JP2017507304A - パイロット弁構成体 - Google Patents
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Abstract
本発明の概念は、第1のパイロット弁部品と第2のパイロット弁部品とを具備するパイロット弁構成体に関する。第2のパイロット弁部品は、区画室と、第1のパイロット弁部品から流体を受け入れるための低圧流体入口と、高圧流体入口と、流体を低圧及び高圧の入口から前記区画室を介して受け入れ、流体をパイロット式で作動される弁へと与えるための流体出口とを備えた第2のパイロット弁本体を有する。第1の状態において、パイロット弁構成体の第2のパイロット弁は、低圧流体入口を、第1の流体の流れの経路を介して流体出口と流体連通させることができるように、区画室内に第1の流体の流れの経路を与える。第2の状態では、高圧流体入口を、第2の流体の流れの経路を介して流体出口と流体連通させることができるように、区画室内に第2の流体の流れの経路を与える。第2の流体の流れの経路は、第1の流体の流れの経路とは異なる。
Description
本発明の概念は、第1のパイロット弁部品と第2のパイロット弁部品とを具備し、流体の流れを、パイロット式で作動される弁(piloted valve)、すなわち主弁へと送るために、又は、パイロット式で作動される弁、すなわち主弁と流体連通するように構成されたパイロット弁構成体に関する。本発明の概念は、さらに、パイロット弁構成体を具備する流体分配システムに関する。
パイロット弁が、主弁とも称されるパイロット式で作動される弁への、限定された流れ制御供給を制御するために用いられる。パイロット式で作動される弁は、例えば、様々な家庭用途及び産業用途で用いられる加熱システム及び冷却システムの立上がり管及び分岐管に配置されることができる。
パイロット弁は、代表的には、パイロット式で作動される弁と比較してより小さい弁であり、パイロット弁からの小さな容易に操作される供給がパイロット式で作動される弁のはるかにより高い圧力又はよりも大きい流れの供給を制御するために用いられることができ、そうした流れの供給は、別の方法では操作するのにより大きな力が必要となるので、パイロット弁を使用するのが有利である。パイロット弁は、従来、パイロット式で作動される弁の本体の外部に位置付けられ、パイロット式で作動される弁のチャンバの主たる流れ領域への出口を有する1つ又は複数の流体導路によって、本体へと連結されている。
パイロット弁は、異なる圧力にある流体の流れを、パイロット式で作動される弁へと/パイロット式で作動される弁から供給させることができる、又は、パイロット式で作動される弁を異なる圧力にある異なる流体通路と流体連通させることができる外部及び内部の流体経路を有する。これらの流体経路は、しばしば複雑であり、例えば、パイロット弁に連結される、及び、パイロット弁から連結される多くの内部及び外部の流体導路を必要とする。さらに、一部の用途については、完全に閉じられたときにパイロット式で作動される弁の封止が困難である。
本発明の概念は、パイロット式で作動される弁を調節するのに用いるための、より複雑でない、より簡単であるパイロット弁を提供しようと模索している。さらに、本発明の概念は、完全に閉じられるときのパイロット式で作動される弁の封止を向上させることができるパイロット弁を提供しようと模索している。
本発明の概念の目的は、上記の問題を克服することであり、少なくともある程度まで、先行技術の解決策よりも複雑でないパイロット弁を提供することである。本発明の概念の目的はまた、パイロット式で作動される弁のより良好な封止の効果を提供できるパイロット弁を提供することである。この目的、及び、以下において明らかになる他の目的は、第1のパイロット弁部品と第2のパイロット弁部品とを具備するパイロット弁構成体を用いて、及び、添付の特許請求の範囲に規定されるパイロット弁構成体を具備する流体分配システムを用いて、達成される。
本発明の概念は、パイロット弁構成体が、少なくとも、比較的低い圧力にある流体を受け入れるための第1の流体入口を有する第1のパイロット弁部品と、比較的高い圧力にある流体を受け入れるための高圧入口を少なくとも有する第2のパイロット弁部品とを具備する場合、弁構成体が、パイロット式で作動される弁のより良好な封止のために、パイロット式で作動される弁に供給される比較的高い圧力において流体を与えるように構成されることができるという見識に基づいている。
本発明の概念の少なくとも第1の態様によれば、パイロット弁構成体が提供される。パイロット弁構成体は、
少なくとも第1の流体入口と第1のパイロット弁流体出口とを備えた第1のパイロット弁本体を有し、
前記第2のパイロット弁部品は、
区画室と、第1のパイロット弁流体出口から流体を受け入れ、流体を前記区画室へと与えるための低圧流体入口と、流体を前記区画室へと与えるための高圧流体入口と、流体を前記区画室から受け入れ、流体をパイロット式で作動される弁へと与えるための流体出口とを備えた第2のパイロット弁本体と、
前記区画室の内部に少なくとも部分的に配置され、前記低圧流体入口から前記区画室を介した前記流体出口への流体の流れを制御するように構成され、前記高圧流体入口から前記区画室を介した前記流体出口への流体の流れを制御するように構成された弁軸とを有し、
第1の状態にある前記第2のパイロット弁部品が、前記低圧流体入口を、前記区画室内の第1の流体の流れの経路を介して、前記流体出口と流体連通させることができるように、前記第1の流体の流れの経路を与え、第2の状態にある前記第2のパイロット弁部品が、前記高圧流体入口を、前記区画室内の第2の流体の流れの経路を介して、前記流体出口と流体連通させることができるように、前記第2の流体の流れの経路を与え、前記第2の流体の流れの経路は、前記第1の流体の流れの経路とは異なる。
少なくとも第1の流体入口と第1のパイロット弁流体出口とを備えた第1のパイロット弁本体を有し、
前記第2のパイロット弁部品は、
区画室と、第1のパイロット弁流体出口から流体を受け入れ、流体を前記区画室へと与えるための低圧流体入口と、流体を前記区画室へと与えるための高圧流体入口と、流体を前記区画室から受け入れ、流体をパイロット式で作動される弁へと与えるための流体出口とを備えた第2のパイロット弁本体と、
前記区画室の内部に少なくとも部分的に配置され、前記低圧流体入口から前記区画室を介した前記流体出口への流体の流れを制御するように構成され、前記高圧流体入口から前記区画室を介した前記流体出口への流体の流れを制御するように構成された弁軸とを有し、
第1の状態にある前記第2のパイロット弁部品が、前記低圧流体入口を、前記区画室内の第1の流体の流れの経路を介して、前記流体出口と流体連通させることができるように、前記第1の流体の流れの経路を与え、第2の状態にある前記第2のパイロット弁部品が、前記高圧流体入口を、前記区画室内の第2の流体の流れの経路を介して、前記流体出口と流体連通させることができるように、前記第2の流体の流れの経路を与え、前記第2の流体の流れの経路は、前記第1の流体の流れの経路とは異なる。
これによって、第2のパイロット弁部品は、第1の状態において、第1のパイロット弁流体出口と、パイロット式で作動される弁へと供給される第2のパイロット弁部品の流体出口との間の流体連通を与え、第2の状態において、第2のパイロット弁部品の流体出口へと供給される高圧入口からの流体を与えるだけであることができる。第1のパイロット弁流体出口と第2のパイロット弁部品の流体出口との間の流体連通を与える前者の場合、つまり、第1の状態において、第2のパイロット弁部品が、第2のパイロット弁部品の流体出口を介して、第1のパイロット弁部品とパイロット式で作動される弁との間の流体連通を与えるだけであるため、第1のパイロット弁部品は、パイロット式で作動される弁へと供給されるどちらの流体の流れにとっても明確な結果をもたらす。第2のパイロット弁部品の流体出口へと供給される高圧入口からの流体を与える後者の場合、つまり、第2の状態において、パイロット式で作動される弁が、比較的より高い圧力において高圧流体入口から制御供給を受け入れるため、第2のパイロット弁部品は、パイロット式で作動される弁へと供給されるどの流体の流れにとっても明確な結果をもたらす。これによって、高圧流体入口からの流体は、パイロット式で作動される弁をより良好に封止するのを容易にすることができたり、弁構成体がその第1の状態にあるときと比較して、より素早い手法で、パイロット式で作動される弁が閉じる又は開くのを容易にすることができたりする。
第1のパイロット弁部品と第2のパイロット弁部品とを有するパイロット弁構成体を提供することで、パイロット弁構成体は、使用中、より順応性を有することとなりうる。例えば、第1のパイロット弁部品は従来のパイロット弁であってもよいが、第2のパイロット弁部品は、第1のパイロット弁部品と比較して、第1のパイロット弁部品と比較してより高い圧力において、パイロット式で作動される弁に流体を供給する可能性を提供する。
高圧流体入口に供給される流体は、例えば、パイロット式で作動される弁の上流において流体分配システムから流されることができる。
流体連通は、加圧された連結状態であることを暗示していることに留意されるべきである。例えば、高圧流体入口が流体出口と流体連通している場合、高圧流体入口は流体出口と加圧された連結状態となっている。したがって、高圧流体入口における流体の静圧は、基本的に、流体出口における流体の静圧と同じとなる。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記第2のパイロット弁本体内の内部低圧流体導路が、前記低圧流体入口を区画室と流体連結し、前記第2のパイロット弁本体内の内部高圧流体導路が、前記高圧流体入口を区画室と流体連結し、前記第2のパイロット弁本体内の内部流体出口導路が、前記区画室を前記流体出口と流体連結している。
パイロット弁内部の流体はおおよそ静的であり、つまり、パイロット弁内部には概して流体の流れがなく、むしろ、分離要素及び弁棒の移動のため、流体の再分配及び異なる加圧された連結状態であることは、留意されるべきである。したがって、2つの場所の間で流体の流れがあることを提示するとき、流体は、2つの場所の間を流れるのが許容されるとして、及び、2つの場所が2つの場所の間の流体連通によって加圧された連結状態となっているとして、解釈されるべきである。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記区画室は、第1の端壁区域と、前記第1の端壁区域の反対側に配置され、前記第1の端壁区域に向かい合っている第2の端壁区域と、前記第1の端壁区域と前記第2の端壁区域との間に配置された側方壁区域とによって少なくとも部分的に規定されている。少なくとも一例の実施形態によれば、前記区画室が円形の断面を有する。
少なくとも一例の実施形態によれば、側方壁区域は、異なる断面を有する異なる区画室部分を少なくとも部分的に規定しているいくつかの側方壁部分を有する。
少なくとも一例の実施形態によれば、パイロット弁構成体は、前記区画室に含まれ、前記区画室内で移動可能である移動可能制御本体をさらに具備し、
前記移動可能制御本体は、一次接触領域と、前記一次接触領域の反対側に配置された二次接触領域と、前記一次接触領域と前記二次接触領域との間で前記移動可能制御本体内に配置され、前記高圧流体入口からの流体を受け入れるためのキャビティと、前記一次接触面から前記二次接触面へと延び、前記弁軸が内部で移動可能であるように前記弁軸を受け入れるための貫通孔とを有し、
前記第2のパイロット弁部品が前記第1の状態にあるとき、前記弁軸は、前記高圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第2のパイロット弁部品が前記第2の状態にあるとき、前記弁軸が、前記低圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と流体封止するように配置されている。
前記移動可能制御本体は、一次接触領域と、前記一次接触領域の反対側に配置された二次接触領域と、前記一次接触領域と前記二次接触領域との間で前記移動可能制御本体内に配置され、前記高圧流体入口からの流体を受け入れるためのキャビティと、前記一次接触面から前記二次接触面へと延び、前記弁軸が内部で移動可能であるように前記弁軸を受け入れるための貫通孔とを有し、
前記第2のパイロット弁部品が前記第1の状態にあるとき、前記弁軸は、前記高圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第2のパイロット弁部品が前記第2の状態にあるとき、前記弁軸が、前記低圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と流体封止するように配置されている。
したがって、第2のパイロット弁部品がその第1の状態にあるとき、前記高圧流体入口からの流体は、前記区画室内の前記移動可能制御本体内において、前記キャビティに、及び選択的に、前記貫通孔に含まれるだけである。
少なくとも一例の実施形態によれば、弁構成体は、前記区画室の内部に少なくとも部分的に配置された第1のバネをさらに具備し、前記第1のバネが、前記移動可能制御本体に第1のバネ力を加えるために、前記移動可能制御本体の前記一次接触領域と、前記区画室の前記一次接触領域に向かい合っている第1の端壁区域との間に配置されている。
第1のバネは、前記移動可能制御本体に作用する流体からの力と共に、移動可能制御本体が振動するのを防止する。
少なくとも一例の実施形態によれば、弁構成体は、前記区画室の内部に少なくとも部分的に配置された第2のバネをさらに有し、前記第2のバネは、前記移動可能制御本体に第2のバネ力を加えるために、前記弁軸のヘッドと、前記移動可能制御本体の前記一次接触領域との間に配置されている。
第1のバネは外側バネであることができ、第2のバネは、第1のバネの内側に配置された内側バネであることができる。
少なくとも一例の実施形態によれば、移動可能制御本体は、第1のバネ及び第2のバネの少なくとも一方によって前記区画室の内部で支持されている。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記移動可能制御本体は、前記第2のパイロット弁部品がその第1及び第2の状態にあるときに一次位置に配置され、前記第2のパイロット弁部品がその第3の状態にあるときに二次位置に配置され、前記第3の状態は、
前記弁軸が、前記高圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置されていることと、
前記弁軸が、前記低圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と流体封止するように配置されることとによって規定されている。
前記弁軸が、前記高圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置されていることと、
前記弁軸が、前記低圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と流体封止するように配置されることとによって規定されている。
したがって、前記第2のパイロット弁部品がその第1の状態及び第2の状態にあるとき、前記第1及び第2のバネと前記低圧流体入口からの流体からの静圧とによって前記一次接触領域に加えられる組み合わされた力が、移動可能制御本体を一次位置に保持し、前記第2のパイロット弁部品が前記第3の状態にあるとき、前記高圧流体入口からの流体からの静圧によって前記二次接触領域に加えられる力が、前記移動可能接触本体を二次位置に保持する。
少なくとも一例の実施形態によれば、弁構成体は、第1の封止部材と、前記区画室の内部に配置された第2の封止部材とをさらに具備し、前記区画室は、
第1の端壁区域と、前記第1の端壁区域の反対側に配置され、前記第1の端壁区域に向かい合っている第2の端壁区域と、前記第1の端壁区域と前記第2の端壁区域との間に配置された側方壁区域と、
前記移動可能制御本体の前記一次接触領域によって少なくとも部分的に規定された第1の区画室部分と、前記一次接触領域に向かい合っている前記区画室の前記第1の端壁区域と、
前記第2の端壁区域によって少なくとも部分的に規定された第2の区画室部分と、前記第2の端壁区域と前記第1の封止部材との間に延びている前記側方壁区域の一部と、
前記第1及び第2の封止部材を備え、前記第1及び第2の封止部材と前記移動可能制御本体の前記二次接触領域との間に延びている前記側方壁区域の一部によって少なくとも部分的に規定された第3の区画室部分とを有し、
前記第1の区画室部分は、前記一次接触領域に力を加えるために、前記第1の区画室部分において流体を許容するように、前記低圧流体入口から流体を受け入れるように配置され、前記第2の区画室部分が、前記第1の区画室部分と流体連通するように配置され、前記第3の区画室部分が、前記二次接触領域に力を加えるために、前記第3の区画室部分において流体を許容するように、前記流体出口と流体連通するように配置されている。
第1の端壁区域と、前記第1の端壁区域の反対側に配置され、前記第1の端壁区域に向かい合っている第2の端壁区域と、前記第1の端壁区域と前記第2の端壁区域との間に配置された側方壁区域と、
前記移動可能制御本体の前記一次接触領域によって少なくとも部分的に規定された第1の区画室部分と、前記一次接触領域に向かい合っている前記区画室の前記第1の端壁区域と、
前記第2の端壁区域によって少なくとも部分的に規定された第2の区画室部分と、前記第2の端壁区域と前記第1の封止部材との間に延びている前記側方壁区域の一部と、
前記第1及び第2の封止部材を備え、前記第1及び第2の封止部材と前記移動可能制御本体の前記二次接触領域との間に延びている前記側方壁区域の一部によって少なくとも部分的に規定された第3の区画室部分とを有し、
前記第1の区画室部分は、前記一次接触領域に力を加えるために、前記第1の区画室部分において流体を許容するように、前記低圧流体入口から流体を受け入れるように配置され、前記第2の区画室部分が、前記第1の区画室部分と流体連通するように配置され、前記第3の区画室部分が、前記二次接触領域に力を加えるために、前記第3の区画室部分において流体を許容するように、前記流体出口と流体連通するように配置されている。
第1及び第2の封止部材は、例えば、前記側方壁区域に配置されることができる。
前記第2の状態において、前記キャビティは、前記移動可能制御本体の前記貫通孔を介して、前記高圧流体入口及び前記第3の区画室部分と流体連通している。
前記第3の状態において、前記高圧流体入口は、前記移動可能制御本体によって、前記第1及び第2の区画室部分と流体連通していることから制限され、すなわち、前記第1/第2の流体経路は閉じられる。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記高圧流体入口から前記流体出口への流体のための唯一の流体流れ経路は、前記キャビティ、前記貫通孔、及び前記第3の区画室部分を介することである。したがって、前記高圧流体入口及び前記キャビティは、例えば前記移動可能制御本体の前記貫通孔に配置されている封止部材によって、前記移動可能制御本体と前記区画室の側方壁との間で、前記第1の区画室部分から流体封止される。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記移動可能制御本体は、前記一次接触領域が前記第1の区画室部分に向かい合い、前記二次接触領域が前記第3の区画室部分に向かい合っているように、前記区画室内部に配置されている。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記移動可能制御本体が、前記第1及び第2のバネと前記第1の区画室部分における流体とによって前記一次接触領域へと加えられる第1の力が、前記第3の区画室部分における流体によって前記二次接触領域に加えられる第2の力よりも小さいとき、その一次位置からその二次位置へと移動されるように構成されている。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記弁軸は、少なくとも、第1の弁軸部と、第2の弁軸部と、前記第1の弁軸部と前記第2の弁軸部との間に配置された第3の弁軸部とを有し、前記第1及び第2の弁軸部の各々が、前記第3の弁軸部の直径よりも大きい直径を有する。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記第2のパイロット弁部品がその第1の状態にあるとき、
前記第1の弁軸部は、前記移動可能制御本体における前記キャビティにおける流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第3の弁軸部が、前記第2の区画室部分における流体が前記第1の流体の流れの経路を介して前記第3の区画室部分と流体連通されるようにするために、前記第3の区画室部分に少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、前記第1の流体経路が、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と、前記第3の弁軸部の少なくとも一部とによって少なくとも部分的に規定され、
前記第2のパイロット弁部品がその第2の状態にあるとき、
前記第2の弁軸部が、前記第2の区画室部分における流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記区画室の側方壁区域と流体封止するように配置され、
前記第3の弁軸部が、前記移動可能制御本体の前記キャビティにおける流体が前記第2の流体の流れの経路を介して前記第3の区画室部分と流体連通されるようにするために、前記第3の区画室部分に少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、前記第2の流体経路が、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を規定している内壁の少なくとも一部と、前記第3の弁軸部の少なくとも一部とによって少なくとも部分的に規定され、
前記第2のパイロット弁部品がその第3の状態にあるとき、
前記第1の弁軸部が、前記キャビティにおける流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第2の弁軸部が、前記低圧流体入口及び前記高圧流体入口のいずれも前記流体出口と流体連通しないように、前記第2の区画室部分における流体が、前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記区画室の側方壁区域と流体封止するように配置されている。
前記第1の弁軸部は、前記移動可能制御本体における前記キャビティにおける流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第3の弁軸部が、前記第2の区画室部分における流体が前記第1の流体の流れの経路を介して前記第3の区画室部分と流体連通されるようにするために、前記第3の区画室部分に少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、前記第1の流体経路が、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と、前記第3の弁軸部の少なくとも一部とによって少なくとも部分的に規定され、
前記第2のパイロット弁部品がその第2の状態にあるとき、
前記第2の弁軸部が、前記第2の区画室部分における流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記区画室の側方壁区域と流体封止するように配置され、
前記第3の弁軸部が、前記移動可能制御本体の前記キャビティにおける流体が前記第2の流体の流れの経路を介して前記第3の区画室部分と流体連通されるようにするために、前記第3の区画室部分に少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、前記第2の流体経路が、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を規定している内壁の少なくとも一部と、前記第3の弁軸部の少なくとも一部とによって少なくとも部分的に規定され、
前記第2のパイロット弁部品がその第3の状態にあるとき、
前記第1の弁軸部が、前記キャビティにおける流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第2の弁軸部が、前記低圧流体入口及び前記高圧流体入口のいずれも前記流体出口と流体連通しないように、前記第2の区画室部分における流体が、前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記区画室の側方壁区域と流体封止するように配置されている。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記弁軸は、前記第1の区画室部分を前記第2の区画室部分と流体連結するための弁軸導路を有する。
これによって、前記第3の区画室部分は、前記高圧流体入口と流体連通している前記キャビティと、前記第1の区画室部分と流体連通している前記第2の区画室部分との間に配置されることができる。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
チャンバを有し、このチャンバ中に、前記少なくとも第1の流体入口が流体を前記チャンバへと与えるために配置され、前記第1のパイロット弁流体出口が流体を前記チャンバから受け入れるために配置され、また、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記少なくとも第1の流体入口から前記チャンバを介した前記パイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成された弁棒を有し、
前記弁棒は、前記弁軸に連結され、前記弁軸と共に移動可能である。
チャンバを有し、このチャンバ中に、前記少なくとも第1の流体入口が流体を前記チャンバへと与えるために配置され、前記第1のパイロット弁流体出口が流体を前記チャンバから受け入れるために配置され、また、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記少なくとも第1の流体入口から前記チャンバを介した前記パイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成された弁棒を有し、
前記弁棒は、前記弁軸に連結され、前記弁軸と共に移動可能である。
したがって、前記第1のパイロット弁部品における弁棒の位置は、弁棒の位置に影響を与え、したがって、第2のパイロット弁部品を通る流体の流れを与える。少なくとも一例の実施形態によれば、前記弁棒は、前記弁軸と一体品で作られる。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記第1のパイロット弁本体の内部に配置された第2の流体入口を有し、前記第2の流体入口は、流体を前記チャンバに与えるように配置され、
前記弁棒は、前記チャンバの内部に少なくとも部分的に配置され、前記第1の流体入口から前記チャンバを介した前記第1のパイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成され、前記第2の流体入口から前記チャンバを介した前記第1のパイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成され、また、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記弁棒に連結され、前記弁棒と共に移動可能である分離要素を有し、前記分離要素は、第1の流体接触領域と、前記第1の流体接触領域の反対側に配置された第2の流体接触領域とを有し、
前記第1の流体接触領域は、第1の力を前記分離要素に適用するための前記第1の流体入口と流体連通しているように構成され、
前記第2の流体接触領域は、第2の力を前記分離要素に適用するための前記第2の流体入口と流体連通しているように構成され、
前記第1の力と前記第2の力との間の差が、少なくとも第1の位置にある前記弁棒が前記第1の流体入口と前記第1のパイロット弁流体出口との間の流体連結を与え、少なくとも第2の位置にある前記弁棒が前記第2の流体入口と前記第1のパイロット弁流体出口との間の流体連結を与えるようにして前記分離要素及び前記弁棒の移動を制御する。
前記第1のパイロット弁本体の内部に配置された第2の流体入口を有し、前記第2の流体入口は、流体を前記チャンバに与えるように配置され、
前記弁棒は、前記チャンバの内部に少なくとも部分的に配置され、前記第1の流体入口から前記チャンバを介した前記第1のパイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成され、前記第2の流体入口から前記チャンバを介した前記第1のパイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成され、また、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記弁棒に連結され、前記弁棒と共に移動可能である分離要素を有し、前記分離要素は、第1の流体接触領域と、前記第1の流体接触領域の反対側に配置された第2の流体接触領域とを有し、
前記第1の流体接触領域は、第1の力を前記分離要素に適用するための前記第1の流体入口と流体連通しているように構成され、
前記第2の流体接触領域は、第2の力を前記分離要素に適用するための前記第2の流体入口と流体連通しているように構成され、
前記第1の力と前記第2の力との間の差が、少なくとも第1の位置にある前記弁棒が前記第1の流体入口と前記第1のパイロット弁流体出口との間の流体連結を与え、少なくとも第2の位置にある前記弁棒が前記第2の流体入口と前記第1のパイロット弁流体出口との間の流体連結を与えるようにして前記分離要素及び前記弁棒の移動を制御する。
これによって、少なくとも第1のパイロット弁部品内部の内部流体流れ経路、つまり、第1の流体入口からの流れ、及び、第2の流体入口からの流れは、分離要素と弁棒とを制御するために用いられることができる。したがって、パイロット弁構成体は、これらの内部流体流れ経路を与えることで、より複雑でなくされ、使用においてより順応性を有するようにされうる。したがって、弁棒は、第1のパイロット弁流体出口と流体連通することが可能になる第1及び第2の流体入口のいずれかを制御する。つまり、パイロット式で作動される弁を制御するために用いられる第1及び第2の流体入口からの流体は、パイロット式で作動される弁構成体における弁棒及び弁軸を制御するためにも用いられる。したがって、流体流れをパイロット弁に与える外部流体導路が低減されることができる。さらに、弁棒の位置にかかわらず、つまり、第1のパイロット部品流体出口と、第1の流体入口からの流体が流体連通することが可能にされるか、第2の流体入口からの流体が流体連通することが可能にされるかにかかわらず、第1の流体接触領域は、前記第1の流体入口と流体連通して配置され、第2の流体接触領域は、前記第2の流体入口と流体連通して配置されている。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記第1のパイロット弁本体内の第1の内部流体導路が、前記第1の流体入口をチャンバと流体連結し、前記第1のパイロット弁本体内の第2の内部流体導路が、前記第2の流体入口をチャンバと流体連結し、前記第1のパイロット弁本体内の第3の内部流体導路が、前記チャンバを第1のパイロット弁流体出口と流体連結している。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記チャンバは、前記第1の流体入口から流体を受け入れるように配置された第1のチャンバ部分と、前記第2の流体入口から流体を受け入れるように配置された第2のチャンバ部分とを有し、前記弁棒が前記第1の位置にあるとき、前記第1の流体入口、前記第1のチャンバ部分、及び前記第1のパイロット弁流体出口は互いと流体連通しており、前記第2の流体入口は、前記弁棒によって、前記第1のパイロット弁流体出口と流体連通していることから制限され、前記弁棒が前記第2の位置にあるとき、前記第2の流体入口、前記第2のチャンバ部分、及び前記第1のパイロット弁流体出口は互いと流体連通しており、前記第1の流体入口は、前記弁棒によって、前記第1のパイロット弁流体出口と流体連通していることから制限される。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記チャンバは、前記第1のチャンバ部分と前記第2のチャンバ部分との間に配置された第3のチャンバ部分を有し、前記第1のパイロット弁流体出口は、前記チャンバから前記第3のチャンバ部分を介して流体を受け入れるように配置されている。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記弁棒は、前記第1の流体入口が前記第1の流体接触領域と流体連通しているように、流体の流れを前記第1のチャンバ部分から分離要素の前記第1の流体接触領域へと案内するための流体導路を有する。
これにより、第1のパイロット弁部品内の内部流体経路が提供される。少なくとも一例の実施形態によれば、弁棒は中空であり、弁棒内に内部流体導路を与える。したがって、第1のパイロット弁部品は、弁棒の流体導路を介した、第1の流体入口と第1のパイロット弁流体出口との間の第1の流体経路と、第2の流体入口と第1のパイロット弁流体出口との間の第2の流体経路と、第1の流体入口と第1の流体接触領域との間の第3の流体経路とを与える三方パイロット弁部品と称されることができる。
少なくとも一例の実施形態によれば、弁棒の前記流体導路は、前記分離要素を通じて延びている。
これにより、第1の流体入口からの流体は、弁棒を介して、分離要素の第1の流体接触領域と流体連通していることができる。これは、第1のパイロット弁部品内に有益な内部流体経路を提供する。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記弁棒は、少なくとも、第1の弁棒部分と、第2の弁棒部分と、前記第1の弁棒部分と前記第2の弁棒部分との間に配置された第3の弁棒部分とを有し、前記第1及び第2の弁棒部分の各々は、前記第3の弁棒部分の直径よりも大きい直径を有する。
第3の弁棒部分は、例えば、くびれた形状又は砂時計形状であることができ、第1及び第2の弁棒部分は、一定の直径を有することができる。少なくとも一例の実施形態によれば、第1の弁棒部分の直径は第2の弁棒部分の直径よりも大きい。少なくとも一例の実施形態によれば、第1の弁棒部分の直径は第2の弁棒部分の直径よりも小さい。少なくとも一例の実施形態によれば、第1の弁棒部分の直径は第2の弁棒部分の直径と同じ大きさである。
第1、第2及び第3の弁棒部分は、円形の断面を有することができ、第1、第2及び第3の弁棒部分は、例えば円筒形状であることができる。さらに、チャンバと、第1、第2及び第3のチャンバ部分とは、円形の断面を有することができる。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記分離要素はピストンを有する。少なくとも一例の実施形態によれば、前記分離要素はメンブレンを有する。
パイロット弁構成体が、ここに記載される第1及び第2のパイロット弁部品以外のさらなるパイロット弁部品など、さらなる部品を有してもよいことが理解されるべきである。
少なくとも本発明の概念の第2の態様によれば、流体分配システムが提供される。流体分配システムは、本発明の概念の第1の態様によるパイロット弁構成体と、流体を前記少なくとも第1の流体入口へと案内するための第1の流体導路と、流体を前記高圧流体入口へと案内するための第2の流体導路と、流体を前記流体出口から離すように案内するための第3の流体導路とを具備し、前記第1の流体導路における流体の静圧が、前記第2の流体導路における流体の静圧と比較してより低い。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記流体分配システムは、流体を負荷へと供給するように配置され、前記流体分配システムは、
前記負荷と、
制御ユニットと、
流体を前記負荷へと供給するための供給配管と、
流体を前記負荷から前記制御ユニットへと運ぶための中間配管と、
流体を前記負荷から運ぶための戻り配管と、
前記供給配管に配置された主弁と、
前記主弁をパイロット式で作動させるための請求項1ないし12のいずれか一項に記載のパイロット弁構成体とを具備し、
前記供給配管における流体の静圧が前記中間配管における流体の静圧よりも高く、前記中間配管における流体の静圧が前記戻り配管における流体の静圧よりも高く、
前記パイロット弁構成体への前記第1の流体入口が前記戻り配管へと流体連結されており、前記高圧入口が前記供給配管へと流体連結されている。
前記負荷と、
制御ユニットと、
流体を前記負荷へと供給するための供給配管と、
流体を前記負荷から前記制御ユニットへと運ぶための中間配管と、
流体を前記負荷から運ぶための戻り配管と、
前記供給配管に配置された主弁と、
前記主弁をパイロット式で作動させるための請求項1ないし12のいずれか一項に記載のパイロット弁構成体とを具備し、
前記供給配管における流体の静圧が前記中間配管における流体の静圧よりも高く、前記中間配管における流体の静圧が前記戻り配管における流体の静圧よりも高く、
前記パイロット弁構成体への前記第1の流体入口が前記戻り配管へと流体連結されており、前記高圧入口が前記供給配管へと流体連結されている。
少なくとも一例の実施形態によれば、前記パイロット弁構成体への前記第2の流体入口は前記中間配管へと流体連結されている。
少なくとも本発明の概念の第3の態様によれば、弁構成体が提供される。弁構成体は、本発明の概念の第1の態様に関連して記載されたような第1のパイロット弁部品及び第2のパイロット弁部品と、本発明の概念の第2の態様に関連して記載されたような流体分配システムと、本発明の概念の第1又は第2の態様の第1及び第2のパイロット弁部品と流体連通しているパイロット式で作動される弁とを具備する。
パイロット式で作動される弁は、パイロット弁に連結されるように配置された任意のタイプの弁であることができる。
ここで、本発明の概念が、例の実施形態を示す添付された図面を参照してより詳細に説明されることになる。
以下の記載では、本発明の概念が、第1のパイロット弁部品と第2のパイロット弁部品とを有するパイロット弁構成体を参照して説明される。本発明の概念はまた、このようなパイロット弁やこのようなパイロット弁構成体、及びパイロット式で作動される弁を有する流体分配システムを参照して説明される。
図1は、パイロット弁1と、主弁3とも称されるパイロット式で作動される弁3とを断面図で示している。パイロット弁1は、代表的にはパイロット式で作動される弁3と比較してより小さい弁1であり、パイロット式で作動される弁3へと限定された流れ制御供給を制御するために用いられる。パイロット弁1は、パイロット弁からの小さい容易に操作される供給が、パイロット式で作動される弁1のはるかにより高い圧力又はよりも大きい流れの供給を制御するために用いられることができ、さもなければ操作するためにより大きな力が必要となるため、パイロット弁1を使用するのが有利である。
図1におけるパイロット弁1は、チャンバ10と、パイロット式で作動される弁3の内部の流体の流れから流体供給されるように配置された第1の流体入口20と、外部の流体の流れ(図示せず)から流体供給されるように配置された第2の流体入口22とを有し、第1の流体入口20と第2の流体入口22の両方は、流体をチャンバ10へと与えるように配置されている。パイロット弁1は、チャンバ10から流体を受け入れるための、及び、流体制御供給をパイロット式で作動される弁3へと与えるための流体出口24をさらに有する。図1に示されるように、チャンバ10の内部に少なくとも部分的に配置されている弁棒30は、第1の流体入口20及び第2の流体入口22から流体出口24への流体の流れを制御するように配置されている。
パイロット式で作動される弁3、すなわち主弁3は、パイロット弁に連結されるように配置された任意のタイプの弁であることができる。図1では、パイロット式で作動される弁は、パイロット弁1からの流体制御供給が作用しうる2つの別々の力接触面2a、2bを有する2つのプラグ弁である。パイロット式で作動される弁3は、通常開の弁であってよい。一例によれば、パイロット式で作動される弁3は、通常閉の弁であってもよい。
図2aは、図1に示したパイロット弁1と同様であるがより詳細になっているパイロット弁101を断面で示している。図2aにおけるパイロット弁101は、チャンバ110を有する第1のパイロット弁本体102と、第1の内部流体導路121及び第2の内部流体導路123を介してチャンバ110へと流体を与えるための第1の流体入口120及び第2の流体入口122とを有する。第1のパイロット弁本体102は、チャンバ110から内部パイロット弁流体出口道路125を介して流体を受け入れ、制御供給をパイロット式で作動される弁へと与えるためのパイロット弁流体出口124をさらに有する(図1に示される)。図2aに示されるように、弁棒130が、第1の流体入口120及び第2の流体入口122からチャンバ110を介してパイロット弁の流体出口124への流体流れを制御するために、チャンバ110の内部に少なくとも部分的に配置されている。
図2aにおけるパイロット弁101は、弁棒130に連結されていると共に弁棒130と共に移動可能である分離要素140をさらに有する。図2aでは、分離要素140は、第1の流体接触領域142を有する円板141と、第2の流体接触領域144を有するメンブレン143とを有する。分離要素140の第1の流体接触領域142は、第2の流体接触領域144の反対側に少なくとも部分的に配置されている。少なくとも一例の実施形態によれば、分離要素140は、メンブレン140の代わりにピストンを有してもよい。さらに、図2aにおける分離要素140が2つの部品141、143を有するが、分離要素140は1つだけの部品しか有しなくてもよい。
パイロット弁101は、パイロットバネチャンバ163を規定しているパイロットバネハウジング162に収容されているパイロットバネ160をさらに有し、パイロットバネ160は、パイロットバネハウジング162における壁部164と第1の流体接触領域142との間で、パイロットバネチャンバ163の内部に配置されている。壁部164は第1の流体接触領域142を向いている。さらに、弁ハウジング150は、弁本体102と、弁棒130と、分離要素140と、パイロットバネ160と、パイロットバネハウジング162とを有する。
図2aに示されるように、弁棒流体導路132が、弁棒130内部に配置されており、チャンバ110から、弁棒130における弁棒流体導路入口132aを介して、弁棒130と分離要素140とを貫いて延びており、それによって、第1の流体入口120からの流体は、パイロットバネチャンバ163における流体と流体連通することが可能とされている。これにより、第1の流体入口120は、パイロットバネハウジング162内の第1の流体接触領域142と流体連通することが可能とされている。さらに、分離要素140は、第2の流体接触領域144に圧力を加える第2の流体入口122からの流体を、第1の流体接触領域142に圧力を加える第1の流体入口120からの流体から流体分離する。したがって、第2の流体入口122からの流体が、分離要素140によって、パイロットバネチャンバ163における流体から流体分離されている。
チャンバ110及び弁棒130は、好ましくは、円形の断面を有する。これにより、O−リングなどの封止部材が、異なるチャンバ部分を互いから封止するために用いられることができる。しかしながら、チャンバ110及び弁棒130の他の形状及び他の断面が使用可能である。
ここで、図2aのパイロット弁101の機能がより詳細に説明される。
第1の流体入口120からの流体が、分離要素140の第1の流体接触領域142と流体連通することが可能とされているため、流体は、第1の力が分離要素140に加えられるようにするために、圧力を第1の流体接触領域142に加えることができる。第2の流体入口122からの流体は、分離要素140の第2の流体接触領域144と流体連通することが可能とされ、それによって、第2の力を分離要素140に加えるために、圧力を第2の流体接触領域144に加えることができる。第1の流体接触領域142が第2の流体接触領域144の反対側に配置されているため、第1の力及び第2の力は、反対の方向において分離要素140に作用する。第1の力は、第1の流体接触領域142から少なくとも部分的に第2の流体接触領域144に向かう方向において分離要素140に作用し、第2の力は、第2の流体接触領域144から少なくとも部分的に第1の流体接触領域142に向かう方向において分離要素に作用する。
図2aに示されるように、壁部164と第1の流体接触領域142との間でパイロットバネハウジング162に配置されたパイロットバネ160が、少なくとも部分的に第1の力と同じ方向のパイロットバネ力で分離要素140に作用する。したがって、第1の力とパイロットバネ力とを備えた組み合わされた力が、一方向において分離要素140に作用し、第2の力が、少なくとも部分的に反対方向において、分離要素140に作用する。組み合わされた力と第2の力との間の差は、通常は、分離要素140が弁棒130と共に移動するように構成されるため、分離要素140と弁棒130との移動や移動の変化を引き起こすことになる。
弁棒130の第1の位置では、第1の流体入口120からの流体は、パイロット弁流体出口124と流体連通することが可能とされ、弁棒130の第2の位置では、第2の流体入口122からの流体は、パイロット弁流体出口124と流体連通することが可能とされる。第1及び第2の位置は、パイロット弁流体出口124と流体連通している流体入口120、122によって規定されるため、弁棒130は、第1及び第2の位置の各々内で若干移動されてもよいことは、理解されるべきである。流体入口120、122のいずれもパイロット弁流体出口124と流体連通するその第1の位置と第2の位置との間に、弁棒130の中間位置もある。弁棒130の異なる位置は、図3ないし図7を参照して、さらに詳細に説明される。
図2bは、図2aにおいてパイロット弁101として描かれた第1のパイロット弁部品101と、第1のパイロット弁部品101とパイロット式で作動される弁との間で配置された第2のパイロット弁部品201とを有するパイロット弁構成体301を示している(図1のみに示されるパイロット式で作動される弁3)。第1のパイロット弁部品101から流体出口124は、これ以降において第1のパイロット弁流体出口124と称され、図1に示されるように、パイロット式で作動される弁へと直接的にではなく、第2のパイロット弁部品201に供給される。第2のパイロット弁部品201の流体出口224はパイロット式で作動される弁へと供給される。
図2a並びに図2bを参照して説明されるような第1のパイロット弁部品101及び第2のパイロット弁部品201が、ここで、図3ないし図7を参照してより詳細に説明される。第一に、パイロット弁101又は第1のパイロット弁部品101が説明され、第二に、第2のパイロット弁部品201が説明され、第三に、第1のパイロット弁部品101と第2のパイロット弁部品201とを有するパイロット弁構成体301の構造及び機能が説明される。図2a並びに図2bにおける第1の弁部品101は、図3ないし図7における第1の弁部品101と同じであり、図2bにおける第2の弁部品201は、図3ないし図7における第2の弁部品201と同じであり、したがって、同じ参照符号が、同じ特徴に言及するために用いられる。したがって、図3ないし図7は、図2a並びに図2bの第1の弁部品101及び第2の弁部品102の異なる状態及び弁棒の位置を開示している。そのため、読み手の理解を容易にするために、一部の参照符号は、最初に記載した図に示されているだけである。
図3に示されるように、図3ないし図7における第1のパイロット弁部品101は、O−リング112の形態である第1の封止部材112と、O−リング114の形態である第2の封止部材114とを有する。第1の封止部材112はチャンバ110内に配置されており、第1の幾何学的チャンバ断面112aは第1の封止部材112に接している。第2の封止部材114はチャンバ110内に配置されており、第2の幾何学的チャンバ断面114aは第2の封止部材114に接している。チャンバ110は、第1のチャンバ部分110aと、第2のチャンバ部分110bと、第1のチャンバ部分110aと第2のチャンバ部分110bとの間に配置された第3のチャンバ部分110cとを有する。第3のチャンバ部分110cは、第1の封止部材112と第2の封止部材114との両方を備え、第1の幾何学的チャンバ断面112aと第2の幾何学的チャンバ断面114aとの間に延びているチャンバ110の一部分110cによって少なくとも部分的に規定されている。第1のチャンバ部分110aは、第3のチャンバ部分110cと、第1の流体入口120、又は、チャンバ110への第1の内部流体入口導管121の入口との間に延びているチャンバ110の一部分110aによって少なくとも部分的に規定されている。第2のチャンバ部分110bは、第3のチャンバ部分110cと、第2の流体入口122、又は、チャンバ110への第2の内部流体入口導管123の入口との間に延びているチャンバ110の一部分110bによって少なくとも部分的に規定されている。第1のチャンバ部分110aは、第1の流体入口120から流体を受け入れるように配置されており、第2のチャンバ部分110bは、第2の流体入口122から流体を受け入れるように配置されており、一方、第3のチャンバ部分110cは、第1のパイロット弁流体出口124へと流体を与えるために配置されている。
図3に示されるように、弁棒130は、第1の弁棒部分130aと、第2の弁棒部分130bと、第1の弁棒部分130aと第2の弁棒部分130bとの間に配置された第3の弁棒部分130cとを有する。第1の弁棒部分130a及び第2の弁棒部分130bの各々の直径は、第3の弁棒部分130cの直径よりも大きい直径を有する。少なくとも一例の実施形態によれば、第1の弁棒部分130a及び第2の弁棒部分130bは同じ直径を有する。少なくとも一例の実施形態によれば、第1の弁棒部分130a及び第2の弁棒部分130bは異なる直径を有する。第3の弁棒部分130cは、図3ないし図7に示されるように、くびれた形状又は砂時計形状を有することができ、また、第1の弁棒部分130a及び第2の弁棒部分130bは、一定の直径を持つ円形の断面を有することができる。
図3ないし図7における弁棒130は、第4の弁棒部分130dと、第1の弁棒部分130aと第4の弁棒部分130dとの間に配置された第5の弁棒部分130eとをさらに有する。第1の弁棒部分130a及び第4の弁棒部分130dの各々の直径は、第5の弁棒部分130eの直径よりも大きい直径を有する。第5の弁棒部分130eは、第3の弁棒部分130cと同様に、くびれた形状又は砂時計形状を有することができ、また、第4の弁棒部分130dは、一定の直径を持つ円形の断面を有することができる。第5の弁棒部分130eに配置されている弁棒流体導路入口132aを有することで、第1の流体入口120からの流体は、弁棒130内の弁棒流体導路132と流体連通していてもよい。
ここで、弁棒130の異なる位置が、図3ないし図7を参照してより詳細に説明される。以下の例では、第1の流体入口120における流体の静圧が第2の流体入口122における流体の静圧より小さいことが、仮定とされている。
第1の流体入口120と流体連通している流体と、バネのパイロットバネ力とによって、第1の流体接触領域142から少なくとも部分的に第2の流体接触領域143に向かう方向で分離要素140(図2aに示される)に作用する組み合わされた力が、少なくとも部分的に反対の方向で分離要素140作用する第2の力よりも大きいとき、弁棒130は、図3に示されるように、その第1の位置にある。ここで、第1の流体入口120、第1のチャンバ部分110a、及び第1のパイロット弁流体出口124は、互いと流体連通しており、一方、第2の流体入口122は、弁棒130が第2の封止部材114と流体封止していることで、第1のパイロット弁流体出口124と流体連通していることから制限されている。言い換えれば、第2のチャンバ部分110bは、弁棒130と第2の封止部材114との間の封止する接触によって、第3のチャンバ部分110cから流体封止されている。少なくとも一例の実施形態によれば、第3の弁棒部分130cは、第1の流体入口120が第1のチャンバ部分110aと第3のチャンバ部分110cとを介して第1のパイロット弁流体出口124と流体連通しているように、第1のチャンバ部分110aに少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、第2の弁棒部分130bは、第2の流体入口122が第1のパイロット弁流体出口124と流体連通していることから制限されるように、第2のチャンバ部分110bと第3のチャンバ部分110cとの両方に少なくとも部分的に位置付けられるように配置されている。
例えば、第2の流体入口122における流体の静圧が増加したり、第1の流体入口120における流体の静圧が低下したりするといった、第1の流体入口120における流体の静圧と、第2の流体入口122における流体の静圧との圧力差が増加する場合、分離要素140(図2aに示される)に加えられる第2の力は、第1の力とパイロットバネ力との組み合わされた力に打ち勝つことができ、分離要素140は、パイロットバネチャンバ163(図2aに示される)へとさらに移動されることになる。したがって、弁棒130はその第1の位置からその第2の位置へと移動されることになり、弁棒130の第2の位置は、図5ないし図7に示される。第2の位置において、第2の流体入口122、第2のチャンバ部分110b、及び第1のパイロット弁流体出口124は、互いと流体連通しており、一方、第1の流体入口120は、弁棒130が第1の封止部材112と流体封止していることで、第1のパイロット弁流体出口124と流体連通していることから制限されている。言い換えれば、第1のチャンバ部分110aは、弁棒130と第1の封止部材112との間の封止する接触によって、第3のチャンバ部分110cから流体封止されている。少なくとも一例の実施形態によれば、第3の弁棒部分130cは、第2の流体入口122が第2のチャンバ部分110bと第3のチャンバ部分110cとを介して第1のパイロット弁流体出口124と流体連通しているように、第2のチャンバ部分110bに少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、第1の弁棒部分130aは、第1の流体入口120が第1のパイロット弁流体出口124と流体連通していることから制限されるように、第1のチャンバ部分110aと第3のチャンバ部分110cとの両方に少なくとも部分的に位置付けられるように配置されている。
図4では、その第1の位置と第2の位置との間にある弁棒130の中間位置が示されている。ここで、第1の流体入口120と第2の流体入口122とのいずれも、両方の入口120、122からの流体の流れが、弁棒130と第1の封止部材112及び第2の封止部材114とによって制限されているため、第1のパイロット弁流体出口124と流体連通していない。弁棒130の中間位置は、弁棒130がその第1の位置にあった後に生じることができ、したがって、第1の流体入口120が第1のパイロット弁流体出口124と流体連通していないが、第1のパイロット弁流体出口124における流体は、第1の流体入口120からの流体から生じる。弁棒130の中間位置は、弁棒130がその第2の位置にあった後にも生じることができ、したがって、第2の流体入口122が第1のパイロット弁流体出口124と流体連通していないが、第1のパイロット弁流体出口124における流体は、第2の流体入口122からの流体から生じる。
図2bにおける第2のパイロット弁部品201は、図3ないし図7における第2のパイロット弁部品と同じであり、第2のパイロット弁部品201の構造は、ここでは、図3ないし図7を参照して説明される。
図3に示されるように、図3ないし図7の第2のパイロット弁部品201は、区画室210を有する第2のパイロット弁本体202と、第1のパイロット弁流体出口124を介して第1のパイロット弁部品101から流体を受け入れ、流体を区画室210へと与えるための低圧流体入口220とを有する。第2のパイロット本体202は、流体を区画室210へと与えるための高圧流体入口222と、流体を区画室210から受け入れ、流体をパイロット式で作動される弁へと与えるための(図1に示されるような)流体出口224とをさらに有する。区画室210は、第1の端壁区域264と、第1の端壁区域264の反対側に配置され、第1の端壁区域264に向かい合っている第2の端壁区域266と、第1の端壁区域264と第2の端壁区域266との間に配置された側方壁区域268とによって少なくとも部分的に規定されている。
弁軸230が区画室210の内部に少なくとも部分的に位置付けられる。弁軸230は、第1のパイロット弁部品101の弁棒130に連結されており、低圧流体入口220から区画室210を介しての流体出口224への流体の流れを制御するために、弁棒130と共に移動し、高圧流体入口222から区画室210を介しての流体出口224への流体の流れを制御するように構成されている。
図3に示されるように、第2のパイロット弁部品201は、第2のパイロット弁部品201に含まれ、区画室210内で移動可能な移動可能制御本体250をさらに有する。移動可能制御本体250は、一次接触領域252と、一次接触領域252の反対側に配置された二次接触領域254と、流体を高圧流体入口222から受け入れるためのキャビティ256とを有する。キャビティ256は、一次接触領域252と二次接触領域254との間で移動可能制御本体250内に配置されている。移動可能制御本体250は、一次接触面252から二次接触領域254へと延びている貫通孔258をさらに有する。貫通孔258は弁軸230を受け入れるためのものであり、したがって、弁軸230は移動可能制御本体250内で移動可能である。図2bに示されるように、弁軸230は貫通孔258を貫いて延びていることができる。
区画室210はまた、第1のバネ260と第2のバネ262とを収容しており、図3に示されている。第1のバネ260は、移動可能制御本体250の一次接触領域252と区画室210の第1の端壁区域264との間に配置されている。これにより、第1のバネ260は、一次接触領域252を介して移動可能制御本体250に第1のバネ力を加えることができる。少なくとも一例の実施形態によれば、第1のバネ260は移動可能制御本体250に取り付けられている。
第2のバネ262は、弁軸230のヘッド232と移動可能制御本体250の一次接触領域252との間に配置されている。これにより、第2のバネ262は、一次接触領域252を介して移動可能制御本体250に第2のバネ力を加えることができる。
図3ないし図7に示される、及び、図4に示されるように、弁軸230は、結合貫通孔340において、第2のパイロット弁本体202を貫いて第1のパイロット弁本体102へと延びている結合部品330によって、弁棒130に連結されている。弁軸230のヘッド232は、結合貫通孔340への弁軸230の移動を制限するために、結合貫通孔340よりも大きい断面を有する。
図3ないし図7では、図4に示されるように、第2のパイロット弁部品201は、O−リング212の形態である第1の封止部材212と、O−リング214の形態である第2の封止部材214とを有する。第1の封止部材212は区画室210内に配置されており、区画室210の第1の幾何学的区画室断面212aは第1の封止部材212に接している。第2の封止部材214は区画室210内に配置されており、区画室210の第2の幾何学的区画室断面214aは第2の封止部材214に接している。区画室210は、移動可能制御本体250の一次接触領域252、区画室210の第1の端壁区域264(図3に示される)、及び低圧流体入口220によって少なくとも部分的に規定された第1の区画室部分210aと、第2の端壁区域266、及び、第2の端壁区域266と第3の区画室部分210cとの間に延びている側方壁区域268の一部とによって少なくとも部分的に規定された第2の区画室部分210bとを有する。第3の区画室部分210cは、第1の封止部材212と第2の封止部材214とを備え、第1の幾何学的区画室断面212aと、第1の幾何学的区画室断面212aと、第2の幾何学的区画室断面212a、214aと、流体出口224とによって少なくとも部分的に規定されている。第1の区画室部部分210aは、低圧流体入口220から流体を受け入れるように配置されており、第2の区画室部分210bは、移動可能制御本体250を貫いて延びている弁軸230内の弁軸導路240を介して、第1の区画室部分210aと流体連通しているように配置されている。第3の区画室部分210cは、流体出口224と流体連通しているように配置されている。これにより、第1の区画室部分210aにおける流体は、力を移動可能制御本体250に加えるために、一次接触領域252に圧力を及ぼすことができ、第3の区画室部分210cにおける流体は、力を移動可能制御本体250に加えるために、二次接触領域254に圧力を及ぼすことができる。
移動可能制御本体250は、一次接触領域252が第1の区画室部分210aに向かい合い、二次接触領域254が第3の区画室部分210cに向かい合っているように、第4の区画室部分210d内で区画室210内部に配置されている。
図3ないし図7における弁軸230は、図4に示されるように、第1の弁軸部230aと、第2の弁軸部230bと、第1の弁軸部230aと第2の弁軸部230bとの間に配置された第3の弁軸部230cとを少なくとも有する。第1の弁軸部230a及び第2の弁軸部230bの各々は、第3の弁軸部230cの直径よりも大きい直径を有する。第3の弁軸部230cは、図3ないし図7に示されるように、くびれた形状又は砂時計形状を有することができるが、第1の弁軸部230a及び第2の弁軸部230bは、一定の直径を持つ円形の断面を有してもよい。
ここで、第1のパイロット弁部品101との組み合わせでのパイロット弁構成体301及び第2のパイロット弁部品201の機能が、図3ないし図7を参照してより詳細に記載される。
第1のパイロット弁部品101の機能性は、図2aと図3ないし図7とを参照して先に説明されている。第1のパイロット弁部品101の弁棒130が第2のパイロット弁部品201の弁軸230に連結されているため、第1のパイロット弁部品101内部の流体の流れは、弁棒130の位置と、第1の流体入口120と第2の流体入口122との間の圧力差とによって少なくとも部分的に決定される。
図3ないし図5に示されるように、第2のパイロット弁部品201は、その第1の状態にあり、低圧流体入口220を流体出口224と流体連通させることができるように、区画室及び第2の区画室部分210a内で、図4に示した第1の流体の流れの経路290を与える。したがって、低圧流体入口220は、第1の区画室部分210aと、弁軸230内の弁軸流体導路240と、第2の区画室部分210bと、第1の流体の流れの経路290と、第3の区画室部分210cとを介して流体出口224と流体連通している。
言い換えれば、第1の状態では、第1の弁軸部230aは、移動可能制御本体250におけるキャビティ256における流体が第3の区画室部分230cと流体連通していることから制限されるようにするために、移動可能制御本体250における貫通孔258(図3に示される)を規定している内壁と流体封止するように配置されている。さらに、第3の弁軸部230cは、第2の区画室部分210bにおける流体が第1の流体の流れ経路290を介して第3の区画室部分210cと流体連通しているようにするために、第2の区画室部分210b及び第3の区画室部分210cに少なくとも部分的に位置付けられるように配置されている。第1の流体経路290は、区画室210の側方壁区域268の少なくとも一部や、第1の封止部材212と、第3の弁軸部230cの少なくとも一部とによって、少なくとも部分的に規定されている。
つまり、第1の状態では、弁軸230は、高圧流体入口220が流体出口224と流体連通していることから制限されるように、第2の封止部材214によって、移動可能制御本体250における貫通孔258(図3に示される)を規定している内壁と流体封止するように配置されている。
図6に示されるように、第1のパイロット弁部品101の弁棒130が第2の位置にあり、分離要素140ができるだけパイロットバネチャンバ163へと遠くにある。ここで、弁軸230はできるだけ第1のパイロット弁部品101に近く、弁軸230のヘッド232は端壁区域264と接触している。したがって、弁軸230は、高圧流体入口222を流体出口224と流体連通させることができるように、区画室210内において、図6に示される第2の流体の流れの経路292を与える。そのため、高圧流体入口222は、移動可能制御部品250のキャビティ256と、第2の流体の流れの経路292と、第3の区画室部分210cとを介して、流体出口224と流体連通している。
言い換えれば、第2の状態では、第2の弁軸部230bは、第2の区画室部分210bにおける流体が第3の区画室部分230cと流体連通していることから制限されるようにするために、第1の封止部材212によって、区画室210の側方壁区域268と流体封止するように配置されている。したがって、第1の流体の流れの経路290は閉じられる。さらに、第3の弁軸部230cは、移動可能制御本体250のキャビティ256における流体が第2の流体の流れ経路292を介して第3の区画室部分210cと流体連通しているようにするために、キャビティ256及び第3の区画室部分210cに少なくとも部分的に位置付けられるように配置されている。第2の流体経路292は、移動可能制御本体250における貫通孔258(図3に示される)を規定している内壁の少なくとも一部や、第2の封止部材214と、第3の弁軸部230cの少なくとも一部とによって、少なくとも部分的に規定されている。
つまり、第2の状態では、弁軸230は、低圧流体入口220が流体出口224と流体連通していることから制限されるように、第1の封止部材212によって、区画室210における側方壁区域268と流体封止するように配置されている。したがって、第2の弁軸部230bが、第1の封止部材212を封止することで、第3の区画室部分から第2の区画室部分210bを流体封止するため、流体経路290は閉じられる。
移動可能制御本体250は、移動可能制御本体250が第1の端壁区域264に向かうさらなる移動をなおも可能にする図3ないし図6に示されるような一次位置から、移動可能制御本体250が第1の端壁区域264に向かってできるだけ遠くに移動されている図7に示されるような二次位置へと、移動されるように許容されている。ここで、移動可能制御本体250の肩部250aが、区画室210の側方壁区域268における凹所268aに圧し掛かる。図7に示されるように、弁棒130及び弁軸230は図6にあるのと同じ位置にあるが、移動可能制御本体250は、図3ないし図6に示されるように、その一次位置から二次位置へと移動している。一次位置と二次位置との間の移動は、第1のバネ260及び第2のバネ262と第1の区画室部分210aにおける流体とによって一次接触領域252に加えられる第1の力が、第3の区画室部分210cにおける流体によって二次接触領域254に加えられる第2の力よりも小さいことによるためである。この状態は、第2のパイロット弁部品201がその第3の状態にあるとして言及される。
第3の状態では、弁軸230は、高圧流体入口222が流体出口224と流体連通していることから制限されるように、移動可能制御本体250における貫通孔258を規定している内壁と流体封止するように配置され、弁軸230は、低圧流体入口220が流体出口224と流体連通していることから制限されるように、区画室210の側方壁区域268と流体封止するように配置されている。したがって、第1の流体接触経路290と第2の流体接触経路292の両方(図4並びに図6に示される)は閉じられている。
言い換えれば、第3の状態では、第1の弁軸部230aは、キャビティ256における流体が第3の区画室部分230cと流体連通していることから制限されるようにするために、第2の封止部材214によって、移動可能制御本体250における貫通孔258を規定している内壁と流体封止するように配置されている。さらに、第2の弁軸部230bは、第2の区画室部分210bにおける流体が第3の区画室部分230cと流体連通していることから制限されるようにするために、第1の封止部材212によって、区画室210の側方壁区域268と流体封止するように配置されている。これにより、低圧流体入口220又は高圧流体入口222のいずれも流体出口224と流体連通しておらず、つまり、第1の流体の流れ経路290及び第2の流体の流れの経路292(図4並びに図6に示される)は閉じられている。
図2ないし図7にも示されるように、図7に示されるさらなる封止部材116は、例えば、高圧流体入口222からの流体と移動可能制御本体250内のキャビティ256の流体とを第1の区画室部分210aから封止するために、第2のパイロット弁本体202内に配置されている。
ここで、パイロット弁構成体301は、パイロット式で作動される弁と共に用いられるとき、図1に示したようなパイロット弁1及びパイロット式で作動される弁3の手法と同様に説明されることになる。以下の例については、第1の流体入口120における流体の静圧が第2の流体入口122における流体の静圧より小さいことと、第2の流体入口122における流体の静圧が高圧流体入口222における流体の静圧より小さいこととが仮定されている。さらに、パイロット式で作動される弁3が、例えば、第2の流体入口122の流体の静圧を持つ流体を受け入れ、例えば、第1の流体入口120の流体の静圧を持つ流体を送る、通常開の弁であることが仮定されている。しかしながら、パイロット弁構成体301又は第1のパイロット弁部品101は、通常閉のパイロット式で作動される弁を作動してもよい。
図3に示されるように、弁棒130がその第1の位置にあり、第2のパイロット弁部品201がその第1の状態であるとき、第1の流体入口120からの流体は流体出口224と流体連通することになる。したがって、パイロット式で作動される弁3(図1に示される)は、第1の流体入口120と流体連通している制御供給を受け入れることになる。したがって、パイロット式で作動される弁は、完全に開かれることになるか、完全に開いた位置に向かって移動されるかの少なくとも一方になる。
例えば、第2の流体入口122における静圧が増加したり、第1の流体入口120における流体の静圧が低下したりすることで、第1の流体入口120と第2の流体入口122との間の圧力差が増加するとき、弁棒130は、その第1の位置からその第2の位置へと移動されることになる。これにより、第2の流体入口122からの流体が、第1のパイロット弁流体出口124と、第2のパイロット弁部品201の低圧流体入口220と流体連通することになる。しかしながら、第2のパイロット弁部品201は、なおもその第1の状態にあり、図5に示されるように、低圧流体入口220と流体出口224との間の流体連通を可能にする。
弁棒130がその第2の位置にあり、第2のパイロット弁部品201がその第1の状態であるとき、第2の流体入口122からの流体は流体出口224と流体連通することになる。したがって、パイロット式で作動される弁(図1に示される)は、第2の流体入口122と流体連通している制御供給を受け入れることになる。したがって、パイロット式で作動される弁は、閉じ始めることになる、又は、閉じられることになる。
例えば、第2の流体入口122における静圧がさらに増加したり、第1の流体入口120における流体の静圧がさらに低下したりすることで、第1の流体入口120と第2の流体入口122との間の圧力差がさらに増加するとき、分離要素140は、パイロットバネチャンバ163内でできるだけ遠くへと移動されることになる。それでも、第2の流体入口122からの流体は、第1のパイロット弁流体出口124と、第2のパイロット弁部品201の低圧流体入口220と流体連通することになる。しかしながら、ここで、第2のパイロット弁部品201は、その第2の状態へと移動されることになり、図6に示されるように、高圧流体入口222と流体出口224との間の流体連通を可能にする。
弁棒130がその第2の位置にあり、第2のパイロット弁部品201がその第2の状態であるとき、高圧流体入口222からの流体は流体出口224と流体連通することになる。したがって、パイロット式で作動される弁3(図1に示される)は、高圧流体入口222と流体連通している制御供給を受け入れることになる。したがって、パイロット式で作動される弁は、第2の流体入口122からの流体が流体出口224と流体連通している場合と比較して、より素早い形で閉じられるか、パイロット式で作動される弁が完全閉じられているときにより良好に封止するかのいずれかとなる。
第2のパイロット弁部品がその第3の状態になる条件が満たされる場合(先に説明し、図7に示したように)、移動可能制御本体250はその二次位置へと移動され、第2のパイロット弁部品201の流体入口220、222のいずれも流体出口224と流体連通させられない。
高圧入口における流体の静圧がP0と称され、第1の区画室部分210aにおける第2の流体入口122からの流体がP1と称され、第1のバネ260のバネ力がFsと称され、一次接触領域252と接触している第1のバネ260の内径及び外径がそれぞれd及びDと称され、パイロット式で作動される弁(図1に示される)を通る流れがQと表され、パイロット式で作動される弁の弁定数がKvと表され、例えば、システムにおける付属品、配管、及び熱交換器による圧力損失がDpと表される場合、以下の関係が当てはまる。
ここで、P0LIMITは、第2のパイロット弁がその第3の状態(つまり、高圧流体入口と流体出口との間に流体連通がない)にあるときの流体出口における流体の静圧であり、P0MAXは、流体分配システムから利用可能な最大静圧であり、したがって、高圧流体入口における流体の静圧である。したがって、増幅されたパイロット式で作動される弁は、P0LIMITとP0MAXとの間での圧力における差のため、振動することが防止される。
図8ないし図10では、流体を負荷へと供給するための異なる流体分配システムの概略図が示されている。
図8では、流体分配システム1000aは、負荷1001aと、制御ユニット1002aと、流体を負荷1001aへと供給するための供給配管1003aと、流体を負荷1001aから制御ユニット1002aへと運ぶための中間配管1005aと、流体を制御ユニット1002aから運ぶための戻り配管1007aとを有する。供給配管1003aにおける流体の静圧は中間配管1005aにおける流体の静圧よりも高く、中間配管1005aにおける流体の静圧は戻り配管1007aにおける流体の静圧よりも高い。
図8に示されるように、パイロット式で作動される弁1009a、すなわち主弁1009aは、主弁1009aをパイロット式で作動させるために、前述したような(例えば図2bに参照符号301として示される)パイロット弁構成体1011aと共に供給配管1003aに配置されている。さらに、パイロット弁構成体1011aへの第1の流体入口(図2ないし図7に参照符号120として示される)は、戻り配管1007aに流体連結されており、高圧入口(図2ないし図7に参照符号222として示される)は、供給配管1003aに流体連結されている。パイロット弁構成体1011aへの第2の流体入口(図2ないし図7に参照符号122に示される)は、中間配管1005aへと流体連結されている。パイロット弁構成体1011aは、供給配管1003aからの高圧が主弁へと供給されるのを可能とすることで、制御ユニット1002aの前後で一定の圧力損失を維持することと、主弁1009aの封止とを容易にする。
上記の2つの数式を参照することで、図8では、Dpは、負荷1001aの前後における圧力損失を表しており、Qは、パイロット式で作動される弁1009aの前後においての供給配管1003aにおける流れを表しており、Kvは、パイロット式で作動される弁1009aの弁定数である。
図9では、流体分配システム1000bは、負荷1001bと、制御ユニット1002bと、流体を負荷1001bへと供給するための供給配管1003bと、流体を負荷1001bから制御ユニット1002bへと運ぶための中間配管1005bと、流体を制御ユニット1002bから運ぶための戻り配管1007bとを有する。供給配管1003bにおける流体の静圧は中間配管1005bにおける流体の静圧よりも高く、中間配管1005bにおける流体の静圧は戻り配管1007bにおける流体の静圧よりも高い。
図9に示されるように、パイロット式で作動される弁1009b又は主弁1009bが、パイロット弁1011bと共に戻り配管1007bに配置されており、ここでは、第2のパイロット弁部品(図2ないし図7に参照符号201として示される)が必要ではなく、パイロット弁又は第1のパイロット弁部品(図1に参照符号1として、及び、図2ないし図7に参照符号101として示される)が、主弁1009bを制御するのに十分である。ここで、パイロット弁1011bへの第1の流体入口(図2ないし図7に参照符号120として示される)は、戻り配管1007bに流体連結されており、第2の流体入口(図2ないし図7に参照符号122として示される)は、中間配管1005bに流体連結されている。パイロット弁1011bは、制御ユニット1002bの前後での圧力損失を一定に維持することを容易にする。
図10では、流体分配システム1000cは、負荷1001cと、制御ユニット1002cと、制御ユニット1002cを介して負荷1001cへと流体を供給するための供給配管1003cと、流体を前記負荷1001cから運び去るための戻り配管1007cと、供給配管1003cと戻り配管1007cとの間で流体を運ぶためのバイパス配管1005cとを有する。供給配管1003bにおける流体の静圧は、戻り配管1007bにおける流体の静圧よりも高い。
図10に示されるように、パイロット式で作動される弁1009c又は主弁1009cが、パイロット弁1011cと共にバイパス配管1005cに配置されており、ここでは、第2のパイロット弁部品(図2ないし図7に参照符号201として示される)が必要ではなく、パイロット弁又は第1のパイロット弁部品(図1に参照符号1として、及び、図2ないし図7に参照符号101として示される)が、主弁1009cを制御するのに十分である。ここで、パイロット弁1011cへの第1の流体入口(図2ないし図7に参照符号120として示される)は、中間配管1005cを介して戻り配管1007cに流体連結されており、第2の流体入口(図2ないし図7に参照符号122として示される)は、中間配管1005cを介して供給配管1003cに流体連結されている。パイロット弁は、主弁1009cの前後において一定の圧力損失を維持することを容易にする。
図8並びに図9では、主弁1009a、1009bは通常開いており、図10では、主弁1009cは通常閉じられている。
図8ないし図10の各々における制御ユニット1002a〜1002cが、例えば、制御弁1002a〜1002c、配管、導路、管、熱交換器などの完全な分岐管1002a〜1002c、他の負荷1002a〜1002cといった、制御可能な流体の流れを与える構成要素又は構成要素の組み合わせを表している象徴的な構成要素であることは、留意されるべきである。
少なくとも一例の実施形態によれば、パイロット弁は調節可能なパイロットバネであることができる。これにより、パイロット弁及びパイロット式で作動される弁は、制御ユニット1002a〜1002cの前後における圧力損失が変わる流体分配システムに配置されてもよい。例えば、第1のパイロットバネは、制御ユニット1002a〜1002cの前後における圧力損失が10kPaと50kPaとの間である流体分配システムで用いられてもよく、第2のパイロットバネは、制御ユニット1002a〜1002cの前後における圧力損失が30kPaと150kPaとの間である流体分配システムで用いられてもよく、第3のパイロットバネは、制御ユニット1002a〜1002cの前後における圧力損失が80kPaと400kPaとの間である流体分配システムで用いられてもよい。
パイロット弁、パイロット弁構成体、及び様々な流体分配システムが特定の構成体を有するとして図示されてきたが、当業者は、このようなパイロット弁、パイロット弁構成体、及び流体分配システムが、異なるタイプのより多くの構成体要素又はより少ない構成体要素を含みうることを理解するものである。実際、当業者は、図8ないし図10に示した流体分配システムが、本発明の概念の様々な態様を図示するために構築されており、そのため、図解を用いて限定の目的ではなく提示されていることを理解するものである。例えば、本発明の概念は、ここに示されるような、第1及び第2の流体入口と高圧流体入口とに供給される外部及び内部の流体経路の具体的な配置に限定されず、第1の流体入口は、パイロット式で作動される弁1009a〜1009cの内部流れや第2の流体入口から供給されてもよく、高圧流体入口は、流体分配システムからのどこか他の外部から供給されてもよい。外部流れは、例えば、流体分配システムにおけるさらに上流の場所から来てもよい。
Claims (15)
- 第1のパイロット弁部品と第2のパイロット弁部品とを具備するパイロット弁構成体であって、
前記第1のパイロット弁部品は、少なくとも第1の流体入口と第1のパイロット弁流体出口とを備えた第1のパイロット弁本体を有し、
前記第2のパイロット弁部品は、
区画室と、前記第1のパイロット弁流体出口から流体を受け入れ、流体を前記区画室へと与えるための低圧流体入口と、流体を前記区画室へと与えるための高圧流体入口と、流体を前記区画室から受け入れ、流体をパイロット式で作動される弁へと与えるための流体出口とを備えた第2のパイロット弁本体と、
前記区画室の内部に少なくとも部分的に配置され、前記低圧流体入口から前記区画室を介した前記流体出口への流体の流れを制御するように構成され、前記高圧流体入口から前記区画室を介した前記流体出口への流体の流れを制御するように構成された弁軸とを有し、
第1の状態にある前記第2のパイロット弁部品が、前記低圧流体入口を、前記区画室内の第1の流体の流れの経路を介して、前記流体出口と流体連通させることができるように、前記第1の流体の流れの経路を与え、
第2の状態にある前記第2のパイロット弁部品が、前記高圧流体入口を、前記区画室内の第2の流体の流れの経路を介して、前記流体出口と流体連通させることができるように、前記第2の流体の流れの経路を与え、
前記第2の流体の流れの経路は、前記第1の流体の流れの経路とは異なるパイロット弁構成体。 - 前記区画室に含まれ、前記区画室内で移動可能である移動可能制御本体をさらに具備し、
前記移動可能制御本体は、
一次接触領域と、
前記一次接触領域の反対側に配置された二次接触領域と、
前記一次接触領域と前記二次接触領域との間で前記移動可能制御本体内に配置され、前記高圧流体入口からの流体を受け入れるためのキャビティと、
前記一次接触領域から前記二次接触領域へと延び、前記弁軸が内部で移動可能であるように前記弁軸を受け入れるための貫通孔とを有し、
前記第2のパイロット弁部品が前記第1の状態にあるとき、前記弁軸が、前記高圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第2のパイロット弁部品が前記第2の状態にあるとき、前記弁軸が、前記低圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と流体封止するように配置されている請求項1に記載のパイロット弁構成体。 - 前記区画室の内部に少なくとも部分的に配置された第1のバネをさらに具備し、
前記第1のバネが、前記移動可能制御本体に第1のバネ力を加えるために、前記移動可能制御本体の前記一次接触領域と、前記区画室の前記一次接触領域に向かい合っている第1の端壁区域との間に配置されている請求項2に記載のパイロット弁構成体。 - 前記区画室の内部に少なくとも部分的に配置された第2のバネをさらに具備し、
前記第2のバネは、前記移動可能制御本体に第2のバネ力を加えるために、前記弁軸のヘッドと、前記移動可能制御本体の前記一次接触領域との間に配置されている請求項3に記載のパイロット弁構成体。 - 前記移動可能制御本体は、前記第2のパイロット弁部品がその第1及び第2の状態にあるときに一次位置に配置され、前記第2のパイロット弁部品がその第3の状態にあるときに二次位置に配置され、
前記第3の状態は、
前記弁軸が、前記高圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置されていることと、
前記弁軸が、前記低圧流体入口が前記流体出口と流体連通していることから制限されるように、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と流体封止するように配置されることとによって規定されている請求項2ないし4のいずれか1に記載のパイロット弁構成体。 - 第1の封止部材と、前記区画室の内部に配置された第2の封止部材とをさらに具備し、
前記区画室は、
第1の端壁区域と、前記第1の端壁区域の反対側に配置され、前記第1の端壁区域に向かい合っている第2の端壁区域と、前記第1の端壁区域と前記第2の端壁区域との間に配置された側方壁区域と、
前記移動可能制御本体の前記一次接触領域によって少なくとも部分的に規定された第1の区画室部分と、前記一次接触領域に向かい合っている前記区画室の前記第1の端壁区域と、
前記第2の端壁区域によって少なくとも部分的に規定された第2の区画室部分と、前記第2の端壁区域と前記第1の封止部材との間に延びている前記側方壁区域の一部と、
前記第1及び第2の封止部材を備え、前記第1及び第2の封止部材と前記移動可能制御本体の前記二次接触領域との間に延びている前記側方壁区域の一部によって少なくとも部分的に規定された第3の区画室部分とを有し、
前記第1の区画室部分は、前記一次接触領域に力を加えるために、前記第1の区画室部分において流体を許容するように、前記低圧流体入口から流体を受け入れるように配置され、
前記第2の区画室部分は、前記第1の区画室部分と流体連通するように配置され、
前記第3の区画室部分は、前記二次接触領域に力を加えるために、前記第3の区画室部分において流体を許容するように、前記流体出口と流体連通するように配置されている請求項2ないし5のいずれか1に記載のパイロット弁構成体。 - 前記移動可能制御本体は、前記第1及び第2のバネと前記第1の区画室部分における流体とによって前記一次接触領域へと加えられる第1の力が、前記第3の区画室部分における流体によって前記二次接触領域に加えられる第2の力よりも小さいとき、その一次位置からその二次位置へと移動されるように構成されている請求項4又は5に記載のパイロット弁構成体。
- 前記弁軸は、少なくとも、第1の弁軸部と、第2の弁軸部と、前記第1の弁軸部と前記第2の弁軸部との間に配置された第3の弁軸部とを有し、
前記第1及び第2の弁軸部の各々が、前記第3の弁軸部の直径よりも大きい直径を有する請求項1ないし7のいずれか1に記載のパイロット弁構成体。 - 前記第2のパイロット弁部品がその第1の状態にあるとき、
前記第1の弁軸部は、前記移動可能制御本体における前記キャビティにおける流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第3の弁軸部が、前記第2の区画室部分における流体が前記第1の流体の流れの経路を介して前記第3の区画室部分と流体連通されるようにするために、前記第3の区画室部分に少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、前記第1の流体経路が、前記区画室の側方壁区域の少なくとも一部と、前記第3の弁軸部の少なくとも一部とによって少なくとも部分的に規定され、
前記第2のパイロット弁部品がその第2の状態にあるとき、
前記第2の弁軸部が、前記第2の区画室部分における流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記区画室の前記側方壁区域と流体封止するように配置され、
前記第3の弁軸部が、前記移動可能制御本体の前記キャビティにおける流体が前記第2の流体の流れの経路を介して前記第3の区画室部分と流体連通されるようにするために、前記第3の区画室部分に少なくとも部分的に位置付けられるように配置され、前記第2の流体経路が、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を規定している内壁の少なくとも一部と、前記第3の弁軸部の少なくとも一部とによって少なくとも部分的に規定され、
前記第2のパイロット弁部品がその第3の状態にあるとき、
前記第1の弁軸部が、前記キャビティにおける流体が前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記移動可能制御本体における前記貫通孔を少なくとも部分的に規定している内壁と流体封止するように配置され、
前記第2の弁軸部が、前記低圧流体入口及び前記高圧流体入口のいずれも前記流体出口と流体連通しないように、前記第2の区画室部分における流体が、前記第3の区画室部分と流体連通していることから制限されるようにするために、前記区画室の前記側方壁区域と流体封止するように配置されている請求項5ないし8のいずれか一項に記載のパイロット弁構成体。 - 前記弁軸は、前記第1の区画室部分を前記第2の区画室部分と流体連結するための弁軸導路を有する請求項6に記載のパイロット弁構成体。
- 前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
チャンバを有し、このチャンバ中に、前記少なくとも第1の流体入口が流体を前記チャンバへと与えるために配置され、前記第1のパイロット弁流体出口が流体を前記チャンバから受け入れるために配置され、また、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記少なくとも第1の流体入口から前記チャンバを介した前記パイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成された弁棒を有し、
前記弁棒は、前記弁軸に連結され、前記弁軸と共に移動可能である請求項1ないし10のいずれか1に記載のパイロット弁構成体。 - 前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記第1のパイロット弁本体の内部に配置された第2の流体入口を有し、前記第2の流体入口は、流体を前記チャンバに与えるように配置され、
前記弁棒は、前記チャンバの内部に少なくとも部分的に配置され、前記第1の流体入口から前記チャンバを介した前記第1のパイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成され、前記第2の流体入口から前記チャンバを介した前記第1のパイロット弁流体出口への流体の流れを制御するように構成され、
また、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
前記弁棒に連結され、前記弁棒と共に移動可能である分離要素を有し、前記分離要素は、第1の流体接触領域と、前記第1の流体接触領域の反対側に配置された第2の流体接触領域とを有し、
また、前記第1のパイロット弁部品は、さらに、
第1の力を前記分離要素に適用するための前記第1の流体入口と流体連通しているように構成された前記第1の流体接触領域と、
第2の力を前記分離要素に適用するための前記第2の流体入口と流体連通しているように構成された前記第2の流体接触領域とを有し、
前記第1の力と前記第2の力との間の差が、少なくとも第1の位置にある前記弁棒が前記第1の流体入口と前記第1のパイロット弁流体出口との間の流体連結を与え、少なくとも第2の位置にある前記弁棒が前記第2の流体入口と前記第1のパイロット弁流体出口との間の流体連結を与えるようにして前記分離要素及び前記弁棒の移動を制御する請求項11に記載のパイロット弁構成体。 - 請求項1ないし12のいずれか一項に記載のパイロット弁構成体と、
流体を前記少なくとも第1の流体入口へと案内するための第1の流体導路と、
流体を前記高圧流体入口へと案内するための第2の流体導路と、
流体を前記流体出口から離すように案内するための第3の流体導路とを具備し、
前記第1の流体導路における流体の静圧が、前記第2の流体導路における流体の静圧と比較してより低い流体分配システム。 - 前記流体分配システムは、流体を負荷へと供給するように配置され、
前記流体分配システムは、
前記負荷と、
例えば制御弁である制御ユニットと、
流体を前記負荷へと供給するための供給配管と、
流体を前記負荷から前記制御ユニットへと運ぶための中間配管と、
流体を前記制御ユニットから運ぶための戻り配管と、
前記供給配管に配置された主弁と、
前記主弁をパイロット式で作動させるための請求項1ないし12のいずれか1に記載のパイロット弁構成体とを具備し、
前記供給配管における流体の静圧が前記中間配管における流体の静圧よりも高く、前記中間配管における流体の静圧が前記戻り配管における流体の静圧よりも高く、
前記パイロット弁構成体への前記第1の流体入口が前記戻り配管へと流体連結されており、前記高圧入口が前記供給配管へと流体連結されている請求項13に記載の流体分配システム。 - 前記パイロット弁構成体への前記第2の流体入口が前記中間配管へと流体連結されている請求項12に従属する請求項14に記載の流体分配システム。
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