JP2000297869A - パイロット弁 - Google Patents

パイロット弁

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JP2000297869A
JP2000297869A JP11106942A JP10694299A JP2000297869A JP 2000297869 A JP2000297869 A JP 2000297869A JP 11106942 A JP11106942 A JP 11106942A JP 10694299 A JP10694299 A JP 10694299A JP 2000297869 A JP2000297869 A JP 2000297869A
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JP
Japan
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spool
dome
cylinder
pressure
valve
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JP11106942A
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Isao Fukui
勲 福井
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FUKUI SEISAKUSHO CO Ltd
FUKUI SEISAKUSHO KK
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FUKUI SEISAKUSHO CO Ltd
FUKUI SEISAKUSHO KK
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/14Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
    • G05D16/16Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
    • G05D16/063Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
    • G05D16/0644Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator
    • G05D16/0655Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力流体の圧力変動に対する応答性を維持し
つつ、構成部品数を減らして構造の簡略化を図ることが
できるノンフローモジュレート型のパイロット弁を提供
する。 【解決手段】 圧力流体の入口26と出口及び主弁のド
ームに対する接続部28を形成した弁本体2内のシリン
ダ8の上部に入口26と連通した圧力室12を設け、こ
の圧力室12のダイアフラム6と、上記シリンダ8内に
摺動可能となるよう挿入したスプール9を一体動するよ
う結合し、このスプール9に停止位置に復帰する方向の
弾性を付勢し、上記シリンダ8とスプール9に、スプー
ル9の停止位置で圧力室12とドームへの接続部28を
導通させて出口を閉じ、スプール9の作動位置で圧力室
12とドームへの接続部28の導通を遮断し、ドームへ
の接続部28と出口を導通させる通路を設け、前記スプ
ール9に、シリンダ8の内端側にスプール9の端部によ
って形成された室34とドームへの接続部28を常時接
続状態にする通路35を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧力流体の一次
側圧力の変動で主弁を比例作動させるために用いるノン
フローモジュレート型のパイロット弁に関する。
【0002】
【従来の技術】圧力容器又は圧力配管の超過圧力保護用
安全装置として、パイロット弁付き安全弁を設けること
がある。
【0003】パイロット弁付き安全弁は、一次側圧力の
異常上昇をパイロット弁で感知して主弁を開き、一次側
圧力を放出し、通常運転状態まで下げる働きをする。
【0004】このような用途に用いるパイロット弁は、
従来より種々提案されているが、大別すると、フローモ
ジュレート型とノンフローモジュレート型がある。前者
のフローモジュレート型パイロット弁は、流体内の異物
によるオリフィスの目詰まりや湿式ガスの使用により生
じるアイシング等の影響で、感知流体圧の圧力変化に対
する応答性に変動が生じやすいという問題がある。
【0005】これに対して、後者のノンフローモジュレ
ート型のパイロット弁は、オリフィスサイズによる影響
を受けず、感知流体圧の圧力変化に対するより迅速な応
答性を有しているという点で優れている。
【0006】従来のノンフローモジュレート型のパイロ
ット弁としては、例えば、米国特許第4609008号
で提案されているものが知られている。
【0007】このパイロット弁は、圧力流体の入口と出
口及び主弁のドームに対する接続部を形成した弁本体内
に、該弁本体内に固定したスリーブと、このスリーブ内
に上部が摺動可能に嵌合するスプールバルブと、このス
プールバルブの下部に摺動可能に接続したピストンボデ
イを組み込み、弁本体の上部に入口と連通した圧力室を
設け、この圧力室のダイアフラムと、上記スプールバル
ブを一体動するよう結合し、このスプールバルブにスプ
リングで停止位置に復帰する方向の弾性を付勢し、スプ
ールバルブとピストンボデイの上下には、Oリングと弁
座が設けられた構造になっている。
【0008】圧力室に供給された一次側圧力が変動する
と、ダイアフラムでスプールバルブが上昇し、スプール
バルブの下端に作用する一次側圧力で該スプールバルブ
が上昇し、Oリングと弁座が離れることにより、圧力流
体の輸送路に設けた主弁のドームに対する接続部が出口
と導通し、主弁は一次側圧力をしぼることにより二次側
圧力を一定に保つことになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なパイロット弁は、弁本体の内部に、スリーブ、スプー
ルバルブ、ピストンボデイ等を組み込んでいるため、構
造的に構成部品数が多く、かつ、構造が複雑になり、製
作コストが高くつくという問題がある。
【0010】そこで、この発明の課題は、圧力流体の圧
力変動に対する応答性を維持しつつ、構成部品数を減ら
して構造の簡略化を図ることができるノンフローモジュ
レート型のパイロット弁を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項1の発明は、圧力流体の入口と出口及
び主弁のドームに対する接続部を形成した弁本体内のシ
リンダの上部に入口と連通した圧力室を設け、この圧力
室のダイアフラムと、上記シリンダ内に摺動可能となる
よう挿入したスプールを一体動するよう結合し、このス
プールに停止位置に復帰する方向の弾性を付勢し、上記
シリンダとスプールに、スプールの停止位置で圧力室と
ドームへの接続部を導通させて出口を閉じ、スプールの
作動位置で圧力室とドームへの接続部の導通を遮断し、
ドームへの接続部と出口を導通させる通路を設けた構成
を採用したものである。
【0012】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記スプールに、シリンダの内端側にスプールの端
部によって形成された室とドームへの接続部を常時接続
状態にする通路を設けた構成を採用したものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。
【0014】図1のように、パイロット弁1は、弁本体
2上にダイアフラムケース3とリテーナ4及びボンネッ
ト5を順次重ね、該ケース3とリテイナー4間にダイア
フラム6を気密状に挟み込んだ状態でこれらをボルトで
締結し、上記弁本体2の上下貫通孔7内にシリンダ8を
組み込み、このシリンダ8内に摺動可能となるよう挿入
したスプール9の上端をダイアフラム6と一体動するよ
う気密状に結合し、ボンネット5内にはこのスプール9
を押しさげるスプリング10が組み込まれている。
【0015】上記弁本体2の上下貫通孔7内に挿入した
シリンダ8は、ストレートの円筒状となる上部シリンダ
8aと、有底円筒状の下部シリンダ8bとからなり、そ
れぞれOリング11で上下貫通孔7との嵌合部分が気密
状態に保たれ、ダイアフラムケース3での上端部の保持
により軸方向に移動しないよう固定され、ダイアフラム
ケース3の内部には、ダイアフラム6の下に位置する圧
力室12と、この圧力室12と連通して上部シリンダ8
aの上に位置する開口13とが設けられ、スプール9は
円軸状に形成され、上部シリンダ8aと下部シリンダ8
bの内部に上下動可能となるよう嵌挿されている。
【0016】このスプール9のシリンダ内への嵌合部分
には、上部小径部14と上部大径部15と中間小径部1
6と中間大径部17と下部小径部18と下部大径部19
が上から順に設けられ、これに対してシリンダ8の内周
面には、上部小径部14が隙間をもって嵌合し、上部大
径部15が適合する内径の小径孔20と、上部大径部1
5が隙間をもって嵌合する上部大径孔21と、中間大径
部17が適合する内径の中間小径孔22と、この小径孔
22よりも大径となる下部大径孔23と、下部大径部1
9が適合する内径の下部小径孔24とが上から順に設け
られ、スプール9の各大径部15、17、19の外周に
Oリング25が取付けられている。
【0017】前記弁本体2には、圧力流体の入口26
と、この入口26と圧力室12をつなぐ通路27と、制
御弁のドームに対する接続部28及び出口29が設けら
れ、接続部28は、小径部16と大径孔21間に形成さ
れた上部環状室30とシリンダ8に設けた通路31を介
して連通し、出口29は小径部18と大径孔23間に形
成された下部環状室32とシリンダ8に設けた通路33
を介して連通している。
【0018】また、スプール9には、小径部16と大径
孔21間に形成された上部環状室30とシリンダ8内の
下部の室34を連通させる通路35が設けられ、この通
路35によってシリンダ8内の下部の室34と主弁のド
ームとが導通することになる。
【0019】図4は、パイロット弁1と主弁36の接続
構造を示し、主弁36のドーム37と接続部28が配管
で接続され、管路38の一次側と圧力流体の入口26が
配管で接続されている。
【0020】図1と図2は、圧力室12に作用する主弁
36の一次側圧力がスプリング10のスプール押し下げ
圧よりも低く、スプール9が下降位置にある非作動時の
停止状態を示し、スプリング10で押し下げられたスプ
ール9は、上端の間座39がリテーナ4に当接すること
によって下降限位置が規定され、上部大径部15のOリ
ング25が上部大径孔21内に位置し、中間大径部17
のOリング25が中間小径孔22内に嵌合していること
により、上部環状室30は圧力室12と導通し、主弁3
6のドーム37に上記一次側圧力が作用し、同時にスプ
ール9の下端面にも一次側圧力が押し上げ力として作用
し、出口29は圧力室12との導通が遮断されている。
従って、一次側圧力をP1 、主弁36のドーム圧力をP
2 とすると、P1 =P2 となる。
【0021】この状態で一次側圧力が上昇すると、スプ
ール9が上昇し、上部大径部15のOリング25がドー
ムに対する接続部28への流体の流入を止め、さらに、
一次側圧力の上昇に従い、中間大径部17のOリング2
5が移動し、上部環状室30から下部環状室32へ流体
が流れ出し、0.7×P1 =P2 となると主弁36が開
きはじめ、一次側圧力の上昇を抑えるが、さらに一次側
圧力が上昇し、0.5×P1 =P2 となると主弁36が
全開し、圧力容器を保護することができる。
【0022】このとき、一般に用いられているパイロッ
ト式安全弁では、P2 ≒0となり、主弁を全開するため
不必要に流体を逃がしてしまうことになる。
【0023】図3は主弁36の全開時におけるパイロッ
ト弁1の状態を示し、スプール9が上昇位置に完全に引
き上げられ、上部大径部15のOリング25が上部小径
孔20内に嵌合し、圧力室12と上部環状室30の導通
を遮断する。これと同時に、中間大径部17のOリング
25が中間小径孔22内から離脱して上部大径孔21内
に位置し、上下の環状室30、32が導通し、主弁36
のドーム37が出口29と通じることになる。
【0024】これにより、主弁36はドーム37の圧力
が低下し、一次側圧力を一定圧力以下に保持することに
なる。
【0025】また、主弁36の一次側圧力が低下する
と、スプール9は下降して図2の状態に復帰し、圧力室
12と主弁36のドーム37が導通してP1 =P2 の関
係となり、出口29は圧力室12との導通が遮断される
ことになる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明によると、圧力
流体の入口と出口及び主弁のドームに対する接続部を形
成した弁本体内のシリンダの上部に入口と連通した圧力
室を設け、この圧力室のダイアフラムと、上記シリンダ
内に摺動可能となるよう挿入したスプールを一体動する
よう結合し、このスプールに停止位置に復帰する方向の
弾性を付勢し、上記シリンダとスプールに、スプールの
停止位置で圧力室とドームへの接続部を導通させて出口
を閉じ、スプールの作動位置で圧力室とドームへの接続
部の導通を遮断し、ドームへの接続部と出口を導通させ
る通路を設けたので、圧力流体の圧力変動に対する応答
性を維持しつつ、構成部品数を減らして構造の簡略化を
図ることができ、ノンフローモジュレート型のパイロッ
ト弁を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】パイロット弁のスプールの非作動時の停止状態
を示す縦断面図
【図2】パイロット弁のスプールの非作動時の停止状態
を示す要部を拡大した縦断面図
【図3】パイロット弁のスプールの作動時の状態を示す
要部を拡大した縦断面図
【図4】パイロット弁と主弁の接続状態を示す説明図
【符号の説明】
1 パイロット弁 2 弁本体 3 ダイアフラムケース 6 ダイアフラム 8 シリンダ 9 スプール 10 スプリング 12 圧力室 25 Oリング 30 上部環状室 32 下部環状室 34 室 35 通路 36 主弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H056 AA09 BB32 BB47 CA07 CB02 CD06 DD08 EE06 GG02 GG04 GG11 3H060 AA09 BB01 BB03 CC02 CC22 DA04 DC05 DC12 DD04 DD12 DF08 EE04 EE06 GG00 HH02 HH05 HH14 HH20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧力流体の入口と出口及び主弁のドーム
    に対する接続部を形成した弁本体内のシリンダの上部に
    入口と連通した圧力室を設け、この圧力室のダイアフラ
    ムと、上記シリンダ内に摺動可能となるよう挿入したス
    プールを一体動するよう結合し、このスプールに停止位
    置に復帰する方向の弾性を付勢し、上記シリンダとスプ
    ールに、スプールの停止位置で圧力室とドームへの接続
    部を導通させて出口を閉じ、スプールの作動位置で圧力
    室とドームへの接続部の導通を遮断し、ドームへの接続
    部と出口を導通させる通路を設けたことを特徴とするパ
    イロット弁。
  2. 【請求項2】 前記スプールに、シリンダの内端側にス
    プールの端部によって形成された室とドームへの接続部
    を常時接続状態にする通路を設けたことを特徴とする請
    求項1に記載のパイロット弁。
JP11106942A 1999-04-14 1999-04-14 パイロット弁 Pending JP2000297869A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011510230A (ja) * 2008-01-14 2011-03-31 エッセティイ ソシエタ ア レスポンサビリタ リミタータ スプール・バルブ用アクチュエータ
CN102691815A (zh) * 2011-03-21 2012-09-26 泰思康公司 用于改善隔膜的循环寿命的隔膜接口装置
KR101402119B1 (ko) 2013-11-27 2014-06-03 (주)동우정공 건설중장비용 릴리프 밸브

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CN102691815A (zh) * 2011-03-21 2012-09-26 泰思康公司 用于改善隔膜的循环寿命的隔膜接口装置
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