JPH04210180A - 流量制御弁 - Google Patents
流量制御弁Info
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- JPH04210180A JPH04210180A JP41916990A JP41916990A JPH04210180A JP H04210180 A JPH04210180 A JP H04210180A JP 41916990 A JP41916990 A JP 41916990A JP 41916990 A JP41916990 A JP 41916990A JP H04210180 A JPH04210180 A JP H04210180A
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- Japan
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- valve
- temperature
- displacement
- control valve
- flow control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１１
【産業上の利用分野］本発明は、比例電磁式の流量制御
弁の改良に関するものである。 ［０００２］ 【従来の技術】比例電磁式の流量制御弁は例えば図５及
び図６に示すように一体のピストン２に作用するパイロ
ット圧に応じて軸方向に変位するポペット１を中心に構
成される。ポペット１の先端部ＩＡはスリーブ９に侵入
し、先端部ＩＡに形成した溝１０のスリーブ９の外側へ
の露出部を介してスリーブ９のボートＡからＢへと流体
を流通させる。また、先端部ＩＡの基端に形成された段
差部ＩＢをシート８に密着させることによりスリーブ９
の流体流通を遮断する。パイロット圧はパイロット比例
電磁弁３を介してピストン２に臨むパイロット室１１に
供給され、溝１０の上下流のボートＡとＢの圧力差は圧
力補償弁５により一定に保持される。 ［０００３］この場合の流量制御弁の流量Ｑは次式で表
される。 ［０００４］ ただし、Ｑ ：流量 ΔＰ ：溝１０の上下流の圧力差 Ａ（ｘ）：溝１０の開口面積 Ｘ ：溝１０の変位量 Ｋ ：バルブ定数 ［０００５］ここで圧力差ΔＰは圧力補償弁５により一
定であるため、流量Ｑはもっばらその開口面積Ａ（Ｘ）
、すなわち溝１０の変位量Ｘによって決まる。 ［０００６］そこで、この変位量Ｘをポペット１に一端
を固定した変位検出ロッド１２を介して位置センサ４で
検出し、コントローラ６がこの変位量Ｘに基づき、パイ
ロット比例電磁弁３によるパイロット圧の供給を制御す
ることで、流量Ｑを指定された流量Ｑｃへと制御する。 ［０００７］あるいは、図７に示すように圧力補償弁５
の代わりに溝１０の上下流のボートＡとＢに圧力センサ
１７と１８を設け、これらの検出圧力ＰＡとＰＢの差Δ
Ｐと位置センサ４の検出変位量Ｘとからコントローラ６
が流量Ｑを計算し、流量Ｑが指令された流量Ｑｃと一致
するようにポペット１を駆動するようにしている。 ［０００８］
弁の改良に関するものである。 ［０００２］ 【従来の技術】比例電磁式の流量制御弁は例えば図５及
び図６に示すように一体のピストン２に作用するパイロ
ット圧に応じて軸方向に変位するポペット１を中心に構
成される。ポペット１の先端部ＩＡはスリーブ９に侵入
し、先端部ＩＡに形成した溝１０のスリーブ９の外側へ
の露出部を介してスリーブ９のボートＡからＢへと流体
を流通させる。また、先端部ＩＡの基端に形成された段
差部ＩＢをシート８に密着させることによりスリーブ９
の流体流通を遮断する。パイロット圧はパイロット比例
電磁弁３を介してピストン２に臨むパイロット室１１に
供給され、溝１０の上下流のボートＡとＢの圧力差は圧
力補償弁５により一定に保持される。 ［０００３］この場合の流量制御弁の流量Ｑは次式で表
される。 ［０００４］ ただし、Ｑ ：流量 ΔＰ ：溝１０の上下流の圧力差 Ａ（ｘ）：溝１０の開口面積 Ｘ ：溝１０の変位量 Ｋ ：バルブ定数 ［０００５］ここで圧力差ΔＰは圧力補償弁５により一
定であるため、流量Ｑはもっばらその開口面積Ａ（Ｘ）
、すなわち溝１０の変位量Ｘによって決まる。 ［０００６］そこで、この変位量Ｘをポペット１に一端
を固定した変位検出ロッド１２を介して位置センサ４で
検出し、コントローラ６がこの変位量Ｘに基づき、パイ
ロット比例電磁弁３によるパイロット圧の供給を制御す
ることで、流量Ｑを指定された流量Ｑｃへと制御する。 ［０００７］あるいは、図７に示すように圧力補償弁５
の代わりに溝１０の上下流のボートＡとＢに圧力センサ
１７と１８を設け、これらの検出圧力ＰＡとＰＢの差Δ
Ｐと位置センサ４の検出変位量Ｘとからコントローラ６
が流量Ｑを計算し、流量Ｑが指令された流量Ｑｃと一致
するようにポペット１を駆動するようにしている。 ［０００８］
【発明の課題】ところで、温度が変化すると流体の粘度
や流量係数が変化し、これらの値が変化するとバルブ定
数にも多少変化するため、結果として溝１０の開口面積
Ａ（ｘ）が同じでも流量は温度によって微妙に変化し、
流体の温度変化が流量の制御精度に好ましくない影響を
及ぼす可能性があった。 ［０００９１本発明は、このような問題点を解決すべく
、温度補償機能を備えた流量制御弁を提供することを目
的とする。 ［００１０１
や流量係数が変化し、これらの値が変化するとバルブ定
数にも多少変化するため、結果として溝１０の開口面積
Ａ（ｘ）が同じでも流量は温度によって微妙に変化し、
流体の温度変化が流量の制御精度に好ましくない影響を
及ぼす可能性があった。 ［０００９１本発明は、このような問題点を解決すべく
、温度補償機能を備えた流量制御弁を提供することを目
的とする。 ［００１０１
【課題を達成するための手段］本発明は、変位量に応じ
て開口面積が変化するバルブと、バルブの変位量を検出
する手段と、バルブ上下流の圧力差を検出する手段と、
指令信号と検出変位量及び検出圧力差とに応じてバルブ
の変位位置を制御する手段とを備えた流量制御弁におい
て、制御流体の温度を検出する手段と、検出温度に応じ
てバルブの変位位置を補正する手段とを備えている。 ［００１１］ 【作用】流体温度が変化するとバルブ定数も変化し、流
量が増減するが、これに対して温度検出手段が温度を検
出し、補正手段がこの検出温度に基づきバルブの変位位
置を補正することにより、温度変化が流量制御にもたら
す影響を排除する。 ［００１２］
て開口面積が変化するバルブと、バルブの変位量を検出
する手段と、バルブ上下流の圧力差を検出する手段と、
指令信号と検出変位量及び検出圧力差とに応じてバルブ
の変位位置を制御する手段とを備えた流量制御弁におい
て、制御流体の温度を検出する手段と、検出温度に応じ
てバルブの変位位置を補正する手段とを備えている。 ［００１１］ 【作用】流体温度が変化するとバルブ定数も変化し、流
量が増減するが、これに対して温度検出手段が温度を検
出し、補正手段がこの検出温度に基づきバルブの変位位
置を補正することにより、温度変化が流量制御にもたら
す影響を排除する。 ［００１２］
【実施例】図１〜図４に本発明の実施例を示す。なお、
前記従来例との同一構成部には同一番号を付して詳しい
説明を省略する。 ［００１３１図１に示すように変位検出ロッド１２を温
度検出手段としての温度検出ロッド１３を介して円柱状
のバルブ部材であるポペット１に係止する。温度検出ロ
ッド１３は線膨張係数の高い材料で構成され、ポペット
１の先端近くまで侵入する。 ［００１４］一方、図２に示すように前記従来例と同様
の制御手段に加えて補正手段としての機能を備えたコン
トローラ６が設けられる。 ［００１５］このコントローラ６は流量設定器６ａの指
令信号Ｑｃに基づいてパイロット比例電磁弁３を制御す
るとともに、この制御を流体の温度に基づき補正する。 ［００１６］このために、コントローラ６には図３（Ａ
）のグラフに示すような流体温度ｔと溝１０の閉鎖状態
で変位センサ４の検出する変位量ｘ （０，ｔ）の関係
を示すマツプ２０ａと、図３（Ｂ）のグラフに示すよう
な流体温度ｔとバルブ定数Ｋ （ｔ）との関係を示すマ
ツプ２０ｂとがあらかじめ格納される。 ［００１７］コントローラ６はこれらのマツプ２０ａと
２０ｂに基づき溝１０が閉じた状態で位置センサ４が検
出する変位量ｘ（０，ｔ＋）から流体温度ｔ１を演算す
る手段２１と、この温度からバルブ定数Ｋ（ｔ＋）を演
算する手段２２と、溝１０が閉じた時に検出される変位
量ｘ（０，ｔ＋）と溝１０が開いた時に検出される変位
量ｘ（ｘ、ｔ＋）との差から溝１０の変位量Ｘを求め、
この変位量Ｘとバルブ定数ＫＣｔ＋）と別途に検出ない
し制御されるボートＡとＢの圧力差とから流体の流量Ｑ
を演算する手段２３と、この流量Ｑが指定された流量Ｑ
Ｃに一致するようにパイロット比例電磁弁３を制御する
駆動手段２４とから構成される。 ［００１８１次に作用を説明する。 ［００１９］コントローラに指令流量Ｑｃが入力される
と、コントローラはまず溝１０が閉じた状態、すなわち
ポペット１の段差部ＩＢがスリーブ９に密着した状態で
位置センサ４から信号入力される変位量ｘ（０，ｔ＋）
を内部に設定されたマツプと照合して流体温度ｔ１を求
め、次にバルブ定数Ｋ（ｔ＋）を求める。コントローラ
は求めたバルブ定数Ｋ（ｔ＋）から指令流量Ｑｃに対応
する溝１０の変位位置ｘｃを計算し、対応する初期信号
をパイロット比例電磁弁３に出力する。これにより、パ
イロット室１１のパイロット圧が下がり、ピストン２が
図１の左方向へ摺動して溝１０がスリーブ９の外側に露
出し、スリーブ９を流体が流通する。 ［００２０１引き続き、コントローラには変位セシサ４
から変位信号ｘ（ｘ、ｔ＋）が入力され、コントローラ
はその都度ｘ＝ｘ （ｘ、 ｔ＋ ） −ｘ （０，
ｔｌ）の計算を行って溝１０の変位量Ｘを求め、バルブ
定数Ｋ（ｔｌ）を用いて流量Ｑを計算する。 ［００２１１この流量計算は流体の温度に応じたバルブ
定数を用いて行われるので計算精度は高く、計算された
流量Ｑは実際の流量と良く一致する。 ［００２２］コントローラはこの流量Ｑが制御目標流量
Ｑｃに一致するようにパイロット比例電磁弁３を介して
溝１０の変位量Ｘを制御する。 ［００２３］こうして、計算過程で流体の温度変化の影
響することによりあらゆる流体温度において正確な流量
制御が行われる。 ［００２４］なお、この実施例では温度検出手段として
、温度検出ロッド１３を用いているが、温度検出手段と
して温度センサをスリーブ９の前後に設けても良いこと
は言うまでもない。 ［００２５］また、第４図はポペット１の変わりにスプ
ール２０を使用した別の実施例で、この場合にはスプー
ル２０の基端に形成した段差２１が溝１０の閉鎖位置で
スリーブ９に当接するように構成される。そして、段差
２１とスリーブ９との当接位置を基準としてスプール２
０の位置制御を行っている。このように、ポペット１に
限らすスプール２０を用いた流量制御弁にも本発明は適
用可能である。 ［００２６］
前記従来例との同一構成部には同一番号を付して詳しい
説明を省略する。 ［００１３１図１に示すように変位検出ロッド１２を温
度検出手段としての温度検出ロッド１３を介して円柱状
のバルブ部材であるポペット１に係止する。温度検出ロ
ッド１３は線膨張係数の高い材料で構成され、ポペット
１の先端近くまで侵入する。 ［００１４］一方、図２に示すように前記従来例と同様
の制御手段に加えて補正手段としての機能を備えたコン
トローラ６が設けられる。 ［００１５］このコントローラ６は流量設定器６ａの指
令信号Ｑｃに基づいてパイロット比例電磁弁３を制御す
るとともに、この制御を流体の温度に基づき補正する。 ［００１６］このために、コントローラ６には図３（Ａ
）のグラフに示すような流体温度ｔと溝１０の閉鎖状態
で変位センサ４の検出する変位量ｘ （０，ｔ）の関係
を示すマツプ２０ａと、図３（Ｂ）のグラフに示すよう
な流体温度ｔとバルブ定数Ｋ （ｔ）との関係を示すマ
ツプ２０ｂとがあらかじめ格納される。 ［００１７］コントローラ６はこれらのマツプ２０ａと
２０ｂに基づき溝１０が閉じた状態で位置センサ４が検
出する変位量ｘ（０，ｔ＋）から流体温度ｔ１を演算す
る手段２１と、この温度からバルブ定数Ｋ（ｔ＋）を演
算する手段２２と、溝１０が閉じた時に検出される変位
量ｘ（０，ｔ＋）と溝１０が開いた時に検出される変位
量ｘ（ｘ、ｔ＋）との差から溝１０の変位量Ｘを求め、
この変位量Ｘとバルブ定数ＫＣｔ＋）と別途に検出ない
し制御されるボートＡとＢの圧力差とから流体の流量Ｑ
を演算する手段２３と、この流量Ｑが指定された流量Ｑ
Ｃに一致するようにパイロット比例電磁弁３を制御する
駆動手段２４とから構成される。 ［００１８１次に作用を説明する。 ［００１９］コントローラに指令流量Ｑｃが入力される
と、コントローラはまず溝１０が閉じた状態、すなわち
ポペット１の段差部ＩＢがスリーブ９に密着した状態で
位置センサ４から信号入力される変位量ｘ（０，ｔ＋）
を内部に設定されたマツプと照合して流体温度ｔ１を求
め、次にバルブ定数Ｋ（ｔ＋）を求める。コントローラ
は求めたバルブ定数Ｋ（ｔ＋）から指令流量Ｑｃに対応
する溝１０の変位位置ｘｃを計算し、対応する初期信号
をパイロット比例電磁弁３に出力する。これにより、パ
イロット室１１のパイロット圧が下がり、ピストン２が
図１の左方向へ摺動して溝１０がスリーブ９の外側に露
出し、スリーブ９を流体が流通する。 ［００２０１引き続き、コントローラには変位セシサ４
から変位信号ｘ（ｘ、ｔ＋）が入力され、コントローラ
はその都度ｘ＝ｘ （ｘ、 ｔ＋ ） −ｘ （０，
ｔｌ）の計算を行って溝１０の変位量Ｘを求め、バルブ
定数Ｋ（ｔｌ）を用いて流量Ｑを計算する。 ［００２１１この流量計算は流体の温度に応じたバルブ
定数を用いて行われるので計算精度は高く、計算された
流量Ｑは実際の流量と良く一致する。 ［００２２］コントローラはこの流量Ｑが制御目標流量
Ｑｃに一致するようにパイロット比例電磁弁３を介して
溝１０の変位量Ｘを制御する。 ［００２３］こうして、計算過程で流体の温度変化の影
響することによりあらゆる流体温度において正確な流量
制御が行われる。 ［００２４］なお、この実施例では温度検出手段として
、温度検出ロッド１３を用いているが、温度検出手段と
して温度センサをスリーブ９の前後に設けても良いこと
は言うまでもない。 ［００２５］また、第４図はポペット１の変わりにスプ
ール２０を使用した別の実施例で、この場合にはスプー
ル２０の基端に形成した段差２１が溝１０の閉鎖位置で
スリーブ９に当接するように構成される。そして、段差
２１とスリーブ９との当接位置を基準としてスプール２
０の位置制御を行っている。このように、ポペット１に
限らすスプール２０を用いた流量制御弁にも本発明は適
用可能である。 ［００２６］
【発明の効果】以上のように本発明は、流体の温度を検
出する手段と、その検出温度に基づき流量計算を補正す
る手段とを備えたので、流量制御弁の流量制御を流体温
度に関係なく正確に行うことができ、流量制御の精度を
向上させる効果がある。
出する手段と、その検出温度に基づき流量計算を補正す
る手段とを備えたので、流量制御弁の流量制御を流体温
度に関係なく正確に行うことができ、流量制御の精度を
向上させる効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す流量制御弁の縦断面図で
ある。
ある。
【図２】同じく制御系のブロック図である。
【図３１ （Ａ）は流体温度と変位センサの検出する
変位量との関係を示すグラフ、 （Ｂ）は流体温度とバ
ルブ定数との関係を示すグラフである。 【図４】別の実施例を示す流量制御弁の縦断面図である
。
変位量との関係を示すグラフ、 （Ｂ）は流体温度とバ
ルブ定数との関係を示すグラフである。 【図４】別の実施例を示す流量制御弁の縦断面図である
。
【図５】従来例を示す流量制御弁の縦断面図である。
【図６】同じく流量制御弁の油圧回路図である。
【図７】別の従来例を示す流量制御弁の油圧回路図であ
る。
る。
１ ポペット
２ ピストン
３ パイロット比例電磁弁
４ 変位センサ
６ コントローラ
９ スリーブ
１０溝
１２ 変位検出ロッド
１３ 温度検出ロッド
【図１】
【図３】
Claims (3)
- 【請求項１】変位量に応じて開口面積が変化するバルブ
と、バルブの変位量を検出する手段と、バルブ上下流の
圧力差を検出する手段と、指令信号と検出変位量及び検
出圧力差とに応じてバルブの変位位置を制御する手段と
を備えた流量制御弁において、制御流体の温度を検出す
る手段と、検出温度に応じてバルブの変位位置を補正す
る手段とを備えたことを特徴とする流量制御弁。 - 【請求項２】バルブの変位量検出手段を線膨張係数の高
い温度検出ロッドと連結し、温度検出手段がバルブ閉位
置における変位量検出手段の出力から流体温度を検出す
る請求項１記載の流量制御弁。 - 【請求項３】補正手段が検出温度に基づいてバルブ定数
を補正する請求項２記載の流量制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41916990A JPH04210180A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 流量制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41916990A JPH04210180A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 流量制御弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04210180A true JPH04210180A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18526842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41916990A Pending JPH04210180A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 流量制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04210180A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006170408A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Nachi Fujikoshi Corp | ポペット位置検出装置付ポペット弁 |
| CN110836291A (zh) * | 2018-08-17 | 2020-02-25 | 胜新冷冻空调工程股份有限公司 | 基于温度的流量阀及流量控制方法 |
-
1990
- 1990-12-06 JP JP41916990A patent/JPH04210180A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006170408A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Nachi Fujikoshi Corp | ポペット位置検出装置付ポペット弁 |
| CN110836291A (zh) * | 2018-08-17 | 2020-02-25 | 胜新冷冻空调工程股份有限公司 | 基于温度的流量阀及流量控制方法 |
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