JP2015215051A - Control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の自動計量システムに装備される制御バルブに関する。 The present invention relates to a control valve equipped in an automatic fluid metering system.
従来、流体の自動計量システムとしては、図6に示すように、ポンプ1と計量タンク2との間に、大口径のバルブ3と小口径のバルブ4とを並列に配置してなるものが一般的である。
Conventionally, as an automatic fluid metering system, a large-
この種の自動計量システムにおいて、ポンプ1から計量タンク2に目標量の流体を供給する場合には、先ず、図7に示すように、大径口のバルブ3を開き、小口径のバルブ4を閉じることにより、大きな流量でもって供給する。そして、目標量の90%程度になったとき、大口径のバルブ3を閉じ、小口径のバルブ4を開くことにより、小さな流量で供給し、目標量になったとき小口径のバルブ4を閉じることが一般的である。
In this type of automatic metering system, when supplying a target amount of fluid from the pump 1 to the
ところが、前記従来の自動計量システムでは、配管が複雑になるという問題がある。また、流体が空気に触れると固まり易い塗料の場合、各バルブ3,4の流出側で塗料が堆積し、バルブ3,4の個数分メンテナンスが面倒であるという問題もある。
However, the conventional automatic weighing system has a problem that piping is complicated. In addition, in the case of a paint that tends to harden when the fluid comes into contact with air, there is a problem that the paint accumulates on the outflow side of each
一方、制御バルブとして、例えば特許文献1に記載されているように、全閉位置と全開位置の外に、中間開度位置を取り得るようにしたものが知られている。この制御バルブを、図6に示す如き口径の異なる2つのバルブ3,4の代わりに、ポンプ1と計量タンク2との間に配置することが考えられる。
On the other hand, as a control valve, for example, as described in Patent Document 1, a valve that can take an intermediate opening position in addition to a fully closed position and a fully open position is known. It is conceivable that this control valve is arranged between the pump 1 and the
しかしながら、前記従来の制御バルブは、制御でもって弁体を中間開度位置に停止させるものであるため、センサなどの機器を必要とし、その分コスト的に高くなり、また作動の信頼性にも欠けるという問題がある。 However, since the conventional control valve stops the valve body at the intermediate opening position by control, it requires a device such as a sensor, which increases the cost and the operational reliability. There is a problem of lacking.
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その課題は、2つのアクチュエータを用いて弁体を全閉位置、中間開度位置及び全開位置のいずれかの位置に容易にかつ確実に切り換え得るように構成する。それにより、自動計量システムにおける配管の簡易化及びメンテナンスの容易化を図りつつ、作動の信頼性の向上及びコストの低廉化を図り得る制御バルブを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its problem is to easily and reliably switch the valve body to any one of the fully closed position, the intermediate opening position, and the fully opened position using two actuators. Configure to get. Accordingly, an object of the present invention is to provide a control valve capable of improving the reliability of operation and reducing the cost while simplifying piping and facilitating maintenance in an automatic weighing system.
前記の課題を解決するため、本発明は、制御バルブとして、ボディ内に配置され、回転支軸回りの所定角度範囲内の回転により全閉位置、中間開度位置及び全開位置のいずれかの位置に切り換え可能に設けられた弁体と、前記弁体に前記回転支軸を介して動力伝達可能に連結され、前記弁体を全閉位置又は全開位置に切り換えるための第1のアクチュエータと、前記第1のアクチュエータ及び前記回転支軸を介して前記弁体に動力伝達可能に連結され、前記弁体を中間開度位置に切り換えるための第2のアクチュエータとを備える構成にする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged as a control valve in a body, and is located at any one of a fully closed position, an intermediate opening position and a fully opened position by rotation within a predetermined angle range around a rotation support shaft. A valve body provided to be switchable to the valve body, a first actuator connected to the valve body through the rotation support shaft so as to be able to transmit power, and for switching the valve body to a fully closed position or a fully open position, A first actuator and a second actuator that is connected to the valve body through the rotation support shaft so as to be able to transmit power and switch the valve body to an intermediate opening position.
本発明の制御バルブによれば、弁体が全閉位置、中間開度位置及び全開位置のいずれかの位置に切り換え可能になっているため、流体の自動計量システムにおける配管の簡易化及びメンテナンスの容易化を図ることができる。しかも、弁体の位置切り換えが2つのアクチュエータによって容易にかつ確実に行われる上、位置切り換えためのセンサなどの機器を必要としないので、作動の信頼性の向上及びコストの低廉化に共に寄与することができる。 According to the control valve of the present invention, since the valve body can be switched to any one of the fully closed position, the intermediate opening position, and the fully opened position, the piping of the automatic fluid measurement system can be simplified and maintained. Simplification can be achieved. In addition, the position of the valve body can be easily and reliably switched by the two actuators, and equipment such as a sensor for position switching is not required, which contributes to the improvement of operation reliability and cost reduction. be able to.
以下、本発明を実施するための形態である実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments that are modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る制御バルブを装備した流体の自動計量システムの全体構成を示す。この自動計量システムは、ポンプ1と計量タンク2との間に、本発明の一実施形態に係る1つの制御バルブ10を直列に配置してなる。
FIG. 1 shows the overall configuration of an automatic fluid metering system equipped with a control valve according to an embodiment of the present invention. In this automatic metering system, one
制御バルブ10は、図2に示すように、流体を制御するボールバルブよりなるバルブ本体11と、バルブ本体11の駆動部であるエア駆動式のアクチュエータ部12とからなる。バルブ本体11は、流入口13及び流出口14を有するボディ15と、ボディ15内に配置されたボール弁体16と、このボール弁体16の回転支軸として一端(下端)がボール弁体16に連結されたステム17とを備えている。ボール弁体16は、連通口18を有し、ステム17回りの所定角度(詳しくは90度)範囲内の回転により全閉位置、中間開度位置及び全開位置のいずれかの位置に切り換え可能に設けられている。全開位置は、ボール弁体16の連通口18がボディ15の流入口13及び流出口14と完全に一致する位置であり、全閉位置は、ボール弁体16の連通口18とボディ15の流入口13及び流出口14とが完全に一致しない位置である。中間開度位置は、ボール弁体16の連通口18がボディ15の流入口13及び流出口14と部分的に一致する位置である。
As shown in FIG. 2, the
アクチュエータ部12は、図3に示すように、ボール弁体16を全閉位置又は全開位置に切り換えるための第1のアクチュエータ20と、ボール弁体16を中間開度位置に切り換えるための第2のアクチュエータ40とからなる。第1のアクチュエータ20は、ボール弁体16にステム17を介して動力伝達可能に連結されている一方、第2のアクチュエータ40は、第1のアクチュエータ20及びステム17を介してボール弁体16に動力伝達可能に連結されている。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、第1のアクチュエータ20は、シリンダ21と、シリンダ21内に配置されたピニオンギヤ22と、シリンダ21内の軸方向に沿って配置されかつピニオンギヤ22と噛み合うラックギヤ23とを有している。ピニオンギヤ22は、ギヤ軸24を介してステム17に回転一体に連結されており、ピニオンギヤ22がギヤ軸24を中心に90度回転することにより、ボール弁体16が全閉位置又は全開位置に切り換えられるようになっている。尚、ギヤ軸24の両端は、図示していないが、シリンダ21に回転自在に支持されており、ギヤ軸24の一端(上端)は、図2に示すように、シリンダ21外にまで延出(延び出るように)されている。
That is, the
第1のアクチュエータ20は、更に、ラックギヤ23の両端を支持した状態でシリンダ21内にそれぞれ摺動可能(接触して滑り動くこと可能)に配置された一対のピストン25,26を有している。シリンダ21内の空間は、一対のピストン25,26により3つの空間27,28,29に仕切られている。空間27は、一対のピストン25,26により挟まれた空間であって、ラックギヤ23などを収納している。空間28は、一対のピストン25,26のうちの一方のピストン26のラックギヤ23と反対側のエア室であり、空間29は、他方のピストン25のラックギヤ23と反対側のばね室である。
The
エア室28に対しては、図示していないが、シリンダ21に設けたエア給排口31を通してエア(詳しくは圧縮エア)が供給又は排出されるようになっており、ばね室29には圧縮コイルばね32がシリンダ21の端面部とピストン25との間に配置されている。そして、エア給排口31よりエア室28内にエアを供給すると一対のピストン25,26が圧縮コイルばね32を圧縮してばね室29を縮小する方向に移動する(図4参照)。この移動に伴う動力がラックギヤ23、ピニオンギヤ22及びギヤ軸24を介してステム17ないしボール弁体16に回転力として伝達され、ボール弁体16を全開位置に切り換える。また、エア給排口31よりエア室28内のエアを排出すると一対のピストン25,26が圧縮コイルばね32の付勢力によりエア室28を縮小する方向に移動する。この移動に伴う動力が同じくラックギヤ23、ピニオンギヤ22及びギヤ軸24を介してステム17ないしボール弁体16に回転力として伝達され、ボール弁体16を全閉位置に切り換える。尚、シリンダ21内における一対のピストン25,26の移動範囲は、シリンダ21の端面又は段差部56にピストン25又は26が接触することで規制されるようになっている。
Although not shown, air (specifically compressed air) is supplied to or discharged from the
一方、第2のアクチュエータ40は、シリンダ41と、シリンダ41内に摺動可能に配置されたピストン42と、ピストン42の中心線上を貫通した状態でピストン42に固定されたロッド43とを有している。第2のアクチュエータ40のシリンダ41は、第1のアクチュエータ20のシリンダ21のエア室28側に同一軸上に連接されており、この両シリンダ41,21の内部空間は、第2のアクチュエータ40のシリンダ41の端面部41aにより仕切られている。ロッド43の一端部は、シリンダ41の端面部41aを貫通して第1のアクチュエータ20のシリンダ21のエア室28側にまで延出されている。
On the other hand, the
第2のアクチュエータ40のピストン42は、シリンダ41内を、第1のアクチュエータ20寄り(ピストン42のロッド43延出側)のばね室44と第1のアクチュエータ20と反対側(ピストン42のロッド43延出側と反対側)のエア室45とに仕切っている。ばね室44内には圧縮コイルばね46がシリンダ41の端面部41aとピストン42との間に配置されている。エア室45に対しては、図示していないが、シリンダ41に設けたエア給排口47を通してエア(詳しくは圧縮エア)が供給又は排出されるようになっている。そして、エア給排口47よりエア室45内にエアを供給するとピストン42がシリンダ41内をばね室44側に摺動する(図5参照)。これにより、ロッド43の延出端側(詳しくは後述するねじ軸51のストッパー部52)が第1のアクチュエータ20のエア室28を構成する一方のピストン26に当接し、ピストン26を押圧移動させてボール弁体16を全閉位置から中間開度位置に切り換える。
The
第2のアクチュエータ40のロッド43は円管からなり、このロッド43の他端部は、シリンダ41内のエア室45からシリンダ41の端面部41bを貫通してシリンダ41外にまで延出されている。ここで、ロッド43の両端部は、それぞれシリンダ41の端面部41a,41bを貫通して設けられているが、この貫通部にはロッド43の摺動を円滑にするための摺動円滑部材48等が設けられている。
The
第2のアクチュエータ40は、更に、ボール弁体16の中間開度位置を微調整するための調整機構50を有している。調整機構50は、ロッド43内に貫通して配置されたねじ軸51をねじ送りするボールねじ機構からなる。この調整機構50は、図示していないが、ねじ軸51の外に、ロッド43側に設けられるナット及びねじ軸51のねじ溝内又は前記ナットのねじ溝内に配置される多数の剛球を有している。ねじ軸51の一端は、ロッド43の一端よりも第1のアクチュエータ20のシリンダ21のエア室28側に突出しており、ねじ軸51の一端には、第1のアクチュエータ20のピストン26に当接するストッパー部52が形成されている。一方、ねじ軸51の他端は、ロッド43の他端よりも突出しており、この突出部にねじ軸51を回転させるための操作部53が設けられている。そして、操作部53に回転操作具を装着してねじ軸51を回転し、調整機構50によりねじ軸51をねじ送りしてねじ軸51のストッパー部52を、図5中で左方向に出すほどボール弁体16の中間開度を大きくするようになっている。
The
尚、図3中、55は第2のアクチュエータ40のシリンダ41の端面部41aのうちの、第1のアクチュエータ20のエア室28に面する側面のロッド43が貫通する貫通孔の周囲に形成された凹部である。第2のアクチュエータ40のピストン42がエア室45を縮小した位置に位置するとき、ロッド43の一端及びねじ軸51のストッパー部52は、凹部55内に引っ込んだ状態にあって、第1のアクチュエータ20のピストン26と当接しないようになっている。
In FIG. 3, 55 is formed around a through hole through which the
次に、自動計量システムの作動について説明する。ポンプ1から制御バルブ10を通して計量タンク2に目標量の流体を供給する場合には、先ず、制御バルブ10のボール弁体16を全閉位置から全開位置に切り換える。この切り換えは、第1のアクチュエータ20のエア室28内にエア給排口31よりエアを供給することにより行われる。制御バルブ10のボール弁体16を全開位置に切り換えると、計量タンク2に対し流体が大きな流量でもって供給される。
Next, the operation of the automatic weighing system will be described. When supplying a target amount of fluid from the pump 1 to the
そして、目標量の90%程度になったとき、制御バルブ10のボール弁体16を全開位置から中間開度位置に切り換える。この切り換えは、第2のアクチュエータ40のエア室45内にエア給排口47よりエアを供給するとともに、第1のアクチュエータ20のエア室28内のエアをエア給排口31より排出することにより行われる。制御バルブ10のボール弁体16を中間開度位置に切り換えると、計量タンク2に対し流体が小さな流量でもって供給される。
When the target amount reaches about 90%, the
その後、計量タンク2内の流体が目標量に達したとき、制御バルブ10のボール弁体16を中間開度位置から全閉位置に切り換える。この切り換えは、第2のアクチュエータ40のエア室45内のエアをエア給排口47より排出することにより行われる。制御バルブ10のボール弁体16を全閉位置に切り換えると、計量タンク2に対する流体の供給が遮断される。
Thereafter, when the fluid in the
このように、本発明の実施形態に係る制御バルブ10によれば、ボール弁体16が全閉位置、中間開度位置及び全開位置のいずれかの位置に切り換え可能になっている。このため、図6に示す従来の自動計量システムの如くポンプ1と計量タンク2の間に口径の異なる2つのバルブ3,4を並列に配置する場合のように配管が複雑になることはなく、配管の簡易化を図ることができる。また、流体が空気に触れると固まり易い塗料の場合でも、自動計量システムは、ポンプ1と計量タンク2の間に1つの制御バルブ10を配置するだけであるため、制御バルブ10の流出側での塗料の堆積に対するメンテナンス作業が従来の場合と比べて容易になる。
As described above, according to the
しかも、ボール弁体16の位置切り換えは、エア駆動式の2つのアクチュエータ20,40によって行われる。この2つのアクチュエータ20,40のうち、第1のアクチュエータ20は、ボール弁体16を全閉位置又は全開位置に切り換えるためにボール弁体16にステム17を介して動力伝達可能に連結されている。また、第2のアクチュエータ40は、ボール弁体16を中間開度位置に切り換えるためにボール弁体16に第1のアクチュエータ20及びステム17を介して動力伝達可能に連結されている。このため、2つのアクチュエータ20,40によって、ボール弁体16の位置切り換えを容易にかつ確実に行うことができる。その上、位置切り換えためのセンサなどの機器を必要としないので、作動の信頼性の向上及びコストの低廉化に共に寄与することができる。
In addition, the position of the
特に、本実施形態では、第2のアクチュエータ40は、ボール弁体16の中間開度位置を微調整するための調整機構50を有しているため、使い勝手が良くなり、実用性に優れた効果を奏するものである。
In particular, in the present embodiment, the
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば前記実施形態では、バルブ本体11としてボールバルブを用いた場合について述べたが、本発明は、この場合に限らず、ボールバルブの代わりにバタフライバルブ等を用いた場合にも同様に適用することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various other form is included. For example, in the above-described embodiment, the case where a ball valve is used as the
また、エア駆動式の2つのアクチュエータ20,40の構成は、前記実施形態のものに限定されず、種々の形態を包含するものである。例えば第1のアクチュエータ20は、シリンダ21内にエア室28とばね室29とを設ける構成にしたが、ばね室29の代わりに、第1のエア室とは別に第2のエア室を設ける構成にしても良い。
Further, the configuration of the two air-driven
10 制御バルブ
15 ボディ
16 ボール弁体
17 ステム(回転支軸)
20 第1のアクチュエータ
21 シリンダ
22 ピニオンギヤ
23 ラックギヤ
25,26 ピストン
28 エア室(空間)
29 ばね室(空間)
31 エア給排口
32 圧縮コイルばね
40 第2のアクチュエータ
41 シリンダ
41a,41b 端面部
42 ピストン
43 ロッド
44 ばね室
45 エア室
46 圧縮コイルばね
47 エア給排口
50 調整機構(ボールねじ機構)
51 ねじ軸
53 操作部
10
20
29 Spring room (space)
51
Claims (4)
前記弁体に前記回転支軸を介して動力伝達可能に連結され、前記弁体を全閉位置又は全開位置に切り換えるための第1のアクチュエータと、
前記第1のアクチュエータ及び前記回転支軸を介して前記弁体に動力伝達可能に連結され、前記弁体を中間開度位置に切り換えるための第2のアクチュエータとを備えたことを特徴とする制御バルブ。 A valve body disposed within the body and provided so as to be switchable to any of a fully closed position, an intermediate opening position, and a fully opened position by rotation within a predetermined angular range around the rotation support shaft;
A first actuator connected to the valve body via the rotary support shaft so as to be able to transmit power, and for switching the valve body to a fully closed position or a fully open position;
And a second actuator connected to the valve body through the first actuator and the rotation support shaft so as to be able to transmit power, and for switching the valve body to an intermediate opening position. valve.
The second actuator is fixed to the piston, a cylinder connected on the same axis to the air chamber side of the cylinder of the first actuator, a piston slidably disposed in the cylinder, and the piston. And a rod extending through one end surface of the cylinder to the air chamber side of the cylinder of the first actuator, and an air chamber opposite to the rod extending side of the piston. An air supply / exhaust port provided for supplying and discharging air and a spring disposed in a spring chamber on the rod extension side of the piston, and supplying air into the air chamber from the air supply / exhaust port When the piston slides in the cylinder toward the spring chamber side, the extended end side of the rod comes into contact with one piston constituting the air chamber of the first actuator, Serial control valve according to claim 3, wherein said valve body is pressed against moving the piston is provided to switch from the fully closed position to an intermediate opening position.
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- 2014-05-12 JP JP2014098599A patent/JP2015215051A/en active Pending
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