JPH02226312A - 自動設定減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は圧力設定ばねの弾性力を調整するアクチュエ
ータを装着したダイヤフラムとパイロット弁を具えた減
圧弁に係る。

［従来の技術］ この種類の減圧弁はダイヤフラムの一面に二次側の流体
圧を、また他面には圧力設定ばねを作用させ、両面を押
圧する力が平衡を失ったときは、ダイヤフラムが変位し
これと一体的に取付けられたパイロット弁が開閉するこ
とにより、主弁体が開閉して減圧量を調節し、二次側の
圧力を圧力調整ばねの弾性力に対応した値に維持する機
能を具えている。このとき二次側の流体圧力を所望の値
に設定するには、圧力調整ねじを手動で螺進して弾性力
を調整するのが本来の構成であったが、設定圧力の変更
が容易で遠隔制御や自動制御ができるようにアクチュエ
ータを装着したものが開発さけれている。、「自動設定
減圧弁」　（特公昭６１−８４７１５号公報）がその−
例であって、圧力センサで二次側の流体圧が常時又は定
期的に測定され、あらかじめ設定しておいた目標値との
偏差が検出される。一方あらかじめ設定しておいた偏差
基準値とこの偏差とを比較して偏差検出値が基準値より
大きいときは、アクチュエータを操作する信号がドライ
バーに送られる。かくしてこの信号は偏差検出値がほぼ
零になるまで送られて後止み使用上の利点を付加するこ
とができたと謳っている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の従来技術を該明細書中にある実施例の記載に基い
て、フローチャートの形で本願出願人が書き表してみた
のが第３図である。図において許容限度にある偏差基準
値をΔＰＭＡＸ、はぼＯに近い微小偏差値を、ｄＰＭＩ
Ｎと、それぞれあらかじめ設定してこれを装置内に入力
しておき、そして任意の二次側流体の設定圧Ｐｏを入力
すれば、現実に圧力センサで測定した二次圧をＰとする
と、フローチャートの示すようにＰｏ−Ｐの絶対値がΔ
ＰＭＡＸをこえるときはアクチュエータ駆動の信号が出
力し、ばねの付勢力増加方向への駆動、又はばねの付勢
力減小方向への駆動が発現し、圧力センサから人力され
る変化しつつある二次圧と常に対比してその差がΔＰＭ
ＩＮ以下（はぼＯ）になればアクチュエータが停止する
。

ところでこの形式の減圧弁は本来的にダイヤフラムを押
圧するばねの付勢力を変更することによって、パイロッ
ト弁が開閉し、主弁体に上方からと下方から作用する圧
力のバランスを崩し、主弁体を移動させて二次圧をばね
の付勢力に見合う値に変更するのが一般の経過である。

ここで通常は主弁体を移動させるのにある程度の時間を
要するので、ばねの付勢力を変更して二次圧が変化し終
るのにタイムラグが生じている。

そして、このタイムラグの大きさは、減圧弁の形状・流
体の種類・ばねの付勢力の変更速度や変更幅等と関係が
あり、その他、その時の主弁の開度（流量の多少）や減
圧弁前後の管路状態なども複雑に影響する。

このタイムラグがあるため、偏差検出値ｌＰ。

Ｐｌが微小偏差値ΔＰＭＩＮ以下になり、アクチュエー
タを停止しても、二次圧がそれからも変化を続け、１Ｐ
ｏ−ＰＩがΔＰＭＩＮを越し、それどころか偏差基準値
ΔＰＭＡＸをも越す恐れがあり、精度的に問題がある。

そこで、このようにΔＰＭＡＸを越した場合は、再度ア
クチュエータを駆動させ、１Ｐｏ−ＰＩがΔＰＭＩＮ以
下になれば停止するようにする事が考えられるが、そう
しても前記と同じようにΔＰＭＡＸを越す恐れがあり、
以後同じ動作をさせてもいわゆるハンチング現象が生じ
、二次圧が設定値に収束しない恐れがある。

このようなタイムラグの影響によって生じる設定二次圧
の誤差を小さくするには、ばねの付勢力の変更と二次側
圧力Ｐの変更がほぼ同時（タイムラグがほぼＯ）に進行
するように構成する必要がある。

しかしそのためには、ばねの付勢力の変更速度をきわめ
て低速なものにしなければならず、二次側圧力Ｐの設定
変更に長い時間を費すという課題が残っている。

本願発明は以上に述べた課題を解決するために、ばねの
付勢力の変更と二次側圧力Ｐの変更時に生しるタイムラ
グに関係なく瞬時にばねの付勢力を変更でき、二次側圧
力Ｐを設定圧力ＰＯにほぼ一致させる減圧弁の提供を目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本願発明に係る減圧弁は、制御部を接続し、あらかじめ
知得したアクチュエータの作動量と二次圧の変量との関
係式を記憶させ、任意に設定した目標の二次圧と現実に
測定した二次圧との差を前記関係式に導入してアクチュ
エータ作動量を演算して作動命令を発信し、当該命令に
基いて所望の二次圧へ一作動のみで到達することによっ
て前記の課題を解決した。

［作用］ 第１図は本願実施例の作用を示すフローチャートである
。あらかじめ対象であるパイロット弁の特性によって定
まる二次圧の変量ΔＰとアクチュエータの作動量りとの
関係式ＡＰ＝ｆ（Ｌ）は理論的に算出できるので、これ
を制御部に入力する。

入力すべき他の要素としては所望の二次圧の設定値Ｐｏ
、および適当な許容されうる最大の偏差基準値ΔＰＭＡ
Ｘである。ΔＰＭＡＸは任意に設定し管理限界の幅を定
めるために入力しておくのが゛望ましい。

実際の使用において二次側の圧力センサから現実の二次
圧Ｐを制御部へ入力すれば１Ｐｏ−Ｐを求めてＰＭＡＸ
を越えるときには直ちにΔＰ−ｆ　（Ｌ）よりアクチュ
エータの作動量を演算してアクチュエータに作動信号を
出力し、この量を作動した後停止する。このように−度
作動信号が出ると他の条件、すなわち変化しつつある二
次圧Ｐの変動に一切関わることなく、あらかじめ記憶し
ておいた置換式にのみに支配され一直線にｌＰ。

Ｐｌをほぼ○に移行するだけの駆動を発現する。

［実施例］ 本願発明においてΔＰ＝ｆ　（Ｌ）は実用段階において
ほぼ比例関係、すなわち−次画数で表現できる。理論的
には、ばね定数をに、ダイヤフラムの受圧面積をＡ、と
おけば に ΔＰ−一・Ｌ　　　、’、　Ｌ　＝　Ｃ・ｌＰ（Ｃは常
数〉が締定できるが、実際にはこれに特定の係数など実
地に補正して計算式を設定した方が良いと思われる。

第２図は本願実施例のハードの構成を示したもので、メ
カニカルな減圧弁部１（パイロット弁７を含む）と、ア
クチュエータ部１２と、制御部１４とから成る。減圧弁
部１は従来のものと同様である。弁箱２内は流入室３．
流出室４．シリンダ室５に仕切られており、流出室４と
シリンダ室５の間には主弁体６が昇降自在に配設されて
いる。

パイロット弁７には受圧室８内のダイヤフラム９の作動
によって開閉する弁体１０が配設されている。弁体１０
は流出室４の圧力が所定の圧力に達してダイヤフラム９
の下面に作用すると、閉鎖するようになっていて、また
、ダイヤフラム９の上面にはばね１１が介装され、弁体
１０が解放するように付勢している。

１２はばねの付勢力を調節するアクチュエータで、アク
チュエータ１２の駆動源１３としては、所定の量を作動
させるステッピングモータが適している。

１４は制御部で入力部１７へは圧力センサ１８で測定し
た二次圧Ｐが信号線を介して、また設定圧力Ｐｏ、許容
できる偏差基準値ＰＭへ×、あらかじめ成立を確認した
ΔＰ＝ｆ　（Ｌ）の数式がそれぞれ入ってくる。ＣＰＵ
１６においてはＩＰＰｏｌの比較とΔＰ＝ｆ（Ｌ）に基
いた演算とを処理し、出力部１５からこの作動量の信号
がアクチュエータ１２へ伝えられる。

［発明の効果］ 本願発明は以上述べたとおり、ダイヤフラムを押圧する
ばねの変位と二次圧の圧力センサ検出とのタイムラグの
支配を受けることなく、減圧弁としての機能を損なわな
いで二次圧を変動することができ、従来の同型式の減圧
弁の範哨を１歩抜きんでた特徴を付加するものである。

従来、もともと保有しているこの形式の減圧弁特有の機
能、たとえば自動遠隔運転、アクチュエータの小出力化
などを損わずにそのまま具えていることは言うよでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願実施例の作用を示すフローチャート、第２
図は実施例の構造を示す正面断面図、第３図は従来の技
術を示すフローチャート。 １・・・・・・減圧弁、９・・・・・・ダイヤフラム１
１・・・・・・圧力設定ばね、１２・・・・・・アクチ
ュエータ１４・・・・・・制御部、１８・・・・・・二
次圧センサＰｏ・・・・・・設定二次圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力設定ばねの弾性力を調整するアクチュエータを装着
   したダイヤフラムとパイロット弁を備えた減圧弁におい
   て、制御部を接続し、あらかじめ知得したアクチュエー
   タの作動量と二次圧の変量との関係式を記憶させ、任意
   に設定した目標の二次圧と現実に測定した二次圧との差
   を前記関係式に導入してアクチュエータ作動量を演算し
   て作動命令を発信し、当該命令に基いて所望の二次圧へ
   一作動のみで到達することを特徴とする自動設定減圧弁
   。