JPS58214919A - 流体の圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は流体の圧力制御装置に関するものであり、史
に詳しくは、流体の流出入路と制御されるべき圧力室と
圧力室を流過する流体流量を定める主弁と電磁調圧器と
実圧測定室と設定値／実値比較部とを有し、その比較結
果に応じて主弁を駆動する如き圧力弁を備えた圧力制御
装置に関するものである。

か＼る装置としては、ドーイソ国特許出願公告第２８４
９２６５号に開示されたものが、知られている。

この発明の目的は、設定値や実値が変った場合にも、迅
速かつ正確に設定値になるように構成された圧力制御装
置を提供することにある。これには正確さを乱す流入を
相当小さいものとしなければならない。しかも、応答の
迅速性と正確さを損うことなしに、構造的にはなるべ（
小型であることが要求される。

即ちこの発明によれば、設定値変更器が設けられていて
、この変更器が、圧力室の圧力を検知してこれに応じた
電気的実値信号を形成する実圧フイーラーと比較器とを
、有している。この比較器は、電気的な実値信号を予め
与えられた設定値と比較して、この比較結果に応じた修
正設定値信号を電磁調圧器に与える。

かくして流体反作用と電気的反作用との組合せを得るこ
とができるのである。実圧測定室と一緒になった流体の
反作用は、１ｆｉｌＪ　！卸されるべき圧力室における
圧力変化および設定圧変更器における圧力変化に際して
迅速に反応して、極めて短い時間内に実値を設定値に適
合させるべく作用する。装置の可動部分間の摩擦や材料
の応力により多少の制御偏差は避は得ない。しかじか＼
る制御偏差は変更器に設けた′電気的な・反作用により
小さくすることができる。この電気的反作用は流体の反
作用程には迅速ではないか、所望の圧力値に正確に調整
し、装置各部間の摩擦や材料の応力などによっては影響
されないのである。

この発明の圧力制御装置は特にガス状流体に、（Ｎした
ものであるが、液状流体にも便用することができる。こ
の圧力制御装置は第１図に示すように圧力弁２を有して
いる。この圧力弁は流体のための流入路４と流出路６と
その間に設けられた圧力室８とを有している。圧力室８
を流過する流体の流電を定める主弁１０は修正要素とし
て作用し、かつ流入路４と制御されるべき圧力室８との
間に設けられている。この主弁１０は円孔１２に形成さ
れた弁座１４を有しており、この弁座は圧縮バネ１６に
よって押圧されて閉塞状態に保たれた弁体１８と協働し
ている。この弁体１８はプランジャー２０に架設されて
おり、このプランジャー２０は円孔１２内を軸方向に摺
動する拡大頭部２２を有しており、この波頭頭部２２は
流入路４の弁座１４に連なる部分を実圧測定室２４から
区分している。この実圧測定室２４は点綴で示す通孔２
７により圧力室８に接続されている。

実圧測定室２４はダイアフラム２６によってその上側に
設けられた設定圧室２８から区分されている。このダイ
アフラム２６はこれに作用する主弁１０の弁体１８と連
結されている。即ち、ダイアフラム２６の中央にはラム
３０が固定されており、これから下方に延在するラム類
６２が弁体１８を架設したプランジャー２０に嵌合して
いるのである。

ダイアフラム２６が下方に偏向するとラム６０を介して
プランジャー２０は圧縮バネ１６の弾発力に抗して下方
に動かされ、この結果主弁１０の弁体１８も弁座１４か
ら離れて下方に動かされる。

ダイアフラム２６が上方に偏向するとプランジャへ２０
のラム類３２が引上げられる。このラム類３２はシール
ろ４と共に一種の弁体を構成しており、このシールはプ
ランジャー２０に透通形成された排気孔６８の上端に形
成された弁座６６と共に排気弁４０を構成している。こ
れらの排気孔３８および排気弁４０　ＶＣより実圧測定
室２４は次のように排気される。即ち、ダイアフラム２
６がラム類６２を上方に動かすと、主弁１０の弁体がｙ
ｆ−座１４に接へ虫し、その後ラム類６２がシールろ４
と共に排気弁４０の弁座ろ６から引離されるものである
。

設定圧室２８は流量絞り部４４を有した通孔４２によっ
て円孔１２を介して流入路４に接続されている。またこ
の他にも設定圧室２８は排圧弁４６を介して流体排出孔
４８に接続されている。

上記の排圧弁４６は弁体５０を有しており、この弁体５
０は、電磁調圧器５４のプランジャー５２により、設定
圧室２８内の圧力に抗して弁座５６に対して押圧される
ものである。ダイアフラム２６およびこれに連結された
各部は一種の比較部を構成し、この比較部は調圧器５４
によって与えられる設定圧と実圧測定室２４の実圧との
比較結果に応じて動作するものである。

圧力室８と実圧測定室２４とを接続する通孔２７にも必
要に応じて適宜流量絞り部を設けてよい。

この圧力制御装置は値の変化にズ１して非常に迅速に反
応するもので、実圧値もしくは設定圧値が変った場合に
も迅速に実圧値を設定圧１直に等しくなるようにｆｆｆ
ｌＪ　Ｈする。拡大頭部２２と円孔１２との機械的な摩
擦、ダイアンラム２６およびその両面に取つけたダイア
フラム板の曲げ応力、電磁調圧器５４のヒステリシスな
どが原因で若干側（財）偏差が生じ、用途如何によって
はこれが妨げとなることもあるつじかし、この発明の圧
力制御装置は、例えばスプレー塗装装置における粉状塗
装材料の吹っけや送出しに際してのガス圧力の制御には
非常に有効に利用されるものである。

第２図に示す設定圧変更器６２は、実圧ツイーン−６４
を有しており、この実圧ツイーン−６４は圧力室８に接
続された流体通孔６８の開口部６６に載っていて、圧力
室８内の圧力を直接に検出する。この実圧フイーラー６
４は圧力室８の圧力に相当する実値電気信号を増幅器７
０を介して比較器７２に出力する。この比較器７２（ま
実圧ツイーン−６４からの実値電気信萼を予め与えられ
た設定値電気信号７４と比較し、この比較結果に応じた
アナログ修正設定値信号を出力巌７６に出力する。この
出力線７６は′電融調圧器５４に接続されており、従っ
て調圧器５４は、設定値電気信号を直接にではなく、設
定圧フィージー６４０或気的反応によって修正された設
定値信号を受取るのである。

実圧ツイーン−６４は制御されるべき圧力室の圧力を開
口部６６において検出するピエゾ抵抗性のピエゾ要素を
有しており、その′電気抵抗が圧力に応じて変化するの
である。実圧ツイーン−６４のピエゾ素子は測定ブリッ
ジ回路の一部をなしている。か＼る電気的出力信号を得
るためのピエゾ素子およびそれによって構成される測定
ブリッジ回路は公知のものであるので図中にはこれを示
さず、実圧ツイーン−６４と一括してブロックで示しで
ある。ピエゾ素子は正確な測定信号を出し、しかも場所
をとらない。

、□例えば電磁調圧器５４のような電気的消費要素は永
続的な電流、従って多くのエネルギーを消費する。従っ
てエネルギーの節約のためには、比較器７２の出力線７
６を直接に調圧器５４に接続するのではなく、まずパル
ス拡幅変調器７８に接続して、その出力線８０を調圧器
５４に接続するとよい。この変調器７８はその出力線８
０に一定周波数のパルス信号８４を出力し、かつ比較器
７２の出力線７６のアナログ信号の変化に応じてパルス
拡幅を行う。第２図に示すようにパルス信号８４は一連
のパルス列から成っており、最初の２個のパルス信号８
６．８８は、比較器７２からのアナログ信号が小さいも
のだから、パルス幅が小である。これらに続＜２１固の
パルス信号９０．９２は、比較器７２からのアナログ信
号が大きくなった分だけ、パルス幅が大ぎ＜７．Ｃって
いる。パルス信号９４は更に一段と大きなパルス幅を有
している。パルス信号が広幅となる程電磁力が犬となり
、それだけ調圧器５４のプランジャー５２が排圧弁４６
の弁座５６に対して弁体５０を押圧する。これに伴い設
定圧室２８中にをま高い設定圧が形成される。アナログ
信号に代えてパルス信号を調圧器５４に与えることによ
り、エネルギーが大幅に節約される。

図にも示すように、圧力弁２と設定圧変更器６２とは一
体に組付けられているが、別体のものを互に組つげて間
に境いを入れるようにしてもよ（、同一のケースに内装
するようにしてもよい。

このように構成することにより、接続孔は短くなり電気
的に撹乱されることもな（、応答時間が短く、制御動作
の行過ぎも少くなり、制＠Ａ１動作が適正なものとなる
。また構造的には小型となり、このため全ての接続は圧
力弁と設定圧変更器との間に設けられている。

調圧器５４は電磁比例磁石を封しており、この結果比例
応答性を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の圧力制御装置の構成中圧力弁を示す
一部断面側面図、 第２図は同じ（設定圧変更器の構成を示す説明図である
。 ２・・・圧力弁　　　　　　４・・・流入路６・・・流
出路　　　　　　８・・・圧力室１０・・・主弁　　　
　　　１８・・・弁体２０・・・プランジャー　　２４
・・・実圧測定室２６・・・ダイアフラム　　２８・・
・設定圧室４６・・・排出弁　　　　　５ｏ・・・弁体
５２・・・プランジャー　　６２・・・設定圧力変更器
６４・・・実圧ツイーン−７２・・・比較器７８・・・
変調器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔リ　流体のための流入路（４）と流出路（６）と。 これらの間に設けられた圧力制御の対象である圧力室（
   ８）と、圧力室（８）を流過する流体の流量を足める主
   弁（１０）と、電磁調圧器（５４）と、該圧力室に接続
   された実圧測定室（２４）と設定値／実値比較部Ｃ２６
   ，３０゜５８）とを有した圧力弁（２）が用いられてお
   り、 該圧力弁が、調圧器（５４）によって与えられる設定圧
   と実圧測定室（２４）の実圧との比較結果に応じて主弁
   （１０）を駆動し、更に設定圧変更器（６２）が設けら
   れていて、この設定圧変更器（６２）は圧力室（８）の
   圧力に呼応してこれに応じた電気実値信号を発生する実
   圧ツイーン−（６４）と比較器（７２）とを有しており
   、かつ、 該電気的な実値信号が予め与えられた設定値（７４）と
   比較されて、この比較結果に応じた修正設定値信号が電
   磁調圧器（５４）に与えられる ことを特徴とする流体の圧カ制（財）装置。 （２）前記の主弁（１ｏ）が、圧力弁（２）の流入路（
   ４）と制御されるべき圧力室（８）との間に、設けられ
   ており、 圧力室に接続された実圧測定室（２４）が、比較部のダ
   イアフラム（２６）によって、設定圧室（２８）から区
   分されており、 このダイアフラム（２６）が主弁（１ｏ）の弁体（１８
   ）と連結されており、 設定圧室（２８）が、流量絞り部（４４）を有した通孔
   （４２）によって流入路（４〕に接続されるとともに、
   調圧器（５４）を駆動する排出弁（４６）を介して流体
   排出孔（４８）に接続されており、がっ上記の排出弁（
   ４６〕の弁体（５ｏ）には、一方では調圧器（５４）に
   よって形成された設定圧が、他方では設定圧室（２８）
   内の圧力′が、それぞれ作用していることを特徴とする
   特許請求の範囲第（り項に記載の装置。 〔６〕　　前記の実圧ツイーン−（６４）が圧力室（８
   ）の圧力を検出するピエゾ抵抗性のピエゾ素子を有して
   おり、その抵抗値が圧力に応じて変化する ことを特徴とする特許請求の範囲第ＬＩＪもしくはＬＺ
   Ｊ項に記載の装置っ 〔４〕　　比較器（７２）と′電磁調圧器（５４）との
   間にはパルス拡幅変調器（７８）が介装されており、 この変調器が比較器（７２）の出力するアナログ信号を
   パルス信号に変換し、このパルス信号が一定周波数でか
   つアナログ信号の変化に応じて変るパルス幅を有してい
   る ことを特徴とする特許請求め範囲第〔１〕〜Ｃ３Ｊのい
   づれかの項に記載の装置。 〔５）　　圧力弁（２）と設定圧変更器（６２）とが一
   体に組つけられている ことを特徴とする特許請求の範囲第〔す〜Ｃ４Ｊのいづ
   れかの項に記載の装置。