JPH09100803A - 弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的低圧の圧搾空気又は計装空気を動力と
して、小型軽量で設置場所に制限を受けたり、架台を設
ける必要が生じたりすることがないものにする。 【解決手段】 ブースタ１に計装空気などを送入し昇圧
した作動油を送出させて油圧式操作機２を作動させる弁
駆動装置であって、ブースタ１は大径のピストン１８が
第１のシリンダ室２０に装入されており、ピストン１８
の一方の側に同軸に設けられた小径の円柱部１９が隔壁
２２を密封状に貫通して隣接する第２のシリンダ室２１
に突出しており、第１のシリンダ室２０の一方の側２５
に作動油が満たされていて、第１のシリンダ室２０の他
方の側２６に計装空気などが送入されると、空気と油の
ピストン１８に作用する作用面積の比に反比例して昇圧
した作動油を送出し、第２のシリンダ室２１に計装空気
などが送入されると、上記の一方の側２５に作動油を吸
入するように構成された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として工場内や
屋外プラントの圧搾空気又は計装空気を動力として、ボ
ールバルブなどのバルブを開閉する弁駆動装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】工場内や屋外プラントのバルブに用いら
れる弁駆動装置は、従来は一般に、圧搾空気や計装空気
を直接動力として使用する場合が多く、これら圧搾空気
や計装空気の利用できる圧力は４〜７Kgf／cm²であっ
て、比較的低い圧力であるために、特にバルブの口径が
大きい場合には、使用する操作機が極めて大きく重くな
り、このためバルブの設置場所に制限を設けたり、架台
を設ける必要が生じたりして、操作機そのものが高価に
なるだけでなく他に多くの費用を必要とし、また、消費
空気量が多く開閉時間が長いなどの課題を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に工場内や屋外プラントの圧搾空気や計装空気を動力と
してバルブを開閉する従来の弁駆動装置が、操作機が大
きく重くて設置場所に制限を受けたり、架台を設ける必
要が生じたり、操作機そのものが高価になるだけでなく
他に多くの費用を必要とし、消費空気量が多く開閉時間
が長いという課題を解決するためのものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、ブースタに圧搾空気又は計装空気を送
入して圧力を上昇させた作動油を送出させて、バルブに
装着した油圧式操作機を作動させることによりバルブを
開閉するようにした。

【０００５】この場合、上記のブースタは、大径のピス
トンを第１のシリンダ室に装入し、このピストンの一方
の側に同軸に設けた小径の円柱部を隔壁を密封状に貫通
して隣接する第２のシリンダ室に突出し、上記の第１の
シリンダ室のピストンの一方の側には作動油が満たされ
ており、第１のシリンダ室のピストンの他方の側に圧搾
空気又は計装空気を送入すると、その空気圧に対してピ
ストンに作用する空気と油との作用面積の比に反比例し
て圧力を上昇させた作動油を送出し、第２のシリンダ室
に圧搾空気又は計装空気を送入すると第１のシリンダ室
のピストンの一方の側に作動油を吸入するように構成す
るとよい。また、上記の円柱部が貫通する第１のシリン
ダ室と第２のシリンダ室との間の隔壁にそれぞれのシリ
ンダ室のためのシール部を設け、これらのシール部の間
から油タンクに接続するドレン管を設けるとよい。

【０００６】

【作用】本発明の弁駆動装置を上記のように構成したの
で、この弁駆動装置のブースタの第１のシリンダ室のピ
ストンの他方の側に圧搾空気又は計装空気が送入される
とピストンが押され、第１のシリンダ室のピストンの一
方の側に満たされた作動油が送出され、この作動油によ
ってバルブに装着した油圧式操作機を作動させてバルブ
を開閉させる。

【０００７】この場合、第１のシリンダ室のピストンの
他方の側に送入された圧搾空気又は計装空気は、大径の
ピストンの全断面面積に圧力を加えるのに対し、第１の
シリンダ室のピストンの一方の側に満たされた作動油が
ピストンに対して圧力を加える面積は、大径のピストン
の全断面面積から小径の円柱部の断面面積を差し引いた
面積であり、作動油の圧力は、圧搾空気又は計装空気の
圧力に対して上記のピストンに作用する空気と油との作
用面積の比に反比例した圧力にまで上昇する。

【０００８】このようにブースタにより昇圧した高い圧
力の作動油で操作機を作動させるので、バルブの口径が
大きい場合でも、使用する操作機は小さく軽く、このた
め設置場所に制限を受けたり、架台を設ける必要が生じ
たりすることが少なく、操作機そのものが安価になるだ
けでなく他の費用も少なくてすむ。また、消費空気量が
少なくてすみ、開閉時間が短い。更に、ガス／油式アキ
ュムレータを使用する必要がないので、操作機の出力が
次第に低下して作動速度が遅くなることもない。

【０００９】次に、ブースタを復帰させるには、第１の
シリンダ室のピストンの他方の側を大気に開放して、圧
搾空気又は計装空気を第２のシリンダ室に送入する。こ
の第２のシリンダ室に送入された圧搾空気又は計装空気
は、この第２のシリンダ室に突出している小径の円柱部
を押して、第１のシリンダ室内のピストンを他方へ移動
させる。この時、第１のシリンダ室のピストンの一方の
側は、油タンクから作動油を吸入する。

【００１０】このブースタと圧搾空気又は計装空気の供
給元との間に第１の切替弁を、また、ブースタと油圧式
操作機との間に第２の切替弁を設け、常時は、第２の切
替弁を閉止状態にし、ブースタを第１の切替弁によって
ピストンが他方へ移動していて、この第１のシリンダ室
のピストンの他方の側に圧搾空気又は計装空気が送入さ
れて加圧している状態にしておく。

【００１１】この状態で、第２の切替弁を開弁又は閉弁
するように切替えると、ブースタから送出される高圧の
作動油によってバルブが開弁又は閉弁する。この後、第
２の切替弁を閉止状態に戻し、第１の切替弁によってブ
ースタを上述のように復帰させ、更に、第１のシリンダ
室のピストンの他方の側に圧搾空気又は計装空気が送入
されて加圧している状態にする。

【００１２】また、このブースタの円柱部が貫通する第
１のシリンダ室と第２のシリンダ室との間の隔壁に設け
たそれぞれのシリンダ室のためのシール部の間から油タ
ンクに接続するドレン管を設けたので、第２のシリンダ
室から第１のシリンダ室へ空気が漏れ出て作動油に混入
し、作動油による操作機の作動が不円滑になることがな
く、第１のシリンダ室から第２のシリンダ室に作動油が
漏れ出て、ブースタの作動に悪影響を及ぼすことがな
い。また、それぞれのシリンダ室のためのシール部の前
後の差圧が大気圧との差圧となって大きくなり、これら
のシール部のシール性が向上する。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の弁駆動装置の一実施例を示
す配管系統図であって、１はブースタ、２は油圧式操作
機、３はバルブ、４は第１の切替弁、５は第２の切替
弁、６は油タンク、７はドレン管、８は逆止め弁、９及
び１０は速度調整弁、１１は遮断弁、１２は圧搾空気又
は計装空気の供給元、１３はコントロールボックス、１
４、１５、１６及び１７はリミットスイッチである。ま
た、ブースタ１において、１８はピストン、１９は円柱
部、２０は第１のシリンダ室、２１は第２シリンダ室、
２２は隔壁、２３及び２４はシール部、２５は第１のシ
リンダ室２０のピストン１８の一方の側であり、２６は
第２のシリンダ室２０のピストン１８の他方の側であ
る。

【００１４】ブースタ１の第１のシリンダ室２０には、
大径のピストン１８が装入されており、このピストン１
８の一方（図の左方）の側に小径の円柱部１９が同軸に
設けられていて、この円柱部１９が隔壁２２をシール部
（Ｏリング）２３及び２４により密封状に貫通し、第１
のシリンダ室２０に隣接する第２のシリンダ室２１に突
出している。

【００１５】第１のシリンダ室２０のピストン１８の一
方（図の左方）の側２５には作動油が満たされおり、こ
れから配管によって遮断弁１１を径て第２の切替弁５と
結ばれ、また、図のように逆止め弁８を介し油タンク６
と結ばれている。更に、第１のシリンダ室２０のピスト
ン１８の他方（図の右方）の側２６と第２のシリンダ室
２１は、それぞれ第１の切替弁４と配管によって結ばれ
ている。また、隔壁２２のシール部２３と２４との間か
ら油タンク６に接続するドレン管７が設けてある。更
に、第２の切替弁５と油圧式操作機２との間が、図のよ
うに速度調整弁９及び１０を介する配管によって結ばれ
ている。

【００１６】図１において、第１の切替弁４が図のよう
な状態になっていて、供給元１２から送られる圧搾空気
又は計装空気が切替弁４を通って第１のシリンダ室２０
のピストン１８の他方（図の右方）の側２６に送入され
ると、ピストン１８が左方に押され、第１のシリンダ室
２０のピストン１８の一方（図の右方）の側２５に満た
されている作動油が送り出される。

【００１７】この場合の作動油の圧力Ｐと圧搾空気又は
計装空気の圧力ｐとの関係は、

【数１】 である。

【００１８】今仮に、円柱部１９の直径がピストン１８
の直径の７５％であって、圧搾空気又は計装空気の圧力
が５Kgf／cm²であるとすると、上式は、次のようにな
る。

【数２】 従って、Ｐ≒１１.４３（Kgf／cm²）となり、Ｐは高い
圧力である。

【００１９】このため、バルブ３を開閉するための油圧
式操作機２は小さく軽く、このため設置場所に制限を受
けたり、架台を設ける必要が生じたりすることが少な
く、操作機２そのものが安価になるだけでなく他の費用
も少なくてすむ。また、消費空気量が少なくてすみ、開
閉時間が短い。更に、ガス／油圧アキュムレータを使用
する必要がないので、操作機の出力が次第に低下して作
動速度が遅くなることもない。

【００２０】ブースタ１から送出された高圧の作動油
は、常時は開弁されている遮断弁１１を通って第２の切
替弁５に至る。なお、逆止め弁８とも通じているが、こ
の方向には、この逆止め弁８に遮られて流れない。第２
の切替弁５がコントロールボックス１３からの指令によ
って作動すると、上記の高圧の作動油が速度調整弁９又
は１０を通って油圧式操作機２を作動させ、バルブ３を
開弁又は閉弁させる。今仮に速度調整弁９の方へ流れた
とすると、油圧式操作機２の図における一方のシリンダ
２ａに作動油が流入し、他方のシリンダ２ｂの中の作動
油は速度調整弁１０を通って油タンク６に送り込まれ
る。第２の切替弁５は、この油圧式操作機２の作動が終
わると、図に示した状態、すなわち遮断弁１１を径た作
動油の流れが第２の切替弁５によって止められる状態に
戻される。

【００２１】次に、ブースタ１を復帰させるために、第
１の切替弁４を切り替えて、供給元１２からの圧搾空気
又は計装空気を第２のシリンダ室２１に送入し、第１の
シリンダ室２０のピストン１８の他方（図の右方）の側
２６を大気に開放すると、第２のシリンダ室２１に送入
された圧搾空気又は計装空気は、円柱部１９を図の右方
へ押して、第１のシリンダ室２０の中のピストン１８を
右方へ移動させる。この時、第１のシリンダ室２０のピ
ストン１８の一方（図の左方）の側２５は、逆止め弁８
を開いて油タンク６から作動油を吸入する。

【００２２】この図１に示した本発明の弁駆動装置は、
通常、常時には第２の切替弁５を図のように閉弁状態に
し、ブースタ１を図のようにピストン１８が右方に移動
しており、第１のシリンダ室２０のピストン１８の右方
の側２６に第１の切替弁４によって圧搾空気又は計装空
気が送入され加圧された状態にしておく。そして、この
状態で第２の切替弁５を切替えて、既に説明したように
バルブを開弁又は閉弁する。

【００２３】１４、１５は、ブースタ１に設けられたリ
ミットスイッチであり、１６、１７は、油圧式操作機２
に設けられたリミットスイッチであって、これらのリミ
ットスイッチはブースタ１又は油圧式操作機２の作動状
態をキャッチして、第１の切替弁４や第２の切替弁５
に、或はコントロールボックス１２に信号を送って、第
１の切替弁４及び第２の切替弁５を適切に操作させるよ
うになっている。

【００２４】ブースタ１の円柱部１９が貫通する第１の
シリンダ室２０と第２のシリンダ室２１との間の隔壁２
２に設けたそれぞれのシリンダ室２０と２１のためのシ
ール部（Ｏリング）２３と２４の間から油タンク６に接
続するドレン管７を設けたので、第２のシリンダ室２１
から第１のシリンダ室２０へ空気が漏れ出て作動油に混
入して、作動油による操作機２の作動が不円滑になるこ
とがない。また、第１のシリンダ室２０から第２のシリ
ンダ室２１に作動油が漏れ出て、ブースタ１の作動に影
響を及ぼすことがない。更に、それぞれのシール部２３
及び２４の前後の差圧が大気圧との差圧となって大きく
なり、これらのシール部のシール性が向上する。

【００２５】

【発明の効果】本発明の弁駆動装置は、既に説明したよ
うなブースタを設けて高圧の作動油で油圧式操作機を作
動させるようにしたので、操作機が小さくて軽く、この
ため設置場所に制限を受けたり、架台を設ける必要が生
じたりすることが少なく、操作機そのものが安価になる
だけでなく他の費用も少なくてすみ、消費空気量が少な
くてすみ、開閉時間が短い。また、ガス／油式アキュム
レータを使用する必要がないので、操作機の出力が次第
に低下して作動速度が遅くなることもない。更に、作業
油に空気が混入して操作機の作動が不円滑になることも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弁駆動装置の一実施例を示す配管系統
図である。

【符号の説明】

１ ブースタ ２ 油圧式操作機 ３ バルブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブースタに圧搾空気又は計装空気を送入
   して圧力を上昇させた作動油を送出させて、バルブに装
   着した油圧式操作機を作動させることによりバルブを開
   閉するようにしたことを特徴とする弁駆動装置。
2. 【請求項２】 上記のブースタは、大径のピストンを第
   １のシリンダ室に装入し、このピストンの一方の側に同
   軸に設けた小径の円柱部を隔壁を密封状に貫通して隣接
   する第２のシリンダ室に突出し、上記の第１のシリンダ
   室のピストンの一方の側には作動油が満たされており、
   第１のシリンダ室のピストンの他方の側に圧搾空気又は
   計装空気を送入すると、その空気圧に対してピストンに
   作用する空気と油との作用面積の比に反比例して圧力を
   上昇させた作動油を送出し、第２のシリンダ室に圧搾空
   気又は計装空気を送入すると第１のシリンダ室のピスト
   ンの一方の側に作動油を吸入するように構成したことを
   特徴とする弁駆動装置。
3. 【請求項３】 上記の円柱部が貫通する第１のシリンダ
   室と第２のシリンダ室との間の隔壁にそれぞれのシリン
   ダ室のためのシール部を設け、これらのシール部の間か
   ら油タンクに接続するドレン管を設けた請求項１又は２
   記載の弁駆動装置。