JPH0782395B2 - 自動設定減圧弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は減圧弁の圧力設定ばねの弾性力を調節する手段
に駆動手段を取り付けて、駆動手段を遠隔操作すること
により二次側の流体系を一次側よりも所定の低圧に減圧
して維持するようにした自動設定減圧弁に関し、特に駆
動部はモーター駆動のものに関する。

〈従来の技術〉 従来の自動設定減圧弁としては特願昭61-167255号にて
提案されたものがある。これは減圧弁の圧力設定ばねの
弾性力を調節する手段を駆動する為の駆動手段を取り付
け、上記圧力調節手段の位置と設定圧力の間に関数関係
があり、この関係を記憶させた調節計によって制御する
ものである。つまり、所望の設定圧力を入力すれば調節
計内で上記関係から圧力調節手段の位置を演算し、圧力
調節手段が演算された位置へ移動するまで駆動手段へ駆
動信号を生成するものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記自動設定減圧弁に於て減圧弁自体は一般的な構造で
あるがゆえに、緊急時に流体の流れを止めるためには調
節手段を引き上げて圧力設定ばねの弾性力を零にして主
弁を閉弁させなければならない。従って調節手段をアク
チュエータで駆動するものではそのアクチュエータへそ
のための駆動信号を与えなければならない。しかし、作
業エリアが停電をした場合には上記のものではアクチュ
エータは作動しない為に主弁は全閉にならないという問
題がある。つまり調節ねじは動かずに押し込まれている
状態を保つ。

従って、本発明の技術的課題はモーター駆動のアクチュ
エータを有する自動設定減圧弁に於て、アクチュエータ
への電源が断たれた場合に主弁が全閉するようにするこ
とである。

〈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、調節手段を押し込むことにより圧力設定ばね
の弾性力をダイヤフラムの上面に作用せしめ、ダイヤフ
ラムの下面には二次側圧力を作用せしめ、両力の釣合に
よりパイロット弁又は直接主弁を開閉する減圧弁に、前
記調節手段をモーター駆動せしめるアクチュエータを取
り付けた自動設定減圧弁に於て、アクチュエータへの電
源が断たれその駆動力を失った時に前記調節手段を押し
上げてモータを逆回転せしめるのに必要な力よりも、圧
力設定ばねでダイヤフラムを湾曲させてパイロット弁又
は主弁を開弁せしめるのに必要な力の方が大きくなるよ
うにしたものである。

なお、減圧弁としては直動型やパイロット式のものにも
適用できるものである。

〈作用〉 通常運転時には調節手段はモーターの駆動力により操作
されて圧力設定ばね、及びダイヤフラムを撓ませパイロ
ット弁や主弁の開閉を行なう。つまりこの時はモーター
の駆動力が作用している為に、調節手段が圧力設定ばね
を押し下げる力と圧力設定ばねやダイヤフラムが調節手
段を押し戻そうとする反力が釣り合っている。

アクチュエータへの電源が断たれた場合にはモーターの
駆動力がなくなる為に調節手段が圧力設定ばねを押しさ
げる力が減少し、圧力設定ばねやダイヤフラムが調節手
段を押し戻そうとする反力の方が大きくなり、その反力
は調節手段を押し上げてモーターを逆回転せしめる。そ
の結果パイロット弁又は主弁は閉弁することができる。

〈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）。

本体１に入口２と出口３を形成し、一次側配管４と二次
側配管５に接続する。入口２と出口３は弁口６を通して
連通し、弁口６を開閉する主弁７をピストン８に当接す
る。ピストン８の上面への圧力導入はパイロット弁９で
制御され、そのパイロット弁９は一次側通路12とピスト
ン８の上方空間に通じる通路13の間に位置し、圧力設定
ばね14で弾性的に付勢したダイヤフラム15で操作する。
パイロット弁９はパイロット弁座10とパイロット弁体11
とから構成され、パイロット弁体11はその下方に配置し
たばねで上方に付勢されている。

ダイヤフラム15の上面にはばね受けを介して圧力設定ば
ね14の下端が接する。ダイヤフラム15の上方空間は通路
16を通して外気に連通し、下方空間は通路17を通して出
口３に連通する。

圧力設定ばね14の上端にはばね受け部材を介して調節棒
18の下端が当り、調節棒18の進退で圧力設定ばね14の圧
縮量を調節して、ダイヤフラム15に作用する弾性力が調
節される。

従って、ダイヤフラム15が下方に変位するとパイロット
弁体11が押し下げられ、入口の流体が通路12,13を通っ
てピストン８の上方に導入され、主弁７がピストン８で
押し下げられて弁口６が開かれ、入口２の流体が出口３
に流れる。また、二次側圧力が上昇しダイヤフラム15が
上方に変位するとパイロット弁体11がばねで押し上げら
れて通路13が塞がれ、ピストン８は主弁を押し下げる力
が低下する為に主弁７がばねで押し上げられて弁口６が
塞がれる。

調節棒18にアクチュエータ部を連結する。アクチュエー
タ部はモータ19と減速機20とテンショメータ21及び図示
していないが、モータ19駆動のための電子部品とからな
る。

減速機20の出力軸22と調節棒18とをボールねじ24により
結合させる。ボールねじ24の雌ねじ部分を前記調節棒18
の上部に一体形成し、雄ねじ部を出力軸22の下部に一体
形成し両者をボールねじとして螺合せしめる。また、雌
ねじ部の側面に縦方向に溝32を形成し、その溝32に先端
をピンに加工したビス34を嵌合させる。つまり出力軸22
が回転すれば調節棒18も回転しようとするが、ビス34に
より回転が阻止されされる為にその回転力は調節棒18へ
軸方向への力として変換される。ボールねじ24は雄ねじ
と雌ねじとの摺動抵抗が極端に小さくなるように設計さ
れているもので、またこれは周知である為に詳細な説明
は省略する。

自動設定減圧弁としての制御方法を簡単に説明する。調
節棒18の先端が基準位置からどの位置にあるかを表す値
と、圧力設定ばね14の圧縮度、ひいては設定圧力との間
には関数関係があり、この関係式を調節計28内のマイク
ロコンピュータに記憶させておき、設定圧力を設定入力
器30から入力することにより、調節棒の位置を演算し、
この位置を調節棒18がとるようにモータ19をマイクロコ
ンピュータが制御して減圧弁を設定圧力に設定する。

調節棒18が所定の調節棒位置をとる制御の為に、ポテン
ショメータ21の調節棒位置検出装置を設け、これからの
出力信号が演算された調節棒位置の値になるまでモータ
19を回転させる。

次にボールねじ部の作用を説明する。通常運転時には調
節棒18はモーター19の駆動力により操作されて圧力設定
ばね14、及びダイヤフラム15を撓ませパイロット弁９の
開閉を行なう。つまりこの時はモーター19の駆動力が作
用している為に、調節棒18が圧力設定ばね14を押し下げ
る力と圧力設定ばね14やダイヤフラム15が調節棒18を押
し戻そうとする反力が釣り合っている。

アクチュエータへの電源が絶たれた場合にはモーター19
の駆動力がなくなる為に調節棒18が圧力設定ばね14を押
しさげる力が減少し、圧力設定ばね14やダイヤフラム15
が調節棒18を押し戻そうとする反力の方が大きくなり、
その反力は調節棒18を押し上げてモーターを逆回転せし
め、その結果パイロット弁９は閉弁することができる。
この時、調節棒19と出力軸22はボールねじにより結合さ
れているので摺動抵抗が僅かであり、軸方向の力を回転
力に変換することができる。尚、上記モーター19は通電
時に保持力を有するものであり、例えばサーボモーター
である。

また、第２図に示すように圧力設定ばね14、ダイヤフラ
ム15が調節棒18を押し上げきった状態で、ダイヤフラム
15の下面とパイロット弁９の上端に間隙Ｘを有するよう
にすることにより、より確実にパイロット弁９を閉弁さ
せることができる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、作業エリアが停電になった時のような
緊急時にも減圧弁の主弁を完全に閉弁させることができ
るので大きな災害を防止することができる。また、従来
であれば予備電源を常時備えておいて緊急時にその対応
をしていたが、本願であれば予備電源は必要なく構造簡
単に減圧弁を閉弁させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の自動設定減圧弁の断面図、第
２図は第１図に於けるアクチュエータ部の拡大断面図で
ある。 2:入口、3:出口 6:弁口、7:主弁 8:ピストン、9:パイロット弁 14:圧力設定ばね、15:ダイヤフラム 18:調節棒、19:モータ 22:出力軸、24:ボールねじ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】調節手段を押し込むことにより圧力設定ば
   ねの弾性力をダイヤフラムの上面に作用せしめ、ダイヤ
   フラムの下面には二次側圧力を作用せしめ、両力の釣合
   によりパイロット弁又は直接主弁を開閉する減圧弁に、
   前記調節手段をモーター駆動せしめるアクチュエータを
   取り付けた自動設定減圧弁に於て、アクチュエータへの
   電源が断たれその駆動力を失った時に前記調節手段を押
   し上げてモータを逆回転せしめるのに必要な力よりも、
   圧力設定ばねでダイヤフラムを湾曲させてパイロット弁
   又は主弁を開弁せしめるのに必要な力の方が大きくなる
   ようにしたことを特徴とする自動設定減圧弁。