JP2001241565A - 切換開閉弁 - Google Patents
切換開閉弁Info
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Abstract
から大流量へ流量を変化させて流すことのできる切換開
閉弁を得る。 【解決手段】 流路を開閉する弁ステム20;この弁ス
テムに相対摺動可能に嵌めた相対移動ピストン体23;
上記弁ステムに固定された一体移動ピストン体24;上
記弁ステムと一体移動ピストン体を流路閉塞方向に移動
付勢する付勢手段17;上記相対移動ピストン体が付勢
手段による弁ステムの移動方向と反対の開弁方向に移動
したとき、この相対移動ピストン体と一緒に弁ステムを
開弁方向に移動させる、弁ステムに設けたストッパ25
b;相対移動ピストン体に開弁方向の圧力を及ぼすため
の相対移動圧力室34;一体移動ピストン体に開弁方向
の圧力を及ぼすための一体移動圧力室35;相対移動圧
力室にパイロット圧力を及ぼす第一開弁手段;および一
体移動圧力室にパイロット圧力を及ぼす第二開弁手段;
を有する切換開閉弁。
Description
流量とを切り換えることができる切換開閉弁、およびさ
らに小流量状態から大流量状態へ滑らかに移行させるこ
とができる切換開閉弁に関する。
mL/min)と大流量(同数L/min)を切り換え
る必要のある系では、小流量弁と大流量弁を並列に設
け、一方を選択して開弁するのが普通であった。しか
し、この従来装置は、小流量弁と大流量弁の2つの弁、
並列管路、および並列管路の分岐部に設ける分岐コネク
タ(チーズ)を不可欠とするから、部品代のみならず、
多大の配管工賃とスペースを要し、コストが高い。
題意識に基づき、単一の弁で、小流量と大流量、さらに
小流量から大流量へ流量を変化させて流すことのできる
切換開閉弁を得ることを目的とする。
の弁ステムに相対摺動可能に嵌めた相対移動ピストン
体;上記弁ステムに固定された一体移動ピストン体;上
記弁ステムと一体移動ピストン体を流路閉塞方向に移動
付勢する付勢手段;上記相対移動ピストン体が付勢手段
による弁ステムの移動方向と反対の開弁方向に移動した
とき、この相対移動ピストン体と一緒に弁ステムを開弁
方向に移動させる、弁ステムに設けたストッパ;相対移
動ピストン体に開弁方向の圧力を及ぼすための相対移動
圧力室;一体移動ピストン体に開弁方向の圧力を及ぼす
ための一体移動圧力室;相対移動圧力室にパイロット圧
力を及ぼす第一開弁手段;および一体移動圧力室にパイ
ロット圧力を及ぼす第二開弁手段;を有することを特徴
としている。
動圧力室と一体移動圧力室とは、絞り弁を有する連通路
により連通しており、パイロット圧力は第一開弁手段を
介して相対移動圧力室に与えられ、次に該絞り弁連通路
を介して一体移動圧力室に与えられるものであり、同一
の流路を用いて小流量から大流量へと滑らかに切り換え
ることを特徴としている。
が流路閉塞位置から開弁方向に一定距離移動したとき、
相対移動圧力室と一体移動圧力室とを連通させる別の直
接連通路が備えられていると、流量を多段階に変化させ
ることができる。
する相対最大移動距離を調整する調整部材が備えられて
いると、小流量状態の流量を調整することができる。さ
らにこの調整部材を、相対移動ピストン体および一体移
動ピストン体を収納する、シリンダに螺合させたリング
状部材とすると実際的である。
換開閉弁の実施形態を示している。図1、図2および図
3の下方に位置する流路ブロック11には、流体通路1
2が設けられ、その一部に、図の上下方向の軸を有する
環状弁座13が形成されている。流路ブロック11に
は、環状弁座13と同軸の弁ステム20を摺動自在に案
内するロッドホルダ14がコネクタスリーブ15を介し
て固定されており、このロッドホルダ14の下端部と流
路ブロック11との間に、環状弁座13を開閉する円板
状の金属ダイアフラム16の周縁が挟着されている。
ンダ22が固定されている。シリンダ22は下端部がロ
ッドホルダ14によって閉塞され、上端部は開放されて
いる。シリンダ22の上端の開放部には弁ステム20と
同軸に、ストローク調整スリーブ(リング状部材)19
が螺合されている。このストローク調整スリーブ19の
図の上端の開放部にはキャップ18が固定されている。
してさらに上方に延びている弁ステム20には、一体移
動ピストン体24が固定されている。この一体移動ピス
トン体24は、ストッパリング25a、25b、リテー
ナ26、ローリングダイアフラム27および中心体28
とから構成されている。ストッパリング25a、25b
は中心体28を弁ステム20に挟持している。この中心
体28にはリテーナ26が同軸に固定されている。この
リテーナ26と中心体28との間には、円板状のローリ
ングダイアフラム27の内縁が挟着されている。このロ
ーリングダイアフラム27の周縁は、キャップ18の下
端部とストローク調整スリーブ19との間に挟着されて
いる。ローリングダイアフラム27は一体移動ピストン
体24が動作しても受圧面積が変化しないダイアフラム
として知られ、一体移動ピストン体24(弁ステム2
0)に大きなストロークを確保することができる。
ストン体24)との間には、弁ステム20を図の下方に
移動付勢し、該弁ステム20と駒21を介して金属ダイ
アフラム16を環状弁座13に向けて押圧する圧縮ばね
17が挿入されている。したがって、弁ステム20は、
金属ダイアフラム16を介して環状弁座13を閉じる方
向に常時付勢されている。
の移動量は、リテーナ26(一体移動ピストン体24)
の上端部がキャップ18内部の端面と接触する間隔D2
で決定される。一方、弁ステム20と金属ダイアフラム
16の間に備えられた駒21の移動は、駒21のフラン
ジ21aがロッドホルダ14内部の端面と接触する間隔
D1で決定される。この間隔はD2>D1であるので、
リテーナ26とキャップ18の接触(一体移動ピストン
体の上方規制)によって弁の全開が妨げられることはな
い。
下方には、相対移動ピストン体23が相対摺動可能に嵌
められている。相対移動ピストン体23は、圧縮ばね1
7による弁ステム20の移動方向と反対の開弁方向(図
の上方)に移動したときには、ストッパリング25bに
当接して一体移動ピストン体24(ストッパリング25
b)を一緒に移動させ、弁ステム20を開弁方向に移動
させる作用をする。一方、相対移動ピストン体23は弁
ステム20に対して図の下方に移動することができる。
2に対する螺合位置を調節できる調整部材であり、相対
移動ピストン体23の上方への移動量は、このストロー
ク調整スリーブ19と相対移動ピストン体23との間隔
dによって制限(制御)される。36は、螺合位置の調
整後、ストローク調整スリーブ19をシリンダ22に固
定するための固定ねじである。
23および弁ステム20の間には、相対移動圧力室34
が形成されており、一体移動ピストン体24、ストロー
ク調整スリーブ19および相対移動ピストン体23の間
には、一体移動圧力室35が形成されている。この相対
移動圧力室34は、シリンダ22に形成したパイロット
圧通路31および接続口30に連通しており、パイロッ
ト圧接続口30は、制御弁40を介してパイロット圧源
41に接続されている。さらに、この相対移動圧力室3
4は、シリンダ22に形成した連通路32aから絞り弁
33を介し、弁ステム20に形成した連通路32bを経
て、一体移動圧力室35に連通している。
る。パイロット圧を導入しない状態では、圧縮ばね17
の力により閉弁方向に付勢されている弁ステム20は、
金属ダイアフラム16を環状弁座13に押圧して流体通
路12を閉じている(図1)。この閉弁状態において、
制御弁40を介してパイロット圧接続口30にパイロッ
ト圧力を及ぼすと、パイロット圧通路31を介して相対
移動圧力室34にパイロット圧が導入され、相対移動ピ
ストン体23には図の上方への力が及ぼされる。したが
って、相対移動ピストン体23はストッパリング25b
を介して弁ステム20を上昇させる。その上昇端は相対
移動ピストン体23がストローク調整スリーブ19に当
接する位置で規制される(図2)。相対移動ピストン体
23とストローク調整スリーブ19との間隔dは、図で
は誇張して描いているが、実際には非常に小さく(する
ことができ)、よって、このときの金属ダイアフラム1
6と環状弁座13との間に形成される隙間によって、数
mL/min程度の小流量を得ることができる(図5に
示す初期作動段階)。
連通路31、32a、32bを介して一体移動圧力室3
5にパイロット圧が導入され(図2に示す流路a)、一
体移動ピストン体24に図の上方への力が及ぼされる弁
全開作動段階(図5に示す区間a)となる。したがっ
て、一体移動ピストン体24は中心体28とストッパリ
ング25aを介して弁ステム20を徐々に上昇させ、こ
のときの金属ダイアフラム16と環状弁座13との間に
形成される隙間は徐々に大きくなり、流量も徐々に増加
する。
テム20が上昇すると、弁ステム20とシリンダ22と
の機密を保持するOリング29がシリンダ22から脱す
る(図3)。すると、図4に示すように弁ステム20と
シリンダ22との間には摺動クリアランス32c(直接
連通路)があるので、パイロット圧は絞り弁33を介さ
ずに連通路32b、32cを介して一体移動圧力室35
に導入されるようになり(図3に示す流路b、図4に示
す区間b)、弁ステム20の上昇が速くなる。すなわ
ち、流量の増大速度が速まり、最終的に数L/min程
度の最大流量に至らせることができる。
弁閉止状態から初期作動段階の初期微小流量を経て徐々
に流量を増し、最大(全開)となる流量変化を、一定の
パイロット圧によって切り換え操作を行うことなく得る
ことができる。さらに、弁ステム20が移動し、固定さ
れたOリング29がシリンダ22から脱することによ
り、流量の変化速度を開弁途中に速めることができる。
開弁手段は、相対移動圧力室から絞り弁を介して一体移
動圧力室へ連続する一連の連通路であるが、独立させて
設けてもよい。また、本実施形態では、弁ステム20が
環状弁座13を開閉する金属ダイアフラム16を押圧す
るタイプの開閉弁であるが、金属ベローズ弁や、弁ステ
ム20の下端部に直接弁体を設ける弁構造、あるいは弁
ステム20の動きを弁ステム20とは別体の弁体に伝達
する弁構造にも本発明は適用できる。また、弁ステム2
0と金属ダイアフラム16との間に種々の倍力構造を介
在させれば、本発明は高圧ラインの開閉弁にも適用する
ことができる。
で、同一の流路を用いて、小流量状態から大流量状態へ
滑らかに移行させることができる切換開閉弁を得ること
ができる。
状態を示す断面図である。
面図である。
断面図である。
る、流量変化を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 流路を開閉する弁ステム;この弁ステム
に相対摺動可能に嵌めた相対移動ピストン体;上記弁ス
テムに固定された一体移動ピストン体;上記弁ステムと
一体移動ピストン体を流路閉塞方向に移動付勢する付勢
手段;上記相対移動ピストン体が付勢手段による弁ステ
ムの移動方向と反対の開弁方向に移動したとき、この相
対移動ピストン体と一緒に弁ステムを開弁方向に移動さ
せる、弁ステムに設けたストッパ;相対移動ピストン体
に開弁方向の圧力を及ぼすための相対移動圧力室;一体
移動ピストン体に開弁方向の圧力を及ぼすための一体移
動圧力室;相対移動圧力室にパイロット圧力を及ぼす第
一開弁手段;および一体移動圧力室にパイロット圧力を
及ぼす第二開弁手段;を有することを特徴とする切換開
閉弁。 - 【請求項2】 請求項1記載の切換開閉弁において、相
対移動圧力室と一体移動圧力室とは、絞り弁を有する連
通路により連通しており、パイロット圧力は第一開弁手
段を介して相対移動圧力室に与えられ、次に該絞り弁連
通路を介して一体移動圧力室に与えられる切換開閉弁。 - 【請求項3】 請求項2記載の切換開閉弁において、さ
らに、弁ステムが流路閉塞位置から開弁方向に一定距離
移動したとき、相対移動圧力室と一体移動圧力室とを連
通させる別の直接連通路が備えられている切換開閉弁。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項記載の
切換開閉弁において、相対移動ピストン体の弁ステムに
対する相対最大移動距離を調整する調整部材が備えられ
ている切換開閉弁。 - 【請求項5】 請求項4記載の切換開閉弁において、調
整部材は、相対移動ピストン体および一体移動ピストン
体を収納するシリンダに螺合させたリング状部材である
切換開閉弁。
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WO2018181234A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社フジキン | 制御器 |
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- 2000-03-01 JP JP2000056091A patent/JP4349715B2/ja not_active Expired - Fee Related
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