JP5443706B2 - Valve positioner for pneumatic actuator - Google Patents
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Description
本発明は、石油精製装置、化学装置、製鐵及び、製紙製造装置などのプロセス産業のオートメーション設備に使われる空気圧駆動部とバルブで構成しているコントロールバルブを制御する方法において、バルブに直結した空気圧駆動部の駆動軸を、入力信号に応じた位置に制御するために用いた可撓性ワイヤをフィードバックとする空気圧駆動部用バルブポジショナに関する。 The present invention is directly connected to a valve in a method of controlling a control valve composed of a pneumatic drive unit and a valve used in an automation facility of a process industry such as an oil refining apparatus, a chemical apparatus, a steelmaking machine, and a papermaking apparatus. The present invention relates to a valve positioner for a pneumatic drive unit that uses as a feedback a flexible wire used to control the drive shaft of the pneumatic drive unit to a position corresponding to an input signal.
従来のバルブポジショナには、空気圧駆動部の作動に伴う位置のフィードバックは、駆動軸にクランプで、固定したレバーに対して、伝達ピンを介して、機械的な回転角としてバルブポジショナ内に伝達するレバー・伝達ピン式のようなものがある。また、マイクロプロセッサを搭載した電子式ポジショナには、空気圧駆動部に取付けられた開度検出部とこのポジショナ本体を分離して、電気配線用ケーブルで接続しているものが市販されている。更に下記の特許文献1,2のように弁開度表示装置として、弁の駆動軸から、開度計までワイヤで接続しているものもある。また、下記の特許文献3のように弁開度検出機構として、回転弁の回転軸から、操作ワイヤで接続しているものもある。
従来のバルブポジショナは、長期に亘り、継続的なフィードバック機能を維持するため、コントロールバルブの空気圧駆動部との相対的な位置を保持する必要があり、駆動部の本体に堅牢に固定しなくてはならない。そのため、コントロールバルブの振動がバルブポジショナにも伝達し、精緻な構造を持つ、バルブポジショナの内部機構に影響し、精度を損なうことや、共振振動を誘発するなど、バルブポジショナの損傷を招くことがある。 In order to maintain a continuous feedback function over a long period of time, the conventional valve positioner needs to maintain its position relative to the pneumatic drive part of the control valve. Must not. Therefore, the vibration of the control valve is also transmitted to the valve positioner, which affects the internal mechanism of the valve positioner with a precise structure, which may cause damage to the valve positioner, such as loss of accuracy and induction of resonance vibration. is there.
また、コントロールバルブ内を流れる流体が高温の場合には、バルブから熱伝導による接続部分の温度上昇がバルブポジショナに伝導して、使用限界を超えることもあり、使用場所を制限されることもある。 In addition, when the fluid flowing in the control valve is hot, the temperature rise of the connection part due to heat conduction from the valve is conducted to the valve positioner, which may exceed the use limit and may limit the place of use. .
コントロールバルブは、プラントの配管に取り付けられるため、プラントの設計事情により、高所、あるいは作業が難しい場所に取り付けられることがあり、その結果、バルブポジショナの調整や保守作業が困難になったり、危険を伴うこともある。 Since the control valve is installed in the piping of the plant, it may be installed in a high place or a place where it is difficult to work depending on the design situation of the plant. As a result, adjustment and maintenance work of the valve positioner becomes difficult and dangerous. May be accompanied.
一方、上記の課題を避けるために、市販されている電子式ポジショナは、開度検出部のみを空気圧駆動部に取り付けて、このポジショナ本体と分離しているが、この開度検出部内の構成電子部品が、上記した振動や高温に曝されるだけでなく、このポジショナ本体と接続する電気配線用ケーブルにノイズが誘導されて誤作動の原因になることもある。 On the other hand, in order to avoid the above-mentioned problems, a commercially available electronic positioner has only the opening degree detection unit attached to the pneumatic drive unit and is separated from the positioner main body. Not only are the components exposed to the vibrations and high temperatures described above, but also noise may be induced in the electric wiring cable connected to the positioner body to cause malfunction.
特許文献1、2、3に記載されているような可撓性ワイヤは、弁の弁開度表示装置や弁開度検出機構として使用し、弁の弁開度を表示又は検出するだけのもので、空気圧駆動部の空気圧を制御する事はできない。 The flexible wire as described in
本発明は、以上のような課題を解決し、振動の多い場所、高温の場所、高所あるいは作業困難な場所においても使用できる空気圧駆動部用バルブポジショナを実現することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and to realize a valve positioner for a pneumatic drive unit that can be used in a place with a lot of vibration, a high temperature place, a high place or a place where work is difficult.
上記課題を解決するために本発明は、バルブに直結している空気圧駆動部の駆動軸に可撓性ワイヤの一端を回動可能に取り付け、他端はバルブポジショナのフィードバック・レバー又はフィードバック・プーリーに回動可能に取り付けて、駆動部の作動に伴う位置情報をバルブポジショナのフィードバック・レバー又はフィードバック・プーリーに連動する構造としたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is provided such that one end of a flexible wire is rotatably attached to a drive shaft of a pneumatic drive unit directly connected to a valve, and the other end is a feedback lever or a feedback pulley of the valve positioner. The position information associated with the operation of the drive unit is linked to the feedback lever or the feedback pulley of the valve positioner.
本発明の空気圧駆動部用バルブポジショナは、コントロールバルブから離して設置することができるので、バルブの振動によるバルブポジショナの損傷が抑えられ、高温による板バネなどへの影響やゴム類の劣化などを防ぐことができるのでバルブポジショナの寿命が長くなり、メンテナンスコストが大幅に軽減できる。 Since the valve positioner for the pneumatic drive unit of the present invention can be installed away from the control valve, damage to the valve positioner due to the vibration of the valve can be suppressed, and the influence on the leaf spring and the like due to high temperature and the deterioration of rubber can be prevented. As a result, the life of the valve positioner can be extended and maintenance costs can be greatly reduced.
また、可撓性ワイヤを利用しているので、フィードバック・レバー又はフィードバック・プーリーと駆動部の駆動軸との位置合わせの自由度が増し、バルブポジショナを任意の位置に取り付けることができるので、設置場所に制限が無く、取り付けが楽に出来る。 In addition, since a flexible wire is used, the degree of freedom in positioning the feedback lever or feedback pulley and the drive shaft of the drive unit is increased, and the valve positioner can be installed at any position. There are no restrictions on the location, making installation easy.
さらに、バルブポジショナは安全な場所に設置することができるため、バルブポジショナの調整や保守作業が安全にでき、危険を伴うことがなくなる。 Furthermore, since the valve positioner can be installed in a safe place, adjustment and maintenance work of the valve positioner can be performed safely, and there is no danger.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例にもとづき、図面を参照し つつ詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on examples with reference to the drawings.
実施例1はリニア用空気圧駆動部に取りつけた場合の実施例である。図1において、ワイヤ4は、空気圧駆動部10の駆動軸11に固定されているフィードバック・レバー12に回動可能なジョイント3でネジ止めした。一方、他端は、バルブポジショナ1のフィードバック・レバー2に回動可能なジョイント3でネジ止めした。ワイヤ4は、可撓性スリーブ6の中をスムーズにスライドできるように形成されている。 Example 1 is an example in the case of being mounted on a linear pneumatic drive unit. In FIG. 1, the
空気圧駆動部10側のスリーブ6の止め金5は、取り付け板8に固定した。バルブポジショナ1側の止め金5は、バルブポジショナ1のブラケット15に固定した取り付け板7に固定した。 The
バルブポジショナ1のフィードバック・レバー2が取り付けられたカム軸16に、カム17が取り付けられていて、そのカム17の回転角範囲は45度に設定されているので、コントロールバルブの駆動軸11の移動ストローク範囲に応じて、カム17の回転角範囲が45度になるように、フィードバック・レバー2のカム軸16から、ジョイント3を取り付けた取り付け部までの長さを調整した。その具体的な取り付けに当たっては、フィードバック・レバー2の長穴に表示されている駆動軸11のストローク目盛に合せて、回動可能なジョイント3を取り付けた。 Since the
このことにより、空気圧駆動部10の駆動軸11が上下の直線方向に動作すると、他端のフィードバック・レバー2のジョイント3の取り付け部は、円弧上に動作し、フィードバック・レバー2に接続されているカム17を0〜45度の範囲で回転させる。また、ワイヤ4はスリーブ6の中でスムーズに動作するように、スリーブ6の止め金5の取り付け板7、8の長手方向に設けた長穴で取り付け位置を調整し固定した。 As a result, when the
駆動軸11の直線方向の上下の移動を、フィードバック・レバー2の回転に変換するので、精度を上げるためには、直線性の補正が必要になるが、その調整はカム17の形状により補正した。 Since the vertical movement of the
ワイヤ4は空気圧駆動部10側の引っ張りに対しては、スムーズに動作するが、逆方向のバルブポジショナ1側の引っ張りは、張力が不足していたので、フィードバック・レバー2のジョイント3の取り付け部近傍に張力調整用のスプリング9を取り付けた。 The
実施例2はフィードバック・レバー式回転弁用空気圧駆動部に取り付けた場合の実施例である。図2において、ワイヤ4は、空気圧駆動部10の駆動軸11に固定されているフィードバック・レバー12に、回動可能なジョイント3でネジ止めした。一方、他端は、バルブポジショナ1のフィードバック・レバー2に回動可能なジョイント3でネジ止めした。 The second embodiment is an embodiment in the case of being attached to a pneumatic actuator for a feedback lever type rotary valve. In FIG. 2, the
空気圧駆動部10側のスリーブ6の止め金5は、取り付け板8に固定した。バルブポジショナ1側の止め金5は、取り付け板7に固定した。 The
バルブポジショナ1のフィードバック・レバー2が取り付けられたカム軸16に、カム17が取り付けられていて、そのカム17の回転角範囲は90度に設定されているので、コントロールバルブの駆動軸11の回転角範囲に応じて、カム17の回転角範囲は90度になるように、フィードバック・レバー2のカム軸16から、ジョイント3を取り付けた取り付け部までの長さを調整した。その具体的な取り付けに当たっては、駆動軸11の回転角範囲とカム17の回転角範囲と、駆動軸11の中心からフィードバック・レバー12上のジョイント3の取り付け部までの長さを考慮して、フィードバック・レバー2とジョイント3の取り付け部の固定位置を決めた。 Since the
このことにより、空気圧駆動部10の駆動軸11が回動すると、他端のフィードバック・レバー2のジョイント3の取り付け部は、円弧上で動作し、フィードバック・レバー2に接続されているカム17を0〜90度の範囲で回転させる。また、ワイヤ4はスリーブ6の中でスムーズに動作するように、スリーブ6の止め金5の取り付け板7、8の長手方向に設けた長穴で取り付け位置を調整し固定した。 Thus, when the
この実施例2の場合では、駆動軸11の左右の回転方向の移動は、フィードバック・レバー2の回転に連動して動作するので、直線性の補正は必要ない。 In the case of the second embodiment, since the movement of the
ワイヤ4は空気圧駆動部10側の引っ張りに対しては、スムーズに動作するが、逆方向のバルブポジショナ1側の引っ張りは、張力が不足していたので、フィードバック・レバー2のジョイント3の取り付け部近傍に張力調整用のスプリング9を取り付けた。 The
この実施例2の場合では、カム17の回転角範囲を90度の場合について説明したが、45度〜90度の場合にも同じように実施することができる。 In the case of the second embodiment, the case where the rotation angle range of the
実施例3は、フィードバック・プーリー式回転弁用空気圧駆動部に取り付けた場合の実施例である。図3において、ワイヤ4は、空気圧駆動部10の駆動軸11に固定されているフィードバック・プーリー19に回動可能なジョイント3で、ねじ止めした。一方、他端は、バルブポジショナ1のフィードバック・プーリー18に、回動可能なジョイント3でネジ止めした。 The third embodiment is an embodiment in the case of being attached to a pneumatic driving unit for a feedback pulley type rotary valve. In FIG. 3, the
他の実施例と同様に、空気圧駆動部10側のスリーブ6の止め金5は、取り付け板8に固定した。バルブポジショナ1側の止め金5は、取り付け板7に固定した。 As in the other examples, the
バルブポジショナ1のフィードバック・プーリー18が取り付けられたカム軸16に、カム17が取り付けられていて、そのカム17の回転角範囲は90度に設定されているので、コントロールバルブの駆動軸11の回転角範囲に応じて、カム17の回転角範囲は90度になるように、フィードバック・プーリー19の径に対して、フィードバック・プーリー18の径を調整した。その具体的な取り付けに当たっては、駆動軸11の回転角範囲と、カム17の回転角範囲と、フィードバック・プーリー19の径を考慮して、フィードバック・プーリー18の径を決め、ジョイント3を取り付けた。Since the
このことにより、空気圧駆動部10の駆動軸11が回動すると、他端のフィードバック・プーリー18のジョイント3の取り付け部は、円弧上で動作し、フィードバック・プーリー18に接続されているカム17を0〜90度の範囲で回転させる。また、ワイヤ4はスリーブ6の中でスムーズに動作するように、スリーブ6の止め金5の取り付け板7、8の長手方向に設けた長穴で取り付け位置を調整し固定した。 As a result, when the
実施例2と同様に、この実施例3の場合も、駆動軸11の左右の回転方向の移動は、バルブポジショナ1側のフィードバック・プーリー18の回転に、連動して動作するので、直線性の補正は必要ない。 Similar to the second embodiment, also in the third embodiment, the movement of the
他の実施例と同様に、ワイヤ4は空気圧駆動部10側の引っ張りに対しては、スムーズに動作するが、逆方向のバルブポジショナ1側の引っ張りは、張力が不足していたので、フィードバック・プーリー18のジョイント3の取り付け部に張力調整用のスプリング9を取り付けた。 As in the other embodiments, the
この実施例3の場合では、カム17の回転角範囲を90度の場合について説明したが、90度以上の場合にも同じように実施することができる。 In the case of the third embodiment, the case where the rotation angle range of the
1 バルブポジショナ
2 フィードバック・レバー
3 ジョイント
4 ワイヤ
5 止め金
6 スリーブ
7 取り付け板
8 取り付け板
9 スプリング
10 空気圧駆動部
11 駆動軸
12 フィードバック・レバー
13 チューブ
14 支持具
15 ブラケット
16 カム軸
17 カム
18 フィードバック・プーリー
19 フィードバック・プーリーDESCRIPTION OF
Claims (2)
バルブに直結している空気圧駆動部の駆動軸に可撓性スリーブの中をスムーズにスライドできるワイヤの一端を回動可能なジョイントを介して取り付け、
他端はバルブポジショナのフィードバック・レバー又はフィードバック・プーリーに回動可能なジョイントを介して取り付けて、
前記コントロールバルブの振動による前記バルブポジショナの損傷を抑えるために当該バルブポジショナは前記ワイヤを介して振動のある前記コントロールバルブから離れた任意の位置に設置され、
駆動部の作動に伴う位置情報をバルブポジショナのフィードバック・レバー又はフィードバック・プーリーに連動する構造とした
ことを特徴とする空気圧駆動部用バルブポジショナ。 In a method of controlling a control valve composed of a pneumatic drive unit and a valve,
Attach one end of the wire that can smoothly slide in the flexible sleeve to the drive shaft of the pneumatic drive unit directly connected to the valve via a rotatable joint ,
The other end is attached via a pivotable joint to the feedback lever or feedback pulley of the valve positioner,
In order to suppress damage to the valve positioner due to vibration of the control valve, the valve positioner is installed at an arbitrary position away from the control valve having vibration through the wire,
A valve positioner for a pneumatic drive unit, characterized in that the position information associated with the operation of the drive unit is linked to the feedback lever or feedback pulley of the valve positioner.
請求項1の空気圧駆動部用バルブポジショナ。 2. A valve positioner for a pneumatic drive unit according to claim 1, further comprising a tension adjusting spring in the vicinity of the attachment portion of the feedback lever or feedback pulley joint on the valve positioner side of the wire of claim 1.
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