WO2005111485A1 - 制御器 - Google Patents

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Tsutomu Shinohara
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    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18992—Reciprocating to reciprocating

Definitions

  • the present invention relates to a controller, and more particularly, to a controller suitable for using a high-pressure fluid.
  • Patent Document 1 describes a suitable controller when using a service pressure fluid.
  • Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-139664 discloses a valve body in which a fluid passage between a valve body and a valve seat is opened and closed as a valve stem reciprocates up and down, and is fixed to an upper portion of the valve body.
  • An operating shaft that can be moved up and down in the casing, an operating shaft ⁇ a driving means that moves up and down, and a valve stem that is provided below the casing and amplifies the force applied to the operating shaft.
  • Power transmission means for transmitting the power to the operating shaft, a biasing means for urging the operating shaft downward, and a piston provided on the operating shaft and a partition plate disposed below the piston.
  • a pressure chamber for moving the operating shaft upward by the introduction of the operating gas.
  • the valve is moved upward by the introduction of the operating gas into the pressure chamber.
  • the valve stem is moved downward by the urging force of the urging means.
  • An object of the present invention is to enable the valve stem to be moved and to be applied to a gas that needs to be used with a reduced flow rate, such as nitrogen. Decide to provide a controller for high pressure fluids. Disclosure of the invention
  • the control according to the present invention includes a casing fixed to the upper part of the main body, a valve stem disposed in the casing so as to protrude downward and reciprocally move up and down, and provided vertically movable within the casing.
  • An operating shaft provided, power transmission means for amplifying and transmitting the force applied to the operating shaft to the valve rod, an urging means for urging the operating shaft in a downward direction, and a piston having a BX shaft attached to the operating shaft.
  • a pressure chamber formed between the partition plate disposed below and a pressure chamber that moves the operating shaft upward by the introduction of the operating gas.
  • the outer start means has an outer diameter smaller than the inner diameter of the casing.
  • a piston that can be moved up and down with respect to the operating shaft, and a spring provided above the operating shaft.
  • a pressure adjusting spring disposed between the receiver and the piston to apply an elastic force in accordance with the amount of vertical movement of the piston to the spring and the piston, and an outer peripheral edge of the piston.
  • a diaphragm provided between the casing and the pressure chamber and between the upper side of the piston and a lower part of the partition plate , A normally open communication passage formed in the partition plate and communicating between the pressure chamber and the operation gas introduction chamber, and a flow rate of the operation gas introduced into the normally open communication passage
  • the flow control valve, the auxiliary communication passage formed in the partition plate and communicating the pressure chamber and the operation gas introduction chamber, and the piston provided in the auxiliary communication passage are at the lowest position.
  • An opening / closing valve that opens the communication passage at the time and closes the communication passage when the auxiliary communication passage shut-off position, which is elevated a predetermined distance from this position, is reached. is there.
  • a valve body having one end communicating with a normally open communication passage formed in a partition plate and the other end communicating with the operation gas introduction chamber, and a fluid passage of the valve body are provided. Consists of a valve stem with a needle part inserted-a dollar valve is used.
  • the needle valve is capable of adjusting the gap between the needle part and the fluid passage by screwing or returning the valve stem to the valve body. It can be set with high accuracy.
  • the on-off valve is, for example, a moving body that is vertically movably connected to an auxiliary communication passage provided in the partition plate in a vertically penetrating manner and has an operation gas passage gap between the auxiliary communication passage and the peripheral surface of the communication passage.
  • a coil spring as urging means for urging the moving body upward, and a sealing member for closing the lower end opening of the auxiliary communication passage when the moving body is moved upward by the urging means.
  • the piston Before the operation gas is introduced, that is, when the operating shaft is held at the lowest position by the biasing means, the piston is moved downward by the downward biasing force of the pressure adjusting spring, and the partition is moved. Stops when it comes into contact with the fixing member fixed to the plate or partition plate (the lowest position).
  • the magnitude of the downward force acting on the piston is determined by changing the initial position of the spring receiver and adjusting the length of the pressure regulating spring at the lowest position of the operating shaft.
  • the on-off valve opens the auxiliary communication passage, for example, when the moving body is pressed downward by the lower surface of the piston.
  • operation gas can be introduced into the pressure chamber from both the normally open communication passage and the auxiliary communication passage.-3 o
  • the piston rises from the lowest position to the highest position (corresponding to the highest position of the operating shaft) through the auxiliary communication passage blocking device.
  • the operation gas from both the normally open communication passage and the auxiliary communication passage moves relatively quickly, and after the auxiliary communication passage shutoff position, the auxiliary communication passage is closed and the normally open communication passage is closed. It becomes the only operating gas and can be moved relatively slowly.
  • the flow rate of the operating gas from the normally open communication passage is controlled by a flow control valve, so that the piston passing through the auxiliary communication passage shutoff position has a very slow speed. Moved upward.
  • a threaded portion is provided at the upper end of the operating shaft, and a female threaded portion is provided on the inner periphery of the spring retainer.
  • the spring retainer is threadedly engaged with the operating shaft, and the casing is formed. It is preferable that the spring bearing moves up and down by rotating the operating shaft, and that the spring force of the pressure adjusting spring can be adjusted. . In this case, by adjusting the elastic force of the pressure adjusting spring, it is easy to set appropriate operating conditions, and the number of parts for that purpose is suppressed from increasing.
  • the power transmission means includes a first roller receiving member having a conical shape extending vertically downward from the lower end of the operating shaft, a second roller receiving member having a valve stem upper end HX, and a first ⁇ -roller between the two roller receiving members.
  • a pair of mouth support members symmetrically arranged with respect to the axis of the receiving member, and a pair of rotatably supported upper portions of the respective roller support members and abutting on the tapered surface of the first roller receiving member.
  • Roller and each roller supported
  • a pair of presser rollers rotatably supported at the lower part of the body and abutting against an upwardly facing roller receiving surface of the second mouthpiece receiving member, and each ⁇ -layer supporter is provided with respect to the axis of the presser roller.
  • the first roller receiving member is supported by the casing so that the axis of the first roller receiving member moves about an axis lying aside, and the urging means for urging the operating shaft downward includes: It is preferable that the coil spring is a double-wound compression coil spring and is received by the upper surface of the first mouthpiece receiving member and the partition plate. By doing so, it is possible to add a throat means without impairing the function of a power transmission means suitable for using a high-pressure fluid.
  • the controller of the present invention there is provided power transmission means for amplifying and transmitting the force applied to the operating shaft to the valve rod, and slow start means for gradually moving the valve rod upward.
  • the thrust increases, making it suitable for the use of high-pressure gas, and by moving the valve stem slowly, the flow rate of the high-pressure gas can be reduced (the flow velocity can be reduced).
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a controller according to the present invention.
  • FIG. 1 is referred to as the upper and lower sides and the left and right sides.
  • the controller (1) is a cylindrical bonnet that is attached to a valve body (not shown) with a fluid passage formed by a bag nut (3). (2), a valve stem (4) inserted into the bonnet (2) and reciprocating up and down, a casing (5) fixed to the upper end of the bonnet (2), and a casing (5).
  • An operating shaft (6) installed vertically in the inside, an urging means (7) for urging the operating shaft (6) downward, and a piston (6) provided on the operating shaft (6)
  • a pressure chamber (10) which is formed between the pressure plate (8) and a partition plate (9) disposed below the pressure chamber (10) and moves the operating shaft (6) upward by the introduction of the operating gas;
  • Power transmission means (11) provided below and inside to amplify and transmit the force applied to the operating shaft (6) to the valve rod (4), and move the operating shaft (6) upward by moving
  • the controller (1) places a diaphragm (valve element) under the bonnet (2) through a member such as a diaphragm retainer under the bonnet (2), the controller (1) By mounting the valve body at the lower end of 2), the fluid passage of the valve body can be opened and closed as the valve stem (4) reciprocates up and down.
  • a diaphragm valve element
  • the casing (5) includes a lower casing (21), an upper casing (22) fixed to the upper end of the lower casing, and a casing cap (23) fixed to the upper casing (22). .
  • the inner peripheral surface of the lower casing (21) has a rectangular horizontal cross section, and the inner peripheral surfaces of the upper casing (22) and the casing cap (23) have a circular horizontal cross section.
  • the lower casing (21) and the lower part of the upper casing (22) form a power transmission device storage chamber (25), and the upper casing (22) and the casing cap (23).
  • a cylinder chamber (24) having a circular horizontal section is formed.
  • the lower casing (21) has a bottom wall with a bonnet through hole (21a) in the center, and the bonnet (2) is inserted into the bonnet through hole (2 la).
  • the upper end of the bonnet (2) is passed through, and the locknut (26) is screwed into the male thread provided at the upper end of the bonnet (2), so that the bonnet (2) is connected to the lower casing (2). Fixed to 21).
  • the partition plate (9) has its outer peripheral edge fitted and fixed to the upper portion of the upper casing (22).
  • An operating gas introduction chamber (27) is formed below the partition plate (9).
  • the operation gas introduction chamber (27) communicates with the operation gas introduction port (62), and the operation gas in the pressure chamber (10) is supplied to the operation gas introduction port (62). It is discharged from the purge port (63) provided at the same height as in ()) and shifted in the circumferential direction.
  • the power transmission means (11) includes a conical first roller receiving member (31) extending vertically downward from the lower end of the operating shaft (6), and a second ⁇ -axis receiver provided at the upper end of the valve stem (4).
  • a pair of rolling rollers (34) that are supported in a rotating white area above each mouthpiece support (33) and abut against the tapered surface of the first mouthpiece receiving member (31);
  • a pair of pressers (35) rotatably supported by the lower part of the body (33) and abutting against the upwardly-facing one-side receiving surface of the second ⁇ -layer receiving member (32);
  • an eccentric shaft (36) integrally mounted on both end surfaces of the support shaft, and each roller support (33) is provided with a first linear support member with respect to the axis of the presser rail (35).
  • the axis of the presser roller (35) rotates about the axis of the eccentric shaft (36), and this causes the presser (35) axis.
  • the distance between the contact point of the second roller receiving member and the second roller receiving member (32) changes, and the pressing roller (35) is moved to the second roller receiving member.
  • the force for pressing (32) changes.
  • the operating shaft (6) is urged downward by the elastic force of the compression coil spring (7) as urging means.
  • the front and rear rolling rollers (34) are in contact with each other.
  • the front and rear holding rollers (35) are positioned closer to each other.
  • the positive force of the compression coil spring (7) is transmitted to the second roller receiving member (32) via the moving roller (34), the front and rear roller support (33), and the front and rear presser rollers (35).
  • the valve stem (4) is pushed downward.
  • the force applied to the second roller receiving member (32) depends on the taper angle of the first roller receiving member (31), the distance between the eccentric shaft (36) and the axis of the rolling roller shaft, the pressing roller.
  • the compression coil spring (7) as the actuating shaft urging means is a cylindrical coil spring having double inner and outer windings, and this double coil spring (7) is used as the first roller receiving member (31). It is received between the lower double coil spring receiver (37) provided on the upper surface of the upper casing and the upper double coil spring receiver (38) provided in the middle of the upper casing (22).
  • the lower double coil spring receiver (37) is provided on the upper surface of the cylindrical portion and the first roller receiving member (31) fitted to the lower end of the operating shaft (6).
  • the upper edge of the upper spring receiver (38) is a stepped inward flange integrally provided in the middle of the upper casing (22).
  • the operating shaft (6) includes a large-diameter portion (39) having a first roller receiving member (31) at a lower end, and a small-diameter portion (40) extending to the upper end of the large-diameter portion (39).
  • the upper end of the small diameter portion (40) is vertically movably inserted into a through hole (23a) provided in the center of the casing cap (23).
  • Piston tons (8), Ri Do from the cylindrical portion (41) and lower off La Nji section (4 2), rather than being fixed to the operating shaft (6), the lower end off La Nji portion (42)
  • the outer diameter is made smaller than the inner diameter of the upper casing (22), and the cylindrical part (41) is vertically movably fitted to the lower part of the small diameter part (40) of the operating shaft (6).
  • the downward movement of the piston (8) is restricted by the lower surface of the piston (8) abutting against a seal ring (61) provided at the upper end of the large diameter portion (39) of the operating shaft (6). ing.
  • the slow start means (12) is provided above the piston (8) movable vertically with respect to the operating shaft (6), and above the small diameter portion (40) of the operating shaft (6).
  • the spring (43) and the spring (43) are arranged between the pressure-regulating spring receiver (43) and the piston (8) and apply elastic force according to the vertical movement of the piston (8).
  • An auxiliary communication path (49) for communicating with the chamber (27); and opening the communication path (49) provided in the auxiliary communication path (49) when the piston (8) is at the lowest position.
  • An on-off valve (50) for closing the communication passage (49) when the auxiliary communication passage blocking position, which has risen a predetermined distance from this position, is reached.
  • the pressure adjusting spring receiver (43) is formed in a cylindrical shape having a flange portion (51) at an upper end, and is provided on an inner periphery thereof above a small diameter portion (40) of the operating shaft (6).
  • a female thread (43a) screwed to the thread (40a) is provided and moves up and down integrally with the operating shaft (6).
  • the flange portion (51) of the spring receiver (51) is provided with a projection (51b) projecting in the radial direction.
  • the protrusion (51b) is provided on the inner periphery of the casing cap (23).
  • the pressure regulating spring (44) is a compression coil spring, and its upper end is received by an annular recess (51a) provided on the lower surface of the flange portion (51), and its lower end is
  • the cylindrical flange holder (52) provided on the upper surface of the flange (42) of the piston (8) is received by the inward flange (52a) of the cylindrical diaphragm retainer (52) and is laid.
  • a groove (40b) for fitting a screwdriver is formed on the upper end surface of the operating shaft (6).
  • the diaphragm (46) has an annular shape with an upwardly convex cross section, and the inner peripheral edge of the diaphragm (46) has an inward flange portion of the diaphragm retainer (52).
  • the normally open communication path (47) and the auxiliary communication path (49) formed in the partition plate (9) are located on the circumference of the same radius, and the operation gas introduction chamber (27) is
  • the operating gas introduction chamber (27) has a circular shape that extends radially through a position corresponding to the normally open communication path (47).
  • Open communication passage The opening passage (27a) communicates with the auxiliary communication passage opening passage (27b) extending radially through a position corresponding to the auxiliary communication passage (49).
  • the flow control valve (48) has a valve body (53) inserted into a radial insertion hole provided in a peripheral wall of the upper casing (22), and a needle body (54a). 53)
  • the valve stem (54) which is provided on the inner circumference and is screwed to the threaded part, and the valve stem (54) is screwed or unscrewed from the valve body (53). ) And the needle valve.
  • the valve body (53) of the flow control valve (48) has a radially open passage (27a) that is open to the normally open communication passage communicating with the annular operating gas introduction chamber (27).
  • An inlet passageway (53b) leading to the side portion and an outlet passageway (53a) leading to the normally open communication passageway (47) of the partition plate ( 9 ) are formed, and the needle portion (54a) is formed in the inlet passageway (54). 53b).
  • the gap between 4a) and the inlet passage (53b) changes, and the flow rate of the operating gas flowing through the normally open communication passage (47) can be set frequently.
  • the on-off valve (50) is arranged in a bottomed hole for arranging the on-off valve in the vertical direction provided in the upper casing (22), and is provided with an auxiliary communication passage (49) provided in the partition plate (9). ) That is vertically movably connected to the passage (49) and has an operation gas passage gap (57) between itself and the peripheral surface of the passage (49).
  • the moving body (56) is cylindrical and has a flange portion (56a) at the lower end, and the coil spring (58) is formed between the lower surface of the flange (,) and the bottom surface of the bottomed hole for the on-off valve arrangement.
  • the seal member (59) is held between the seal members and serves as an O-ring, and is held on the upper surface of the flange portion (56a). In the state shown in FIG. 1, the moving body (56) is pressed downward with its upper end surface in contact with the lower surface of the piston (8) located at the lower position.
  • the screw member (59) is located at the lower open position.
  • the force acting on the lower surface of the piston (8) from 0) is greater than the urging force of the pressure adjusting spring (44), and the piston (8) is moved upward. Since the piston (8) and the operating shaft (6) are not integral with each other and can move relative to each other, only the piston (8) rises first, and when the piston (8) rises, the pressure is adjusted.
  • the spring (44) is compressed, and the piston (8) upper end surface comes into contact with the spring receiver (43) lower end surface, and the operating shaft integrated with the spring receiver (43)
  • the piston (8) moves from the lowest position through the auxiliary communication passage shut-off position where the auxiliary communication passage (49) is closed, to the uppermost position (of the operating shaft (6)). (The position corresponding to the uppermost position), and at that time, up to the auxiliary communication passage shut-off position, which is controlled by both operating gas from the always-open communication passage (47) and the catching communication passage (49).
  • the auxiliary communication passage (49) is closed and the auxiliary communication passage (49) is closed, the operating gas becomes only from the normally open communication passage (47) and moves relatively slowly.
  • the flow rate of the operating gas from the normal width open / close communication passage (47) is controlled by the flow control valve (48), whereby the auxiliary 1 ⁇ 2: 8) can be moved upward at a very slow speed.
  • the pressure-regulating spring receiver (43) is moved upward, and screwed into the pressure-regulating spring receiver (43).
  • Operating shaft (6) moves upward.
  • the force acting on the valve rod (4) from the operating shaft (6) via the power transmission means (11) is released, and the fluid passage of the main body is released.
  • the high pressure fluid is used to open the valve provided in the valve, and the high pressure fluid is sent to a required device.
  • the high-pressure fluid has the characteristic of flowing at a high flow rate in the field ⁇ where the force acting on the valve stem (4) is released. Can be supplied to the reaction chamber at a predetermined flow rate or less.
  • the controller according to the present invention enables the opening operation to be performed slowly, so that it can be applied to a gas that needs to be used at a low flow rate. Increase the range of use

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Abstract

作動軸6にかかる力を弁棒4に増幅して伝達する動力伝達手段11と、弁棒4をゆっくりと上方に移動させるためのスロースタート手段12とを備えている。スロースタート手段12は、作動軸6に対して上下移動可能とされたピストン8と、作動軸6に設けられた調圧ばね受け43とピストン8との間に配置された調圧ばね44と、圧力室10と操作ガス導入室27とを連通する常時開放連通路47および補助連通路49と、常時開放連通路47に設けられた流量調整弁48と、補助連通路49に設けられてピストン8が最下位位置にあるときに同連通路49を開放しこの位置から所定距離上昇した補助連通路遮断位置に達したときに同連通路49を閉鎖する開閉弁50とを有している。

Description

明細書 制御器 技術分野
こ の発明は、 制御器に関し、 よ り 詳しく は、 高圧流体を使 用する際に好適な制御器に関する。 背景技術
咼圧流体を使用する際に好適な制御器と して 、 特許文献 1
(特開平 7 - 1 3 9 6 4 8号公報) には 、 弁棒の往復上下動 に伴つて弁体と弁座と の間の流体通路が開閉される弁本体と、 弁本体上部に固定されたケーシングと 、 ケーシング内上方に 上下動自在 β けられた作動軸と、 作動軸 ¾ 上下動させる駆 動手段と 、 ケ一シング内下方に設けられて作動軸にかかる力 を弁棒に増幅して伝達する動力伝達手段と、 作動軸を下向さ に付勢する付勢手段と、 作動軸に設け られたピス ト ン と こ の 下側に配された仕切 り プレー ト と の間に形成され操作ガスが 導入される こ と によつて作動軸を上方に移動させる圧力室と を備えてお り 、 圧力室に操作ガスが導入される こ とで、 弁 が上方に移動させられ、 圧力 内の操作ガスが排出される こ と で、 弁棒が付勢手段の付勢力で下方に移動させられるいる ものが開示されている。
上記特許文献 1 の制御 では 、 弁棒の移動速度はヽ 考慮さ れてお らず、 開閉操作が素早 < 行われる ものが好ま しレ、と さ れていた。 しかしなが らヽ 例えば 、 半導体装置のク V一 ン グガスな どに使用 される三フ ク化窒 ( N F 3 ) では、 ガス 自 身の静電気が着火源と ならなレ、よ う に 、 その流速をある値以 下とする必要性が生じてお り 従来の制御器ではこれに対応 する こ と ができなかつた。
この発明の 目 的は、 弁棒を つ < り 移動させる こ と を可能 と し、 二フ ツイ匕窒素のよ う に流速を抑えて使用する必要性が あるガスに対しても適用でさ る高圧流体用の制御器を提供す る こ と にめる。 発明の開示
こ の発明によ る制御 は、 本体上部に固定されるケ一シン グと、 ケ一シングに下方突出状に配置されて往復上下動する 弁棒と、 ケ一シング内に上下動自在に設け られた作動軸と 、 作動軸にかかる力を弁棒に増幅して伝達する動力伝達手段と 作動軸を下向きに付勢する付勢手段と 、 作動軸に BX〖フ られた ピス ト ンと こ の下側に配された仕切 り プレ一ト と の間に形成 され操作ガスが導入される こ と によって作動軸を上方に移動 させる圧力室と を備えている制御器におレ、て、 弁棒をゆつ く り と上方に移動させるためのス ロ ース タ一 ト手段をさ らに備 えてお りヽ ス 一ス タ一 ト手段は、 ケーシングの内径よ り も 小さい外径と されて作動軸に対して上下移動可能と されたピ ス ト ンと 、 作動軸の上部に設け られたばね受けと ビス 卜 ンと の間に配置されて ピス 卜 ンの上下移動量に応じた弾性力をば ね受けおよぴピス ト ンに作用 させる調圧ばねと 、 ピス ト ンの 外周縁部と ケ一シングと の間に設け られて圧力室と ビス ト ン の上側の 間 と を仕切るダイ ァフラム と 、 仕切 り プレー ト下 方に設け られた操作ガス導入室と、 仕切 り プ レー トに形成さ れかつ圧力室と操作ガス導入室と を連通する常時開放連通路 と 、 常時開放連通路に導入される操作ガス の流量を調整する 流量調整弁と、 仕切 り プ レー ト に形成されかつ圧力室と操作 ガス導入室と を連通する補助連通路と、 補助連通路に設け ら れてビス ト ンが最下位位置にある と きに同連通路を開放しこ の位置から所定距離上昇した補助連通路遮断位置に達したと き に同連通路を閉鎖する開閉弁と を有している こ と を特徴と する ものである。
流量調整弁と しては、 例えば、 一端が仕切 り プレー ト に形 成された常時開放連通路に通じ他端が操作ガス導入室に通じ る流体通路を有する弁本体および弁本体の流体通路に挿入さ れたニー ドル部を有する弁棒からなる -一 ドル弁が使用 され る。 ニー ドル弁は、 弁棒を弁本体に対してねじ回しまたはね じ戻しする こ と でニー ドル部と流体通路と の間隙を調整する こ とが可能と されてお り 、 操作ガスの流量を精度よ く 設定す る こ とができ る。
開閉弁は、 例えば、 仕切 り プ レー ト に垂直貫通状に設け ら れた補助連通路に上下移動可能に揷通されかつ同連通路周面 と の間に操作ガス通過間隙を有する移動体と、 移動体を上向 きに付勢する付勢手段と してのコイルばねと、 移動体が付勢 手段によって上向き に移動させられた際に補助連通路の下端 開口 を閉鎖するシール部材とからなる も の と され、 移動体の 上端面がピス ト ン下面に押圧される こ とで、 シール部材が開 放位置に位置させられ、 ピス ト ンが上方に移動させられた際 にコイルばねの上向き力によってシール部材が補助連通路の 下端開 口 の周縁に当接させられる こ と で、 補助連通路が閉鎖 される ものと される。
操作ガスが導入される前すなわち作動軸が付勢手段によつ て最下位位置に保持された状態では、 ビス ト ンは、 調圧ばね の下向き付勢力によって、 下向きに移動させられ、 仕切 り プ レー トまたは仕切 り プ レー ト に固定された固定部材に当接し たと こ ろ (最下位位置) で停止する。 ピス ト ンに作用する下 向き力の大き さは 、 ばね受けの初期位置を変 させて、 作動 軸最下位位置での調圧ばねの長さ を調整する こ と によ り 、 所 定の値に設定され ピス ト ンが最下 1ΑΔ 置にある と きには 開閉弁は、 例 ば移動体がピス ト ン下面によつて下方に押圧 される こ と で 、 補助連通路を開放す Ό o 」れによ り 、 常時開 放連通路および補助連通路の両方から圧力室 の操作ガス導 入が可能な状態と され -3 o
操作ガス導入室を介して圧力室に操作ガスが導入される と 圧力室内圧力が増加し 、 圧力室から ピス ト ン下面に作用する 力が調圧ばねの付勢力よ り 大き く なつたと - ろで、 ピス ト ン は上方に移動させられる。 ピス ト ンと作動軸と は一体でな く 相対移動可能であるので、 先にピス ト ンだけが上昇し、 更に 圧力室からの上向きの力の增加によ り ビス 卜 ンが上昇する と 調圧ばねが圧縮され、 ピス ト ン上端部と ばね受け下端部が当 接し、 ばね受けは 、 上向きに移動し 、 これと一体の作動軸も 上向きに移動する 0
操作ガス の導入量の増加に伴って 、 ピス 卜 ンは、 最下 置から補助連通路遮断 置を経て最上位位置 (作動軸の最上 位位置に対応する ) まで上昇し 、 その ヽ 補助連通路遮 断位置までは常時開放連通路および補助連通路からの両方の 操作ガス によ り.相対的に早く 移動させられ、 補助連通路遮断 位置を過ぎる と、 補助連通路が閉鎖されて常時開放連通路か らだけの操作ガス と な り 、 相対的にゆつ く り移動させられる。 常時開放連通路からの操作ガス の流量は、 流量調整弁によつ て制御され、 これによ り 、 補助連通路遮断位置を通過したピ ス ト ンは、 非常にゆつ く り した速度で上向きに移動させられ る。
補助連通路遮断位置と 、 ピス ト ン上端と ばね受け下端が当 接する位置関係と を適切にする こ とで、 操作ガス導入後速や かに作動軸から弁棒への動力伝達が始ま り 、 ス 一ス タ ー ト と なる。
作動軸の上端部におねじ部が設け られ 、 ばね受けの内周に これにねじ合わされる めねじ部が設け られ、 ばね受けは、 作 動軸にねじ合わされる と と もに、 ケ一シングに回転不可能に かつ上下移動可能に支持され、 作動軸を回転させる こ と で、 ばね受けが上下し、 調圧ばねの弾†生力が調整可 It:と されてい る こ とが好ま しい。 このよ う にする と、 調圧ばねの弾性力を 調整する こ とで、 適正な操作条件の設定が容易 と な り 、 しか も、 そのための部品点数の増加が抑え られる
動力伝達手段は、 作動軸下端よ り 垂直下方にのびる円錐状 の第 1 ローラ受け部材と、 弁棒上端 HXけられた第 2 ローラ 受け部材と、 両ローラ受け部材の間に第 1 α一ラ受け部材の 軸線に対して対称に配置された一対の口一ラ支持体と 、 各口 ーラ支持体上部に回転自在に支持されかつ第 1 ーラ受け部 材のテーパ面に当接する一対の転動 Π一ラ と 各ローラ支持 体下部に回転自在に支持されかつ第 2 口 ラ受け部材の上向 きの ーラ受け面に当接する一対の押え 一ラ と を備え 、 各 π一ラ支持体が、 押えローラの軸線に対して第 1 ローラ受け 部材の軸線がわに寄つた軸を中心と して摇動し う るよ う にケ 一シングに支持されてお り 、 作動軸を下向きに付勢する付勢 手段は 、 2重巻きの圧縮コィルばねと されて、 第 1 口一ラ受 け部材の上面と仕切 り プレ 卜 と によつて受け止められてい る こ と が好ま しい。 このよ にする と 、 高圧流体を使用する のに好適な動力伝達手段の機能を損な う と な く ス ロ スタ 一 ト手段を付加する こ とができ る
この発明の制御器によ る と 、 作動軸にかかる力を弁棒に増 幅して伝達する動力伝達手段 ぴ弁棒をゆつ < り と上方に 移動させるためのスロースタ一 ト手段を備えてレヽるので 、 推 力が大き く なって高圧ガスの使用に適する と と もに、 弁棒を ゆつ < り 移動させる こ とで高圧ガスの流量を少なく (流速を 遅く ) する こ と ができ る。 図面の簡単な説明
図 1 は、 こ の発明によ る制御器の 1 実施形態を示す縦断面 図である。
図 2 は、 同横面図である。 発明を実施するための最良の形態 こ の発明の実施の形態を、 以下図面を参照して説明する。 以下の説明において、 図 1 の上下おょぴ左右を上下および左 右とい う もの とする。 制御器(1)は、 図 1 およぴ図 2 に示すよ う に、 流体通路が形 成された弁本体 (図示略) に袋ナッ ト (3)によって取り 付け ら れる円筒状ボンネ ッ ト (2)と、 ボンネッ ト (2)内に挿通されか つ往復上下動する弁棒(4)と、 ボンネ ッ ト (2)の上端部に固定 されたケーシング(5)と 、 ケーシング(5)内に上下動自在に設 け られた作動軸(6)と 、 作動軸(6)を下向きに付勢する付勢手 段(7)と 、 作動軸(6)に設け られたビス ト ン (8)と この下側に配 された仕切 り プレー ト (9)と の間に形成され操作ガスが導入さ れる こ と によって作動軸(6)を上方に移動させる圧力室(10)と 、 ケーシング(5)内下方に設けられて作動軸(6)にかかる力を弁 棒(4)に増幅して伝達する動力伝達手段(11)と 、 作動軸(6)を つ く り と上方に移動させるためのス ロースター ト手段(12) と を 1Bえてい
この制御器 (1)は、 ボンネッ ト (2)の下部 (内部) にダイ ヤ フラム押さ えなどの部材を介してダイ ヤフ ラ ム (弁体) を配 置する と と あに、 ンネッ ト (2)の下端部に弁本体が取り付け られる こ とで 、 弁棒 (4)の往復上下動に伴って弁本体の流体通 路を開閉する こ と ができ る。
ケーシング (5)は、 下部ケーシング(21)と 、 下部ケーシング の上端部に固定された上部ケーシング(22)と、 上部ケーシン グ (22)に固定されたケーシングキャ ップ(23)と よ り なる。 下 部ケーシング (21)の内周面形状は、 水平断面方形と され、 上 部ケーシング (22)およびケーシングキヤ ップ(23)の内周面形 状は、 水平断面円形と されている。 下部ケーシング(21)と上 部ケーシング (22)の下部と によって動力伝達装置収納室(25) が形成され、 上部ケ一シング (22)とケーシングキャ ップ (23) と によって、 水平断面円形のシリ ンダ室(24)が形成されてい る。 下部ケーシング(21)は、 中央にボンネッ ト揷通孔(21a)が あけられている底壁を有してお り 、 こ のボンネ ッ ト揷通孔(2 la)にボンネ ッ ト (2)の上端部が揷通されて、 ボンネッ ト (2)の 上端部に設け られたおねじ部にロ ックナッ ト (26)がねじ嵌め られる こ と によ り 、 ボンネッ ト (2)が下部ケーシング(21)に固 定されている。
仕切 り プレー ト (9)は、 上部ケーシング (22)の上部にその外 周縁部が嵌め入れられて固定されている。 仕切 り プ レー ト (9)の下方には、 操作ガス導入室(27)が形成されている。
図 2 に示すよ う に、 操作ガス導入室(27)は操作ガス導入ポ ー ト (62)に通じてお り 、 圧力室(10)内の操作ガスは、 操作ガ ス導入ポー ト (62)と 同 じ高さで周方向にずれた位置に設け ら れたパージポー ト (63)から排出される。
動力伝達手段(11)は、 作動軸(6)下端よ り 垂直下方にのびる 円錐状の第 1 ローラ受け部材 (31)と 、 弁棒 (4)上端に設け ら ; た第 2 π一ラ受け部材 (32)と 、 两口 ラ受け部材 (31) (32)の 間に第 1 π一ラ受け部材 (31)の軸線に対して対称に配置され た一対の 一ラ支持体(33)と 、 各口一ラ支持体(33)上部に回 転白在に支持されかつ第 1 口一ラ受け部材 (31)のテーパ面に 当接する一対の転動ローラ (34)と、 各 Π一ラ支持体(33)下部 に回転自在に支持されかつ第 2 π一ラ受け部材(32)の上向き の 一ラ受け面に当接する一対の押え Π一ラ (35)と、 押え口 一ラ (35)の支持軸の両端面に一体に け られた偏心軸(36)と を備え、 各 ーラ支持体(33)が 、 押え Π一ラ (35)の軸線に対 して第 1 一ラ受け部材 (31)の軸線がわに寄った偏心軸(36) の軸線を中心と して揺動し う る よ う に下部ケーシング (21)に 支持されてい O o
前後口一ラ支持体(33)が揺動させられる と、 偏心軸(36)の 軸線を中心と して押えローラ (35)の軸線が回転し、 これによ り 押え 一ラ (35)軸線と第 2ローラ受け部材(32) と の接点ま での距離が変化して、 押えローラ (35)が第 2 ローラ受け部材
(32)を押 る力が変化する。 作動軸(6)は、 付勢手段と しての 圧縮コィルばね(7)の弾性力によって下向き に付勢されてお り 操作ガスが導入されない状態では 、 前後転動ローラ (34)が互 いに遠ざかる方向に位置させられ 、 前後押えローラ (35)が互 いに近づ < 方向に位置させられている。 圧縮コイルばね(7)の 弹性力は 動ローラ (34)、 前後ローラ支持体(33)および前 後押え 一ラ (35)を介して第 2 口ーラ受け部材 (32)に伝え ら れ、 これによ り 、 弁棒(4)は下向きに押されている。 第 2 ロー ラ受け部材(32)にかかる力は、 第 1 ローラ受け部材(31)のテ ーパ角度、 偏心軸(36)と転動ローラ軸と の軸線間の距離、 お ょぴ押えローラ軸の軸線と偏心軸(36)の軸線と の水平距離を 適当な値にする こ と によ り 、 任意の増幅率によ り 作動軸(6)に かかる力を弁棒(4)に増幅して伝達する こ と ができ る。
作動軸付勢手段と しての圧縮コイルばね(7)は、 内外 2重卷 きの円筒状コイルばねと されてお り 、 この 2重コイルばね (7)が第 1 ローラ受け部材(31)の上面に設け られた下部 2重コ ィルばね受け(37)と上部ケーシング(22)の中程に設けられた 上部 2重コイルばね受け(38)と の間に受け止め られている。 下部 2重コイルばね受け(37)は、 作動軸(6)の下端部に嵌め合 わせられた円筒部おょぴ第 1 ローラ受け部材(31)の上面に内 周縁部が受け止め られ円筒部と なす角が鋭角のフ ラ ンジ部か らな り 、 上部ばね受け(38)は、 上部ケーシング(22)の中程に 一体に設け られた段差状の内向き フラ ンジ部と され、 これに よ り 、 2重コイルばね(7)の軸線と作動軸(6)の軸線とがー致 させられ、 作動軸(6)は、 軸線に沿つた方向に強い力で押圧さ れている。
作動軸(6)は、 第 1 ローラ受け部材(31)を下端に有する大径 部(39)と 、 大径部(39)の上端に連なってのびる小径部(40)と よ り なる。 小径部(40)の上端部は、 ケーシングキャ ップ(23) の中央に設け られた貫通孔(23a)に、 上下移動可能に揷入され ている。
ピス ト ン (8)は、 円筒部(41)および下端フ ラ ンジ部(42)から な り 、 作動軸(6)に固定されているのではなく 、 下端フ ラ ンジ 部 (42)の外径が上部ケーシング (22)の内径よ り も小さ く され る と と もに、 円筒部(41)が作動軸(6)の小径部(40)下部に上下 移動可能に嵌められている。 ピス ト ン(8)は、 その下面が作動 軸(6)の大径部(39)の上端に設け られたシールリ ング(61)に当 接する こ と によ り 、 下方への移動が規制されている。
ス ロ ース ター ト手段(12)は、 作動軸(6)に対して上下移動可 能と された上記ピス ト ン (8)と、 作動軸(6)の小径部(40)上部 に設け られた調圧ばね受け(43)と ビス ト ン(8)と の間に配置さ れてビス ト ン (8)の上下移動量に応じた弾性力を調圧ばね受け (43)およぴピス ト ン (8)に作用 させる調圧ばね(44)と 、 ピス ト ン (8)の下端フ ラ ンジ部 (42)の外周縁部と上部ケーシング (2 2)と の間に設けられて圧力室( 10)と ビス ト ン (8)の上側の空間 (45)と を仕切るダイ ア フ ラ ム (46)と、 仕切 り プ レー ト (9)下方 に設けられた操作ガス導入室(27)と、 仕切 り プ レー ト (9)に形 成されかつ圧力室(10)と操作ガス導入室(27)と を連通する常 時開放連通路(47)と 、 常時開放連通路(47)に導入される操作 ガス の流量を調整する流量調整弁(48)と 、 仕切 り プ レー ト (9)に形成されかつ圧力室(10)と操作ガス導入室(27)と を連通 する補助連通路(49)と、 補助連通路(49)に設け られてビス ト ン (8)が最下位位置にある と きに同連通路(49)を開放しこ の位 置から所定距離上昇した捕助連通路遮断位置に達したと き に 同連通路(49)を閉鎖する開閉弁(50)と を有している。
調圧ばね受け(43)は、 上端にフ ラ ンジ部(51 )を有する円筒 状と され、 その内周には、 作動軸(6)の小径部(40)の上部に設 け られたおねじ部(40a)にねじ合わされているめねじ部(43a) が設け られてお り 、 作動軸(6)と一体で上下移動する。 ばね受 け(51)の フ ラ ンジ部(51)には、 径方向に突出する突起(51b)が 設けられてお り 、 これがケーシングキャ ップ(23)の内周に設 け られた上下方向にのびる案内溝(23b)に嵌め入れられる こ と で、 作動軸(6)を回動させたと きのばね受け(43)は、 作動軸 (6)に対して上下方向移動可能であるが回転不可能と されてい る。 作動軸(6)のおねじ部(40a)の上端部にはス ト ッパ リ ング (60)が嵌め られてお り 、 これによつて、 作動軸(6)に対しての ばね受け(43)の上方への移動が規制 されている。
調圧ばね(44)は、 圧縮コイルばねであ り 、 その上端は、 フ ランジ部(51)の下面に設けられた環状の凹所(51a)によって受 け止め られてお り 、 その下端は、 ピス ト ン (8)のフラ ンジ部 (42)の上面に設け られた円筒状ダイ ヤフ ラ ム押さ え(52)の内 向きフ ラ ンジ部(52a)によって受け止め られてレヽる。 作動軸(6)の上端面には、 ねじ回しを嵌め合わせるための溝 (40b)が形成されている。 作動軸(6)を回動させる と、 作動軸 (6)に対して上下方向移動可能であるが回転不可能と されてい るばね受け(43)は、 作 ft軸(6)に対して上下に移動し、 これに よ り 、 調圧ばね(44)の弾性力が調整される。
ダイ アフラム (46)は、 断面形状が上向きに凸の環状と され、 その内周縁部がダイャフラム押さ え(52)の内向きフランジ部
(52a)と ピス ト ン (8)の フ ラ ンジ部(42)の外周縁部上面と によ つて挟持され、 その外周縁部が上部ケーシング(22)に けら れた段部と上部ケーシング (22)に嵌め入れられたケ一シング キヤ ップ(23)の周壁下端面と によって挟持されている o
仕切 り プレー ト (9)に形成された常時開放連通路(47)および 補助連通路(49)は、 同 じ半径の円周上に位置させられてお り 、 操作ガス導入室(27)は、 これらの両方の連通路(47) (49)に通 じる環状と され、 操作ガス導入室(27)には、 常時開放連通路 (47)に対応する位置を通って径方向にのびる常時開放連通路 開放用通路(27a)と、 補助連通路(49)に対応する位置を通つて 径方向にのびる補助連通路開放用通路(27b)とが通じている。
流量調整弁(48)は、 上部ケーシング(22)の周壁に設けられ た径方向の揷入孔に揷入された弁本体(53)と、 ニー ドル部(5 4a)を有し弁本体(53)内周に設け られためねじ部にねじ合わさ れている弁棒(54)と、 弁棒(54)を弁本体(53)に対してねじ回 しまたはねじ戻しする ノ、 ン ドル (55)と カゝらなるニー ドル弁と されている。
流量調整弁(48)の弁本体(53)には、 環状の操作ガス導入室 (27)に通じている常時開放連通路開放用通路(27a)の径方向内 側部分に通じる入口通路(53b)および仕切 り プ レー ト (9)の常 時開放連通路(47)に通じる出口通路(53a)が形成され、 ニー ド ル部(54a)は、 入口通路(53b)に揷入されている。 ノ、ン ドル(5
5)を回転させる と 、 わ丁力、にテ一パ状と されたニードル部(5
4a)と入口通路(53b)との間隙が変化し、 常時開放連通路(47) に流れる操作ガス の流量を 度よ く 設定する こ とができ る。
開閉弁(50)は 、 上部ケーシング (22)に設けられた上下方向 の開閉弁配置用有底孔に配されてお り 、 仕切 り プ レー ト (9)に 設け られた補助連通路 (49)に上下移動可能に揷通されかつ同 通路(49)周面と の間に操作ガス通過間隙 (57)を有する移動体
(56)と、 移動体 (56)を上向さに付勢する コイルばね (付勢手 段) (58)と、 移動体 (56)が付勢手段 (58)によって上向き に移 動させられた際に捕助連通路 (49)の下端開口 を閉鎖するシー ル咅 β材 (59)とからなる。
移動体(56)は 、 円柱状で下端にフラ ンジ部(56a)を有してお り 、 コイルばね (58)は、 フラ ンジ ,)の下面と開閉弁配置 用有底孔の底面と の間に保持され 、 シ一ル部材(59)は、 O リ ングと されて、 フランジ部(56a)の上面に保持されている。 図 1 に示した状態では、 移動体(56)は、 下方位置にある ピス ト ン(8)下面にその上端面が当接して下方に押圧されてお り 、 こ れに伴つて、 シ一ル部材(59)が下方の開放位置に位置させら れている 。 そ して 、 こ の状態から ビス ト ン (8)が上方に移動さ せられる と 、 シ一ル部材(59)は、 コィルばね(58)の上向き力 によつて補助連通路(49)の下端開口の周縁に当接させられ、 れによ り 、 補助連通路(49)が閉鎖される。 こ の と き の ビス ト ン (8)の位置が補助連通路遮断位置である。 - の制御 (1)によ る と、 操作圧導入ポー ト (62)から操作ガ スを導入する と、 操作ガスは、 操作ガス導入室(27)に流入し、 常時開放連 路(47)および補助連通路(49)の両方を通って圧 力室 (10)に導かれる。 したがって、 常時開放連通路(47)に設 けられている流量調整弁(48)の流量が絞られている場合でも、 圧力室 (10)内の圧力は速やかに上昇する。 そ して、 圧力室(1
0)から ピス 卜 ン (8)下面に作用する力が調圧ばね(44)の付勢力 よ り 大き く なつた と こ ろで、 ピス ト ン(8)は上方に移動させら れる 。 ピス ン (8)と作動軸(6)と は一体でなく 、 相対移動可 能であるので 、 先にピス ト ン (8)だけが上昇し、 ピス ト ン (8) が上昇する と調圧ばね(44)が圧縮され、 ピス ト ン (8)上端面が ばね受け (43)下端面に当接し、 ばね受け(43)と一体の作動軸
(6)も上向きに移動する。
操作ガスの導入量の増加に伴って、 ビス ト ン(8)は、 最下位 位置から補助連通路(49)が閉鎖される補助連通路遮断位置を 経て最上位位置 (作動軸(6)の最上位位置に対応する位置) ま で上昇し 、 その際 、 補助連通路遮断位置までは常時開放連通 路 (47)および捕助連通路(49)からの両方の操作ガスによ り 相 対的に早く 移動させられ、 補助連通路遮断位置を過ぎる とヽ 補助連通路 (49)が閉鎖されて常時開放連通路 (47)からだけの 操作ガス と な り 、 相対的にゆつ < り移動させられる ο 常巾時開 放連通路 (47)からの操作ガス の流量はヽ 流量調整弁 (48)によ つて制御され、 れによ り 、 補助 ½:通路遮断位置を通過した ビス ト ン (8)は、 非常にゆつ く り した速度で上向き に移動させ られる。 こ の ピス ト ン (8)の移動に伴って、 調圧ばね受け(4 3)が上方に移動させられ、 調圧ばね受け(43)とねじ合わされ ている作動軸(6)が上方に移動する。 作動軸(6 )が所定距離上 方に移動する と、 作動軸(6 )から動力伝達手段(1 1 )を介して弁 棒(4)に作用 している力が解除され、 本体の流体通路に設けら れている弁体が高圧流体によって開放させられて、 こ の高圧 流体が所要の装置 と送られる。 ピス ト ン (8 )が非常にゆつ く り した速度で移動させられる こ と で、 作動軸(6 )の上方への移 動もゆつ < り であ り 、 —の結果、 高圧流体の流速もゆつ く り したもの と なる o う して、 弁棒 ( 4)に作用 している力が解除 された場 π に、 速い流速で流れて しま う特性を有している高 圧流体を所定の流速以下で反応室に供給する こ とができ る。
産業上の利用可能性
この発明による制御器は、 開 操作をゆつ く り 行う こ と を 可能とする こ とで 、 流速を抑えて使用する必要性があるガス に対しても適用でさ 圧流体用の制御器の利用可能範囲を 広げる · - と がでさ る o

Claims

2005/111485 請求の m囲
1 本体上部に固 されるケ シングと ケ シングに下方 突出状に配置されて往復上下動する弁棒と ケーシング内に 上下動自在にき ru
ロスけられた作動軸と 、 作動軸に力 λ る力を弁棒 に増幅して伝達する動力伝達手段と 、 作動軸を下向きに付勢 する付勢手段と 作動軸に設け られたピス 卜 ンと こ の下側に 配された仕切 り プレ ト と の間に形成され操作ガスが導入さ れる こ と によつて作動軸を上方に移動させる圧力室と を備え ている制御 に いて
弁棒をゆつ < り と上方に移動させるためのス 口一ス タ一 卜 手段をさ らに備えて り 、 ス ス タ ー 卜 手段は 、 ケ一シン グの内径よ り 小さい外径と されて作動軸に対して上下移動 可能と されたピス 卜 ン と 作動軸の上部に HXけ られたばね受 けと ピス ト ンと の間に配置されてピス ト ンの上下移動量に応 じた弾性力をばね受けおよびピス ト ンに作用 させる調圧ばね と ビス 卜 ンの外问縁部とケ一シングと の間 \ き Hi
Ϊ BXけられて圧 力室と ビス 卜 ンの上側の空間 と を仕切るダィ ァ フ ラ ム と 、 仕 切 り プ レー 卜下方に H けられた 作ガス導入室と 、 仕切 り プ レ ト に形成されかつ圧力室と操作ガス導入室と を連通する fl時開放連通路と 吊時開放連通路に導入される操作ガス の 流量を調整する流量周整弁と 仕切 り プレ ト に形成されか つ圧力室と操作ガス導入室と を連通する補助連通路と 、 補助 連通路に BXけ られて ピス ト ンが最下位位置にある と きに 連 通路を開放し の位置力 ら所定距離上昇した補助連通路遮断 位置に達した と さ に 連通路を閉鎖する開閉弁と を有してレ、 る と を特徴とする制御器。
2 . 作動軸の上端部におねじ部が設け られ、 ばね受けの内周 にこれにねじ合わされるめねじ部が設け られ、 ばね受けは、 作動軸にねじ合わされる と と もに、 ケ一シングに回転不可能 にかつ上下移動可能に支持され、 作動軸を回転させる こ と で、 ばね受けが上下しヽ 調圧ばねの弹性力が 整可能と されてい る請求項 1 の制御
3 . 動力伝達手段は 、 作動軸下端よ り 垂直下方にのびる 円錐 状の第 1 ローラ受け部材と 、 弁棒上端に設けられた第 2 口一 ラ受け部材と、 両 ーラ受け部材の間に第 1 π一ラ受け部材 の軸線に対して対称に配置された一対の Π一ラ支持体と 、 各 πーラ支持体上部に回転自在に支持されかつ第 1 π一ラ受け 部材のテーパ面に当接する一対の転動 一ラ と 、 各 一ラ支 持体下部に回転自在に支持され力、 第 2 口一ラ受け部材の上 向きのローラ受け面に当接する一対の押え口一ラ と を 11え、 各ローラ支持体が 、 押え口一ラの軸線に対して第 1 π一ラ受 け部材の軸線がわに た軸を中心と して揺動し う る よ う に ケ一シングに支持さォし一 お り 、 作動軸を下向きに付勢する付 勢手段は、 2重卷さの圧縮コ イ ルばねと されて 、 第 1 π一ラ 受け部材の上面と仕切 り プレー ト と によつて受け止め られて いる請求項 1 または請求項 2 の制御器。
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