JP3532396B2

JP3532396B2 - Valve positioner feedback mechanism

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Publication number: JP3532396B2
Application number: JP28719797A
Authority: JP
Inventors: 幸福伊藤; 信一赤野; 達夫田中
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 2004-05-31
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: JPH11125201A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、バルブポジショナ
のフィードバック機構に関する。【０００２】【従来の技術】バルブポジショナは、入力信号（変位信
号）を空気圧信号に変換する電空変換器と、この空気圧
信号を増幅してバルブのアクチュエータに出力空気圧と
して伝送する増幅器と、バルブの実動作量を電気信号に
変換しフィードバック信号としてフィードバックするフ
ィードバック機構を備え、フィードバック信号と前記入
力信号の差が零になるようにバルブを駆動制御するもの
である。このようなバルブポジショナは、爆発ガス雰囲
気中で使用される際には、防爆基準により十分な防爆性
能を有することが義務付けられている。そのため、信号
変換部全体を格別の耐圧容器により形成した防爆ケース
内に納める構造を採用している（実開昭６２−２８１１
８号公報等）。【０００３】図５は耐圧防爆構造を採用した調節弁用電
空ポジショナの従来例を示す概略構成図、図６はフィー
ドバックレバーと作動軸の連結構造を示す図である。こ
れらの図において、１はバルブ、２はバルブ１のアクチ
ュエータ、３はバルブポジショナである。【０００４】前記バルブポジショナ３は、バルブ１の作
動軸４の実動作量をフィードバック機構５によって電気
信号Ｉ1 に変換し、この電気信号Ｉ1 を制御演算部６に
フィードバックし、このフィードバック信号とポジショ
ナ３への入力信号Ｉ0 とを比較し、その差を電空変換器
７に送信することにより、電気信号と作動軸位置との関
係を外乱に抗して常に正確に制御するように構成されて
いる。【０００５】前記フィードバック機構５は、バルブ１の
作動軸４の上下動によって回動されるフィードバックレ
バー９と、このフィードバックレバー９の回動角度を検
出し電気信号に変換する回転型のセンサ１０とを備えて
いる。フィードバックレバー９は、前記センサ１０の回
転軸１１に取付けられ、前記作動軸４に突設した連結ピ
ン１２が摺動自在に挿通される長孔１３を有している。
また、このフィードバックレバー９には、前記連結ピン
１２を長孔１３の一側壁に圧接するピン押圧用ばね１４
が装着されている。ピン押圧用ばね１４は直線状の線ば
ねからなり、両端部に設けた折曲部１４ａ，１４ｂがフ
ィードバックレバー９に係止されることにより長孔１３
に対して斜めに取付けられている。【０００６】前記電空変換器７は、Ｅ字状に形成したヨ
ーク１７と、このヨーク１７の脚部１７ａ，１７ｂ，１
７ｃに取付けられた励磁コイル１８および永久磁石１９
と、前記励磁コイル１８への供給電流に比例した空気圧
信号に変換するノズルフラッパ機構２０とで構成されて
いる。【０００７】前記ヨーク１７は、インサート成形等によ
って防爆ケース２１の形成と同時にかつケース壁面を貫
通して設けられることにより、３つの脚部１７ａ，１７
ｂ，１７ｃの先端部がケース外部に突出し、中央の脚部
１７ｂの先端面に永久磁石１９がＮ極を上に、Ｓ極を下
に向けて固着されている。励磁コイル１８は、左右の脚
部１７ａ，１７ｃに装着され、入力信号Ｉ0 によって励
磁される。【０００８】前記ノズルフラッパ機構２０は、ヨーク１
７の脚部１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対向して配置された
フラッパ２２と、このフラッパ２２の一端部に近接して
対向するように配置されたノズル２３とで構成されてい
る。フラッパ２２は磁性体からなり、長手方向中央部が
支点ばね２４を中心として左右方向に揺動自在に支持さ
れ、ノズル２３との間にノズルギャップＧが設定されて
いる。ノズル２３は、供給空気圧Ｐｓｕｐが空気供給源
より供給されており、フラッパ２２の揺動によってノズ
ルギャップＧが変化すると、そのノズル背圧ＰN も変化
する。そして、このノズル背圧ＰN はパイロットリレー
２６によって増幅された後、出力空気圧Ｐｏｕｔとして
バルブ１のアクチュエータ２に出力されるように構成さ
れている。すなわち、電空変換器７は、永久磁石１９に
よる磁束および励磁コイル１８への通電によって生じる
磁束によってフラッパ２２に回転トルクを発生させるこ
とにより、フラッパ２２とノズル２３との隙間を変化さ
せ、励磁コイル１８内に流れる電流に応じた空気圧信号
を得るものである。【０００９】前記防爆ケース２１は、弱磁性材料または
非磁性材料によって形成されており内部が防爆室を形成
し、前記センサ１０、電空変換器７の一部、スパン調整
用スイッチ３０、スパン調整用ねじ３１、零調整用スイ
ッチ３２、零調整用ねじ３３、端子台３４等を収納して
いる。３５は前記パイロットリレー２６を収納するケー
スで、前記防爆ケース２１に取付けられている。なお、
３６は配管、３７は圧力計、３８は減圧弁、３９は絞
り、４０は手動、自動の切り換えを行う切替スイッチで
ある。【００１０】このような構造において、バルブポジショ
ナ３に入力信号１0 が供給されていない状態において
は、フラッパ２２は永久磁石１９による磁気吸引力とが
バランスする所定の位置に保持されている。このとき、
供給空気圧Ｐｓｕｐは、配管３６を通ってノズル２３に
供給されているが、そのノズル背圧ＰN は、フラッパ２
２が揺動しないため一定に保持されている。そのため、
パイロットリレー２６の出力空気圧Ｐｏｕｔも一定であ
る。【００１１】バルブポジショナ３への入力信号Ｉ0 は、
例えば４ｍＡから２０ｍＡの範囲で変化し、４ｍＡの
時、バルブ１を全閉状態に保持し、２０ｍＡの時、全開
状態に保持するものとする。バルブ１の全閉状態におい
て、作動軸４に連動して回動するフィードバックレバー
９は図５において時計方向に最大角度回動した位置に停
止している。この状態において、励磁コイル１８に電流
を流すと、フラッパ２２には支点ばね２４を中心として
供給電流に比例した反時計方向回りの回転トルクが発生
し、フラッパ２２をノズル２３に近づける。したがっ
て、ノズルギャップＧが減少してノズル背圧ＰN が増大
し、電流信号に比例した空気圧信号を発生する。そし
て、この空気圧信号は、パイロットリレー２６によって
増幅されることにより出力空気圧Ｐｏｕｔとして出力さ
れアクチュエータ２を動作させる。そのため、作動軸４
は上方に移動してバルブ１を開く。また、作動軸４の動
きはフィードバックレバー９を図５において反時計方向
へ回動させる力として伝達される。フィードバックレバ
ー９が回動すると、その回動角度をセンサ１０が検出し
て電気信号に変換し、制御演算部６にフィードバック信
号として入力する。制御演算部６は、電気信号Ｉ1 とフ
ィードバック信号とを比較しその差が零になるようにノ
ズルフラッパ機構２０にフィードバックすることによ
り、フラッパ２２の動きを安定にする。弁開状態から全
閉状態に戻る動作は上記と反対の動作をする。したがっ
て、バルブ１を入力信号Ｉ0 によって自動制御すること
ができる。【００１２】【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の防爆型調整弁用電空ポジショナ３のフィードバック機
構５においては、図６に示すように直線状のピン押圧用
ばね１４を長孔１３に対して傾斜させてフィードバック
レバー９に装着して連結ピン１２を長孔１３の一側壁１
３ａに圧接していた。しかしながら、このような直線状
のピン押圧用ばね１４では、連結ピン１２の位置によっ
てピンに対する押圧力が異なるという問題があった。す
なわち、連結ピン１２が図６に実線で示すようにピン押
圧用ばね１４の基部１４Ａ側に位置すると変形量が大き
く、大きな押圧力で連結ピン１２を押圧する。その結
果、ピン押圧用ばね１４が摩耗してばね特性が低下す
る。また、連結ピン１２と長孔１３の一側壁１３ａとの
間の摩擦が大きくなるため、一側壁１３ａが摩耗して連
結ピン１２が一側壁１３ａに食い込み、作動軸４とフィ
ードバックレバー９が円滑に動作しなくなる。一方、２
点鎖線で示すようにばねの基部１４Ａから離間すると変
形量が減少し、押圧力が減少する。その結果、フィード
バックレバー１９が振動、衝撃等によって遊動し易くな
る。したがって、何れも場合においても押圧力が作動軸
４の動作量を高精度に検出することができなくなる。【００１３】また、従来のフィードバックレバー９は、
防爆ケース２１よりバルブ１方向に長く延在しているた
め、出荷時にバルブポジショナ３を梱包すると、フィー
ドバックレバー９のために梱包容積が大きくなり、梱包
費用が嵩むばかりか搬送性という点で問題があった。【００１４】さらに、バルブの種類が異なり作動軸４か
らバルブポジショナ３までの距離に応じて長さの異なる
フィードバックレバーと交換する際には、バルブポジシ
ョナ３をバルブ１ヨーク４５から取り外さないと、フィ
ードバックレバー９を交換することができず、その交換
作業が煩わしいという問題もあった。【００１５】本発明は上記した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、ポジ
ショナの梱包容積を小さくすることができ、しかもフィ
ードバックレバーの交換作業を容易に行うことができる
ようにしたバルブポジショナのフィードバック機構を提
供することにある。また、本発明は、バルブの作動軸に
設けた連結ピンに対して常に一定の押圧力を作用させる
ことができ、ピン押圧用ばねの耐久性を向上させるとと
もに作動軸の動作量を高精度に検出できるようにしたバ
ルブポジショナのフィードバック機構を提供することに
ある。【００１６】【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、バルブの作動軸に設けた連結ピンが摺動
自在に挿通される長孔を有する回動自在なフィードバッ
クレバーと、このフィードバックレバーに両端部を係止
されて装着され、前記ピンを長孔の一側壁に圧接するピ
ン押圧用ばねとを備え、前記フィードバックレバーの回
動をセンサによって電気信号に変換してフィードバック
するバルブポジショナのフィードバック機構において、
前記フィードバックレバーを長手方向に分割された第
１、第２のレバーで構成し、前記第１のレバーを、フィ
ードバックレバーの回動角度を電気信号に変換するセン
サの回転軸に取付け、前記第２のレバーを前記第１のレ
バーに対して着脱可能に取付け、前記ピン押圧用ばねの
連結ピンを押圧する押圧部を前記第２のレバーの長孔の
一側壁側に凸となるように湾曲させたことを特徴とす
る。第１の発明において、フィードバックレバーを第
１、第２のレバーで構成したことにより、バルブポジシ
ョナを梱包するときには第２のレバーを第１のレバーか
ら取り外して梱包することで梱包容積を小さくすること
ができる。ポジショナからバルブまでの距離が異なり、
長さが異なるフィードバックレバーと交換する必要が生
じたときには、長さの異なる第２のレバーのみを交換す
ればよい。第１のレバーはセンサの回転軸に取付けたま
までよいため、交換に伴う第１のレバーの角度誤差は生
じない。第２のレバーを第１のレバーに取付けるときの
角度誤差は、ねじが挿通されるねじ取付孔とねじ孔との
位置精度内で決まるためそれほど問題はない。ピン押圧
用ばねは直線状のばねに比べて変形量および押圧力の変
化が相対的に少なく、連結ピンの位置が何処であっても
略一定の押圧力で連結ピンを長孔の一側壁に押圧する。
したがって、ばねの摩耗が少なく、耐久性を向上させ
る。また、フィードバックレバーと作動軸の動作が円滑
で、バルブの実動作量を高精度に検出することができ
る。【００１７】【００１８】【００１９】【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るフ
ィードバック機構を備えたバルブポジショナの正面図、
図２はフィードバックレバーの要部の断面図、図３は丸
穴に連結ピンを挿通した状態を示す図、図４はピン押圧
用ばねによって連結ピンを長孔に圧接した状態を示す図
である。なお、従来技術の欄で示した構成部材等と同一
のものについては同一符号をもって示し、その説明を適
宜省略する。バルブポジショナ３は、バルブ１のヨーク
４５に取付板４６を介して取付けられている。【００２０】バルブポジショナ３のフィードバック機構
５は、フィードバックレバー９とセンサ１０およびピン
押圧用ばね１４を備えている。フィードバックレバー９
は、長手方向に２分割されることにより、第１、第２の
レバー９Ａ，９Ｂで構成されている。第１のレバー９Ａ
は基端部に設けた取付孔５０を有し、この取付孔５０を
センサ１０の回転軸１１に嵌合し、ボルト４７によって
取付けられている。【００２１】前記第２のレバー９Ｂは、第１のレバー９
Ａより長く形成され、２個のねじ５５によって第１のレ
バー９Ａの前面に取付けられている。２個のねじ５５
は、第２のレバー９Ｂを第１のレバー９Ａに取付けたと
きねじ５５が挿通されるねじ取付孔とねじ穴とのクリア
ランスによる第２のレバー９Ｂの角度誤差を小さくする
ため、フィードバックレバー９の長手方向に離間してい
ることが好ましい。【００２２】第２のレバー９Ｂには、長手方向に長い長
孔１３が形成され、またこの長孔１３のバルブ側端部に
は長孔１３の幅より大きな穴径を有する丸孔５４が連通
して形成されている。長孔１３の幅は６．８ｍｍ程度、
連結ピン１２の外径は６ｍｍ程度、丸穴５４の穴径は１
０ｍｍ程度である。丸穴５４を設けると、連結ピン１２
として先端部に大径部を有するピン、例えばボルト等が
用いられたとき、その頭部を長孔１３に直接挿通させる
ことができない場合に有効である。また、丸穴５４に連
結ピン１２を挿通して長孔１３に移動させると、手でピ
ン押圧用ばね１４を弾性変形させて連結ピン１２を長孔
１３に挿通する必要がない。なお、バルブポジショナ３
をヨーク４５に取付ける際には、予め連結ピン１２を丸
孔５４に挿通し、この状態でバルブポジショナ３をヨー
ク４５方向に移動させて連結ピン１２を長孔１３内に位
置させ、しかる後取付板４６を位置決めしてヨーク４５
に取付ける。【００２３】前記ピン押圧用ばね１４は、両端部がＵ字
状に折曲げられて第２のレバー９Ｂの両端部に引掛けら
れている。この場合、ピン押圧用ばね１４のポジショナ
側端部１４ａは逆Ｕ字状に折曲げられ、第２のレバー９
Ｂの上端縁に上方から引掛けられている。一方、バルブ
側端部１４ｂは第２のレバー９Ｂに設けた小孔５８に係
止されている。ピン押圧用ばね１４の中央部、すなわち
両端部１４ａと１４ｂとの間の部分は、前記連結ピン１
２を押圧する押圧部１４ｃとして機能する。この押圧部
１４ｃは前記長孔１３の上側壁１３ａ方向に凸となるよ
うに湾曲しており、連結ピン１２を略一定の押圧力で押
圧する。【００２４】前記センサ１０は、防爆ケース２１に設け
たセンサ収納部４７内にケース外部から嵌合され、カバ
ー４８によって覆われている。この場合、センサ１０の
外周面とセンサ収納部４７の内周面との間には、ケース
外部に火炎が逸走しないよう防爆基準にしたがって所定
の防爆スキ（ｄ）と、スキの奥行（Ｌ）が与えられてい
る。防爆スキｄは０．１ｍｍ程度、スキの奥行Ｌは９ｍ
ｍ程度である。【００２５】前記カバー４８はガスケット４９を介して
防爆ケース２１に取付けられることにより、センサ収納
部４７の開口部を気密に閉塞している。センサ１０の回
転軸１１は、前記カバー４８に設けた挿通孔５２をシー
ル部材５３を介して回転自在に貫通し、その突出端部に
前記第１のレバー９Ａが取付けられている。【００２６】なお、上記したフィードバック機構５を除
くバルブポジショナ３の他の構成は、図５に示した従来
のバルブポジショナと全く同一である。【００２７】このようなフィードバック機構５において
は、フィードバックレバー９を２分割された第１、第２
のレバー９Ａ，９Ｂで構成したので、バルブポジショナ
３の出荷時に第２のレバー９Ｂを第１のレバー９Ａから
外して梱包することにより梱包容積を小さくすることが
できる。したがって、梱包のためのケースが小さく、梱
包費用の低減および搬送性を向上させることができる。
なお、第１のレバー９Ａを回転軸１１から外して梱包し
た場合には、現場でバルブポジショナ３を据え付けると
きに、回転軸１１に対して第１のレバー９Ａを角度誤差
が生じないように高い精度で取付ける必要が生じるため
好ましくない。これに対して、第２のレバー９Ｂを第１
のレバー９Ａに取付けるときの角度誤差は、ねじ５５が
挿通されるねじ取付孔とねじ孔との位置精度内で決まる
ためそれほど問題はない。【００２８】また、本発明においては、フィードバック
レバー９の交換作業が容易である。すなわち、従来はバ
ルブに応じて長さの異なるフィードバックレバーと交換
する必要が生じた際には、バルブポジショナ３をバルブ
のヨーク４５から外し、しかる後フィードバックレバー
を回転軸１１から取り外して長さの異なるフィードバッ
クレバーを取付ける必要があるため、その交換作業が煩
わしいという問題があったが、本発明においてはバルブ
ポジショナをヨーク４５から取り外す必要がなく、第２
のレバー９Ｂを第１のレバー９Ａから外して長さの異な
る第２のレバーと交換するだけでよいので、交換作業が
容易で、短時間に交換することができる。【００２９】また、本発明はピン押圧用ばね１４を凸状
に湾曲させたので、図６に示した従来の直線状のピン押
圧用ばねのように長孔１３に対して斜めに装着する必要
がなく、連結ピン１２の位置に拘らず連結ピン１２に対
するピン押圧用ばね１４の押圧力を略一定にすることが
できる。すなわち、直線状のピン押圧用ばねを用いた図
６に示す従来装置においては、連結ピン１２がばねの基
端１４Ａ側に位置すると、変形量が小さく、押圧力は最
大となる。そのため、ピン押圧用ばね１４が摩耗してば
ね特性が低下する。また、フィードバックレバーと連結
ピン１２との間の摩擦も大きくなり、円滑に動作しなく
なる。一方、基端１４Ａから離間すると変形量が大きく
なり、押圧力は減少する。そのため、フィードバックレ
バー９が振動、衝撃等によって遊動し易くなり、結果と
して作動軸の実動作量を高精度に検出できなくなる。【００３０】これに対して、押圧部１４ｃを凸状に湾曲
させた本発明においては、押圧部１４ｃの中央におい
て、変形量が最大で押圧力は減少し、中央から離間する
と変形量は減少し、押圧力は増大する。しかし、押圧部
１４ｃの中央部における押圧力の減少は、従来のピン押
圧用ばねの変位側端における押圧力の減少に比べて相対
的に小さく、端部においては押圧力の増加が従来のピン
押圧用ばねの基端における押圧力の増大に比べて相対的
に小さい。その結果として、連結ピン９に対する押圧力
が略一定となる。したがって、ピン押圧用ばね１４の摩
耗が少なく耐久性に優れ、バルブの実動作量を高精度に
検出することができる。【００３１】なお、上記した実施の形態においては、ピ
ン押圧用ばね１４としては、線ばねを用いた例を示した
が、これに限らず板ばねを用いてもよい。【００３２】【発明の効果】以上説明したように本発明に係るバルブ
ポジショナのフィードバック機構によれば、フィードバ
ックレバーを第１、第２のレバーで構成したので、フィ
ードバックレバーの交換に際しては第２のレバーを長さ
の異なるものと交換するだけでよく、交換作業が容易で
ある。また、第２のレバーを第１のレバーから外して梱
包することにより、梱包容積を小さくすることができ、
梱包費用の低減および搬送性を向上させることができ
る。【００３３】また、本発明は、フィードバックレバーに
両端部を係止されて装着されるピン押圧用ばねの押圧部
を湾曲させて押圧力を略一定にしたので、バルブの作動
軸に設けられている連結ピンがフィードバックレバーの
長孔のどの位置であっても、ばねが摩耗したり、連結ピ
ンとレバーとの摩擦が大きくなりすぎたり、フィードバ
ックレバーが遊動したりすることがなく、フィードバッ
クレバーの動作が円滑で作動軸の動作量を高精度に検出
することができ、またばねの耐久性およびポジショナの
耐振動、耐衝撃性を向上させることができる。 Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feedback mechanism for a valve positioner. 2. Description of the Related Art A valve positioner includes an electropneumatic converter for converting an input signal (displacement signal) into a pneumatic signal, an amplifier for amplifying the pneumatic signal and transmitting the pneumatic signal to an actuator of the valve as output air pressure, and a valve. Is provided with a feedback mechanism for converting the actual operation amount to an electric signal and feeding it back as a feedback signal, and driving and controlling the valve so that the difference between the feedback signal and the input signal becomes zero. When used in an explosive gas atmosphere, such a valve positioner is required to have sufficient explosion-proof performance according to explosion-proof standards. For this reason, a structure is adopted in which the entire signal conversion unit is housed in an explosion-proof case formed of a special pressure-resistant container (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 281-211).
No. 8 publication). FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of an electropneumatic positioner for a control valve employing a pressure-resistant explosion-proof structure, and FIG. 6 is a diagram showing a connection structure between a feedback lever and an operating shaft. In these figures, 1 is a valve, 2 is an actuator of the valve 1, and 3 is a valve positioner. The valve positioner 3 converts the actual operation amount of the operating shaft 4 of the valve 1 into an electric signal I 1 by a feedback mechanism 5, feeds back the electric signal I 1 to a control operation unit 6, and outputs the feedback signal and the positioner 3. By comparing the input signal I0 with the input signal I0 and transmitting the difference to the electro-pneumatic converter 7, the relationship between the electric signal and the operating shaft position is always accurately controlled against disturbance. . The feedback mechanism 5 includes a feedback lever 9 which is rotated by the vertical movement of the operating shaft 4 of the valve 1, a rotary sensor 10 which detects a rotation angle of the feedback lever 9 and converts the rotation angle into an electric signal. It has. The feedback lever 9 is attached to the rotating shaft 11 of the sensor 10 and has an elongated hole 13 through which a connecting pin 12 protruding from the operating shaft 4 is slidably inserted.
The feedback lever 9 has a pin pressing spring 14 for pressing the connecting pin 12 against one side wall of the elongated hole 13.
Is installed. The pin pressing spring 14 is formed of a linear wire spring, and the bent portions 14 a and 14 b provided at both ends thereof are locked by the feedback lever 9 so that the elongated hole 13 is formed.
Mounted diagonally to The electropneumatic converter 7 includes a yoke 17 formed in an E-shape, and legs 17a, 17b, 1 of the yoke 17.
Excitation coil 18 and permanent magnet 19 mounted on 7c
And a nozzle flapper mechanism 20 that converts the signal into an air pressure signal proportional to the current supplied to the exciting coil 18. The yoke 17 is provided at the same time as the formation of the explosion-proof case 21 by insert molding or the like, and is provided through the case wall, so that the three legs 17a and 17 are provided.
The tips of b and 17c protrude outside the case, and a permanent magnet 19 is fixed to the tip of the center leg 17b with the N pole facing up and the S pole facing down. The excitation coil 18 is mounted on the left and right legs 17a and 17c, and is excited by an input signal I0. The nozzle flapper mechanism 20 includes a yoke 1
The flapper 22 includes a flapper 22 disposed to face the legs 17a, 17b, and 17c of the seventh diaper 7, and a nozzle 23 disposed so as to be close to and face one end of the flapper 22. The flapper 22 is made of a magnetic material, and a central portion in the longitudinal direction is supported so as to be swingable in the left-right direction about a fulcrum spring 24, and a nozzle gap G is set between the flapper 22 and the nozzle 23. The nozzle 23 is supplied with the supply air pressure Psup from the air supply source. When the nozzle gap G changes due to the swing of the flapper 22, the nozzle back pressure PN also changes. The nozzle back pressure PN is configured to be amplified by the pilot relay 26 and then output to the actuator 2 of the valve 1 as the output air pressure Pout. That is, the electro-pneumatic converter 7 changes the gap between the flapper 22 and the nozzle 23 by generating a rotational torque in the flapper 22 by the magnetic flux generated by the permanent magnet 19 and the magnetic flux generated by energizing the excitation coil 18, thereby changing the excitation coil. This is to obtain an air pressure signal corresponding to the current flowing through the inside 18. The explosion-proof case 21 is made of a weak magnetic material or a non-magnetic material, and forms an explosion-proof chamber inside. The sensor 10, a part of the electropneumatic converter 7, a span adjustment switch 30, a span adjustment Screw 31, a zero adjustment switch 32, a zero adjustment screw 33, a terminal block 34, and the like. A case 35 houses the pilot relay 26 and is attached to the explosion-proof case 21. In addition,
36 is a pipe, 37 is a pressure gauge, 38 is a pressure reducing valve, 39 is a throttle, and 40 is a changeover switch for performing manual or automatic switching. In such a structure, when the input signal 10 is not supplied to the valve positioner 3, the flapper 22 is held at a predetermined position where the magnetic attraction by the permanent magnet 19 is balanced. At this time,
The supply air pressure Psup is supplied to the nozzle 23 through the pipe 36, and the nozzle back pressure PN is
2 is kept constant because it does not swing. for that reason,
The output air pressure Pout of the pilot relay 26 is also constant. The input signal I0 to the valve positioner 3 is
For example, it changes in the range of 4 mA to 20 mA. At 4 mA, the valve 1 is held in a fully closed state, and at 20 mA, the valve 1 is held at a fully open state. In the fully closed state of the valve 1, the feedback lever 9 that rotates in conjunction with the operating shaft 4 is stopped at a position where the feedback lever 9 has rotated the maximum angle clockwise in FIG. In this state, when a current flows through the exciting coil 18, a rotational torque is generated in the flapper 22 counterclockwise around the fulcrum spring 24 in proportion to the supply current, and the flapper 22 approaches the nozzle 23. Therefore, the nozzle gap G decreases, the nozzle back pressure PN increases, and an air pressure signal proportional to the current signal is generated. The air pressure signal is amplified by the pilot relay 26 and output as the output air pressure Pout to operate the actuator 2. Therefore, the operating shaft 4
Moves upward to open valve 1. The movement of the operating shaft 4 is transmitted as a force for rotating the feedback lever 9 counterclockwise in FIG. When the feedback lever 9 rotates, the rotation angle is detected by the sensor 10 and converted into an electric signal, which is input to the control operation unit 6 as a feedback signal. The control operation unit 6 compares the electric signal I1 and the feedback signal, and feeds back to the nozzle flapper mechanism 20 so that the difference becomes zero, thereby stabilizing the movement of the flapper 22. The operation of returning from the valve open state to the fully closed state is an operation opposite to the above. Therefore, the valve 1 can be automatically controlled by the input signal I0. As described above, in the feedback mechanism 5 of the conventional electropneumatic positioner 3 for an explosion-proof type regulating valve, as shown in FIG. 6, a linear pin pressing spring 14 is provided. The connecting pin 12 is attached to the feedback lever 9 while being inclined with respect to the elongated hole 13 so that the connecting pin 12 is
3a. However, such a linear pin pressing spring 14 has a problem that the pressing force on the pin varies depending on the position of the connecting pin 12. That is, when the connecting pin 12 is positioned on the base 14A side of the pin pressing spring 14 as shown by the solid line in FIG. 6, the deformation is large, and the connecting pin 12 is pressed with a large pressing force. As a result, the pin pressing spring 14 wears, and the spring characteristics deteriorate. Further, since the friction between the connecting pin 12 and the one side wall 13a of the elongated hole 13 becomes large, the one side wall 13a is worn and the connecting pin 12 bites into the one side wall 13a, so that the operation shaft 4 and the feedback lever 9 are smoothly moved. Will not work. Meanwhile, 2
As shown by the chain line, when the spring is separated from the base 14A, the amount of deformation decreases, and the pressing force decreases. As a result, the feedback lever 19 easily moves due to vibration, impact, and the like. Therefore, in either case, the pressing force cannot detect the operation amount of the operation shaft 4 with high accuracy. The conventional feedback lever 9 is
Since the valve positioner 3 is packaged at the time of shipment since it extends longer than the explosion-proof case 21 in the direction of the valve 1, the volume of the package increases due to the feedback lever 9, which not only increases the packaging cost but also raises a problem in terms of transportability. there were. Further, when replacing the feedback lever with a different length in accordance with the distance between the operating shaft 4 and the valve positioner 3 with a different valve type, the valve positioner 3 must be removed from the valve 1 yoke 45 unless the feedback lever is removed. There is also a problem that the lever 9 cannot be replaced, and the replacement operation is troublesome. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. It is an object of the present invention to reduce the packaging volume of a positioner and to easily perform a feedback lever replacement operation. It is an object of the present invention to provide a feedback mechanism for a valve positioner. Further, the present invention can always apply a constant pressing force to the connecting pin provided on the operating shaft of the valve, thereby improving the durability of the pin pressing spring and accurately adjusting the operation amount of the operating shaft. It is an object of the present invention to provide a feedback mechanism of a valve positioner which can detect the feedback. In order to achieve the above object, the present invention provides a rotatable feedback having an elongated hole through which a connecting pin provided on an operating shaft of a valve is slidably inserted. A lever and a pin pressing spring which is attached to the feedback lever at both ends thereof and presses the pin against one side wall of the long hole, and converts the rotation of the feedback lever into an electric signal by a sensor. The feedback mechanism of the valve positioner
Constituted by first and second levers which are dividing the feedback lever in the longitudinal direction, the first lever, mounted on the rotation axis of the sensor for converting the rotation angle of the feedback lever into an electrical signal, the second Of the pin pressing spring is detachably attached to the first lever.
The pressing part for pressing the connecting pin is formed by the long hole of the second lever.
It is characterized by being curved so as to protrude toward one side wall . In the first invention, the feedback lever is constituted by the first and second levers, so that when packing the valve positioner, the second lever is detached from the first lever and packed to reduce the packing volume. Can be. The distance from the positioner to the valve is different,
When it is necessary to replace the feedback lever with a different length, only the second lever having a different length need be replaced. Since the first lever may be kept attached to the rotation axis of the sensor, no angle error of the first lever is caused by replacement. The angle error when attaching the second lever to the first lever is not so problematic because it is determined within the positional accuracy between the screw mounting hole into which the screw is inserted and the screw hole. Pin pressing
Springs have more deformation and smaller pressure than linear springs.
Is relatively small and the position of the connecting pin is
The connecting pin is pressed against one side wall of the elongated hole with a substantially constant pressing force.
Therefore, wear of the spring is small and durability is improved.
You. Also, the operation of the feedback lever and the operating shaft is smooth.
The actual operation amount of the valve can be detected with high accuracy.
You. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a front view of a valve positioner provided with a feedback mechanism according to the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the feedback lever, FIG. 3 is a view showing a state in which a connecting pin is inserted through a round hole, and FIG. 4 is a view showing a state in which the connecting pin is pressed against a long hole by a pin pressing spring. . The same components as those shown in the section of the prior art are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. The valve positioner 3 is mounted on a yoke 45 of the valve 1 via a mounting plate 46. The feedback mechanism 5 of the valve positioner 3 includes a feedback lever 9, a sensor 10, and a pin pressing spring 14. Feedback lever 9
Is composed of first and second levers 9A and 9B by being divided into two in the longitudinal direction. First lever 9A
Has a mounting hole 50 provided in the base end portion, the mounting hole 50 is fitted to the rotating shaft 11 of the sensor 10, and is mounted by a bolt 47. The second lever 9B is connected to the first lever 9
A and is attached to the front surface of the first lever 9A by two screws 55. Two screws 55
Is to reduce the angle error of the second lever 9B due to the clearance between the screw hole through which the screw 55 is inserted and the screw hole when the second lever 9B is mounted on the first lever 9A. Preferably, they are spaced apart in the longitudinal direction. The second lever 9B is formed with a long hole 13 long in the longitudinal direction, and a round hole 54 having a hole diameter larger than the width of the long hole 13 communicates with the end of the long hole 13 on the valve side. It is formed. The width of the long hole 13 is about 6.8 mm,
The outer diameter of the connecting pin 12 is about 6 mm, and the diameter of the round hole 54 is 1
It is about 0 mm. When the round hole 54 is provided, the connecting pin 12
When a pin having a large diameter portion at the tip end, for example, a bolt or the like is used, it is effective when the head cannot be directly inserted into the long hole 13. When the connecting pin 12 is inserted into the round hole 54 and moved to the elongated hole 13, it is not necessary to elastically deform the pin pressing spring 14 by hand to insert the connecting pin 12 into the elongated hole 13. In addition, the valve positioner 3
When attaching the connecting pin 12 to the yoke 45, the connecting pin 12 is inserted into the round hole 54 in advance, and in this state, the valve positioner 3 is moved in the direction of the yoke 45 so that the connecting pin 12 is positioned in the elongated hole 13 and then attached. The yoke 45 is positioned by positioning the plate 46.
Attach to The pin pressing spring 14 has both ends bent in a U-shape and is hooked on both ends of the second lever 9B. In this case, the positioner side end 14a of the pin pressing spring 14 is bent in an inverted U-shape, and the second lever 9
B is hooked from above on the upper edge. On the other hand, the valve-side end 14b is locked in a small hole 58 provided in the second lever 9B. The central portion of the pin pressing spring 14, that is, the portion between both ends 14a and 14b is
It functions as a pressing portion 14c that presses the button 2. The pressing portion 14c is curved so as to project in the direction of the upper side wall 13a of the long hole 13, and presses the connecting pin 12 with a substantially constant pressing force. The sensor 10 is fitted into a sensor housing 47 provided in the explosion-proof case 21 from outside the case, and is covered by a cover 48. In this case, between the outer peripheral surface of the sensor 10 and the inner peripheral surface of the sensor housing portion 47, a predetermined explosion-proof ski (d) according to the explosion-proof standard and a depth (L) of the ski so that the flame does not escape to the outside of the case. Is given. Explosion-proof ski d is about 0.1 mm, depth L of the ski is 9 m
m. The cover 48 is attached to the explosion-proof case 21 via a gasket 49 so that the opening of the sensor housing 47 is airtightly closed. The rotation shaft 11 of the sensor 10 rotatably penetrates through an insertion hole 52 provided in the cover 48 via a seal member 53, and the first lever 9A is attached to a protruding end thereof. The other structure of the valve positioner 3 except for the feedback mechanism 5 is exactly the same as that of the conventional valve positioner shown in FIG. In such a feedback mechanism 5, the feedback lever 9 is divided into two parts, a first and a second.
Since the valve positioner 3 is shipped, the second lever 9B is detached from the first lever 9A for packing, so that the packing volume can be reduced. Therefore, the case for packing is small, so that packing cost can be reduced and transportability can be improved.
When the first lever 9A is detached from the rotating shaft 11 and packed, the first lever 9A is high with respect to the rotating shaft 11 so that no angular error occurs when the valve positioner 3 is installed on site. It is not preferable because it is necessary to mount with high accuracy. On the other hand, the second lever 9B is
The angle error at the time of attachment to the lever 9A is not so problematic because it is determined within the positional accuracy between the screw mounting hole into which the screw 55 is inserted and the screw hole. Further, in the present invention, the work of replacing the feedback lever 9 is easy. That is, conventionally, when it is necessary to replace the feedback lever with a different length according to the valve, the valve positioner 3 is removed from the yoke 45 of the valve, and then the feedback lever is removed from the rotary shaft 11 to remove the feedback lever. There is a problem that the replacement operation is troublesome because it is necessary to attach a different feedback lever, but in the present invention, it is not necessary to remove the valve positioner from the yoke 45, and the second
It is only necessary to remove the lever 9B from the first lever 9A and replace it with a second lever having a different length, so that the replacement operation is easy and the replacement can be performed in a short time. In the present invention, since the pin pressing spring 14 is curved in a convex shape, it is necessary to mount the pin pressing spring obliquely with respect to the long hole 13 like the conventional linear pin pressing spring shown in FIG. Therefore, the pressing force of the pin pressing spring 14 against the connecting pin 12 can be made substantially constant regardless of the position of the connecting pin 12. That is, in the conventional device shown in FIG. 6 using a linear pin pressing spring, when the connecting pin 12 is located on the base end 14A side of the spring, the deformation amount is small and the pressing force is maximum. As a result, the pin pressing spring 14 is worn, and the spring characteristics are reduced. Further, the friction between the feedback lever and the connecting pin 12 is increased, and the operation is not performed smoothly. On the other hand, when the distance from the base end 14A increases, the amount of deformation increases, and the pressing force decreases. For this reason, the feedback lever 9 easily moves due to vibration, impact, or the like, and as a result, the actual operation amount of the operation shaft cannot be detected with high accuracy. On the other hand, in the present invention in which the pressing portion 14c is curved in a convex shape, the pressing force decreases at the center of the pressing portion 14c with the maximum deformation, and the deformation decreases when the pressing portion 14c is separated from the center. , The pressing force increases. However, the decrease in the pressing force at the central portion of the pressing portion 14c is relatively smaller than the decrease in the pressing force at the displacement side end of the conventional pin pressing spring, and the increase in the pressing force at the end is smaller than that of the conventional pin pressing spring. It is relatively small compared to the increase in the pressing force at the base end of the pressing spring. As a result, the pressing force on the connecting pin 9 becomes substantially constant. Therefore, the pin pressing spring 14 is less worn and has excellent durability, and the actual operation amount of the valve can be detected with high accuracy. In the above-described embodiment, an example is shown in which a wire spring is used as the pin pressing spring 14, but the present invention is not limited to this, and a leaf spring may be used. As described above, according to the feedback mechanism of the valve positioner according to the present invention, the feedback lever is constituted by the first and second levers. It is only necessary to replace the lever with one having a different length, and the replacement operation is easy. In addition, by removing the second lever from the first lever and packing, the packing volume can be reduced,
The packaging cost can be reduced and the transportability can be improved. Further, according to the present invention, the pressing portion of the pin pressing spring, which is fixed to the feedback lever at both ends thereof, is bent to make the pressing force substantially constant, so that it is provided on the operating shaft of the valve. Regardless of the position of the connecting pin in the long hole of the feedback lever, the feedback lever operates without the wear of the spring, the friction between the connecting pin and the lever becoming too large, or the feedback lever moving freely. Can smoothly detect the amount of operation of the operating shaft, and can also improve the durability of the spring and the vibration and impact resistance of the positioner .

【図面の簡単な説明】【図１】本発明に係るフィードバック機構を備えたバ
ルブポジショナの正面図である。【図２】フィードバックレバーの要部の断面図であ
る。【図３】丸穴に連結ピンを挿通した状態を示す図であ
る。【図４】ピン押圧用ばねによって連結ピンを長孔に圧
接した状態を示す図である。【図５】ポジショナの従来例を示す概略構成図であ
る。【図６】ピン押圧用ばねの装着状態を示す図である。【符号の説明】１…バルブ、２…アクチュエータ、３…バルブポジショ
ナ、４…作動軸、５…フィードバック機構、７…電空変
換器、９…フィードバックレバー、９Ａ…第１のレバ
ー、９Ｂ…第２のレバー、１０…センサ、１１…回転
軸、１２…連結ピン、１３…長孔、１４…ピン押圧用ば
ね、１８…励磁コイル、１９…永久磁石、２０…ノズル
フラッパ機構、２１…防爆ケース、２２…フラッパ、２
３…ノズル、５４…丸穴。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view of a valve positioner provided with a feedback mechanism according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a main part of a feedback lever. FIG. 3 is a view showing a state in which a connecting pin is inserted into a round hole. FIG. 4 is a view showing a state in which a connecting pin is pressed against an elongated hole by a pin pressing spring. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of a positioner. FIG. 6 is a view showing a mounted state of a pin pressing spring. [Description of Signs] 1 ... valve, 2 ... actuator, 3 ... valve positioner, 4 ... operating shaft, 5 ... feedback mechanism, 7 ... electropneumatic converter, 9 ... feedback lever, 9A ... first lever, 9B ... No. 2 lever, 10 sensor, 11 rotating shaft, 12 connecting pin, 13 elongated hole, 14 pin pressing spring, 18 excitation coil, 19 permanent magnet, 20 nozzle flapper mechanism, 21 explosion-proof case, 22 ... flapper, 2
3 ... Nozzle, 54 ... Round hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−125380（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−104769（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−6845（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−60433（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−84943（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 5/00 F15B 9/00 - 9/17 F16H 25/18 F16K 37/00 G05D 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-125380 (JP, A) JP-A 54-104769 (JP, U) JP-A 57-6845 (JP, U) JP-A 57-68 60433 (JP, U) Hira 5-84943 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) F15B 5/00 F15B 9/00-9/17 F16H 25/18 F16K 37/00 G05D 3/12

Claims

(57) [Claim 1] A rotatable feedback lever having a long hole through which a connecting pin provided on an operating shaft of a valve is slidably inserted, and both ends of the feedback lever are provided. A pin press spring that is locked and mounted, and presses the pin against one side wall of the long hole, wherein a feedback mechanism of a valve positioner that converts the rotation of the feedback lever into an electric signal by a sensor and feeds it back, constituted by first and second levers which are dividing the feedback lever in the longitudinal direction, the first lever, mounted on the rotation axis of the sensor for converting the rotation angle of the feedback lever into an electrical signal, the second The lever is detachably attached to the first lever, and a pressing portion for pressing a connecting pin of the pin pressing spring is provided.
The second lever is curved so as to be convex on one side wall of the long hole.
Valve positioner feedback mechanism, characterized in that allowed.