JPH0719202A - ソレノイド弁制御を備えた電空変換器 - Google Patents

ソレノイド弁制御を備えた電空変換器

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JPH0719202A
JPH0719202A JP6162905A JP16290594A JPH0719202A JP H0719202 A JPH0719202 A JP H0719202A JP 6162905 A JP6162905 A JP 6162905A JP 16290594 A JP16290594 A JP 16290594A JP H0719202 A JPH0719202 A JP H0719202A
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chamber
solenoid valve
relay
spring
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Giorgio Bergamini
ジョルジョ・ベルガミーニ
Venanzio Mininni
ベナンジョ・ミニンニ
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Nuovo Pignone SpA
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Nuovopignone Industrie Meccaniche e Fonderia SpA
Nuovo Pignone SpA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソレノイド弁の作動が供給圧や出力圧の値の
いずれにも影響されずに、ソレノイド弁の作動時間に対
して線形に変化する出力圧を出力することができ、更に
要する作動エネルギが最小であって、短いソレノイド弁
開弁時間の間でも常に繰返し可能な圧力値を与えること
ができるようにした、ソレノイド弁制御を備えた電空変
換器を提供する。 【構成】 ソレノイド弁１，４が、それぞれ前記ソレノ
イド弁１，４を横切る圧力差を一定に維持するように対
応するソレノイド弁１，４を横切って連結された差圧測
定装置２３，２８によって制御される圧力中継器６を介
して、供給圧３及び大気にそれぞれ連通されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、ソレノイド弁制御を備えた電空
変換器であって、２個の制御ソレノイド弁の各々を横切
って一定の最低圧力差を付与することによって、前記ソ
レノイド弁を作動させるのに要するエネルギにおいて明
白で相当な低減を生じるのみならず、供給圧の変動及び
変換器出力圧の値とは無関係に、ソレノイド弁開弁時間
に対する変換器出力圧において実質的に線形の変動を生
じ、更に前記ソレノイド弁の不感時間を常に一定に維持
し、その結果として殊に短いソレノイド弁開弁時間の間
の制御精度及び繰返し精度を改良した電空変換器に関す
るものである。
【０００２】周知のように、プロセス弁の空気圧アクチ
ュエータは、電気指令信号に基づいて出力圧を調整し得
る電空変換器によって制御されている。当業技術分野に
おいては、様々な型式の電空変換器が既に公知である。
【０００３】前記公知型式の１つ、即ちソレノイド弁に
よって制御される型式のものにおいては、供給圧に連通
した負荷用ソレノイド弁及び大気に連通した除荷用ソレ
ノイド弁がこれらソレノイド弁に直列に連通した容量室
内の圧力を調整している。次いで、前記容量室圧力は、
前記供給圧に連通されているブースタ装置を制御するの
に用いられ、このブースタ装置の目的は、変換器からの
出力流量をアクチュエータを制御するのに必要な程度に
増幅することである。
【０００４】最後に、前記容量室の容積を変更し得る前
記ブースタの移動要素の大幅な移動と、その結果として
の容量室の圧力における望ましくない変動を防止するた
めに、実質的に分離隔膜と絞りとノズル−プレート装置
とから成る圧力中継器が、前記容量室と前記ブースタと
の間に介装されている。
【０００５】しかしながら、この種の公知の変換器は、
出力圧信号が供給圧と出力圧の値との両方に強く依存し
ているために、ソレノイド弁の作動時間、即ち開弁時間
に対して線形には変化しないという重大な欠点を有して
いる。この依存性は、連続した概算によって必要な出力
圧を達成するために、ソレノイド弁を何回も作動させな
ければならず、そのためエネルギを相当に消費すること
を意味する。前記欠点は、実質的には、２個のソレノイ
ド弁を横切る圧力差が変換器の作動条件によって変動す
ることに由来している。
【０００６】前記圧力差におけるこの変動によって、ソ
レノイド弁のための相当に大きな作動力が入手できなけ
ればならず、その結果として稼働中は高い電力を必要と
し、またソレノイド弁の不感時間、即ちソレノイド弁の
励起と応答との間の時間間隔も変動し、その結果として
殊に短かい開弁時間の間はソレノイド弁の挙動の繰返し
精度が無くなり、作動精度が不十分となる等更に別の欠
点が生じている。
【０００７】従って、本発明の目的は、線形特性を有し
ていて、即ちソレノイド弁の作動が供給圧や出力圧の値
のいずれにも影響されずに、ソレノイド弁の作動時間に
対して線形に変化する出力圧を出力することができ、更
に要する作動エネルギが最小であって、短いソレノイド
弁開弁時間の間でも常に繰返し可能な圧力値を与えるこ
とができるようにした、ソレノイド弁制御を備えた電空
変換器を提供することによって、上記欠点を排除するこ
とである。
【０００８】この目的は、実質的には、それぞれソレノ
イド弁を横切る圧力差を測定し、かつ圧力調整器が前記
圧力差を一定に維持するように同圧力調整器を制御する
装置により、ソレノイド弁を横切る圧力差を非常に小さ
い値で一定に維持することによって、達成される。
【０００９】更に詳述すれば、本発明は、容量室をそれ
ぞれ負荷し除荷する２個のソレノイド弁を包含し、この
容量室が前記ソレノイド弁に直列に配置され、これらソ
レノイド弁によって供給圧と大気に対応して連通され、
かつ前記容量室を中継圧力室から分離する隔膜から実質
的に成る圧力中継器に直列に連結しており、この中継圧
力室が絞りを介して供給圧に連通されるとともにノズル
−プレート装置を介して大気に連通され、前記中継圧力
室の圧力が、前記出力室圧力を負荷位相では前記供給圧
或いは除荷位相では大気に連通するスプリング負荷の弁
部材によって出力室圧力を調整するブースタ装置の移動
要素を制御するのに用いられている、ソレノイド弁制御
を備えた電空変換器において、前記負荷用及び除荷用ソ
レノイド弁が、それぞれ前記ソレノイド弁を横切る圧力
差を一定に維持するように対応するソレノイド弁を横切
って連結された差圧測定装置によって制御される圧力調
整器を介して、前記供給圧及び大気にそれぞれ連通され
ていることを特徴としている。
【００１０】本発明の好適な実施例によれば、ソレノイ
ド弁を横切る圧力差を一定に維持する前記目的は、個別
の２個の外部圧力調整器や差圧測定装置を付加して構造
上かなり複雑化させるのではなく、簡単な２個の偏倚用
スプリング加え変換器の空気回路を適切に調整すること
によって達成される。
【００１１】更に明記すれば、除荷用ソレノイド弁を横
切る圧力差の制御は、中継圧力室内に分離隔膜に作用す
るスプリングを加えて、前記中継圧力室内に容量室の圧
力よりも低い圧力を生起し、即ち分離隔膜を横切って、
ノズル−プレート絞り装置によって一定に維持されて前
記スプリングによって付加されるスラストに等しい圧力
差を生起するように変更した圧力中継器によって達成し
ている。なお、除荷用ソレノイド弁の出口は、前記の一
定圧力差が除荷用ソレノイド弁を横切って確立されるよ
うに、もはや大気に連通するのではなく、減圧下の前記
中継圧力室に連通されている。
【００１２】また、他方のソレノイド弁、即ち負荷用ソ
レノイド弁を横切る圧力差の制御は、ブースタ装置の移
動要素に前記移動要素の制御室から作用して、前記移動
要素を横切って、即ち変換器出力圧と圧力中継器の中継
圧力室の圧力に等しい制御室圧力との間に一定の圧力差
を生起する第２のスプリングを付加して変更したブース
タ装置と共に、前記の変更した圧力中継器によって達成
される。なお、負荷用ソレノイド弁の入口は、圧力中継
器及びブースタ装置をそれぞれ横切る圧力差が一定であ
ることから、負荷用ソレノイド弁を横切る圧力差を示す
変換器出力圧と容量室内の圧力との差も明らかに一定と
なるように、もはや供給圧に連通するのではなく、変換
器出力圧に連通されている。
【００１３】従って、前記負荷用及び除荷用ソレノイド
弁のための前記圧力調整器及び前記差圧測定装置は、中
継圧力室を前記除荷用ソレノイド弁の出口に連結し、か
つこの中継圧力室内でスプリングが分離隔膜を容量室に
向けて押圧する方向に同分離隔膜に作用するようにした
圧力中継器と、移動要素が第２のスプリングによって負
荷用ソレノイド弁の入口に連通する出力室に向けて偏倚
されているブースタとによって形成されている。
【００１４】本発明の別な好適な実施例によれば、前記
第２のスプリングは、前記の他方のスプリングが容量室
と中継圧力室との間で決定している圧力差の２倍である
出力室と制御室との間の圧力差を得るのに必要な負荷で
予負荷されている。
【００１５】このようにして、両ソレノイド弁を横切る
同一の圧力差が得られ、これによって電空変換器の制御
を容易とする相当な利点が得られる。
【００１６】最後に、本発明の更に別の好適な実施例に
よれば、圧力中継器内の前記絞りは、もはや中継圧力室
を供給圧に連通するのではなく、その代りに出力圧に連
通され、即ち、圧力中継器内の前記絞りは前記変換器出
力室に連通されていて、中継器への供給を前記変換器供
給用弁部材を調整することによって確保している。
【００１７】このようにして、絞りは、既に説明したよ
うに、前記スプリングの作用によって今や一定の圧力差
を受け、それ故に実質的に一定の容量流量で作動し、こ
れによってノズル−プレート装置の移動において相当な
減少を生じ、その結果圧力中継器の精度を明らかに増大
している点で、電空変換器におけるある程度の改良を機
能的に達成している。
【００１８】以下、本発明を非限定的な例としての好適
な実施例を示した添付図面を参照して詳述するが、本発
明の範囲を逸脱することなくこの実施例に対し技術的あ
るいは構造的修正をなし得るものである。
【００１９】同等の要素には同一の符号を付した図面を
参照すると、符号１は容量室２に供給圧３を供給する電
空変換器の負荷用ソレノイド弁を示し、除荷用ソレノイ
ド弁４は前記容量室２をダクト５を介して大気に連通さ
れている。前記容量室２は、同容量室２を中継圧力室８
から分離している隔膜７から実質的に成る圧力中継器６
に直列に連通されており、前記中継圧力室８は絞り１０
を介しダクト９によって供給圧３（図１に明記）に連通
され、かつノズル１２及びプレート１３から成る装置を
介しダクト１１によって大気に連通されている。従っ
て、中継圧力室８内の圧力ｐ1は、出力室１６内の圧力
ｐ2を調整するブースタ装置１５の移動要素１４をスプ
リング１８によって負荷されている弁部材１７を介して
制御するために、ダクト３５によって同中継圧力室８に
連通された制御室３４内で使用されており、この弁部材
は、同弁部材１７がスプリング１８の作用に抗して押圧
されて供給口２０を開口する際は前記出力室１６を供給
圧３に連通し、或いは移動要素１４の移動が排出口２１
を開口する際は出力室１６をダクト１９を介して大気に
連通するものである。
【００２０】また、前記負荷用ソレノイド弁１は、同ソ
レノイド弁１を横切って、即ち同ソレノイド弁１の入口
２４と出口２５との間で作用する差圧測定装置２３によ
って制御される圧力調整器２２を介して、供給圧３に連
通されている。このようにして、前記ソレノイド弁１を
横切る圧力差が設定され常に一定に保たれる。
【００２１】同様に、ソレノイド弁４の出口２６は、同
ソレノイド弁４の前記出口２６と入口２９との間で作用
する別の差圧測定装置２８によって制御される第２の圧
力調整器２７を介して、大気に排出するダクト５に連通
されているので、一定の圧力差がソレノイド弁４を横切
っても設定される。
【００２２】図２の好適な実施例によれば、前記中継圧
力室８内において予負荷スプリング３０が分離隔膜７に
これを容量室２に向けて押圧する方向に作用し、第２の
予負荷スプリング３１が制御室３４内にて移動要素１４
にこの要素を変換器出力室１６に向けて押圧する方向に
作用し、前記出力室１６がフィルタ３３を備えたダクト
３２を介して負荷用ソレノイド弁１の入口２４に連通さ
れており、かつ前記中継圧力室８が除荷用ソレノイド弁
４の前記出口２６に連通されていることによって、前記
圧力調整器２２及び２７の機能並びに対応する差圧測定
装置２３及び２８の機能は前記ブースタ装置１５との組
合せにおいて前記圧力中継器６によって果たされてい
る。
【００２３】このようにして、容量室２内の圧力をｐ3
で示すとすれば、スプリング３０の予負荷に比例した一
定の圧力ｐ3−ｐ1が分離隔膜７を横切って確立され、そ
の結果除荷用ソレノイド弁４を横切って確立されること
になる。また、出力室１６と中継圧力室８との間の圧力
差ｐ2−ｐ1は一定で、スプリング３１の予負荷に比例し
ているので、出力室１６と容量室２との間の圧力差ｐ2
−ｐ3は明らかに一定となり、その結果負荷用ソレノイ
ド弁１の入口２４と出口２５との間の圧力差も一定とな
る。
【００２４】好適な実施例によれば、スプリング３１
は、他方のスプリング３０が容量室２と中継圧力室８又
は制御室３４との間で決定している圧力差（ｐ3−ｐ1）
の２倍である圧力差ｐ2−ｐ1を出口室１６と制御室３４
又は中継圧力室８との間で得るような負荷で予負荷され
ている。このようにして、負荷用ソレノイド弁１を横切
る圧力差即ちｐ2−ｐ3が、除荷用ソレノイド弁４を横切
る圧力差即ちｐ3−ｐ1に等しいことは、容易に示すこと
ができる。
【００２５】最後に、圧力中継器６の前記絞り１０は、
供給圧３の供給を受けてはいないが、代りに前記ダクト
３２を介して出力圧ｐ2を受けるようになっている。こ
のようにして、前記絞り１０を横切って、同絞りを通る
容積流量が実質的に一定となるように常に一定の圧力降
下ｐ2−ｐ1が存在するが、この圧力降下はプレート１３
とノズル１２から成る装置の移動を徹底的に減少させる
ことによって圧力中継器の精度を相当に増大せしめるも
のでもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成した、ソレノイド弁制御を
備えた電空変換器の部分的に断面で示す正面図である。
【図２】本発明の好適な実施例に従って構成した、ソレ
ノイド弁制御を備えた電空変換器の正面断面図である。
【符号の説明】
１ 負荷用ソレノイド弁 ２ 容量室 ３ 供給圧 ４ 除荷用ソレノイド弁 ５ ダクト ６ 圧力中継器 ７ 分離隔膜 ８ 中継圧力室 ９ ダクト １０ 絞り １１ ダクト １２ ノズル １３ プレート １４ 移動要素 １５ ブースタ装置 １６ 出力室 １７ 弁部材 １８ スプリング １９ ダクト ２０ 供給口 ２１ 排出口 ２２ 圧力調整器 ２３ 差圧測定装置 ２４ 入口 ２５ 出口 ２６ 出口 ２７ 第２圧力調整器 ２８ 別の差圧測定装置 ２９ 入口 ３０ 予負荷スプリング ３１ 第２予負荷スプリング ３２ ダクト ３３ フィルタ ３４ 制御室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョルジョ・ベルガミーニ イタリー国バーリ市ビア・カミーロ・ロザ ルバ46エッフェ (72)発明者 ベナンジョ・ミニンニ イタリー国バーリ市ビア・ピ・ラバーナス 99

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】容量室をそれぞれ負荷し除荷する２個のソ
    レノイド弁を包含し、この容量室が前記ソレノイド弁に
    直列に配置され、これらソレノイド弁によって供給圧と
    大気に対応して連通され、かつ前記容量室を中継圧力室
    から分離する隔膜から実質的に成る圧力中継器に直列に
    連結しており、この中継圧力室が絞りを介して供給圧に
    連通されるとともにノズル−プレート装置を介して大気
    に連通され、前記中継圧力室の圧力が、前記出力室圧力
    を負荷位相では前記供給圧或いは除荷位相では大気に連
    通するスプリング負荷の弁部材によって出力室圧力を調
    整するブースタ装置の移動要素を制御するのに用いられ
    ている、ソレノイド弁制御を備えた電空変換器におい
    て、前記負荷用及び除荷用ソレノイド弁が、それぞれ前
    記ソレノイド弁を横切る圧力差を一定に維持するように
    対応するソレノイド弁を横切って連結された差圧測定装
    置によって制御される圧力調整器を介して、前記供給圧
    及び大気にそれぞれ連通されていることを特徴とする、
    ソレノイド弁制御を備えた電空変換器。
  2. 【請求項２】請求項１記載の電空変換器において、前記
    負荷用及び除荷用ソレノイド弁のための前記圧力調整器
    及び前記差圧測定装置は、中継圧力室を前記除荷用ソレ
    ノイド弁の出口に連結し、かつこの中継圧力室内でスプ
    リングが分離隔膜を容量室に向けて押圧する方向に同分
    離隔膜に作用するようにした圧力中継器と、移動要素が
    第２のスプリングによって負荷用ソレノイド弁の入口に
    連通する出力室に向けて偏倚されているブースタとによ
    って形成されていることを特徴とする、ソレノイド弁制
    御を備えた電空変換器。
  3. 【請求項３】請求項１又は２記載の電空変換器におい
    て、前記第２のスプリングは、前記の他方のスプリング
    が容量室と中継圧力室との間で決定している圧力差の２
    倍である出力室と制御室との間の圧力差を得るのに必要
    な負荷で予負荷されていることを特徴とする、ソレノイ
    ド弁制御を備えた電空変換器。
  4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
    電空変換器において、圧力中継器内の前記絞りが前記変
    換器出力室に連通されていて、中継器への供給を前記変
    換器供給用弁部材を調整することによって確保すること
    を特徴とする、ソレノイド弁制御を備えた電空変換器。
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