JP3219485U - 省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁 - Google Patents

Abstract

【課題】精密に圧力を調整する省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁を提供する。
【解決手段】調圧台座２０、調圧濾過弁３０、保護カバー４０が上から下に順番に構成され、調圧濾過弁内には一次側圧力と二次側圧力を通過させる主通路３１が設けられ、主通路内には二次側圧力と流量を段階的に調整・制御する主弁口３２と副弁口３３が設けられ、流量棒３４は、棒３４１により圧力リング３４３を嵌合した後、棒球台座３４２と棒固定台座３４４を棒の上方に連結し、棒の下方には副弁口ばね３４６が組み合わされ当接され、圧力リングの下方には主弁口ばね３４５が設けられて当接され、圧力リングが移動し主弁口を開閉することで、棒球台座は調圧台座内の主ダイヤフラム２１の圧力を受けると、副弁口により流量の一部と圧力を通過させ、精密に圧力を調整し、調圧台座の側辺に位置するオーバーフロー孔２６から大気中に流れ消費される空気を無くす。
【選択図】図１

Description

本考案は省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁に関し、前記本体内部には、主弁口と副弁口を備える調圧濾過弁が設けられ、圧力が前記調圧濾過弁を通過する際、透過調圧台座内の調圧ばねによって流量棒にかかる圧力を調整した後、流量の一部が先に前記副弁口を通過するようにできることで、さらに大量の流量が通過する必要がある際に、前記主弁口を開けることができ、主弁口と副弁口を開けた時と閉めた時の圧力差を減少させることができることで、主弁口と副弁口の開閉がさらに迅速になるとともに安定するほか、主ダイヤフラムの面積が副弁口の面積より大幅に大きいことで、さらに精密に圧力を調整する目的を達成すことができる省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁に関する。

従来の直動式精密圧力調整弁９０は、参照する図７〜図８に示す通り、直動式精密圧力調整弁９０には、気圧流体ＰＰが入力される気体流入端ＰＡと、排出用の気体排出端ＰＢが設けられ、両端の間には、弁口９１が設けられ、前記弁口９１が主にダイヤフラム９３とばね９２によって加える圧力によって、気圧流体ＰＰの気体流入端ＰＡにおける消耗量の多さと気体排出端ＰＢにおける圧力と流量の大きさを制御する。

そのうち、図から分かる通り、前記弁口９１を制御する構造は、一本の柱体であり、その頂端は、主ばね９４の弾性力を受け、ダイヤフラム９３上に圧力が加えられることで、前記弁口９１が開き、底端は、前記ばね９２の弾性力を受けて元の位置に戻り前記弁口９１が閉められるため、前記弁口９１を開けるまたは閉める際の動作がはっきりと分かり、気体排出端ＰＢの圧力が減少してわずかになった際には、圧力×（ダイヤフラム９３の面積−弁口９１の面積）＝作用力の減小量となり、この減小量÷主ばね９４のばね定数＝主ばね９４の移動量であり、この移動量によって主ばね９４は、弁口９１を開き、気体排出端ＰＢの圧力は増加するため、精密に圧力を調整したい場合には、弁口９１の面積を減少させて、移動量を増大させ、消耗する流量と圧力を最小にすることで精密に圧力を調整することができる。

従来の直動式精密圧力調整弁９０は、弁口９１の面積を減少させることが、最大流量の減少につながることを考慮したため、前記弁口９１の面積を減少させることができず、従来技術は、オーバーフロー孔９６を常に開けておく方法を採用し、空気を消費して消費量を大気に放出することで、出力する圧力を精密に調整する目的を達成したが、この方式では、直動式精密圧力調整弁９０によって空気圧源のエネルギー源が浪費されてしまった。

要約すると、前記弁口９１の流量棒９５の設計は、さらに大きな流量の必要を満たすためには、前記直動式精密圧力調整弁９０内部の構造におけるダイヤフラム９３、ばね９２等の構成部品も流量の増加に伴い比例して大きくする必要があるが、直動式精密圧力調整弁９０の体積を大きくすればするほど、オーバーフロー孔９６の空気消費量も増大する。このように、使用者が操作して調整する際、ねじるのに必要な力も確実に増大するとともに、弁口９１の寸法が大きくなることで、わずかに開けて移動させることで設定された圧力または入力されるわずかな流量を調整すると、非常に短時間の間に、大量の流量が急速に弁口９１を通過し、細かい制御が非常に困難であることで、オーバーフロー孔９６の空気の消費量が無駄に浪費される状況はますます深刻になる。したがって、上述の構造における実適用と研究後に分かった点に基づいて、欠点を改善する必要がある。

本考案は、精密に圧力を調整する省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁を提供することを目的とする。

本考案は、省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁であり、その主な技術目的は、流量棒を主ダイヤフラムと、主弁口及び副弁口のばねと組み合わせることにより両端に圧力を加え、主弁口と副弁口が必要な流量に基づいて段階的に開閉されるようにすることで、不必要に浪費される流量を減少させるとともに、副弁口がわずかな流量を制御しやすく、精密に設定された圧力を調整しやすいため、主弁口の寸歩が大きくされ流量が増大する場合にも、副弁口の寸法をそれに伴って大きくする必要がなく、大容量直動式精密減圧弁が一貫して精密な圧力を出力し続けることができるようにすることである。

２つ目の技術目的として、２段階で開閉する弁口の設計により、流量の大小を相対する弁口の開閉に合わせることができることで、一次側圧力と二次側圧力の間の圧力差を減少させることができ、出力する圧力をさらに調節且つ制御しやすくすることで、さらに精密に圧力を調整することができるだけでなく、開閉の速度に影響が及ぶのを防ぐことができる。

３つ目の技術目的として、２段階で開閉する流量棒と主弁口及び副弁口の設計により、構造の内部の空間において流量棒の構成部品が占める体積が比例して大きくなるのを防ぐことができ、本体の体積を一定に保ち、必要とされる流量が大きくなるのに伴って本体の体積を増大させる必要はないとともに、制御するための調圧台座と調圧ノブも比例して大きくされる必要はないため、使用者が調圧主軸をねじるのに必要な力が小さくされ、主ばねをさらに圧縮しやすくすることで主ダイヤフラムが押されて動き、必要な出力圧力が取得される。

本考案の省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁は、調圧台座と、調圧濾過弁と、保護カバーが上から下に連結されてなる本体と、からなり、前記調圧濾過弁は、一次側圧力と二次側圧力を通過させるための主通路を備え、前記主通路内には、主弁口と副弁口がさらに設けられ、この構造により、二次側圧力まで流れる流量を段階的に調整且つ制御することができ、流量棒は、棒によって圧力リングを嵌合した後、さらに、棒球台座は、前記棒の上方に連結され、前記棒の下方には、副弁口ばねが組み合わされて当接され、前記圧力リングの下方には、主弁口ばねが組み合わされて設けられ当接することで、圧力リングを移動させて、主弁口を開閉させ、前記棒球台座は、前記調圧台座内の主ダイヤフラムから圧力を受けることで、本体は、まず前記副弁口により流量の一部を通過させ、前記主ダイヤフラムが調節され加える圧力が増大された後、流量棒が主弁口をさらに開くことができるようにし、さらに大量の流量が主弁口と副弁口を通過するようにする。本考案は、主弁口と副弁口の開閉の間の圧力差を減少させることにより、主弁口と次弁口の開閉をさらに迅速にするとともに、さらに精密に圧力を調整し、エネルギー源を節約する目的を達成することができる。

本考案の準備状態における構造を示した図である。 本考案における流量棒の構造を示した図である。 本考案の動作状態における副弁口を示した図である。 本考案の動作状態における副弁口の一部の構造の拡大図である。 本考案の動作状態における主弁口を示した図である。 本考案の動作状態における主弁口の一部の構造の拡大図である。 本考案における従来技術の構造を示した図である。 本考案における従来技術の断面を示した図である。

本考案の、前記最も好ましい実行可能な前記実施例に基づき、図１〜図２を組み合わせて詳しく説明することで、本考案について理解を深めることができるものとする。

本考案は、省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁であり、その構造は、本体１０からなり、前記本体１０は、調圧台座２０と、調圧濾過弁３０と、保護カバー４０が上から下に順番に連結されてなり、前記保護カバー４０の内部は、プラスチックカップ４１を備え、前記プラスチックカップ４１内は、主にフィルターカートリッジ台座４２を組み合わせて設置するのに用いられ、前記フィルターカートリッジ台座４２には、取り替え用のフィルターカートリッジ４３が設けられるとともに、前記フィルターカートリッジ台座４２内には、底板４４がさらに設けられる。

そのうち、前記調圧濾過弁３０は、一次側圧力Ｐ１と二次側圧力Ｐ２を通過させることのできる主通路３１を備え、主通路３１内は、主弁口３２と、前記主弁口３２の内部に設けられる副弁口３３を備え、二次側圧力Ｐ２まで流れる流量を段階的に調整且つ制御できる設計を形成するのに用いられるとともに、前記副弁口３３の下方には、副弁口ばね３４６が設けられ、弾性力によって副弁口３３を開閉するのに用いられることで、前記副弁口３３は、弾性力により元の位置に戻る機能を備えることができ、副弁口ばね３４６のばねの定数は、少なければ少ないほど好ましいことにより、精密に出力圧力を調整且つ制御する目的が達成される。

さらに別の流量棒３４は、棒３４１によって圧力リング３４３を嵌合した後、さらに詳しく言うと、圧力リング３４３が嵌合された後、空間の一部において第１段階の部分が移動することのできる空間があり、第１段階の部分は、少なくとも０．３から０．１ミリメートル移動することで、第２段階の部分ができる限り速く後に続いて移動することができ、さらに大量の流量を出力することができる。

前記棒３４１の上方には、棒球台座３４２及び棒固定台座３４４が連結され、前記棒３４１の下方には、副弁口ばね３４６が組み合わされて当接されるとともに、前記圧力リング３４３の下方には、主弁口ばね３４５が組み合わされて設けられ、当接されることで、前記圧力リング３４３は、弾性力によって移動することができ、さらに前記主弁口３２を開閉することができ、前記棒球台座３４２は、調圧台座２０内に設けられる主ダイヤフラム２１と主ばね２５からの圧力を受け、本体１０はまず、前記副弁口３３によって流量の一部と圧力を通過させ、この時、設定された圧力を精密に調整することができるとともに、オーバーフロー孔２６は、消費されて大気中に流れる空気を全く無くして調整を完成させることができるが、前記主ダイヤフラム２１が調節され、加えられる圧力が増大された後、流量棒３４によって、前記主弁口３２は引き続き開けられることができることで、さらに大量の流量が前記主弁口３２と副弁口３３を通過する。

参照する図２に示す通り、流量棒３４において、明らかな通り、棒３４１は、棒包囲プラスチック３４１１によって覆われ、棒球台座３４２の表面も、球台座包囲プラスチック３４２１によって覆われ、さらに参照する図１から明確に理解できる点として、その棒包囲プラスチック３４１１は、前記棒固定台座３４４の底部における互いに接触する表面をフィットさせるのに用いられ、副弁口３３を開閉することができ、圧力リング３４３上にも圧力リング包囲プラスチック３４３１が設けられ、主弁口３２を開閉することができ、前記球台座包囲プラスチック３４２１は、前記主ダイヤフラム２１との接触部の密着度を強化するのに用いられ、閉めるまたは開けることにより調圧濾過弁３０内の二次側圧力Ｐ２が流入するようにすることができることで、二次側圧力Ｐ２の精密度が調整される。明らかな通り、前記流量棒３４は、２段階の構造設計であり、さらに前記二次側圧力Ｐ２の流動を調節且つ制御することができる。

さらに参照する図３〜図４に示す通り、一次側圧力Ｐ１が前記主通路３１を通って前記副弁口３３を通過する場合、明らかな通り、前記流量棒３４は、第１段階の部分のみ移動し、主ダイヤフラム２１によって下に押されて動き、この時、本体１０の作動に必要な流量は、まだ最大値に達しない。さらに参照する図５〜図６に示す通り、前記流量棒３４が主ダイヤフラム２１によって引き続き下に押されて動いた後、明らかな通り、前記圧力リング３４３も棒３４１によって押されて下に動き、さらに開けられて第２段階の部分が移動し、前記主弁口３２が開けられる。この時、本体１０は、最大値の流量で通過することができる。

本考案における上述で開示した図から明らかな通り、前記調圧台座２０の側辺に設けられるオーバーフロー孔２６は、常に閉められる設計であり、流量が前記主通路３１を通過する時、前記オーバーフロー孔２６は、空気を全く消費しないことにより、本体１０において優れた省エネ効果が達成される。さらに、従来の構造内部の設計は、本考案の内部に比べ、流量棒３４と主弁口３２及び副弁口３３の構造の一部に違いがあるのみで、その他の構造は、ほぼ同じであるとともに、部品を共有することができるため、本考案の段階的な弁口の設計を使用する場合、直接取り替えることができることで、その流量は、本体１０の体積を変化させることなく増大させることができ、新たに型をとり製造するための研究開発費及び時間をさらに大幅に節約することができる。さらに、本考案における主弁口３２と副弁口３３の開閉についてさらによく知ると、前記副弁口３３の面積を最小面積にまで減少させることによって、前記主弁口３２の面積を維持し変化させずに、圧力調整の精密度に関し、従来の構造に必要な流量と圧力の条件下において、その消耗をさらに低く減少させつつ、さらに、精密に圧力を調整することができる。

要約すると、本考案の省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁は、流量棒３４が一般に必要とされる流量、及び最大流量の必要に対応する場合に、２階段で前記主弁口３２と副弁口３３を開閉する設計により、通過する総流量をさらに増大させることができ、構成部品の相対的な反応速度を向上させることができるとともに、それにより一次側圧力Ｐ１と二次側圧力Ｐ２の間の圧力差が減少することで、使用者は、さらに省力に且つ楽に制御することができ、精密に圧力を調整する機能を備えるとともに、尺寸のさらに大きい弁口に適用する場合、本考案において開示された２階段の弁口の設計を、さらに複数段階の設計に改良するだけで、従来において大容量の場合内部の構成部品も大きくなる欠点を改善することができ、使用者がさらに楽に調整且つ制御し、使用することができるようにする。

１０ 本体
２０ 調圧台座
２１ 主ダイヤフラム
２２ 調圧ノブ
２３ 調圧主軸
２４ 調圧ナット
２５ 調圧ばね
２６ オーバーフロー孔
３０ 調圧濾過弁
３１ 主通路
３２ 主弁口
３３ 副弁口
３４ 流量棒
３４１ 棒
３４１１ 棒包囲プラスチック
３４２ 棒球台座
３４２１ 球台座包囲プラスチック
３４３ 圧力リング
３４３１ 圧力リング包囲プラスチック
３４４ 棒固定台座
３４５ 主弁口ばね
３４６ 副弁口ばね
４０ 保護カバー
４１ プラスチックカップ
４２ フィルターカートリッジ台座
４３ フィルターカートリッジ
４４ 底板
Ｐ１ 一次側圧力
Ｐ２ 二次側圧力
９０ 直動式精密圧力調整弁
９１ 弁口
９２ ばね
９３ ダイヤフラム
９４ 主ばね
９５ 流量棒
９６ オーバーフロー孔
ＰＡ 気体流入端
ＰＢ 気体排出端
ＰＰ 気圧流体

Claims (5)

1. 本体からなる省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁であって、前記本体は、調圧台座と、調圧濾過弁と、保護カバーが上から下に順番に連結されてなり、前記調圧濾過弁は、一次側圧力と二次側圧力を通過させる主通路を備え、前記主通路内は、主弁口と、前記主弁口の内部に設けられる副弁口を備え、二次側圧力まで流れる流量を段階的に調整且つ制御するのに用いられ、流量棒は、棒によって圧力リングを嵌合した後、棒球台座と、棒固定台座を前記棒の上方に連結させ、前記棒の下方には、副弁口ばねが組み合わされて当接されるとともに、前記圧力リングの下方には、主弁口ばねが組み合わされて設けられ、当接されることで、前記圧力リングは、移動して前記主弁口を開閉し、前記棒球台座は、前記調圧台座内に設けられる主ダイヤフラムから圧力を受け、本体は、まず前記副弁口により流量の一部と圧力を通過させてから、圧力を設定すると同時に精密に圧力を調整し、前記調圧台座の側辺に位置するオーバーフロー孔を通過し大気中に流れ消費される空気を無くして行われ、前記主ダイヤフラムが調節され圧力が増大されると、前記流量棒によって前記主弁口は空けられ、さらに大量の流量が前記主弁口と前記副弁口を通過することを特徴とする、省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁。
2. 前記流量棒は、段階式の設計であることで、前記主弁口と副弁口が続けて開閉されることを特徴とする、請求項１に記載の省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁。
3. 前記流量棒の段階式設計は、少なくとも２段階以上であり、第１段階の部分は、少なくとも０．３から０．１ミリメートル移動することで、第２段階の部分ができる限り速く後に続いて移動するようにすることで、さらに大量の流量を出力することを特徴とする、請求項２に記載の省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁。
4. 前記棒は、棒包囲ゴムをさらに備え、前記棒包囲ゴムは、前記棒の表面を覆うとともに、前記棒固定台座の底部の表面と互いに接触することで、前記副弁口の密着度を強化することを特徴とする、請求項１に記載の省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁。
5. 前記棒球台座は、球台座包囲プラスチックをさらに備え、前記球台座包囲プラスチックは、前記棒球台座の表面を覆うことで、前記主ダイヤフラムと接触する部分の密着度を強化することを特徴とする、請求項１に記載の省エネ型大容量直動式精密圧力調整濾過弁。

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