JPS6371708A - 自動設定減圧弁 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は流体の圧力を制御する弁に関し、二次側を一定
圧力に維持するように一次側の流体を減圧して通過せし
める自動設定減圧弁に関する。

一般的に減圧弁と言われているものは、ダイヤフラムの
変位で主弁を直接に操作し、又はパイロット弁を操作し
てピストン弁等の主弁を間接的に操作する構造である。

ダイヤフラムには一面に二次側の流体圧力を他面に圧力
設定ばねの弾性力を作用せしめる。両刃が不平衡でめれ
ばダイヤフラムが変位し、弁体を操作して流体の通過量
を調節せしめ、二次側の圧力を圧力設定ばねの弾性力に
対応した値に維持する。

二次側の流体圧力を所望の値に設定する場合は、二次側
の圧力を圧力ゲージで見ながら、弁ケーシングにねじ結
合した調節ねじを手で操作して、圧力設定ばねの弾性力
を調節して、圧力ゲージが所望の圧力値を指すようにす
る。従って、設定圧力を鎖繁に変更する場合は極めて不
便である。また、遠隔操作や自動制御は出来ない。

従来技術 そこで、従来は本件出願人が特願昭５９−２０７７７９
号で提案している様に、減圧弁の圧力設定ばねの弾性力
を調節する手段にモーター駆動のアクチュエーターを取
り付け、二次側の流体圧力と設定圧力目標値との偏差を
検出し、その値が偏差基準値よりも大きい時には、モー
ターを駆動させ、偏差検出値が零になるように調節ねじ
を操作する。そしてほぼ零になればモーターは停止する
自動設定減圧弁がある。

一般的な自動制御弁と比較して、安価で、複雑な制御を
必要とせず、素早い応答性を持つことを特徴とする制御
弁である。

発明が解決しようとする問題点 減圧弁の流量特性として、流星が増加すると設定圧力か
下がるという現象がある。これを補う為に自動設定減圧
弁は、二次側流体圧力と設定圧力目標値との偏差が零に
なるようにモーターを駆動させ、調節ねじを締め込み、
主弁口を更に開弁して流星を増加し、圧力が上昇する様
に作動する。

しかし、主弁口の開度にも限界があり、主弁口が全開に
なれば、いくら調節ねじを締め込んでも圧力はもう上昇
じず、下がる一方である。

通常なら流量が減少してくると、圧力が回復し、上昇し
てくる訳であるが、この時性の状態に於いて、必要以上
に調節ねじを締め込んでいると、流量が減少した場合、
今度は逆に二次圧が８２定目標値より高く行きすぎてし
まう。そしてこの状態から設定目標値に向かって又モー
ターが駆動して、圧力を元へ戻そうと動く。このように
行きすぎた吊だけ元へ戻る分、応答性が悪い制御になっ
てしまう。

問題点を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は、ダイヤフラム構造の減圧弁に圧力設定ばねの
弾性力を調節する手段を操作するアクチュエーターを取
り付け、減圧弁の主弁軸の変位を検出する検知器を設け
、流量増加に伴う二次圧の低下を防止するのに調節ねじ
を締め込む際、上記検知器で主弁の全開を検知し、調節
ねじの動きを停止することを特徴とするものである。

作用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

調節計を通して所望の３′ｉ定圧力を入力する。圧力セ
ンサーで二次側の流体圧力が常時或いは定期的に測定さ
れる。比較調整器で二次側の流体圧力と設定圧力目標値
との偏差を検出され、所定の偏差基準値と比較され、偏
差検出値が偏差基準値よりも大ぎいときには、偏差検出
値がほぼ零になる様にアクチュエーターを操作する信号
がドライバーに送られる。

信号がドライバーに送られ、アクチュエーターが運転し
、二次側圧力が上昇して設定目標値へ近付こうとするが
、主弁口が全開となった場合にはそれ以上の圧力の上昇
はない。この時、主弁軸の全開を検知器が＠知し、もう
これ以上調節ねじを締め込んでも無意味だと判断して、
ドライバーへ停止信号が送られ、必要以上の、諦め込み
をなくす。

特有の効果 本発明は下記の特有の効果を生じる。

調節ねじの行きすぎ動作がなくなり、元へ戻す必要がな
く、応答性の早い制御が可能となった。

又、必要以上にモーターが作動しないのでアクチュエー
タ一部の耐久性が良く、消費電力も少なくてすみ、寿命
も長くなる。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明するく第
１図参照）。

本実施例の自動設定減圧弁は、メカニカルな減圧弁部１
と、電動機部と、制御部とから成る。

減圧弁部１は従来のものと同様である。流体の入口２と
出口３はそれぞれ一次側通路４と二次側通路５に接続し
て取り付けられる。主弁ロアは主弁体６で開閉する。主
弁体６はばねで閉弁方向に付勢されて配置し、弁棒を介
してピストン８に連結プる。収容ケース５３を本体下部
に固定し、上方から主弁軸５１をＯリング５２を嵌挿し
て案内する。収容ケース底部には主弁体６が仝聞になっ
て、主弁ｌＮ１５１が最下端になった状態でスイッヂが
ＯＮになる様にリミットスイッチ５０を取り付ける。ピ
ストン８の下面には出口３側の流体圧力が作用し、上面
には通路９，１１を通して入口２側の流体圧力がパイロ
ット弁体１２で制御されて導入される。パイロット弁体
１２は閉弁方向にばねで付勢され、弁棒を介してダイヤ
フラム１３の下面に当り、その変位により開弁方向の操
作力を受ける。

従って、ダイヤフラム１３が下方に変位するとパイロッ
ト弁体１２が押し下げられ、入口２の流体が通路９，１
１を通ってピストン８の上方に導入され、主弁体６がピ
ストン８で押し下げられて主弁ロアが開かれ、入口２の
流体が出口３に流れる。また、ダイヤフラム１３が上方
に変位するとパイロット弁体１２かばねで押し上げられ
、通路９か塞がれ、ピストン８の上方の流体がオリイス
５０を通って出口３に逃げ、ピストン８と主弁体６がば
ねで押し上げられ、主弁ロアが塞がれる。

ダイヤフラム１３の上方は細孔１４を通して外気に連結
し、はぼ一定の外気圧に保たれる。また、ダイヤフラム
１３の上面には圧力ｚ２定ばね１６の下端が当り、弾性
力が作用する。圧力３２定ばね１６の上端にばばね受は
部材を介して調節ねじ１７の下端が当り、調節ねじ１７
の回転による遊退で、圧力設定ばねの圧縮量を調節して
、ダイヤフラム１３に作用する弾性力を調節できるよう
になっている。調節ねじ１７は、弁ケーシングの一部を
成すばね収容ケース１５に取り付けためねじ部材にねじ
結合している。

電動機部をヨーク部材１８をばね収容ケース１５に取り
付ける。このとき、調節ねじ１７と出力軸２０を同一軸
上に整合して、六角頭部４２と出力軸２０の下端部を連
結する。

出力軸２０はボール・スプライン２１の軸を成し、上端
に係止部材２３を設ける。ボールスプライン２１の外周
部材１つには円筒状の連結部材２２を固定する。出力軸
２０の下部に円盤２４を形成する。位置検出センサー２
６が取付台２５の下面に取り付けられ、その検出棒３３
が円盤２４の側面に当たる様に配置される。

電動機２９と減速機２８を取付台２５に固定し、その出
力軸２７を連結部材２２に挿入固定する。

従って、電動機２９を回転させると減速機２８の出力軸
２７が回転し、連結部材２２と共にスプライン２１の外
周部材１９が回転し、その回転方向に応じて、出力軸２
０が上下動しながら回転し、調節ねじ１７が右又は左に
回転する。

この時同時にセンサー２６の検出棒３３が円盤２４の上
下運動に追従して上下に移動し、その移動最を位置信号
としてとらえる。

電動機２つの横にドライバー３０を配置して、カバー３
６で覆い、防塵、防湿対策を講じる。動力線及びその引
込口の図示は簡略化しである。

制御部は上記の位置検出センサー２６と、比較調節器３
１と、設定圧力目標値を入力する調節計３２と、二次側
通路に取り付けた圧力センサー・４０とから成る。参照
番号３４は端子台でおり、モータードライバー３０．セ
ンサー２６に結線されている。端子台３４と比較調節器
３１を信号線３７で、圧力センサー４０は信号線３９で
、調節計３２も信号線で比較調節器３１に連結する。比
較調節器３１は端子台３４の位置に配置してもよい。二
次側通路５の流体圧力は圧力センサー４０で検出して調
節計３２に常時、７必るいは比較的短い間隔で送る。

調節計内のコンピューターには圧力設定ばね１６の弾性
力を調節する調節ねじ１７の軸方向の絶対位置、即ら円
盤２４の軸方向の変位と設定圧力目標値との関係が記憶
されており、調節計３２を通して所望の設定圧力目標値
を入力すれば、調節ねじの位置信号としての設定信号が
演算され比較調節器３１へ送られる。比較調節器で位置
検出センサー２６からの信号と上記信号が比較され、偏
差検出値が偏差基準値よりも大きいときには、偏差検出
値がほぼ零になるようにアクチュエータを操作する信号
がドライバー３０に送られる。その後、電動機２９が運
転され一気に目標値へ調節ねじ１７を変位せしめる。

偏差検出値がほぼ零になったとき、即ち、偏差検出値が
上記の備差基準値よりも充分に小さい別の所定の微少偏
差基準値の範囲に入ったときに、電動峠２つを停止せし
める操作信号をドライバー３０に送る。この時の比較ル
ープは比較調節器、ドライバー、電動敦、位置検出セン
サー、再び比較調節器をループする。

更に精度の高い設定をする為に前記圧力センサー４０の
信号と、調節計内で記憶させておいた設定圧力と調節ね
じの移動量の関係と比較、演鋒処理し、後いくら調節ね
じを変位させればよいか判断し、信号を比較調節器に送
り、微調整を行う。

流量が増加して設定圧力が低下しようとすると、直ちに
圧力センサー４０が検知してアクチュエーターを動かす
信号を送り圧力を上昇させる。しかじ主弁の開度にも限
界があり、それ以上締め込んでも圧力は上昇しない。こ
の主弁体６の全開の状態を主弁軸５１下端がリミットス
イッチ５０に接触することにより検知して、調節計から
ドライバー停止信号が出され調節ねじは停止する。上記
検知器はリミットスイッチのばか近接センサー等の位置
検出手段ならなんでも良い。

今度は流ｍが減少した場合、調節ねじを締め込み過ぎて
いないので、二次側圧力が上昇し始めても、即対応して
目標値に安定させることができる。

又、一時圧力又は負荷変動で二次圧が変化した場合にも
、常に圧力センサー４０からの信号を入力、比較、演算
、微ｉｉｇＩ整する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の電動減圧弁の断面図に制御部
のブロック図を重ねて表示した図である。 １：減圧弁部　　　　　５：二次側通路６：主弁体　　
　　　　８：ピストン １２：パイロット弁体　１３：ダイヤフラム１５：ばね
収容ケース　１６：圧力設定ばね１７：調節ねじ　　　
　２０：出力軸 ２１ニスプライン　　　２６：位置検出センサー２７：
減速■の出力軸　２９：電動機 ３０ニドライバー　　　３１：比較調節器３２：調節計
　　　　　４０＝圧力センサー５０：リミットスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ダイヤフラム構造の減圧弁に圧力設定ばねの弾性力
   を調節する手段を操作するアクチュエーターを取り付け
   、減圧弁の主弁軸の変位を検出する検知器を設け、流量
   増加に伴う二次圧の低下を防止するのに調節ねじを締め
   込む際、上記検知器で主弁の全開を検知し、調節ねじの
   動きを停止することを特徴とする自動設定減圧弁。