JP3365568B2 - Pilot for self-powered control valve - Google Patents

Pilot for self-powered control valve

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JP3365568B2
JP3365568B2 JP18318793A JP18318793A JP3365568B2 JP 3365568 B2 JP3365568 B2 JP 3365568B2 JP 18318793 A JP18318793 A JP 18318793A JP 18318793 A JP18318793 A JP 18318793A JP 3365568 B2 JP3365568 B2 JP 3365568B2
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淳 菅沼
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、たとえば都市ガスの供
給量を制御する大容量型のガスレギュレータ等を始め、
各種流体の圧力または流量制御をその制御対象自身を利
用して行なう自力式制御弁に関し、特にこの自力式制御
弁を二次側での圧力変動に応じて所定の設定圧に制御す
るために用いて好適な自力式制御弁用パイロットに関す
る。 【0002】 【従来の技術】自力式制御弁は動作を必要とするエネル
ギを制御対象である流体から直接得ているので、その操
作量に制限はあるものの、構造が簡単で、設備も比較的
容易で、しかも適性を生かして使用すれば便利であり、
近年プラント建設費の軽減、工期の短縮、維持費の軽減
等の面から多く採用されるようになってきている。 【0003】すなわち、この種の自力式制御弁は、被制
御流体である空気またはガスの圧力(または流量)を、
高圧側(一次圧P1)から低圧側(二次圧P2)に流す
経路の途中に、減圧弁システムとして、流体を直接制御
する調節弁と、低圧側(二次圧P2)での圧力(または
流量)変化に応じて調節弁本体を駆動するアクチュエー
タと、二次圧P2を所定の設定圧に維持するために用い
られるパイロットとで構成されている。このパイロット
は、流体の一次圧P1を供給圧とし、二次圧P2の変化
に応じて制御圧Pxを出力し、アクチュエータを介して
調節弁を駆動し得るようになっている。 【0004】この種の自力式制御弁として、たとえば都
市ガスの二次側への供給量を制御するために用いられる
ガスレギュレータの概略構成を、図16および図17に
示している。これを簡単に説明すると、図中1は被制御
流体であるガスの供給配管系2の途中に設けられ一次側
から二次側への供給量を弁体3の開閉動作によって制御
する調節弁となる弁本体、4はこの弁本体1での弁体3
を駆動するための駆動部であるアクチュエータで、この
アクチュエータ4は、ケーシング4a内に摺動自在に設
けられかつ弁棒5aを介して前記弁体3と連結されてい
るピストン5と、このピストン5を弁体3が弁閉される
方向に付勢するコイルばね6とから構成されている。 【0005】そして、このアクチュエータ4の一方室
(ばね6側室)に、前記弁本体1の二次側から二次側圧
力(二次圧P2)を導くパイロット経路7が接続される
一方、このアクチュエータ4の他方室に、一次側圧力
(一次圧P1)を供給圧としかつ二次圧側の変化に応じ
て制御圧Pxを出力する自力式制御弁用パイロット10
の制御圧出力ポートが制御圧経路8を介して接続され、
このパイロット10からの制御圧Pxの大小によって弁
体3を開閉作動させ、二次圧P2側をパイロット10で
設定している設定圧に制御し得るようになっている。な
お、図16において符号9はパイロット10に一次圧P
1を導くためのパイロット経路である。 【0006】図17は上述した図16での自力式制御弁
の全体構成に対応するブロック線図であり、上述した図
16と同一または相当する部分には同一符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。ここで、図中Fsは後述する
パイロット10内での設定ばねの力、Aは同じくパイロ
ット10内でのダイヤフラムの有効面積、K1はパイロ
ット10でのパイロットゲイン、K2はアクチュエータ
4でのアクチュエータゲイン、Gvは弁本体1での弁本
体ゲイン、Xは弁棒5aの移動量である。 【0007】上述したような自力式制御弁システムにお
いて用いられるパイロット10として、概略図18およ
び図19に示すような構成によるものが従来から一般に
用いられていた。これを簡単に説明すると、図中符号1
1は略円筒形状を呈するように形成されたベースボデ
ィ、12,13はこのベースボディ11の両側を挾み込
んだ状態で配設されかつ複数本の取付けボルト14によ
って一体的に連結されるマニホールドベースおよびスプ
リングケースで、これらボディ11とベース12、ボデ
ィ11とケース13との間には、第1および第2のダイ
ヤフラム15,16が介在して設けられている。 【0008】17はこれらのダイヤフラム15,16間
に掛け渡された状態で両ダイヤフラム15,16によっ
て仕切られているボディ11内の出力圧室18内部に可
動可能に配置されている可動ステム、19は第1のダイ
ヤフラム15の反可動ステム側に所定の設定ばね力Fs
を作用させるように前記ケース13内に配設されている
二次圧設定用ばね、20はこの二次圧設定用ばね19に
よる設定ばね力Fsを、任意の値に設定調整するための
二次圧設定調整用ねじである。なお、図中21はケース
13の上端部に設けられ調整用ねじ20が螺入されてい
るスプリングカバー、22は二次圧設定用ばね19が内
設されたケース13内で第1のダイヤフラム15で仕切
られているばね室23を大気に開放する大気穴である。 【0009】24は前記出力圧室18から所望の設定圧
を得るための制御圧Pxを出力するためにボディ11の
側部に開けられている制御圧出力ポート、25,26は
マニホールドベース12に設けられ一次圧P1、二次圧
P2が導入される導入ポート、27,28は各導入ポー
ト25,26に接続されている導入通路、29は前記ベ
ース12において第2のダイヤフラム16に対向して形
成されかつ二次圧P2が導入通路28を介して導かれて
いる二次圧室である。 【0010】30は全体が略コ字状を呈し内部に前記一
次圧側の導入通路27と接続されるノズル背圧通路31
が形成されているノズル部材で、その一端が前記ボディ
11の側方からその内部の出力圧室18および前記可動
ステム17の貫通孔17aを貫通して配置され、かつ他
端がベース12側の差込み部12aに差し込まれて固定
され、前記通路31に前記一次圧導入ポート25からの
導入通路27を連通させるようになっている。そして、
このノズル部材30において、ノズル背圧通路31は前
記可動ステム17の貫通孔17a内で下側に給気ノズル
32として開口し、かつこれに対向して可動ステム17
側の一部にはフラッパ33が設けられ、これによりノズ
ルフラッパ機構が構成されている。 【0011】34はこの可動ステム17内に設けられ前
記出力圧室18と二次圧室29とをブリード接続する通
路で、この通路34には固定絞り34aが小穴によって
形成されている。 【0012】このような自力式制御弁用パイロット10
の模式図を図19に示しており、その詳細は上述した通
りである。 【0013】以上の構成による従来のパイロット10に
おいて、二次圧P2を所定の値に設定するために、設定
調整用ねじ20を回すと、二次圧設定用ばね19が圧縮
され、この設定ばね力Fsが図中下向きに与えられる一
方、下方に位置する第2のダイヤフラム16の下側に
は、二次圧P2が導入されているため、そのダイヤフラ
ム16の有効面積Aの受圧力による力Fpが上向きに与
えられ、これらは平衡している(Fs=Fp=P2×
A)。また、給気ノズル32には一次圧P1が導入さ
れ、フラッパ33とのわずかなギャップから流出し、出
力圧室18内で制御圧Pxを作り、かつこの制御圧Px
は、固定絞り34aの小穴からブリード用の通路34を
経て、二次圧室29側にブリードされるようになってい
る。 【0014】このような構成において、弁本体1下流側
である二次側の圧力または流量が変化し、二次圧P2が
低下した場合には、第2のダイヤフラム16側での上向
きへの力Fpが減少し、可動ステム17が二次圧設定調
整用ばね19側での下向きへの力Fsで下方に動くこと
になる。そして、その結果として給気ノズル32のフラ
ッパ33とのギャップが大となり、これにより出力圧室
18での制御圧Pxが増大して前記アクチュエータ4側
に送られ、このアクチュエータ4にて弁体3が駆動され
ることで弁本体1での弁開度を大きくなり、二次圧P2
が回復され、所定の設定圧が保たれ、平衡状態に戻るよ
うになっている。 【0015】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構造による自力式制御弁用パイロット10にあって
は、自力式減圧弁システムにおいて通常状態では、一次
圧P1が高圧側、二次圧P2が低圧側となっているが、
たとえば自力式減圧弁システムに異常が生じたりする
と、Px<P2となったりすることがあり、いわゆる逆
差圧を生じてダイヤフラム16に悪影響を及ぼす虞れが
あった。 【0016】すなわち、上述した自力式制御弁用パイロ
ット10において用いられている二枚のダイヤフラム1
5,16としては、前記可動ステム17の変位を大きく
取るために、波形の溝部が形成されており、通常状態で
は、ダイヤフラム15,16の溝部において凹部側に差
圧力が印加され、Px>P2の圧力関係が維持されてい
る。 【0017】しかしながら、上述したように自力式減圧
弁システムに異常が生じると、圧力変動によって逆差圧
Px<P2の関係となる場合があり、このような逆差圧
状態では、出力圧室18と二次圧室29とをブリード接
続する通路34と、その途中の小穴による固定絞り34
aを通して流体圧が逆流し、多少の時間遅れを生じて、
やがてPx=P2となり、その後にPx>P2という通
常の圧力関係に戻るものであった。 【0018】特に、上述したシステムの異常状態時にお
いては、Px<P2の逆差圧関係から、出力圧室18と
二次圧室29との間を画成する第2のダイヤフラム16
における波形溝部が反転し、図18中とは反対に上方へ
の凸状形状となる。そして、システムが通常状態に復帰
し、Px>P2の関係となると、再び凹部形状に戻るも
のであった。なお、このようなPx<P2という逆差圧
状態は、たとえば一次圧P1側の供給を止めたりして
も、二次圧P2側が高くなることで生じるものであっ
た。 【0019】そして、このようなシステムの異常等に伴
なう二次圧P2側が高圧となる逆差圧状態(Px<P
2)を生じ、ダイヤフラム16の溝部が反転すると、こ
のダイヤフラム16の溝部付近の屈曲部での応力が高く
なり、このダイヤフラム16の劣化、作動の不円滑さ、
ヒステリシス等を生じ、さらに強度に方向性のあるダイ
ヤフラム16が破れたり裂けたりするという破損問題に
つながるもので、耐久性、動作上での信頼性の面で問題
であった。 【0020】また、上述したように出力圧室18と二次
圧室29との間の通路34途中に設けられる小穴による
固定絞り34aは、自力式減圧弁システムの制御の安定
性や応答速度等の面から必要とされるものであるが、こ
の部分での流体圧の通過断面積が小さいために、前述し
たようにPx=P2からPx>P2へと復帰するまでに
時間がかかり、Px<P2という異常状態の時間が長く
なるという問題を避けられないものであった。 【0021】さらに、上述した異常状態によってPx<
P2の逆差圧となると、可動ステム17が上昇し、ノズ
ルフラッパ機構を構成するフラッパ33がノズル32に
強く衝突して当たり、ノズル32、フラッパ33の変
形、破損につながり、この点でも頻繁な交換を要する等
のメンテナンス上での問題、つまり耐久性やノズルフラ
ッパ機構動作の安定化等の面から問題であった。特に、
これらの問題は、二次圧P2が急激に上昇すると著しい
ものであった。 【0022】また、上述したようにPx<P2の逆差圧
が大きくなると、図16に示される自力式制御弁のシス
テムにおいて、アクチュエータ4が弁体3を弁閉方向に
加圧し、その結果弁座のシート面の変形、破損につなが
るという問題もあり、これらの問題点を一掃し得る何ら
かの対策を講じることが望まれている。 【0023】さらに、上述したような従来構造によるパ
イロット10にあっては、一個の給気ノズル32とこれ
に対向する可動ステム17側のフラッパ33とによるノ
ズルフラッパ機構のみで、制御圧Pxを変化させている
ことから、パイロットゲインK1が一義的に定まってし
まい、しかもこのパイロットゲインK1(=ΔPx/Δ
P2)が小さく、二次圧P2の変化に対しての制御圧P
xの出力精度(直線性、ヒステリシス)が悪いという不
具合も生じている。 【0024】また、上述した従来のパイロット10構造
では、パイロットゲインK1の調整ができないため、こ
の弁本体1やアクチュエータ4を含めたシステム全体で
の安定化が図れず、さらにパイロットゲインK1が小さ
いことから、弁本体1での制御速度が遅く、この制御系
での大容量化が図れないという問題もあった。 【0025】また、この種の自力式制御弁システムで
は、始運転時やメンテナンス後の再スタート時におい
て、前述した弁本体1での弁閉状態を得ることが必要と
なるが、上述したパイロット10構造では、一次圧P1
側が給気ノズル32から漏れて制御圧Pxが生じるため
に実用面での問題を避けられず、たとえば設定圧がゼロ
(設定用ばね19のばね力Fsがゼロ)の時であって
も、給気ノズル32が開いたままで、制御圧Pxをゼロ
にすることができないため、弁本体1を全閉にすること
ができないという問題もあり、このような点に対しての
配慮も必要とされている。 【0026】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、自力式減圧弁システムの異常時等において
出力圧室の制御圧と二次圧室の二次圧とが逆転し、ダイ
ヤフラムの波形溝部が反転したりすることを、簡単かつ
確実に防止し、従来のようなダイヤフラム等での変形、
作動不良、さらには破損問題等を生じないようにし、耐
久性、動作上での信頼性等を向上させることができる自
力式制御弁用アクチュエータを得ることを目的としてい
る。 【0027】 【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る自力式制御弁用パイロットは、第1
および第2のダイヤフラムを両端側に有する可動ステム
と、前記第1のダイヤフラムの反可動ステム側に二次圧
力設定用ばねを設けるとともに、前記可動ステムをフラ
ッパとする給気側となる第1のノズルフラッパを配設
し、この第1のノズルフラッパのノズルに一次圧力を導
入し、前記第2のダイヤフラムの反可動ステム側に二次
圧力室を形成し、第1および第2のダイヤフラム間を出
力圧室とし、かつこの出力圧を前記二次圧力室にブリー
ドする通路を備えている自力式制御弁用パイロットにお
いて、前記可動ステムに前記第1のノズルフラッパと相
反する開閉作動を行なう排気側となる第2のノズルフラ
ッパを設け、前記二次圧力室と出力圧室とを連通する通
路を形成するとともに、この通路に逆止弁を配設したも
のである。 【0028】 【作用】本発明によれば、自力式減圧弁システムに異常
を生じたり、一次圧側の供給が停止されたりし、二次圧
側が高圧となってPx<P2という逆差圧関係を生じた
としても、出力圧室、二次圧室間を連通する通路途中に
設けた逆止弁の存在によって、両室を所要の連通状態と
することが可能で、これにより二次圧側の出力圧室への
流体の流れを円滑に得て、Px<P2の逆差圧状態を速
やかに解消し、従来のようなダイヤフラム等での反転に
よる変形、劣化、作動不良による動作上での信頼性の低
下やヒステリシスの発生、さらに破損等の問題を生じる
ことを防止することが可能となる。すなわち、逆止弁
は、Px<P2の状態となると、略同時に弁開状態とさ
れ、Px=P2の状態となるまで開いている。 【0029】また、Px≧P2の圧力関係にある通常状
態時には、上述した逆差圧時に開かれる通路は逆止弁に
よって閉塞状態を保たれ、自力式制御弁パイロットとし
ての作動性能を維持し得るものである。給気側の第1の
ノズルフラッパと排気側の第2のノズルフラッパは、相
反する開閉作動する。すなわち、一方のノズルフラッパ
がそのギャップが閉じる方向に動作すると、他方のノズ
ルフラッパはそのギャップが開く方向に動作する。これ
により、二次圧の微少変化に対し、制御圧の出力を変化
させることができ、パイロットゲインを大きくすること
ができる。 【0030】 【実施例】図1ないし図5は本発明に係る自力式制御弁
用パイロットの一実施例を示し、これらの図において、
前述した図16ないし図19と同一または相当する部分
には同一番号を付して詳細な説明は省略する。 【0031】さて、本発明によれば、前述したように、
第1および第2のダイヤフラム15,16を両端側に有
する可動ステム17と、第1のダイヤフラム15の反可
動ステム17側に二次圧設定用ばね19を設けるととも
に、可動ステム17の一部をフラッパ33とする給気側
である第1のノズルフラッパ40を配設し、その給気ノ
ズル32に一次圧P1を導入し、第2のダイヤフラム1
6の反可動ステム17側に二次圧室29を形成し、第1
および第2のダイヤフラム15,16間を出力圧室18
とし、この出力圧Pxを二次圧室29にブリードする通
路34a,34bを備えてなる自力式制御弁用パイロッ
ト10において、図1、図2および図5から明らかなよ
うに、二次圧力室29と出力圧室18とを連通する通路
61a,61bを形成するとともに、これらの通路61
a,61b途中に、逆止弁として均圧弁60を配設する
ように構成したところを特徴としている。 【0032】ここで、本実施例では、制御圧Pxを得る
出力圧室18と二次圧P2が導入されている二次圧室2
9との間を連通するように、ベースプレート11とマニ
ホールドベース12とに、通路61b,61aを設ける
とともに、ベースプレート11とマニホールドベース1
2との間での通路同士を連結するコネクタ部を利用し
て、図2に示したような均圧弁60を、逆止弁として設
けている。 【0033】そして、このような均圧弁60によれば、
自力式減圧弁システムに異常等を生じたり、一次圧P1
側の供給が停止されたりし、二次圧P2側が高圧となっ
てPx<P2という逆差圧関係を生じた場合に、出力圧
室18、二次圧室29間での通路61a,61bおよび
その途中に設けた均圧弁60の存在によって、両室1
8,29を所要の連通状態とすることが可能である。し
たがって、二次圧P2側の出力圧室18への流体の流れ
を円滑に得て、Px<P2の逆差圧状態を速やかに解消
し、従来のようなダイヤフラム16等での反転による変
形、劣化、作動不良による動作上での信頼性の低下やヒ
ステリシスの発生、さらに破損等の問題を生じることを
防止することが可能で、高寿命化、高信頼性を達成でき
るものである。 【0034】すなわち、均圧弁60は、Px<P2の状
態となると、従来のような時間遅れを生じることなく、
略同時に弁開状態とされ、Px=P2の状態となるまで
開き続けるように構成されている。なお、この均圧弁6
0の開くタイミングとして実際には、 P2=Px+α(αは微少圧) になると開いて弁開状態となるように、その設定圧を設
定するとよい。 【0035】また、Px≧P2という正常な圧力関係に
ある通常状態時には、上述した逆差圧時に開かれる通路
61a,61bは均圧弁60によって閉塞シール状態を
保たれ、自力式制御弁パイロット10としての作動性能
を維持し得るものである。 【0036】ここで、上述した通路61a,61b途中
に設けられる均圧弁60での流路断面積は、前述した従
来例での小穴による固定絞りまたは後述する可変絞り4
9のように、出力圧室18と二次圧室29とを接続する
ことにより、システム制御の安定性と応答速度の適正化
を図っている通路部分よりは、充分に大きくなるように
設定されている。 【0037】さらに、上述した構成によれば、可動ステ
ム17の過上昇を防ぎ、これによって第1のノズルフラ
ッパ40を構成するノズル32、フラッパ33の面等で
の変形、破損等の問題を防止することもできる。また、
上述した構成では、二次圧P2が急激に上昇し、これが
二次圧室29からダイヤフラム16に作用したとして
も、このダイヤフラム面の変形、破損を防止し得るとい
う利点もある。 【0038】さらに、このようなパイロット10と同様
に、自力式減圧弁システムにおいて、アクチュエータ
(図16の符号4)に逆差圧が印加されようとしても、
パイロット10内の安全弁である前記均圧弁60が開く
ので、Px=P2、Px>P2を順次得ることが可能
で、弁体3への加圧を防ぎ、そのシート面や弁座でのシ
ート面での変形、破損問題をも防止できるものである。 【0039】ここで、上述した均圧弁60の具体的な構
造を、図2の(a),(b)に示した詳細図によって説
明すると、図中符号62a,62bは通路61a,61
bよりも大径な径寸法(D3,D1)をもって、マニホ
ールドベース12、ベースプレート11に形成された孔
部、63はこれらの孔部62a,62b内で摺動移動可
能に組み込まれたコネクタ、64はこのコネクタ63を
二次圧室29側の通路61aを閉塞する方向に付勢する
ばね定数がΚsであるバイアスばね、65は孔部62a
の通路61aが開口する底部に通路61aの周囲を取り
囲むように中心径寸法D2をもって設けられた下部Oリ
ング、66はコネクタ63内で上、下部を連通するよう
に形成された通路径dである連通路である。なお、6
7,67はコネクタ63の外周部に設けられたシール用
Oリングである。 【0040】すなわち、上述したような均圧弁60にお
いて、正常な圧力関係Px>P2またはPx=P2のと
きは、図2の(a)に示すような状態で力がバランス
し、コネクタ63がOリング65に接してシールされる
ことにより通路61aが閉じられている弁閉状態にあ
り、出力圧室18と二次圧室29との間は可変絞り49
を通じてのみの接続状態にあり、正常なパイロット機能
を保持している。 【0041】 Px・(π/4)・D22 +Fs>P2・(π/4)・D22 ‥‥(1) ここで、D2はOリング65での中心径寸法 Fsはバイアスばね64の圧縮力 【0042】この状態からP2が上昇し、Px<P2に
なると、コネクタ63は、図中上方に移動し、これによ
り通路61aの閉塞状態が解除され、通路61a,61
bを通しての流路が全開され、流体圧が流れ、Px=P
2になるまでその状態が維持され、やがてP2が降下さ
れると、元の弁閉状態となる。 【0043】ここで、コネクタ63の受圧面積におい
て、上側面積A=(π/4)・D12と下側面積B=
(π/4)・D22 とを等しいとすれば、前記(1)式
は、 Px・A+Fs>P2・A となり、Px=P2になると、バイアスばね64の下向
きの力Fsで、Oリング65をシールし、通路61a,
61bが閉塞遮断される。 【0044】つまり、Fsの力は、Oリング64のシー
ルに必要な力でよいが、開閉切換動作点をなるべくPx
=P2に等しくするには、Fsの力を最小に選べばよ
い。しかし、実際の動作点においては、P2=Px+α
となり、αはFsの力に相当するもので、その分だけ動
作点を移動することができるので、ばねの力を変えるこ
とで、切換動作点を任意に変更することが可能となるも
のである。 【0045】図3は動作点での流量特性を示し、上述し
た図2に示した構造による均圧弁60では、同図中aで
示す特性を描く。なお、図中bは後述する図9等に示し
た構造を採用したときの特性である。ここで、バイアス
ばね64のためにαだけPx=P2からずれるが、通常
状態でPx≒P2となることがあるので、αだけPxが
P2よりも低い時点で均圧弁60が開くようになってい
る。そして、このαをダイヤフラム16が反転しない程
度にバイアスばね64を設計すればよいことが理解され
る。 【0046】なお、図1〜図5に示した本実施例での自
力式制御弁用パイロット10にあっては、上述した以外
にも、以下のような構造が採用されている。すなわち、
前記可動ステム17の出力圧室18と二次圧室29間に
排気側となる第2のノズル41を設けるとともに、この
第2のノズル41に臨んで第2のフラッパ42を進退自
在に配置し、かつこれらによる排気側となる第2のノズ
ルフラッパ43を、前記給気側である第1のノズルフラ
ッパ40と相反する開閉作動を行なうように構成してい
る。 【0047】すなわち、本実施例の自力式制御弁用パイ
ロット10では、可動ステム17に、従来からある給気
側のノズルフラッパ40とは別に、排気側のノズル41
とこれに対向するフラッパ42とからなる排気側である
第2のノズルフラッパ43を設け、かつこの排気側のノ
ズルフラッパ43が、前述した給気側のノズルフラッパ
40とは、それぞれのギャップXg1,Xg2が一方が
開くと、他方が閉じるというように相補的に作動するよ
うに構成したものである。 【0048】そして、このような構成を採ることによ
り、わずかなギャップ変化に応じて制御圧Pxを出力し
得ることになる。つまり、二次圧P2の微少変化に対
し、制御圧Pxの出力を変化させ得るものである。これ
は、図6および図7においてaで示す本発明によるパイ
ロット10での特性から容易に理解されよう。なお、こ
れらの図においてbは前述した図19で示した従来例で
の特性を示している。 【0049】換言すると、上述した構成を採用すれば、
パイロットゲインK1(=ΔPx/ΔP2)を大きくす
ることが可能となり、したがって前述した図17でのブ
ロック線図に示す制御系のループゲインGp=K1・K
2・Gv・Aを大きくすることが可能なり、結果として
システム全体での精度(直線性、ヒステリシス、不感帯
等)や制御系全体の安定化、最適化を図れ、さらに大容
量制御も可能となる等の利点を奏する。 【0050】また、図4において符号44で示すもの
は、各ノズルフラッパ40,43でのギャップ調整を行
なえるようにマニホールドベース12側から螺入して設
けられたギャップ調整用ねじで、この調整用ねじ44に
よってギャップ量Xg(=Xg1+Xg2)を変化させ
ることにより、ノズル部ゲインすなわちパイロットゲイ
ンK1を調整することができるもので、最適な制御が選
択できる。 【0051】すなわち、この実施例構造では、給気ノズ
ル32と排気ノズル41とを可動ステム17の軸線上に
垂直に並べて配置するとともに、これらと同軸上に設け
た調整用ねじ44を回動調整することにより、排気ノズ
ル41のギャップ量を所望の値に変化させ得るものであ
る。なお、図中45は調整用ねじ44をロックするロッ
クナットである。そして、このようなギャップ調整用ね
じ44を設けることにより、ゲインの調整が行なえ、こ
れにより制御系全体での安定化が図れるとともに、ハン
チング防止、制御速度の最適化が可能となる等の利点を
奏する。 【0052】図4および図5中46は出力圧室18と出
力ポート24とを接続する出力圧通路、47はこの出力
圧通路46の一部に進退自在に設けられ制御圧Pxの流
量を変化させるように通路を絞り込むための第1の可変
絞りで、この第1の可変絞り47は弁本体1、アクチュ
エータ4のサイズの大小に応じて流量を調整し、ハンチ
ング防止や制御速度の最適化を図るうえで効果を発揮し
得る。なお、本実施例では、この可変絞り47を、ボデ
ィ11の一部に外部から螺入したねじ部材を用いて行な
っているが、これに限定されるものではない。 【0053】また、図1および図5中48は制御圧Px
側の出力圧室18と制御圧出力ポート24とをバイパス
接続するバイパス路、49はその途中に設けられバイパ
ス路48を可変に絞り込むための前述した第2の可変絞
りで、この可変絞り49を有するバイパス路48で制御
圧Pxと二次圧P2とを選択的に連通可能とすることに
より、排気ノズル41の径を略等価的に変えることが可
能となる。 【0054】すなわち、このように排気ノズル41のノ
ズル径d2を調整可能とすることにより、給気側と排気
側とのノズル比d1/d2を任意に選択可能であり、そ
の結果として図8に示したノズル径とパイロットゲイン
との関係を示す特性図から明らかなように、この排気ノ
ズル41側で等価的に得られるノズル径に基づき、給気
ノズル径の大小に応じてゲインを一定または変化させる
ことが可能となるものである。ここで、図8において
c,d,eは給気、排気側でのノズル径d1,d2の比
(d1/d2)を変化させた場合の特性を示し、それぞ
れのノズル比は、c>d>eの関係になっている。 【0055】さらに、図4において符号50で示すもの
は、ボディ11の側方から着脱自在に差し込まれかつ止
めねじ51で位置決め固定されるノズル棒で、その先端
側がボディ11内で可動可能に保持されている可動ステ
ム17の貫通孔17aを貫通して配置され、かつ前記一
次圧P1側のパイロット経路27と連通される通路52
を有し、この通路52が前記可動ステム17の貫通孔1
7a内で下向きに開口することにより、給気ノズル32
が形成されている。 【0056】ここで、本実施例では、このノズル棒50
を、ボディ11の外側から簡単に着脱し得る構造とされ
ており、このノズル棒50を容易に交換し、給気ノズル
32のノズル径を自由に選択し得るようになっている。
そして、このようにノズル棒50を交換して給気ノズル
32のノズル径d1を変更した場合にも、給気側と排気
側とのノズル比d1/d2を任意に選択し得るものであ
り、前述した図8におけるc,d,eの特性から明らか
な通り、パイロットゲインK1と制御圧Pxの供給流量
を大きくしたり、小さくしたりすることが可能で、弁サ
イズやシステム系全体の状況に応じてノズル棒50を着
脱して交換すればよいものである。特に、このような実
施例構造では、給気ノズル32の交換や清掃等を容易に
行なえるという利点がある。なお、止めねじ51はノズ
ル棒50をボディ11内に差し込んだ状態で固定するこ
とにより、給気側のノズルフラッパ40を位置決めと固
定とを行なうためのものである。また、このノズル棒5
0の外方端に設けれているねじ孔50aは、ノズル棒5
0を交換する際にねじ等を螺着させて引っ掛け、前記止
めねじ51を外した状態で、引き抜く際に利用するため
のものである。 【0057】また、本実施例では、可動ステム17内で
前記給気側ノズル32に対向するフラッパ33を有する
第1の可動子53と、このステム17内で出力圧室18
と二次圧室29とを接続する通路34a,34bの一部
を構成する通路孔54に連通する前記排気側ノズル41
を有する第2の可動子55とを、前記通路孔54内で互
いに相反する方向に緩衝用ばね56により付勢した状態
で可動可能に設けている。そして、このような構成によ
れば、可動ステム17が上下動した時に、給気側ノズル
32にフラッパ33が、排気側ノズル41がフラッパ4
2に、それぞれ衝突する際に、各可動子53,55が緩
衝用ばね56の撓みによって緩衝されるため、従来構造
でノズル32とフラッパ33とが直接衝突することで損
傷等を生じ易かった問題を軽減し得るものである。 【0058】さらに、図4中57は二次圧室29内で可
動ステム17および第2のダイヤフラム16に上方への
付勢力を与えるバイアスばねで、このバイアスばね57
は、二次圧設定調整用ねじ20の操作で二次圧設定用ば
ね19による力Fsがゼロの状態となったときに、可動
ステム17を上方に押し上げて給気側のノズルフラッパ
40(32,33)を全閉状態とし、これにより一次圧
P1の漏れを防ぎ、出力圧室18から出力される制御圧
Pxをゼロとするためのものである。そして、このよう
な構成を採用すれば、設定圧がゼロであるときに、弁本
体1側を全閉状態とすることが可能で、一次側での流体
の漏れを防止でき、またこの種の自力式制御弁において
始動時や再起動時等での弁本体1の適切な制御を可能と
する等の利点がある。 【0059】なお、図中59はボディ11とベース12
との間でパイロット経路や通路を接続するためのコネク
タである。 【0060】図9は上述した本発明を特徴づける均圧弁
60の変形例を示し、(a)は正常圧力(Px>P2)
関係にある通常状態、(b)は逆差圧(Px<P2)の
関係にある状態を示している。 【0061】この実施例では、コネクタ63を保持する
孔部62a,62bの径寸法をD3、D1(D3<D
1)と異ならせて設定し、これに合わせてコネクタ63
を段付き形状で形成し、前述した図2の場合のように受
圧部に面積差がない場合とは異なり、受圧部間に面積差
を持たせた場合を示している。このようにすると、コネ
クタ63の上側面積A{=(π/4)・D12 }とコネ
クタ63の下側面積C{=(π/4)・D32 }とに差
があることから、前述した(1)式に類似する式とし
て、次の式が得られる。 【0062】 Px(A−C)+Fs>P2・B ‥‥(2) ここで、Bは前述した通りコネクタ63による弁閉時に
おける下側の受圧面積{B=(π/4)・D22 }であ
る。そして、この(2)式において、Px=P2の関係
にあると、バイアスばね64の力Fsと面積差による下
向きの力により、コネクタ63はOリング65に押圧さ
れてシールし、通路61a,61bを閉塞する。 【0063】ここで、Oリング65のシールする力をコ
ネクタ63の面積差による下向きへの力のみとすると、
バイアスばね64の力Fsは小さくてもよいことにな
り、ばね定数Κsも最小にすることが可能となる。した
がって、バイアスばね64のたわみ量が大きくとれるの
で、動作点におけるコネクタ63の移動量を大きくし、
開口距離Eを大きくすることができる。つまり、大きな
流量Qで二次圧室29から出力圧室18への流れを得
て、Px<P2にならないように、速やかにPx=P2
という安全側に維持することができる。(図3において
bで示す特性参照) 【0064】なお、このような場合、Fsはコネクタ6
3外周のOリング67,67での摩擦力とコネクタ63
の重量を加算した力に相当する最小のばね定数でよい。 【0065】図10ないし図13は本発明における均圧
弁60のさらに別の変形例を示している。ここで、図1
0および図11に示した例では、通路61aの開閉用シ
ールを、Oリングシールに代えて、コネクタ63の下部
を、球面状またはニードル状(テーパ形状)部分68と
し、通路61aの開口部を直接開閉するようにした場合
を示す。また、図12および図13に示した例では、通
路開閉シール用としての球面状またはニードル状部分6
8を、マニホールドベース12における通路61aの開
口部分に形成した場合を示す。なお、図中69はベース
12側に設けられた固定台である。勿論、これらの例に
前述した図9の構造、つまり面積差を持たせてコネクタ
63を作動させるようにした構造に採用できることは言
うまでもない。 【0066】そして、上述した図10〜図13に示すよ
うに、均圧弁60でのシールを、メタルタッチとする
と、自力式制御弁はパイロット10にライン圧力を導く
ために、流体中のスケール、ゴミ等が流れ込む可能性が
あることから、シール部に損傷問題を生じ難く、耐久性
の面で有利であるという利点がある。 【0067】図14および図15は本発明に係る自力式
制御弁用パイロット10の別の実施例を示し、前述した
図1ないし図5等と同一または相当する部分には同一番
号を付し、その詳細な説明は省略する。 【0068】この実施例での前述した実施例との相違点
は、給気ノズル32と排気ノズル41とを、調整用ねじ
44と一体に構成されている可動ステム17の軸線に直
交する方向において、左右に並べて配置させた場合であ
り、かつこれらに対向する板状フラッパ70,71を、
板ばね72,73の自由端で押さえる構造を採用してい
ることである。そして、この状態で、ギャップ調整用ね
じ44を回動調整すると、このねじ44の途中に設けら
れている段部44aで下側の排気側フラッパ71の一端
が上方に押され、これによりこのフラッパ71の他端と
排気ノズル41との間でのギャップを所定量に変化させ
得るものである。 【0069】また、給気ノズル32に対向する給気側フ
ラッパ70は、その一端が、可動ステム17上方の段部
17bに当接し、この段部17bを介して可動ステム1
7の動きに応じて給気ノズル32を開閉するようになっ
ている。この場合、上述した排気側のノズルフラッパ4
3は、給気側のノズルフラッパ40とは逆に開閉するよ
うになっている。なお、上述した給気ノズル32、排気
ノズル41等のノズルフラッパ構成部品は、ノズル台7
4上に設けられ、かつこのノズル台74は二分割して構
成されているボディ11A,11Bによって挾み込まれ
て固定されている。 【0070】また、この実施例では、給気ノズル32と
排気ノズル41とにそれぞれ対向するフラッパ70,7
1が、一部を支点として揺動することにより開閉される
ようになっており、前述した実施例での緩衝用ばねによ
るノズルフラッパの直接衝突を緩衝する機能はそれ程は
必要ないものである。 【0071】そして、以上のような構成による自力式制
御弁用パイロット10によっても、出力圧室18と二次
圧室29との間を連通する通路61a,61bとその途
中に設けられた逆止弁としての均圧弁60によって、前
述した図1や図4等に示した実施例と略同様の作用効果
が得られることは、容易に理解されよう。 【0072】なお、本発明は上述した実施例構造には限
定されず、自力式制御弁用パイロット10各部の形状、
構造等を適宜変形、変更し得ることは言うまでもない。 【0073】たとえば上述した実施例では、自力式制御
弁用パイロット10による二次圧設定調整を、設定用ね
じ20にて設定調整する場合を例示したが、本発明はこ
れに限定されず、このパイロット10による二次圧設定
を、遠隔操作にて設定調整可能に構成してもよいことは
勿論である。このようにすれば、都市ガス供給系による
配給等のように、夜間と昼間のように時刻によって使用
量に大きな変動がある場合に、上述したガスレギュレー
タが配設されている各配給所における圧力設定値を、ピ
ーク時には当然高くし、それ以外は低く抑えるといった
二次圧P2側の制御を、自由にしかも所望の値で行なえ
るものである。 【0074】また、上述した実施例では、都市ガス等の
給送量を制御する大容量型のガスレギュレータに本発明
を適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定され
ず、各種の流体(気体、液体)を任意に制御して給送し
得ることは、容易に理解されよう。 【0075】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る自力式
制御弁用パイロットによれば、第1および第2のダイヤ
フラムを両端側に有する可動ステムと、前記第1のダイ
ヤフラムの反可動ステム側に二次圧力設定用ばねを設け
るとともに、前記可動ステムをフラッパとする給気側と
なる第1のノズルフラッパを配設し、この第1のノズル
フラッパのノズルに一次圧力を導入し、前記第2のダイ
ヤフラムの反可動ステム側に二次圧力室を形成し、第1
および第2のダイヤフラム間を出力圧室とし、かつこの
出力圧を前記二次圧力室にブリードする通路を備えてい
る自力式制御弁用パイロットにおいて、前記可動ステム
に前記第1のノズルフラッパと相反する開閉作動を行な
う排気側となる第2のノズルフラッパを設け、前記二次
圧力室と出力圧室とを連通する通路を形成するととも
に、この通路に逆止弁を配設したので、簡単な構成であ
るにもかかわらず、以下に列挙する種々優れた効果を奏
する。 【0076】すなわち、自力式減圧弁システムに異常を
生じたり、一次圧側の供給が停止されたりし、二次圧側
が高圧となってPx<P2という逆差圧関係を生じたと
しても、出力圧室、二次圧室間での通路およびその途中
に設けた逆止弁の存在によって、両室を所要の連通状態
とすることが可能で、これにより二次圧側の出力圧室へ
の流体の流れを円滑に得て、Px<P2の逆差圧状態を
速やかに解消し、従来のようなダイヤフラム等での反転
による劣化、動作上での信頼性の低下、作動の不円滑
さ、ヒステリシスの発生、さらに破損等の問題を防ぎ、
高寿命化、高信頼性を達成することができる。勿論、通
常状態では、前記通路は逆止弁で閉塞状態を保たれ、自
力式制御弁パイロットとしての作動性能を発揮させ得る
ものである。 【0077】また、本発明によれば、可動ステムの過上
昇を防ぎ、ノズル、フラッパ面等での変形、破損等の問
題を防止することができる。 【0078】さらに、アクチュエータに逆差圧が印加さ
れようとしても、パイロット内の安全弁である前記逆止
弁が開くので、Px=P2、Px>P2を順次得ること
が可能で、弁体への加圧を防ぎ、そのシート面での変
形、破損問題をも防止できるものである。さらにまた、
一方が開くと他方が開くように開閉作動する給気側の第
1のノズルフラッパと排気側の第2のノズルフラッパを
備えているので、二次圧の微少変化に対し、制御圧の出
力を変化させることができ、パイロットゲインを大きく
することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Including large-capacity gas regulators that control supply
Control the pressure or flow rate of various fluids using the control object itself.
Self-powered control valve, especially this self-powered control
Control the valve to a predetermined set pressure according to the pressure fluctuation on the secondary side.
A suitable pilot for a self-powered control valve
You. 2. Description of the Related Art Self-powered control valves are energy
Because the energy is obtained directly from the fluid being controlled,
Although the production volume is limited, the structure is simple and the equipment is relatively
It is easy and convenient if you use it with the best
In recent years, plant construction costs have been reduced, construction time has been reduced, and maintenance costs have been reduced.
It is becoming more and more adopted from the viewpoint of the above. That is, this type of self-powered control valve is controlled
The pressure (or flow rate) of air or gas, which is the control fluid,
Flow from high pressure side (primary pressure P1) to low pressure side (secondary pressure P2)
Direct control of fluid in the middle of the route as a pressure reducing valve system
And the pressure at the low pressure side (secondary pressure P2) (or
Actuator that drives the control valve body according to changes in flow rate)
Used to maintain the secondary pressure P2 at a predetermined set pressure.
Is made up of pilots. This pilot
Is the change in the secondary pressure P2 with the primary pressure P1 of the fluid as the supply pressure
Output the control pressure Px according to
The control valve can be driven. As this type of self-powered control valve, for example,
Used to control the supply of city gas to the secondary side
The schematic configuration of the gas regulator is shown in FIGS.
Is shown. This will be briefly described. In FIG.
Primary side provided in the supply pipe system 2 for gas as a fluid
The amount of supply from the pump to the secondary side is controlled by opening and closing the valve body 3.
The valve body 4 serving as a control valve to be operated is a valve body 3 of the valve body 1.
This is an actuator that is a drive unit for driving
The actuator 4 is slidably provided in the casing 4a.
And is connected to the valve body 3 via a valve rod 5a.
Piston 5 and the valve body 3 of the piston 5 are closed.
And a coil spring 6 for urging in the direction. The one chamber of the actuator 4
(Spring 6 side chamber), from the secondary side of the valve body 1 to the secondary side pressure.
A pilot path 7 for guiding a force (secondary pressure P2) is connected.
On the other hand, the primary side pressure is applied to the other chamber of the actuator 4.
(Primary pressure P1) as supply pressure and according to change in secondary pressure side
10 for self-powered control valve that outputs control pressure Px
Are connected via a control pressure path 8;
Depending on the magnitude of the control pressure Px from the pilot 10, the valve
The body 3 is opened and closed, and the secondary pressure P2 side is
The pressure can be controlled to the set pressure. What
In FIG. 16, reference numeral 9 denotes the primary pressure P
1 is a pilot route for guiding the vehicle. FIG. 17 shows the self-powered control valve shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram corresponding to the entire configuration of FIG.
The same or corresponding parts as in FIG.
The detailed description of is omitted. Here, Fs in the figure is described later.
Set spring force in pilot 10, A is also pyro
Effective area of the diaphragm in the unit 10, K1 is pyro
Pilot gain at unit 10, K2 is actuator
4 is the actuator gain and Gv is the valve valve in the valve body 1.
The body gain, X, is the amount of movement of the valve stem 5a. [0007] In the self-operating control valve system as described above,
FIG. 18 and FIG.
And the configuration shown in FIG.
Was used. This will be briefly described.
Reference numeral 1 denotes a base body formed to have a substantially cylindrical shape.
, 12 and 13 sandwich both sides of the base body 11
With a plurality of mounting bolts 14
Manifold base and sp
In a ring case, these body 11, base 12, body
The first and second dies are provided between the
The diaphragms 15 and 16 are provided therebetween. Reference numeral 17 denotes a position between these diaphragms 15 and 16.
With both diaphragms 15 and 16
Inside the output pressure chamber 18 inside the body 11
A movable stem movably arranged, 19 is a first die;
A predetermined set spring force Fs is applied to the non-movable stem side of the diaphragm 15.
Is disposed in the case 13 so that
The secondary pressure setting spring 20 is connected to the secondary pressure setting spring 19.
To set and adjust the set spring force Fs to an arbitrary value.
Secondary pressure setting adjustment screw. 21 is a case
13 is provided with an adjusting screw 20 which is provided at an upper end thereof.
Spring cover 22 has a secondary pressure setting spring 19 inside.
Partitioned by the first diaphragm 15 in the case 13 provided
This is an atmosphere hole that opens the spring chamber 23 to the atmosphere. Reference numeral 24 denotes a desired set pressure from the output pressure chamber 18.
Of the body 11 to output the control pressure Px for obtaining
The control pressure output ports opened on the sides, 25 and 26
Primary pressure P1, secondary pressure provided on the manifold base 12
P2 is introduced at the introduction port, 27 and 28 are each introduction port.
Introductory passages 29 connected to ports 25 and 26
A second diaphragm 16 at a position 12 facing the second diaphragm 16.
And the secondary pressure P2 is guided through the introduction passage 28.
Is a secondary pressure chamber. Reference numeral 30 denotes a substantially U-shape as a whole, and the one
Nozzle back pressure passage 31 connected to next pressure side introduction passage 27
Is formed at one end of the nozzle member.
The output pressure chamber 18 and the movable
It is disposed through the through hole 17a of the stem 17 and
The end is inserted into the insertion part 12a on the base 12 side and fixed
From the primary pressure introduction port 25 to the passage 31.
The introduction passage 27 is communicated. And
In this nozzle member 30, the nozzle back pressure passage 31 is located at the front.
An air supply nozzle is provided below the through hole 17 a of the movable stem 17.
32 and facing the movable stem 17
A flapper 33 is provided on a part of the
Flapper mechanism is configured. The reference numeral 34 is provided in the movable stem 17 and
The bleed connection between the output pressure chamber 18 and the secondary pressure chamber 29 is performed.
On the road, a fixed throttle 34a is formed in this passage 34 by a small hole.
Is formed. Such a self-powered control valve pilot 10
FIG. 19 shows a schematic diagram of the above-described configuration.
It is. With the conventional pilot 10 having the above configuration,
In order to set the secondary pressure P2 to a predetermined value,
When the adjusting screw 20 is turned, the secondary pressure setting spring 19 is compressed.
The set spring force Fs is applied downward in FIG.
On the lower side of the lower second diaphragm 16
Indicates that the secondary pressure P2 is introduced,
The force Fp due to the received pressure of the effective area A of the
And these are in equilibrium (Fs = Fp = P2 ×
A). The primary pressure P1 is introduced into the air supply nozzle 32.
Out of the slight gap with the flapper 33
A control pressure Px is generated in the pressure chamber 18 and the control pressure Px
Moves the bleed passage 34 from the small hole of the fixed throttle 34a.
Through the secondary pressure chamber 29
You. In such a configuration, the downstream side of the valve body 1
The secondary pressure or flow rate changes, and the secondary pressure P2 becomes
If it has fallen, the upward movement on the second diaphragm 16 side
Force Fp decreases and the movable stem 17 adjusts the secondary pressure
Moving downward with the downward force Fs on the adjusting spring 19 side
become. As a result, the flow of the air supply nozzle 32
The gap with the hopper 33 becomes large, and as a result, the output pressure chamber
The control pressure Px at 18 increases and the actuator 4 side
And the valve body 3 is driven by the actuator 4.
As a result, the valve opening in the valve body 1 increases, and the secondary pressure P2
Is restored, the set pressure is maintained, and the balance returns to the equilibrium state.
Swelling. [0015] By the way, as described above,
The self-powered control valve pilot 10
Is normal in a self-acting pressure reducing valve system.
Although the pressure P1 is on the high pressure side and the secondary pressure P2 is on the low pressure side,
For example, a malfunction occurs in the self-acting pressure reducing valve system
And Px <P2, so-called reverse
There is a possibility that a differential pressure may be generated and adversely affect the diaphragm 16.
there were. That is, the above-described pyroelectric valve for a self-powered control valve.
The two diaphragms 1 used in the unit 10
5 and 16, the displacement of the movable stem 17 is increased.
In order to take off, a corrugated groove is formed, and in the normal state
Is different from the recessed portions in the groove portions of the diaphragms 15 and 16.
Pressure is applied, and the pressure relationship of Px> P2 is maintained.
You. However, as described above, the self-powered decompression
If an abnormality occurs in the valve system, reverse pressure
In some cases, the relationship of Px <P2 may be satisfied.
In the state, the output pressure chamber 18 and the secondary pressure chamber 29 are bleed-connected.
A continuous passage 34 and a fixed throttle 34 formed by a small hole in the middle of the passage 34
The fluid pressure flows backward through a, causing a slight time delay,
Eventually, Px = P2, and then Px> P2
It returned to the normal pressure relationship. In particular, when the system is in an abnormal state as described above,
Further, from the relation of the reverse pressure difference of Px <P2, the output pressure chamber 18
The second diaphragm 16 that defines a space between the second pressure chamber 29 and the second pressure chamber 29
18 is reversed, and upwards in the opposite direction to that in FIG.
Of a convex shape. And the system returns to normal state
When the relationship of Px> P2 is satisfied, the shape returns to the concave shape again.
It was. It should be noted that such an inverse differential pressure Px <P2
The state is, for example, by stopping the supply of the primary pressure P1 side.
Is also caused by an increase in the secondary pressure P2 side.
Was. [0019] Then, in accordance with such a system abnormality, etc.
The reverse differential pressure state where the secondary pressure P2 side becomes high (Px <P
2) occurs, and when the groove of the diaphragm 16 is reversed,
Stress at the bent part near the groove of the diaphragm 16
Deterioration of the diaphragm 16, non-smooth operation,
Hysteresis, etc., and die with more directivity
The damage problem that the diaphragm 16 is torn or torn
Problems with durability and operational reliability
Met. As described above, the output pressure chamber 18 and the secondary
By a small hole provided in the middle of the passage 34 between the pressure chamber 29
The fixed throttle 34a provides stable control of the self-acting pressure reducing valve system.
This is required in terms of performance and response speed.
The cross-sectional area of fluid pressure at
As mentioned above, before returning from Px = P2 to Px> P2
It takes time, and the time of the abnormal state of Px <P2 is long
The problem of becoming inevitable. Further, Px <Px <
When the pressure difference becomes P2, the movable stem 17 rises,
The flapper 33 that constitutes the
The nozzle 32 and the flapper 33 change when they collide strongly.
It leads to shape and damage, and also requires frequent replacement in this regard.
Maintenance issues, such as durability and nozzle flow.
This was a problem in terms of stabilizing the operation of the hopper mechanism. In particular,
These problems are significant when the secondary pressure P2 rises rapidly.
Was something. Further, as described above, the reverse differential pressure of Px <P2
Becomes larger, the system of the self-powered control valve shown in FIG.
In the system, the actuator 4 moves the valve body 3 in the valve closing direction.
Pressurization, resulting in deformation and breakage of the seat surface of the valve seat.
There is also a problem that can eliminate these problems
It is desired to take such measures. Further, the conventional structure as described above
In the case of Ilot 10, one air supply nozzle 32 and this
Due to the flapper 33 on the movable stem 17 side facing the
The control pressure Px is changed only by the slip flapper mechanism
Therefore, the pilot gain K1 is uniquely determined.
The pilot gain K1 (= ΔPx / Δ
P2) is small, and the control pressure P for a change in the secondary pressure P2
x output accuracy (linearity, hysteresis) is poor.
The condition has also occurred. The above-mentioned conventional pilot 10 structure
Since the pilot gain K1 cannot be adjusted,
The entire system including the valve body 1 and actuator 4
Cannot be stabilized, and the pilot gain K1 is small.
Therefore, the control speed of the valve body 1 is slow, and this control system
There was also a problem that the capacity could not be increased at the time. Also, in this type of self-powered control valve system,
Is suitable for initial operation and restarting after maintenance.
Therefore, it is necessary to obtain the valve closed state in the valve body 1 described above.
However, in the pilot 10 structure described above, the primary pressure P1
Side leaks from the air supply nozzle 32 to generate the control pressure Px
Practical problems cannot be avoided, for example, when the set pressure is zero.
(When the spring force Fs of the setting spring 19 is zero)
The control pressure Px is reduced to zero while the air supply nozzle 32 remains open.
The valve body 1 must be fully closed
There is also a problem that can not be
Consideration is also needed. The present invention has been made in view of such circumstances.
And when the self-acting pressure reducing valve system is abnormal, etc.
The control pressure in the output pressure chamber and the secondary pressure in the secondary pressure chamber are reversed,
It is easy and easy to reverse the wavy groove of the diaphragm.
Deformation with a conventional diaphragm etc.
Avoid malfunctions and breakage problems.
Self-reliability that can improve longevity, operational reliability, etc.
The purpose is to obtain an actuator for a force type control valve.
You. Means for Solving the Problems Responding to such a demand
Therefore, the self-powered control valve pilot according to the present invention
And movable stem having second diaphragms at both ends
And a secondary pressure on the non-movable stem side of the first diaphragm.
A force setting spring is provided, and the movable stem is
A first nozzle flapper on the air supply side is provided
Then, primary pressure is introduced to the nozzle of the first nozzle flapper.
Into the second movable diaphragm on the side opposite to the movable stem.
A pressure chamber is formed and exits between the first and second diaphragms.
Pressure chamber, and the output pressure is bled to the secondary pressure chamber.
Pilot for a self-powered control valve
And the movable stem is compatible with the first nozzle flapper.
A second nozzle flange on the exhaust side that performs opening and closing operations
And a communication port for communicating the secondary pressure chamber with the output pressure chamber.
A passage is formed, and a check valve is provided in this passage.
It is. According to the present invention, the self-acting pressure reducing valve system has an abnormality.
Or the supply on the primary pressure side is stopped,
The pressure becomes high on the side, and an inverse differential pressure relationship of Px <P2 occurs.
Even in the middle of the passage communicating between the output pressure chamber and the secondary pressure chamber
Both chambers are brought into the required communication state by the presence of the check valve
This allows the output pressure chamber on the secondary pressure side to be
The fluid flow is obtained smoothly, and the reverse differential pressure condition of Px <P2 is
Smoothly resolved, for inversion with a conventional diaphragm etc.
Low reliability due to deformation, deterioration and malfunction
It causes problems such as lowering, hysteresis, and breakage.
This can be prevented. That is, the check valve
When the condition of Px <P2 is reached, the valve is opened almost simultaneously.
Open until Px = P2. In addition, a normal state having a pressure relationship of Px ≧ P2
In this state, the passage opened at the time of the above-mentioned reverse differential pressure is connected to the check valve.
Therefore, the closed state is maintained, and the self-powered control valve pilot
It is possible to maintain all operating performances. The first on the air supply side
The nozzle flapper and the second nozzle flapper on the exhaust side are
Open / close operation is performed. That is, one nozzle flapper
When the gap moves in the direction that the gap closes, the other
The flapper operates in a direction to open the gap. this
Changes the control pressure output in response to small changes in the secondary pressure
Can increase the pilot gain
Can be. 1 to 5 show a self-operating control valve according to the present invention.
One embodiment of the pilot for
Same or corresponding parts as in FIGS. 16 to 19 described above.
Have the same reference numerals and their detailed description is omitted. Now, according to the present invention, as described above,
First and second diaphragms 15, 16 are provided at both ends.
Of the movable stem 17 and the first diaphragm 15
A secondary pressure setting spring 19 is provided on the moving stem 17 side.
In addition, the air supply side which makes a part of the movable stem 17 a flapper 33
And a first nozzle flapper 40, which is
The primary pressure P1 is introduced into the nozzle 32, and the second diaphragm 1
6, a secondary pressure chamber 29 is formed on the side of the non-movable stem 17,
And an output pressure chamber 18 between the second diaphragms 15 and 16.
The output pressure Px is bleed into the secondary pressure chamber 29.
Pilot for self-powered control valve having passages 34a and 34b
In FIG. 10, it is clear from FIGS.
Thus, a passage communicating the secondary pressure chamber 29 and the output pressure chamber 18
61a and 61b, and
a, equalizing valve 60 is disposed as a check valve in the middle of 61b.
It is characterized by having such a configuration. In this embodiment, the control pressure Px is obtained.
The output pressure chamber 18 and the secondary pressure chamber 2 in which the secondary pressure P2 is introduced.
9 and the base plate 11 and the manifold.
Passages 61b and 61a are provided in the hold base 12
With the base plate 11 and the manifold base 1
Using a connector to connect the passages between
Therefore, the pressure equalizing valve 60 as shown in FIG. 2 is provided as a check valve.
I am. According to such a pressure equalizing valve 60,
Abnormality may occur in the self-acting pressure reducing valve system, or the primary pressure P1
Supply is stopped, the secondary pressure P2 side becomes high pressure
When an inverse differential pressure relationship of Px <P2 occurs, the output pressure
Passages 61a and 61b between the chamber 18 and the secondary pressure chamber 29;
Due to the presence of the pressure equalizing valve 60 provided on the way, both chambers 1
8, 29 can be brought into a required communication state. I
Therefore, the flow of the fluid to the output pressure chamber 18 on the secondary pressure P2 side
, And the reverse differential pressure condition of Px <P2 is quickly eliminated.
Then, the change due to the reversal by the diaphragm 16 or the like as in the prior art.
Deterioration in operation reliability due to shape, deterioration,
It may cause problems such as generation of steresis and breakage.
Can achieve a long life and high reliability.
Things. That is, the pressure equalizing valve 60 is in a state of Px <P2.
In this state, there is no delay as in the past,
The valve is opened almost at the same time until Px = P2
It is configured to keep open. The equalizing valve 6
Actually, the set pressure is set so that the valve is opened and the valve is opened when P2 = Px + α (α is a very small pressure).
It is good to set. In the normal pressure relationship of Px ≧ P2,
In a certain normal state, a passage that is opened at the time of the above-described reverse pressure difference
61a and 61b are closed by the pressure equalizing valve 60.
Maintained, operating performance as a self-powered control valve pilot 10
Can be maintained. Here, the above-mentioned passages 61a, 61b
The cross-sectional area of the flow path at the pressure equalizing valve 60 provided in the
Fixed aperture with small holes in the conventional example or variable aperture 4 described later
9, the output pressure chamber 18 and the secondary pressure chamber 29 are connected.
To optimize system control stability and response speed
So that it is bigger than the passage section
Is set. Further, according to the above configuration, the movable stay
To prevent the nozzle 17 from rising excessively, thereby
The surface of the nozzle 32 and the flapper 33 that constitute the
Can be prevented. Also,
In the configuration described above, the secondary pressure P2 rises rapidly, and this
Assuming that the secondary pressure chamber 29 acts on the diaphragm 16
Can prevent deformation and breakage of the diaphragm surface.
There are also advantages. Further, similar to such a pilot 10,
In the self-acting pressure reducing valve system, the actuator
(Reference numeral 4 in FIG. 16), the reverse differential pressure is applied.
The equalizing valve 60, which is a safety valve in the pilot 10, opens.
Therefore, it is possible to sequentially obtain Px = P2 and Px> P2
To prevent the valve body 3 from being pressurized, and the seat surface and valve seat
It can also prevent the problem of deformation and breakage on the seat surface. Here, the specific structure of the pressure equalizing valve 60 is described.
The structure is explained by the detailed views shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
For clarity, reference numerals 62a and 62b in the figure denote passages 61a and 61b.
With a diameter (D3, D1) larger than b,
Holes formed in the base plate 12 and the base plate 11
And 63 are slidable in these holes 62a and 62b.
The connector 64 incorporated in the function
The passage 61a on the side of the secondary pressure chamber 29 is urged in the closing direction.
A bias spring having a spring constant Δs, 65 is a hole 62a
Around the passage 61a at the bottom where the passage 61a opens.
A lower O-ring provided with a center diameter dimension D2 to surround it
, 66 communicate with the upper and lower parts in the connector 63
Is a communication passage having a passage diameter d. Note that 6
7 and 67 are seals provided on the outer peripheral portion of the connector 63.
O-ring. That is, the pressure equalizing valve 60 as described above
And the normal pressure relationship Px> P2 or Px = P2
When the force is balanced in the state shown in FIG.
Then, the connector 63 comes into contact with the O-ring 65 and is sealed.
As a result, the passage 61a is closed and the valve is closed.
A variable throttle 49 is provided between the output pressure chamber 18 and the secondary pressure chamber 29.
Only through the connection state, the normal pilot function
Holding. Px · (π / 4) · D2 Two + Fs> P2 · (π / 4) · D2 Two ‥‥ (1) Here, D2 is the center diameter dimension Fs of the O-ring 65 is the compressive force of the bias spring 64. From this state, P2 rises and Px <P2
Then, the connector 63 moves upward in the figure, thereby
The closed state of the passage 61a is released, and the passages 61a, 61
b, the flow path is fully opened, fluid pressure flows, and Px = P
2 until it reaches 2.
When this is done, the valve is returned to the original closed state. Here, the pressure receiving area of the connector 63
And the upper area A = (π / 4) · D1 Two And lower area B =
(Π / 4) D2 Two Is equal to the above equation (1)
Is Px · A + Fs> P2 · A, and when Px = P2, the downward direction of the bias spring 64
With the force Fs, the O-ring 65 is sealed and the passages 61a,
61b is closed and blocked. That is, the force of Fs is equal to the force of the O-ring 64.
The opening and closing switching operation point should be set to Px
To make = P2 equal, choose the minimum force of Fs
No. However, at the actual operating point, P2 = Px + α
Where α is equivalent to the force of Fs, and
Since the point can be moved, the spring force can be changed.
With this, it is possible to arbitrarily change the switching operation point.
It is. FIG. 3 shows the flow rate characteristics at the operating point.
In the pressure equalizing valve 60 having the structure shown in FIG.
Draw the characteristics shown. Note that b in the figure is shown in FIG.
This is the characteristic when the adopted structure is adopted. Where the bias
Deviates from Px = P2 by α due to the spring 64, but usually
In some cases, Px ≒ P2, so Px is only α
The pressure equalizing valve 60 opens at a time point lower than P2.
You. Then, this α is set so that the diaphragm 16 is not inverted.
It is understood that the bias spring 64 may be designed each time.
You. It should be noted that in the present embodiment shown in FIGS.
For the pilot 10 for the force type control valve,
Also, the following structure is adopted. That is,
Between the output pressure chamber 18 and the secondary pressure chamber 29 of the movable stem 17
A second nozzle 41 on the exhaust side is provided.
The second flapper 42 advances and retreats toward the second nozzle 41.
A second nozzle which is disposed on the
The first flapper 43 is connected to the first nozzle
It is configured to perform opening and closing operations opposite to the
You. That is, the pie for the self-powered control valve of this embodiment
In the lot 10, the movable stem 17 is supplied with the conventional air supply.
The nozzle 41 on the exhaust side is separate from the nozzle flapper 40 on the exhaust side.
And the flapper 42 facing the exhaust side.
A second nozzle flapper 43 is provided, and the nozzle on the exhaust side is provided.
The nozzle flapper 43 is a nozzle flapper on the air supply side described above.
40 means that one of the gaps Xg1 and Xg2 is
When they open, they work complementarily, like closing the other.
It is configured as follows. By adopting such a configuration,
Output the control pressure Px according to the slight gap change.
You will get. In other words, against a slight change in the secondary pressure P2,
Then, the output of the control pressure Px can be changed. this
Is a pie according to the invention, denoted by a in FIGS.
It will be easily understood from the characteristics of lot 10. In addition, this
In these figures, b is the conventional example shown in FIG.
It shows the characteristic of. In other words, if the above configuration is adopted,
Increase pilot gain K1 (= ΔPx / ΔP2)
17 and thus the block in FIG.
Loop gain Gp = K1 · K of the control system shown in the lock diagram
2. Gv · A can be increased, and as a result
System-wide accuracy (linearity, hysteresis, dead zone)
Etc.) and stabilization and optimization of the entire control system.
There are advantages such as the ability to control the amount. Also, what is indicated by reference numeral 44 in FIG.
Adjusts the gap at each nozzle flapper 40, 43.
Screw it in from the manifold base 12 side
The screw for adjusting the gap,
Therefore, the gap amount Xg (= Xg1 + Xg2) is changed.
Nozzle gain, that is, pilot gay
K1 can be adjusted, and optimal control is selected.
You can choose. That is, in this embodiment, the air supply nozzle
The nozzle 32 and the exhaust nozzle 41 on the axis of the movable stem 17
Arrange them vertically and coaxially with them
By rotating the adjusting screw 44, the exhaust noise is reduced.
The gap amount of the nozzle 41 can be changed to a desired value.
You. In the drawing, reference numeral 45 denotes a lock for locking the adjusting screw 44.
Knut. And for such a gap adjustment
By providing the stitches 44, the gain can be adjusted.
This not only stabilizes the entire control system, but also
Advantages such as prevention of switching and optimization of control speed
Play. 4 and 5, reference numeral 46 denotes the output pressure chamber 18 and the output.
The output pressure passage connecting the power port 24 and 47
The flow of the control pressure Px is provided in a part of the pressure passage 46 so as to be able to advance and retreat.
A first variable for narrowing the passage to vary the amount
The first variable throttle 47 includes a valve body 1 and an actuator.
Adjust the flow rate according to the size of the eta 4
Effective in preventing switching and optimizing control speed.
obtain. In this embodiment, the variable aperture 47 is
Using a screw member screwed into a part of the
However, the present invention is not limited to this. In FIGS. 1 and 5, reference numeral 48 denotes a control pressure Px.
Side output pressure chamber 18 and control pressure output port 24 are bypassed
The connecting bypass path 49 is provided on the way.
The above-described second variable aperture for variably narrowing the path 48
Therefore, control is performed by the bypass path 48 having the variable throttle 49.
To selectively communicate the pressure Px and the secondary pressure P2.
Thus, the diameter of the exhaust nozzle 41 can be changed substantially equivalently.
It works. That is, as described above, the exhaust nozzle 41
By making the chirping diameter d2 adjustable, the supply side and exhaust
The nozzle ratio d1 / d2 can be selected arbitrarily.
Nozzle diameter and pilot gain shown in FIG. 8 as a result of
As is clear from the characteristic diagram showing the relationship between
Air supply is performed based on the nozzle diameter equivalently obtained on the nozzle 41 side.
Make the gain constant or change according to the size of the nozzle diameter
It becomes possible. Here, in FIG.
c, d, and e are ratios of nozzle diameters d1 and d2 on the supply and exhaust sides.
The characteristics when (d1 / d2) is changed are shown.
These nozzle ratios have a relationship of c>d> e. Further, what is indicated by reference numeral 50 in FIG.
Is detachably inserted from the side of the body 11 and stops.
Nozzle rod that is positioned and fixed with female screw 51
The movable stage whose side is movably held in the body 11
Is disposed through the through hole 17a of the
Passage 52 communicating with pilot path 27 on the next pressure P1 side
The passage 52 is formed in the through hole 1 of the movable stem 17.
7a, the air supply nozzle 32 is opened downward.
Are formed. Here, in this embodiment, the nozzle rod 50
Can be easily detached from the outside of the body 11.
The nozzle rod 50 is easily replaced and the air supply nozzle
32 nozzle diameters can be freely selected.
Then, the nozzle rod 50 is replaced in this way to replace the air supply nozzle.
Even when the nozzle diameter d1 of the nozzle 32 is changed, the air supply side and the exhaust
The nozzle ratio d1 / d2 can be arbitrarily selected.
It is clear from the characteristics of c, d, and e in FIG.
As shown, the supply flow rate of the pilot gain K1 and the control pressure Px
Can be made larger or smaller.
Wear the nozzle rod 50 according to the size of the
You only have to remove it and replace it. In particular, such realities
In the example structure, replacement and cleaning of the air supply nozzle 32 can be easily performed.
It has the advantage of being able to do so. In addition, set screw 51
The rod 50 in the body 11
With this, the nozzle flapper 40 on the air supply side is positioned and fixed.
It is for performing the fixed operation. In addition, this nozzle rod 5
The screw hole 50a provided at the outer end of the nozzle rod 5
When replacing 0, screw it in with a screw etc. and hook it.
To use when pulling out with the female thread 51 removed
belongs to. In the present embodiment, the movable stem 17
It has a flapper 33 facing the air supply side nozzle 32
A first mover 53 and an output pressure chamber 18 in the stem 17 are provided.
Of the passages 34a and 34b connecting the pressure chamber and the secondary pressure chamber 29
The exhaust side nozzle 41 communicating with the passage hole 54 constituting
In the passage hole 54.
State biased by the buffer spring 56 in opposite directions
It is provided movably. And with such a configuration,
If the movable stem 17 moves up and down, the air supply side nozzle
32 has a flapper 33 and an exhaust side nozzle 41 has a flapper 4
When each of the movable elements 53 and 55
Since the shock is absorbed by the deflection of the impact spring 56, the conventional structure is used.
The nozzle 32 and the flapper 33 directly collide with each other.
This can reduce the problem of easily causing scratches and the like. Further, 57 in FIG.
The moving stem 17 and the second diaphragm 16
The bias spring 57 is a bias spring that applies an urging force.
Is operated by operating the screw 20 for adjusting the secondary pressure.
Movable when the force Fs by the spring 19 becomes zero.
Push up the stem 17 to raise the nozzle flapper on the air supply side.
40 (32, 33) in the fully closed state, thereby
Control pressure output from output pressure chamber 18 to prevent leakage of P1
This is for setting Px to zero. And like this
When the set pressure is zero, the valve
The body 1 side can be fully closed, and the fluid on the primary side
Leakage can be prevented and this type of self-powered control valve
Appropriate control of the valve body 1 at startup and restart
There are advantages such as doing. In the figure, 59 is the body 11 and the base 12
To connect pilot routes and passages to and from
It is. FIG. 9 shows a pressure equalizing valve characterizing the present invention described above.
60 shows a modification example of FIG. 60, (a) shows normal pressure (Px> P2)
The normal state of the relationship, (b) is the reverse differential pressure (Px <P2)
This shows a state in a relationship. In this embodiment, the connector 63 is held.
The diameters of the holes 62a and 62b are D3 and D1 (D3 <D
The setting is made different from 1), and the connector 63
Is formed in a stepped shape, and as in the case of FIG.
Unlike when there is no area difference between the pressure receiving parts, the area difference between the pressure receiving parts
Is shown. If you do this,
Upper area A {= (π / 4) · D1 Two } And Connect
Lower area C {= (π / 4) · D3 Two } Difference
Therefore, an expression similar to the above expression (1)
Then, the following equation is obtained. Px (AC) + Fs> P2 · B (2) where B is the value when the valve is closed by the connector 63 as described above.
Pressure receiving area at the bottom {B = (π / 4) · D2 Two
You. Then, in the equation (2), the relationship of Px = P2
, The force Fs of the bias spring 64 and the area difference
The connector 63 is pressed against the O-ring 65 by the directional force.
To seal and close the passages 61a and 61b. Here, the sealing force of the O-ring 65 is
Assuming only the downward force due to the area difference of the nectar 63,
The force Fs of the bias spring 64 may be small.
Thus, the spring constant Δs can be minimized. did
Therefore, the amount of deflection of the bias spring 64 can be increased.
Then, the moving amount of the connector 63 at the operating point is increased,
The opening distance E can be increased. In other words, big
The flow from the secondary pressure chamber 29 to the output pressure chamber 18 is obtained at the flow rate Q.
Px = P2 so that Px <P2 is not satisfied.
It can be maintained on the safe side. (In FIG. 3
(See the characteristic indicated by b.) In such a case, Fs is the connector 6
3. The frictional force between the O-rings 67, 67 on the outer periphery and the connector 63
May be the minimum spring constant corresponding to the force obtained by adding the weight of. FIGS. 10 to 13 show the equalizing pressure in the present invention.
9 shows still another modified example of the valve 60. Here, FIG.
0 and the example shown in FIG.
Instead of the O-ring seal,
With a spherical or needle-like (tapered) portion 68
And the opening of the passage 61a is directly opened and closed.
Is shown. Further, in the examples shown in FIGS.
Spherical or needle-shaped part 6 for road opening and closing seal
8 to open the passage 61a in the manifold base 12.
The case where it is formed in the mouth portion is shown. In the figure, 69 is the base
It is a fixed base provided on the 12th side. Of course, in these examples
The structure of FIG. 9 described above, that is, a connector having an area difference
It can be said that it can be adopted for the structure that operates 63.
Needless to say. As shown in FIGS.
As described above, the seal at the equalizing valve 60 is a metal touch.
Self-powered control valve directs line pressure to pilot 10
Therefore, there is a possibility that scale, dust, etc. in the fluid may flow in
As a result, there is little damage to the seal and durability
There is an advantage that it is advantageous in terms of FIGS. 14 and 15 show a self-powered type according to the present invention.
Another embodiment of the control valve pilot 10 is shown and described above.
The same or corresponding parts as those in FIGS.
And a detailed description thereof is omitted. This embodiment differs from the above-described embodiment.
Is a screw for adjusting the air supply nozzle 32 and the exhaust nozzle 41.
44 to the axis of the movable stem 17 formed integrally with
In the direction of intersection,
And the plate-like flappers 70, 71 facing these are
A structure in which the free ends of the leaf springs 72 and 73 are pressed is adopted.
Is Rukoto. And in this state, it's for gap adjustment
When the screw 44 is rotated and adjusted,
One end of the lower exhaust side flapper 71 at the stepped portion 44a
Is pushed upward, so that the other end of the flapper 71
The gap with the exhaust nozzle 41 is changed to a predetermined amount.
What you get. The air supply side nozzle opposing the air supply nozzle 32
One end of the wrapper 70 has a stepped portion above the movable stem 17.
17b, and the movable stem 1
7 to open and close the air supply nozzle 32 in response to the movement of
ing. In this case, the above-described exhaust-side nozzle flapper 4
3 opens and closes the nozzle flapper 40 on the air supply side in reverse.
Swelling. The above-described air supply nozzle 32 and exhaust gas
Nozzle flapper components such as the nozzle 41 are
4 and the nozzle table 74 is divided into two parts.
Sandwiched between the formed bodies 11A and 11B.
Is fixed. In this embodiment, the air supply nozzle 32
Flappers 70 and 7 respectively facing exhaust nozzle 41
1 is opened and closed by swinging about a part as a fulcrum
The buffer spring in the above-described embodiment is
The function of buffering the direct collision of the nozzle flapper
It is not necessary. The self-powered system having the above configuration
The output pressure chamber 18 and the secondary
Passages 61a and 61b communicating with the pressure chamber 29 and the way
A pressure equalizing valve 60 as a check valve provided in the
Functions and effects substantially the same as those of the embodiment shown in FIGS.
Is easily understood. The present invention is limited to the structure of the embodiment described above.
The shape of each part of the pilot 10 for the self-powered control valve,
It goes without saying that the structure and the like can be appropriately modified and changed. For example, in the above-described embodiment, the self-powered control
The secondary pressure setting adjustment by the valve pilot 10 is for setting.
Although the case where the setting is adjusted at the same time 20 is illustrated, the present invention
The secondary pressure setting by the pilot 10 is not limited to this.
May be configured so that settings can be adjusted by remote control.
Of course. In this way, the city gas supply system
Used by time of day, such as nighttime and daytime, such as distribution
If there is a large fluctuation in the volume,
The pressure setpoint at each distribution station where the
Of course, keep it high when working, and keep it low otherwise.
Control the secondary pressure P2 side freely and at the desired value
Things. In the above-described embodiment, the city gas or the like is used.
The present invention is applied to a large-capacity gas regulator that controls the feed rate.
Although the case of applying is exemplified, the present invention is not limited to this.
In addition, various fluids (gas, liquid) can be controlled and fed
The gain will be readily appreciated. As described above, the self-powered type according to the present invention
According to the control valve pilot, the first and second diamonds
A movable stem having flams at both ends, the first die;
A secondary pressure setting spring is provided on the non-movable stem side of the diaphragm
And the air supply side with the movable stem as a flapper
A first nozzle flapper, and the first nozzle
Primary pressure is introduced into the flapper nozzle and the second die
A secondary pressure chamber is formed on the non-movable stem side of the diaphragm,
And an output pressure chamber between the second diaphragm and the second diaphragm.
A passage for bleeding the output pressure into the secondary pressure chamber.
The movable stem,
An opening / closing operation contrary to the first nozzle flapper is performed at the same time.
And a second nozzle flapper on the exhaust side is provided.
A passage connecting the pressure chamber and the output pressure chamber is formed.
Since a check valve is provided in this passage,
In spite of this, various excellent effects listed below are achieved.
I do. That is, an abnormality occurs in the self-acting pressure reducing valve system.
Or the supply on the primary pressure side is stopped,
Has become high pressure, and the reverse differential pressure relationship of Px <P2 has occurred.
Even if the passage between the output pressure chamber and the secondary pressure chamber
Required communication between both chambers due to the presence of a check valve
To the output pressure chamber on the secondary pressure side.
Fluid flow is smoothly obtained, and the reverse differential pressure condition of Px <P2 is obtained.
Resolves quickly and reverses with a conventional diaphragm etc.
Deterioration, reduced reliability in operation, and irregular operation
Preventing the occurrence of hysteresis and further damage,
Long life and high reliability can be achieved. Of course
In a normal state, the passage is kept closed by a check valve,
It can exert the operating performance as a force type control valve pilot
Things. Further, according to the present invention, the movable stem is raised.
To prevent deformation and damage on the nozzle, flapper surface, etc.
Problem can be prevented. Further, a reverse differential pressure is applied to the actuator.
The check valve, which is a safety valve in the pilot,
Obtain Px = P2 and Px> P2 sequentially since the valve opens
To prevent pressurization of the valve body and change the seat surface.
Shape and breakage problems can be prevented. Furthermore,
Opening and closing so that when one opens, the other opens.
The first nozzle flapper and the second nozzle flapper on the exhaust side
The control pressure is output in response to minute changes in the secondary pressure.
Power can be changed and pilot gain can be increased
can do.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る自力式制御弁用パイロットの一実
施例を示す一部を断面した概略側面図である。 【図2】本発明を特徴づける二次圧力室、出力圧室間の
通路途中の逆止弁の一実施例を示し、(a)は通常状態
時の要部拡大図、(b)は異常状態時の要部拡大図であ
る。 【図3】本発明を特徴づける二次圧制御用の逆止弁によ
る圧力と流量との制御特性を示す特性図である。 【図4】本発明に係る自力式制御弁用パイロットの一実
施例を示す図1とは異なる部分を断面した概略側断面図
である。 【図5】図1、図4に示した自力式制御弁用パイロット
の流体回路を説明するための模式図である。 【図6】本発明に係る自力式制御弁用パイロットにおけ
る給気ノズル部でのゲインを従来例と比較して示す特性
図である。 【図7】本発明に係る自力式制御弁用パイロットにおけ
るパイロットゲインを従来例と比較して示す特性図であ
る。 【図8】本発明に係る自力式制御弁用パイロットにおい
てノズル径とパイロットゲインとの関係を説明する特性
図である。 【図9】本発明を特徴づける二次圧制御用の逆止弁の変
形例を示し、(a)は通常状態時の要部拡大図、(b)
は異常状態時の要部拡大図である。 【図10】本発明を特徴づける二次圧制御用の逆止弁の
さらに別の変形例を示し、(a)は通常状態時の要部拡
大図、(b)は異常状態時の要部拡大図である。 【図11】本発明を特徴づける二次圧制御用の逆止弁の
他の変形例を示し、(a)は通常状態時の要部拡大図、
(b)は異常状態時の要部拡大図である。 【図12】本発明を特徴づける二次圧制御用の逆止弁の
さらに他の変形例を示し、(a)は通常状態時の要部拡
大図、(b)は異常状態時の要部拡大図である。 【図13】本発明を特徴づける二次圧制御用の逆止弁の
さらに別の変形例を示し、(a)は通常状態時の要部拡
大図、(b)は異常状態時の要部拡大図である。 【図14】本発明に係る自力式制御弁用パイロットの別
の実施例を示す概略側断面図である。 【図15】図14に示した自力式制御弁用パイロットの
流体回路を説明するための模式図である。 【図16】弁本体、アクチュエータおよびパイロットか
らなる自力式制御弁であるガスレギュレータの概略構成
を説明するための概略構成図である。 【図17】図16の自力式制御弁のブロック線図であ
る。 【図18】従来の自力式制御弁用パイロットの概略断面
図である。 【図19】図18でのパイロットの流体回路を説明する
ための模式図である。 【符号の説明】 1 弁本体 2 ガス供給配管系(被制御流体供給配管系) 3 弁体 4 アクチュエータ 5 ピストン 7 二次圧側のパイロット経路 8 制御圧経路 9 一次圧側のパイロット経路 10 パイロット(自力式制御弁用パイロット) 11 ベースボディ 12 マニホールドベース 13 スプリングケース 15 第1のダイヤフラム 16 第2のダイヤフラム 17 可動ステム 18 出力圧室(設定圧出力室) 19 二次圧設定用ばね(二次圧力設定用ばね) 20 二次圧設定調整用ねじ(二次圧力設定調整用ね
じ) 21 スプリングカバー 22 大気穴 23 ばね室 24 制御圧出力ポート 25 一次圧導入ポート 26 二次圧導入ポート 27 一次圧導入通路 28 二次圧導入通路 29 二次圧室(二次圧力室) 30 ノズル部材 31 ノズル背圧通路 32 給気ノズル 33 フラッパ 34 出力圧室、二次圧室間の通路 40 第1のノズルフラッパ 41 第2のノズル 42 第2のフラッパ 43 第2のノズルフラッパ 44 ギャップ調整用ねじ 46 出力圧通路 47 第1の可変絞り 48 バイパス路 49 第2の可変絞り 50 ノズル棒 56 緩衝用ばね 57 バイアスばね 60 均圧弁(逆止弁) 61(61a,61b) 通路 62a,62b 孔部 63 コネクタ 64 バイアスばね 65 Oリング 66 連通路 68 メタルタッチ用シール部(球面状またはニード
ル状部分) 69 固定台 70 フラッパ 71 フラッパ 72 板ばね 73 板ばね
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially sectional schematic side view showing an embodiment of a self-powered control valve pilot according to the present invention. FIGS. 2A and 2B show an embodiment of a check valve in the middle of a passage between a secondary pressure chamber and an output pressure chamber which characterizes the present invention. FIG. 2A is an enlarged view of a main part in a normal state, and FIG. It is a principal part enlarged view at the time of a state. FIG. 3 is a characteristic diagram showing control characteristics of pressure and flow rate by a check valve for secondary pressure control, which characterizes the present invention. FIG. 4 is a schematic side sectional view showing an embodiment of the pilot for a self-powered control valve according to the present invention, in which a portion different from FIG. 1 is sectioned. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a fluid circuit of the pilot for the self-powered control valve shown in FIGS. 1 and 4; FIG. 6 is a characteristic diagram showing a gain at an air supply nozzle in a pilot for a self-powered control valve according to the present invention, as compared with a conventional example. FIG. 7 is a characteristic diagram showing a pilot gain of the self-powered control valve pilot according to the present invention in comparison with a conventional example. FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating the relationship between the nozzle diameter and the pilot gain in the self-powered control valve pilot according to the present invention. 9A and 9B show a modified example of the check valve for controlling the secondary pressure, which characterizes the present invention. FIG. 9A is an enlarged view of a main part in a normal state, and FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part in an abnormal state. FIGS. 10A and 10B show still another modified example of the check valve for controlling the secondary pressure, which characterizes the present invention. FIG. 10A is an enlarged view of a main part in a normal state, and FIG. 10B is a main part in an abnormal state. It is an enlarged view. 11 shows another modification of the check valve for controlling the secondary pressure, which characterizes the present invention. FIG. 11 (a) is an enlarged view of a main part in a normal state,
(B) is an enlarged view of a main part in an abnormal state. FIGS. 12A and 12B show still another modified example of the check valve for controlling the secondary pressure which characterizes the present invention, wherein FIG. 12A is an enlarged view of a main part in a normal state, and FIG. It is an enlarged view. 13A and 13B show still another modified example of the check valve for controlling the secondary pressure, which characterizes the present invention, wherein FIG. 13A is an enlarged view of a main part in a normal state, and FIG. 13B is a main part in an abnormal state. It is an enlarged view. FIG. 14 is a schematic side sectional view showing another embodiment of the self-powered control valve pilot according to the present invention. FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a fluid circuit of the pilot for the self-powered control valve shown in FIG. 14; FIG. 16 is a schematic configuration diagram for describing a schematic configuration of a gas regulator that is a self-powered control valve including a valve body, an actuator, and a pilot. FIG. 17 is a block diagram of the self-powered control valve of FIG. 16; FIG. 18 is a schematic sectional view of a conventional self-powered control valve pilot. FIG. 19 is a schematic view for explaining a pilot fluid circuit in FIG. 18; [Description of Signs] 1 Valve body 2 Gas supply piping system (controlled fluid supply piping system) 3 Valve element 4 Actuator 5 Piston 7 Secondary pressure side pilot path 8 Control pressure path 9 Primary pressure side pilot path 10 Pilot (self-powered type) Pilot for control valve) 11 Base body 12 Manifold base 13 Spring case 15 First diaphragm 16 Second diaphragm 17 Movable stem 18 Output pressure chamber (set pressure output chamber) 19 Spring for setting secondary pressure (for setting secondary pressure) Spring) 20 Secondary pressure setting adjustment screw (Secondary pressure setting adjustment screw) 21 Spring cover 22 Atmospheric hole 23 Spring chamber 24 Control pressure output port 25 Primary pressure introduction port 26 Secondary pressure introduction port 27 Primary pressure introduction passage 28 Secondary pressure introduction passage 29 Secondary pressure chamber (secondary pressure chamber) 30 Nozzle member 31 Nozzle back pressure passage 32 Air supply nozzle 33 33 Flapper 34 Passage 40 between output pressure chamber and secondary pressure chamber 40 First nozzle flapper 41 Second nozzle 42 Second flapper 43 Second nozzle flapper 44 Gap adjusting screw 46 Output pressure passage 47 First variable throttle 48 bypass path 49 second variable throttle 50 nozzle rod 56 buffer spring 57 bias spring 60 equalizing valve (check valve) 61 (61a, 61b) passage 62a, 62b hole 63 connector 64 bias spring 65 O-ring 66 communication passage 68 Metal touch seal part (spherical or needle-shaped part) 69 Fixed base 70 Flapper 71 Flapper 72 Leaf spring 73 Leaf spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多賀谷 栄二 東京都目黒区中目黒四丁目13番23号 東 京ガスアパート417 (72)発明者 原 俊弘 埼玉県浦和市別所三丁目24番8号 (72)発明者 丸山 孝成 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 菅沼 淳 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 鶴岡 祥弘 神奈川県高座郡寒川町大曲四丁目1番1 号 山武ハネウエル株式会社 湘南工場 内 (72)発明者 中橋 康二 神奈川県高座郡寒川町大曲四丁目1番1 号 山武ハネウエル株式会社 湘南工場 内 (56)参考文献 特開 昭64−70805(JP,A) 特開 昭60−41109(JP,A) 実開 平3−30107(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 16/00 - 16/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Eiji Tagaya 4-13-23 Nakameguro, Meguro-ku, Tokyo Tokyo Gas Apartment 417 (72) Inventor Toshihiro Hara 3-24-8 Bessho, Urawa-shi, Saitama ( 72) Inventor Takanari Maruyama 19-18, Sakurada-cho, Atsuta-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Inside Toho Gas Co., Ltd. Inventor Yoshihiro Tsuruoka 4-1-1, Omagari, Samukawa-cho, Koza-gun, Kanagawa Prefecture Inside the Shonan Plant (72) Inventor Koji Nakahashi 4-1-1, Omagari, Samukawa-cho, Koza-gun, Kanagawa Shonan Plant (56) References JP-A-64-70805 (JP, A) JP-A-60-41109 (JP, A) JP-A-3-30107 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G05D 16/00-16/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 第1および第2のダイヤフラムを両端側
に有する可動ステムと、前記第1のダイヤフラムの反可
動ステム側に二次圧力設定用ばねを設けるとともに、前
記可動ステムをフラッパとする給気側となる第1のノズ
ルフラッパを配設し、この第1のノズルフラッパのノズ
ルに一次圧力を導入し、前記第2のダイヤフラムの反可
動ステム側に二次圧力室を形成し、第1および第2のダ
イヤフラム間を出力圧室とし、かつこの出力圧を前記二
次圧力室にブリードする通路を備えている自力式制御弁
用パイロットにおいて、前記可動ステムに前記第1のノズルフラッパと相反する
開閉作動を行なう排気側となる第2のノズルフラッパを
設け、 前記二次圧力室と出力圧室とを連通する通路を形成する
とともに、この通路に逆止弁を配設したことを特徴とす
る自力式制御弁用パイロット。
(57) Claims 1. A movable stem having first and second diaphragms at both ends, and a secondary pressure setting spring provided on a side opposite to the movable stem of the first diaphragm. A first nozzle flapper serving as an air supply side using the movable stem as a flapper, and introducing a primary pressure to the nozzle of the first nozzle flapper , A self-powered control having a secondary pressure chamber formed on the non-movable stem side of the diaphragm, an output pressure chamber between the first and second diaphragms, and a passage for bleeding the output pressure to the secondary pressure chamber; In the valve pilot, the movable stem is opposed to the first nozzle flapper.
The second nozzle flapper on the exhaust side for opening and closing
A self-powered control valve pilot , wherein a passage for communicating the secondary pressure chamber and the output pressure chamber is formed, and a check valve is disposed in the passage.
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