JP2005202903A - カプセル減圧弁 - Google Patents

Abstract

【課題】減圧弁の精度向上を実現する。
【解決手段】バネ常数が小さく、受圧面積の変化が無い多重カプセルを設置する。
【選択図】 図２

Description

多重カプセルと開閉弁で、精密な制御を行う減圧弁に関する。

図１は従来型減圧弁の一形態を示す概略図である。この図に基づいて従来型減圧弁の作用について簡単に説明する。

本体１の下部に設置されたプラグ２に主弁バネ３と主弁体４が配設されている。主弁体４は本体１に固定された主弁シート５に主弁バネ３の反力で圧接されて主弁６弁を閉の状態に保持している。本体１とボンネット７に挟まれたダイヤフラム８のセンター部に装着された排気弁シート９には主弁体４から伸びる排気弁体１０が密着しており、排気弁１１を閉の状態に保持している。

ダイヤフラムピストン１２に設置される調圧バネ１３は圧縮板１４で圧縮される。圧縮量の調節はノブ１５の回転で行う。

このような減圧弁に於いて、先ずノブ１５を左回転して設定圧力以下に調圧バネ１３を緩める。主弁体４は主弁バネ３の作用で主弁シート５に密着して主弁６を閉の状態にする。次に、１次側から圧縮空気を導入すると、圧縮空気は１次圧力室１６の圧力を高める。

次にノブ１５を右回転する。調圧バネ１３は圧縮され、主弁体４が下降して主弁６が開になる。圧縮空気は主弁６を通過して２次圧力室１７から図示しない外部の端末機器に到達する。２次圧力は上昇して、調圧バネ１３の反力に抗してダイヤフラム８を押し上げる。主弁体４は主弁バネ３の作用で上昇、主弁シート５に接触して主弁６は閉になって圧縮空気の供給は遮断される。

ノブ１５を回転して調圧バネ１３の反力調整を行い、圧縮空気の圧力を所定の圧力に設定した後、ナット２１で固定する。２次側の圧力が設定値以下になると、調圧バネ１３の反力でダイヤフラム８が下降する。主弁６は開になり、圧縮空気が供給されて２次側の圧力は設定圧力に復帰する。２次側の圧力が設定値以上になると、ダイヤフラム８が調圧バネ１３の反力に抗して上昇する。排気弁シート９が排気弁体１０から離脱するので、排気弁１１は開となり余分な圧縮空気は排気孔１８から外部に放出されて、２次圧力は設定圧力に復帰する。

解決しようとする問題点は、先ずダイヤフラムピストン１２の動作によってダイヤフラム８の受圧面積が変化することである。同じ圧力に対してダイヤフラム８が圧力側に動作する場合は、その動作距離が大きい程受圧面積は大きくなりダイヤフラム８の出力は大きくなる。又、ダイヤフラム８が大気側に動作する場合は、その動作距離が大きい程受圧面積は小さくなりダイヤフラム８の出力は小さくなる。いずれの場合も受圧面積は、直線的ではなく曲線的に変化する。

次に調圧バネ１３も、そのバネ常数が大きく又、動作距離によって反力が変化することである。調圧バネ１３が圧力側に動作する場合の反力は小さくなり、大気側に動作する場合の反力は大きくなる。調圧バネ１３の反力変化はバネ常数が大きい程大きくなる。このダイヤフラムの出力と調圧バネの反力変化が減圧弁の重要な特性である圧力特性や流量特性等の低下の原因になっている。

このような実情のもとに本発明は創案されたものでその目的は、ダイヤフラムの出力と調圧バネの出力変化に起因する性能低下のない減圧弁を提供することにある。

開閉弁の制御装置として、多重カプセルを設置する。単体のカプセルはバネ常数が大きく、又圧縮許容量が小さいので必要な弁開度が得られない。これらの欠点を除去するためにカプセルを多重構造とした。

多重カプセルの先端に排気弁シートを設置する。又、各カプセルに連通孔を設け、ノブネジを中空として、更にボンネットに排気孔を設けて２次圧力を多重カプセルの中を通過させる構造とした。

多重カプセルは圧縮許容量が大きいので必要な弁解度が得られる。又、バネ常数が小さい。さらに受圧面積の変化が無く一定なので精密な圧力制御が可能になり、高性能の減圧弁が実現出来る。

図２は本発明の多重カプセル減圧弁の１実施例を示す断面図である。

本体１の下部に設置されたプラグ２に主弁バネ３と主弁体４が配設されている。主弁体４は本体１に固定された主弁シート５に主弁バネ３の反力で圧接されて主弁６を閉の状態に保持する構成にする。

先端に多重カプセル３３を接続固定したノブネジ３０をボンネット７にノブネジ１９を介して装着し、ノブ１５を取付ける。ノブネジ３０は中空とし、所定の位置には排気孔１８を設置する。各多重カプセルのセンター部に通気孔３２を設け、多重カプセルの先端に排気弁シート９を設置する。前記排気弁シート９に主弁体４から伸びる排気弁体１０を圧接させ、排気弁１１を閉の状態に保持する構成とする。

本発明のカプセル減圧弁の動作及び作用を、図２を用いて説明を行う。

図２の減圧弁に於いて、先ずノブ１５を左回転して設定圧力以下に多重カプセル３３を上昇させると、排気弁体１０と排気弁シート９が離脱する。主弁体４が主弁バネ３の作用で主弁シート５に圧着して、主弁６は閉の状態になる。

次に、１次側から圧縮空気を導入して１次圧力室１６を加圧した後、ノブ１５を右回転する。多重カプセル３３と排気弁シート９が下降して、排気弁体１０と主弁体４を押し下げると主弁６が開になる。圧縮空気は主弁６を通過して２次圧力室１７から外部の図示しない端末機に到達する。更に、ノブ１５を左右に回転して多重カプセル３３の位置調整を行い、２次圧力を設定する。

端末機器の圧力が設定値以下になると、多重カプセル３３と排気弁シート９が下降する。主弁体６は押し下げられて主弁６が開になり、圧縮空気が供給されて２次圧力は設定圧力に復帰する。

端末機器の圧力が設定値以上になると、多重カプセル３３と排気弁シート９が上昇する。排気弁シート９が排気弁体１０から離脱するので排気弁１１は開になる。余分な圧縮空気は各カプセルの連通孔３２を通り中空のノブネジ３０を経て排気孔１８から外部へ放出されるの２次圧力は設定圧力に復帰する。

図３は他の実施例である。１次側から圧縮空気を導入した後、制御圧力孔３６から制御圧力を多重カプセル内部に導入する。ノブ１５を回転して制御圧力で２次圧力を設定するリレーとしての応用例である。

従来技術の減圧弁の概略断面図である。 本発明の多重カブセル減圧弁の概略断面図である。 本発明の多重カブセル減圧弁の他の実施例の概略断面図である。

符号の説明

１本体
３主弁バネ
４主弁体
５主弁シート
６主弁
８ダイヤフラム
９排気弁シート
１０排気弁体
１１排気弁
１５ノブ
３０カプセルネジ
３２連通孔
３３多重カプセル
３６制御圧力孔

Claims (4)

1. 入力された一次側の流体圧力を制御された二次側の流体圧力として取り出す減圧弁に於いて、弁の開閉制御装置として多重カプセルを配設することを特徴とする多重カプセル減圧弁。
2. 各カプセルに連通孔を設けることを特徴とする多重カプセル減圧弁。
3. 多重カプセルに排気弁シートを設けることを特徴とする多重カプセル減圧弁。
4. ノブネジは中空であって、排気孔を設けることを特徴とする多重カプセル減圧弁。

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