JPH0816249A - Positioner - Google Patents
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- JPH0816249A JPH0816249A JP6149696A JP14969694A JPH0816249A JP H0816249 A JPH0816249 A JP H0816249A JP 6149696 A JP6149696 A JP 6149696A JP 14969694 A JP14969694 A JP 14969694A JP H0816249 A JPH0816249 A JP H0816249A
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- back pressure
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は石油化学、化学工業等の
種々のプラントに用いられる自動調節弁の作動軸を入力
信号に応じた位置に制御するために用いられるバルブポ
ジショナ等に適用して好適なポジショナに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to a valve positioner or the like used for controlling the operating shaft of an automatic control valve used in various plants such as petrochemical and chemical industries to a position according to an input signal. It relates to a suitable positioner.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、自動調節弁のポジショナは、駆動
装置のヨークに取り付けられ、自動調節弁の作動軸の変
位をレバー等によって機械的にフィードバックすること
により計器信号と弁軸位置との関係を外乱に抗して常に
正確に保つため、駆動軸位置を検出端として駆動部への
出力空気圧を加減する一種のサーボ機構で、通常入力信
号(変位信号)を、フラッパの揺動変位として変換し、
これをノズル・フラッパ機構によって空気圧信号に変換
して増幅した後、調節弁の駆動装置に駆動圧力として供
給し、調節弁を駆動制御するように構成されている。さ
らに、この種のポジショナは調節弁の実動作量をフィー
ドバック機構によって前記フラッパにフィードバックす
ることにより、入力信号による力と平衡させるようにし
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, a positioner for an automatic control valve is mounted on a yoke of a drive unit, and mechanical displacement of a working shaft of the automatic control valve is mechanically fed back by a lever or the like so that a relationship between a meter signal and a valve shaft position can be obtained. In order to always maintain accurate against the disturbance, a kind of servo mechanism that adjusts the output air pressure to the drive unit by using the drive shaft position as the detection end, and normally converts the input signal (displacement signal) as the swing displacement of the flapper. Then
The nozzle / flapper mechanism converts this to an air pressure signal for amplification, and then supplies it as a drive pressure to a drive device for the control valve to drive and control the control valve. Further, in this type of positioner, the actual operation amount of the control valve is fed back to the flapper by a feedback mechanism so as to be balanced with the force by the input signal.
【0003】図3はこのようなバルブポジショナの従来
例を示すものである。同図に基づいて概略説明すると、
1は自動調節弁、2は自動調節弁1の作動軸、3は自動
調節弁1の上部にヨーク(図示せず)を介して取付けら
れた空気式の駆動装置、4はヨークの一側にブラケット
等を介してねじ止め固定されたバルブポジショナで、こ
のバルブポジショナ4は電空変換器5と、筐体6より作
動軸2に向かって揺動自在に差し出されたフィードバッ
ク機構7を構成するフィードバックレバー8を有してお
り、このフィードバックレバー8の内端は軸9によって
回動自在に軸支され、外端は長孔10とピン11によっ
て前記作動軸2に連結されている。また、バルブポジシ
ョナ4は、ノズルフラッパ機構12とマグネットユニッ
ト13とからなる前記電空変換器5を内蔵している。こ
の電空変換器5は、入力信号I0(例えば4〜20m
A)をマグネットユニット13によってフラッパ14を
その支点部15を中心として揺動させると、フラッパ1
4に近接対向して配置されたノズル16の背圧が変化
し、このノズル背圧をパイロットリレー17で増幅して
バルブ駆動力として出力するもので、この出力空気圧P
out を駆動装置3に伝送すると、駆動装置3が駆動され
て作動軸2を上下方向に変位させ、これによって自動調
節弁1の弁開度が調節される。また、作動軸2の動き
は、前記フィードバックレバー8が受けてノズルフラッ
パ機構12にフィードバックすることにより、フラッパ
14の動きを安定化させるようにしている。FIG. 3 shows a conventional example of such a valve positioner. Briefly explaining based on the figure,
Reference numeral 1 is an automatic control valve, 2 is an operating shaft of the automatic control valve 1, 3 is a pneumatic drive device mounted on the upper portion of the automatic control valve 1 via a yoke (not shown), and 4 is on one side of the yoke. A valve positioner screwed and fixed via a bracket or the like. The valve positioner 4 constitutes an electropneumatic converter 5 and a feedback mechanism 7 that is swingably inserted from a housing 6 toward an operating shaft 2. It has a feedback lever 8, the inner end of which is rotatably supported by a shaft 9, and the outer end is connected to the operating shaft 2 by a long hole 10 and a pin 11. Further, the valve positioner 4 incorporates the electropneumatic converter 5 including a nozzle flapper mechanism 12 and a magnet unit 13. The electro-pneumatic converter 5 has an input signal I0 (for example, 4 to 20 m).
(A) When the flapper 14 is swung around the fulcrum 15 by the magnet unit 13, the flapper 1
The back pressure of the nozzle 16 arranged close to and facing No. 4 changes, and this back pressure of the nozzle is amplified by the pilot relay 17 and output as the valve driving force.
When out is transmitted to the drive device 3, the drive device 3 is driven and the actuating shaft 2 is displaced in the vertical direction, whereby the valve opening degree of the automatic control valve 1 is adjusted. Further, the movement of the operating shaft 2 is received by the feedback lever 8 and fed back to the nozzle flapper mechanism 12, whereby the movement of the flapper 14 is stabilized.
【0004】前記ノズル・フラッパ機構12は、中間部
が前記支点15によって揺動自在に支持された前記フラ
ッパ14と、このフラッパ14の一端に近接対向する前
記ノズル16とを備え、反ノズル側にゼロ点調整機構1
8を形成するゼロ点調整用ばね19の一端が連結されて
いる。前記ノズル16は供給空気用配管20を介して不
図示の空気供給源に接続されており、一定(通常1.4
Kgf/cm2 )の供給空気圧Psup が供給される。こ
の供給空気用配管20の途中には前記パイロットリレー
17、絞り21、減圧弁22、供給空気用圧力計(図示
せず)等が設けられている。The nozzle flapper mechanism 12 is provided with the flapper 14 whose middle portion is swingably supported by the fulcrum 15 and the nozzle 16 which is closely opposed to one end of the flapper 14, and is provided on the side opposite to the nozzle. Zero point adjustment mechanism 1
One end of a zero point adjusting spring 19 forming 8 is connected. The nozzle 16 is connected to an air supply source (not shown) via a supply air pipe 20, and has a constant (normally 1.4
The supply air pressure Psup of Kgf / cm 2 ) is supplied. The pilot relay 17, the throttle 21, the pressure reducing valve 22, the pressure gauge for supply air (not shown) and the like are provided in the middle of the supply air pipe 20.
【0005】前記フィードバック機構7は、バルブ調節
弁1の作動軸2の実動作量を前記フラッパ14にフィー
ドバックするために、一端がケース6の外部に突出して
前記作動軸2に連結された前記フィードバックレバー8
と、一端が回動軸23によって回動自在に軸支されフィ
ードバックスプリング24を介して前記フラッパ14に
連結されたスパンアーム25と、これに取り付けられた
スパン調整ねじ26と、フィードバックレバー8の回動
軸9に取り付けられたフィードバックプレート27と、
スパン調整ねじ26に上下動自在に取り付けられ先端が
フィードバックプレート27に当接されるスパン調整用
のプレート当接部材28等によって構成されている。The feedback mechanism 7 has one end protruding outside the case 6 and connected to the operating shaft 2 in order to feed back the actual operation amount of the operating shaft 2 of the valve control valve 1 to the flapper 14. Lever 8
A span arm 25, one end of which is rotatably supported by a rotary shaft 23 and connected to the flapper 14 via a feedback spring 24; a span adjusting screw 26 attached to the span arm 25; A feedback plate 27 attached to the drive shaft 9,
The span adjusting screw 26 is movably mounted in the vertical direction, and the tip of the span adjusting screw 26 is in contact with the feedback plate 27.
【0006】前記マグネットユニット13は、ベース3
0に設置固定されたヨーク31、コイル32a,32
b、永久磁石33等を備えている。ヨーク31は、正面
視略E字状に形成されることにより、三本の脚部31
a,31b,31cを有し、その外側に位置する一方の
脚部31aの先端に前記ノズル16がフラッパ14に近
接対向して形成され、他方の脚部31cの先端にはスト
ッパ34が、そして中央の脚部31bの先端には前記永
久磁石33が配設されている。永久磁石33としては、
たとえばフラッパ14側がN極、反対側がS極となるよ
う着磁、形成されている。ここで、図4中実線で示す矢
印aは永久磁石33による磁界の方向、破線で示す矢印
bはN極とS極とが図示したように得られるコイル32
a,32bによる磁界の方向を示す。また、両コイル3
2a,32bの極性は逆になるように設定される。The magnet unit 13 has a base 3
Yoke 31, coils 32a, 32 fixedly installed at 0
b, a permanent magnet 33 and the like. The yoke 31 is formed into a substantially E-shape when viewed from the front, so that the three legs 31 are formed.
a, 31b, 31c, the nozzle 16 is formed at the tip of one leg portion 31a located on the outside thereof in close proximity to the flapper 14, and the stopper 34 is provided at the tip of the other leg portion 31c. The permanent magnet 33 is arranged at the tip of the central leg portion 31b. As the permanent magnet 33,
For example, it is magnetized and formed so that the flapper 14 side has an N pole and the opposite side has an S pole. Here, the arrow a shown by the solid line in FIG. 4 is the direction of the magnetic field by the permanent magnet 33, and the arrow b shown by the broken line is the coil 32 in which the N pole and the S pole are obtained as illustrated.
The direction of the magnetic field by a and 32b is shown. Also, both coils 3
The polarities of 2a and 32b are set to be opposite.
【0007】ノズル16に一定圧力(例えば、1.2〜
1.4Kg/cm2 )の供給空気圧Psup が供給される
一方、演算部より入力信号I0 (4mA〜20mA)が
コイル32a,32bに与えられると、ヨーク31の図
4左方の脚部31a側では永久磁石33による磁界の方
向と同方向の磁界が発生し、反対に右方の脚部31c側
では永久磁石33の磁界の強さを打ち消す向きに磁界が
発生する。このため、左側ではフラッパ14を引き付け
る力Fが強まり、右側では反対に弱まるので、フラッパ
14には支点15を中心として供給電流I0 に比例した
反時計方向回りの回転トルクTが発生する。したがっ
て、フラッパ14は、支点15を中心として反時計方向
に揺動変位してノズルギャップを減少、言い換えればノ
ズル噴出抵抗を増大させる。このため、ノズル背圧PN
が増大し、このノズル背圧PN がパイロットリレー17
によって増幅され、電気信号I0 に比例した空気圧信号
を出力圧Pout として発生させる。A constant pressure (for example, 1.2 to
When the input signal I0 (4 mA to 20 mA) is applied to the coils 32a and 32b from the arithmetic unit while the supply air pressure Psup of 1.4 Kg / cm 2 ) is supplied, the leg 31a on the left side of FIG. , A magnetic field is generated in the same direction as the magnetic field of the permanent magnet 33, and conversely, a magnetic field is generated on the right leg 31c side in a direction canceling the magnetic field strength of the permanent magnet 33. Therefore, the force F for attracting the flapper 14 on the left side increases, and the force on the right side weakens on the contrary, so that the counterclockwise rotation torque T proportional to the supply current I0 is generated in the flapper 14 about the fulcrum 15. Therefore, the flapper 14 swings and displaces counterclockwise about the fulcrum 15 to reduce the nozzle gap, in other words, to increase the nozzle ejection resistance. Therefore, the nozzle back pressure PN
The nozzle back pressure PN is increased by the pilot relay 17
And an air pressure signal proportional to the electric signal I0 is generated as the output pressure Pout.
【0008】なお、フラッパ14の支点15は、ヨーク
31の中央脚部31b付近に設けられている。35はフ
ラッパ14をノズル16に対して近接するように付勢す
るバイアス用のばね手段である。The fulcrum 15 of the flapper 14 is provided near the central leg portion 31b of the yoke 31. Reference numeral 35 is a biasing spring means for biasing the flapper 14 toward the nozzle 16.
【0009】前記パイロットリレー17は、正常な動作
中において供給空気圧PSUP の一部が常時大気放出され
ることから機種としてはブリード型に属するもので、内
部が2つのダイヤフラム37a,37b、隔壁38等に
よって5つの室、すなわち空気供給室39、出力室4
0、大気開放室41、バイアス室42およびノズル背圧
室43に仕切られたハウジング44と、ポペット弁45
およびダイヤフラム37a,37bによって保持された
ピストン46等を備えている。空気供給室39は前記供
給空気用配管20を介して空気供給源(図示せず)に接
続されると共に前記ノズル16に接続されている。出力
室40は前記隔壁38に設けられた連通孔48によって
前記空気供給室39と連通すると共に、前記ピストン4
6に設けられた孔49により前記大気開放室41に連通
可能とされ、また配管50によって前記駆動装置3に接
続されている。前記大気開放室41は排気室を形成する
もので、ハウジング44の外部と連通している。前記バ
イアス室42には前記供給空気圧PSUP が配管52を介
して、背圧室43にはノズル背圧PN が配管53を介し
てそれぞれ供給される。ポペット弁45は、前記連通孔
48を進退自在に貫通し、連通孔48および前記ピスト
ン46の孔49を開閉制御するもので、スプリング54
によって閉方向、すなわち上下に設けられた弁体が前記
連通孔48および前記孔49を閉鎖する方向に付勢され
ている。なお、前記スプリング54のばね圧を前記ノズ
ル背圧PN に対抗させている。The pilot relay 17 belongs to the bleed type as a model because a part of the supply air pressure PSUP is constantly discharged to the atmosphere during normal operation. The inside of the pilot relay 17 has two diaphragms 37a, 37b, a partition wall 38, etc. 5 chambers, namely, air supply chamber 39 and output chamber 4
0, an atmosphere opening chamber 41, a bias chamber 42, and a nozzle back pressure chamber 43, and a housing 44, and a poppet valve 45.
And a piston 46 and the like held by the diaphragms 37a and 37b. The air supply chamber 39 is connected to the air supply source (not shown) via the supply air pipe 20 and is also connected to the nozzle 16. The output chamber 40 communicates with the air supply chamber 39 through a communication hole 48 provided in the partition wall 38, and the piston 4
A hole 49 provided at 6 allows communication with the atmosphere open chamber 41, and a pipe 50 connects to the drive device 3. The atmosphere opening chamber 41 forms an exhaust chamber and communicates with the outside of the housing 44. The supply air pressure PSUP is supplied to the bias chamber 42 via a pipe 52, and the nozzle back pressure PN is supplied to the back pressure chamber 43 via a pipe 53. The poppet valve 45 penetrates through the communication hole 48 so as to move back and forth, and controls the opening and closing of the communication hole 48 and the hole 49 of the piston 46.
Is urged in the closing direction, that is, the valve bodies provided above and below are closed in the direction of closing the communication hole 48 and the hole 49. The spring pressure of the spring 54 opposes the nozzle back pressure PN.
【0010】このようなパイロットリレー17におい
て、入力増加に伴い出力が増加する正作動型として使用
する場合、配管53から背圧室43に流入するノズル背
圧PNが増加すると、ダイアフラム37a,37bが下
方へ変位する。このため、ピストン46はバイアススプ
リング54に抗して下降し、これによりポペット弁45
もスプリング54に抗して下降する。この結果、ポペッ
ト弁45の下側弁体が隔壁38の連通孔48から離間し
て空気供給室39と出力室40とを連通させる。このた
め、供給空気用配管20から空気供給室39に供給され
る供給空気圧PSUP は連通孔48を通って出力室40に
流入し、出力室40内の圧力が調節弁1の駆動圧力Pou
t として配管50を通って駆動装置3へと供給される。
一方、この状態からノズル背圧PN が減少すると、バイ
アススプリング54によってピストン46が上昇復帰
し、ポペット弁45がスプリング54の付勢力により上
昇する。この時、ポペット弁45の上側弁体がピストン
46の孔49の下端開口部から離間して出力室40と大
気開放室41とを連通させるため、出力室40内の圧力
は前記大気開放室41を経てハウジング44の外部に排
出される。When such a pilot relay 17 is used as a normal operation type in which the output increases as the input increases, when the nozzle back pressure PN flowing from the pipe 53 into the back pressure chamber 43 increases, the diaphragms 37a and 37b are closed. Displaces downward. Therefore, the piston 46 descends against the bias spring 54, which causes the poppet valve 45 to move.
Also moves downward against the spring 54. As a result, the lower valve body of the poppet valve 45 is separated from the communication hole 48 of the partition wall 38 to communicate the air supply chamber 39 and the output chamber 40. Therefore, the supply air pressure PSUP supplied from the supply air pipe 20 to the air supply chamber 39 flows into the output chamber 40 through the communication hole 48, and the pressure in the output chamber 40 is the drive pressure Pou of the control valve 1.
It is supplied to the drive unit 3 through the pipe 50 as t.
On the other hand, when the nozzle back pressure PN is reduced from this state, the bias spring 54 causes the piston 46 to return upward, and the poppet valve 45 rises due to the urging force of the spring 54. At this time, since the upper valve body of the poppet valve 45 is separated from the lower end opening of the hole 49 of the piston 46 to communicate the output chamber 40 and the atmosphere opening chamber 41, the pressure in the output chamber 40 is set to the atmosphere opening chamber 41. And is discharged to the outside of the housing 44.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
バルブポジショナにおいては、周囲温度の変化によりパ
イロットリレーの動作点が変化するという問題があっ
た。すなわち、支点15を形成する十字状ばね15a、
このばね15aを支持するブラケット15b等の支点構
成部材は、ステンレス鋼で製作され、ヨーク31は磁性
材料で製作されているので、これら材料の線膨張係数が
約2倍弱異なっている。そのため、周囲温度が変化する
とノズルギャップが大きくなり、ノズル背圧が低下す
る。その結果、出力空気圧Pout が低下(ゼロ点シフ
ト)し、調節弁を高精度に制御することができなくな
る。The conventional valve positioner as described above has a problem that the operating point of the pilot relay changes due to a change in ambient temperature. That is, the cross spring 15a forming the fulcrum 15,
Since the fulcrum-constituting members such as the bracket 15b for supporting the spring 15a are made of stainless steel and the yoke 31 is made of a magnetic material, the linear expansion coefficients of these materials are slightly different from each other by about a factor of two. Therefore, when the ambient temperature changes, the nozzle gap increases and the nozzle back pressure decreases. As a result, the output air pressure Pout decreases (zero point shift), and the control valve cannot be controlled with high accuracy.
【0012】図5は電空変換器(EPM)の特性とパイ
ロットリレーの特性を示す図である。実線は正常時の特
性、点線は周囲温度の変化やクリープによる特性を示
す。この図からも明らかなように、周囲温度が変化する
と、例えば図4に示す略水平な状態とされる50%F.
Sの位置で、ノズル背圧PN がPN2からPN1に低下す
る。このため、パイロットリレー44の出力空気圧Pou
t は、P2 からP1 に低下し、この変化分は非常に大き
く、無視できない。FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of the electro-pneumatic converter (EPM) and the characteristics of the pilot relay. The solid line shows the characteristics under normal conditions, and the dotted line shows the characteristics due to changes in ambient temperature and creep. As is clear from this figure, when the ambient temperature changes, for example, the substantially horizontal state shown in FIG.
At the S position, the nozzle back pressure PN decreases from PN2 to PN1. Therefore, the output air pressure Pou of the pilot relay 44
The value of t decreases from P2 to P1, and this change is so large that it cannot be ignored.
【0013】そこで、従来は周囲温度の変化等によりゼ
ロ点シフトが生じた場合、零調整機構18によってばね
19の力を調整することで、ゼロ点シフトを調整してい
たが、その都度作業者が調整することは非常に面倒で、
煩わしいという問題があった。Therefore, conventionally, when a zero point shift occurs due to a change in ambient temperature or the like, the zero point shift mechanism is adjusted by adjusting the force of the spring 19 by the zero adjusting mechanism 18. Is very tedious to adjust,
The problem was that it was annoying.
【0014】したがって、本発明は上記したような従来
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、周囲温度の変化や構成部材のクリープに拘らずパ
イロットリレーの出力が変化せずゼロ点シフトの発生を
防止することができ、作業者による零点調整を不要した
ポジショナを提供することにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to change the output of the pilot relay irrespective of the change of the ambient temperature and the creep of the constituent members. The purpose of the present invention is to provide a positioner that can prevent the occurrence of zero point shift without requiring zero adjustment by an operator.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、コイルおよび永久磁石を
配設した断面E字型のヨークの外側の脚部の一方の先端
にノズルを配設し、このノズルに対向して前記ヨークの
中央脚部付近に支点を有するフラッパを配設した電空変
換器と、前記ノズルの背圧を導入するノズル背圧室に対
向するバイアス室を設けたパイロットリレーとを備えた
ポジショナにおいて、前記フラッパの支点付近に対向し
て前記ヨークの中央脚部にノズルを形成すると共に、こ
のノズルの背圧を前記パイロットリレーのバイアス室に
導入したことを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a nozzle at one end of an outer leg portion of a yoke having an E-shaped cross section in which a coil and a permanent magnet are arranged. And a bias chamber facing the nozzle back pressure chamber for introducing back pressure of the nozzle, and an electropneumatic converter having a flapper having a fulcrum near the central leg of the yoke. In a positioner having a pilot relay provided with, a nozzle is formed in the central leg of the yoke facing the fulcrum of the flapper, and the back pressure of the nozzle is introduced into the bias chamber of the pilot relay. Is characterized by.
【0016】[0016]
【作用】本発明において、ヨークの中央脚部に設けたノ
ズルのノズル背圧PN ’は、パイロットリレーのバイア
ス室に導かれる。一方、ヨークの一方の脚部に形成され
たノズルのノズル背圧PN はパイロットリレーの背圧室
に導かれる。このため、周囲温度の変化によりノズル背
圧PN が変化すると、PN ’も変化し、パイロットリレ
ーの特性を平行移動させる(図2)。つまり、パイロッ
トリレーの特性は、電空変換器よりバイアス室と背圧室
に導かれるこれらノズル背圧PN ,PN ’によって決ま
るため、周囲温度の変化により電空変換器の特性が変化
すると、これに伴ってパイロットリレーの特性も変化す
ることになる。この時の特性変化は平行移動であるた
め、パイロットリレーの出力は変化せず、したがって調
節弁の動作点も変化しない。In the present invention, the nozzle back pressure PN 'of the nozzle provided on the central leg of the yoke is guided to the bias chamber of the pilot relay. On the other hand, the nozzle back pressure PN of the nozzle formed on one leg of the yoke is guided to the back pressure chamber of the pilot relay. Therefore, when the nozzle back pressure PN changes due to the change in ambient temperature, PN 'also changes, and the characteristics of the pilot relay are moved in parallel (Fig. 2). In other words, the characteristics of the pilot relay are determined by these nozzle back pressures PN and PN 'introduced from the electropneumatic converter to the bias chamber and the back pressure chamber. Therefore, if the characteristics of the electropneumatic converter change due to changes in ambient temperature, As a result, the characteristics of the pilot relay will also change. Since the characteristic change at this time is a parallel movement, the output of the pilot relay does not change, and therefore the operating point of the control valve does not change.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明に係るポジショナに用い
られる電空変換器とパイロットリレーの構成を示す断面
図である。なお、図中、図3および図4と同一構成部材
のものに対しては同一符号をもって示し、その説明を省
略する。同図において、本実施例はベース30上に設置
固定されるヨーク31の外側の一方の脚部31aの先端
面に第1のノズル16をフラッパ14に近接対向させて
形成し、フラッパ14の支点15に対応して第2のノズ
ル60を中央脚部31bの先端に形成し、この第2のノ
ズル60を供給空気用配管20に絞り61を介して接続
すると共に、このノズル60の背圧PN'をパイロットリ
レー44のバイアス室42に導くように構成したもので
ある。つまり、本発明においては供給空気圧Psup の代
わりに、支点15付近に設けた第2のノズル60の背圧
PN'をバイアス室42に導くようにしたのである。その
他の構成は上記した従来装置の同様である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an electropneumatic converter and a pilot relay used in a positioner according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this figure, in the present embodiment, the first nozzle 16 is formed on the tip end surface of one leg 31a on the outside of the yoke 31 installed and fixed on the base 30 so as to closely face the flapper 14, and the fulcrum of the flapper 14 is supported. The second nozzle 60 is formed at the tip of the central leg portion 31b corresponding to No. 15, and the second nozzle 60 is connected to the supply air pipe 20 through the throttle 61, and the back pressure PN of the nozzle 60 is increased. 'Is guided to the bias chamber 42 of the pilot relay 44. That is, in the present invention, instead of the supply air pressure Psup, the back pressure PN 'of the second nozzle 60 provided near the fulcrum 15 is guided to the bias chamber 42. Other configurations are the same as those of the above-described conventional device.
【0018】図2はこのような構成からなる電空変換器
とパイロットリレーの特性を示す図である。同図におい
て、電空変換器の特性は、周囲温度が変化すると実線で
示す特性から点線で示す特性に変化する。この時、パイ
ロットリレーの特性は電空変換器の特性変化に応じて実
線で示す特性から点線で示す特性に変化する。この特性
変化は平行移動である。これは、ノズルフラッパ間隙に
より変動する第2のノズル60の背圧PN'をバイアス室
41に導いているためで、定圧の供給空気圧Psup を導
く上記した従来装置と全く異なる点である。FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the electropneumatic converter and the pilot relay having such a configuration. In the figure, the characteristic of the electropneumatic converter changes from the characteristic indicated by the solid line to the characteristic indicated by the dotted line when the ambient temperature changes. At this time, the characteristic of the pilot relay changes from the characteristic indicated by the solid line to the characteristic indicated by the dotted line in accordance with the characteristic change of the electropneumatic converter. This characteristic change is a translation. This is because the back pressure PN 'of the second nozzle 60, which fluctuates due to the nozzle flapper gap, is guided to the bias chamber 41, which is a completely different point from the above-mentioned conventional device for guiding the constant supply air pressure Psup.
【0019】このように本発明においては、パイロット
リレー44の特性を電空変換器4の特性変化に応じて変
化させるようにしているので、言い換えればパイロット
リレー44の特性は、電空変換器13からバイアス室4
2と背圧室43に導かれるノズル背圧PN ,PN'によっ
て決まるため、例えばフラッパ14が略水平な状態とさ
れる50%F.Sの位置で、ノズル背圧PN が周囲温度
の変化により、PN2からPN1に変化したとしても、パイ
ロットリレー44の特性は平行移動するだけで、出力空
気圧Pout は変化せず、したがって動作点も変わらな
い。それ故、ゼロ点シフトの調整が不要である。As described above, in the present invention, the characteristic of the pilot relay 44 is changed in accordance with the characteristic change of the electropneumatic converter 4. In other words, the characteristic of the pilot relay 44 is changed to the electropneumatic converter 13. To bias chamber 4
2 and the nozzle back pressures PN and PN 'introduced into the back pressure chamber 43, the 50% F.S. At the position S, even if the nozzle back pressure PN changes from PN2 to PN1 due to a change in ambient temperature, the characteristics of the pilot relay 44 only move in parallel, the output air pressure Pout does not change, and the operating point also changes. Absent. Therefore, no adjustment of the zero point shift is necessary.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るポジシ
ョナによれば、コイルおよび永久磁石を配設した断面E
字型のヨークの外側の脚部の一方の先端にノズルを配設
し、このノズルに対向して前記ヨークの中央脚部付近に
支点を有するフラッパを配設した電空変換器と、前記ノ
ズルの背圧を導入するノズル背圧室に対向するバイアス
室を設けたパイロットリレーとを備えたポジショナにお
いて、前記フラッパの支点付近に対向して前記ヨークの
中央脚部にノズルを形成すると共に、このノズルの背圧
を前記パイロットリレーのバイアス室に導入するように
構成したので、周囲温度の変化や支点構成部材のクリー
プ等による電空変換器の特性変化に伴いパイロットリレ
ーの特性を平行に移動させることができる。このため、
パイロットリレーの出力空気圧は変化せず、ゼロ点シフ
トの発生を防止することができる。したがって、作業者
による零点調整が不要で、ポジショナの取扱いが簡単か
つ容易で、高精度な制御を可能にするポジショナを提供
することができる。As described above, according to the positioner of the present invention, the cross section E in which the coil and the permanent magnet are arranged is provided.
An electro-pneumatic converter in which a nozzle is provided at one end of an outer leg of a character-shaped yoke, and a flapper having a fulcrum is provided near the central leg of the yoke facing the nozzle, and the nozzle. In a positioner equipped with a pilot relay provided with a bias chamber facing the nozzle back pressure chamber for introducing the back pressure of the nozzle, the nozzle is formed in the central leg of the yoke so as to face the vicinity of the fulcrum of the flapper. Since the back pressure of the nozzle is introduced into the bias chamber of the pilot relay, the characteristics of the pilot relay are moved in parallel with the changes in the characteristics of the electropneumatic converter due to changes in ambient temperature and creep of the fulcrum component. be able to. For this reason,
The output air pressure of the pilot relay does not change, and the zero point shift can be prevented. Therefore, it is possible to provide a positioner that does not require zero adjustment by an operator, is easy and easy to handle the positioner, and enables highly accurate control.
【図1】 本発明に係るポジショナに用いられる電空変
換器とパイロットリレーの構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an electropneumatic converter and a pilot relay used in a positioner according to the present invention.
【図2】 本発明による電空変換器とパイロットリレー
の特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing characteristics of an electropneumatic converter and a pilot relay according to the present invention.
【図3】 バルブポジショナの従来例を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional example of a valve positioner.
【図4】 電空変換器の動作原理を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an operation principle of an electropneumatic converter.
【図5】 電空変換器とパイロットリレーの特性を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing characteristics of an electropneumatic converter and a pilot relay.
5…電空変換器、12…ノズル・フラッパ機構、14…
フラッパ、15…支点、16…ノズル、17…パイロッ
トリレー、30…ベース、31…ヨーク、31a, 31
b,31c…脚部、32a,32b…コイル、33…永
久磁石、39…供給空気室、40…出力室、41…大気
開放室、42…バイアス室、43…背圧室、60…第2
のノズル。5 ... Electro-pneumatic converter, 12 ... Nozzle and flapper mechanism, 14 ...
Flapper, 15 ... Support point, 16 ... Nozzle, 17 ... Pilot relay, 30 ... Base, 31 ... Yoke, 31a, 31
b, 31c ... Legs, 32a, 32b ... Coil, 33 ... Permanent magnet, 39 ... Supply air chamber, 40 ... Output chamber, 41 ... Atmosphere opening chamber, 42 ... Bias chamber, 43 ... Back pressure chamber, 60 ... Second
Nozzle.
Claims (1)
字型のヨークの外側の脚部の一方の先端にノズルを配設
し、このノズルに対向して前記ヨークの中央脚部付近に
支点を有するフラッパを配設した電空変換器と、前記ノ
ズルの背圧を導入するノズル背圧室に対向するバイアス
室を設けたパイロットリレーとを備えたポジショナにお
いて、 前記フラッパの支点付近に対向して前記ヨークの中央脚
部にノズルを形成すると共に、このノズルの背圧を前記
パイロットリレーのバイアス室に導入したことを特徴と
するポジショナ。1. A cross section E in which a coil and a permanent magnet are arranged.
An electro-pneumatic converter in which a nozzle is provided at one end of an outer leg of a character-shaped yoke, and a flapper having a fulcrum is provided near the central leg of the yoke facing the nozzle, and the nozzle. In a positioner equipped with a pilot relay provided with a bias chamber facing the nozzle back pressure chamber for introducing the back pressure of the nozzle, a nozzle is formed in the central leg of the yoke facing the vicinity of the fulcrum of the flapper, and A positioner characterized by introducing back pressure of a nozzle into a bias chamber of the pilot relay.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6149696A JPH0816249A (en) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Positioner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6149696A JPH0816249A (en) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Positioner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0816249A true JPH0816249A (en) | 1996-01-19 |
Family
ID=15480821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6149696A Pending JPH0816249A (en) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Positioner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0816249A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013254447A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Azbil Corp | Positioner |
JP2013254448A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Azbil Corp | Positioner |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP6149696A patent/JPH0816249A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013254447A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Azbil Corp | Positioner |
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