JPH0614296B2 - 流体の圧力制御装置 - Google Patents

流体の圧力制御装置

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JPH0614296B2
JPH0614296B2 JP58084007A JP8400783A JPH0614296B2 JP H0614296 B2 JPH0614296 B2 JP H0614296B2 JP 58084007 A JP58084007 A JP 58084007A JP 8400783 A JP8400783 A JP 8400783A JP H0614296 B2 JPH0614296 B2 JP H0614296B2
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electromagnetic
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ハンス・ジイシンガ−
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2093Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power
    • G05D16/2095Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power using membranes within the main valve
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7761Electrically actuated valve

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は流体の圧力制御装置に関するものであり、更
に詳しくは、流体の流出入路と制御されるべき圧力室と
圧力室を通過する流体流量を定める主弁と電磁調圧器と
実圧測定室と設定値/実値比較部とを有し、その比較結
果に応じて主弁を駆動する如き圧力弁を備えた圧力制御
装置に関するものである。
かゝる装置としては、ドイツ国特許出願公告第2849
265号に開示されたものが、知られている。
この発明の目的は、設定値や実値が変った場合にも、迅
速かつ正確に設定値になるように構成された圧力制御装
置を提供することにある。これには正確さを乱す流入を
相当小さいものとしなければならない。しかも、応答の
迅速性と正確さを損うことなしに、構造的にはなるべく
小型であることが要求される。
即ちこの発明によれば、設定値変更器が設けられてい
て、この変更器が、圧力室の圧力を検知してこれに応じ
た電気的実値信号を形成する実圧フィーラーと比較器と
を、有している。この比較器は、電気的な実値信号を予
め与えられた設定値と比較して、この比較結果に応じた
修正設定値信号を電磁調圧器に与える。
かくして流体反作用と電気的反作用との組合せを得るこ
とができるのである。実圧測定室と一緒になった流体の
反作用は、制御されるべき圧力室における圧力変化およ
び設定圧変更器における圧力変化に際して迅速に反応し
て、極めて短い時間内に実値を設定値に適合させるべく
作用する。装置の可動部分間の摩擦や材料の応力により
多少の制御偏差は避け得ない。しかしかゝる制御偏差は
変更器に設けた電気的な反作用により小さくすることが
できる。この電気的反作用は流体の反作用程には迅速で
はないが、所望の圧力値に正確に調整し、装置各部間の
摩擦や材料の応力などによっては影響されないのであ
る。
この発明の圧力制御装置は特にガス状流体に適したもの
であるが、液状流体にも使用することができる。この圧
力制御装置は第1図に示すように圧力弁2を有してい
る。この圧力弁は流体のための流入路4と流出路6とそ
の間に設けられた圧力室8とを有している。圧力室8を
流過する流体の流量を定める主弁10は修正要素として
作用し、かつ流入路4と制御されるべき圧力室8との間
に設けられている。この主弁10は円孔12に形成され
た弁座14を有しており、この弁座は圧縮バネ16によ
って押圧されて閉塞状態に保たれた弁体18と協働して
いる。この弁体18はプランジャー20に架設されてお
り、このプランジャー20は円孔12内を軸方向に摺動
する拡大頭部22を有しており、この拡頭頭部22は流
入路4の弁座14に連なる部分を実圧測定室24から区
分している。この実圧測定室24は点線で示す通孔27
により圧力室8に接続されている。
実圧測定室24はダイアフラム26によってその上側に
設けられた設定圧室28から区分されている。このダイ
アフラム26はこれに作用する主弁10の弁体18と連
結されている。即ち、ダイアフラム26の中央にはラム
30が固定されており、これから下方に延在するラム頭
32が弁体18を架設したプランジャー20に嵌合して
いるのである。
ダイアフラム26が下方に偏向するとラム30を介して
プランジャー20は圧縮バネ16の弾発力に抗して下方
に動かされ、この結果主弁10の弁体18も弁座14か
ら離れて下方に動かされる。ダイアフラム26が上方に
偏向するとプランジャー20のラム頭32が引上げられ
る。このラム頭32はシール34と共に一種の弁体を構
成しており、このシールはプランジャー20に透通形成
された排気孔38の上端に形成された弁座36と共に排
気弁40を構成している。これらの排気孔38および排
気弁40により実圧測定室24は次のように排気され
る。即ち、ダイアフラム26がラム頭32を上方に動か
すと、主弁10の弁体が弁座14に接触し、その後ラム
頭32がシール34と共に排気弁40の弁座36から引
離されるものである。
設定圧室28は流量絞り部44を有した通孔42によっ
て円孔12を介して流入路4に接続されている。またこ
の他にも設定圧室28は排圧弁46を介して流体排出孔
48に接続されている。上記の排圧弁46は弁体50を
有しており、この弁体50は、電磁調圧器54のプラン
ジャー52により、設定圧室28内の圧力に抗して弁座
56に対して押圧されるものである。ダイアフラム26
およびこれに連結された各部は一種の比較部を構成し、
この比較部は調圧器54によって与えられる設定圧と実
圧測定室24の実圧との比較結果に応じて動作するもの
である。この電磁調圧器54は電磁石を有しており、こ
の電磁石に印加される設定圧信号に応じた大きさの開弁
力を主弁10に及ぼすものである。
すなわち電磁調圧器54のプランジャー52に取り付け
られた弁体50は設定圧室28(これは前記のように通
孔42を介して流体の流入路4に接続されている)から
流出する流体の量を制御している。したがって電磁調圧
器54(ひいてはそこに入力される設定圧信号)により
弁体50の開度、ひいては設定圧室28内の圧力が定ま
り、それに応じてダイアフラム26は上下動する。この
ダイアフラム26はラム30およびプランジャー20を
介して主弁10に機械的に連結されている。したがって
電磁調圧器54は入力される設定圧信号に応じてダイア
フラム26を上下動させ、このダイアフラム26はその
上下動の結果達する姿勢に応じた開弁力(図中下向きで
ある)を主弁10に及ぼして、その開度を定めるのであ
る。
一方主弁10には圧縮バネ16の反発力と圧力室8内の
実圧との合成力が閉弁力として、上記の開弁力とは反対
方向に(したがって下向きに)、作用している。すなわ
ちこの開弁力と閉弁力との釣合いにより圧力室8内の実
圧が定まる。
したがって電磁調圧器54の電磁石の印加電圧が高けれ
ば高いほど(設定圧が大きいほど)、圧力室8内の実圧
は高く保たれるのである。
圧力室8と実圧測定室24とを接続する通孔27にも必
要に応じて適宜流量絞り部を設けてよい。
この圧力制御装置は値の変化に対して非常に迅速に反応
するもので、実圧値もしくは設定圧値が変った場合にも
迅速に実圧値を設定圧値に等しくなるように制御する。
拡大頭部22と円孔12との機械的な摩擦、ダイアフラ
ム26およびその両面に取りつけたダイアフラム板の曲
げ応力、電磁調圧器54のヒステリシスなどが原因で若
干制御偏差が生じ、用途如何によってはこれが妨げとな
ることもある。しかし、この発明の圧力制御装置は、例
えばスプレー塗装装置における粉状塗装材料の吹つけや
送出しに際してのガス圧力の制御には非常に有効に利用
されるものである。
第2図に示す設定圧変更器62は、実圧フィーラー64
を有しており、この実圧フィーラー64は圧力室8に接
続された流体通孔68の開口部66に載っていて、圧力
室8内の圧力を直接に検出する。この実圧フィーラー6
4は圧力室8の圧力に相当する実値電気信号を増幅器7
0を介して比較器72に出力する。この比較器72は実
圧フィーラー64からの実値電気信号を予め与えられた
設定値電気信号74と比較し、この比較結果に応じたア
ナログ修正設定値信号を出力線76に出力する。この出
力線76は電磁調圧器54に接続されており、従って調
圧器54は、設定値電気信号を直接にではなく、設定圧
フィーラー64の電気的反応によって修正された設定値
信号を受取るのである。
実圧フィーラー64は制御されるべき圧力室の圧力を開
口部66において検出するピエゾ抵抗性のピエゾ要素を
有しており、その電気抵抗が圧力に応じて変化するので
ある。実圧フィーラー64のピエゾ素子は測定ブリッジ
回路の一部をなしている。かゝる電気的出力信号を得る
ためのピエゾ素子およびそれによって構成される測定ブ
リッジ回路は公知のものであるので図中にはこれを示さ
ず、実圧フィーラー64と一括してブロックで示してあ
る。ピエゾ素子は正確な測定信号を出し、しかも場所を
とらない。
例えば電磁調圧器54のような電気的消費要素は永続的
な電流、従って多くのエネルギーを消費する。従ってエ
ネルギーの節約のためには、比較器72の出力線76を
直接に調圧器54に接続するのではなく、まずパルス拡
幅変調器78に接続して、その出力線80を調圧器54
に接続するとよい。この変調器78はその出力線80に
一定周波数のパルス信号84を出力し、かつ比較器72
の出力線76のアナログ信号の変化に応じてパルス拡幅
を行う。第2図に示すようにパルス信号84は一連のパ
ルス列から成っており、最初の2個のパルス信号86,
88は、比較器72からのアナログ信号が小さいものだ
から、パルス幅が小である。これらに続く2個のパルス
信号90,92は、比較器72からのアナログ信号が大
きくなった分だけ、パルス幅が大きくなっている。パル
ス信号94は更に一段と大きなパルス幅を有している。
パルス信号が広幅となる程電磁力が大となり、それだけ
調圧器54のプランジャー52が排圧弁46の弁座56
に対して弁体50を押圧する。これに伴い設定圧室28
中には高い設定圧が形成される。アナログ信号に代えて
パルス信号を調圧器54に与えることにより、エネルギ
ーが大幅に節約される。図にも示すように、圧力弁2と
設定圧変更器62とは一体に組付けられているが、別体
のものを互に組つけて間に境いを入れるようにしてもよ
く、同一のケースに内装するようにしてもよい。このよ
うに構成することにより、接続孔は短くなり電気的に攪
乱されることもなく、応答時間が短く、制御動作の行過
ぎも少くなり、制御動作が適正なものとなる。また構造
的には小型となり、このため全ての接続は圧力弁と設定
圧変更器との間に設けられている。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の圧力制御装置の構成中圧力弁を示す
一部断面側面図、 第2図は同じく設定圧変更器の構成を示す説明図であ
る。 2……圧力弁、4……流入路 6……流出路、8……圧力室 10……主弁、18……弁体 20……プランジャー、24……実圧測定室 26……ダイアフラム、28……設定圧室 46……排出弁、50……弁体 52……プランジャー、62……設定圧力変更器 64……実圧フィーラー、72……比較器 78……変調器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クルト・ム−ス スイス国ビル・リンデンホフシユトラツセ 7 (56)参考文献 特開 昭57−86915(JP,A) 特開 昭55−111320(JP,A) 特開 昭48−29020(JP,A) 実開 昭50−68326(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体のための流入路(4)と流出路(6)
    と、これらの間に設けられた圧力制御の対象である圧力
    室(8)と、圧力室(8)を通過する流体の流量を定め
    る主弁(10)と、電磁石を具えた電磁調圧器(54)
    と、上記圧力室に接続された実圧測定室(24)と、設
    定圧と実圧の比較部(26、30、58)とを有した圧
    力弁(2)が用いられており、 該圧力弁が電磁調圧器(54)によって与えられる設定
    圧と実圧測定室(24)より検出された実圧との比較結
    果に応じて主弁(10)の開度を調節し、 更に設定圧変更器(62)が設けられていて、 この設定圧変更器(62)が圧力室内の実圧に応じた電
    気実値信号を発生する実圧フィーラー(64)とこの電
    気実値信号と上記設定圧に対応する設定値信号との比較
    器(72)とを有しており、かつ この比較器が上記の比較結果に応じた修正設定値信号を
    電磁調圧器(54)に与える ことを特徴とする流体の圧力制御装置。
JP58084007A 1982-06-03 1983-05-12 流体の圧力制御装置 Expired - Lifetime JPH0614296B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3220815.4 1982-06-03
DE32208154 1982-06-03
DE3220815A DE3220815C2 (de) 1982-06-03 1982-06-03 Druckregelvorrichtung für gasförmige und flüssige Strömungsmittel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58214919A JPS58214919A (ja) 1983-12-14
JPH0614296B2 true JPH0614296B2 (ja) 1994-02-23

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ID=6165138

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58084007A Expired - Lifetime JPH0614296B2 (ja) 1982-06-03 1983-05-12 流体の圧力制御装置

Country Status (6)

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US (1) US4489749A (ja)
JP (1) JPH0614296B2 (ja)
CH (1) CH662896A5 (ja)
DE (1) DE3220815C2 (ja)
FR (1) FR2528192B1 (ja)
GB (1) GB2121563B (ja)

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