JP2710981B2 - デジタル弁 - Google Patents
デジタル弁Info
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- JP2710981B2 JP2710981B2 JP8023489A JP8023489A JP2710981B2 JP 2710981 B2 JP2710981 B2 JP 2710981B2 JP 8023489 A JP8023489 A JP 8023489A JP 8023489 A JP8023489 A JP 8023489A JP 2710981 B2 JP2710981 B2 JP 2710981B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outlet
- inlet
- valve
- shutter
- conduit
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
- F16K47/04—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member
- F16K47/045—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member and the closure member being rotatable
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/87265—Dividing into parallel flow paths with recombining
- Y10T137/87298—Having digital flow controller
- Y10T137/87306—Having plural branches under common control for separate valve actuators
- Y10T137/87314—Electromagnetic or electric control [e.g., digital control, bistable electro control, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/877—With flow control means for branched passages
- Y10T137/87885—Sectional block structure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
- Taps Or Cocks (AREA)
- Valve Housings (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体又は気体流体における流量制御及び圧
力制御の少なくとも一方に関する。このような流量制御
を行うために純粋なデジタル式の電子制御システムに直
接接続できるデジタル弁が知られている。
力制御の少なくとも一方に関する。このような流量制御
を行うために純粋なデジタル式の電子制御システムに直
接接続できるデジタル弁が知られている。
［従来の技術］ 公知のデジタル弁の一つは下記の部材を含むが、本発
明の弁もこれらの部材の少なくとも一部を含んでいる。
明の弁もこれらの部材の少なくとも一部を含んでいる。
・上流側を経由してくる上流圧力下の流体を受け入れる
ために弁の軸線上に設けられた入口導管、並びに流体を
実質的により小さな下流圧力下で下流側を経由して流れ
出させるために同一軸線上に設けられた出口導管、 ・開放時には流体の流れを入口導管から出口導管へ固有
の流量で通過させるべくオリフィスを開放すると共に閉
鎖時には流れを阻止するように作用する複数のシャッ
タ、 ・直径が入口導管よりも大きなシャッタ座環上で弁の軸
線のまわりに角度間隔を開けて配分された複数の台座を
形成する弁胴であって、各シャッタを入口導管及び出口
導管間で並列に接続して各開放シャッタを通過する流れ
が合流するように台座の夫々がシャッタの対応する一つ
を受容している弁胴、 ・シャッタの対応する一つを夫々作動させる複数のアク
チュエータ。
ために弁の軸線上に設けられた入口導管、並びに流体を
実質的により小さな下流圧力下で下流側を経由して流れ
出させるために同一軸線上に設けられた出口導管、 ・開放時には流体の流れを入口導管から出口導管へ固有
の流量で通過させるべくオリフィスを開放すると共に閉
鎖時には流れを阻止するように作用する複数のシャッ
タ、 ・直径が入口導管よりも大きなシャッタ座環上で弁の軸
線のまわりに角度間隔を開けて配分された複数の台座を
形成する弁胴であって、各シャッタを入口導管及び出口
導管間で並列に接続して各開放シャッタを通過する流れ
が合流するように台座の夫々がシャッタの対応する一つ
を受容している弁胴、 ・シャッタの対応する一つを夫々作動させる複数のアク
チュエータ。
この公知の弁では異なる固有流量をもつシャッタが同
じ台座にはめ込まれるため、少なくともある制限内にお
いては、共通の弁胴を異なるシャッタの組に使用するこ
とができる。シャッタは弁の軸線のまわりに角度間隔を
開けて配分されている。このようにすれば、シャッタ及
びその駆動装置としてのアクチュエータの配置と、必要
に応じてシャッタの修理及び交換を行うための各シャッ
タへのアクセスとが比較的簡単に実施できるからであ
る。又、入口導管及び出口導管を同軸的に配置するの
は、直接パイプライン上での弁の挿入を容易にするため
である。
じ台座にはめ込まれるため、少なくともある制限内にお
いては、共通の弁胴を異なるシャッタの組に使用するこ
とができる。シャッタは弁の軸線のまわりに角度間隔を
開けて配分されている。このようにすれば、シャッタ及
びその駆動装置としてのアクチュエータの配置と、必要
に応じてシャッタの修理及び交換を行うための各シャッ
タへのアクセスとが比較的簡単に実施できるからであ
る。又、入口導管及び出口導管を同軸的に配置するの
は、直接パイプライン上での弁の挿入を容易にするため
である。
このような公知のデジタル弁は例えば米国特許第3,93
7,248号に開示されている。
7,248号に開示されている。
種々のシャッタの固有流量は通常、最小流量である単
位流量に対して比２の等比級数に従う一連の項が得られ
るように、例えば１、２、４、８、16、32...のように
増加するように配分される。これらの項を加算すれば、
最小限の項数で、１から最大数、例えば63までの任意の
整数を得ることができる。換言すれば、シャッタの流量
を前述のごとく配分すると、最小限のシャッタ数で単位
流量を除いた総ての中間流量を求めることができるとい
う利点が得られる。ただし、場合によっては別の配分法
を用いることもでき、その方が有利な場合もある。
位流量に対して比２の等比級数に従う一連の項が得られ
るように、例えば１、２、４、８、16、32...のように
増加するように配分される。これらの項を加算すれば、
最小限の項数で、１から最大数、例えば63までの任意の
整数を得ることができる。換言すれば、シャッタの流量
を前述のごとく配分すると、最小限のシャッタ数で単位
流量を除いた総ての中間流量を求めることができるとい
う利点が得られる。ただし、場合によっては別の配分法
を用いることもでき、その方が有利な場合もある。
この種の弁の基本的特性は、流量加算の正確さにある
といえる。このような特性を備えれば、どのシャッタが
いくつ開放されているかに関係なく、弁の流量が必ず開
放シャッタの固有流量の合計に等しくなる。シャッタの
固有流量とは、単一のシャッタのみが開放されていると
きにそのシャッタを通過する流量のことである。この正
確な特性は、二つの開放シャッタを通過する流れが相互
作用を起こして流体における圧力及び速度の少なくとも
一方をシャッタ近傍で変化させるような場合には消失し
てしまう。これは、固有流量とは異なる流量がシャッタ
を通過することになるためである。前記正確な特性は、
弁の上流及び下流間の圧力差すなわち弁の圧力降下を大
きくするか、制御すべき流量に対する弁の大きさすなわ
ち弁が占めるスペースを大きくするか、あるいはその両
方によってより容易に得ることができる。
といえる。このような特性を備えれば、どのシャッタが
いくつ開放されているかに関係なく、弁の流量が必ず開
放シャッタの固有流量の合計に等しくなる。シャッタの
固有流量とは、単一のシャッタのみが開放されていると
きにそのシャッタを通過する流量のことである。この正
確な特性は、二つの開放シャッタを通過する流れが相互
作用を起こして流体における圧力及び速度の少なくとも
一方をシャッタ近傍で変化させるような場合には消失し
てしまう。これは、固有流量とは異なる流量がシャッタ
を通過することになるためである。前記正確な特性は、
弁の上流及び下流間の圧力差すなわち弁の圧力降下を大
きくするか、制御すべき流量に対する弁の大きさすなわ
ち弁が占めるスペースを大きくするか、あるいはその両
方によってより容易に得ることができる。
［発明が解決しようとする課題］ 公知のデジタル弁は次のいずれかに係わる欠点を有す
る。
る。
・弁の製造コスト、 ・異なる流量段階に対して弁を適合させるための費用、 ・種々のシャッタモジュールにおける修理又は交換のた
めの取外し作業の容易さ、 ・必要スペース、 ・流量加算の正確さ、 ・圧力降下、 ・順次制御される二つの流量値間の切換速度、 ・大流量の送出。
めの取外し作業の容易さ、 ・必要スペース、 ・流量加算の正確さ、 ・圧力降下、 ・順次制御される二つの流量値間の切換速度、 ・大流量の送出。
本発明の目的は、公知のデジタル弁における前述のよ
うな欠点を簡単な方法で解消することにあり、特に、コ
ンパクトな構造で正確な流量加算特性を有していると共
に、各シャッタモジュールの取付け取外しの容易さが大
幅に改善されたデジタル弁を提供することにある。
うな欠点を簡単な方法で解消することにあり、特に、コ
ンパクトな構造で正確な流量加算特性を有していると共
に、各シャッタモジュールの取付け取外しの容易さが大
幅に改善されたデジタル弁を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、前述の目的は、上流側を経由してく
る上流圧力下の流体を受け入れるために弁の軸線上に設
けられた入口導管、並びに流体を実質的により小さな下
流圧力下で下流側を経由して流れ出させるために同一軸
線上に設けられた出口導管と、開放時には流体の流れを
入口導管から出口導管へ固有の流量で通過させるべくオ
リフィスを開放すると共に閉鎖時には流れを阻止するよ
うに作用する複数のシャッタと、直径が入口導管よりも
大きなシャッタ座環上で弁の軸線のまわりに角度間隔を
開けて配分された複数の台座を形成する弁胴であって、
各シャッタを入口導管及び出口導管間で並列に接続して
各開放シャッタを通過する流れが合流するように台座の
夫々がシャッタの対応する一つを受容している弁胴と、
シャッタの対応する一つを夫々作動させる複数のアクチ
ュエータとを備えており、弁胴内の台座の夫々は、上流
方向外側に開いた凹形二面角の形状を有しており、凹形
二面角の一方の面がシャッタの対応する一つの径方向内
側に設けられると共に周方向に沿って及び軸線方向ある
いは斜め外側方向に沿って伸長する入口壁部で構成され
ると共に、凹形二面角の他方の面がシャッタの下流側に
設けられると共に周方向に沿って及び径方向あるいは下
流方向に向かって斜めの方向に沿って伸長する出口壁部
で構成されており、シャッタの夫々が、凹形二面角と同
寸法の凸形二面角を形成する二つの支承面を有する対応
シャッタモジュールに組み込まれており、シャッタモジ
ュールの夫々はその台座の入口及び出口壁部に対して支
承面で支承されるようにモジュール固定手段によって取
外し可能に固定されており、入口壁部にほぼ直交する入
口分岐路と出口壁部に対してほぼ直交する出口分岐路と
を有しており、台座の少なくとも複数に共通で出口導管
に連通するか又は出口導管によって構成され出口チャン
バに対して流体を通過させることができる流体用屈曲管
路を、シャッタが開かれたときに台座の夫々の入口及び
出口壁部とシャッタの一つを組み込んだ対応シャッタモ
ジュールとが形成し、モジュールの支承面とその台座の
入口及び出口壁部との間における入口及び出口分岐路の
まわりにシール手段が具備されているデジタル弁によっ
て達成される。
る上流圧力下の流体を受け入れるために弁の軸線上に設
けられた入口導管、並びに流体を実質的により小さな下
流圧力下で下流側を経由して流れ出させるために同一軸
線上に設けられた出口導管と、開放時には流体の流れを
入口導管から出口導管へ固有の流量で通過させるべくオ
リフィスを開放すると共に閉鎖時には流れを阻止するよ
うに作用する複数のシャッタと、直径が入口導管よりも
大きなシャッタ座環上で弁の軸線のまわりに角度間隔を
開けて配分された複数の台座を形成する弁胴であって、
各シャッタを入口導管及び出口導管間で並列に接続して
各開放シャッタを通過する流れが合流するように台座の
夫々がシャッタの対応する一つを受容している弁胴と、
シャッタの対応する一つを夫々作動させる複数のアクチ
ュエータとを備えており、弁胴内の台座の夫々は、上流
方向外側に開いた凹形二面角の形状を有しており、凹形
二面角の一方の面がシャッタの対応する一つの径方向内
側に設けられると共に周方向に沿って及び軸線方向ある
いは斜め外側方向に沿って伸長する入口壁部で構成され
ると共に、凹形二面角の他方の面がシャッタの下流側に
設けられると共に周方向に沿って及び径方向あるいは下
流方向に向かって斜めの方向に沿って伸長する出口壁部
で構成されており、シャッタの夫々が、凹形二面角と同
寸法の凸形二面角を形成する二つの支承面を有する対応
シャッタモジュールに組み込まれており、シャッタモジ
ュールの夫々はその台座の入口及び出口壁部に対して支
承面で支承されるようにモジュール固定手段によって取
外し可能に固定されており、入口壁部にほぼ直交する入
口分岐路と出口壁部に対してほぼ直交する出口分岐路と
を有しており、台座の少なくとも複数に共通で出口導管
に連通するか又は出口導管によって構成され出口チャン
バに対して流体を通過させることができる流体用屈曲管
路を、シャッタが開かれたときに台座の夫々の入口及び
出口壁部とシャッタの一つを組み込んだ対応シャッタモ
ジュールとが形成し、モジュールの支承面とその台座の
入口及び出口壁部との間における入口及び出口分岐路の
まわりにシール手段が具備されているデジタル弁によっ
て達成される。
［作用］ 前記二面角は辺すなわち稜線の近傍部分を切除しても
よい。この二面角の面の内、前記入口壁部の径方向外側
面からなる入口面は、軸平面による断面において正に軸
線方向か、又は、軸線から上流方向に45°まで離れて傾
斜させることができる。前記二面角の面の内、前記出口
壁部の上流側面からなる出口面は、正に径方向か、又
は、下流方向内側に30°あるいは45°まで傾斜させるこ
とができる。
よい。この二面角の面の内、前記入口壁部の径方向外側
面からなる入口面は、軸平面による断面において正に軸
線方向か、又は、軸線から上流方向に45°まで離れて傾
斜させることができる。前記二面角の面の内、前記出口
壁部の上流側面からなる出口面は、正に径方向か、又
は、下流方向内側に30°あるいは45°まで傾斜させるこ
とができる。
この単純な構造では、シャッタモジュール及び弁胴間
の固定を解除した後、前記モジュールを径方向かつ軸方
向上流側あるいは少なくとも斜めに引き出すことがで
き、しかも、それに必要とされる取外し作業は僅かであ
り、一般にシール手段を構成するパッキンをこすること
もない。加えてこの構造は、ある流量が弁のサイズに比
較して大きい場合でも、流量加算の正確さが損なわれな
いことが判明した。出口チャンバは、弁胴の総てのセク
タに共通するように構成するのが最も簡単である。
の固定を解除した後、前記モジュールを径方向かつ軸方
向上流側あるいは少なくとも斜めに引き出すことがで
き、しかも、それに必要とされる取外し作業は僅かであ
り、一般にシール手段を構成するパッキンをこすること
もない。加えてこの構造は、ある流量が弁のサイズに比
較して大きい場合でも、流量加算の正確さが損なわれな
いことが判明した。出口チャンバは、弁胴の総てのセク
タに共通するように構成するのが最も簡単である。
すなわち、本発明のデジタル弁によれば、直径が入口
導管よりも大きなシャッタ座環上で弁の軸線のまわりに
角度間隔を開けて配分された複数の台座の夫々は、その
入口壁部及び出口壁部が上流方向外側に開いた凹形二面
角を形成しており、シャッタを組み込んでいるシャッタ
モジュールは、その二つの支承面が台座の凹形二面角の
形状に対応する凸形二面角を形成している。シャッタモ
ジュールの夫々とそれに対応する台座とは、その凹形二
面角形状及び凸形二面角形状を合体させるように組み合
わされてモジュール固定手段により固定される。従っ
て、各シャッタモジュールを個別にかつきわめて容易に
取付け又は取外しすることが可能になり、しかも取付け
時には、シャッタモジュールを高精度で位置決めできる
と同時に、シャッタモジュール及び台座間のシール手段
によって二面角形状における両方の面の夫々で効果的な
封止を得ることができるため、製造組立、保守点検もし
くは修理時の分解組立作業、又は古くなったシャッタモ
ジュールを新しいものに取り替える場合等の交換作業を
簡単かつ迅速に行うことができ、作業性を格段に向上さ
せ得る。更に、シャッタモジュール及び台座の二面角形
状は、その形状自体に加えて、入口及び出口分岐路が二
面角の各面を形成する入口壁部及び出口壁部に対して夫
々直交あるいはほぼ直交する屈曲した管路を形成してお
り、デジタル弁の全体形状を小型化することができる。
その結果、コンパクトな構造で正確な流量加算特性を有
していると共に、各シャッタモジュールの取付け取外し
の容易さが大幅に改善されたデジタル弁を実現すること
ができる。
導管よりも大きなシャッタ座環上で弁の軸線のまわりに
角度間隔を開けて配分された複数の台座の夫々は、その
入口壁部及び出口壁部が上流方向外側に開いた凹形二面
角を形成しており、シャッタを組み込んでいるシャッタ
モジュールは、その二つの支承面が台座の凹形二面角の
形状に対応する凸形二面角を形成している。シャッタモ
ジュールの夫々とそれに対応する台座とは、その凹形二
面角形状及び凸形二面角形状を合体させるように組み合
わされてモジュール固定手段により固定される。従っ
て、各シャッタモジュールを個別にかつきわめて容易に
取付け又は取外しすることが可能になり、しかも取付け
時には、シャッタモジュールを高精度で位置決めできる
と同時に、シャッタモジュール及び台座間のシール手段
によって二面角形状における両方の面の夫々で効果的な
封止を得ることができるため、製造組立、保守点検もし
くは修理時の分解組立作業、又は古くなったシャッタモ
ジュールを新しいものに取り替える場合等の交換作業を
簡単かつ迅速に行うことができ、作業性を格段に向上さ
せ得る。更に、シャッタモジュール及び台座の二面角形
状は、その形状自体に加えて、入口及び出口分岐路が二
面角の各面を形成する入口壁部及び出口壁部に対して夫
々直交あるいはほぼ直交する屈曲した管路を形成してお
り、デジタル弁の全体形状を小型化することができる。
その結果、コンパクトな構造で正確な流量加算特性を有
していると共に、各シャッタモジュールの取付け取外し
の容易さが大幅に改善されたデジタル弁を実現すること
ができる。
本発明によるデジタル弁の好ましい特徴によれば、台
座の入口壁部が入口導管よりも大きな径で形成されてお
り、末広管が入口導管からの流体を、入口壁部を貫通し
て形成されると共に入口分岐路の部分を形成する入口通
路まで案内しているのがよい。これにより、開放された
シャッタに対応する入口通路に向かって進む各流れ間の
望ましくない干渉を完全に回避するように十分なサイズ
を有する共通入口チャンバが前記入口壁部に接して形成
され、これは入口導管自体の径が小さい場合でも適用可
能である。弁を通過する流体が気体のときには、入口導
管の圧力の増大に応じて前記入口チャンバ及び入口導管
のサイズを小さくすることができる。
座の入口壁部が入口導管よりも大きな径で形成されてお
り、末広管が入口導管からの流体を、入口壁部を貫通し
て形成されると共に入口分岐路の部分を形成する入口通
路まで案内しているのがよい。これにより、開放された
シャッタに対応する入口通路に向かって進む各流れ間の
望ましくない干渉を完全に回避するように十分なサイズ
を有する共通入口チャンバが前記入口壁部に接して形成
され、これは入口導管自体の径が小さい場合でも適用可
能である。弁を通過する流体が気体のときには、入口導
管の圧力の増大に応じて前記入口チャンバ及び入口導管
のサイズを小さくすることができる。
本発明によるデジタル弁の他の好ましい特徴によれ
ば、出口壁部を貫通して出口分岐路の部分を構成する出
口通路が出口導管よりも大きな径で形成されており、複
数の出口通路から出る各流れ間に生じてシャッタの通過
流量を変化させる干渉を防止するように先細管が出口チ
ャンバから流れ出る流体を出口導管の方へ徐々に案内す
るのがよい。これにより、種々の開放されたシャッタを
通過する各流れ間における望ましくない干渉が生じる危
険性は前記出口通路の下流側で最大になることが判明し
た。従って、出口チャンバの径は入口チャンバの径ほど
小さくはできず、出口流体は予防策を講じて集めるよう
にしなければならない。特に、これらの流れは最初は互
いに平行あるいはほぼ平行でなければならない。
ば、出口壁部を貫通して出口分岐路の部分を構成する出
口通路が出口導管よりも大きな径で形成されており、複
数の出口通路から出る各流れ間に生じてシャッタの通過
流量を変化させる干渉を防止するように先細管が出口チ
ャンバから流れ出る流体を出口導管の方へ徐々に案内す
るのがよい。これにより、種々の開放されたシャッタを
通過する各流れ間における望ましくない干渉が生じる危
険性は前記出口通路の下流側で最大になることが判明し
た。従って、出口チャンバの径は入口チャンバの径ほど
小さくはできず、出口流体は予防策を講じて集めるよう
にしなければならない。特に、これらの流れは最初は互
いに平行あるいはほぼ平行でなければならない。
本発明によるデジタル弁の更に他の好ましい特徴によ
れば、流れを調整する格子がシャッタの下流側において
出口分岐路の夫々に配置されているのがよい。
れば、流れを調整する格子がシャッタの下流側において
出口分岐路の夫々に配置されているのがよい。
本発明によるデジタル弁の更に他の好ましい特徴によ
れば、シャッタモジュールの夫々の内部において屈曲管
路が、入口分岐路の直線内部セグメントと曲管と出口分
岐路の直線内部セグメントとを備えているのがよい。こ
のような構造にすると、屈曲管路の比較的大きな長さ部
分が直接セグメントによって構成されるときに前記モジ
ュールの製造が容易になるという利点が得られる。
れば、シャッタモジュールの夫々の内部において屈曲管
路が、入口分岐路の直線内部セグメントと曲管と出口分
岐路の直線内部セグメントとを備えているのがよい。こ
のような構造にすると、屈曲管路の比較的大きな長さ部
分が直接セグメントによって構成されるときに前記モジ
ュールの製造が容易になるという利点が得られる。
本発明によるデジタル弁の更に他の好ましい特徴によ
れば、シャッタの夫々は、出口分岐路の内部セグメント
の一つに設けられた入口／出口軸線を有しており、入口
／出口軸線に直交する作動シャフトを含んでおり、アク
チュエータは作動シャフト上に設けられると共にシャッ
タ座環の外側のアクチュエータ環のまわりに角度的に配
分されているのがよい。このような構造は、製造及び較
正が簡単な公知タイプの弁を使用してシャッタを構成す
ることができ、かなりのスペースがそれらのアクチュエ
ータのために利用できる。
れば、シャッタの夫々は、出口分岐路の内部セグメント
の一つに設けられた入口／出口軸線を有しており、入口
／出口軸線に直交する作動シャフトを含んでおり、アク
チュエータは作動シャフト上に設けられると共にシャッ
タ座環の外側のアクチュエータ環のまわりに角度的に配
分されているのがよい。このような構造は、製造及び較
正が簡単な公知タイプの弁を使用してシャッタを構成す
ることができ、かなりのスペースがそれらのアクチュエ
ータのために利用できる。
本発明によるデジタル弁の更に他の好ましい特徴によ
れば、シャッタが、作動シャフトのまわりを回転すると
共に該シャッタを介してアクチュエータにより駆動され
るプラグ弁であるのがよい。これらの弁は球形プラグを
もつ公知タイプの弁であると有利であり、デジタル弁の
サイズに比べて大きな固有流量を最大流量シャッタに与
えることができる。
れば、シャッタが、作動シャフトのまわりを回転すると
共に該シャッタを介してアクチュエータにより駆動され
るプラグ弁であるのがよい。これらの弁は球形プラグを
もつ公知タイプの弁であると有利であり、デジタル弁の
サイズに比べて大きな固有流量を最大流量シャッタに与
えることができる。
本発明によるデジタル弁の更に他の好ましい特徴によ
れば、アクチュエータは圧縮空気あるいは他の圧縮流体
の共通供給源から動力が供給される空圧式あるいは液圧
式のアクチュエータであり、各々が電子デジタル制御シ
ステムによって制御される少なくとも一つの電気制御弁
を備えているのがよい。このようなアクチュエータを使
用すれば、費用を余りかけずに、切換速度を比較的速く
することができる。これらのアクチュエータのサイズが
大きい場合には、前述の好ましい配置により前記アクチ
ュエータ環に設けると有利である。もちろん、前記電子
制御システムと前記電気制御弁との間には電子増幅器を
具備し得る。ただし、特に個々のデジタル弁のサイズが
小さい場合には、電気式アクチュエータを直接使用する
方が好ましいこともある。
れば、アクチュエータは圧縮空気あるいは他の圧縮流体
の共通供給源から動力が供給される空圧式あるいは液圧
式のアクチュエータであり、各々が電子デジタル制御シ
ステムによって制御される少なくとも一つの電気制御弁
を備えているのがよい。このようなアクチュエータを使
用すれば、費用を余りかけずに、切換速度を比較的速く
することができる。これらのアクチュエータのサイズが
大きい場合には、前述の好ましい配置により前記アクチ
ュエータ環に設けると有利である。もちろん、前記電子
制御システムと前記電気制御弁との間には電子増幅器を
具備し得る。ただし、特に個々のデジタル弁のサイズが
小さい場合には、電気式アクチュエータを直接使用する
方が好ましいこともある。
以下、添付図面に基づき非限定的実施例を挙げて本発
明をより詳細に説明する。複数の図面に同一部材を示す
場合はその符号も同じにした。この実施例では前述のご
とき配置構成を好ましいものとして含む。尚、ここに記
載の部材は同じ機能をもつ他の部材に代え得ることを理
解されたい。
明をより詳細に説明する。複数の図面に同一部材を示す
場合はその符号も同じにした。この実施例では前述のご
とき配置構成を好ましいものとして含む。尚、ここに記
載の部材は同じ機能をもつ他の部材に代え得ることを理
解されたい。
［実施例］ この実施例の弁は軸線６を有している。この弁の入口
導管２は接続フランジ４を備えており、弁胴10に溶接さ
れた末広管８に下流側で溶接される。弁胴は全体的に円
環形状を有しており、中央の穴が閉塞プレート12で閉鎖
されている。
導管２は接続フランジ４を備えており、弁胴10に溶接さ
れた末広管８に下流側で溶接される。弁胴は全体的に円
環形状を有しており、中央の穴が閉塞プレート12で閉鎖
されている。
この円環の複数の角セクタは夫々、出口側部18の一つ
と、平坦部を構成する外側平面16を有する14のような入
口壁部の一つとを備えている。これらのセクタの夫々は
このように二面角形状の台座を形成している。この二面
角の入口側面は弁の軸線とほぼ平行であり、出口側面は
弁の軸線と直交する。入口壁部14の内側では閉塞プレー
ト12の上流側に入口チャンバ20が形成される。
と、平坦部を構成する外側平面16を有する14のような入
口壁部の一つとを備えている。これらのセクタの夫々は
このように二面角形状の台座を形成している。この二面
角の入口側面は弁の軸線とほぼ平行であり、出口側面は
弁の軸線と直交する。入口壁部14の内側では閉塞プレー
ト12の上流側に入口チャンバ20が形成される。
前記入口壁部及び出口壁部の間に形成された台座に
は、ほぼ立方体のシャッタモジュール24が前記壁部に支
承されるようにモジュール固定手段としてのねじ26によ
って固定される。このモジュールの前記支承面は符号25
及び27で示されている。
は、ほぼ立方体のシャッタモジュール24が前記壁部に支
承されるようにモジュール固定手段としてのねじ26によ
って固定される。このモジュールの前記支承面は符号25
及び27で示されている。
入口壁部14には前記径方向入口通路の一つ22が設けら
れており、この通路に続いてモジュール24内部の導管セ
グメント28が延びている。この流体導管は前記セグメン
トに続いて90°の曲管30を含んでおり、次いでモジュー
ル24内部の別の導管セグメント32と、出口壁部18に設け
られた軸線方向出口通路34とを順次含んでいる。
れており、この通路に続いてモジュール24内部の導管セ
グメント28が延びている。この流体導管は前記セグメン
トに続いて90°の曲管30を含んでおり、次いでモジュー
ル24内部の別の導管セグメント32と、出口壁部18に設け
られた軸線方向出口通路34とを順次含んでいる。
モジュール24と壁部14及び18との間の境界面には、セ
グメント28及び32を包囲してシール手段としての環状パ
ッキン29及び33が配置されている。全ての出口通路、例
えば通路34は、外側が先細管38で境界が定められると共
に内側が突出部40で境界付けされた共通環状出口チャン
バ36に開口している。先細管38は接続フランジ44を備え
た出口導管42に前記チャンバを接続する。
グメント28及び32を包囲してシール手段としての環状パ
ッキン29及び33が配置されている。全ての出口通路、例
えば通路34は、外側が先細管38で境界が定められると共
に内側が突出部40で境界付けされた共通環状出口チャン
バ36に開口している。先細管38は接続フランジ44を備え
た出口導管42に前記チャンバを接続する。
モジュール24は、内部出口セグメント32に設けられる
と共に球形プラグ50を貫通するオリフィス48を有するシ
ャッタ46を含んでいる。種々の異なるシャッタ、例えば
12個のシャッタを備えるデジタル弁は、直径の等しいも
のを四個一組として三種類の異なる直径をもつ球形プラ
グを有しており、各組の四個のプラグには、各シャッタ
の公称流量に応じて異なる直径のオリフィスが夫々穴開
けされている。尚、オリフィスの最大直径は、出口分岐
路32、34の直径に等しい。
と共に球形プラグ50を貫通するオリフィス48を有するシ
ャッタ46を含んでいる。種々の異なるシャッタ、例えば
12個のシャッタを備えるデジタル弁は、直径の等しいも
のを四個一組として三種類の異なる直径をもつ球形プラ
グを有しており、各組の四個のプラグには、各シャッタ
の公称流量に応じて異なる直径のオリフィスが夫々穴開
けされている。尚、オリフィスの最大直径は、出口分岐
路32、34の直径に等しい。
プラグ弁のプラグ50及び筒体56間にはパッキン52及び
54が配置されており、筒体とモジュール24との間にはパ
ッキン57、前記筒体と壁部18との間にはパッキン58が配
置される。プラグ50の下流の流れは格子69によって調整
される。
54が配置されており、筒体とモジュール24との間にはパ
ッキン57、前記筒体と壁部18との間にはパッキン58が配
置される。プラグ50の下流の流れは格子69によって調整
される。
プラグは、共通供給源としてのマニホルド66から電気
制御弁68を介して供給される圧縮空気により駆動される
空圧式アクチュエータ64に接続された作動シャフト60に
よって回転駆動される。
制御弁68を介して供給される圧縮空気により駆動される
空圧式アクチュエータ64に接続された作動シャフト60に
よって回転駆動される。
前記マニホルドは、符号64で示すようなアクチュエー
タに近接してデジタル弁を包囲する管からなる。この管
の直径は圧縮空気緩衝タンクを構成するのに十分な大き
さを有している。この管自体の空気供給源は図示されて
いないコンプレッサである。符号68で示すような複数の
電気制御弁は、共通電子システム70によって制御され
る。前記シャッタ環及びアクチュエータ環は、軸線６の
まわりに角度間隔を開けて配分された符号46で示すよう
なシャッタ及び符号64で示すようなアクチュエータによ
って構成されている。
タに近接してデジタル弁を包囲する管からなる。この管
の直径は圧縮空気緩衝タンクを構成するのに十分な大き
さを有している。この管自体の空気供給源は図示されて
いないコンプレッサである。符号68で示すような複数の
電気制御弁は、共通電子システム70によって制御され
る。前記シャッタ環及びアクチュエータ環は、軸線６の
まわりに角度間隔を開けて配分された符号46で示すよう
なシャッタ及び符号64で示すようなアクチュエータによ
って構成されている。
［発明の効果］ 上述したように本発明のデジタル弁によれば、製造組
立、保守点検もしくは修理時の分解組立作業又は交換作
業を簡単かつ迅速に行うことができ、作業性を格段に向
上させ得ると同時に、デジタル弁の全体形状を小型化す
ることができ、その結果、コンパクトな構造で正確な流
量加算特性を有していると共に、各シャッタモジュール
の取付け取外しの容易さが大幅に改善されたデジタル弁
を実現することができる。
立、保守点検もしくは修理時の分解組立作業又は交換作
業を簡単かつ迅速に行うことができ、作業性を格段に向
上させ得ると同時に、デジタル弁の全体形状を小型化す
ることができ、その結果、コンパクトな構造で正確な流
量加算特性を有していると共に、各シャッタモジュール
の取付け取外しの容易さが大幅に改善されたデジタル弁
を実現することができる。
第１図は本発明によるデジタル弁の軸線に沿った部分断
面図を含む説明図、第２図はシャッタ部分を詳細に示す
拡大図、第３図はデジタル弁の下流側を示す図である。 ２……入口導管、６……軸線、10……弁胴、14……入口
壁部、18……出口壁部、24……シャッタモジュール、2
5、27……支承面、26……ねじ、29、33……パッキン、4
2……出口導管、46……シャッタ、48……オリフィス、6
4……アクチュエータ。
面図を含む説明図、第２図はシャッタ部分を詳細に示す
拡大図、第３図はデジタル弁の下流側を示す図である。 ２……入口導管、６……軸線、10……弁胴、14……入口
壁部、18……出口壁部、24……シャッタモジュール、2
5、27……支承面、26……ねじ、29、33……パッキン、4
2……出口導管、46……シャッタ、48……オリフィス、6
4……アクチュエータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレ・ビオド フランス国、42030・サン‐テテイエン ヌ、リユ・エドワール・マルテル、13ソ シエテ・ヌベル・オクサン気付 (56)参考文献 実開 昭62−172671（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−27731（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3942553（ＵＳ，Ａ) 米国特許4019533（ＵＳ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】上流側を経由してくる上流圧力下の流体を
受け入れるために弁の軸線（６）上に設けられた入口導
管（２）、並びに前記流体を実質的により小さな下流圧
力下で下流側を経由して流れ出させるために前記同一軸
線上に設けられた出口導管（42）と、 開放時には前記流体の流れを前記入口導管（２）から前
記出口導管（42）へ固有の流量で通過させるべくオリフ
ィス（48）を開放すると共に閉鎖時には前記流れを阻止
するように作用する複数のシャッタ（46）と、 直径が前記入口導管（２）よりも大きなシャッタ座環上
で前記弁の軸線（６）のまわりに角度間隔を開けて配分
された複数の台座（14、18）を形成する弁胴（10）であ
って、各シャッタ（46）を前記入口導管（２）及び前記
出口導管（42）間で並列に接続して各開放シャッタを通
過する流れが合流するように前記台座（14、18）の夫々
が前記シャッタ（46）の対応する一つを受容している弁
胴（10）と、 前記シャッタ（46）の対応する一つを夫々作動させる複
数のアクチュエータ（64）とを備えており、 前記弁胴（10）内の台座（14、18）の夫々は、上流方向
外側に開いた凹形二面角の形状を有しており、該凹形二
面角の一方の面が前記シャッタ（46）の対応する一つの
径方向内側に設けられると共に周方向に沿って及び軸線
方向あるいは斜め外側方向に沿って伸長する入口壁部
（14）で構成されると共に、前記凹形二面角の他方の面
が前記シャッタの下流側に設けられると共に周方向に沿
って及び径方向あるいは下流方向に向かって斜めの方向
に沿って伸長する出口壁部（18）で構成されており、 前記シャッタ（46）の夫々が、前記凹形二面角と同寸法
の凸形二面角を形成する二つの支承面（25、27）を有す
る対応シャッタモジュール（24）に組み込まれており、 前記シャッタモジュール（24）の夫々はその台座の前記
入口及び出口壁部（14、18）に対して前記支承面（25、
27）で支承されるようにモジュール固定手段（26）によ
って取外し可能に固定されており、 前記入口壁部（14）にほぼ直交する入口分岐路（22、2
8）と前記出口壁部（18）に対してほぼ直交する出口分
岐路（32、34）とを有しており、前記台座（14、18）の
少なくとも複数に共通で前記出口導管（42）に連通する
か又は該出口導管によって構成される出口チャンバ（3
6）に対して前記流体を通過させることができる流体用
屈曲管路（22、28、30、32、34）を、前記シャッタ（4
6）が開かれたときに前記台座の夫々の前記入口及び出
口壁部（14、18）と前記シャッタ（46）の一つを組み込
んだ対応シャッタモジュール（24）とが形成し、 前記モジュール（24）の支承面（25、27）とその台座の
前記入口及び出口壁部（14、18）との間における前記入
口及び出口分岐路（22、28、32、34）のまわりにシール
手段（29、33）が具備されていることを特徴とするデジ
タル弁。 - 【請求項２】前記台座（14、18）の入口壁部（14）が前
記入口導管（２）よりも大きな径で形成されており、末
広管（８）が前記入口導管（２）からの流体を、前記入
口壁部（14）を貫通して形成されると共に前記入口分岐
路（22、28）の部分を形成する入口通路（22）まで案内
していることを特徴とする請求項１に記載の弁。 - 【請求項３】前記出口壁部（18）を貫通して前記出口分
岐路（32、34）の部分を構成する出口通路（34）が前記
出口導管（42）よりも大きな径で形成されており、前記
複数の出口通路（34）から出る各流れ間に生じて前記シ
ャッタの通過流量を変化させる干渉を防止するように先
細管（38）が前記出口チャンバ（36）から流れ出る流体
を前記出口導管（42）の方へ徐々に案内することを特徴
とする請求項１又は２に記載の弁。 - 【請求項４】流れを調整する格子（69）が前記シャッタ
（46）の下流側において前記出口分岐路（32、34）の夫
々に配置されていることを特徴とする請求項１から３の
いずれか一項に記載の弁。 - 【請求項５】前記シャッタモジュール（24）の夫々の内
部において前記屈曲管路（22、28、30、32、34）が、前
記入口分岐路（22、28）の直線内部セグメント（28）と
曲管（30）と前記出口分岐路（32、34）の直線内部セグ
メント（32）とを備えていることを特徴とする請求項１
から４のいずれか一項に記載の弁。 - 【請求項６】前記シャッタ（46）の夫々は、前記出口分
岐路の前記内部セグメント（32）の一つに設けられた入
口／出口軸線を有しており、該入口／出口軸線に直交す
る作動シャフト（60）を含んでおり、前記アクチュエー
タ（64）は前記作動シャフト（60）上に設けられると共
に前記シャッタ座環の外側のアクチュエータ環のまわり
に角度間隔を開けて配分されていることを特徴とする請
求項５に記載の弁。 - 【請求項７】前記シャッタ（46）が、前記作動シャフト
（60）のまわりを回転すると共に該シャフトを介して前
記アクチュエータ（64）により駆動されるプラグ弁であ
ることを特徴とする請求項６に記載の弁。 - 【請求項８】前記アクチュエータ（64）は圧縮空気ある
いは他の圧縮流体の共通供給源（66）から動力が供給さ
れる空圧式あるいは液圧式のアクチュエータであり、各
々が電子デジタル制御システム（70）によって制御され
る少なくとも一つの電気制御弁（68）を備えていること
を特徴とする請求項６に記載の弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8804305 | 1988-03-31 | ||
| FR8804305A FR2629555B1 (fr) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Vanne numerique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01299370A JPH01299370A (ja) | 1989-12-04 |
| JP2710981B2 true JP2710981B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=9364858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8023489A Expired - Lifetime JP2710981B2 (ja) | 1988-03-31 | 1989-03-30 | デジタル弁 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4877056A (ja) |
| EP (1) | EP0335307B1 (ja) |
| JP (1) | JP2710981B2 (ja) |
| CN (1) | CN1017468B (ja) |
| AT (1) | ATE75831T1 (ja) |
| CA (1) | CA1315266C (ja) |
| DE (1) | DE68901412D1 (ja) |
| ES (1) | ES2032069T3 (ja) |
| FR (1) | FR2629555B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197195B1 (en) | 1999-03-29 | 2001-03-06 | H-Tech, Inc. | Fluid handling apparatus and flow control assembly therefor |
| US6588442B2 (en) * | 2001-10-11 | 2003-07-08 | Eaton Corporation | Servo operated rotary valve with emergency bypass and method of making same |
| US20050087238A1 (en) * | 2003-10-22 | 2005-04-28 | Wilson Robert E. | Compressed air control system refinements |
| JP4742006B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2011-08-10 | シーケーディ株式会社 | 手動ボール弁取付構造及び手動ボール弁付きユニット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3942553A (en) | 1974-01-10 | 1976-03-09 | Process Systems, Inc. | Digital fluid flow control system with trim adjustment |
| US4019533A (en) | 1975-07-17 | 1977-04-26 | Digital Dynamics, Inc. | Digital valve assembly |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3937248A (en) * | 1968-02-06 | 1976-02-10 | Process Systems, Inc. | Fluid flow control system employing a plurality of digital valve elements |
| US3670768A (en) * | 1970-06-08 | 1972-06-20 | Dynak Inc | Fluid flow control device |
| US3746041A (en) * | 1971-02-02 | 1973-07-17 | Process Systems | Fluid flow control system |
| US4223811A (en) * | 1975-12-15 | 1980-09-23 | Imre Czegledi | Fluid metering, mixing and dispensing machine |
| JPH0355018Y2 (ja) * | 1986-04-21 | 1991-12-05 | ||
| JPH0355018U (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-28 |
-
1988
- 1988-03-31 FR FR8804305A patent/FR2629555B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-28 AT AT89105402T patent/ATE75831T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-03-28 DE DE8989105402T patent/DE68901412D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-28 EP EP19890105402 patent/EP0335307B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-28 ES ES89105402T patent/ES2032069T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-29 CA CA 595015 patent/CA1315266C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-30 JP JP8023489A patent/JP2710981B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-30 US US07/330,577 patent/US4877056A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-30 CN CN89101826A patent/CN1017468B/zh not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3942553A (en) | 1974-01-10 | 1976-03-09 | Process Systems, Inc. | Digital fluid flow control system with trim adjustment |
| US4019533A (en) | 1975-07-17 | 1977-04-26 | Digital Dynamics, Inc. | Digital valve assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01299370A (ja) | 1989-12-04 |
| EP0335307A1 (fr) | 1989-10-04 |
| FR2629555A1 (fr) | 1989-10-06 |
| US4877056A (en) | 1989-10-31 |
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| ATE75831T1 (de) | 1992-05-15 |
| DE68901412D1 (de) | 1992-06-11 |
| CA1315266C (fr) | 1993-03-30 |
| FR2629555B1 (fr) | 1990-11-16 |
| ES2032069T3 (es) | 1993-01-01 |
| CN1017468B (zh) | 1992-07-15 |
| CN1036819A (zh) | 1989-11-01 |
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