JPH03265913A - パイロット式減圧弁 - Google Patents

パイロット式減圧弁

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JPH03265913A
JPH03265913A JP6598190A JP6598190A JPH03265913A JP H03265913 A JPH03265913 A JP H03265913A JP 6598190 A JP6598190 A JP 6598190A JP 6598190 A JP6598190 A JP 6598190A JP H03265913 A JPH03265913 A JP H03265913A
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valve
main valve
main
piston
pressure
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Shigemi Fujiike
藤池 滋実
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TLV Co Ltd
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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〉 本発明は流体配管系に取り付けて一次側の流体圧力を減
じて、二次側の流体圧力を所定の設定圧力に保つ減圧弁
に関し、特にパイロット式減圧弁に関するものである。
〈従来の技術〉 従来の一般的なのパイロット式減圧弁として実開昭63
−48211@公報に開示されているものがある。
これは−次側につながる入口から供給される高圧の流体
が、出口に接続する二次側の圧力低下により主弁が下方
へ移動せしめられて開くことにより二次側へ流出して二
次側の圧力の低下を補うようになっている。その主弁は
上部のパイロット弁や、そのパイロット弁に関連したダ
イヤフラム、圧力設定用のばね等によって制御されるピ
ストンの下降によって開動作し、ピストンの上昇によっ
て閉動作する。
〈発明が解決しようとする課題〉 上記の減圧弁は、−次側圧力に対して設定圧力(二次側
圧力)が小さい時、つまり減圧比が太きい時や、主弁の
開度が小さい小流量時に若しいチャタリング現象を起こ
す。
その減圧比は例えば、−次側圧力1ONg/iを二次側
圧力2に9/aA程度以下に減圧する場合であり、主弁
及びピストン等の可動部が振動してチャタリング現象を
起こす。これは二次側圧力が低下してその圧力変化がダ
イヤフラムを介してパイロット弁を開弁じ、ピストンが
主弁を押し下げ弁口を開弁させて一次側流体を二次側へ
供給して圧力上昇をはかる。しかし、この時−次側と二
次側の圧力差が大きく、しかも主弁の開度と流量の関係
を第2図の曲線Aに示すように、開弁初期には少しの主
弁の開度で大くの流量が出るという関係がおるので二次
側圧力は瞬時にして上昇し、その圧力はダイヤフラムを
介してパイロット弁を急閉させる。
パイロット弁が急閉すればピストンの上部への流体も急
所され、ピストンは急上昇して主弁は急閉弁する。主弁
が急閉弁すれば二次圧も急低下してダイヤフラムを介し
て再びパイロット弁を急開する。以上の過程が加速度的
に行なわれて大きな振動状態を呈する。
また、振動は主弁の急激な開弁によって二次側へ向かう
流体の噴流がピストンの下面に作用してピストンを急激
に押し上げてその上壁に衝突し、このピストンの上昇に
主弁が追従できず、再びピストンが下降してきた時に衝
突するからであると考えられる。再接触は衝撃的であり
、この様な主弁とピストンの作動はピストンの破損や、
主弁の損傷等を生じる問題がおる。これらの部材の損傷
により、二次側圧力が設定不能になったり、減圧弁とし
ての寿命が短くなる。
従って、本発明の技術的課題はチャタリング現象を起こ
さずに、小流量から大流量まで対応が可能な減圧弁を提
供することである。
く課題を解決するための手段〉 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は、入口と出口の間に設けられた複数の弁口と、
それぞれの弁口を開閉するように配置された複数の主弁
と、複数の主弁の内箱1の主弁を閉弁方向に付勢せしめ
るように配置された主弁ばねと、第1の主弁を付勢する
主弁ばねより大きなばね定数を有し、第1の主弁以外の
主弁を閉弁方向に付勢せしめるように配置された主弁ば
ねと、それぞれの主弁を開弁するように設けられた複数
のピストンと、二次側圧力の低下に基いて開弁するよう
に設けられたパイロット弁と、パイロット弁の開弁によ
り一次側圧力流体を個々のピストンの上部へ導入する通
路とを具備するものである。
く作用〉 パイロット弁が開弁じて一次側の高圧流体が個々のピス
トンの上部に導入されそれぞれピストンへ駆動力を与え
る。この時発生するピストンの駆動力は同じでも、第1
の主弁を閉弁せしめる主弁ばねは他の主弁ばねよりばね
定数が小さいので、その閉弁力は他の主弁の閉弁力より
小ざく、従って第1の主弁のみが開弁じて他の主弁は閉
弁状態を維持する。第1主弁が開弁することにより一次
側の流体が二次側へ流出して設定圧力を維持するように
働く。
このように開弁じている主弁は複数の主弁の中の一つだ
けであるから、流出する流量は減圧弁全体の流量から見
れば小量である。従って一つの主弁が開弁じただけでは
二次側圧力tよ瞬間的にtよ上昇せず、それに伴うパイ
ロット弁の急閉弁もなくなるので、前述したようなチャ
タリング現象は発生しない。
流量をそれほど多く必要としない場合には第1の主弁の
みの開弁で対応できるか、この状態より多くの流量を必
要として二次側圧力が低下すれば、パイロット弁は更に
大きく開弁じて個々のピストンの上部への供給量が多く
なる。供給量が多くなれば個々のピストンの駆動力も大
きくなり、第1の主弁は更に降下して流量を増加すると
同時に、大きなばね定数の主弁ばねにより閉弁している
他の主弁も開弁を始める。
他の主弁も開弁じて一次側の流体が二次側へ流出し二次
側の圧力が高くなればパイロット弁は閉弁方向に作用し
てそれぞれのピストンへの流体供給量は減少する。ピス
トンへの流体供給量が減少すれば主弁を開弁する駆動力
も減少するが、この時閉弁力の小さい第1の主弁は開弁
を維持し、他の閉弁力の大きな他の主弁から閉弁を始め
る。
〈実施例〉 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。(
第1図及び第2図参照) 以下に示す実施例はピストン及び主弁が2組内蔵された
例であるが、それ以上でも良いことは勿論である。本体
2でムロ4.第1弁ロ6.第2弁口8出口10を形成し
、入口4は一次側の高圧流体源に出口10は二次側低圧
域に接続する。第1弁口6及び第2弁口8は弁座部材1
2.14により形成され、それぞれの入口側端に主弁ば
ね16.18で弾性的に付勢して第1主弁20、第2主
弁22を配置し、それぞれの主弁軸20a、 22aを
底部材24の摺動孔に挿入する。ここで第2主弁22を
付勢する主弁ばね18は第1主弁20を付勢する主弁ば
ね16よりばね定数を大きくし、第2弁口8への閉弁力
を第1弁口6への閉弁力よりも大きくする。
第1主弁20、第2主弁22に対応する第1ピストン2
6、第2ピストン28をそれぞれのシリンダー30.3
2内に摺動自在に配置し、各ピストンの下部に形成され
たピストン棒26b、 28bをそれぞれの弁口6.8
を通して各主弁の中央突起部に当接せしめる。
部材番号34a、 b、 36a、 bはピストンとシ
リンダーとの気密を保持する為のピストンリングであり
、フッ化エチレン樹脂等の樹脂で製作する。参照番号2
6c 、 28cはピストンの上面と下面を連通するオ
リフィスである。第1ピストン26の上部空間、即ちピ
ストン室26aと第2ピストン28のピストン室28a
は連通孔29で連通し、両ピストン苗が常時同一の圧力
になるように流体が自由に流通できるようにする。上述
した2組のピストン径、弁口内径は同一として設計する
。また、ここに挙げた技術ではピストンとシリンダーの
間の気密を保ち、オリフィスにより流体を一定量逃がす
ようにしているが、他の一般的な技術手段としてはオリ
フィスを形成せず、ピストンの周側面に設けたラビリン
ス構造によるものでもよい。
入口4と第1ピストン26の上部空間、即ちピストン室
26aを連通ずる一次圧通路38に付勢ばね40により
閉弁方向に付勢されたパイロット弁42を配置する。本
実施例ではパイロット弁42からの通路38をピストン
室26aに連通したか、他にピストン室28aと連通さ
せてもよい。ダイヤフラム44をその外周縁をフランジ
46.48の間に挟んで取り付け、ダイヤフラム44の
下方空間は二次圧検出通路50を通して出口10に連通
し、また、ダイヤフラム44の下面はパイロット弁42
の弁棒52の頭部端面に当接する。ダイヤフラム44の
上面にばね座54を介して、圧力設定ばね56を当接せ
しめ、その上端はスプリングケース58にねじ結合され
た調節ねじ60で付勢される。
調節ねじ60を左右に回すと、圧力設定ばね56のダイ
ヤフラム44を押し下げる弾性力が変る。この圧力設定
ばね56の弾性力を基準値として、ダイヤフラム44は
その下面に作用する二次側圧力に応じて湾曲し、弁棒5
2を変位せしめてパイロット弁42を開弁せしめる。こ
の結果、−次側流体圧力がピストン室26aに導入され
、同時に連通孔29を介してピストン室28aにも導入
されて、両ピストンは共に下方の主弁を開弁じようとと
する駆動力が発生する。しかしこの時減圧比が大きかっ
たり、流量が少ない時のパイロット弁の開度は小さいた
めに両ピストン室へ供給される流量は少量であり、それ
程大きな駆動力は発生しない。そしてこの発生した駆動
力は第1主弁20及び第2主弁22を開弁しようとする
が、第2主弁22を閉弁せしめる主弁ばね18は第1主
弁ばね16よりばね定数が大きいのでその閉弁力は第1
主弁20の閉弁力より大きく、第1の主弁20のみか開
弁じて第2主弁22は閉弁状態を維持する。そして第1
主弁20が開弁することにより一次側の流体が二次側へ
流出して設定圧力を維持するように働く。
このように開弁じている主弁は第1主弁20だけである
から、流出する流量は減圧弁全体の流量から見れば小量
である。この状態を表示したものが第2図のグラフ中の
曲線8であり、特にB1の領域が第1主弁20が開弁し
た時の主弁の変位と流量の関係を示す。従って一つの主
弁が開弁じただけでは二次側圧力は瞬間的には上昇せず
、それに伴うパイロット弁42の急閉弁もなくなるので
、前述したようなチャタリング現象は発生しない。
流量をそれほど多く必要としない場合には第1ピストン
26と対応する第2主弁2oのみの作動でその流量を賄
うことかできるが、この状態より多くの流量を必要とし
て二次側圧力が低下すれば、ダイヤフラム44の作用に
よりパイロット弁42は更にが多くなる。供給量が多く
なれば個々のピストンの駆動力も大きくなり、第1主弁
2oは更に降下して流量を増加すると同時に、第2ピス
トンの駆動力も大きくなることによりばね定数の大きな
主弁ばね18により閉弁している第2主弁22も開弁を
始める。この状態を第2図のグラフで示せば曲線B2の
領域になる。
第2主弁22も開弁して一次側の流体が二次側へ流出し
二次側の圧力か高くなればパイロット弁は閉弁方向に作
用してそれぞれのピストンへの流体供給量は減少する。
ピストンへの流体供給量が減少すれば主弁を開弁する駆
動力も減少するが、この時閉弁力の小さい第1主弁20
は開弁を維持し、閉弁力の大きな第2主弁22から閉弁
を始める。このように常時第1ピストンか優先的に駆動
して第1主弁を開弁せしめて減圧作用を行う。
本実施例では主弁ばね18のばね定数を大きくすること
により、第1ピストンと第2ピストンに於て、ピストン
の開弁力と主弁の閉弁力のそれぞれの関係が具なるよう
にしたが、この関係が異なる方法であれば他の方法でも
よい。
〈発明の効果〉 本発明の技術手段によればチャタリング現象が解消され
るので、ピストンヤ主弁等の部材が損傷せず、安定した
状態で減圧作用を行うことができる。また、チャタリン
グ現象が解消されることにより、最小調整可能流量を小
さく設定でき、使用範囲が広い減圧弁を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す減圧弁の断面図、第2図
は減圧弁の主弁の変位と流量の関係を表示したグラフで
ある。 2;本体 8;第2弁口 22、第2主弁 28:第2ピストン 42;パイロット弁 56、圧力設定ばね 4、入口    6:第1弁口 10、出口   20.第1主弁 26:第1ピストン 29、連通孔 44;ダイヤフラム 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、入口と出口の間に設けられた複数の弁口と、それぞ
    れの弁口を開閉するように配置された複数の主弁と、複
    数の主弁の内第1の主弁を閉弁方向に付勢せしめるよう
    に配置された主弁ばねと、第1の主弁を付勢する主弁ば
    ねより大きなばね定数を有し、第1の主弁以外の弁体を
    閉弁方向に付勢せしめるように配置された主弁ばねと、
    それぞれの主弁を開弁するように設けられた複数のピス
    トンと、二次側圧力の低下に基いて開弁するように設け
    られたパイロット弁と、パイロット弁の開弁により一次
    側圧力流体を個々のピストンの上部へ導入する通路とを
    具備するパイロット式減圧弁。
JP6598190A 1990-03-15 1990-03-15 パイロット式減圧弁 Expired - Lifetime JPH0731559B2 (ja)

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