JP6688591B2 - Self-powered regulating valve - Google Patents
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Description
本発明は、自力式調整弁に関し、特に、構造が簡易な直動式の減圧弁または背圧弁や、パイロット弁を使用して主弁を作動させるパイロット作動式の減圧弁または背圧弁に関するものである。 The present invention relates to a self-regulating valve, and more particularly to a direct acting pressure reducing valve or back pressure valve having a simple structure, or a pilot operated pressure reducing valve or back pressure valve that operates a main valve using a pilot valve. is there.
従来、自力式の調整弁である減圧弁または背圧弁は、配管と配管との間に設置するだけで動作し、電気や空気圧などの外部動力が不要であるため、簡便かつ有用な自力式調整弁として使用されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、電気や空気圧などの外部動力を使用して作動する他力式調節弁と比較すると、自力式調整弁は制御精度において大幅に劣る欠点があるため、その制御精度が大きな問題とはならない用途に限定して使用されている。
Conventionally, the pressure reducing valve or back pressure valve, which is a self-powered adjustment valve, operates by simply installing it between the pipes and does not require external power such as electricity or air pressure, so it is a simple and useful self-powered adjustment valve. It is used as a valve (for example, see Patent Document 1).
However, compared to other force type control valves that operate using external power such as electricity or pneumatic pressure, self-powered type control valves have a drawback that they are significantly inferior in control accuracy, so their control accuracy is not a major problem. It is used only for.
ここで、自力式調整弁の減圧弁を一例として、その制御精度について説明する。
減圧弁は、二次側流路の二次側圧力を検出し、その二次側圧力を予め設定した圧力となるよう一定に保持するように構成されている。
減圧弁において、一次側流路から二次側流路への流量を小流量から定格の大流量に変化させると、図9に示すように、二次側流路の二次側圧力が低下するので、当該減圧弁の主弁の開度を自動的に大きくして二次側圧力の低下を防ごうとする。
Here, the control accuracy of the pressure reducing valve of the self-regulating valve will be described as an example.
The pressure reducing valve is configured to detect the secondary side pressure of the secondary side flow passage and hold the secondary side pressure constant so as to be a preset pressure.
In the pressure reducing valve, when the flow rate from the primary flow path to the secondary flow path is changed from a small flow rate to a rated high flow rate, as shown in FIG. 9, the secondary pressure of the secondary flow path decreases. Therefore, the degree of opening of the main valve of the pressure reducing valve is automatically increased to prevent the secondary side pressure from decreasing.
しかし、二次側圧力の低下を完全に0に出来る訳ではなく、ある程度の圧力低下(例えば定格流量時に10%程度の圧力低下)が生じてしまう。この圧力低下をオフセット(調整誤差または制御偏差)と呼ぶ。このオフセットは出来るだけ0に近い方が、減圧弁としては制御精度が高く高性能であり理想的である。 However, it is not possible to completely reduce the secondary side pressure drop to zero, and a certain amount of pressure drop (for example, a pressure drop of about 10% at the rated flow rate) will occur. This pressure drop is called an offset (adjustment error or control deviation). It is ideal that this offset is as close to 0 as possible, because the pressure reducing valve has high control accuracy and high performance.
また、減圧弁において一次側流路から二次側流路へ流れる流体を小流量から大流量に変化させると、図10に示すように、主弁の弁開度は小から大へと変化するが、その過程をミクロ的にみると主弁の振動が減衰しながら、やがて停止してある一定の弁開度に収束する。 Further, when the flow rate of the fluid flowing from the primary side flow passage to the secondary side flow passage in the pressure reducing valve is changed from a small flow rate to a large flow rate, as shown in FIG. 10, the valve opening degree of the main valve changes from small to large. However, when the process is viewed microscopically, the vibration of the main valve is attenuated, and eventually it converges to a fixed valve opening that is stopped.
自力式の減圧弁では、電気や空気圧などの外部動力を用いることなく純機械的に作動するものであり、主弁の弁開度が安定するまでの過渡応答に要する時間は諸条件にもよるが、小口径の主弁では約0.1秒〜1.0秒程度のごく短時間である。 Self-powered pressure reducing valves operate purely mechanically without using external power such as electricity or air pressure, and the time required for transient response until the valve opening of the main valve stabilizes depends on various conditions. However, with a small-diameter main valve, it is a very short time of about 0.1 to 1.0 seconds.
したがって、オフセットを可能な限り小さくすることができれば、自力式の減圧弁を高性能にすることができる。ここで、二次側圧力のオフセットは、二次側圧力を検出するダイヤフラムの受圧面積A、主弁の弁開度を大きくするように付勢する調節バネのバネ定数K、および主弁の弁開度を決定する移動量Lを用いて、次の(式1)により表される。
オフセット=(K×L)/A…………………………………………………………(式1)
Therefore, if the offset can be made as small as possible, the self-operated pressure reducing valve can have high performance. Here, the secondary side pressure offset is the pressure receiving area A of the diaphragm that detects the secondary side pressure, the spring constant K of the adjusting spring that biases the main valve to increase the valve opening, and the valve of the main valve. It is expressed by the following (Equation 1) using the movement amount L that determines the opening degree.
Offset = (K × L) / A ………………………………………………………… (Equation 1)
ところで、このような自力式調整弁の減圧弁において二次側圧力のオフセットを小さくして高い制御精度を得るには、直動式であればダイヤフラムの受圧面積Aを大きく、調節バネのバネ定数Kを小さくする必要がある。
また、パイロット作動式であれば、例えばパイロット弁を高精度にする方法がある。しかしながら、直動式およびパイロット作動式のいずれにしても主弁が大型化してしまう等の欠点がある。
By the way, in such a pressure reducing valve of a self-powered regulating valve, in order to obtain a high control accuracy by reducing the offset of the secondary side pressure, in the case of the direct acting type, the pressure receiving area A of the diaphragm is large and the spring constant of the adjusting spring is large. It is necessary to reduce K.
If it is a pilot operated type, for example, there is a method of making a pilot valve highly accurate. However, there is a drawback that the main valve becomes large in size either in the direct drive type or the pilot operated type.
自力式の減圧弁は、フィードバック制御を行う自動制御機器であるため、必要以上に制御精度を高性能にする(利得またはゲインを高くする)と、検出対象の二次側圧力の変化に過敏になり、図11に示すように、主弁が振動(発振)してしまって動作が不安定になるため、オフセットを極端に小さくすることはできないという問題があった。 Since the self-powered pressure reducing valve is an automatic control device that performs feedback control, if the control accuracy is made higher than necessary (gain or higher gain), it becomes hypersensitive to changes in the secondary pressure of the detection target. As shown in FIG. 11, the main valve vibrates (oscillates) and the operation becomes unstable, so that there is a problem that the offset cannot be extremely reduced.
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、大型化することなく二次側圧力の低下を無くした高精度な自力式調整弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a highly accurate self-regulating valve that does not reduce the pressure on the secondary side without increasing the size.
この目的を達成するために、本発明は、弁箱(11)の一次側流路(12a)と二次側流路(12b)との間に設けられた弁座(14)に対向配置された弁体(15)が弁棒(17)を介して一体化されたダイヤフラム(30)を前記二次側流路(12b)の二次側圧力で駆動することにより前記一次側流路(12a)から前記二次側流路(12b)へ流体を流出させる弁箱(11)と、前記弁座(14)に対して前記弁体(15)を離反させるように付勢する前記ダイヤフラム(30)と一体化された調節バネ(34、152)と、前記ダイヤフラム(30)の上方に設けられ、前記調節バネ(34、152)をその内部空間のバネ室(40)に収納したバネ保護部(35、150)と、前記バネ保護部(35、150)の前記バネ室(40)に対し、前記一次側流路(12a)を含む上流側の流体通路から減圧弁(6)を介して供給される補助圧力流体を用いて前記二次側圧力に応じた補助圧力を生成して供給する補助圧力供給部(3、130)とを備え、前記補助圧力供給部(3、130)は、前記二次側圧力を検出するための前記二次側流路(12b)と連通した圧力検出路(74)と、前記補助圧力を生成するための補助圧力用流体が供給される供給路(65)と、前記供給路(65)からの前記補助圧力用流体を前記バネ保護部(35)の前記バネ室(40)に出力する出力路(66)と、前記供給路(65)から前記出力路(66)に延びる通路(補助室70)に貫通孔(69)を介して連通され、前記供給路(65)に供給される前記補助圧力用流体を排出する排出路(68)と、前記貫通孔(69)を開閉する弁部(72a)と、前記圧力検出路(74)を介して前記二次側圧力を検出するために前記弁部(72a)と一体になって設けられた圧力検出用ダイヤフラム(76)と、前記圧力検出用ダイヤフラム(76)と一体化され、前記弁部(72a)により前記貫通孔(69)を閉塞するように付勢する調節バネ(85)とを備え、前記弁部(72a)は、前記二次側圧力が高いときには前記貫通孔(69)を開き、かつ前記二次側圧力が低下することにより前記貫通孔(69)を閉じるように構成され、前記圧力検出用ダイヤフラム(76)を介して検出した前記二次側圧力に応じて前記弁部(72a)による前記貫通孔(69)に対する開度を変化させ、その変化に対応した前記補助圧力用流体による前記補助圧力を前記バネ保護部(35)の前記バネ室(40)に供給するようにする。 In order to achieve this object, the present invention is arranged so as to face a valve seat (14) provided between a primary side flow path (12a) and a secondary side flow path (12b) of a valve box (11). The primary side flow passage (12a) by driving the diaphragm (30) in which the valve body (15) integrated through the valve rod (17) is driven by the secondary side pressure of the secondary side flow passage (12b). ) And a diaphragm (30) for urging the valve body (15) to separate from the valve seat (14) with respect to the valve seat (14). ) And an adjusting spring (34, 152) integrated with the spring, and a spring protector provided above the diaphragm (30) and accommodating the adjusting spring (34, 152) in a spring chamber (40) in its internal space. (35, 150) and the spring chamber (4) of the spring protection portion (35, 150). ), An auxiliary pressure fluid is supplied from an upstream fluid passage including the primary side flow path (12a) through a pressure reducing valve (6) to generate an auxiliary pressure according to the secondary side pressure. And an auxiliary pressure supply part (3, 130) to be supplied by the auxiliary pressure supply part (3, 130) , the auxiliary pressure supply part (3, 130) communicating with the secondary side flow path (12b) for detecting the secondary side pressure. The pressure detection path (74), the supply path (65) to which the auxiliary pressure fluid for generating the auxiliary pressure is supplied, and the auxiliary pressure fluid from the supply path (65) to the spring protection part ( 35) The output passage (66) for outputting to the spring chamber (40) communicates with the passage (auxiliary chamber 70) extending from the supply passage (65) to the output passage (66) through the through hole (69). And discharges the auxiliary pressure fluid supplied to the supply path (65). A passage (68), a valve portion (72a) for opening and closing the through hole (69), and a valve portion (72a) for detecting the secondary pressure via the pressure detection passage (74). And a pressure detection diaphragm (76) provided as a unit, which is integrated with the pressure detection diaphragm (76) and urges the valve portion (72a) so as to close the through hole (69). A spring (85), the valve portion (72a) opens the through hole (69) when the secondary side pressure is high, and the secondary side pressure decreases to cause the through hole (69). Is configured to be closed, and the opening degree of the valve portion (72a) with respect to the through hole (69) is changed according to the secondary pressure detected via the pressure detection diaphragm (76), and the change Fluid for auxiliary pressure corresponding to The auxiliary pressure by the above is supplied to the spring chamber (40) of the spring protection portion (35) .
本発明において、前記供給路(65)と前記出力路(66)との間に前記補助圧力を生成するための絞り(67)が設けられているようにする。 In the present invention, a throttle (67) for generating the auxiliary pressure is provided between the supply passage (65) and the output passage (66).
本発明において、前記供給路(65)の上流側に前記補助圧力を生成するための絞り弁(7)が設けられているようにする。 In the present invention, a throttle valve (7) for generating the auxiliary pressure is provided on the upstream side of the supply passage (65).
本発明において、前記補助圧力供給部(3、130)は、前記バネ保護部(35、150)の外部に分離設置されているようにする。 In the present invention, the auxiliary pressure supply unit (3, 130) is separately installed outside the spring protection unit (35, 150).
本発明において、前記補助圧力供給部(3、130)は、前記バネ保護部(35、150)の上部に一体設置されているようにする。 In the present invention, the auxiliary pressure supply part (3, 130) is integrally installed on the spring protection part (35, 150).
本発明によれば、バネ保護部(35、150)のバネ室(40)に補助圧力供給部(3)から二次側圧力に応じた補助圧力を供給することができるので、その補助圧力の増加分だけダイヤフラム(30)を介して弁座(14)から弁体(15)を離反させて弁開度を大きくすることができ、かくして、弁本体(2)において一次側流路(12a)から二次側流路(12b)に流体が流れたときの二次側圧力の低下を無くし、大型化することのない高精度な自力式調整弁を実現することができる。また、この場合、補助圧力の減少分だけダイヤフラム(30)を介して弁座(14)に弁体(15)を近接させることもできる。 According to the present invention, since the auxiliary pressure according to the secondary pressure can be supplied from the auxiliary pressure supply unit (3) to the spring chamber (40) of the spring protection unit (35, 150), the auxiliary pressure The valve opening (15) can be increased by separating the valve body (15) from the valve seat (14) via the diaphragm (30) by an increment, and thus the primary side flow path (12a) in the valve body (2). Therefore, it is possible to realize a highly accurate self-regulating valve that does not increase in size by eliminating a drop in secondary pressure when a fluid flows to the secondary flow path (12b). Further, in this case, the valve element (15) can be brought close to the valve seat (14) through the diaphragm (30) by the amount of the decrease in the auxiliary pressure.
本発明によれば、補助圧力供給部(3)は、供給路(65)および出力路(66)と排出路(68)との間を連通した貫通孔(69)に対する弁部(72a)の開度を、圧力検出用ダイヤフラム(76)を介して検出した二次側圧力に応じて変化させるので、その変化に対応した補助圧力をバネ保護部(35、150)のバネ室(40)に供給することができる。 According to the present invention, the auxiliary pressure supply unit (3) has the valve portion (72a) for the through hole (69) communicating between the supply passage (65) and the output passage (66) and the discharge passage (68). Since the opening degree is changed according to the secondary side pressure detected via the pressure detecting diaphragm (76), the auxiliary pressure corresponding to the change is applied to the spring chamber (40) of the spring protection portion (35, 150). Can be supplied.
本発明によれば、供給路(65)と出力路(66)との間に補助圧力を生成するための絞り(67)が設けられているため、供給路(65)の圧力を絞り(67)を介してさらに低下させた補助圧力としてバネ保護部(35)のバネ室(40)に供給することができる。これにより、バネ室(40)の圧力増加を補助圧力により時間の経過とともに徐々に変化させることができるので、弁座(14)から弁体(15)を徐々に離反させることができる。 According to the present invention, since the throttle (67) for generating the auxiliary pressure is provided between the supply passage (65) and the output passage (66), the pressure in the supply passage (65) is reduced (67). ), It can be supplied to the spring chamber (40) of the spring protection portion (35) as a further reduced auxiliary pressure. As a result, the pressure increase in the spring chamber (40) can be gradually changed by the auxiliary pressure over time, so that the valve body (15) can be gradually separated from the valve seat (14).
本発明によれば、前記供給路(65)の外側に前記補助圧力を生成するための絞り弁(7)が設けられているため、供給路(65)への圧力を絞り(67)を介してさらに低下させた補助圧力としてバネ保護部(35、150)のバネ室(40)に供給することができる。
これにより、バネ室(40)の圧力増加を補助圧力により時間の経過とともに徐々に変化させることができるので、弁座(14)から弁体(15)を徐々に離反させることができる。
According to the present invention, since the throttle valve (7) for generating the auxiliary pressure is provided outside the supply passage (65), the pressure to the supply passage (65) is passed through the throttle (67). As a result, the auxiliary pressure further reduced can be supplied to the spring chamber (40) of the spring protection portion (35, 150).
As a result, the pressure increase in the spring chamber (40) can be gradually changed by the auxiliary pressure over time, so that the valve body (15) can be gradually separated from the valve seat (14).
本発明によれば、補助圧力供給部(3、130)は、バネ保護部(35、150)の外部に分離設置されているため、本体部(2)に対して後から外付けすることが可能となる。 According to the present invention, since the auxiliary pressure supply part (3, 130) is separately installed outside the spring protection part (35, 150), it can be externally attached to the main body part (2) later. It will be possible.
本発明によれば、補助圧力供給部(3、130)は、バネ保護部(35、150)の上部に一体設置されているため、全体的に小型化することができる。 According to the present invention, since the auxiliary pressure supply part (3, 130) is integrally installed on the upper part of the spring protection part (35, 150), it is possible to reduce the size as a whole.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
<パイロットコントローラ分離設置型減圧弁の全体構成>
図1に示すように、第1実施の形態における自力式調整弁としてのパイロットコントローラ分離設置型減圧弁1(以下、これを単に「分離型減圧弁」と呼ぶ。)は、上流側配管H1および下流側配管H2の間に配置されるものである。
<First Embodiment>
<Overall structure of pilot controller separated installation type pressure reducing valve>
As shown in FIG. 1, a pilot controller separate installation type pressure reducing valve 1 (hereinafter, simply referred to as “separating type pressure reducing valve”) as a self-regulating valve in the first embodiment has an upstream pipe H1 and It is arranged between the downstream pipes H2.
この分離型減圧弁1は、上流側配管H1から一次側流路12aを介して供給される流体を二次側流路12bから下流側配管H2へ流出させる減圧弁本体2と、この減圧弁本体2の外周側面に分離設置された補助圧力供給用のパイロットコントローラ3とによって構成されている。
This separable pressure reducing valve 1 includes a pressure reducing valve
<減圧弁本体の構成>
図1および図2に示すように減圧弁本体2は、上流側配管H1および下流側配管H2の間に接続される弁箱11と、その弁箱11の矢印B方向の上部に固定されたバネ保護筒35とを有している。
弁箱11は、流路12の入口側(上流側)に設けられたフランジ部11aに上流側配管H1が接続されるとともに、この流路12の出口側(下流側)に設けられたフランジ部11bに下流側配管H2が接続される。このため、上流側配管H1内の流体通路4が弁箱11の一次側流路12aに接続されるとともに、下流側配管H2内の流体通路5が弁箱11の二次側流路12bに接続される。
<Structure of pressure reducing valve body>
As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure reducing valve
In the
弁箱11の一次側流路12aおよび二次側流路12bは、その弁箱11の内部に設けられた隔壁13により区切られており、この隔壁13の中央部分に形成された貫通孔に円筒形状でなる弁座14が固定されている。
弁座14と対向する位置には円環状でなる弁体15が設けられ、この弁体15が円環状でなる弁体受16の上端面の凹部に嵌合固定されている。したがって、弁座14と弁体15との間隙が狭まったり拡がったりすることにより、一次側流路12aから二次側流路12bへ流れる流体の流量が調整される。
The primary-
An
弁体受16には、弁座14の中心を貫通しその弁座14の上下方向に突出した弁棒17が一体に固定されている。この場合、弁体受16の中央の貫通孔に弁棒17が貫通された状態で固定されている。
この弁体受16の下方に突出した弁棒17の下端部17bは、弁箱11の底部に取り付けられた下部蓋21における弁棒ガイド部21aのガイド孔21bに摺動自在に支持されている。
A
A
弁棒ガイド部21aと対向する位置であり、かつ、弁体受16の下面には、弁棒17の下端部17bに対して六角ナット18が取り付けられており、弁棒17に対して弁体受16を矢印AB方向における図中の位置に固定している。
下部蓋21における弁棒ガイド部21aの周囲底面には環状の凹部21cが形成されており、その凹部21cに弁体バネ19の下端が支持されている。この弁体バネ19の上端は六角ナット18を囲むように弁体受16の下面に支持されている。なお、弁体バネ19は、弁体15を弁座14に当接させる矢印B方向へ弁体受16を付勢している。
A
An
弁箱11の上方開口部には、略円筒形状のライナー22が取り付けられている。このライナー22の下方の貫通孔22aには、弁体受16の上方に突出した弁棒17が矢印AB方向へ摺動自在に支持されている。
ライナー22の上方の貫通孔22bには、バランスピストン23が摺動自在に支持されている。この貫通孔22bの内周部には、ライナー22とバランスピストン23との間をシールするためのOリング31が取り付けられている。
A substantially
A
バランスピストン23の内部に設けられた貫通孔には、弁棒17およびその上端部17aが一体に固定されている。バランスピストン23の上端部のフランジ部23aには、そのフランジ部23aの外周端面に環状の段部が形成されており、その段部にドーナッツ形状の例えば合成ゴム製のダイヤフラム30が載置されている。
ダイヤフラム30の上端面には、ダイヤフラム受24が載置されている。このダイヤフラム受24の貫通孔24aに対して弁棒17の上端部17aが貫通され、その上端部17aに対して六角ナット26が螺着されている。
The
A
すなわち、この場合、ダイヤフラム30は、バランスピストン23のフランジ部23aとダイヤフラム受24との間に挟み付けられた状態で六角ナット26により締め付けられる。かくして、ダイヤフラム30は、弁棒17を介して弁体15と一体化される。
また、ダイヤフラム30の外周縁は、弁箱11の開口部に設けられた段部に載置される。弁箱11の開口部の外周縁には、バネ保護筒35の外周縁が対向した状態で当接され、ボルト41により弁箱11の外周縁とバネ保護筒35の外周縁とが一体に取り付けられる。
That is, in this case, the
Further, the outer peripheral edge of the
ダイヤフラム受24の上端面に形成された段差部24bと、バネ保護筒35の内側空間に設けられたバネ受39の下面に形成された段差部39bとに対して調節バネ34の一端および下端が支持される。
バネ受39の上端面中央に設けられた凹部39aには、バネ保護筒35の頂部35aに形成された雌ネジ部35bに螺着された調節ネジ36の先端部36aが嵌合されている。
なお、調節バネ34は、弁座14から弁体15を離反させる矢印A方向へダイヤフラム受24およびダイヤフラム30を付勢している。
One end and the other end of the
A
The
調節ネジ36は、その頭部36bの回転によりバネ保護筒35の内部に押し込まれることが可能である。調節ネジ36には六角ナット38が取り付けられており、バネ保護筒35の内部にその調節ネジ36を押し込んだ状態で固定するために用いられる。
したがって、その調節ネジ36の先端部36aを介してバネ受39を矢印A方向へ移動させることにより調節バネ34を圧縮させることができる。また、その調節ネジ36の先端部36aを介してバネ受39を矢印B方向へ移動させることにより調節バネ34を伸張させることができる。これにより弁体15および弁座14による弁開度を調節バネ34の設定圧力により調整することが可能となる。
The adjusting
Therefore, the
バネ保護筒35の内部空間であり、ダイヤフラム30の上方には密閉されたバネ室40が形成される。弁箱11において、このダイヤフラム30の下方には、ダイヤフラム室50が形成される。弁箱11のダイヤフラム室50と二次側流路12bとの間には互いに連通した連通孔32が形成されている。
A
このような構成の減圧弁本体2における単体の動作としては、二次側流路12b側の蛇口(図示せず)が閉栓された状態、すなわち、二次側流路12bの二次側圧力が高い場合、連通孔32およびダイヤフラム室50を介してダイヤフラム30に矢印B方向へ作用する上方への力が大きい。このため、弁棒17と共に弁体15が上方に持ち上げられることになり、弁体15と弁座14とが当接されて閉弁する。
The operation of the pressure reducing valve
その後、減圧弁本体2は、二次側流路12b側の蛇口が開栓され、その二次側流路12bの二次側圧力が低下すると、連通孔32およびダイヤフラム室50を介してダイヤフラム30に作用する上方への力が小さくなる。このため、調節バネ34の付勢力により弁棒17と共に弁体15が下方へ押し下げられることになり、弁座14から弁体15が離反されて開弁する。
After that, in the pressure reducing
このように減圧弁本体2は、調節バネ34によるダイヤフラム30を介した弁体15の下方への開弁力と、二次側流路12bの二次側圧力によるダイヤフラム30を介した弁体15の上方への閉弁力との2つの力の差によって、弁座14に対する弁体15の矢印AB方向の位置が変化して一次側流路12aから二次側流路12bへ流れる流体の流量が制御される。
As described above, the pressure reducing valve
<パイロットコントローラの構成>
この実施の形態によるパイロットコントローラ3には、図1および図3に示すように、上流側配管H1から分岐された上流側サブ配管H1aと、配管H2から分岐された下流側下流側サブ配管H2aと、このパイロットコントローラ3から減圧弁本体2のバネ室40へ補助圧力を生成して供給するための補助圧力供給用配管H3とが接続されている。
<Structure of pilot controller>
As shown in FIGS. 1 and 3, the
パイロットコントローラ3は、全体が略直方体形状でなる本体部60、その本体部60の上方開口部を塞ぐ上蓋部80によって構成されている。
本体部60は、矢印A方向の下方から下段部61、中段部62および上段部63が積層されて構成されている。その本体部60の上段部63に対して上蓋部80がさらに積層された状態で、ボルト81により上蓋部80、上段部63、中段部62および下段部61が一体に固定される。なお中段部62と下段部61との間にはOリング61aが装着されている。
The
The
本体部60の下段部61に載置された中段部62には、直径W1の供給路65が矢印D方向の側面から矢印C方向の内方に向かって形成されている。この供給路65の供給口65aには、上流側サブ配管H1aが接続される。上流側サブ配管H1aは、図1に示すように、途中に減圧弁6が設けられており、この減圧弁6を介して上流側配管H1内の流体通路と供給路65とを連通している。
In the
減圧弁6は、上流側配管H1内の流体の圧力を予め定めた所定の圧力に減圧する。この所定の圧力とは、後述する補助圧力を得ることが可能な圧力である。以下においては、減圧弁6によって減圧されてパイロットコントローラ3に供給される流体を単に補助圧力用流体という。このため、この実施の形態においては、補助圧力用流体が上流側配管H1内の流体通路4から減圧弁6を介してパイロットコントローラ3に供給される。
The
また、中段部62には、減圧弁本体2のバネ室40に補助圧力供給用配管H3を介して補助圧力を供給するための直径W1の出力路66が矢印C方向の側面から矢印D方向の内方に向かって形成されている。この出力路66の出力口66aには、補助圧力供給用配管H3が接続される。
中段部62の供給路65と出力路66との間には、直径W2(W2<W1)の絞り67が形成されている。出力口66aと絞り67との間には、補助室70が構成される。
Further, in the
A
さらに、中段部62における供給路65の上方には、矢印D方向の側面から矢印C方向の内方に向かって排出路68が形成されている。この実施の形態においては、排出路68の排出口68aに排出用配管H4が接続されている。上流側配管H1に流れる流体が液体である場合や、大気中に放出できない気体である場合は、図示してはいないが、これらの流体を処理する処理装置や、これらの流体を貯留するタンクなどが排出用配管H4に接続される。
Further, above the
上流側配管H1に流れる流体が大気中に放出可能な気体である場合には、排出口68aあるいは排出用配管H4が大気中に開放される。
中段部62における補助室70の矢印B方向の上方には、上流側サブ配管H1aから供給路65に供給された補助圧力用流体を排出するための貫通孔69が形成されている。したがって、補助室70と排出路68とは中段部62の貫通孔69を介して連通される。
When the fluid flowing through the upstream pipe H1 is a gas that can be released into the atmosphere, the
A through
さらに、中段部62に形成された貫通孔69の上方開口周縁部には僅かに矢印B方向に突出した弁座64が形成されている。
中段部62の上端面には下ダイヤフラム71が載置されており、この下ダイヤフラム71の中央の貫通孔に弁体72が貫通されている。弁体72は、弁座64に対向配置された弁部72aを有し、その弁部72aが下ダイヤフラム71よりも矢印A方向の下方に位置付けられるとともに排出路68に配置されている。
Further, a
A
弁体72の軸部72bは、下ダイヤフラム71よりも矢印B方向の上方に位置付けられ、この軸部72bに対して略円筒形状の弁体受73が一体に固定されている。
The
下ダイヤフラム71の上端面には上段部63が載置されており、この上段部63に形成されたダイヤフラム室75に弁体受73が位置付けられている。また上段部63には、減圧弁本体2の二次側流路12bと下流側サブ配管H2aを介して連通される二次側圧力検出路74が矢印D方向の側面から矢印C方向の内方に向かって形成されている。二次側圧力検出路74の圧力検出口74aに下流側サブ配管H2aが接続される。
An
上段部63の上端面には上ダイヤフラム76が一体に固定されている。この上ダイヤフラム76には、ダイヤフラム受82が一体に固定されている。ダイヤフラム受82の中央の貫通孔には、弁体72の軸部72bの矢印B方向の後端部が貫通されており、その後端部の雄ネジ部分に対して六角ナット83が螺着される。かくして、弁体72は、下ダイヤフラム71、弁体受73、上ダイヤフラム76、ダイヤフラム受82と一体化される。
An
上ダイヤフラム76が上蓋部80と上段部63との間に挟持された状態において、上段部63に上蓋部80が取り付けられる。したがって上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71は、弁体72と一体に構成されているため、上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71の矢印AB方向へ上下の動きに連動して弁体72が上下に移動することにより、弁体72の弁部72aと弁座64との弁開度が変化する。
The
上蓋部80と上ダイヤフラム76により形成される内側空間には、ダイヤフラム受82が配置され、そのダイヤフラム受82の上端面の凸部82aの周囲に形成された段差部82bと、このダイヤフラム受82と対向するように上蓋部80の内側空間に設けられたバネ受84の下面に形成された段差部84bとに対して調節バネ85の一端および下端が支持される。なお、調節バネ85は、弁座64に対して弁体72を押し付ける矢印A方向へダイヤフラム受82および上ダイヤフラム76を付勢している。
A
バネ受84の上端面中央に設けられた凹部84aには、上蓋部80の頂部80aに形成された雌ネジ部80bに螺着される調節ネジ86の先端部86aが当接されている。
調節ネジ86は、その頭部86bの回転により上蓋部80の内部空間に押し込まれることが可能である。調節ネジ86には上蓋部80の頂部80aにおいて六角ナット87が取り付けられている。この六角ナット87は、上蓋部80の内部にその調節ネジ86を押し込んだ状態を固定するために用いられる。
The
The adjusting
したがって、その調節ネジ86の先端部86aを介してバネ受84を矢印A方向へ移動させることにより調節バネ85を圧縮させることができる。また、その調節ネジ85の先端部86aを介してバネ受84を矢印B方向へ移動させることにより調節バネ85を伸張させることができる。これにより弁体72における弁部72aの貫通孔69に対する弁開度を調節バネ85の設定圧力により調整することが可能となる。
Therefore, the
なお、上蓋部80の周側面には貫通孔80cが形成されており、バネ受84が矢印A方向へ移動したときには、外部から上蓋部80の貫通孔80cを介して上蓋部80の内側空間に空気を取り込む。
一方、バネ受84が矢印B方向へ移動したときには、上蓋部80の内側空間の空気を貫通孔80cから排気する。これにより、バネ受84の矢印AB方向への移動が円滑に行われる。
In addition, a through
On the other hand, when the
このような構成のパイロットコントローラ3における単体の動作としては、上流側サブ配管H1aから供給路65に所定圧力の流体が常時供給されていることを前提として以下説明する。
The operation of the
パイロットコントローラ3は、二次側流路12b側の蛇口(図示せず)が閉栓された状態、すなわち、二次側流路12bの二次側圧力が高い場合、下流側サブ配管H2aおよび二次側圧力検出路74を介して上ダイヤフラム76に矢印B方向へ作用する上方への力が大きいため、上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が上方に押し上げられ、弁部72aが弁座64から離反して開弁する。
When the faucet (not shown) on the secondary
ここで、上流側サブ配管H1aから供給路65に所定圧力の流体が供給されているが、弁部72aが弁座64から離反して開弁しているため、絞り67を介して補助室70に供給された流体はその殆どが排出路68を通って排出されてしまう。
すなわち、絞り67を介して補助室70に供給された流体は、出力路66から補助圧力供給用配管H3を経由して減圧弁本体2のバネ室40に供給されることはない。
Here, the fluid of a predetermined pressure is supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
That is, the fluid supplied to the
その後、パイロットコントローラ3は、二次側流路12b側の蛇口(図示せず)が開栓され、二次側流路12bの二次側圧力が次第に低くなると、下流側サブ配管H2aおよび二次側圧力検出路74を介して上ダイヤフラム76に矢印B方向へ作用する上方への力が小さくなる。
これにより、調節バネ85の付勢力により上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が矢印A方向へ押し下げられ、弁部72aが弁座64に向かって次第に近づいていく。
After that, the
As a result, the
すなわち、パイロットコントローラ3は、減圧弁本体2の二次側圧力による上ダイヤフラム76を矢印B方向へ持ち上げる力と、調節バネ85による上ダイヤフラム76に対する矢印A方向へ押し下げる力とが互いに向かい合ってバランスしている。この状態において、減圧弁本体2における二次側流路12bの二次側圧力に増減が生じると、弁体72の弁部72aと弁座64との開度が変化するのである。
That is, the
このとき、上流側サブ配管H1aから供給路65に供給される流体の圧力は、排出路68から排出されるときの圧力よりも大きい。そして、絞り67を通過して補助室70に流れた流体の圧力は、上流側サブ配管H1aから供給路65に供給される流体の圧力よりも小さくなるが、排出路68から排出されるときの圧力よりも大きくなる。したがって、この補助室70の流体が中間圧力として出力路66から補助圧力供給用配管H3を経由して減圧弁本体2のバネ室40に供給される。
At this time, the pressure of the fluid supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
この後、減圧弁本体2における二次側流路12bの流量が最大となって二次側圧力が最も低くなると、下流側サブ配管H2aおよび二次側圧力検出路74を介して上ダイヤフラム76に作用する上方への力が最も小さくなるため、調節バネ85の付勢力により上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が最も下方へ押し下げられ、やがて弁部72aと弁座64とが当接されて完全に閉弁する。
After that, when the flow rate of the secondary
このとき、上流側サブ配管H1aから供給路65に供給される流体は排出路68から排出されなくなるため、絞り67を通過して補助室70に流れた流体が出力路66から補助圧力供給用配管H3を経由して減圧弁本体2のバネ室40に供給される。
したがって、出力路66から補助圧力供給用配管H3を経由して減圧弁本体2のバネ室40に供給される補助室70の中間圧力は、パイロットコントローラ3における上ダイヤフラム76の下面に対する減圧弁本体2の二次側圧力が高くなると低下し、上ダイヤフラム76の下面に対する減圧弁本体2の二次側圧力が低くなると高くなる。
At this time, since the fluid supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
Therefore, the intermediate pressure of the
かくしてパイロットコントローラ3は、減圧弁本体2における二次側流路12bの二次側圧力が次第に低くなるに連れて、弁部72aと弁座64との隙間が小さくなり、絞り67を通過した流体の中間圧力が次第に高くなりながら減圧弁本体2のバネ室40に補助圧力として供給されるのである。
Thus, the
<減圧弁の動作>
このような構成の分離型減圧弁1における全体の動作について説明する。
分離型減圧弁1では、二次側流路12b側の蛇口(図示せず)が閉栓された状態、すなわち、減圧弁本体2における二次側流路12bの二次側圧力が高い場合、連通孔32およびダイヤフラム室50を介してダイヤフラム30に作用する上方への力が大きく、弁棒17と共に弁体15が上方に持ち上げられるため弁体15と弁座14とが当接されて閉弁する。
<Operation of pressure reducing valve>
The overall operation of the separation type pressure reducing valve 1 having such a configuration will be described.
In the separable pressure reducing valve 1, when the faucet (not shown) on the
このとき、減圧弁本体2の二次側流路12b、下流側サブ配管H2a、およびパイロットコントローラ3の二次側圧力検出路74を介して上ダイヤフラム76に作用する上方への力が大きいため、上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が上方に持ち上げられ、弁体72の弁部72aが弁座64から離反して開弁した状態となる。
この場合、パイロットコントローラ3の供給路65に上流側サブ配管H1aから供給される流体は殆どが排出路68を通って排出されてしまい、補助室70の流体が出力路66および補助圧力供給用配管H3を経由して減圧弁本体2のバネ室40に供給されることはない。つまり、この時点では、パイロットコントローラ3が設置されていない場合の従来の減圧弁本体2と何ら変わることはない。
At this time, since the upward force acting on the
In this case, most of the fluid supplied from the upstream side sub pipe H1a to the
その後、減圧弁本体2における二次側流路12b側の蛇口が開栓されて流路内の流体の流量が増大し、その二次側流路12bの二次側圧力が低下すると、連通孔32およびダイヤフラム室50を介してダイヤフラム30に作用する上方への力が小さくなる。この結果、調節バネ34の付勢力により弁棒17と共に弁体15が下方へ押し下げられるため、弁座14から弁体15が離反して開弁する。
After that, when the faucet on the
これにより、減圧弁本体2では、一次側流路12aから二次側流路12bへ流体が流れ始める。すなわち減圧弁本体2は、このように機械的に動作するため、二次側流路12b側の蛇口が開栓されると、瞬間的に弁体15が応答動作を行う。
このとき、減圧弁本体2の二次側流路12b、下流側サブ配管H2a、パイロットコントローラ3の二次側圧力検出路74を介して上ダイヤフラム76に作用する上方への力が次第に小さくなる。このため、パイロットコントローラ3では、調節バネ85の付勢力により上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が下方へ押し下げられ、弁体72の弁部72aが弁座64に対して次第に近づいていく。
As a result, in the pressure reducing
At this time, the upward force acting on the
そうすると、上流側サブ配管H1aから供給路65および絞り67を介して補助室70に流れた流体は、排出路68から排出される分が次第に減少するため、徐々に圧力を高めながら、出力路66から補助圧力供給用配管H3を経由して減圧弁本体2のバネ室40へ供給される。
ここで、パイロットコントローラ3に内蔵されている弁座64の弁口径は非常に小さいため、出力路66から減圧弁本体2のバネ室40に供給される流体の圧力は、排出路68からの微量の排気によって精密に制御される。
Then, the amount of the fluid flowing from the upstream side sub-pipe H1a to the
Here, since the
すなわち、パイロットコントローラ3の補助室70からの中間圧力の流体により減圧弁本体2のバネ室40の圧力を変化させるには所定の時間が必要となる。
このため、パイロットコントローラ3の補助室70から減圧弁本体2のバネ室40に供給される流体の中間圧力は、時間の経過とともに徐々に高くなる。
That is, it takes a predetermined time to change the pressure in the
Therefore, the intermediate pressure of the fluid supplied from the
このように、減圧弁本体2のバネ室40に供給される中間圧力が次第に高くなりながらバネ室40に供給されるため、この中間圧力により減圧弁本体2のダイヤフラム30が下方へ次第に押し下げられる。
減圧弁本体2のダイヤフラム30がパイロットコントローラ3から供給される流体の中間圧力によって下方へ更に押し下げられる分だけ、弁座14から弁体15が離反することになり、図4に示すように、従来に比べて弁座14に対する弁体15の弁開度が次第に大きくなる。
In this way, since the intermediate pressure supplied to the
As the
このように、パイロットコントローラ3は、減圧弁本体2における二次側流路12bの二次側圧力が低くなるに連れて、弁部72aと弁座64との間隔が狭くなるため、絞り67を通過した流体の中間圧力が次第に高くなりながら減圧弁本体2のバネ室40に補助圧力として供給される。
As described above, the
この後、減圧弁本体2における二次側流路12bの流量が最大となって二次側圧力が最も低くなると、下流側サブ配管H2aおよびパイロットコントローラ3の二次側圧力検出路74を介して上ダイヤフラム76に作用する上方への力が最も小さくなる。
そして、調節バネ85の付勢力により上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が最も下方へ押し下げられ、やがて弁体72の弁部72aと弁座64とが当接されてパイロットコントローラ3が閉弁する。
After that, when the flow rate of the secondary
The urging force of the adjusting
このとき、上流側サブ配管H1aからパイロットコントローラ3の供給路65に供給される流体は排出路68から排出されなくなり、絞り67を通過して補助室70に流れた流体が出力路66から補助圧力供給用配管H3を経由して減圧弁本体2のバネ室40に供給される。
パイロットコントローラ3における弁体72の弁部72aが弁座64に当接して閉弁すると、補助室70からの流体の中間圧力が最大となり、その時点以降の減圧弁本体2の弁体15および弁座14間の弁開度は一定となる(図4)。
At this time, the fluid supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
When the
したがって、パイロットコントローラ3から減圧弁本体2のバネ室40に供給される流体(補助圧力)によって減圧弁本体2の弁体15および弁体14間の弁開度が従来よりも大きく一定となるため、図5に示すように二次側流路12bの二次側圧力の低下を防止して、オフセットを無くすことができる。
その後、二次側流路12bの二次側圧力が高くなると、パイロットコントローラ3が徐々に開弁していくため、パイロットコントローラ3から減圧弁本体2のバネ室40に供給される流体(補助圧力)も減少し、減圧弁本体2の弁体15および弁座14間の弁開度を小さくし、やがて閉弁する。
Therefore, since the fluid (auxiliary pressure) supplied from the
After that, when the secondary pressure in the
<効果>
このように、分離型減圧弁1では、減圧弁本体2の二次側流路12bの二次側圧力が低下したときの弁体15および弁座14間の弁開度は数秒以内に安定する(図4)。
この間は、パイロットコントローラ3の補助室70からの流体が減圧弁本体2のバネ室40に供給されていても、弁体15および弁座14間の弁開度が安定しておらずオフセットが生じていると考えられるため高精度ではない。
<Effect>
As described above, in the separation type pressure reducing valve 1, the valve opening degree between the
During this time, even if the fluid from the
しかし、時間の経過とともにパイロットコントローラ3から減圧弁本体2のバネ室40に供給される流体の中間圧力が増大するに連れて、減圧弁本体2の弁体15および弁座14間の弁開度を徐々に大きくすることができる(図4)。
このように分離型減圧弁1では、弁体15および弁座14間の弁開度が安定してから、その弁開度を更に大きくしながらオフセットを無くすように修正制御することができる。
However, as the intermediate pressure of the fluid supplied from the
As described above, in the separation type pressure reducing valve 1, after the valve opening degree between the
これにより分離型減圧弁1は、弁体15に振動等を生じさせることなく動作の安定性を保ちながら、減圧弁本体2における二次側流路12bの二次側圧力の低下を防止し高精度化することができる。かくして、分離型減圧弁1は、大型化することなく、従来の直動式の減圧弁とは比較にならないほどの高精度な制御を行うことができる。
As a result, the separable pressure reducing valve 1 prevents a decrease in the secondary side pressure of the secondary
なお分離型減圧弁1では、バネ保護部35の外部にパイロットコントローラ3が分離設置されているため、このパイロットコントローラ3を減圧弁本体2に対して後から外付け設置することもできる。
In the separable pressure reducing valve 1, since the
<第2の実施の形態>
<パイロットコントローラ一体設置型減圧弁の全体構成>
図1との対応部分に同一符号を付した図6に示すように、第2実施の形態における自力式調整弁としてのパイロットコントローラ一体設置型減圧弁100(以下、これを単に「一体型減圧弁」と呼ぶ。)は、上流側配管H1および下流側配管H2の間に配置される。
<Second Embodiment>
<Overall structure of pressure reducing valve with integrated pilot controller>
As shown in FIG. 6 in which parts corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, a pilot controller integrated installation type pressure reducing valve 100 (hereinafter referred to simply as “integral type pressure reducing valve” as a self-powered regulating valve in the second embodiment. Is placed between the upstream pipe H1 and the downstream pipe H2.
この一体型減圧弁100は、弁箱11と、その弁箱11の矢印B方向の上部に固定されたバネ保護筒150と、そのバネ保護筒150の上端面に一体に固定された補助圧力供給用のパイロットコントローラ130とによって構成されている。ここで、弁箱11およびその内部構造については、第1の実施の形態における減圧弁本体2と同一であるため、ここでは便宜上その説明を省略する。
The integrated
<バネ保護筒の構成>
バネ保護筒150は、弁箱11の上端部にボルト41により一体に取り付けられている。このバネ保護筒150は、その上端部に貫通孔151aが形成されている。またバネ保護筒150は、その上端部の下面151bとダイヤフラム受24の段差部24bとに対して、調節バネ152の一端および他端が支持されている。
<Structure of spring protection cylinder>
The
このバネ保護筒150では、第1の実施の形態における減圧弁本体2の調節ネジ36(図1、図2)が設けられていないため、バネ保護筒150の上端部の下面151bとダイヤフラム受24の段差部24bとに支持される調節バネ152が予め決められた設定圧力に調整されている。なお、このバネ保護筒150の内部に配置される弁棒17、ダイヤフラム受24および六角ナット26については第1の実施の形態における減圧弁本体2と同一である。
Since the
<パイロットコントローラの構成>
パイロットコントローラ130は、第1の実施の形態における分離型減圧弁1のパイロットコントローラ3の下段部61が取り外された状態でバネ保護筒150の上端面に一体に固定された構成を有している。すなわちパイロットコントローラ130は、下段部61が存在しない以外、パイロットコントローラ3と同一の基本構成である。なお、図示しないが、パイロットコントローラ3の出力路66aはプラグ等で閉塞されている。
<Structure of pilot controller>
The
この場合、中段部62に下段部61が取り付けられる代わりに、その中段部62がバネ保護筒150の上端面に一体に固定されているため、パイロットコントローラ130の補助室70と、バネ保護筒150のバネ室40とは、そのバネ保護筒150の貫通孔151aを介して連通されている。
このような構成の一体型減圧弁100の動作について説明する。一体型減圧弁100では、減圧弁本体2における二次側流路12bの二次側圧力が高い場合、連通孔32およびダイヤフラム室50を介してダイヤフラム30に作用する上方への力が大きく、弁棒17と共に弁体15が上方に持ち上げられるため弁体15と弁座14とが当接されて閉弁する。
In this case, since the
The operation of the integrated
このとき、減圧弁本体2の二次側流路12bから下流側サブ配管H2aを介してパイロットコントローラ130に伝達されて二次側圧力検出路74から上ダイヤフラム76に対して上方に作用する力が大きいため、上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が上方に持ち上げられ、弁体72の弁部72aが弁座64から離反して開弁した状態となる。
At this time, the force transmitted from the secondary
この場合、パイロットコントローラ130の供給路65に上流側サブ配管H1aから供給される流体は殆どが排出路68を通って排出されてしまい、補助室70からバネ保護筒150の貫通孔151aを経由してバネ室40に流体が供給されることはない。
その後、一体型減圧弁100では、二次側流路12bの二次側圧力が低下すると、連通孔32およびダイヤフラム室50を介してダイヤフラム30に作用する上方への力が小さくなる。
In this case, most of the fluid supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
After that, in the integrated
この結果、調節バネ152の付勢力により弁棒17と共に弁体15が下方へ押し下げられるため、弁座14から弁体15が離反して開弁し、一次側流路12aから二次側流路12bへ流体が流れ始める。
このとき、二次側流路12bから下流側サブ配管H2aを介してパイロットコントローラ130に伝達されて二次側圧力検出路74から上ダイヤフラム76に作用する上方への力が次第に小さくなるため、調節バネ85の付勢力により上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が下方へ押し下げられ、弁体72の弁部72aが弁座64に次第に近接していく。
As a result, the
At this time, the upward force that is transmitted from the secondary
これにより、上流側サブ配管H1aから供給路65に供給される流体は、絞り67を通過して補助室70に流れ、その補助室70の流体が中間圧力(図3)として、バネ保護筒150の貫通孔151aを経由してバネ室40へ供給される。
したがって、パイロットコントローラ130の補助室70からの流体の中間圧力が増大するに連れて(時間の経過とともに)、徐々にバネ室40の圧力が増大される。
すなわち、バネ室40に供給される中間圧力が次第に高くなりながら供給されるため、この中間圧力が補助圧力となり、ダイヤフラム30が下方へ更に押し下げられることになる。
As a result, the fluid supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
Therefore, as the intermediate pressure of the fluid from the
That is, since the intermediate pressure supplied to the
この結果、ダイヤフラム30が下方へ更に押し下げられる分だけ、弁座14から弁体15が離反することになり、従来に比べて弁開度が大きくなる。このように、パイロットコントローラ130は、弁箱11の二次側圧力が低くなるに連れて、弁体72の弁部72aと弁座64との間隔が小さくなるため、絞り67を通過した補助室70の中間圧力が次第に高くなりながらバネ室40に補助圧力として供給される。
As a result, the
この後、二次側流路12bの流量が最大となって二次側圧力が最も低くなると、下流側サブ配管H2aおよび二次側圧力検出路74を介して上ダイヤフラム76に作用する上方への力が最も小さくなり、調節バネ85の付勢力により上ダイヤフラム76および下ダイヤフラム71と共に弁体72が最も下方へ押し下げられ、やがて弁部72aと弁座64とが当接されて閉弁する。
After this, when the flow rate in the secondary
このとき、上流側サブ配管H1aから供給路65に供給される流体は排出路68から完全に排出されなくなり、絞り67を通過して補助室70に流れた流体の全てがバネ保護筒150の貫通孔151aを経由してバネ室40に供給される。
パイロットコントローラ130の弁体72の弁部72aが弁座64に当接して閉弁すると、補助室70からの流体の中間圧力が最大となるため、その時点以降の減圧弁本体2の弁体15および弁座14間の弁開度が一定となる(図4)。
At this time, the fluid supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
When the
したがって、パイロットコントローラ130からバネ室40に供給される流体(補助圧力)によって弁体15および弁体14間の弁開度が従来よりも大きくなるため、図5に示したように二次側流路12bの二次側圧力の低下を防止して、オフセットを無くすことができる。
Therefore, the valve opening between the
<効果>
一体型減圧弁100においても、二次側流路12bの二次側圧力が次第に低下していくときのパイロットコントローラ130からバネ室40に供給される流体(補助圧力)の増大とともに、弁体15および弁座14間の弁開度を次第に大きくすることができる。
このように一体型減圧弁100は、弁体15および弁座14間の弁開度を次第に大きくして修正制御するので、弁体15に振動等を生じさせることなく動作の安定性を保ちながら、二次側流路12bの二次側圧力の低下を防止し高精度化することができる。かくして、一体型減圧弁100は、大型化することなく、従来の直動式の減圧弁とは比較にならないほどの高精度な制御を行うことができる。
<Effect>
Also in the integrated
In this way, the integrated
なお一体型減圧弁100は、パイロットコントローラ130がバネ保護部150の上部に一体設置されているため、第1の実施の形態における分離型減圧弁1に比べてその構成を全体的に小型化することができる。
The integrated
<第3の実施の形態>
<パイロット作動式減圧弁の全体構成>
図1との対応部分に同一符号を付した図7に示すように、第3実施の形態における自力式調整弁としてのパイロット作動式減圧弁200は、上流側配管H1および下流側配管H2の間に配置され、主弁201、エゼクタ(絞り弁)220およびパイロット弁230により構成された従来の一般的なものであるが、従来と異なる点として、このパイロット弁230に対してパイロットコントローラ3(図3)が分離設置されている。
<Third Embodiment>
<Overall structure of pilot operated pressure reducing valve>
As shown in FIG. 7 in which parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, a pilot operated
このパイロットコントローラ3は、第1の実施の形態と同一の構成であり、上流側サブ配管H1aと、下流側サブ配管H2aと、補助圧力供給用配管H3とが接続されている。補助圧力供給用配管H3は、パイロット弁230のバネ室240に導通されている。
この場合、パイロット作動式減圧弁200は、二次側流路202bの二次側圧力が低下すると、二次側流路202bから下流側サブ配管H2aを介してパイロットコントローラ3に伝達され、パイロットコントローラ3の弁体72の弁部72aが弁座64に次第に近接していく。
This
In this case, the pilot operated
このとき、上流側サブ配管H1aから供給路65に供給される流体が、絞り67を通過して補助室70に流れ、その補助室70の流体が中間圧力として、パイロット弁230のバネ室240へ次第に圧力が増大されながら供給される。
したがって、パイロットコントローラ3の補助室70からの流体の中間圧力が増大するに連れて(時間の経過とともに)、徐々にパイロット弁230のバネ室240の圧力が高くなるので、パイロット弁230の開弁度が大きくなる。
At this time, the fluid supplied from the upstream side sub-pipe H1a to the
Therefore, as the intermediate pressure of the fluid from the
これにより、パイロット弁230の開弁度が従来よりも大きくなるため、主弁201のダイヤフラム室216からエゼクタ220、パイロット弁230、二次側流路202bへ流体が多く流れることになる。
かくして、パイロット作動式減圧弁200は、パイロット弁230の開弁度が従来よりも大きくなった分だけ、主弁201の弁体211が矢印B方向へ従来よりも大きく開弁するので、一次側流路202aの圧力に対して二次側流路202bの圧力低下を防止し、オフセットを無くすことができる。
As a result, the degree of opening of the
Thus, in the pilot-operated
<他の実施の形態>
なお、上述した第1および第2の実施の形態においては、直動式の減圧弁1、100に対してパイロットコントローラ3、130を分離型または一体型のように設置する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、直動式の背圧弁に対してパイロットコントローラ3、130を分離型または一体型のように設置するようにしても良い。
<Other Embodiments>
In addition, in the above-described first and second embodiments, the case where the
また、上述した第3の実施の形態においては、パイロット弁230に対してパイロットコントローラ3を分離設置するようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第2の実施の形態と同様に、パイロット弁230の上部にパイロットコントローラ3を一体的に設置するようにしてもよい。
Further, in the above-described third embodiment, the case where the
さらに、上述した第1乃至第3の実施の形態においては、パイロットコントローラ3、130の内部に絞り67を設けるようにした場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはない。補助室70に補助圧力用流体を供給するにあたっては、図8に示すように、パイロットコントローラ3,130の供給路65の外側(上流側)に絞り弁7を設け、この絞り弁7と供給路65とを介して上流側サブ配管H1a内の流体を補助室70に供給するようにしても良い。
Furthermore, in the above-described first to third embodiments, the case where the
加えて、上述した第1乃至第3実施の形態においては、上流側サブ配管H1aの上流端が上流側配管H1に接続され、上流側配管H1内の流体が補助圧力用流体として流体通路4から減圧弁6を介してパイロットコントローラ3,130に供給される例を示した。しかし、本発明に係る自力式調整弁は、補助圧力用流体が弁箱11の一次側流路12aから減圧弁6を介してパイロットコントローラ3,130に供給される構成を採ることもできる。この構成を採る場合は、上流側サブ配管H1aの上流端が弁箱11に接続される。すなわち、補助圧力流体とする流体は、一次側流路12aを含む上流側の流体通路、換言すれば弁体15より上流側の流体通路であれば、どの流体通路からでも取得することが可能である。
In addition, in the above-described first to third embodiments, the upstream end of the upstream sub-pipe H1a is connected to the upstream pipe H1, and the fluid in the upstream pipe H1 is used as the auxiliary pressure fluid from the
1……分離型減圧弁、2……減圧弁本体(弁本体)、3、130……パイロットコントローラ(補助圧力供給部)、4…流体通路、6…減圧弁、7…絞り弁、11……弁箱、12……流路、12a…一次側流路、12b…二次側流路、13……隔壁、14……弁座、15……弁体、17……弁棒、18……六角ナット、19……弁体バネ、21…下部蓋、22……ライナー、23……バランスピストン、24……ダイヤフラム受、26、38、83、87……六角ナット、30…ダイヤフラム、31……Oリング、34、85、152……調節バネ、35……バネ保護筒(バネ保護部)、36、86……調節ネジ、39、84……バネ受、40……バネ室、41…ボルト、50…ダイヤフラム室、60……本体部、61……下段部、62……中段部、63……上段部、64……弁座、65……供給路、66……出力路、67……絞り、68……排気路、69……貫通孔、70……補助室、71……下ダイヤフラム、72……弁体、72a……弁部、73……弁体受、74……二次側圧力検出路(圧力検出路)、75……ダイヤフラム室、76……上ダイヤフラム(圧力検出用ダイヤフラム)80……上蓋部、81……ボルト、82……ダイヤフラム受、100……一体型減圧弁、150……バネ保護筒、151a……貫通孔、200……パイロット作動式減圧弁、201……主弁、220……エゼクタ(絞り弁)、230……パイロット弁、240……バネ室、H1…上流側配管、H1a…上流側サブ配管。 1 ... Separation type pressure reducing valve, 2 ... Pressure reducing valve body (valve body), 3,130 ... Pilot controller (auxiliary pressure supply unit), 4 ... Fluid passage, 6 ... Pressure reducing valve, 7 ... Throttle valve, 11 ... ... Valve box, 12 ... Flow path, 12a ... Primary side flow path, 12b ... Secondary side flow path, 13 ... Partition wall, 14 ... Valve seat, 15 ... Valve element, 17 ... Valve rod, 18 ... ... Hexagon nut, 19 ... Valve spring, 21 ... Lower lid, 22 ... Liner, 23 ... Balance piston, 24 ... Diaphragm receiver, 26, 38, 83, 87 ... Hexagon nut, 30 ... Diaphragm, 31 ...... O-ring, 34, 85, 152 …… Adjustment spring, 35 …… Spring protection cylinder (spring protection part), 36,86 …… Adjustment screw, 39,84 …… Spring holder, 40 …… Spring chamber, 41 … Bolts, 50… diaphragm chambers, 60 …… main body, 61 …… lower stage, 62 …… Step portion, 63 ... Upper step portion, 64 ... Valve seat, 65 ... Supply passage, 66 ... Output passage, 67 ... Throttle, 68 ... Exhaust passage, 69 ... Through hole, 70 ... Auxiliary chamber, 71 ... Lower diaphragm, 72 ... Valve body, 72a ... Valve part, 73 ... Valve body receiver, 74 ... Secondary side pressure detection path (pressure detection path), 75 ... Diaphragm chamber, 76 ... Top Diaphragm (diaphragm for pressure detection) 80 ... Top cover, 81 ... Bolt, 82 ... Diaphragm receiver, 100 ... Integrated pressure reducing valve, 150 ... Spring protection cylinder, 151a ... Through hole, 200 ... Pilot operation Type pressure reducing valve, 201 ... main valve, 220 ... ejector (throttle valve), 230 ... pilot valve, 240 ... spring chamber, H1 ... upstream piping, H1a ... upstream sub piping.
Claims (5)
前記弁座に対して前記弁体を離反させるように付勢する前記ダイヤフラムと一体化された調節バネと、
前記ダイヤフラムの上方に設けられ、前記調節バネをその内部空間のバネ室に収納したバネ保護部と、
前記バネ保護部の外部に設置され、そのバネ保護部の前記バネ室に対し、前記一次側流路を含む上流側の流体通路から減圧弁を介して供給される補助圧力用流体を用いて前記二次側圧力に応じた補助圧力を生成して供給する補助圧力供給部とを備え、
前記補助圧力供給部は、
前記二次側圧力を検出するための前記二次側流路と連通した圧力検出路と、
前記補助圧力を生成するための前記補助圧力用流体が供給される供給路と、
前記供給路からの前記補助圧力用流体を前記バネ保護部の前記バネ室に出力する出力路と、
前記供給路から前記出力路に延びる通路に貫通孔を介して連通され、前記供給路に供給される前記補助圧力用流体を排出する排出路と、
前記貫通孔を開閉する弁部と、
前記圧力検出路を介して前記二次側圧力を検出するために前記弁部と一体になって設けられた圧力検出用ダイヤフラムと、
前記圧力検出用ダイヤフラムと一体化され、前記弁部により前記貫通孔を閉塞するように付勢する調節バネとを備え、
前記弁部は、前記二次側圧力が高いときには前記貫通孔を開き、かつ前記二次側圧力が低下することにより前記貫通孔を閉じるように構成され、
前記圧力検出用ダイヤフラムを介して検出した前記二次側圧力に応じて前記弁部による前記貫通孔に対する開度を変化させ、その変化に対応した前記補助圧力用流体による前記補助圧力を前記バネ保護部の前記バネ室に供給することを特徴とする自力式調整弁。 A diaphragm, in which a valve body disposed opposite to a valve seat provided between the primary side flow path and the secondary side flow path is integrated via a valve rod, is used as a secondary side pressure of the secondary side flow path. A valve box that drives the fluid to flow from the primary side flow path to the secondary side flow path,
An adjustment spring integrated with the diaphragm that urges the valve body to move away from the valve seat,
A spring protection portion which is provided above the diaphragm and stores the adjustment spring in a spring chamber of its internal space,
The auxiliary pressure fluid, which is installed outside the spring protection portion and is supplied to the spring chamber of the spring protection portion from a fluid passage on the upstream side including the primary side flow path through a pressure reducing valve, is used. An auxiliary pressure supply unit for generating and supplying an auxiliary pressure according to the secondary pressure ,
The auxiliary pressure supply unit,
A pressure detection path communicating with the secondary side flow path for detecting the secondary side pressure,
A supply path to which the auxiliary pressure fluid for generating the auxiliary pressure is supplied;
An output path for outputting the auxiliary pressure fluid from the supply path to the spring chamber of the spring protection part,
A discharge path communicating with the passage extending from the supply path to the output path through a through hole, and discharging the auxiliary pressure fluid supplied to the supply path;
A valve portion that opens and closes the through hole,
A pressure detection diaphragm provided integrally with the valve portion for detecting the secondary pressure via the pressure detection path;
An adjusting spring that is integrated with the pressure detecting diaphragm and urges the valve portion to close the through hole,
The valve portion is configured to open the through hole when the secondary pressure is high, and to close the through hole by decreasing the secondary pressure,
The opening of the valve portion with respect to the through hole is changed according to the secondary pressure detected through the pressure detecting diaphragm, and the auxiliary pressure by the auxiliary pressure fluid corresponding to the change is protected by the spring. A self-regulating valve that is supplied to the spring chamber of the section .
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