【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧力制御弁に係り、特に
２次圧力が異常値となったときに流路を遮断できるよう
構成した圧力制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば都市ガスの供給ライン等に配設さ
れ下流側への供給圧力が一定となるように圧力を制御す
る圧力制御弁では、ダイヤフラムの中央部にシート部
（弁体）を設け、下流側のガス使用量が減少すると、ダ
イヤフラム室（圧力室）内の圧力が上昇してシート部が
弁閉動作してガス供給量を減らすようになっている。
又、下流側のガス使用量が増大すると、ダイヤフラム室
内の圧力が降下してシート部を弁開方向に変位させガス
供給量を増やす。シート部は円板状に形成され、弁座に
円板状の平面が離着座することにより下流側への供給量
を制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上の様に、従来の圧
力制御弁では、例えばパイロット弁が故障したり、圧力
検出等の管路が破損して圧力制御弁が制御不能となった
場合、弁体が開弁状態に保持されて２次圧力Ｐ2 が異常
に上昇してしまうおそれがあった。
【０００４】そこで、本発明は上記課題を解決した圧力
制御弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に流路が
設けられた弁本体と、該弁本体の流路の途中に設けられ
た弁座と、該弁座より下流の２次圧力が設定圧力値とな
るように前記弁座に対する弁開度を変更する弁体と、２
次圧力の変動に応じた作動圧力が供給されて前記弁体に
該作動圧力を付与する主圧力室と、前記弁本体内に形成
された副圧力室と、前記弁体内部に設けられ、前記弁座
より下流の２次圧力が所定圧力以上となったとき、前記
弁座より上流の１次圧力を前記副圧力室を介して前記主
圧力室に供給して前記弁体を閉弁位置に駆動せしめる切
換弁機構と、よりなることを特徴とする。
【０００６】
【作用】２次圧力が所定圧力以上となったとき、弁体内
に形成された副圧力室を介して主圧力室に１次圧力を供
給して弁体を閉弁位置に駆動させる切換弁機構が弁体内
部に設けられているので、コンパクトな構成で遮断弁と
しての機能を有することになり、組み立て作業が容易と
なるとともに、例えば故障により圧力制御ができなくな
って２次圧力が大幅に昇圧した場合でも弁座より上流の
１次圧力が圧力室に供給されて圧力制御弁自体が流路を
遮断することができるので、事故発生時の安全性が高め
られる。
【０００７】
【実施例】図１及び図２に本発明になる圧力制御弁の一
実施例を示す。
【０００８】両図中、圧力制御弁１は例えばガス供給ラ
インに設けられており、弁本体２内の流路３に設けられ
た弁座４に対し弁体５を弁開、弁閉動作させることによ
り下流側の圧力を一定に制御する。
【０００９】弁本体２は左側方に上流側配管６が接続さ
れる上流側フランジ２ａを有し、下方には下流側配管７
が接続される下流側フランジ２ｂを有する。上流側フラ
ンジ２ａの中央には流路３の一端に連通する流入口２ｃ
が開口し、下流側フランジ２ｂの中央には流路３の他端
に連通する流出口２ｄが開口する。
【００１０】流路３は、弁本体２の内部を横切るように
形成された隔壁８により、流入口２ｃに連通する上流側
流路３ａと、流出口２ｄに連通する下流側流路３ｂとに
画成されている。ここで、上流側流路３ａの圧力は１次
圧力Ｐ1 、下流側流路３ｂの圧力は２次圧力Ｐ2 と表
す。本実施例では、例えば１次圧力Ｐ1 ＝７０kg／cm2
とかなり高圧に設定されている。
【００１１】そして、上記弁座４はリング状に形成さ
れ、隔壁８に穿設された中央孔９に嵌合しており、外周
より半径方向に突出する鍔部がボルト１０の締め付けに
より隔壁８に固定されている。
【００１２】又、弁座４の下方には、ケージガイド１１
が設けられている。このケージガイド１１は、円筒状に
形成され、その内周と外周とを貫通する複数の長孔１１
ａを有する。複数の長孔１１ａはケージガイド１１の全
周に一定間隔毎に設けられており、絞りとしても機能し
ており、弁体５が開弁動作した際、流体の流れを絞り流
速を減速する。そのため、１次圧力Ｐ1 が高圧に設定さ
れていても、弁座４を通過する流速が減速されて小流量
域での圧力制御しやすくなっている。
【００１３】弁体５は、弁座４の上方で上下方向に摺動
自在に設けられたピストン１２と、ピストン１２の下方
に一体的に設けられたケージ１３と、を一体的に形成さ
せてなる。ピストン１２は、その下面に閉弁動作時に弁
座４に当接するシート部１２ａを有する。ケージ１３
は、前述したケージガイド１１の内周に嵌合して弁体５
の摺動をガイドする。
【００１４】又、ケージ１３の周面には、流体が通過す
るための複数の開口１３ａが穿設されている。この開口
１３ａは台形状に形成されており、弁体５の移動量に応
じて開口面積が増加するようになっている。即ち、弁体
５が開弁動作を開始したときは開口面積が小さく、弁座
４を通過する流量が絞られており、弁体５の弁開度が大
きくなるにつれて開口面積が大きくなって流量が増大す
る。
【００１５】そのため、弁体５が開弁動作を開始したと
きに急激に流量が増加せず、弁体５の開弁動作とともに
徐々に流量が増加することになり、小流量域での圧力制
御しやすくなっている。
【００１６】又、ケージ１３の周囲には円筒状の多孔板
１５が配設されている。この多孔板１５は、外周面に多
数の孔が穿設されている。そのため、上流側流路３ａか
ら弁座４を通過した流体（本実施例ではガス）は、多孔
板１５の孔を通過して下流側流路３ｂへ流出し、多孔板
１５の孔を通過する過程で整流される。
【００１７】又、ピストン１２の上部には、位置検出ロ
ッド１６の取り付け部１６ｂがボルト１７により固定さ
れている。ピストン１２の内部に形成された凹部１２ｃ
の上部開口は、位置検出ロッド１６の取り付け部１６ｂ
により閉塞されている。位置検出ロッド１６は、垂直方
向に延在する上端１６ａが蓋１８の上部に突出してお
り、上端１６ａの摺動位置に応じて弁体５の移動量、即
ち弁開度が分かる。
【００１８】弁本体２の上部開口２ｅを塞ぐ蓋１８は、
ボルト１９により弁本体２に固定される。弁体５と蓋１
８との間には主圧力室２０が形成されており、蓋１８の
外周には主圧力室２０に圧力を導入する圧力導入孔１８
ａが穿設されている。
【００１９】又、弁本体２の中央には、上部開口２ｅに
連通してピストン１２の上下動をガイドするガイド面２
ｆが形成されており、弁座４の上方に位置するように弁
本体２内に形成されている。尚、ピストン１２の外周に
は、ガイド面２ｆとピストン１２との間をシールするＯ
リング１２ｄが嵌合しており、このＯリング１２ｄによ
り主圧力室２０と上流側流路３ａとの間もシールされ
る。
【００２０】２１は弁開度表示部材で、蓋１８の上面に
ネジ止めされ、下部にピストン１２を弁座４に押圧する
ピストン押圧バネ２３の上端部に当接する凹部２１ａを
有し、中央には位置検出ロッド１６が挿通される孔２１
ｂが穿設されている。そして、ピストン押圧バネ２２の
下端部は、位置検出ロッド１６の取り付け部１６ｂに当
接している。従って、弁体５はバネ２２の押圧力により
閉弁方向に付勢されている。
【００２１】弁開度表示部材２１は弁開度を表示する目
盛り２１ｃと、目盛り２１ｃを見るための窓２１ｄとを
有する。前述した位置検出ロッド１６の上端１６ａは、
弁開度表示部材２１の窓２１ｄから視認することができ
る。従って、上端１６ａの摺動位置に一致する目盛り２
１ａを読み取ることにより弁体５の弁開度が分かる。
【００２２】図３に示すように、上記ピストン１２の凹
部１２ｃの内部には、副圧力室２３が形成され、副圧力
室２３には底部のガイド孔１２ｄに摺動自在に嵌合する
円筒状のスプール２４と、スプール２４の外周面と副圧
力室２３の内周面との間で摺動自在に嵌合する環状ピス
トン２５と、スプール２４を上方に押圧するコイルバネ
２６と、環状ピストン２５を下方に押圧するコイルバネ
２７と、よりなる切換弁機構が収納されている。
【００２３】従って、上記切換弁機構がピストン１２の
内部に設けられているので、圧力制御弁１の外部に切換
弁を設けるよりも構成が簡略化できるとともにコンパク
トな構成にできる。よって、圧力制御弁１の外部に切換
弁を設けた場合のように、各管路と切換弁とを細管で接
続する必要がないので、圧力制御弁１の組み立て作業が
容易となり、生産性が高められる。
【００２４】さらに、ピストン１２の底部には、副圧力
室２３とピストン１２の下方に位置する下流側流路３ｂ
とを連通する２次圧力検出孔２８が穿設され、ピストン
１２の外周には、スプール２４の下部が嵌合するガイド
孔１２ｅと上流側流路３ａとを連通する１次圧力検出孔
２９が穿設されている。
【００２５】又、位置検出ロッド１６の取り付け部１６
ｂには、主圧力室２０と副圧力室２３とを連通する連通
孔１６ｃが穿設されている。そのため、副圧力室２３内
の環状ピストン２５より上方に位置する上室２３ａは、
常に主圧力室２０の作動圧力ＰL と同圧である。副圧力
室２３内の環状ピストン２５より下方に位置する下室２
３ｂは、２次圧力検出孔２８から供給された２次圧力Ｐ
2 と同圧である。
【００２６】スプール２４は、環状ピストン２５の中央
孔２５ａに挿通され、１次圧力検出孔２９，中央孔２５
ａを閉塞する大径部２４ａと、１次圧力検出孔２９と副
圧力室２３の下室２３ｂとの間を連通するための小径部
２４ｂと、環状ピストン２５の下面に当接する鍔部２４
ｃと、軸方向に貫通する貫通孔２４ｄとを有する。そし
て、鍔部２４ｃの上方及び下方に大径部２４ａが設けら
れ、大径部２４ａの上方及び下方に小径部２４ｂが設け
られている。
【００２７】尚、副圧力室２３の上室２３ａの圧力は、
スプール２４の貫通孔２４ｄを介してガイド孔１２ｅに
も供給されており、スプール２４はバネ２７又は下室２
３ｂの圧力により上下方向に変位する。
【００２８】通常、コイルバネ２７のバネ力によりスプ
ール２４及び環状ピストン２５が下方に変位しているた
め、１次圧力検出孔２９はスプール２４により遮断され
ている。そして、２次圧力Ｐ2 が作動圧力ＰL 以上に昇
圧すると、スプール２４が上動して１次圧力検出孔２９
と副圧力室２３の下室２３ｂとの間を連通して１次圧力
Ｐ1 が下室２３ｂに供給される。
【００２９】３０は圧力制御部で、１次圧力供給管路３
１と、２次圧力供給管路４０と、ブリード圧力を下流側
へ逃がすブリード管路３２と、パイロット弁３３と、主
圧力室２０に１次圧力Ｐ1 又は２次圧力Ｐ2 を導入する
作動圧力導入管路３４と、パイロット弁３３に下流側の
検出圧力（２次圧力Ｐ2 ）を供給する検出管路３５と、
とよりなる。
【００３０】１次圧力供給管路３１は、一端が上流側配
管６の１次側接続口６ａに接続され、他端が２次圧力供
給管路４０及び作動圧力導入管路３４ａとの分岐点４１
に接続されている。又、１次圧力供給管路３１の途中に
は上流側配管６からの流量を制限する絞り３６が配設さ
れている。
【００３１】作動圧力導入管路３４は、一端が１次圧力
供給管路３１及び２次圧力供給管路４０との分岐点４１
に接続され、他端が蓋１８の圧力導入孔１８ａに接続さ
れている。従って、主圧力室２０には絞り３６により流
量を制限された１次圧力Ｐ1又は２次圧力Ｐ2 のガスが
供給される。
【００３２】２次圧力供給管路４０は、一端が１次圧力
供給管路３１及び作動圧力導入管路３４との分岐点４１
に接続され、他端がパイロット弁３３のノズル３３ｆと
接続されている。
【００３３】パイロット弁３３は一対のダイヤフラム３
３ａ，３３ｂにより上室３３ｃ、中室３３ｄ、下室３３
ｅに画成されている。中室３３ｄには２次圧力供給管路
４０に接続されたノズル３３ｆが設けられ、下室３３ｅ
にはダイヤフラム３３ｂを押圧するコイルバネ３３ｇが
介在する。尚、コイルバネ３３ｇは調整ネジ３３ｈを回
わすことによりバネ力の大きさが変更され、パイロット
設定圧力Ｐ0 が調整される。
【００３４】従って、パイロット設定圧を調整すること
により圧力制御弁１の下流の２次圧力Ｐ2 が所定圧力に
設定される。
【００３５】又、一対のダイヤフラム３３ａ，３３ｂは
互いに連結され同方向に変位する構成であり、ダイヤフ
ラム３３ａは上室３３ｃの圧力上昇によりノズル３３ｆ
より流出する流量を絞り、上室３３ｃの圧力降下により
ノズル３３ｆより流出する流量を増大させる。
【００３６】ブリード管路３２は一端がパイロット弁３
３の中室３３ｄに接続され、他端が下流側配管７の２次
側接続口７ａに接続されている。従って、中室３３ｄに
供給されたガスはブリード管路３２を通って下流側配管
７へ逃げる。
【００３７】上記検出管路３５は一端がパイロット弁３
３の上室３３ｃに接続され、他端が下流側配管７の２次
側接続口７ｂに接続されている。そのため、パイロット
弁３３の上室３３ｃは下流側の２次圧力Ｐ2 の変化に応
じた圧力となる。
【００３８】例えば、２次圧力Ｐ2 が設定圧力Ｐ0 以下
に低下すると、２次圧力供給管路４０及び作動圧力導入
管路３４のガスはパイロット弁３３を介して下流側配管
７へ流出し、主圧力室２０の作動圧力ＰL は低下する。
そのため、ダイヤフラム２１が上流側流路３ａの１次圧
力Ｐ1 により上方に押し上げられ弁体５は、開弁方向に
移動する。よって、上流側流路３ａからのガスが弁座４
を通過して下流側流路３ｂへ流出する流量が増大し、２
次圧力Ｐ2 が設定圧力Ｐ0 に上昇する。
【００３９】ここで、上記構成になる圧力制御弁１の圧
力制御動作につき説明する。
【００４０】通常、図２に示すように、副圧力室２３に
設けられたスプール２４は下方に変位しているため、ピ
ストン１２に穿設された１次圧力検出孔２９が閉塞され
ており、副圧力室２３内の下室２３ｂの圧力は２次圧力
検出孔２８から供給された２次圧力Ｐ2 となっている。
【００４１】そのため、上流側の１次圧力Ｐ1 は弁座４
より上流側の上流側流路３ａに供給されるとともに、１
次圧力供給管路３１及び作動圧力導入管路３４を介して
主圧力室２０内に供給される。従って、弁体５の下面に
は上流側管路３ａの１次圧力Ｐ1 が作用し、ピストン１
２の上面には主圧力室２０の作動圧力ＰL （閉弁時は１
次圧力Ｐ1 ）が作用する。又、ピストン１２の下面には
上流側流路３ａの１次圧力Ｐ1 が作用する。
【００４２】このように、主圧力室２０の作動圧力ＰL
が１次圧力Ｐ1 と等しいとき、弁体５は作動圧力ＰL と
バネ２２の押圧力とにより下方に押圧されて弁座４にピ
ストン１２を着座させる。つまり、弁体５は弁閉状態と
なり流路３を遮断する。
【００４３】ここで、下流側でのガス使用量が増加する
と、２次圧力Ｐ2 が設定圧力Ｐ0 より低下する。
【００４４】このように、２次圧力Ｐ2 が設定圧力Ｐ0
より低下することによりパイロット弁３３の上室３３ｃ
内の圧力が低下すると、ダイヤフラム３３ａ，３３ｂは
上方に変位する。その結果、パイロット弁３３のダイヤ
フラム３３ａがノズル３３ｆより離間する。
【００４５】そのため、１次圧力供給管路３１には絞り
３６が設けられているので、２次圧力供給管路４０及び
作動圧力導入管路３４のガスがブリード管路３２を通っ
て下流側配管７へ流出し、主圧力室２０の作動圧力ＰL
が２次圧力Ｐ2 に減圧される。その結果、作動圧力ＰL
とバネ２２の押圧力との合力が、上流側流路３ａの１次
圧力Ｐ1 による押圧力よりも小さくなり、弁体５が上動
して弁座４より離座する。
【００４６】弁体５は、ピストン１２がガイド面２ｆに
ガイドされるとともに、下部のケージ１３がケージガイ
ド１１にガイドされながら弁開方向に変位する。そのた
め、弁体５は流体圧力のあおり振動を受けず弁座４に対
して傾いたりせず、安定的に弁開する。
【００４７】又、ケージ１３には前述したように台形状
の開口１３ａが穿設されているため、弁体５が弁座４よ
り離間しても急激に開口面積が増大せず、下流側への流
量は徐々に増えることになる。即ち、ケージ１３に設け
られた開口１３ａの形状により、容量又は特性の変更を
行うことができる。従って、弁開しはじめたところで
は、流量増加率が小さく抑えられ、ある距離以上弁体５
が上昇すると流量増加率が上昇するようにできる。
【００４８】又、弁体５の開弁動作により上流側流路３
ａからの流体は、ケージガイド１１の長孔１１ａ及び多
孔板１５により整流され、開弁と同時に下流側流路３ｂ
に勢い良く流れることが防止される。
【００４９】従って、弁体５が弁開方向に変位して、弁
座４より抜け出した開口１３ａの総開口面積に応じた流
量が下流側流路３ｂに供給されることになり、特に小流
量域での制御が安定する。そのため、弁体５の弁開動作
時、流量が急激に増加して小流量域の制御ができないと
いった不都合が解消される。従って、２次側圧力Ｐ2は
徐々に上昇し、ハンチングの発生が防止される。
【００５０】又、下流側でのガス使用量が減少すると、
２次圧力Ｐ2 が設定圧力Ｐ0 より上昇し、その圧力は検
出管路３５を介してパイロット弁３３の上室３３ｃに供
給される。上室３３ｃの圧力上昇によりダイヤフラム３
３ａが下動して、ノズル３３ｆからの流出量を絞る。
【００５１】これにより、１次圧力供給管路３１からの
１次圧力Ｐ1 は作動圧力導入管路３４を介して主圧力室
２０に供給される。その結果、主圧力室２０の圧力が上
昇するため、弁体５は弁閉方向に変位して下流側への流
量を減少させる。
【００５２】このようにして、圧力制御弁１は、２次圧
力Ｐ2 の変動に応じて弁体５を弁開方向又は弁閉方向に
変位させて２次圧力Ｐ2 が設定圧力Ｐ0 になるように制
御する。
【００５３】次に、下流側配管７において、例えば圧力
制御弁１が故障して制御不能となった場合、２次圧力Ｐ
2 が異常に上昇することがある。その場合、図４，図５
に示すように、昇圧した２次圧力Ｐ2 が２次圧力検出孔
２８から副圧力室２３の下室２３ｂに供給されるため、
副圧力室２３に設けられた環状ピストン２５が上動する
とともに、スプール２４がバネ２７の押圧力により上動
する。
【００５４】これにより、ピストン１２の１次圧力検出
孔２９が開となり、スプール２４の小径部２４ｂを介し
て１次圧力検出孔２９と副圧力室２３の下室２３ｂとが
連通する。そのため、副圧力室２３の下室２３ｂの圧力
は、１次圧力検出孔２９から供給された１次圧力Ｐ1 と
なる。
【００５５】これにより、主圧力室２０の作動圧力ＰL
が低下した状態でも、副圧力室２３の下室２３ｂの１次
圧力Ｐ1 はスプール２４の小径部２４ｂと環状ピストン
２５の中央孔２５ａとの間及び連通孔１６ｃを介して主
圧力室２０へ供給される。従って、弁体５は下動し、シ
ート部１２ａを弁座４に当接させる。つまり、弁体５は
弁閉状態となり流路３を遮断する。
【００５６】このように、圧力制御弁１は制御不能とな
って２次圧力Ｐ2 が異常に上昇したとき、流路３を遮断
する機能を内蔵するため、上流側に配設された遮断弁の
閉弁動作とともに、配管流路を２重に遮断することがで
き、特に１次圧力Ｐ1 を高圧にした場合の安全性が高め
られる。
【００５７】尚、上記実施例では、ガスの圧力制御する
ものとして説明したが、ガス以外の気体あるいは液体等
の圧力を制御するようにしても良い。
【００５８】
【発明の効果】上述の如く、本発明になる圧力制御弁
は、２次圧力が所定圧以上となったとき、弁体内の副圧
力室を介して主圧力室に１次圧力を供給して弁体を閉弁
位置に駆動させる切換弁機構が弁体内部に設けられてい
るため、コンパクトな構成で遮断弁としての機能を内蔵
することができ、組み立て作業が容易となるとともに、
例えば故障などにより圧力制御ができなくなって２次圧
力が大幅に昇圧した場合でも弁座より上流の１次圧力を
弁体内の副圧力室に供給させて圧力制御弁自体が流路を
強制的に遮断することができるので、事故発生時の安全
性を高めることができる等の特長を有する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure control valve, and more particularly to a pressure control valve configured to shut off a flow path when a secondary pressure becomes abnormal. . 2. Description of the Related Art For example, in a pressure control valve which is provided in a city gas supply line or the like and controls a pressure so that a supply pressure to a downstream side is constant, a seat portion (a valve body) is provided at a central portion of a diaphragm. ) Is provided, and when the amount of gas used on the downstream side decreases, the pressure in the diaphragm chamber (pressure chamber) increases, and the seat portion closes the valve to reduce the gas supply amount.
When the amount of gas used on the downstream side increases, the pressure in the diaphragm chamber drops, displacing the seat portion in the valve opening direction, and increasing the gas supply amount. The seat portion is formed in a disk shape, and the amount of supply to the downstream side is controlled by the disk-shaped flat surface being separated from and seated on the valve seat. [0003] As described above, in the conventional pressure control valve, for example, the pilot valve breaks down, or the pipeline for pressure detection or the like is broken, and the pressure control valve becomes uncontrollable. If, there is a risk that the valve body is secondary pressure P 2 is maintained in the open state results in abnormally elevated. Therefore, an object of the present invention is to provide a pressure control valve which solves the above-mentioned problems. According to the present invention, there is provided a valve body having a flow passage therein, a valve seat provided in the middle of the flow passage of the valve body, and a valve seat downstream of the valve seat. A valve element for changing a valve opening degree with respect to the valve seat so that a secondary pressure becomes a set pressure value;
A main pressure chamber that is supplied with an operating pressure according to the fluctuation of the next pressure and applies the operating pressure to the valve body, a sub-pressure chamber formed in the valve body, and provided inside the valve body, When the secondary pressure downstream of the valve seat becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the primary pressure upstream of the valve seat is supplied to the main pressure chamber via the sub-pressure chamber to bring the valve body to the valve closing position. And a switching valve mechanism to be driven. When the secondary pressure exceeds a predetermined pressure, the primary pressure is supplied to the main pressure chamber via the sub-pressure chamber formed in the valve body to drive the valve body to the valve closing position. Since the switching valve mechanism is provided inside the valve body, it has a function as a shut-off valve in a compact configuration, and assembling work becomes easy, and pressure control cannot be performed due to, for example, failure, and the secondary pressure is reduced. Even when the pressure is significantly increased, the primary pressure upstream of the valve seat is supplied to the pressure chamber and the pressure control valve itself can shut off the flow passage, so that the safety in the event of an accident is enhanced. FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of a pressure control valve according to the present invention. In both figures, a pressure control valve 1 is provided, for example, in a gas supply line, and causes a valve body 5 to open and close a valve seat 4 provided in a flow path 3 in a valve body 2. Thus, the pressure on the downstream side is controlled to be constant. The valve body 2 has an upstream flange 2a to which an upstream pipe 6 is connected on the left side, and a downstream pipe 7 below.
Is connected to the downstream flange 2b. At the center of the upstream flange 2a, an inflow port 2c communicating with one end of the flow path 3
And an outlet 2d communicating with the other end of the flow path 3 is opened at the center of the downstream flange 2b. The flow path 3 is divided into an upstream flow path 3a communicating with the inflow port 2c and a downstream flow path 3b communicating with the outflow port 2d by a partition wall 8 formed so as to cross the inside of the valve body 2. It is defined. Here, the pressure of the upstream side flow passage 3a is primary pressure P 1, the pressure of the downstream side flow path 3b represents the secondary pressure P 2. In this embodiment, for example, the primary pressure P 1 = 70 kg / cm 2
And is set to quite high pressure. The valve seat 4 is formed in a ring shape, is fitted in a central hole 9 formed in the partition 8, and a flange projecting radially from the outer periphery is tightened by a bolt 10 to form the valve 8. It is fixed to. A cage guide 11 is provided below the valve seat 4.
Is provided. The cage guide 11 is formed in a cylindrical shape, and has a plurality of long holes 11 penetrating the inner and outer circumferences thereof.
a. The plurality of long holes 11a are provided at regular intervals on the entire circumference of the cage guide 11 and also function as throttles. When the valve element 5 opens, the flow of the fluid is throttled to reduce the flow velocity. Therefore, the primary pressure P 1 is be set to a high pressure, which is likely to pressure control at small flow rate region is decelerated flow rate through the valve seat 4. The valve body 5 is formed by integrally forming a piston 12 provided slidably in a vertical direction above the valve seat 4 and a cage 13 provided integrally below the piston 12. Become. The piston 12 has a seat portion 12a on its lower surface that comes into contact with the valve seat 4 during the valve closing operation. Cage 13
Is fitted to the inner periphery of the cage guide 11 described above and
Guide sliding. A plurality of openings 13a are formed in the peripheral surface of the cage 13 to allow a fluid to pass therethrough. The opening 13a is formed in a trapezoidal shape, and the opening area increases according to the amount of movement of the valve element 5. That is, when the valve element 5 starts the valve opening operation, the opening area is small, the flow rate passing through the valve seat 4 is reduced, and as the valve opening degree of the valve element 5 increases, the opening area increases and the flow rate increases. Increase. Therefore, the flow rate does not increase sharply when the valve element 5 starts the valve opening operation, but increases gradually with the valve element 5 opening operation. It is easier to do. A cylindrical perforated plate 15 is provided around the cage 13. The perforated plate 15 has a large number of holes formed on the outer peripheral surface. Therefore, the fluid (gas in this embodiment) that has passed through the valve seat 4 from the upstream channel 3a passes through the hole of the perforated plate 15 and flows out to the downstream channel 3b, and passes through the hole of the perforated plate 15. It is rectified in the process. A mounting portion 16 b of the position detecting rod 16 is fixed to the upper portion of the piston 12 by a bolt 17. Recess 12c formed inside piston 12
Of the position detecting rod 16
Is closed by The position detection rod 16 has a vertically extending upper end 16a protruding above the lid 18, and the amount of movement of the valve element 5, that is, the valve opening, can be determined according to the sliding position of the upper end 16a. The lid 18 for closing the upper opening 2e of the valve body 2 is
It is fixed to the valve body 2 by bolts 19. Valve element 5 and lid 1
8, a main pressure chamber 20 is formed, and a pressure introducing hole 18 for introducing pressure into the main pressure chamber 20 is formed on the outer periphery of the lid 18.
a is drilled. In the center of the valve body 2, a guide surface 2 communicating with an upper opening 2e for guiding the vertical movement of the piston 12 is provided.
f is formed in the valve main body 2 so as to be located above the valve seat 4. The outer periphery of the piston 12 has a seal O between the guide surface 2f and the piston 12 for sealing.
The ring 12d is fitted, and the space between the main pressure chamber 20 and the upstream flow path 3a is also sealed by the O-ring 12d. Numeral 21 denotes a valve opening indicating member, which is screwed to the upper surface of the lid 18, has a concave portion 21a at the lower portion which abuts on the upper end of a piston pressing spring 23 for pressing the piston 12 against the valve seat 4, and has a concave portion at the center. Is a hole 21 through which the position detection rod 16 is inserted.
b is drilled. The lower end of the piston pressing spring 22 is in contact with the mounting portion 16b of the position detection rod 16. Therefore, the valve element 5 is urged in the valve closing direction by the pressing force of the spring 22. The valve opening display member 21 has a scale 21c for displaying the valve opening and a window 21d for viewing the scale 21c. The upper end 16a of the position detection rod 16 described above is
It can be visually recognized from the window 21d of the valve opening display member 21. Therefore, the scale 2 corresponding to the sliding position of the upper end 16a
By reading 1a, the valve opening of the valve element 5 can be determined. As shown in FIG. 3, a sub-pressure chamber 23 is formed inside the recess 12c of the piston 12, and the sub-pressure chamber 23 has a cylindrical shape which is slidably fitted in a guide hole 12d at the bottom. , An annular piston 25 slidably fitted between the outer peripheral surface of the spool 24 and the inner peripheral surface of the auxiliary pressure chamber 23, a coil spring 26 for pressing the spool 24 upward, and an annular piston 25. A switching valve mechanism including a coil spring 27 pressed downward and a switching valve mechanism is housed. Therefore, since the switching valve mechanism is provided inside the piston 12, the configuration can be simplified and the configuration can be made more compact than providing a switching valve outside the pressure control valve 1. Therefore, unlike the case where a switching valve is provided outside the pressure control valve 1, there is no need to connect each pipe line and the switching valve with a thin tube, so that the assembly work of the pressure control valve 1 is facilitated, and productivity is reduced. Enhanced. Further, a sub-pressure chamber 23 and a downstream flow path 3b located below the piston 12 are provided at the bottom of the piston 12.
A primary pressure detection hole 28 is formed in the outer periphery of the piston 12 to communicate the guide hole 12e into which the lower part of the spool 24 is fitted and the upstream flow path 3a. Has been drilled. The mounting portion 16 of the position detecting rod 16
A communication hole 16c for communicating the main pressure chamber 20 and the sub-pressure chamber 23 is formed in b. Therefore, the upper chamber 23a located above the annular piston 25 in the sub-pressure chamber 23 is
It is always the same as the operating pressure P L of the main pressure chamber 20. Lower chamber 2 located below annular piston 25 in sub-pressure chamber 23
3b is the secondary pressure P supplied from the secondary pressure detection hole 28.
Same pressure as 2 . The spool 24 is inserted through the center hole 25a of the annular piston 25, and the primary pressure detection hole 29, the center hole 25a
a small-diameter portion 24b for communicating between the primary pressure detecting hole 29 and the lower chamber 23b of the sub-pressure chamber 23, and a flange portion 24 contacting the lower surface of the annular piston 25.
c, and a through hole 24d penetrating in the axial direction. A large diameter portion 24a is provided above and below the flange portion 24c, and a small diameter portion 24b is provided above and below the large diameter portion 24a. The pressure in the upper chamber 23a of the sub-pressure chamber 23 is
It is also supplied to the guide hole 12e through the through hole 24d of the spool 24, and the spool 24 is
It is displaced vertically by the pressure of 3b. Normally, since the spool 24 and the annular piston 25 are displaced downward by the spring force of the coil spring 27, the primary pressure detecting hole 29 is blocked by the spool 24. When the secondary pressure P 2 rises above the operating pressure P L , the spool 24 moves upward and the primary pressure detection hole 29
And it communicates the primary pressure P 1 between the lower chamber 23b of the sub-pressure chamber 23 is supplied to the lower chamber 23b. Reference numeral 30 denotes a pressure control unit, which is a primary pressure supply line 3
1, a secondary pressure supply pipe 40, is introduced bleed pipe 32 to release the bleed pressure to the downstream side, a pilot valve 33, to the main pressure chamber 20 primary pressure P 1 or the secondary pressure P 2 operating A pressure introduction pipe 34, a detection pipe 35 for supplying a detected pressure (secondary pressure P 2 ) on the downstream side to the pilot valve 33,
And One end of the primary pressure supply line 31 is connected to the primary connection port 6a of the upstream pipe 6, and the other end is a branch point between the secondary pressure supply line 40 and the working pressure introduction line 34a. 41
It is connected to the. In the middle of the primary pressure supply pipe 31, a throttle 36 for limiting the flow rate from the upstream pipe 6 is provided. One end of the operating pressure introducing line 34 is a branch point 41 between the primary pressure supplying line 31 and the secondary pressure supplying line 40.
And the other end is connected to a pressure introducing hole 18 a of the lid 18. Therefore, the gas of the primary pressure P 1 or the secondary pressure P 2 whose flow rate is restricted by the throttle 36 is supplied to the main pressure chamber 20. One end of the secondary pressure supply line 40 is a branch point 41 between the primary pressure supply line 31 and the working pressure introduction line 34.
And the other end is connected to the nozzle 33 f of the pilot valve 33. The pilot valve 33 has a pair of diaphragms 3
3a, 33b, upper room 33c, middle room 33d, lower room 33
e. The middle chamber 33d is provided with a nozzle 33f connected to the secondary pressure supply pipe 40, and the lower chamber 33e
Is provided with a coil spring 33g for pressing the diaphragm 33b. Incidentally, the coil spring 33g is the magnitude of the spring force is changed by Wath turn the adjustment screw 33h, the pilot set pressure P 0 is adjusted. Therefore, the secondary pressure P 2 downstream of the pressure control valve 1 is set to a predetermined pressure by adjusting the pilot set pressure. The pair of diaphragms 33a and 33b are connected to each other and are displaced in the same direction.
The flow rate flowing out from the nozzle 33f is increased by reducing the flow rate flowing out from the nozzle 33f due to the pressure drop in the upper chamber 33c. One end of the bleed line 32 is connected to the pilot valve 3.
3 is connected to the middle chamber 33 d, and the other end is connected to the secondary connection port 7 a of the downstream pipe 7. Therefore, the gas supplied to the middle chamber 33d escapes to the downstream pipe 7 through the bleed pipe 32. One end of the detection line 35 is connected to the pilot valve 3.
3 is connected to the upper chamber 33c, and the other end is connected to the secondary connection port 7b of the downstream pipe 7. Therefore, the upper chamber 33c of the pilot valve 33 is the pressure corresponding to a change in the secondary pressure P 2 on the downstream side. For example, when the secondary pressure P 2 drops below the set pressure P 0 , the gas in the secondary pressure supply pipe 40 and the working pressure introduction pipe 34 flows out to the downstream pipe 7 via the pilot valve 33. , The operating pressure P L of the main pressure chamber 20 decreases.
Therefore, valve body 5 is pushed upward by the diaphragm 21 on the upstream side flow passage 3a 1 primary pressure P 1 is moved in the opening direction. Therefore, the gas from the upstream side flow path 3a is
And the flow rate flowing out to the downstream flow path 3b increases,
The following pressure P 2 rises to the set pressure P 0. Here, the pressure control operation of the pressure control valve 1 having the above configuration will be described. Normally, as shown in FIG. 2, since the spool 24 provided in the sub-pressure chamber 23 is displaced downward, the primary pressure detecting hole 29 formed in the piston 12 is closed. The pressure in the lower chamber 23 b in the sub-pressure chamber 23 is the secondary pressure P 2 supplied from the secondary pressure detection hole 28. For this reason, the primary pressure P 1 on the upstream side is
While being supplied to the upstream side flow path 3a on the more upstream side,
It is supplied into the main pressure chamber 20 via the next pressure supply line 31 and the working pressure introduction line 34. Accordingly, primary pressure P 1 on the upstream side conduit 3a acts on the lower surface of the valve body 5, the piston 1
2 has an operating pressure P L of the main pressure chamber 20 (1 when the valve is closed).
The next pressure P 1 ) acts. Further, the lower surface of the piston 12 primary pressure P 1 on the upstream side flow passage 3a acts. As described above, the operating pressure P L of the main pressure chamber 20
Is equal to the primary pressure P 1 , the valve element 5 is pressed downward by the operating pressure P L and the pressing force of the spring 22 to seat the piston 12 on the valve seat 4. That is, the valve element 5 is in the valve closed state, and shuts off the flow path 3. Here, when the gas usage on the downstream side increases, the secondary pressure P 2 falls below the set pressure P 0 . As described above, the secondary pressure P 2 becomes equal to the set pressure P 0.
By lowering further, the upper chamber 33c of the pilot valve 33
When the internal pressure decreases, the diaphragms 33a and 33b are displaced upward. As a result, the diaphragm 33a of the pilot valve 33 is separated from the nozzle 33f. For this reason, the throttle 36 is provided in the primary pressure supply line 31, so that the gas in the secondary pressure supply line 40 and the working pressure introduction line 34 passes through the bleed line 32 and the downstream side piping. 7 and the operating pressure P L of the main pressure chamber 20
There is reduced to a secondary pressure P 2. As a result, the operating pressure P L
Resultant force of the pressing force of the spring 22 and becomes smaller than the pressing force by the primary pressure P 1 on the upstream side flow passage 3a, the valve body 5 is lifted from the valve seat 4 moves upward. The valve body 5 is displaced in the valve opening direction while the piston 12 is guided by the guide surface 2f and the lower cage 13 is guided by the cage guide 11. Therefore, the valve element 5 does not receive the vibration of the fluid pressure and does not tilt with respect to the valve seat 4 and opens the valve stably. Further, since the trapezoidal opening 13a is formed in the cage 13 as described above, even if the valve element 5 is separated from the valve seat 4, the opening area does not increase rapidly, and Will gradually increase. That is, the capacity or characteristics can be changed depending on the shape of the opening 13 a provided in the cage 13. Therefore, when the valve starts to be opened, the rate of increase in the flow rate is suppressed to a small value, and the valve body 5 exceeds a certain distance.
Can increase the flow rate increase rate. Further, the upstream side flow path 3 is opened by the valve opening operation of the valve element 5.
The fluid from a is rectified by the long hole 11a of the cage guide 11 and the perforated plate 15, and is simultaneously opened with the downstream side flow path 3b.
It is prevented from flowing vigorously. Therefore, the valve element 5 is displaced in the valve opening direction, and a flow rate corresponding to the total opening area of the opening 13a that has come out of the valve seat 4 is supplied to the downstream flow path 3b. The control in the area becomes stable. Therefore, at the time of the valve-opening operation of the valve element 5, the inconvenience that the flow rate increases rapidly and the small flow rate region cannot be controlled is solved. Therefore, the secondary side pressure P 2 are gradually increased, the occurrence of hunting is prevented. When the amount of gas used on the downstream side decreases,
The secondary pressure P 2 rises above the set pressure P 0 , and the pressure is supplied to the upper chamber 33 c of the pilot valve 33 via the detection pipe 35. When the pressure in the upper chamber 33c rises, the diaphragm 3
3a moves downward to reduce the amount of outflow from the nozzle 33f. Thus, the primary pressure P 1 from the primary pressure supply pipe 31 is supplied to the main pressure chamber 20 via the working pressure introduction pipe 34. As a result, the pressure in the main pressure chamber 20 increases, so that the valve element 5 is displaced in the valve closing direction to decrease the flow rate to the downstream side. [0052] In this manner, the pressure control valve 1, the secondary pressure P 2 primary pressure P 2 is the set pressure P 0 by displacing the valve body 5 in the valve opening direction or the valve closing direction in accordance with the variation of 2 Control so that Next, in the downstream side pipe 7, when the pressure control valve 1 is out of control due to failure, for example, the secondary pressure P
2 may rise abnormally. In that case, FIGS. 4 and 5
As shown in (2), the increased secondary pressure P 2 is supplied from the secondary pressure detection hole 28 to the lower chamber 23b of the sub-pressure chamber 23.
The annular piston 25 provided in the sub-pressure chamber 23 moves upward, and the spool 24 moves upward by the pressing force of the spring 27. As a result, the primary pressure detecting hole 29 of the piston 12 is opened, and the primary pressure detecting hole 29 and the lower chamber 23b of the sub-pressure chamber 23 communicate with each other via the small diameter portion 24b of the spool 24. Therefore, the pressure in the lower chamber 23 b of the sub-pressure chamber 23 becomes the primary pressure P 1 supplied from the primary pressure detection hole 29. Thus, the operating pressure P L of the main pressure chamber 20
The primary pressure P 1 of the lower chamber 23b of the sub-pressure chamber 23 is maintained between the small-diameter portion 24b of the spool 24 and the central hole 25a of the annular piston 25 and to the main pressure chamber 20 via the communication hole 16c. Supplied. Therefore, the valve element 5 moves downward, and the seat portion 12a is brought into contact with the valve seat 4. That is, the valve element 5 is in the valve closed state, and shuts off the flow path 3. As described above, since the pressure control valve 1 has a built-in function of shutting off the flow path 3 when the secondary pressure P 2 rises abnormally due to the control failure, the shut-off valve disposed on the upstream side with the closing operation, a pipe passage can be blocked doubly, safety when the pressure is increased particularly primary pressure P 1. Although the above embodiment has been described as controlling the pressure of the gas, the pressure of a gas or liquid other than the gas may be controlled. As described above, the pressure control valve according to the present invention applies the primary pressure to the main pressure chamber via the sub-pressure chamber in the valve body when the secondary pressure exceeds a predetermined pressure. Since the switching valve mechanism for supplying and driving the valve body to the valve closing position is provided inside the valve body, the function as a shutoff valve can be built in a compact configuration, and the assembling work is facilitated.
For example, even if the pressure cannot be controlled due to a failure or the like and the secondary pressure rises significantly, the primary pressure upstream of the valve seat is supplied to the sub-pressure chamber in the valve body, and the pressure control valve itself forcibly blocks the flow path. Since it can be shut off, it has features such as improved safety in the event of an accident.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる圧力制御弁の一実施例の概略構成
図である。
【図２】圧力制御弁の内部を拡大して示す縦断面図であ
る。
【図３】切換弁機構の構成を拡大して示す縦断面図であ
る。
【図４】切換弁機構の動作による圧力制御弁の閉弁動作
を説明するための縦断面図である。
【図５】圧力制御弁の閉弁動作を拡大して示す縦断面図
である。
【符号の説明】
１ 圧力制御弁
２ 弁本体
３ 流路
４ 弁座
５ 弁体
１２ ピストン
１８ 蓋
２０ 主圧力室
２１ 弁開度表示部材
２３ 副圧力室
２４ スプール
２５ 環状ピストン
２８ ２次圧力検出孔
２９ １次圧力検出孔
３０ 圧力制御部
３１ １次圧力供給管路
３２ ブリード管路
３３ パイロット弁
３４ 作動圧力導入管路
３５ 検出管路
４０ ２次圧力供給管路BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of one embodiment of a pressure control valve according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing the inside of a pressure control valve. FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a configuration of a switching valve mechanism. FIG. 4 is a longitudinal sectional view for explaining a valve closing operation of a pressure control valve by an operation of a switching valve mechanism. FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a valve closing operation of the pressure control valve. [Description of Signs] 1 pressure control valve 2 valve body 3 flow path 4 valve seat 5 valve body 12 piston 18 lid 20 main pressure chamber 21 valve opening display member 23 sub-pressure chamber 24 spool 25 annular piston 28 secondary pressure detection hole 29 Primary pressure detection hole 30 Pressure control unit 31 Primary pressure supply line 32 Bleed line 33 Pilot valve 34 Operating pressure introduction line 35 Detection line 40 Secondary pressure supply line
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フロントページの続き
(72)発明者 古宮 貴
大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２
号 大阪瓦斯株式会社内
(72)発明者 石井 明生
神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番
３号 トキコ株式会社内
(72)発明者 小林 盛厚
神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番
３号 トキコ株式会社内
(72)発明者 小澤 泰夫
神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番
３号 トキコ株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−343109（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−203684（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−229109（ＪＰ，Ａ)
特開 昭47−14722（ＪＰ，Ａ)
実開 昭51−159038（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05D 16/06
F16K 3/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takashi Komiya Inventor Osaka 1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka City Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Akio Ishii 1-6 Fujimi, Kawasaki-ku, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture No. 3 Tokiko Co., Ltd. (72) Inventor Moriatsu Kobayashi 1-6-6, Fujimi, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Tokiko Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Ozawa 1-6-1, Fujimi, Kawasaki-ku, Kawasaki-ku, Kanagawa Prefecture JP-A-4-343109 (JP, A) JP-A-4-203684 (JP, A) JP-A-61-229109 (JP, A) JP-A-47-14722 (JP, A) Japanese Utility Model 51-159038 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G05D 16/06 F16K 3/24