JPH11211746A - 流れ方向検出装置 - Google Patents

流れ方向検出装置

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JPH11211746A
JPH11211746A JP2380498A JP2380498A JPH11211746A JP H11211746 A JPH11211746 A JP H11211746A JP 2380498 A JP2380498 A JP 2380498A JP 2380498 A JP2380498 A JP 2380498A JP H11211746 A JPH11211746 A JP H11211746A
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JP
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passage
pressure
check valve
fluid
circuit
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JP2380498A
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Inventor
Morita Hayashi
盛太 林
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小流量でも流体の流れ方向が検出可能で、
かつ、抵抗が少なく、構造の簡単な流れの方向の検出装
置を提供する。 【解決手段】 通路(2、3)内を流れる流体の流れる方向
を検出する流れ方向検出装置において、通路(2、3)内を
流れる流体に作用して開くチェックバルブ(10a、10b)を
通路(2、3)内に対向して配置し、かつ、流れる流体に作
用して開くチェックバルブ(10a、10b)の動きを検出し、
通路(2、3)内を流れる流体の流れる方向を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流れ方向検出装置
に係わり、特に、通路内を流れる油の流れ方向をポート
の開閉により生ずる信号より検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】流体の制御は流体の流れの方向を予め設
定するか、あるいは、流れを検出した後に、所定の制御
をすることが多い。図6は従来の流体の流れ方向の検出
装置の一例を示す模式図である。通路30には絞り31
が設けられ、その左側に第1圧力検出器23aが、右側
には第2圧力検出器23bが配設されている。流体が矢
印のように左側から右側に向けて流れる場合には絞り3
1が有るため第1圧力検出器23aの圧力は高く、第2
圧力検出器23bの圧力は低くなる。流体が破線矢印の
ように右側から左側に向けて流れる場合には第2圧力検
出器23bの圧力は高く、第1圧力検出器23aの圧力
は低くなる。したがって、第1、第2圧力検出器23
a、23bの圧力を検出することにより流体の流れの方
向を検出することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、通路に絞りを設けているため流れの抵抗
となり、エネルギーの損失が大きくなるとともに、発熱
等の問題が生ずる。この問題を避けるために絞りの直径
を大きくすると微小流量の場合には圧力差の検出が困難
になるとともに、精度が良い検出ができないという問題
がある。また、絞りが小さくして、小流量を検出する場
合でも、流体が流れる時の始め、あるいは、流れ方向が
切り換わった時の始めに、流れの方向を短時間に、精度
良く検出することは困難であるという問題がある。
【0004】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、流れ方向検出装置に係わり、特に、微小流量で
も流体の流れ方向が検出可能で、かつ、抵抗が少なく、
構造の簡単な流れの方向の検出装置を提供することを目
的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段、作用および効果】上記の
目的を達成するために、本発明に係る流れの方向の検出
装置の第1発明は、通路内を流れる流体の流れる方向を
検出する流れ方向検出装置において、通路内を流れる流
体に作用して開くチェックバルブを通路内に対向して配
置し、かつ、流れる流体に作用して開くチェックバルブ
の動きを検出し、通路内を流れる流体の流れる方向を検
出する構成としている。上記構成により、例えば、一つ
のチェックバルブは、流体が通路内を左から右に流れる
と開く向きに配設し、他の一つのチェックバルブは、流
体が通路内を右から左に流れると開く向きに配設すると
ともに、それぞれのチェックバルブは、流体が流れると
チェックバルブは動いてポートを開き、ポートが連通す
る。このとき、例えば、開いた側のチェックバルブの動
きを検出することにより、流体が通路内を何れの方向に
流れているかが検出される。これにより、チェックバル
ブ構造を用いているため、流れの方向のチェックバルブ
は抵抗が少なくて開くとともに、流れの反対側のチェッ
クバルブは確実に閉じ、このチェックバルブの開による
動きを検出することにより確実に流れの方向が検出でき
る。また、チェックバルブを用いているため、大流量の
流体を流しても流れの抵抗を少なくでき、エネルギーの
損失を少なくできるとともに、発熱が発生しなくなり、
冷却装置等が不要になる。また、チェックバルブ構造で
あるため微小流量、あるいは、流れ方向が切り換わった
時でも、流れの方向のチェックバルブは抵抗が少なくて
開くとともに、流れの反対側のチェックバルブは確実に
閉じ、圧力の検出が可能であり、流れの方向の検出が可
能である。
【0006】第2発明は、通路内を流れる流体の流れる
方向を検出する流れ方向検出装置において、通路内を流
れる流体に作用して開くチェックバルブを通路内に対向
して配置し、かつ、流れる流体に作用して開くチェック
バルブの動きにより連通した流体回路の流体流れ状態を
検出する手段を設け、通路内を流れる流体の流れる方向
を検出する構成としている。上記構成により、例えば、
一つのチェックバルブは、流体が通路内を左から右に流
れると開く向きに配設し、他の一つのチェックバルブ
は、流体が通路内を右から左に流れると開く向きに配設
するとともに、それぞれのチェックバルブは、流体が流
れるとチェックバルブは動いてポートを開き、ポートが
検出回路に連通する。このとき、例えば、開いた側のチ
ェックバルブの圧力を検出することにより、流体が通路
内を何れの方向に流れているかが検出される。これによ
り、第2発明と同様に、チェックバルブ構造を用いてい
るため、流れの方向のチェックバルブは抵抗が少なくて
開くとともに、流れの反対側のチェックバルブは確実に
閉じ、このチェックバルブの開閉による圧力を検出する
ことにより確実に流れの方向が検出できる。また、チェ
ックバルブを用いているため、大流量の流体を流しても
流れの抵抗を少なくでき、エネルギーの損失を少なくで
きるとともに、発熱が発生しなくなり、冷却装置等が不
要になる。また、チェックバルブ構造であるため微小流
量、あるいは、流れ方向が切り換わった時でも、流れの
方向のチェックバルブは抵抗が少なくて開くとともに、
流れの反対側のチェックバルブは確実に閉じ、圧力の検
出が可能であり、流れの方向の検出が可能である。
【0007】第3発明は、第2発明の構成に基づき、流
体回路の流体流れ状態を検出する手段は、流体回路の圧
力、流体回路からの絞り捨て圧力、流体回路に設けた絞
りの前後の差圧、あるいは、弁本体に接触するスイッチ
からの導通信号による構成としている。上記構成によ
り、チェックバルブが動きポートが開いたときに生ずる
流れによる圧力、差圧を検出することにより、流れ方向
が分かる。または、チェックバルブの弁本体の動きを、
例えば、リミットスイッチ、あるいは接触センサ等の位
置センサによる電気の導通によっても流れ方向が分か
る。これにより、従来から用いられているセンサを用い
ることにより、確実に、容易に流れの方向を検出するこ
とができる。
【0008】第4発明は、第1発明あるいは第1発明の
構成に基づき、弁体に第1通路と第2通路とを並列に配
設するとともに、第1通路と第2通路を二つの並列に配
置した第1連通路と第2連通路で連結し、かつ、第1通
路と第2連通路の間、および、第2通路と第1連通路の
間に流体の流れに作用して開くチェックバルブをそれぞ
れ配置し、開いたチェックバルブ側の圧力検出回路の圧
力を圧力検出手段で検出して通路内を流れる流体の流れ
る方向を検出する構成としている。上記構成により、第
1通路から第2通路への流れは、第2通路から一つのチ
ェックバルブを介して第1連通路に、また、反対に、第
2通路から第1通路への流れは、第1通路から他の一つ
のチェックバルブを介して第2連通路に、流れるため、
微小流量、あるいは、流れ方向が切り換わった時でも、
流れの方向のチェックバルブは抵抗が少なくて開くとと
もに、流れの反対側のチェックバルブは確実に閉じて流
れの制御が確実になる。これにより、チェックバルブが
確実に作動するため圧力の検出が確実に、精度良く検出
することが可能であり、流れの方向の検出も確実に、精
度良く検出できる。
【0009】第5発明は、第4発明の構成に基づき、圧
力検出手段は、チェックバルブの弁本体の外周部に設け
られた環状溝と、チェックバルブの下流側の回路と環状
溝とを接続する圧力回路と、チェックバルブが開いたと
きに環状溝および圧力回路を介してそれぞれ前記下流側
の回路と接続する圧力検出回路と、圧力検出回路にそれ
ぞれ接続する圧力検出器とを有する構成としている。上
記構成により、例えば第1通路から第2通路に流体が流
れた場合、一つのチェックバルブは開いて第2通路は圧
力検出回路および環状溝を介して圧力検出回路に接続さ
れて圧力検出器は圧力を検出し、他の一つのチェックバ
ルブは閉じていて他の圧力検出回路は閉じているため他
の圧力検出器は圧力がゼロを示す。これにより、確実
に、容易に流れの方向を検出することができる。また、
弁体、および、チェックバルブより構成されているた
め、構成が簡単になるとともに、加工も容易に制作で
き、場積が小さくでき、安価にできる。
【0010】
【発明の実施の形態及び実施例】以下に、本発明に係る
流れ方向検出装置の実施例について、図1〜図3を参照
して詳述する。図1は流れ方向検出装置の回路図であ
る。弁体1には第1通路2および第2通路3が並列で、
かつ、各先端部が一部重複して設けられている。第1通
路2の先端部と第2通路3とは第2連通路5により接続
され、また、第2通路3の先端部と第1通路2とは第1
連通路4により接続され、かつ、第1連通路4および第
2連通路5とは並列に設けられている。第1通路2と第
2連通路5との接続部には第1チェックバルブ10aが
第1通路2側に向けて配設され、また、第2通路3と第
1連通路4との接続部には第2チェックバルブ10bが
第2通路3側に向けて配設され、かつ、第1チェックバ
ルブ10aと第2チェックバルブ10bとは位相がずれ
た位置で対向して配置されている。第1チェックバルブ
10aの第1通路2側の先端部、および第2チェックバ
ルブ10bの第2通路3側の先端部は、それぞれのバネ
12により弁体1のそれぞれのシート部15a、15b
側に付勢され、閉じている。第1チェックバルブ10a
の下流の第2連通路5から分岐した第1圧力回路21a
は第1チェックバルブ10aを介して第1圧力検出器2
3aに接続する第1圧力検出回路22aに接続し、第1
圧力検出手段20aを構成している。第1チェックバル
ブ10aはA(閉)位置とB(開)位置とを有してお
り、A位置では第1圧力回路21aと第1圧力検出回路
22aとは閉じ、B位置では第1圧力回路21aと第1
圧力検出回路22aとは開いている。第1チェックバル
ブ10aのバネ12側には第1受圧部13aが設けら
れ、第2連通路5と第1受圧回路14aで接続してい
る。
【0011】同様に、第2チェックバルブ10bも構成
され、第1連通路4から分岐した第2圧力回路21bは
第2チェックバルブ10bを介して第2圧力検出器23
bに接続する第2圧力検出回路22bに接続し、第2圧
力検出手段20bを構成している。その他の構成は第1
チェックバルブ10aと同一構成なので説明は省略す
る。なお、上記において、第1圧力回路21aと第2圧
力回路21bとは、それぞれを第1連通路4あるいは第
2連通路5とに接続したが、第1通路2あるいは第2通
路3にそれぞれを接続しても良い。
【0012】次に、作動について説明する。例えば、第
1通路2から第2通路3に向けて流体が流れると、第1
チェックバルブ10aは開き、第2連通路5を経て第2
通路3に至る。このとき、第1チェックバルブ10aは
B位置に切り換わり、流体の圧力は第1圧力回路21
a、第1チェックバルブ10a、第1圧力検出回路22
aを経て第1圧力検出器23aに至り圧力を検出する。
第2チェックバルブ10bにも同時に圧力が加わるが、
第1連通路4から第2受圧回路14bを経て第2受圧部
13bに圧力が加わるため第2チェックバルブ10bは
開かない。したがって、第2圧力検出器23bは圧力が
立たないで、ゼロを示す。すなわち、第1圧力検出器2
3aが圧力検出した場合には流体は第1通路2から第2
通路3に向かって流れていることとなる。第2通路3か
ら第1通路2に向かって流体が流れる場合には上記と逆
に第2圧力検出器23bは圧力を検出し、第1圧力検出
器23aは圧力が立たないで、ゼロを示す。
【0013】図2は流れ方向検出装置の構成を示す断面
図である。弁体1には第1通路2および第2通路3が先
端部を重複して並列に設けられている。第1通路2の先
端部は、直角方向に設けられた第2連通路5により第2
通路3に、また、第2通路3の先端部は、直角方向に設
けられた第1連通路4により第1通路2に、それぞれが
接続している。第1通路2と第2連通路5との接続部に
は第1チェックバルブ10aが第1通路2側にシート部
15aを向けて配設されており、第2通路3と第1連通
路4との接続部には第2チェックバルブ10bが第2通
路3側にシート部15bを向けて配設されている。第
1、第2チェックバルブ10a、10bはバネ12によ
りそれぞれがシート部15a、15b側に付勢されてお
り、閉じている。第1チェックバルブ10aに設けられ
た第1受圧回路14aは第2連通路5と第1受圧部13
aとを接続している。また、第2チェックバルブ10b
に設けられた第2受圧回路14bは第1連通路4と第2
受圧部13bとを接続している。
【0014】第2連通路5に設けられた第1圧力回路2
1aと、弁体1に設けられ第1圧力検出回路22aとは
第1チェックバルブ10aの第1弁本体11aの外周に
設けられた第1環状溝24aを介して連通するようにな
っており、第1圧力検出回路22aは第1圧力検出器2
3aと接続して第1圧力検出手段20aを構成してい
る。第1圧力回路21aと第1圧力検出回路22aとは
シート部15aが閉じているときには閉じており、シー
ト部15aが開くと接続するようになっている。また、
同様に、第1連通路4に設けられた通路21bと、弁体
1に設けられ第2圧力検出回路22bとは第2チェック
バルブ10bの第2弁本体11bの外周に設けられた第
1環状溝24bを介して連通するようになっており、第
2圧力検出回路22bは第2圧力検出器23bと接続し
て第2圧力検出手段20bを構成している。第2圧力回
路21bと第2圧力検出回路22bとはシート部15b
が閉じているときには閉じており、シート部15bが開
くと接続するようになっている。
【0015】次に、作動について説明する。第1通路2
および第2通路3を流体が流れていない場合には、図2
に示すように、第1チェックバルブ10aおよび第2チ
ェックバルブ10bは、バネ12によりそれぞれがシー
ト部15a、15b側に付勢されて閉じている。次に、
例えば、図3に示すように、流体が矢印の方向に示すよ
うに、第2通路3から第1通路2に向けて流れ始める場
合について説明する。流体は第2通路3から第2チェッ
クバルブ10bに作用し、第2チェックバルブ10bの
シート部15bを開いて第1連通路4に流れる。第1連
通路4に流れた流体は第2圧力回路21bから第2チェ
ックバルブ10bの第1環状溝24bを経て第2圧力検
出回路22bから第2圧力検出器23bに至る。これに
より、流体の圧力は第2圧力検出器23bにより検出さ
れる。また、このとき、第1チェックバルブ10aは、
第1受圧回路14aを経て第1受圧部13aに加えられ
る流体圧力と、バネ12による付勢とにより、シート部
15a側に付勢されて閉じている。第1チェックバルブ
10aが作動しないため、弁体1に設けられ第1圧力検
出回路22aと、第1チェックバルブ10aの第1弁本
体11aの外周に設けられた第1環状溝24aとが遮断
され、第1圧力検出器23aは圧力を検出しない。した
がって、流体の流れにより開かれた第2チェックバルブ
10b側の第2圧力検出器23bが圧力を検出すること
により、第2通路3から第1通路2に向けて流れ始めた
ことが検出される。また、第2通路3から第1通路2に
向けて常に流れている場合には、前記と同様に、流れる
方向の第2チェックバルブ10bが常に開かれているた
め、第2圧力検出器23bにより常に圧力が検出される
ので流れを検出できる。
【0016】また、流れが切り換わったとき、例えば、
第2通路3から第1通路2に向けて流れていたのが、第
1通路2から第2通路3に向けて流れるようになったと
き、第2チェックバルブ10bが開き第2圧力検出器2
3bで検出していたのが、流れが切り換わることによ
り、第2チェックバルブ10bが閉じるとともに、第1
チェックバルブ10aが開き、第1圧力検出器23aで
検出される。このチェックバルブの切り換わりに伴い、
圧力検出器での圧力の切り換わりを検出することによ
り、容易に流れの方向を確認できる。第1通路2から第
2通路3に向けて流体が流れる場合には上述の逆となる
ため、詳細な説明は省略する。
【0017】図3では、流量が微小である場合を示して
あるが、第1チェックバルブ10aと第2チェックバル
ブ10bのコーンシート部先端に狭い隙間を有するクリ
アランスラップ長さLAを設けているため、微小流量で
もリフト量Lが確実に得られ、圧力あるいはバルブの動
きを検出でき、流れの方向を確実に検出することができ
る。流量が大きくなるに従ってリフト量Lは更に大きく
なり、開口量は大きくなる。したがって、流量が大きく
なっても流れの抵抗は少なく効率の低下が少ないととも
に、発熱もない。また、微小流量においても圧力を検出
し、流れの方向を確実に検出することができる。また、
大流量を流すとともに、微小流量をさらに精度良く測定
したいときには、圧力測定範囲が低い圧力計を用いると
ともに、高圧時には低い圧力計を遮断することにより、
正確に、精度良く測定できる。
【0018】次に、検出手段の実施例について説明す
る。図1から図3において、第1実施例では、第1圧力
検出回路22aに第1捨て回路31aを、また、第2圧
力検出回路22bには第2捨て回路31bをそれぞれ設
け、この第1捨て回路31aおよび第2捨て回路31b
にそれぞれ第1絞り32を設けて、第1圧力検出回路2
2aあるいは第2圧力検出回路22bからタンクに戻る
捨て圧力を第1圧力検出器23aあるいは第2圧力検出
器23bにより検出する。次に、第2実施例について説
明する。第1実施例では第1捨て回路31aおよび第2
捨て回路31bをそれぞれ設けたが、第2実施例では第
1捨て回路31aおよび第2捨て回路31bを設けず
に、第1圧力検出回路22aあるいは第2圧力検出回路
22bに生ずる圧力を第1圧力検出器23aあるいは第
2圧力検出器23bで検出し、流れを検出する。次に、
第3実施例について、図4を用いて説明する。第3実施
例では、第1圧力検出回路22aに第1差圧検出回路3
3aを、また、第2圧力検出回路22bに第2差圧検出
回路33bをそれぞれ設け、この第1差圧検出回路33
aおよび第2差圧検出回路33bにそれぞれ差圧用絞り
34を設けている。それぞれの差00絞り34の前後に
は、第1差圧検出回路33aに接続する第1差圧検出器
35aを、また、第2差圧検出回路33bに接続する第
2差圧検出器35bを配設している。流れの方向は、第
1圧力検出回路22aあるいは第2圧力検出回路22b
に配設された第1差圧検出器35aあるいは第2差圧検
出器35bで検出した差圧より判断している。次に、第
4実施例について、図5を用いて説明する。第4実施例
では、第1チェックバルブ10aおよび第2チェックバ
ルブ10bに近接して位置センサ37がそれぞれ配設さ
れている。この位置センサ37は、第1チェックバルブ
10aあるいは第2チェックバルブ10bの動きを検出
し、第1チェックバルブ10aあるいは第2チェックバ
ルブ10bが移動したときに導通し、電線38により外
部に導かれ信号を出力している。この信号は、電流計3
9に接続されて第1チェックバルブ10aあるいは第2
チェックバルブ10bが検出される。なお、この信号は
図示しないコントローラに入力して、コントローラより
CRT等の他の表示器に表示しても良い。なお、位置セ
ンサ37は、リミットスイッチ、マイクロスイッチ、接
触式スイッチ、近接スイッチ等センサであればいずれで
も良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流れの方向の検出装置の回路図であ
る。
【図2】本発明の流れの方向の検出装置のチェックバル
ブが閉じた状態を示す断面図である。
【図3】同、一方のポートから微小流量の流体が流れた
状態を示す断面図である。
【図4】本発明の流れの方向の検出装置の実施例を示す
図である。
【図5】本発明の流れの方向の検出装置の他の実施例を
示す図である。
【図6】従来の流れの方向の検出装置の説明図である。
【符号の説明】
1 弁体 2 第1通路 3 第2通路 4 第1連通路 5 第2連通路 10a 第1チェックバルブ 10b 第2チェックバルブ 11a 第1弁本体 11b 第2弁本体 12 バネ 13a 第1受圧部 13b 第2受圧部 14a 第1受圧回路 14b 第2受圧回路 15 シート部 20a 第1圧力検出手段 20b 第2圧力検出手段 21a 第2圧力回路 21b 第2圧力回路 22a 第1圧力検出回路 22b 第2圧力検出回路 23a 第1圧力検出器 23b 第2圧力検出器 24a 第1環状溝 24b 第2環状溝 31a 第1捨て回路 31b 第2捨て回路 32 第1絞り 33a 第1差圧検出回路 33b 第2差圧検出回路 34 差圧用絞り 35a 第1差圧検出器 35b 第2差圧検出器 37 位置センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通路(2、3)内を流れる流体の流れる方向
    を検出する流れ方向検出装置において、通路(2、3)内を
    流れる流体に作用して開くチェックバルブ(10a、10b)を
    通路(2、3)内に対向して配置し、かつ、流れる流体に作
    用して開くチェックバルブ(10a、10b)の動きを検出し、
    通路(2、3)内を流れる流体の流れる方向を検出すること
    を特徴とする流れ方向検出装置。
  2. 【請求項2】 通路(2、3)内を流れる流体の流れる方向
    を検出する流れ方向検出装置において、通路(2、3)内を
    流れる流体に作用して開くチェックバルブ(10a、10b)を
    通路(2、3)内に対向して配置し、かつ、流れる流体に作
    用して開くチェックバルブ(10a、10b)の動きにより連通
    した流体回路(22a、22b)の流体流れ状態を検出する手段
    (20a、20b)を設け、通路(2、3)内を流れる流体の流れる
    方向を検出することを特徴とする流れ方向検出装置。
  3. 【請求項3】 流体回路(22a、22b)の流体流れ状態を検
    出する手段(20a、20b)は、流体回路(22a、22b)の圧力、
    流体回路(22a、22b)からの絞り捨て圧力、流体回路(22
    a、22b)に設けた絞り(34)の前後の差圧、あるいは、
    弁本体(11a 、11b)に接触するスイッチ(30a 、30b)か
    らの導通信号によることを特徴とする請求項2記載の流
    れ方向検出装置。
  4. 【請求項4】 弁体(1) に第1通路(2) と第2通路(3)
    とを並列に配設するとともに、第1通路(2) と第2通路
    (3) を二つの並列に配置した第1連通路(4)と第2連通
    路(5) で連結し、かつ、第1通路(2) と第2連通路(5)
    の間、および、第2通路(3) と第1連通路(4) の間に流
    体の流れに作用して開くチェックバルブ(10a、10b)をそ
    れぞれ配置し、開いたチェックバルブ(10a、10b)側の圧
    力検出回路(22a、22b)の圧力を圧力検出手段(20a、20b)
    で検出して通路(2、3)内を流れる流体の流れる方向を検
    出することを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載
    の流れ方向検出装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の流れ方向検出装置におい
    て、圧力検出手段(20a、20b)は、チェックバルブ(10a、
    10b)の弁本体(11)の外周部に設けられた環状溝(24)と、
    チェックバルブ(10a、10b)の下流側の回路と環状溝(24)
    とを接続する圧力回路(21)と、チェックバルブ(10a、10
    b)が開いたときに環状溝(24)および圧力回路(21)を介し
    てそれぞれ前記下流側の回路と接続する圧力検出回路(2
    2a、22b)と、圧力検出回路(22a、22b)にそれぞれ接続す
    る圧力検出器(23a、23b)とを有することを特徴とする流
    れの方向の検出装置。
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