部へ連結されている。常
閉圧力リリーフ弁２０が導管１８内に連結され、
管１４内のポンプにより生み出された圧力の過剰
の際に予め定められた圧力で開くように設定され
ている。

供給導管１７が、常開弁２１を通して蓄圧器タ
ンク２２の底部へ連結されている。放出導管２３
を通し高い油圧流量が要求される時に、噴出され
るべき油圧油を高圧力で貯蔵するために蓄圧器２
２が使われる。この事は、噴出要求が蓄圧器タン
ク２２を充填するのに使われるポンプＰのGPM
率の過剰にある時、および／またはそのポンプが
稼動していない時でも良い。圧力計２４が管１７
へと連結されている。

蓄圧器タンク２２の頂部は、連絡導管２５，２
６及び２７によりガス貯蔵タンク２８から供給さ
れた窒素のような不活性ガスにより加圧される。
適当な手動弁２９及び３０が分離及び維持の目的
で管２５及び２７へそれぞれ連結され、圧力計３
１が管２７へ連結されている。好適には、管１７
により供給される蓄圧器タンク２２内の油圧油
は、周縁を巡るエラストマーシール３３を有する
ピストン３２（第２図参照）によつて、管２５に
より供給される加圧されたガス・ブランケツト
（gas blanket）から隔離されている。それは、
油圧油へのガスの混入を阻止するためである。

ここまで記述されてきた装置は、多かれ少なか
れ在来のものであり、通常は圧力作動スイツチ
（図示されていない）が管１７又は管２３に連結
されてポンプＰの稼動を制御する。ポンプＰは、
ガス貯蔵タンク２８からのガスの圧力に対抗して
オイルを油タンク１０から蓄圧器タンク２２の底
部へと送り込む。ポンプを停止させるための最適
時は、そのピストン３２がシリンダーの頂部又は
その近くへ到達する時であり、そして在来の圧力
作動スイツチはこの機能を果たすために使用され
る。しかしながら前述したように、そういうスイ
ツチ等における断続間の広い幅はそれらスイツチ
を正確な検知素子として信頼できないものにし、
それによりポンプが停止する前に蓄圧器内で過剰
圧力が増大するかも知れないし、或いはポンプが
早過ぎる時期に停止されるかも知れない。どちら
の場合に於ても上に列挙した多くの問題と不利点
が結果として生じ得る。

本発明に従えば、圧力作動スイツチは除去さ
れ、新規な検知素子が供給導管１７へ連結され
る。検知素子は、その蓄圧器タンクが充満されそ
こにあるピストンが蓄圧器タンクの頂部に到達す
る時に、体積変位によりポンプを正確に停止させ
るよう機能する。その新規な検知素子は符号３５
で示され、パイロツト又は制御蓄圧器タンクと名
付けられて良く、弁３８を有する導管３７により
底部の所で供給導管１７へ連結される。タンク３
５の頂部は、導管３９によりガス供給導管２６へ
連結されそこに弁４０を有する。管２６は、追加
の蓄圧器タンクへの連結のために符号２６′で示
されるように延長されても良い。

ピストン３６は、タンク３５の底壁において適
当なシールを通して摺動可能に延長した垂下ステ
ム４１を有する。垂下ステム４１は、ポンプＰの
作動を制御する常開スイツチ４３（電気的又は空
気圧のもので良い）のトリガーアーム４２を作動
させるようにされる。第２図に概略的に示された
ように、スイツチ４３は、ポンプモーターＭへそ
のスイツチを接続させる電導体４４を有していて
良い。垂下ステム４１の存在は、導管３９からの
ガス圧力へ晒らされるピストン３６の頂部面積に
比較して油圧油に晒らされる底部面積を減少させ
る。空気圧又は機械的圧縮スプリング４５が、ピ
ストン３６の頂部とタンク３５の頂壁との間に介
在されても良い。圧縮スプリングによりその上方
表面を加圧され、且つもち上げられた時にポンプ
を制御するためのシリンダ３５の外部にあるマグ
ネテイツクスイツチを作動させるよう適合された
フロートのような受圧可動素子を、ピストン３６
に置き代える事も出来る。

この改良された装置の作動にあたり、そのポン
プＰが油圧油を蓄圧器タンク２２へと圧送する
時、油圧油は同じ流量でタンク３５へも導入され
る。ピストン３２が上昇する時、ピストン３６は
頂部と底面の異なる面積により及び／又は圧縮ス
プリング４５が使用された時の効果により直ちに
は上昇しない。第２図に示されるようにピストン
３６の実線位置に於て、垂下ステム４１はスイツ
チを閉じポンプを稼動させるようトリガーアーム
４２を保持する。ピストン３２がシリンダ２２の
頂部へ到達した時に、差圧力によりタンク３５内
の油圧油の体積における増加が事実上即座に生
じ、ピストン３６をもち上げさせ、直ちにトリガ
ーアーム４２を上昇させ、そしてポンプを停止さ
せるように、ピストン３６の異なる面積が適合さ
れる。スプリング４５は差の効果を増大させるた
めに使用されて良い。

ピストン３６は、スイツチ４３にポンプを停止
させる前に短い距離しか上昇しない、それにより
万一装置内の油圧油の熱膨張の場合には、その制
御シリンダ３５の残余容量が熱膨張を補償するの
を助けるのに役立つ。

タンク２２内に貯蔵された油圧油が、例えば万
一のある導管破損の場合にパイプライン弁を閉じ
るために、下流への要求により導管２３を通して
分配される時に、導管１７における結果としての
圧力低下はタンク３５内の油圧油の体積を最初に
減少させそしてその差圧力によりピストン３６を
下降させるであろう。それによりピストン３６
は、ピストン３２に先きだち降下しそして油タン
ク１０からの油圧油で放出油圧油を補給するため
に速やかにポンプを始動させるであろう。

油圧油の熱膨張によるものだけでなく、ピスト
ン３２がタンク２２の頂部に到達した後のポンプ
からの油圧油による蓄圧器タンク２２（又は複数
のタンクでも良い）内のピストン３２のシール３
３の所での高い圧力差を防止するためにポンプを
正確に制御するための検知素子として、その制御
蓄圧器３５が作動する。改良された制御蓄圧器制
御は、以下の事を保証する。

(1) 全蓄圧器タンクが容量まで充満されて保たれ
る。

(2) 最大蓄圧器タンク容量が熱膨張を補償するの
に役立つ。

(3) ポンプは、蓄圧器タンクからの最小量の油圧
油損失後始動される。

(4) 蓄圧器タンク内のピストンシールの所の圧力
差が常時最小化される。

(5) 装置は、油圧油及び加圧されたガス供給の熱
膨張に対して自己補償する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、油圧蓄圧器装置の概略図であり、新
規な体積変位制御の具体化である。第２図は、蓄
圧器及びそこへ連結された新規な体積変位制御機
構の拡大概略図である。 主要符号の説明、２２……蓄圧器タンク、Ｐ…
…ポンプ、３５……制御タンク、３６……ピスト
ン、４３……スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加圧ガスのもとで油圧油を貯蔵するための蓄
   圧器タンク２２および前記蓄圧器タンクへ油圧油
   を供給するためのポンプを有する油圧蓄圧系のた
   めの制御装置であつて： 一端で前記供給油圧油に、および多端で前記加
   圧ガスに、連通された制御タンク３５と； 前記油圧油および前記ガスへ露出する面積が異
   なるところの前記制御タンク内の受圧可動素子３
   ６と； 前記ポンプの稼働を制御するよう前記ポンプへ
   作用連結されたスイツチ４３と； から成り、 前記受圧可動素子が、外部へ伸長して前記スイ
   ツチを作動させるように前記スイツチに係合する
   突出部材４１を有し； 該突出部材は、前記蓄圧器タンクが加圧油圧油
   で充満された時に前記スイツチを作動させて前記
   ポンプを速やかに停止させ、且つ前記油圧油が前
   記蓄圧器タンクから放出を始めた時に前記スイツ
   チを逆に作動させて前記ポンプを速やかに始動さ
   せて前記油圧油を供給する； ことを特徴とする制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載された制御装置
   であつて： 前記制御タンク内の前記受圧可動素子がピスト
   ンであり、前記突出部材が前記ピストンから伸長
   するステムである； ことを特徴とする制御装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載された制御装置
   であつて：さらに 前記制御タンク内の前記ピストンをガス側で加
   圧する圧縮スプリング４５； から成る制御装置。