JPH0548001U - 空気出力計器の自動／手動切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の自動／手動切換装置とその配管を必要
とせず小型軽量化を図ると共に、耐振性に優れ、しかも
空気漏れが少なく、その上計器本体への取付け、取外し
を簡単に行えるようにする。 【構成】 ポジショナ３のケース本体６にパイロットリ
レー１０をマニホールド５０を介して配設する。マニホ
ールド５０の内部に、供給空気圧通路１５の分岐後の絞
り１６とノズル１３との間の通路１５ａ途中に位置する
弁５１を組込み、この弁５１の弁開状態において減圧弁
１からの供給空気圧Ｐsup をノズル１３に導き、弁閉止
状態において電空変換器８の出力として直接調節弁操作
器等の被制御機器に導く。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、Ｉ／Ｐポジショナ、Ｉ／Ｐ変換器等の計器の空気圧供給系途中に設 けられ当該計器を通る自動モードと当該計器を迂回した手動モードとを選択する 空気出力計器の自動／手動切換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、電空変換器（電気−変位変換器）、ノズルフラッパ機構、パイロットリ レー等を備え、減圧弁を介して空気圧供給源に接続されることにより被制御機器 としての調節弁操作器へ供給する出力空気圧を自動制御する空気出力計器におい ては、ノズルフラッパ機構、電空変換器等の故障やメインテナンス等を行うため 、これらを空気供給系から取り外す必要が生じた場合でも、減圧弁による手動制 御を行なえるようにするため自動／手動切換装置を備えている。

【０００３】 図６〜図８はこのような自動／手動切換装置を備えたポジショナの従来例を示 すもので、符号１は圧力計１ａやフィルタ（図示せず）と共にエアセット２とし て構成されて空気圧供給源側に配置されるノンブリード形の減圧弁、３は減圧弁 １の下流側に接続され被制御手段としての調節弁操作器４への調節空気圧を自動 制御するブリード形のポジショナで、常時は空気圧信号Ｐout を調節弁操作器４ に送給することで、操作器４を自動的に制御運転しており、メインテナンス時等 において自動／手動切換装置５により手動運転に切換えるようにしている。

【０００４】 ポジショナ３は図７に示すように本体ケース６と、ケース本体６内に配設され たノズルフラッパ機構７および電空変換器８と、ケース本体６の外壁にスタビラ イザ９を介して取付けられたパイロットリレー１０とを備えている。

【０００５】 ノズルフラッパ機構７は、中間部が支点１１によって揺動自在に支持されたフ ラッパ１２、フラッパ１２の一端部に近接対向して配設されたノズル１３とを備 え、このノズル１３には減圧弁１によって一定圧力（通常１．４Ｋｇ／ｃｍ² ） に調圧された供給空気圧Ｐsup が配管（供給空気圧通路）１５を経て絞り１６を 介して供給され、フラッパ１２に向けて噴射される。一方、フラッパ１２の他端 は前記電空変換器８にストラップ１７を介して連結されている。なお、供給空気 圧通路１５の一端は空気供給源（図示せず）に接続され、前記絞り１６の手前に おいて分岐され、その一方が後述するパイロットリレー１０に、他方が前記絞り １６を介してノズル１３に接続される。

【０００６】 電空変換器８は４〜２０ｍＡの入力信号が印加されると、これに応じた力をス トラップ１７を介してフラッパ１２に与え、該フラッパ１２を支点１１を中心と して揺動させる。したがって、ノズルギャップが変化し、ノズル背圧を変化させ る。

【０００７】 パイロットリレー１０は前記ノズル背圧を入力信号とし、これを増幅してフラ ッパ１２の変位に見合った空気圧信号Ｐoutを調節弁操作器４に出力するもので 、種々の構造が知られている。この場合、図に示すようなポペット弁２１とピス トン弁２２をハウジング２０内に組み込んだノンブリード型のパイロットリレー １０について概略説明すると、ハウジング２０の内部は５つの室、すなわち空気 供給室２３、出力室２４、排気室２５、バイアス室２６および背圧室２７に仕切 られている。空気供給室２３は、前記供給空気圧通路１５に接続されることによ り、供給空気圧Ｐsup が供給されている。空気供給室２３と出力室２４とは隔壁 ２８に設けた連通孔２９によって互いに連通しており、この連通孔２９を貫通し て前記ポペット弁２１が配設されている。ポペット弁２１は、連通孔２９を開閉 する吸気弁部２１Ａと、ピストン弁２２の排気通路３０を開閉する排気弁部２１ Ｂとを両端に一体に有し、不図示のばねによってピストン弁２２方向に付勢され ている。ピストン弁２２は、大径基部が前記排気室２５、バイアス室２６および 背圧室２７を画成する２枚のダイヤフラム３３、３４によって保持され、小径部 が排気室２５より出力室２４にＯリング３５を介して摺動自在に挿入されている 。ピストン弁２２の排気通路３０は、一端が小径部の先端面に開口し、他端が小 径部の基部側周面に開口することで出力室２４と排気室２５を連通している。出 力室２４は配管３６を介して調節弁操作器４に接続されている。排気室２５はブ リード孔３７によって外部に開放し、バイアス室２６には通路３１を通って空気 供給室２３からの供給空気圧Ｐsup がバイアス圧（ＰB ）として供給され、背圧 室２７は分岐通路３８によってノズル背圧（ＰN ）が供給されている。出力室２ ４の出力Ｐｏｕｔおよびバイアス室２７のバイアス圧ＰB により生じる力と、背 圧室２７の背圧ＰN とがバランスする平衡状態において、ポペット弁２１は連通 孔２９および排気通路３０を共に閉鎖している。この状態から、電空変換器８に 計測量に応じた入力信号が印加されると、力に変換してストラップ１７を変位さ せ、フラッパ１２を時計方向に揺動させる。すると、フラッパ１２とノズル１３ との間隔が減少するためノズル背圧ＰN が増加し、上記の平衡状態が崩れる。し たがって、ピストン弁２２はダイヤフラム３３、３４の弾性変形によりポペット 弁２１を付勢しているばねと釣り合う位置まで移動し、ポペット弁２１を開かせ る。この結果、供給空気室２３に供給されている供給空気圧Ｐsup は連通孔２９ を通って出力室２４に流入し、上記の平衡状態に戻るまで出力圧Ｐout として配 管３６を通って調節弁操作器４に伝送される一方、配管３６から分岐したフィー ドバック通路３９を介してベローズ４０に供給されることにより、前記ストラッ プ１７によりフラッパ１２に作用する時計方向の回動力とバランスさせ、フラッ パ１２の動きを安定させる。 なお、４３はケース本体６を外部と連通させる大気通路である。

【０００８】 図６において、自動／手動切換装置５は、減圧弁１とポジショナ３とを接続す る供給空気圧通路１５の途中に設けられた切換スイッチ４４および分岐管４５と 、ポジショナ３と調節弁操作器４とを接続する配管３６の途中に設けられた切換 スイッチ４６とを備え、両スイッチ４４、４６を実線の状態から点線の状態に切 り換えることにより、分岐管４５を直接調節弁操作器４に接続し、自動モードか ら手動モードに切り換えるようにしている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、上述した構成による従来の自動／手動切換装置５においては、ポジ ショナ外部に切換スイッチ４４、４６を設け、分岐管４５によってポジショナ３ と調節弁操作器４を接続しているので、空気出力計器自体の外形状が大型化し、 また重量も増加するという問題があった。更に、空気回路の一部が配管となるた め、接続部から空気漏れ等を起こしたり、振動に対して弱く、計器の信頼性を低 下させるといった問題もあった。

【００１０】 したがって、本考案は上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目 的とするところは、配管を必要とせず小型軽量化を図ると共に、耐振性に優れ、 しかも空気漏れが少なく、その上計器本体への取付け、取外しが簡単な空気出力 計器の自動／手動切換装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するためになされたもので、その第１の考案は、減圧 弁を介して供給空気圧が導入される通路を分岐させ、一方をパイロットリレーに 接続し、他方を絞りを経てノズルに接続し、このノズル背圧を前記パイロットリ レーの背圧室に導き、電気入力信号を受けて作動するフラッパにより空気圧を出 力する電空変換器を備えた空気出力計器において、前記供給空気圧通路の分岐後 の絞りとノズル間の通路途中に弁を設け、この弁の閉止状態において前記供給空 気圧を前記電空変換器の出力としたものである。 第２の考案は、ダイヤフラム両側の一方をノズル背圧室とし、他方をバイアス 室とし、前記ダイヤフラムに連接するポペット弁を有すると共に、減圧弁を介し て導入される供給空気圧を前記ポペット弁とバイアス室に導き、ノズル背圧の増 減によるポペット弁の開閉により空気圧を出力するパイロットリレーを備えた空 気出力計器において、前記バイアス室に外部と連通する弁を設け、この弁の弁開 状態において前記供給空気圧をパイロットリレーの出力としたものである。 第３の考案は、減圧弁を介して供給空気圧が導入される通路を分岐させ、一方 をパイロットリレーに接続し、他方を絞りを経てノズルに接続し、このノズル背 圧を前記パイロットリレーの背圧室に導き、前記ノズルに臨むフラッパを電気入 力信号による駆動手段に固定し、前記パイロットリレーの出力の一部を絞りを介 して前記フラッパにフィードバックする通路を設けた電空変換器を備えた空気出 力計器において、前記フィードバック通路の絞りとフラッパに接続されるフィー ドバック手段との間に弁を設け、この弁の弁開状態において前記供給空気圧をパ イロットリレーの出力としたものである。

【００１２】

【作用】

第１の考案によれば、供給空気圧が導入される通路の絞りとノズル間に設けら れた弁は、弁開状態において減圧弁からの供給空気圧をノズルに導き、弁閉止状 態において電空変換器の出力として直接調節弁操作器等の被制御機器に導く。 第２の考案によれば、パイロットリレーのバイアス室に設けられた弁は、弁開 状態において減圧弁からの供給空気圧をパイロットリレーの出力として直接被制 御機器に導く。 第３の考案において、電空変換器のフィードバック通路の絞りとフラッパに接 続されたフィードバック手段との間に設けられた弁は、弁開状態において減圧弁 からの供給空気圧をパイロットリレーの出力として被制御機器に導く。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案に係る空気出力計器の自動／手動切換装置を図面に示す実施例に 基づいて詳細に説明する。 図１は本考案に係る自動／手動切換装置を備えたポジショナの断面図、図２(a ) 、(b) はマニホールドの断面図、III −III 線断面図である。なお、図中図６ 〜図８に示した従来装置と同一構成部品、部分に対しては同一番号を付して詳細 な説明は省略する。これらの図において、本実施例は上記第１の考案に対応する もので、ポジショナ３のケース本体６とパイロットリレー１０のハウジング２０ との間にマニホールド５０を介在させ、その内部に供給空気圧通路１５の分岐後 の絞り１６とノズル１３間の分岐通路１５ａの一部を形成する連通路５１を形成 すると共に、この連通路５１を開閉する弁５２を組込んだものである。弁５２は マニホールド５０の外部から回転操作され、弁開状態において連通路５１を開く ことにより、絞り１６とノズル１３を連通させ、弁閉止状態において連通路５１ を閉鎖することにより、供給空気圧通路１５により減圧弁１を通って供給空気室 ２３に導かれる供給空気Ｐsup を電空変換器８の出力として出力室２４を経て直 接調節弁操作器４（図６）等の被制御機器に導くように構成したものである。 すなわち、弁５１を弁閉止状態にすると、背圧室２７の圧力が上昇してピスト ン弁２２を動作させ、これによってポペット弁２１が開いて供給空気室２３内に 供給される供給空気圧Ｐsup が連通孔２９を通って出力室２４に流入し、配管３ ６を通って操作器に出力Ｐoutとして供給される。 なお、前記マニホールド５０にはさらに供給空気通路１５、配管３６、フィー ドバック通路３９および大気通路４６の一部を形成する通路５５、５６、５７、 ５８が貫通形成されている。６０は弁５２の取付孔６１を塞ぐカバー、６２はボ ルト挿通孔である。その他の構成は上記した従来構造と同様である。

【００１４】 かくしてこのような構成からなる自動／手動切換装置にあっては、マニホール ド５０に組み込んだ弁５２を外部から操作して連通路５１を開閉することにより 、自動モードから手動モードまたはこの逆に切り換えることができるので、配管 を一切必要とせず、またマニホールド５０の板厚は弁５２を組込むに必要な厚み でよいため、計器全体の外形、重量も殆ど変わらず、従来装置に比べて小型軽量 化を可能にする。また、マニホールド５０はボルト（図示せず）を緩めることに よりケース本体６からハウジング２０と共に簡単に取り外すことができ、着脱可 能な自動／手動切換装置を提供する。

【００１５】 図３は上記第２の考案に係る自動／手動切換装置を示す断面図、図４は要部断 面図である。この実施例は、供給空気圧通路１５の分岐通路３７に絞り６５を設 けると共に、パイロットリレー１０のバイアス室２６と外部とを連通させる弁６ ６を設けたものである。ハウジング２０にはバイアス室２６に連通する弁取付孔 ６７が貫通して形成されており、この弁取付孔６７に前記弁６６がねじ込まれて いる。弁６６は、ビス形状に形成されることにより、頭部６６Ａと、雄ねじ部６ ６Ｂとを一体に有し、自動モードにおいて弁閉止状態に保持されることにより、 雄ねじ部先端側に設けた小径テーパ部６６Ｃにて前記弁取付孔６７の内側開口部 を閉鎖する。そして、頭部６６Ａを外部から回転操作して弁６６を後退させると 、テーパ部６６Ｃが弁取付孔６７の内側開口部を開いて弁開状態となり、この状 態においてバイアス室２６が弁６６内に形成した通路６８を介して外部と連通し 、バイアス室２６の圧力を減少させる。したがって、ピストン弁２２が動作し、 これによってポペット弁２１が開いて供給空気室２３内に供給される供給空気圧 Ｐsup がパイロットリレー１０の出力として出力室２４および配管３６を通って 操作器に供給され、自動モードから手動モードに切り換わる。

【００１６】 このような構成においては、ノズル背圧回路に余分な部品を組込む必要がない ので、同回路の容量増加がなく、ノズル背圧の応答の遅れが発生しないという利 点を有する。また、弁６６はバイアス室２６内の圧力を外部に放出する機能を有 するものであればよいので、Ｏリングが不要である。

【００１７】 図５は第３の考案に係る自動／手動切換装置を備えたポジショナの概略構成を 示す断面図である。この実施例は、フィードバック通路３９に絞り７０を設ける と共に、この絞り７０とベローズ（フィードバック手段）４０の間に弁７１を設 けたものである。弁７１は図３および図４に示した弁６６と同一構成で、ケース ７２に設けた弁取付孔７３にねじ込まれており、弁開状態においてはベローズ４ ０にパイロットリレー１０の出力がフィードバックされず、ノズル背圧が上昇し てパイロットリレー１０のポペット弁を開いて減圧弁１からの供給空気Ｐsup を パイロットリレー１０の出力Ｐoutとして操作器に導くことで手動モードとする 。一方、弁閉止状態においては自動モードとされる。

【００１８】 このような構成においても上記第２の考案と同様な効果が得られ、またプロセ ス制御において、例えばプラントスタート時等に電空変換器８がある入力信号を 受けた状態で調節弁操作器を別個に設定開度に合わせてからポジショナの運転を 手動モードから自動モードに切り換える場合に有効である。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る空気出力計器の自動／手動切換装置によれば 、従来の自動／手動切換装置とその配管を必要とせず、構造が簡単で軽量小型化 を可能にし、また従来の自動／手動切換装置とその配管を必要としなければ空気 漏れの虞れが少なくすると共に耐振性に優れ、計器の信頼性を向上させることが できるなど、その実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の考案に係る自動／手動切換装置を備えた
ポジショナの一実施例を示す断面図である。

【図２】(a) 、(b) はマニホールドの断面図、III −II
I 線断面図である。

【図３】第２の考案に係る自動／手動切換装置を備えた
ポジショナの断面図である。

【図４】要部断面図である。

【図５】第３の考案に係る自動／手動切換装置を備えた
ポジショナの概略構成を示す断面図である。

【図６】従来の自動／手動切換装置を備えたポジショナ
の概略構成図である。

【図７】ポジショナの断面図である。

【図８】ポジショナの外観正面図である。

【符号の説明】

１ ノンブリード形減圧弁 ３ ポジショナ ４ 調節弁操作器 ５ 自動／手動切換装置 ７ ノズルフラッパ機構 ８ 電空変換器 １０ パイロットリレー １２ フラッパ １３ ノズル １５ 供給空気圧通路 １６ 絞り ２１ ポペット弁 ２２ ピストン弁 ２３ 供給空気室 ２４ 出力室 ２５ 排気室 ２６ バイアス室 ２７ 背圧室 ３３、３４ ダイヤフラム ３９ フィードバック通路 ４０ ベローズ ５０ マニホールド ５２ 弁 ６６ 弁 ７１ 弁

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 減圧弁を介して供給空気圧が導入される
   通路を分岐させ、一方をパイロットリレーに接続し、他
   方を絞りを経てノズルに接続し、このノズル背圧を前記
   パイロットリレーの背圧室に導き、電気入力信号を受け
   て作動するフラッパにより空気圧を出力する電空変換器
   を備えた空気出力計器において、 前記供給空気圧通路の分岐後の絞りとノズル間の通路途
   中に弁を設け、この弁の閉止状態において前記供給空気
   圧を前記電空変換器の出力としたことを特徴とする空気
   出力計器の自動／手動切換装置。
2. 【請求項２】 ダイヤフラム両側の一方をノズル背圧室
   とし、他方をバイアス室とし、前記ダイヤフラムに連接
   するポペット弁を有すると共に、減圧弁を介して導入さ
   れる供給空気圧を前記ポペット弁とバイアス室に導き、
   ノズル背圧の増減によるポペット弁の開閉により空気圧
   を出力するパイロットリレーを備えた空気出力計器にお
   いて、 前記バイアス室に外部と連通する弁を設け、この弁の弁
   開状態において前記供給空気圧をパイロットリレーの出
   力としたことを特徴とする空気出力計器の自動／手動切
   換装置。
3. 【請求項３】 減圧弁を介して供給空気圧が導入される
   通路を分岐させ、一方をパイロットリレーに接続し、他
   方を絞りを経てノズルに接続し、このノズル背圧を前記
   パイロットリレーの背圧室に導き、前記ノズルに臨むフ
   ラッパを電気入力信号による駆動手段に固定し、前記パ
   イロットリレーの出力の一部を絞りを介して前記フラッ
   パにフィードバックする通路を設けた電空変換器を備え
   た空気出力計器において、 前記フィードバック通路の絞りとフラッパに接続される
   フィードバック手段との間に弁を設け、この弁の弁開状
   態において前記供給空気圧をパイロットリレーの出力と
   したことを特徴とする空気出力計器の自動／手動切換装
   置。